《水质工程学Ⅰ》学习指南
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水质工程学(1)--消毒
与 环
●强氧化剂：氧化还原电位与pH有关，在酸性溶液中为2.07V, 仅次于氟（3.06），在碱性溶液中为1.24V。
境 工
●在水中的溶解度较低，只有3－7mg/L（25度时）。臭氧化 空气中臭氧只占0.6-1.2%
程 ●会自行分解为氧气。水中的分解速度比在空气中的快。如
学
水中的臭氧浓度为3mg/L时，在常温常压下，其半衰期
研
室
19
7.3 其它消毒法
土 木 与
一、氯氨消毒 优点：水中含有有机物和酚时，氯氨消毒不会
环 产生氯臭和氯酚臭，大大减少了THMs的产
境 生，能保持水中余氯较久。
工 程 学
但作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱。单独使用 的情况较少。
院 人工投加氨可以是液氨、硫酸氨或氯化氨。
给 排 水
氯和氨的投加量视水质不同而有所不同。一般 采用氯：氨＝3：1～6：1
室 当原水游离氨>0.5mg/L时→加氯量控制在峰点前
11
土 木 与
三、加氯点： 滤后加氯
环 滤前加氯――混凝剂投加时加氯，提高混凝
境 效果。
工 程
管网中途加氯
学
院 四、加氯设备
给 排
一般用氯气：有毒气体，在6－8气压下变成液氯
水 使用时采用氯瓶。干燥氯气和液氯对钢瓶无腐蚀作用，
教
但遇水或受潮则会严重腐蚀金属。因此，必须严格
环 境
氯在水中瞬间水解：
工 程 学
Cl2 ＋ H2O HOCl ＋ HCl HOClH+ + OCl-
院
pH>9时，OCl- 接近100％
给 排
O要用途：氰化物、硫化物、酚、醛、油类的
教 研
长沙理工水质工程学(Ⅰ)教案
长沙理工水质工程学（Ⅰ）教案第一章：水质工程学概述1.1 教学目标了解水质工程学的定义、研究内容和意义。
掌握水质工程学的基本原理和水质标准。
1.2 教学内容水质工程学的定义和研究内容。
水质工程学的重要性。
水质标准和水质指标。
1.3 教学方法讲授和讨论相结合。
1.4 教学资源教材：水质工程学教程。
参考资料：相关论文和案例研究。
1.5 教学评估课堂讨论和提问。
课后作业和报告。
第二章：水质污染与水体自净2.1 教学目标了解水质污染的来源、迁移和转化规律。
掌握水体自净的机制和影响因素。
2.2 教学内容水质污染的来源和迁移。
水体自净的机制和影响因素。
水质预测和水质模型。
2.3 教学方法讲授和案例分析相结合。
2.4 教学资源教材：水质工程学教程。
参考资料：相关论文和案例研究。
2.5 教学评估课堂讨论和提问。
课后作业和报告。
第三章：水质监测与分析方法3.1 教学目标了解水质监测的目的、任务和方法。
掌握常见水质分析仪器的使用和数据处理。
3.2 教学内容水质监测的目的、任务和方法。
常见水质分析仪器及其使用方法。
数据处理和水质评价。
3.3 教学方法实验室演示和操作练习。
3.4 教学资源实验室设备和仪器。
教材：水质工程学教程。
3.5 教学评估实验室操作考核。
课后作业和报告。
第四章：水处理工艺与技术4.1 教学目标了解水处理工艺的分类和原理。
掌握常见水处理技术的特点和应用。
4.2 教学内容水处理工艺的分类和原理。
常见水处理技术及其特点。
工艺组合和优化。
4.3 教学方法讲授和案例分析相结合。
4.4 教学资源教材：水质工程学教程。
参考资料：相关论文和案例研究。
4.5 教学评估课堂讨论和提问。
课后作业和报告。
第五章：水环境保护与可持续发展5.1 教学目标了解水环境保护的重要性和意义。
掌握水环境保护的基本原则和政策。
5.2 教学内容水环境保护的重要性和意义。
水环境保护的基本原则和政策。
可持续发展与水质工程学。
5.3 教学方法讲授和讨论相结合。
水质工程学1知识点总结
水质工程学1知识点总结水质工程学是研究水质污染、水处理和水资源综合利用的一门交叉学科，涉及化学、生物、环境和工程等多个领域的知识。
在现代社会，水质工程学已经成为保障水资源安全和人类健康的重要学科，对于水污染防治、水资源开发和利用有着重要的意义。
本文将对水质工程学的相关知识点进行总结，包括水质污染、水处理技术、水资源管理等内容。
一、水质污染1. 水质污染的来源水质污染是指水体中存在有害物质超出环境容许标准而影响水质的情况。
水质污染的来源主要包括工业废水、农业面源污染、城市生活污水和大气降水等。
工业废水包括工业生产过程中排放的各种废水，其中可能含有重金属、有机物等有害物质。
农业面源污染主要来自农田农作物种植和养殖业的生产活动，包括化肥、农药和养殖废水等。
城市生活污水是指城市居民生活生活污水，其中包括生活污水、工业废水和雨水等，含有各种有机物、微生物等有害物质。
大气降水是指大气中的颗粒物和气态污染物通过大气降水方式，如雨水、雪等形式降落到地表水中，导致水体污染。
