工业给水处理课程教学大纲培训.docx

工业给水处理课程教学大纲一、 课程基本信息课程代码：260387课程名称：工业给水处理课程类别：专业选修课学 时：27学时学分：1.5个学分考核方式：综合考核先修课程：水分析化学、物理化学、水力学、水泵及水泵站、水文学、微生物学。二、 课程简介工业给水处理是环境科学专业的主要专业选修课之一。其主要任务是使学生了解给水系统，掌握给水处理的基本理论知识、设计原理、设计步骤、计算方法以及相关的新技术和新设备，使学生的知识结构更为完整，为学生走向工作岗位打下坚实的专业理论基础。三、 课程性质与教学目的工业给水处理是环境科学专业的主要专业选修课之一，其目的是培养学生具有生活饮用水和工业用水水质处理的一般技术问题的初步能力，使学生掌握常规水处理工艺设计和计算的基本知识和方法，掌握给水处理的基本理论，了解工业给水净水站的运行维护，了解工业给水处理发展趋势。四、 教学内容及要求第14章 给水处理概论（一） 目的与要求（1） 了解水源类型及水质。（2） 了解用户对水质的要求，掌握GB5749-85饮用水卫生水质标准，了解工业用水对水质的要求。（3） 解给水处理的任务与方法，给水处理系统概述。（二） 教学内容第一节 水源水质1. 主要内容原水中的杂质；各种天然水源的水质特点；受污染水源中的杂质2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第二节 水质标准1. 主要内容生活饮用水卫生标准；工业用水水质标准2. 基本概念和知识点工业用水水质标准3. 问题与应用（能力要求）第三节 给水处理方法概述1. 主要内容澄清和消毒；除臭、除味；除铁、除锰和除氟；软化；淡氏和除盐；水的冷却；水的腐蚀和结垢控制；生活饮用水预防处理和深度处理。2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第四节 反应器1. 主要内容物料衡算和质量传递；理想反应器模型。2. 基本概念和知识点理想反应器模型。3. 问题与应用（能力要求）（三） 课后练习（1） 水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般方法。（2） 反应器原理用于水处理有何作用和特点？（3） 3种理想反应器的假定条件是什么？研究理想反应器对水处理设备的设计和操作用何作用？（4） 混合与返混在概念上有何区别？返混是如何造成的？（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第15章 混凝（一） 目的与要求（1） 掌握水中胶体稳定性、硫酸铝在水中的化学反应和混凝机理。（2） 掌握常用混凝剂和助凝剂。（3） 掌握混凝动力学理论及混凝控制指标。（4） 掌握影响混凝效果的主要因素。（5） 掌握混凝剂的配置和投加。（6） 掌握混合反应工艺类型、特点与设计计算。（二） 教学内容第一节 混凝机理1. 主要内容水中胶体稳定性；硫酸铅在水中的化学反应；混凝机理。2. 基本概念和知识点知识点：混凝机理。3. 问题与应用（能力要求）第二节 混凝剂和助凝剂1. 主要内容混凝剂：无机混凝剂；有机记分子混凝剂。助凝剂。2. 基本概念和知识点重点是混凝剂的特点与助凝剂的特点。3. 问题与应用（能力要求）第三节 混凝动力学1. 主要内容异向絮凝；同向絮凝；混凝控制指标。2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第四节 影响混凝效果的主要因素1. 主要内容水温影响；水PH和碱度影响；水中悬浮物浓度的影响。2. 基本概念和知识点水PH和碱度影响3. 问题与应用（能力要求）第五节 混凝剂的配制和投加1. 主要内容混凝剂溶解和溶液配制；混凝剂投加：计量设备；投加方式。2. 基本概念和知识点投加方式3. 问题与应用（能力要求）第六节 混合絮凝设备1. 主要内容混合设备：水泵混合；管式混合；机械混合池。絮凝设备：隔板絮凝池；折板絮凝池；机械絮凝剂；网格、栅条絮凝池。2. 基本概念和知识点重点是机械混合池、隔板絮凝池和折板絮凝池的结构特点。3. 问题与应用（能力要求）（三） 课后练习（1） 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。（2） 目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？（3） 混凝控制指示有哪几种？为什么要重视混凝控制指示的研究？