环境工程学课程教学大纲.docx

《环境工程学》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称：环境工程学
英文名称：Environmental
课程类别：专业课
学 时：63学时，其中理论教学63学时，单独设36学时实验课。另外还有4周的课程设计。
学　　分：3.5学分
适用对象：环境科学专业
考核方式：考试（闭卷考试，平时成绩占总成绩的30%）
先修课程：《环境化学》、《化工原理》、《环境监测》、《分析化学》、《流体力学》和《环境微生物学》

二、课程简介
（一） 中文简介：《环境工程学》课程属环境科学专业，是环境科学专业必修的一门专业课程。通过本课程的学习，系统地掌握环境工程的基本原理、基本方法，较全面掌握水与废水处理、水质管理、大气污染、噪声污染、固体废物管理和电离辐射等基本概念、原理和工艺特性等，了解环境工程的最新进展，培养学生能独立分析和解决环境工程问题的基本素质与创新能力。

三、课程性质与教学目的《环境工程学》是环境科学专业主干课程之一，属必修课程。根据已往环境工程专业毕业学生的从业特点，其中从事一专业（环境工程）的人中，约有2/3以上人数是从事水、气污染控制的工程设计、工程施工以及处理设施的运营。因此，我们将《环境工程学》进行细化，并将其分为《水与废水处理》、《大气污染控制》、《噪声污染控制》和《固体废物管理》四部份。
其中《水与废水处理》》主要是侧重生活污水中有机质、氮、磷和悬浮物的处理工艺和处理装置和工业废水中污染物控制的基本概念、基本原理、基本理论，常见工业废水的污染特点、处理方法、处理工艺及处理设施结构特点和设计方法。
《固体废物处理》的目的是使学生了解通过本课程主要任务是讨论废水处理、水质管理、大气污染、噪声污染、固体废物管理和电离辐射等的基本理论知识、工作原理、设计计算，使学生掌握基本原理和主要设计计算等内容，重视环境工程设计的实践及创新，提高其分析和解决问题的能力。
1）使学生能了解污水的污染特点，掌握常规污水的污染物种类、浓度范围及处理难点，以便进行工艺设计时选择有针对性的处理工艺。
2）使学生了解污水处理方法的分类，重点要求学生掌握当前常用污水处理方法的原理、工艺参数的控制范围和适用范围。
3）使学生掌握污水处理单元的工作原理、设计计算及图纸设计，了解各种污水处理单元的优缺点，以便今后设计过程中能合理选用和设计处理单元。
4）通过理论学习和课程设计的训练，而使学生能合理选择污水处理工艺过程，合理组合和设计各种处理单元，并能综合评价污水处理设施的造价和运行成本。
使学生能了解大气污染的特点，掌握大气污染物的种类、浓度范围及处理难点，以便进行工艺设计时选择有针对性的处理工艺。
6）使学生了解粉尘的分类，重点要求学生掌握当前常用粉尘处理的原理、装置、工艺参数的控制范围和适用范围。
7）使学生了解气态污染物的分类，重点要求学生掌握当前常用气态污染物的原理、装置（吸收、吸附、催化燃烧）、工艺参数的控制范围和适用范围。使学生掌握大气污染物处理单元的工作原理、设计计算及图纸设计，了解各种大气污染物处理单元的优缺点，以便今后设计过程中能合理选用和设计处理单元。
8）使学生了解四、教学内容及要求
第1章 污染控制的标准及途径

（二）教学内容
1-1：污水性质与污染指标
1.主要内容：污水物理性质与指标；污水化学性质与指标；污水生物性质与指标；。
2.基本概念和知识点：污染物的类别、危害性及相应污染指标；BOD、COD、TOD、TOC内涵及其数量关系；生物指标的指示作用；。
3.问题与应用（能力要求）：要求学生在掌握基本概念和知识点的基础上判断水体污染程度。根据
1-2：污水处理方法与系统
1.主要内容：污水一级处理；污水二级处理；污水深度处理；水处理工艺流程。
2.基本概念和知识点：污水一级处理、二级处理和深度处理概念、目的与方法；
3.问题与应用（能力要求）：根据污水水质进行处理方法和程度的选择。