2. 水质污染的分类根据污染物的性质和来源，水质污染可以分为有机污染、无机污染和放射性污染等多种类型。
有机污染主要来自工业废水和城市生活污水排放的有机物，包括有机溶剂、石油类物质、农药等。
无机污染包括重金属、氨氮、硫化物等无机物质，主要来自工业废水和农业面源污染。
放射性污染是指水体中存在放射性元素超出环境容许标准而导致的污染，主要来自核能设施、医疗设备和工业生产过程中的放射性物质。
3. 水质污染的影响水质污染对人类健康和生态环境都会产生严重的影响。
首先，水质污染会导致饮用水安全问题，对人体健康造成威胁，引发各种水源性传染病，包括霍乱、痢疾、肝炎等。
其次，水质污染会破坏生态环境，影响水生动植物的生存和繁衍，导致湖泊、河流甚至海洋的富营养化和死水现象。
另外，水质污染还会影响农业灌溉水质和工业用水，影响农作物生长和工业生产活动。
二、水处理技术1. 水处理技术的基本原理水处理技术是指通过物理、化学、生物等技术手段，将水中的有害物质去除或降低，提高水质的工程技术。
水质工程学(1)--过滤
与 1、拦截：颗粒尺寸较大时，处于流线中的颗粒会直接碰到滤
环
料表面产生拦截作用。
境 工 程
2、沉淀：颗粒沉速较大时，会在重力作用下脱离流线，产生 沉淀作用。
3、惯性：颗粒具有较大惯性时也可以脱离流线与滤料表面接 触，为惯性作用。
学 4、扩散：颗粒较小，布朗运动剧烈时会扩散至滤料表面，为
院 给
教
止。
研
室
23
水 可见，大量颗粒
资 被表面滤料所截留。
源 在过滤过程中，
与 滤层Байду номын сангаас悬浮颗粒截
环 留量随着过滤时间
境 和滤层深度而变化的规律，
工 程 学 院 给 排 水
以及由此而导致的水头损失 变化规律，与原水进水 水质、水温、 滤速、滤料粒径、形 状、悬浮物表面性质等 因素有关，影响因素非常复杂。
与 原因：表层滤料粒径最小，粘附表面积最大，截留
环
悬浮颗粒量最多，而空隙尺寸又最小，因而，过滤
境
到一定时间后，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，甚
工
至产生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。其
程
结果；1）在一定过滤水头下滤速剧减（或在一定
学 院 给 排 水
滤速下水头损失达到极限值）；2）或者因滤层表 面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流将自 裂缝中流出，以致悬浮杂质穿出滤层而使出水水质 恶化。当上述两种情况之一出现时，过滤将被迫停
工
如石英砂；由于两种滤料的比重差，在一定的反冲洗
程 学 院
强度下，轻质滤料仍在上层，重质滤料仍在下层，构 成双层滤料滤池，虽然每层滤料粒径仍由上而下递增， 但就整个滤层而言上层滤料平均粒径大于下层平均粒 径。
给 排
水质工程学教学大纲
水质工程学教学大纲目录1、《水质工程学Ⅰ》课程教学大纲2、《水质工程学Ⅱ》课程教学大纲3、《水质工程学Ⅲ》课程教学大纲4、《水质工程学实验技术》课程教学大纲《水质工程学Ⅰ》课程教学大纲一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务《水质工程学Ⅰ》是给排水科学与工程专业的主干课程之一，是给排水科学与工程专业的必修课，本课程主要介绍以给水处理为主的物理化学处理技术。
通过该课程的学习使学生掌握给水净化方法的基本概念和基本理论，了解给水处理构筑物的工艺过程与工作原理，培养学生具备进行处理构筑物的工艺设计与设计计算的能力。
（二）教学目的和要求通过本课程的学习，学生应达到下列要求：1.分析各种水体的原水杂质成分，选择合理的水处理工艺方案，掌握各种水质处理的基本方法；2.掌握城市自来水处理的基本原理、工艺过程与城市水厂的设计计算方法以及了解自来水厂运营的基本知识；完成城市给水处理厂的课程设计，掌握设计基本方法、方案确定、工艺流程的选择、单体处理构筑物的设计与计算，水厂总平面的布置、水厂高程的设计等。
3.掌握各种处理构筑物的特点与水处理机理；4.了解水处理技术新方法、新工艺及发展趋势。
（三）课程教学方法与手段《水质工程学Ⅰ》课程是给排水科学与工程专业的主干课程之一，本课程在教学过程中，课程的计划时数是以课堂理论教学为主，在课程进行的全过程中采取理论与实践相结合的方式，在理论教学部分结束以后进行1.5周的课程设计。
在教学过程中采用现代化的教学手段，计算机多媒体辅助教学，深入浅出，理论联系实际，在教师的指导下，通过设计使学生了解利用工具书及如何使用专业设计规范等的基本方法。
采用理论与工程实际案例讨论相结合的教学方法，教学手段拟采用PowerPoint多媒体教学。
（四）课程与其它课程的联系《水力学》、《水分析化学》是本门课程的基础，《泵与泵站》、《水资源利用与保护》、《给水排水管网系统》课程与本课程联系更加紧密，《水质工程学实验技术》是本课程的主要实验教学部分。