你认为合理的控制指标应如何确定？（4） 根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？（5） 影响混凝效果的主要因素有哪几种？这此因素如何影响混凝效果的？（6） 混凝剂有哪几种投加方式？各有何优缺点及其适用条件？（7） 何谓混凝剂“最佳剂量”？如何确定最佳剂量并实施自动控制？（8） 当前水厂中常用的混合方法有哪几种？各有何优缺点？在混合过程中，控制G值的作用是什么？（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第16章 沉淀和澄清（一） 目的与要求（1） 掌握悬浮颗粒在静水中的自由沉淀、拥挤沉淀。（2） 掌握理想沉淀池理论、凝聚性颗粒沉淀过程、沉淀效果影响因素和平流沉淀池的构造及设计计算。（3） 掌握浅池理论，斜板与斜管沉淀池的特点、设计与计算。（4） 掌握澄清池的特点、原理与类型、澄清池工艺设计计算。（二） 教学内容第一节 悬浮颗粒在静水中的沉淀1. 主要内容悬浮颗粒在静水中的自由沉淀；悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀2. 基本概念和知识点自由沉淀理论3. 问题与应用（能力要求）第二节 平流沉淀池1. 主要内容非凝聚性颗粒的沉淀过程分析；凝聚性颗粒的沉淀过程分析；影响平流式沉淀池沉淀效果的因素；平流式沉淀池的构造；平流式沉淀池的设计计算。2. 基本概念和知识点非凝聚性颗粒的沉淀过程分析；凝聚性颗粒的沉淀过程分析；影响平流式沉淀池沉淀效果的因素；平流式沉淀池的设计计算。3. 问题与应用（能力要求）第三节 斜板与斜管沉淀池1. 主要内容斜板与斜管沉淀池的特点；斜管沉淀池的设计与计算。2. 基本概念和知识点斜板与斜管沉淀池的特点；斜管沉淀池的设计与计算。3. 问题与应用（能力要求）第四节 澄清池1. 主要内容澄清池特点；澄清池分类简介2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）（三） 实践环节与课后练习（1） 什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮沉淀？（2） 已知悬浮颗粒密度和粒径，可否采用公式（16-4）直接求得颗粒沉速？为什么？（3） 了解肯奇沉淀理论的基本概念和它的用途。（4） 理想沉淀应符合哪些条件？根据理想沉淀，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？（5） 影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？沉淀池纵向分格有何作用？（6） 沉淀池表面负荷和颗粒截留沉淀关系如何？两者涵义有何区别？（7） 设计平流沉淀池是主要根据沉淀时间、表面负荷还是水平流速？为什么？（8） 平流沉淀池进水为什么要采用穿孔隔墙？出水为什么往往采用出水支渠？（9） 斜管沉淀池的理论根据是什么？为什么斜管倾角通常采用60？（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第17章 过滤（一） 目的与要求（1） 了解过滤与冲洗过程。（2） 掌握过滤机理和过滤水力学。（3） 了解滤料和承托层。（4） 了解滤池冲洗方法，掌握水流冲洗和气水反冲洗及配水类型、特点、原理与构造。（5） 掌握普通快滤池构造及设计要求。（6） 掌握无阀滤池的原理与构造。（7） 了解虹吸滤池的特点、构造与原理。（8） 了解移动罩滤池。（9） 了解V型滤池的特点与原理。（二） 教学内容第一节 过滤概述第二节 过滤理论1. 主要内容过滤机理；过滤水力学2. 基本概念和知识点过滤机理3. 问题与应用（能力要求）第三节 滤料和承托层1. 主要内容滤料；承托层2. 基本概念和知识点滤料的种类3. 问题与应用（能力要求）第四节 滤池冲洗1. 主要内容高速水流反冲洗；气、水反冲洗；配水系统；冲洗废水的排除；冲洗水的供给。2. 基本概念和知识点配水系统3. 问题与应用（能力要求）第五节 普通快滤池1. 主要内容单池面积和滤池深度；管廊布置；管渠设计；流速设计2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第六节 其它形式滤池1. 主要内容虹吸滤池；移劝罩滤池； V型滤池；压力滤池2. 基本概念和知识点V型滤池3. 问题与应用（能力要求）（三） 实践环节与课后练习（1） 从滤层中杂质分布规律，分析改善快滤池的几种途径和滤池发展趋势。