（三）实践环节与课后练习
思考题与习题（P29）1、3、4、6；安排一次污水厂认识实习；观看图片。

（四）教学方法与手段
本章主要以老师讲授为主，用PPT课件上课

第2章 物理处理法
1. 掌握格栅结构特点和设计要点。
2. 掌握重力沉淀的原理、 各种沉淀池的结构特点和设计要点。
3. 了解污水的特点选择物理处理处理基本方法。
（二）教学内容
2-1：格栅分类与设计要点
1.主要内容：格栅作用；格栅分类；格栅设计要点。
2. 基本概念和知识点：作用及设置位置；污水水质与格栅类型关系；格栅设计基本参数与相关设计。
3.问题与应用（能力要求）：根据污水水质进行格栅选择与设计课后练习本章主要以老师讲授为主，用PPT课件上课。

2-2：沉淀理论基础
1.主要内容：沉淀类型分析；理想沉淀池原理；理想沉淀池与实际沉淀池。
2. 基本概念和知识点：沉淀类型及其特点及适用范围；沉淀基本原理及影响因素；最小颗粒与表面负荷及去除率关系。
3.问题与应用（能力要求）：根据沉淀实验数据求出表面负荷及去除率关系；理想沉淀池与实际沉淀池修正。
2-3：沉淀池类型与设计要点
1.主要内容：沉淀池种类；：沉淀池设计参数；
2. 基本概念和知识点：沉淀池类型及其特点及适用范围；沉淀池设计。
3.问题与应用（能力要求）：根据污水水质选择相应沉淀池并设计。

（三）实践环节与课后练习
（P51）1、2、3、4、6；要求学生通过网络收集水处理工程实例；

（四）教学方法与手段
本章主要以老师讲授与学生课堂设计提问相结合，用PPT课件及实物模型相结合进行教学

笫3章 活性污泥法
（一）目的与要求
1.使学生了解活性污泥处理基本概念。
2使学生掌握活性污泥工艺过理及原理。
3.使学生掌握活性污泥净化反应影响因素。
4.使学生掌握:曝气设备与曝气池及主要设计和运行参数；活性污泥法新工艺。
5.使学生掌握:活性污泥系统工艺设计并对接触氧化池进污设计计算和图纸绘制。
6.了解常用污水处理工艺的特点及其应用（如SBR反应器的工作原理和结构特点，A/O组合工艺处理，A/A/O工艺,传统工艺及改良等）。

（二）教学内容
3-1：活性污泥处理基本概念
1.主要内容：活性污泥基本概念；活性污泥法基本流程。
2. 基本概念和知识点：活性污泥来源；活性污泥成分和作用；活性污泥工艺过理及原理。
3.问题与应用（能力要求）：活性污泥与水质净化关系

3-2：曝气理论
1.主要内容：氧转移原理；氧转移影响因素；有机物与需氧量；氧转移与供气量。
2. 基本概念和知识点：双膜理论；影响氧转移影响因素；需氧量、供氧量与供气量。
3.问题与应用（能力要求）：掌握影响氧转移影响因素基础上，了解需氧量、供氧量与供气量间的关系及其设计计算。

3-3：活性污泥反应器——曝气池
1.主要内容：曝气池分类；曝气池负荷几种表达方式；曝气池构造；曝气池布置形式。
2.基本概念和知识点：推流式曝气池构造及特点；完全混合曝气池构造及特点。
3.问题与应用（能力要求）：活性污泥运行方式及特点。

（三）实践环节与课后练习
（p245）1、2、3、4、7；要求学生通过网络收集水处理工程实例；
（四）教学方法与手段
本章主要以老师讲授与学生课堂设计提问相结合，采用教学模型和多媒体相结合教学手段。