水质工程学(Ⅰ)例题、思考题、习题参考问题详解
水质工程学（Ⅰ）例题、思考题、习题参考答案第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。
水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
悬浮物：尺寸较大（1?m-1mm），可下沉或上浮（大颗粒的泥砂、矿碴下沉，大而轻的有机物上浮）。
主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。
这类杂质由于尺寸较大，在水中不稳定，常常悬浮于水流中。
当水静置时，相对密度小的会上浮与水面，相对密度大的会下沉，因此容易去除。
胶体：尺寸很小（10nm-100nm）, 具有稳定性，长时静置不沉。
主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。
胶体通常带负电荷，少量的带正电荷的金属氧化物胶体。
一般可通过加入混凝剂进去去除。
溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子，如Ca2+、Mg2+、Cl-等离子，HCO3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体分子。
溶解物与水成均相，透明。
但可能产生色、臭、味。
是某些工业用水的去除对象，需要特殊处理。
有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。
2.各种典型水质特点。
（数值可不记）江河水：易受自然条件影响，浊度高于地下水。
江河水年内浊度变化大。
含盐量较低，一般在70～900mg/L之间。
硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO3计）之间。
江河水易受工业废水和生活污水的污染，色、臭、味变化较大，水温不稳定。
湖泊及水库水：主要由河水补给，水质类似河水，但其流动性较小，浊度较低；湖水含藻类较多，易产生色、臭、味。
湖水容易受污染。
含盐量和硬度比河水高。
湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。
海水：海水含盐量高，在7.5～43.0g/L之间，以氯化物含量最高，约占83.7%，硫化物次之，再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。
海水须淡化后才可饮用。
地下水：悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被去除，水质清澈，不易受外界污染和气温变化的影响，温度与水质都比较稳定，一般宜作生活饮用水和冷却水。
水质工程学一教案
水质工程学一教案水质工程学一教案一、教学目标：通过本节课的学习，学生应该能够：1. 了解水质工程学的基本概念和研究领域；2. 掌握水质工程学的基本原理和方法；3. 理解水质工程学在环境保护和水资源管理中的重要性。
二、教学内容：1. 水质工程学的概念和研究领域a. 水质工程学的定义和基本概念；b. 水质工程学的研究领域和主要内容；c. 水质工程学与其他相关学科的关系。
2. 水质工程学的基本原理和方法a. 水质参数的测定和分析方法；b. 水质处理技术和方法；c. 水质模型的建立和应用。
3. 水质工程学在环境保护和水资源管理中的应用a. 水质工程学在水污染控制和治理中的作用；b. 水质工程学在饮用水安全和水资源管理中的应用；c. 水质工程学在水环境保护和生态修复中的应用。
三、教学方法：1. 讲授法：通过讲解理论知识，介绍水质工程学的基本概念、原理和方法。
2. 实验法：通过实验操作，让学生亲自参与水质参数测定和处理技术的实践，加深对水质工程学的理解。
3. 讨论法：组织学生进行小组讨论，探讨水质工程学在环境保护和水资源管理中的应用案例，提高学生的综合分析和解决问题的能力。
四、教学过程：1. 导入环节通过引入一个与水质相关的现象或问题，激发学生对水质工程学的兴趣，并引出本节课的主题。
2. 知识讲解a. 介绍水质工程学的定义和基本概念，让学生对水质工程学有一个整体的认识。
b. 分析水质工程学的研究领域和主要内容，让学生了解水质工程学的具体研究方向。
c. 探讨水质工程学与其他相关学科（如环境科学、化学、生物学等）的关系，让学生了解不同学科之间的交叉与融合。
3. 实验操作a. 组织学生进行水质参数测定实验，让学生掌握常见水质参数（如pH值、溶解氧、总氮、总磷等）的测定方法。
b. 引导学生进行水质处理实验，让学生了解不同水质处理技术（如絮凝、沉淀、过滤等）的原理和应用。
4. 小组讨论a. 将学生分成小组，每个小组选择一个具体案例，讨论该案例中水质工程学的应用。
