水质工程学 教学大纲

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●课程教学目的本课程是环境工程专业必修的主要专业课之一,以讲授水处理单元操作为主,目的是使学生对水、废水与污染物的性质、来源、水质标准及控制水污染的基本途径和治理方法有较全面深入的了解,初步掌握水污染治理技术。

●教学任务本课程的任务是讲授水处理方法的基本知识,配合实验、学习、课程设计、毕业专题等教学环节,最终使学生掌握水处理的基本理论与工程技术,为进行水处理工程设计、科学研究和运行管理打下基础。

●教学内容的结构一、理论教学第一篇水质与水处理概论第 1 章水质与水质标准1.1 天然水中杂质的种类与性质1.2 水体的污染和自净1.3 饮用水水质与健康1.4 用水水质标准1.5 污水的排放标准第 2 章水的处理方法概论2.1 主要单元处理方法2.2 反应器的概念及其在水处理中的应用2.3 水处理工艺流程第二篇物理、化学及物理化学处理工艺原理第 3 章凝聚和絮凝3.1 胶体的稳定性3.2 混凝原理3.3 混凝剂3.4 混凝动力学3.5 混凝过程3.6 混凝设施3.7 混凝试验第 4 章沉淀4.1 杂质颗粒在静水中的沉淀4.2 平流式沉淀池4.3 斜板、斜管沉淀池4.4 澄清池4.5 水中造粒4.6 浓缩4.7 气浮第 5 章过滤5.1 慢滤池与快滤池5.2 颗粒滤料5.3 快滤池的运行5.4 过滤理论5.5 滤层的反冲洗5.6 几种常见的滤池第 6 章吸附6.1 吸附概述6.2 活性炭吸附6.3 活性炭吸附的应用6.4 活性炭的再生6.5 水处理中的其它吸附剂第 7 章氧化还原与消毒7.1 概述7.2 氯氧化与消毒7.3 臭氧氧化与消毒7.4 其他氧化与消毒方法7.5 高级氧化概述第 8 章离子交换8.1 离子交换概述8.2 离子交换反应8.3 离子交换装置及运行操作8.4 离子交换的应用第 9 章膜滤技术9.1 概述9.2 微滤和超滤9.3 反渗透和纳滤9.4 电渗析9.5 膜滤技术在水处理中的应用第 10 章水的冷却 (自学部分)10.1 水的冷却原理10.2 冷却的热力学问题10.3 冷却水的水质与水处理第 11 章腐蚀与结垢 (自学部分)11.1 腐蚀类型与过程11.2 影响腐蚀的因素与腐蚀形式11.3 水质稳定指数11.4 水质稳定处理第 12 章其它处理方法 (自学部分)12.1 中和12.2 化学沉淀12.3 电解12.4 吹脱、汽提法12.5 萃取法第三篇生物处理理论与应用第 13 章活性污泥法13.1 活性污泥法的理论基础13.2 活性污泥的性能指标及其有关参数 13.3 活性污泥反应动力学及其应用13.4 活性污泥法的各种演变及应用13.5 曝气及曝气系统13.6 活性污泥法污水处理系统的过程控制与运行管理 13.7 活性污泥法的脱氮除磷原理及应用13.8 活性污泥法的发展与新工艺第 14 章生物膜法14.1 生物膜法的基本概念14.2 生物膜的增长及动力学14.3 生物滤池14.4 生物转盘14.5 生物接触氧化法14.6 生物流化床14.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺14.8 生物膜法的运行管理第 15 章厌氧生物处理15.1 概述15.2 厌氧生物处理的基本原理15.3 厌氧微生物生态学15.4 升流式厌氧污泥层工艺15.5 两相厌氧生物处理15.6 悬浮生长厌氧生物处理法15.7 固着生长厌氧生物处理法第 16 章自然生物处理系统16.1 稳定塘的基本原理16.2 好氧塘16.3 兼性塘16.4 厌氧塘16.5 曝气塘与深度处理塘16.6 常规稳定塘的设计原则第 17 章污泥处理、处置与利用17.1 概述17.2 污泥的分类、性质及计算17.3 污泥浓缩17.4 污泥的厌氧消化17.5 污泥的其它稳定措施17.6 污泥的调理17.7 污泥的干化与脱水17.8 污泥的干燥与焚化17.9 污泥的有效利用与最终处理第四篇水处理工艺系统第 18 章常用给水处理工艺系统(实践部分)18.1 给水处理工艺系统的选择原则18.2 地面水的常规处理工艺系统18.3 受污染水源水的处理工艺系统18.4 水的除藻18.5 水的除臭除味18.6 给水厂污水的回收利用18.7 给水厂污泥的处理与处置第 19 章特种水源水处理工艺系统(实践部分)19.1 高浊度水处理工艺系统19.2 地下水除铁除锰处理工艺系统19.3 水的除氟除砷处理工艺系统19.4 软化、除盐与锅炉水处理工艺系统19.5 游泳池水的处理工艺系统第 20 章城市污水处理工艺系统(实践部分)20.1 污水处理工艺系统的选择原则20.2 城市污水处理工艺系统20.3 活性污泥法处理系统实例20.4 污水深度处理与再生水有效利用20.5 污泥处理与利用工艺系统第 21 章工业废水处理工艺系统(实践部分)21.1 概述21.2 常用工业废水处理工艺系统二、实验教学1.颗粒自由沉淀实验Particle Free Sediment Experiment2.混凝实验Coagulation Experiment3.过滤及反冲洗实验Filtration and Wash Experiment4.树脂类型的鉴别Identifying Species of Resin5.强酸性阳树脂总交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume6.强酸性阳树脂工作交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Working Exchange Volume 7.曝气充氧实验Aeration Experiment8.完全混合式活性污泥法处理系统的观测和运行Completely Mixed Activated Sludge Process9.污泥沉降比 (SV%)和污泥指数(SVI)的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume 10.曝气池中环境因素的监测和菌胶团中生物相的观察Environmental Factor Monitor and Observation of Miroorganism in Zoogloea in Aeration Tank11.生物转盘实验Rotating Bio Disc Experiment12.SBR法计算机自动控制系统Computer Auto Control System of SBR13.间歇式活性污泥法实验Experiment System of Sequencing Batch Reactor模块或单元教学目标与任务“水质工程学”是环境工程专业和给水排水工程专业的重要学科基础课之一。