（2） 直接过滤有哪两种方式？采用原水直接过滤应注意哪些问题？（3） 清洁滤层水头损失与哪些因素有关？过滤过程中水头损失与过滤时间存在什么关系？可否用数学式表达？（4） 什么叫“负水头”？它对过滤和冲洗有何影响？如何避免滤层中“负水头”产生？（5） 什么叫滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？不均匀系数达大对滤和反冲洗有何影响？“均质波料”的涵义是什么？（6） 双层和多层滤料混杂与否与哪此因素有关？滤料混杂对过滤有何影响？（7） 滤池反冲洗强度和滤层膨胀度之间关系如何？当滤层全部膨胀起来以后，反冲洗强度增大，水流通过滤层的水头损失是否同时增大？为什么？（8） 什么叫“最小流态化冲洗流速”？当反冲洗流速小于最小流态化冲洗流速时，反冲洗时的滤层水头损失与反冲洗强度是否有关？（9） 大阻力配水系统和小阻力配水系统的函义是什么？各有何优缺点？掌握大阻力配水系统的基本原理和公式（17-32）的推导过程。（10） 冲洗水塔或冲洗水箱高度和容积如何确定？（11） 快滤池管廊布置有哪几种形式？各有何优缺点？（12） 所谓V型滤池，其主要特点是什么？（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第18章 清毒（一） 目的与要求（1） 掌握氯消毒原理与特点，消毒副产物，了解加氯设备。（2） 了解其它消毒方法与原理。（二） 教学内容第一节 氯消毒1. 主要内容氯消毒原理；加氯量；加氯点；加氯设备，加氯间和氯库2. 基本概念和知识点氯消毒原理3. 问题与应用（能力要求）第二节 其它消毒法1. 主要内容二氧化氯消毒；氯胺消毒；漂白粉消毒；次氯酸钠消毒；臭氧消毒2. 基本概念和知识点二氧化氯消毒3. 问题与应用（能力要求）（三） 实践环节与课后练习（1） 目前水的消毒方法主要有哪几种？简要评述各种消毒方法的优缺点。（2） 什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？两者消毒效果有何区别？简述两者消毒原理。（3） 水的PH值对氯消毒作用有何影响？为什么？（4） 什么叫折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何利弊？（5） 什么叫余氯？余氯的作用是什么？（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第19章 水的其他处理方法（一） 目的与要求（1） 掌握地下水的除铁、锰方法；（2） 掌握去除水中有机物的方法；（3） 掌握去除水氟的方法。（二） 教学内容第一节 地下水除铁除锰1. 主要内容地下水除铁方法；地下水除锰方法2. 基本概念和知识点地下水除锰方法3. 问题与应用（能力要求）第二节 活性炭吸附1. 主要内容活性炭性质；青年态吸附性能试验；活性炭柱试验；活性炭池设计；生物活性炭工艺2. 基本概念和知识点活性炭池设计3. 问题与应用（能力要求）第三节 水的除氟1. 主要内容活性氧化铝法；骨炭法；其它除氟方法2. 基本概念和知识点活性氧化铝法3. 问题与应用（能力要求）（三） 实践环节与课后练习（1） 水中含铁、锰、高氟等会有什么危害？（2） 地下水除铁时常用什么工艺？为什么地下除锰比较铁困难？（3） 除铁、除锰滤料的成熟期是指什么？任何滤料是否需到成熟斯后才出现催化氧化作用？（4） 活性炭柱的接触时间和泄漏时间指什么，两者有什么关系？（5） 什么叫生物活性炭法，有什么特点？（6） 目前应用最广的除氟方法是什么？原理如何？（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第20章 水厂设计（一） 目的与要求（1） 掌握厂址选择、水厂工艺流程选择；（2） 掌握水厂的平面和高程布置，给水工程设计程序。（二） 教学内容第一节 设计步骤、要求和设计原则1. 主要内容1、设计步骤和要求；2、设计原则2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第二节 厂址选择第三节 水厂工艺流程和处理构筑物选择1. 主要内容1、水厂工艺流程选择；2、水处理构筑物类型选择2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第四节 水厂平面和高程布置1. 