《水质工程学(一)》课程设计任务指导书
《水质工程学（一）》课程设计任务指导书课程设计（论文）任务书课程名称：水质工程学（一）课程设计学生姓名学号指导教师水质工程学（一）课程设计任务书一、设计题目某万m3/d水厂设计（空格内容为设计水量，根据自己的设计水量补充题目）1.设计水量：水厂设计水量根据本人学号确定：一班同学的设计水量为：（学号后两位数值某1.5）万m3/d二班同学的设计水量为：（学号后两位数值某0.8）万m3/d2.出厂水水质、水压要求：请按有关规定确定水厂允许用地，在用地标准范围内尽量减少占地，用地形状自定，地形平坦，地面标高20.0米。
表1水源水质项目平均值项目平均值（mg/L）项目平均值pH值7.9总碱度110.9细菌总数小于50000个／mL浊度（NTU）10硝酸盐0.6大肠杆菌小于10000个／LCODMn（mg/L）3氰化物<0.02臭和味微量氨氮（mg/L）0.05六价铬<0.001氟化物（mg/L）0.05砷0.0056.建议水处理构筑物：学号1-5：网格栅条絮凝池、普通快滤池学号6-10：穿孔旋流絮凝池学号11-15：机械絮凝池学号16-20：隔板絮凝池、V型滤池学号21-25：机械搅拌澄清池学号26-：折板絮凝池除以上建议的池型外，其他水处理构筑物考虑和建议池型的搭配，结合技术经济比较自由选择。
三、设计内容1.方案选择：根据原水水质水量和处理后水质要求选择并确定给水厂工艺流程2.通过经济技术比较选择并确定各水处理构筑物类型3.对水处理构筑物进行设计计算，并附有必要的单线草图4.确定辅助构筑物尺寸和位置，进行水厂平面布置并绘制平面布置图5.计算各净水构筑物和连接管中的水头损失，考虑水厂地形，确定各净水构筑物的标高，绘制水厂高程布置图四、设计成果2.设计图纸：给水厂平面布置图一张；高程系统图一张，比例尺根据制图标准选择，根据比例尺和水厂占地规模选择图幅，一般不小于2号图纸。
五、设计时间本课程设计完成时间为二周序号1231.室外给水设计规范：GB50013-20062.室外排水设计规范GBJ14-20063《生活饮用水卫生标准》GB5749-20064.城市给水工程项目建设标准（建标120-2022）5.城市给水工程规划规范6.给水排水制图标准GB/T50106-20017.给水排水设计手册（第1、3、10、11册）[M].北京：中国建筑工业出版社，1986.8.严煦世，范谨初.给水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.水质工程学（一）课程设计指导书一.设计目的本课程设计属于初步设计性质的设计工作。
水质工程学1课程设计指导书
《水质工程学（1）》课程设计任务书与指导书专业:学号:姓名:2014年 12 月日水质工程学（1）课程设计任务书2014 —2015学年第一学期1 设计题目净水厂工艺设计2 设计时间自至，共 2 周3 设计任务根据指定的水源、厂址、处理流程和有关设计资料，设计主要处理设备及构筑物，使出水水质达到生活饮用水标准，并满足最高日供水量m3/d。
（本课程设计要求同学们根据自己家乡城市、县城的情况进行设计，请同学们尽可能全面搜集资料，认真分析）4 课程设计内容4.1画处理流程示意图。
4.2计算各构筑物的设计流量。
4.3选用混凝剂、助凝剂，决定其投量；设计药库面积；设计药剂配制设备，药剂的剂量与投配方式，并设计加药间的平面布置。
4.4设计混合、絮凝池及沉淀池。
4.5设计滤池4.6氯化消毒、氯库及加氯间的设计。
4.7清水池的容积、尺寸。
4.8各构筑物之间的连接管道。
4.9各辅助建筑面积、主要尺寸（查手册）。
4.10全厂总平面布置及工艺高程设计，包括道路及主要工艺管线。
水质工程学（1）课程设计指导书1.目的和要求1.1 学生应通过本设计掌握给水设计工作的一般步骤、内容、方法，并提高设计、计算及制图的能力，培养自己分析问题和解决问题的能力，做到理论和实际相结合。
1.2 通过本设计对给水净化所学内容进行更进一步的系统总结和复习，加深对教学内容的理解、巩固所学内容，并举一反三，由此旁通给水处理的其它内容。
1.3 通过本设计熟悉一些资料的引用，如设计规范，设计手册，标准设计、工程图和参考资料等，并学习如何参考，运用这些资料解决实际问题(注意新设计手册有些数据与新规范不符，以规范为标准)。
1.4 通过设计培养自己刻苦钻研，严格细致，克服困难，努力完成任务的作风，提高自己独立工作能力。
2 设计前的准备工作在正式动手作设计之前，首先应明确设计任务，基础资料，认真阅读《设计任务书》和本指导书，根据任务书要求及学校规定安排好的设计时间及进度，准备好书籍、规范、手册、参考文献、计算及绘图工具等。
水质工程学课程设计(I)指示书、任务书