主要分为“水质工程学(上)”和“水质工程学(下)”两大部分,分上下两学期授课,理论课学时共88学时,另有48学时与理论课对应的实验课,共136学时。

此外,还有32学时的课程设计和32学时的参观实习。

“水质工程学(上)”详细介绍了水质和水质标准、水处理方法概论、水的物理处理、化学处理及物理化学处理的原理及工艺等。

“水质工程学(下)”详细介绍污水处理中最常用的生物处理理论与方法:活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、污泥的处理与处置、典型水和污水处理工艺系统等。

知识模块顺序及对应的学时如下:(1)水质工程学(上)本课程的基本内容中上标****、***、**、△的意义如下:****:掌握;***:理解;**:了解;△:自学或粗讲1)“水质工程学(上)”知识模块绪论△简述水处理技术的历史与发展趋势、水的循环(自然循环和社会循环)等。

第一篇水质与水处理概论第一章水质与水质标准***1.1 天然水中杂质的种类与性质***包括各种天然水体与各类污水中的杂质等。

1.2 水体的污染与自净***包括水中常见污染物与来源、水体自净的基本规律及计算方法****(含耗氧、复氧溶解氧平衡规律及氧垂曲线等)、富营养化产生、危害与控制等。

1.3 饮用水水质与健康**包括水质与水传染病、水中的物质与健康(元素、微生物、地方病等)等。

1.4 用水水质标准**包括各类用水的水质标准的概念、水质标准的制定原则、国内外饮用水和工业用水水质标准(发展与现状)、其他常见水水质标准等。

1.5 污水的排放标准**第二章水的处理方法概论2.1 主要单元处理方法***包括单元处理方法的分类、单元处理方法的基本功能、单元处理方法的组合—水处理流程的基本概念等。

2.2 反应器的概念及其在水处理中的应用**2.3 水处理工艺流程***给水处理流程***:包括各种给水处理常见工艺流程:城市给水(地表水、地下水)、饮用水除污染、优质饮用水等的流程简介。

污水处理流程***:包括城市污水、各种工业废水、回用水等的常见处理流程简介等。

第二篇物理、化学及物理化学处理工艺原理第三章凝聚和絮凝3.1 胶体的稳定性****包括胶体表面电荷及双电层结构、胶体的稳定性等。

3.2 混凝原理****包括胶体的凝聚和絮凝机理、影响混凝效果的主要因素等。

3.3 混凝剂***包括无机盐类混凝剂、高分子混凝剂、复合混凝剂、助凝剂的作用原理等。

3.4 混凝动力学***包括异向絮凝、同向絮凝、混凝的控制指标等。

3.5 混凝过程****混凝剂的配制和投加、混合与搅拌的要求等。

3.6 混凝设施***包括混合设施、絮凝设施等。

3.7 混凝试验***第四章沉淀4.1 杂质颗粒在静水中的沉淀****包括沉淀的分类、自由沉淀、干扰沉淀、絮凝沉淀、沉淀试验等。

4.2 平流沉淀池****包括理想沉淀池及影响实际沉淀池效率的主要因素,如异重流的影响、紊动的影响等。

平流沉淀池的设计计算。

沉淀设备的排泥等等。

4.3 斜板斜管沉淀池***包括斜板斜管沉淀池的原理,设计计算,优缺点、适用范围。

4.4 澄清池***包括澄清池原理、常见澄清池的类型与特点等。

4.5 水中造粒***4.6 浓缩***包括浓缩理论、浓缩池等。

4.7 气浮****第五章过滤5.1 慢滤池与快滤池***包括满滤池和快滤池的构造、工作方式等。

5.2 颗粒滤料***滤层的粒度特性等。

5.3 快滤池的运行***影响过滤过程的因素等。

(水头、滤速的变化等)、过滤的水头损失、滤池的工作周期等。

5.4 过滤理论****包括过滤机理、过滤方程式等。

5.5 滤层的反冲洗****包括冲洗的方法、反冲洗作用机理、反冲洗水力学、表面冲洗、冲洗设施等。

5.6 几种常见的滤池**第六章吸附6.1 吸附概述**吸附原理、吸附效果的评价方法等。

6.2 活性炭的吸附****6.3 活性炭吸附的应用****6.4 活性炭的再生***6.5 水处理中的其它吸附剂**第七章氧化还原与消毒7.1 概述**包括氧化在水处理中的应用、常用氧化剂、氧化的主要影响因素等。