主要内容1、平面布置；2、高程布置2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第五节 水厂生产过程检测和自动控制1. 主要内容1、水厂内检测仪表的设置；2、水厂自动化设计要求2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）（三） 实践环节与课后练习（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第21章 水的软化（一） 目的及要求（1） 了解软化的目的；（2） 掌握去除水中钙、镁离子的方法。（二） 教学内容第一节 软化的目的与方法概述1. 主要内容软化的目的；2. 基本概念和知识点3. 问题与应用（能力要求）第二节 水的药剂软化法1. 主要内容石灰软化；石灰苏打软化法2. 基本概念和知识点石灰软化；石灰苏打软化法3. 问题与应用（能力要求）第三节 离子交换基本原理1. 主要内容离子交换树脂的命名与型号；离子交换树脂的基本性能；离子交换平衡；离子交换速度；树脂层离子交换过程2. 基本概念和知识点离子交换树脂的基本性能；离子交换平衡；离子交换速度；树脂层离子交换过程。3. 问题与应用（能力要求）第四节 离子交换软化法与系统1. 主要内容离子交换软化方法；离子交换软化装置；离子交换软化系统的选择；再生附属设备；除二氧化碳器2. 基本概念和知识点离子交换软化方法3. 问题与应用（能力要求）（三） 实践环节与课后练习（1） 试说明石灰软化时水中发生的化学反应。（2） 与顺流再生相比，逆流再生为何能使离子交换出水水质显著提高？（3） 实现逆流再生的关键是什么？（4） 实现逆流再生的关键是什么？（5） 试分析H-Na串联离子交换系统流量分配的计算方法完全相同于H-Na并联系统。（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。第22章 水的除盐与咸水淡化（一） 目的与要求（1） 了解水中常见阴阳离子的种类；（2） 了解去除水离子的方法；（3） 掌握离子交换柱的工作原理和操作过程；（4） 掌握电渗析的工作原理和操作过程；（5） 掌握反渗透与超滤的工作原理和操作过程。（二） 教学内容第一节 概述第二节 离子交抽除盐方法与系统1. 主要内容阴离子交换树脂的工艺特性；复床除盐；混合床除盐；氢型精处理器；离子交换双层床；树脂的污染与复苏处理2. 基本概念和知识点阴离子交换树脂的工艺特性；复床除盐；混合床除盐；树脂的污染与复苏处理3. 问题与应用（能力要求）第三节 电渗析法1. 主要内容离子交换及共作用原理；电渗析原理及过程；电渗析器的构造与组装；电流效率与极限电流密度；电渗析器工艺设计与计算；电渗析技术的发展2. 基本概念和知识点电渗析原理及过程；电渗析器工艺设计与计算3. 问题与应用（能力要求）第四节 反渗透与超滤1. 主要内容反渗透原理；超滤原理2. 基本概念和知识点反渗透原理；超滤原理3. 问题与应用（能力要求）第五节 蒸馏法1. 主要内容多效蒸发；多级闪蒸2. 基本概念和知识点多效蒸发；多级闪蒸3. 问题与应用（能力要求）（三） 实践环节与课后练习（1） 在一级复床除盐系统中如何从水质变化情况来判断强碱阴床和强酸阳床即将失效？（2） 试说明离子交换混合床工作原理，共除盐效果好的原因何在？（3） 在离子交换除盐系统中，阳床、阴床、混合床和除二氧化碳器的前后位置的布置应如何考虑？试说明理由。（4） 何谓双层床？其与混合床有何区别？（5） 电渗析器的级和段是如何规定的？级和段与电渗析器的出水水质、产水量以及操作电压有何关系？（6） 在电渗析过程中，流经淡室的水中阴、阳离子分别向阴、阳膜不断地迁移，此时淡室中的水流是否仍旧保持电中性？如何从理论上加以解释？（7） 多级闪蒸与多效蒸发工作原理的主要区别何在？前者的结垢现象比后者为何要轻得多。（四） 教学方法与手段本章节内容主要采用多媒体教学。五、 各教学环节学时分配教学环节教学时数课程内容讲课习题课讨论课实验其他教学环节小计第14章22第15章44第16章66第17章22第18章22第19章22第20章11第21章44第22章44合计2727“各教学环节学时分配”中，“其它教学环节”主要指习题课、课堂讨论、课程设计、看录相、现场参观等教学环节。六、 推荐教材和教学参考资源建议使用教材：给水工程第四版，严煦世、范瑾初主编，中国建筑工业出版社，1999年主要参考书：净水厂设计钟淳昌主编，中国建筑工业出版社，1988七、 其他说明 大纲修订人：孙彦富 修订日期：2007.10大纲审定人：周康群 审定日期：2007.10