四川大学课程设计任务书、指示书《水质工程学课程设计I》四川大学给水排水教研室2009年6月《水质工程学课程设计I》任务书一、设计题目：四川某县城自来水厂的初步设计二、设计目的通过水厂的初步设计，使学生熟悉掌握水厂设计原则、步骤和方法；培养学生应用所学理论，分析解决实际工程设计问题的初步能力，使学生在设计运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。
三、基本资料1、现用水量：50000m3/d2、给水水源：桃河3、水质资料：原不为穿城河流，取水口在城镇上游，水质较好，含砂量较低（平均含砂量0.4kg/ m3），上游无工业污染和集中生活污水污染。
原水水质资料如下：4、地质资料(1)拟建水厂区域工程地质钻探资料通过工程地质钻探，地层构造为：表层为0.5～0.7m厚的耕土，以下均为密实压粘土，地下12m处才有基岩露头。
地下水位在地表8m以下，地下水无浸蚀性。
地基耐压力为15T/㎡。
(2)该城镇地震资料据记载，该地区未发生过破坏性地震，据地震监测总的记录，该地区最大震级为6 级，地震裂度为6度。
由四川地震局推荐，该地区建筑设计按地震裂度7度设防。
5、水文资料桃河由西向东穿城而过，拐向镇东南流出城。
河上设有两座通行汽车的大桥。
河流常年流量较大，上游设有一大型水库调节，因此河流枯水位及流量变化不大。
该河流为通航河流，船舶最大吨位700吨，并有木排放下，取水构筑物设计时应考虑放排和通航的影响。
最高洪水位：188.00m最大流量： 150m3/s常水位：185.40m年平均流量：75m3/s枯水位：183.00m最小流量：50m3/s取水口水深最小达：4.0m6、气象资料(1)风向：见右方风玫瑰图(2)气温最冷月平均：4.0℃最热月平均：34.1℃极端最高气温：40℃极端最低气温：-2℃(3)降水量：年平均降雨量：1185.4mm一日最大降雨：197.1mm(4)土壤冰冻深度： 0m7、其它资料该城镇为县政治、经济中心，交通便利，铁路、公路、水运均与省城及埠外相连接，该县地方材料丰富。
《水质工程学》学习指南
基本要求1．了解水的性质、饮用水水质与水质标准及其与人体健康的关系等；2．了解水的污染指标、污水特性、我国的污水排放标准和污水处理现状与发展等、污水处理的目标和我国现行法规对污水处理技术提出的要求；3．掌握水体（河流、湖泊、海洋、地下水等）污染的规律和危害、以及其自净过程，水体质量评价及水污染防治措施等；4．加深对水处理工艺中反应器概念的理解，全面系统地掌握水的物理、化学、物理化学、生物处理法以及污泥处理与处置的基本概念、基本理论与基本方法；5．基本掌握城市水处理工程和工业企业水处理工艺技术、方法以及新工艺与新技术的应用条件，为进一步学习其他专业课奠定理论基础，培养学生具有水处理工程的设计、运行管理与科学研究的基本能力。
6．掌握水质工程设计与计算的基本原理，了解水质工程设计特点、原则和设计标准7．掌握水质工程中水处理构筑物的设计原理，设计要求、设计与计算方法和经济设计方案8．掌握水质工程中水处理系统的方案选择原则、选择方法及方案设计与计算方法。
了解水处理系统在整个水质工程的经济设计方法。
了解实际工程的设计范例。
9．掌握主要水处理工艺系统的设计与计算方法，了解新开发工艺的设计计算方法。
10．掌握一些典型的特种水（如：除铁除锰、放射性废水处理）处理系统及单体构筑物的设计原理，设计与计算方法。
了解设计与计算实例。
11．了解主要水处理设备的工作原理、设计与计算方法。
12．掌握污泥的处理与处置设施的设计原理，设计与计算方法。
课程的重点与难点★模块1：1.1 凝聚和絮凝重点：胶体的双电层结构，胶体的凝聚和絮凝机理、混凝剂、混凝动力学、混凝试验。
难点：胶体的双电层结构、混凝动力学。
★模块2：1.2 沉淀和气浮重点：自由沉淀、沉淀试验、浓缩理论、理想沉淀池及影响实际沉淀池效率的主要因素、沉淀池、气浮原理。
难点：自由沉淀、浓缩理论、沉淀设备的排泥、气浮原理。
★模块3：1.3 过滤重点：过滤原理、滤池的工作方式（水头、滤速的变化等）、过滤的水头损失、滤层的粒度特性、配水系统的形式与特点、反冲洗作用机理、反冲洗水力学。
《水质工程学Ⅰ》课程教学大纲
《水质工程学Ⅰ》课程教学大纲英文名称：Water Quality Engineering I课程编码：081020033总学时：48 实验学时：0 学分：3适用对象：给排水科学与工程专业先修课程：水力学、泵与泵站、水分析化学、水处理微生物学、给水排水管道系统大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、目的和任务本课程是给水排水工程专业的一门主干专业课，使学生全面系统地了解各种天然水源的水质特点、给水的水质指标，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况，基本掌握各种水处理的工程技术与方法，应用条件以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础。