3.问题与应用（能力要求）：厌氧生物处理应用及设计计算。

第4章 污水深度处理之生物除磷脱氮技术
（一）目的与要求
1.使学生掌握生物脱氮技术。
2.使学生掌握生物除磷技术。
3.使学生掌握同步生物脱氮与生物除磷技术。

（二）教学内容
4-1：生物脱氮与生物除磷原理
1.主要内容: 生物脱氮原理；生物除磷原理；
2.基本概念和知识点：了解生物脱氮过程中硝化反应与反硝化反应及影响因素；了解生物除磷过程释磷与聚磷及影响因素。
3. 问题与应用（能力要求）：使学生掌握生物脱氮与生物除磷原理与过程。
4-2：生物除磷脱氮工艺
1.主要内容: 生物脱氮工艺；生物除磷工艺；同步生物除磷脱氮工艺。
2.基本概念和知识点：主要生物脱氮工艺及特点；生物除磷工艺及特点；同步生物除磷脱氮工艺特点及优势。
3. 问题与应用（能力要求）生物除磷脱氮工艺选择与组合。
（三）实践环节与课后练习
（p284）1、2、3。
（四）教学方法与手段
本章主要以老师讲授为主，采用教学模型和多媒体相结合教学手段，同时结合教师科研课题介绍新工艺及生物除磷脱氮工艺发展方向。
第5章 污泥处理与处置
（一）目的与要求
1.使学生了解污泥分类与性质。
2使学生掌握污泥减量处理方法。
3.使学生掌握污泥稳定处理方法。
（二）教学内容
5-1：污泥分类与性质、指标与输送
1.主要内容: 污泥分类、性质与性质指标；污泥量的计算；输送方法与设备。
2.基本概念和知识点：污泥来源与分类；污泥量计算方法。
3.问题与应用（能力要求）。计算污泥量；会进行输送方法与设备选型。
5-2：污泥浓缩
1.主要内容: 污泥重力浓缩原理；污泥离心浓缩原理。
2.基本概念和知识点：重力浓缩特点及应用；污泥离心浓缩特点及应用。
3.问题与应用（能力要求）：重力浓缩池设计计算。
5-3：污泥机械脱水
1.主要内容: 污泥机械脱水原理。
2.基本概念和知识点：污泥机械脱水工作过程是针对污泥中哪一部份含水率。
3.问题与应用（能力要求）：污泥机械脱水设备选型。