培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力。
二、教学内容及要求第1篇总论第1章水的循环和水质工程学的任务授课学时：11.1水的自然循环1.2水的社会循环和水质工程学科的任务第2章水处理方法概论授课学时：22.1单元处理方法和处理工艺系统2.2反应器原理难点：反应器的原理及应用。
第2篇给水处理第3章水源水质和水质标准授课学时：23.1水源水质3.2水质标准重点：各种天然水源的水质特点；生活饮用水水质标准。
第4章混凝授课学时：74.1混凝机理4.2混凝剂和助凝剂4.3混凝动力学4.4影响混凝效果主要因素4.5混凝剂的配制和投加4.6混合和絮凝设备重点：混凝机理、混凝剂和助凝剂的选择；混凝控制指标、影响混凝效果的主要因素、絮凝池的设计计算。
难点：混凝机理、絮凝池的设计计算。
第5章沉淀、澄清和气浮授课学时：75.1沉淀和气浮原理5.2沉淀池5.3澄清池原理5.4气浮分离重点：理想沉淀池的工作情况；平流沉淀池、斜管沉淀池的构造、设计计算；各种澄清池的工作原理；气浮分离原理。
难点：平流沉淀池、斜管沉淀池的设计计算。
第6章过滤授课学时： 106.1过滤基本理论6.2滤料和承托层6.3滤池冲洗6.4滤池形式和设计重点：过滤机理、配水系统及滤池的冲洗方式；各种型式滤池的工作过程、设计计算。
水质1课设指导书
《水质工程学1》课程设计指导书一、设计目的1．加深学生对《水质工程学1》课程内容的理解与掌握；2．培养学生综合运用和深化所学理论知识，培养学生的工程观念；提高学生独立分析问题和解决工程实际问题的能力；3．让学生学会使用常用资料，如设计规范和设计手册；4. 使学生受到专业工程师应具备的基本技能的初步训练，为今后的进一步学习和系统训练打下基础。
二、设计步骤1．分析研究水质资料，确定净水厂处理流程。
2．确定净水厂设计水量。
3．进行处理构筑物型式的选择。
4．进行各处理构筑物的设计计算。
5．确定水厂的附属构筑物和建筑物。
6．进行水厂的平面布置。
7．进行水头损失计算，确定水厂的高程布置。
8．绘制图纸，编写计算说明书。
三、设计内容与要点1．净水厂处理流程的确定应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的试验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定合理的工艺流程，并以方框图表示。
2．净水厂的设计处理量水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。
水厂自用水量主要用于滤池冲洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。
自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素。
城镇水厂自用水量一般采用供水量的5％～10％。
各处理构筑物的设计能力按一天24小时平均计算。
3．处理构筑物的选型对处理流程及构筑物选型的合理性进行分析，说明工艺特点。
另外，应注意在确定处理流程以及进行处理构筑物选型时，要兼顾水厂的平面布置和高程布置。
4．药剂配置及加药间的设计（1）混凝剂的选择、混凝剂投加量确定。
根据原水水质、处理要求、货源及经济条件选用合适的混凝剂，用实验的方法确定相应的最大投加量。
我国各水厂的平均投药量为5～30mg/L，最高不超过100mg/L（以三氧化二铝计），否则就应当通过药剂的混合使用及改进处理途径等方法使水澄清。
推荐采用PAC，最大投加量20mg/L。
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《水质工程学》学习指南目录一、学习水质工程学Ⅰ所需预备知识 (2)二、学习水质工程学II所需预备知识 (4)三、学习水质工程学Ⅲ所需预备知识 (6)四、水质工程学Ⅰ内容提要 (7)五、水质工程学Ⅱ内容提要 (28)六、水质工程学Ⅲ内容提要 (30)七、与本课程学习相关的规范标准 (33)八、学习本课程相关教材、辅导书 (35)九、学习本课程相关手册图集 (37)附件、大学专业课程学习指南手册 (39)一、学习水质工程学Ⅰ所需预备知识1、学习本课程所需的水力学知识学习第二章2.3混凝动力学需要水力学方面关于布朗运动，菲克定律，层流流速分布，等基础知识；学习第二章2.6混合和絮凝设备需要水力学方面关于局部和沿程水头损失的计算，学习第三章3.1悬浮颗粒在静水中的沉淀需要水力学方面关于浮力计算，沉速公式，相似原理等基础知识。
学习第三章3.2 平流式沉淀池需要水力学方面关于雷诺数，弗劳得数判别，出口堰，淹没式孔口出流，变水头放空容积公式等基础知识。
学习第三章3.3 斜管与斜板沉淀池需要水力学方面关于水力半径，雷诺数，弗劳得数，层流，紊流等基础知识。
学习第三章3.4 澄清池需要水力学方面关于拥挤沉淀水力学规律，孔口出流公式，孔口面积计算等基础知识。
学习第四章 4.2 过滤理论需要水力学方面关于惯性力，扩散理论，水动力学，水流剪力，粘附力，管渠水头损失，测压管水头等基础知识。
学习第四章 4.4 滤池冲洗需要水力学方面关于沿途泄流穿孔管水力计算，穿孔管大阻力配水系统，孔口出流，小阻力配水系统的计算，水泵扬程等基础知识。
学习第四章 4.6无阀滤池需要水力学方面关于虹吸管，虹吸管道的水力计算，谢才公式等基础知识。
2、学习本课程所需的水分析化学知识学习第二章2.1混凝机理和2.4影响混凝效果主要因素需要水分析化学方面关于水溶液中的酸碱平衡，酸碱平衡中有关组分浓度。
酸碱溶液中[H+]的计算，包括强酸、强碱、弱酸、弱碱、多元酸、多元碱及缓冲溶液中[H+]的计算等基础知识；学习第五章5 .1氯消毒和第六章地下水除铁除锰需要水分析化学方面关于反应条件对氧化还原反应进行程度的影响，掌握氧化还原反应中条件平衡等基础知识。
3、学习本课程所需水泵知识学习第七章7.4水厂平面和高程布置需要泵与泵站方面关于一级泵站概念知识；4、学习本课程所需给排水管道工程知识学习第七章7.4水厂平面和高程布置需要给排水管道工程关于经济流速与经济管径的意义及确定管径的方法，水头损失的计算公式等基础知识。
4、学习本课程所需水资源利用与保护知识学习第一章1.1原水水质需要水资源利用与保护关于水资源的概念及水源卫生防护的重要性和一般方法等基础知识。
二、学习水质工程学II所需预备知识1. 所需数学知识：第1章中的水体自净容量和污水处理程度的估算、河流中溶解氧平衡关系的表达方式及其分析需要掌握数学中关于模型建立、微积分、线性和非线性方程组等知识；第2章中沉淀的类型分析需要微积分知识；第2章至第8章中各种类型的处理构筑物设计计算均需要数学中的基础计算知识。
2. 所需水力学知识：第2章至第7章中各种处理构筑物上的各种管道或渠道的设计计算、污水处理和污泥处理高程计算均需要掌握《水力学》中流动形态、流量、流速、摩阻、水头损失计算、明渠均匀流计算等方面的知识；3. 所需水泵基础知识：污水处理厂内总泵站、污泥回流泵、污泥提升泵、以及污水处理工艺流程中各种需要污水回流提升的地方需要设计泵时均需掌握水泵的各方面基础知识。
4. 所需水分析化学基础知识：第1章中关于污水水质的各项评价指标、第3章内活性污泥的各项评价指标，第7章中污泥的各项评价指标均需掌握水分析化学中的水质分析方法及计算知识。
5.所需水微生物学的知识第3章活性污泥中各种微生物的特性及生长规律和好氧代谢模式；第4章生物膜内各种微生物特性及生长规律；第5章稳定塘内各种生物的特点及生态系的关系等；第6章内生物脱氮除磷中硝化菌、除磷菌的特性及生长规律；第7章内污泥厌氧消化模式等内容均需要水微生物学的各方面知识。
6. 所需工程制图及技能知识：污水处理厂内各构筑物的构造设计、污水处理厂平面及高程需要绘制构筑物平、立、剖面图、平面图和高程图等，需要全面掌握工程制图的各方面知识及技能。
三、学习水质工程学Ⅲ所需预备知识1、预备知识：水质工程学Ⅲ与物理化学，水分析化学、水微生物学等课程有一定的联系，需要具备上述课程的基础知识。
学习第二章2.2 水的药剂软化法需要水分析化学关于化学沉淀等基础知识；学习第六章工业废水的化学处理需要水分析化学方面关于沉淀、溶解度等基础知识；学习第四章水的腐蚀与结垢需要水微生物方面关于微生物方面的基础知识；学习第八章工业废水的生物处理需要水微生物方面关于微生物的增殖、营养与代谢等基础知识；学习第二章2.3-2.4离子交换软化需要物理化学方面关于离子交换原理等基础知识；学习第二章2.5-2.6离子交换除盐需要物理化学方面关于阴阳离子交换、中和等基础知识；学习第三章膜分离的原理与应用需要物理化学方面关于渗透、渗析、超滤、纳滤等基础知识；学习第五章工业废水的物理处理需要物理化学方面关于离心分离、过滤等基础知识；学习第七章工业废水的物理化学处理需要物理化学方面关于胶体化学、混凝机理、气浮、吸附等基础知识；四、水质工程学Ⅰ内容提要1.1原水水质1.1.1原水中的杂质原水中的杂质的两种来源：自然过程和人为因素原水中杂质按尺寸大小可分成悬浮物、肢体和溶解物3类，（1)悬浮物和胶体杂质(2)溶解杂质包括有机物和无机物两类。
无机溶解物是指水中所含的无机低分子和离子。
有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的，如腐质质等。
受污染水个溶解杂质多种多样。
这里重点介绍天然水体中原来含有的主要溶解杂质：1）溶解气体天然水中的溶解气体主要是氧、氨和二氧化碳、有时也含有少量硫化氢。
2）离子天然水中所含主要阳离于有Ca2+，Mg2+，Na+；主要阴离子有HCO3-，SO42-，Cl-等。
此外还含有少量K+，Fe2+，Mn2+，Cu2+等阳离子及HSiO3-，CO32-，NO3-等阴离子。