（三）实践环节与课后练习
（p340）1、2、3。

（四）教学方法与手段
本章主要以老师讲授为主，多媒体教学手段。
第6章过　　滤
（一）目的与要求
掌握石英砂过滤的基本理论、滤料的特性及选取方法，掌握配水系统的工
作原理（特别是大阻力配水系统），掌握等压过滤和恒速过滤的工作原理。
（二）教学内容
1. 主要内容
6.1.1. 过滤概述
滤速、滤池负荷、过滤工艺在工业废水处理中的应用
6.1.2. 过滤理论
过滤机理、滤层内杂质的分布、滤层的组成、各种过滤方式的特点、清洁滤层的水头损失、等速过滤中的水头损失、变速过滤中的水头损失、变速过滤中的滤速变化、多格滤池组的过滤特点、滤层中的负水头、选择滤料的原则、常用滤料、滤料的级配、滤料的筛选方法、多层滤层的滤料分布
6.1.3. 滤池冲洗
反冲洗概述：
冲洗的原理、冲洗强度、滤料膨胀度、冲洗时间、冲洗强度与滤层膨胀度的关系、冲洗强度的确定和非均匀滤料膨胀度的计算
气、水反冲洗：
气、水反冲洗优缺点、气和水反冲洗的操作方式及强度
配水系统：
配水系统及其作用、大阻力配水系统、小阻力配水系统、配水设备
冲洗废水的排除：
冲洗排水槽、排水渠
冲洗水的供给：
冲洗水塔或冲洗水箱、水泵冲洗
快速滤池的设计
2. 基本概念和知识点
基本概念：滤速、冲洗强度、滤料膨胀度、冲洗时间
知识点：清洁滤层的水头损失、大阻力配水系统的原理、快滤池的设计计算
3. 问题与应用（能力要求）
培养学生掌握废水处理单元的设计能力和应用的能力
（二） 实践环节与课后练习
本章节无实验，安排一次课后作业，要求学生设计一个快速滤池组，处理流量600m3/h，入水水质为二沉后的综水。
（三） 教学方法与手段
本章节的主要教学手段是多媒体教学，通过电子图片来讲解不同调节池、隔油池和过滤池的结构特点、原理和设计参数，并通过一次课堂设计（隔油池）而使学生掌握池体的工艺设计。
第7章 工业废水的化学处理
（一） 目的与要求
1. 了解酸碱废水的来源及特点。
2. 掌握含酸废水的药剂中和法和过滤中法，并掌握中和过滤池的设计计算和图纸设计。
3. 掌握常用的化学沉淀法，重点是掌握氢氧化物沉淀法的应用范围、pH值范围和共沉效应对pH值。
4. 掌握pH值的自动控制系统的构成、pH控制设备种类和性能、自动加药设备的种类和性能。
5. 了解氧化法的常用氧化药剂，掌握完全氧化法处理含氰废水的主要工艺参数及处理设施的设计要求。
6. 了解还原法的常用还原药剂，掌握还原法处理含铬废水的主要工艺参数及处理设施的设计要求。
7. 了解臭氧氧化法的优缺点，掌握臭氧氧化系统处理废水的设计计算和各处理单元的选型。
8. 了解电解法优缺点、基本原理和电解槽的结构特点。
9. 了解其它氧化还原法（空气氧化法、光氧化法、金属还原法和铁碳法）的基本原理和工艺特点。
（二） 教学内容
第7.1节 中和
1. 主要内容
7.1.1. 概述
7.1.2. 酸碱废水互相中和法药剂中和法
7.1.3. 过滤中和法
2. 基本概念和知识点
3. 问题与应用（能力要求）
第7.2节 化学沉淀
1. 主要内容
7.2.1. 氢氧化物沉淀法
7.2.2. 硫化物沉淀法
7.2.3. 钡盐沉淀池
2. 基本概念和知识点
3. 问题与应用（能力要求）
第7.3节 药剂氧化还原
1. 主要内容
7.3.1. 药物氧化法
7.3.2. 药物还原法
7.3.3. 臭气氧化
7.3.4. 臭氧的物理性质化学性质
7.3.5. 臭氧的制备
7.3.6. 空气的净化
7.3.7. 臭氧接触反应设备
7.3.8. 尾气处理
7.3.9. 废水臭氧处理系统的设计
7.3.10. 臭氧氧化法在废水处理中的应用
7.3.11. 臭氧氧化法的优缺点
2. 基本概念和知识点
3. 问题与应用（能力要求）
4. 基本概念和知识点
5. 问题与应用（能力要求）
（三） 实践环节与课后练习
本章节设置2个实验，既《Cr+6的还原法处理实验》和《Cr+6还原后的絮凝实验》为8个学时。另外，安排一次课后作业，要求为某电镀厂的电镀废水设计处理工艺，要求编写工艺说明，并绘制工艺流程框线图。
（四） 教学方法与手段
本章节的主要教学手段是多媒体、教学模型和工程参观相结合，通过电子图片、教学模型和参观来讲解不同化学处理法的基本理论和设计参数，学生也要通过多媒体和参考资料收集各种电镀废水处理工艺来完成课后作业。
第7章 工业废水的物理化学处理
（一） 目的与要求
3. 使学生掌握絮凝的原理和操作程序。
4. 使学生了解影响絮凝效果的因素。
5. 使学生掌握絮凝装置（絮凝池和搅拌设备）设计。
（二） 教学内容
第7.1节 混　　凝
8.2.1. 概　　述
8.2.2. 混凝的影响因素和操作程序
8.2.3. 废水处理中常用的混凝剂和助凝剂
8.2.4. 混凝设备
8.2.5. 应用举例
2. 基本概念和知识点
（三） 问题与应用（能力要求）
实践环节与课后练习
本章节设置2个实验，既《Cr+6的还原法处理实验》和《Cr+6还原后的絮凝实验》为8个学时。
（四） 教学方法与手段
本章节的主要教学手段是多媒体、教学模型和工程参观相结合，通过电子图片、教学模型和参观来讲解不同化学处理法的基本理论和设计参数