1.1.2 各种天然水质的特点（1）地下水——水质清澈、水质、水温较稳定，一般宜作为饮用水和工业冷却用水的水源。
硬度较高，含盐量较高。
（2）江河水——江河水易受自然条件影响。
水中悬浮物和胶态杂质含量较多，浊度高于地下水。
江河水的含盐量和硬度较低。
（3）湖泊及水库水——湖泊及水库水，主要由河水供给，水质与河水类似。
（4）海水——海水含盐量高，而且所含各种盐类或离子的重量比例基本上一定，这是与其它天然水源所不同的一个显著持点。
其中氯化物含量最高。
1.1.3 水源污染水源污染给人类健康带来厂严重威胁。
解决的办法：一是保护水源，控制污染源；二是强化水处理工艺。
1.2 用户对水质的要求——水质标准.水质标准——是用水对象(包括饮用和工业用水等)所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。
水质参数——指能反映水的使用性质的量，但不涉及具体数值。
1.2.1 生活饮用水的水质标准1 生活饮用水卫生标准的项目：（1）感官性状和一般化学指标——色度、浑浊度、PH值、硬度等。
（2）感官性状和一般化学指际——氯化物和溶解性总固体。
（3）毒理学指标——氟化物，氰化物，汞等重金属和氯仿等有机物。
（4）细菌学指标——细菌总数，总大肠菌数和游离余氯。
（5）放射线指标——总a放射性和总放射性。
2 根据我国具体情况，将自来水公司·(以下简称“水司”)分成四类，分别提出四类水司暂行水质目标。
第一类水司——指最高日供水量超过100万m3的直辖市、对外开放城市、重点旅游城市和国家一级企业的水司，水质目标共列出88项水质指标。
第二类水司——指最高日供水量为50～100万m3的城市的水司。
第三类水司——指最高日供水量为10～50万m3的城市的水司。
第四类水司指最高日供水量小于10万m3的小城镇水司，水质标准按现行标准执行。
3 在＜生活饮用水卫生标准＞中所列的水质项目可分成以下几类：一类属于感官性状方面的要求，如水的浊度、色度、臭和味以及肉眼可见物等。
二类是对人体健康有益但不希望过量的化学物质，如水中钠、钾、钙、铁、锌、镁、氯等是人体必需的化学元素．但含量过多，往往会对生活使用产生种种不良影响。
第三类是对人体健康无益但一般情况下毒性也很低的物质，如挥发酣类、阴离子合成洗涤剂等。
第四类是有毒物质，如砷、汞、锦、销、氰化物、氯仿、苯并(a)芘等。
1.2.3 工业用水水质标准工业用水种类繁多，水质要求各不相同。
水质要求高的工艺用水，不仅要求去除水中悬浮杂质和胶体杂质，而且还需要不同程度冲击去除水中的溶解杂质。
（1）食品、酿造及饮料工业的原料用水，水质要求应当高于生活饮用水的要求。
（2）纺织、造纸工业用水，要求水质清澈，且对易于在产品上产生斑点从而影响印染质量或漂白度的杂质含量，加以严格限制。
(3)对锅炉补给水水质的基本要求是：凡能导致锅炉、给水系统及其它热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象的各种杂质，都应大部或全部去除。
锅炉压力和构造不同，水质要求也不同。
(4)在电力行业中，零件的清洗及药液的配制等，都需要纯水。
特别是半导体器件及大规模集成电路的生产，几乎每道工序均需“高纯水”进行清洗。
(5)此外，许多工业部门在生产过程中部需要大量冷却水，用以冷凝蒸汽以及工艺流体或设备降温。
冷却水首先要求水温低，同时对水质也有要求，如水中存在悬浮物、藻类及微生物等，会使管道和设备堵塞；在循环冷却系统中，还应控制在管道和设备中由于水质所引起的结垢、腐蚀和微生物繁殖。
1.3给水处理方法概论；给水处理的任务——是通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。
常见的给水处理方法：（1）澄清和消毒澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤。
处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。
消毒是灭活水中的致病微生物，通常在过滤后进行。
主要的消毒方法是在水中投加消毒剂消灭致病微生物。
当前我国普遍采用的消毒剂是氯，也有采用漂白粉，二氧化氯及次氯酸钠等。
臭氧消毒也是一种消毒方法。
“混凝--沉淀--过滤--消毒”可称之为生活饮用水的常规处理工艺。
（2）除臭、除味除臭、除味的方法取决于水中臭和味的来源。
例如：对于水中有机物所产生的臭和味——可用活性炭吸附或氧化法去除；对于溶解性气体或挥发性有机物所产生的臭和味——可采用曝气法去除；因藻类繁殖而产生的臭和味——可采用微滤机或气浮法去除藻类，也可在水中投加除藻药剂；因溶解盐类所产生的臭和味——可采用适当的除盐措施等（3）除铁、除锰和除氟1）常用的除铁、锰方法是：自然氧化法和接触氧化法。
前者通常设置曝气装置、氧化反应池和砂滤池；后者通常设置曝气装置相接触氧化滤池。