第八章 第十二章 固体废弃物处理与处置
（二）教学内容
第一节 固体废弃物处理的基本概念
固体废弃物定义、固体废弃物来源、固体废弃物排放量、固体废弃物分类
第二节 固体废物分选
筛分定义、筛分效率、筛分类型
第三节 固体废物可降解处理
1） 堆肥原理、程序、工艺、装置、影响因素
沼气发酵原理、原料调配、工艺与装置、影响因素
第四节 固体废物焚烧处理
1） 可燃固体热值、可燃固体燃烧、停留时间的计算、二恶因的产生
2） 废气处理
焚烧设备、工艺流程、焚烧设备.
第五节 垃圾填埋
垃圾填埋的概念，处理原理，场地的选择，
填埋场的设计和垃圾填埋方式
（三）实践环节与课后练习
（四）教学方法与手段
本章主要以老师讲授为主，用PPT课件上课
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1章
2

2
第2章
4

6
第3章
6

12
第4章
4

16
第5章
2

18
第6章
4

22
第7章
8

30
第8章
2

32
第9章

4

36
第10章

10

46
第11章

6

52
第12章
11

11

合计

63

六、推荐教材和教学参考资源
教 材
[1] 张希衡等编《水污染控制工程》，北京：治金工业出版社（2001），全国高校环境工程教学指导委员会推荐教材。
[2] 张自杰等编《排水工程》（下册）中国建筑工业出版社，2000
参 考 书
[3] 张希衡编，《水污染控制工程》，冶金工业出版社
[4] 谢嘉主编，《水污染控制工程》，成都科技大学出版社
[5] 顾夏声等编，《水处理工程》（第2版），清华大学出版社，1996
[6] 娄金生等编，《水污染治理新工艺与设计》，海洋出版社，1999
[7] 刘雨等编，《生物膜法污水处理技术》，中国建筑工业出版社，2000
[8] 郑兴灿等编，《污水除磷脱氮技术》，中国建筑工业出版社，1998
[9] 周彤编，《污水回用决策与技术》，化学工业出版社，2002
[10] 汪大翚等编，《水处理新技术》，化学工业出版社，2001
[11] 王凯军等编，《城市污水生物处理新技术开发与应用》，化学工业出版社，2001
[12] 高廷耀等编，《水污染控制工程》，北京：高等教育出版社，2000
[13]
[14]
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[16]
[17]
[18]
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[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
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[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38] 华振明.固体废弃物处理与处置. 高等教育出版社, 1993
[39] 张益, 赵由才.生活垃圾焚化技术.科学出版社,2000.
[40] 唐鸿, 王如松.城市生活垃圾处理和管理.气象出版社, 2002.
[41] 汪群慧, 谷庆宝.固体废物处理及资源化.化学工业出版社,2004.
[42] 赵由才, 龙燕, 张华.生活垃圾卫生填埋技术.化学工业出版社, 2004.
[43] 张小平, 萧锦.固体废物污染控制工程.化学工业出版社, 2004.
[44] 何品晶, 冯肃伟, 邵立明.城市固体废物管理.科学出版社,2003.
[45] 沈东升, 何若, 刘宏远.生活垃圾填埋生物处理技术.化学工业出版社, 2003.
七、其他说明
（一）本课程是环境科学专业的必主干课。与环境微生物学、环境监测和化工原理等课程有密切的联系，教学过程要注意与上述课程的衔接与分工，避免不必要的重复或者脱节。如微生物的生长代谢；好氧、厌氧呼吸与环境微生物学紧密相关。污染物浓度表示法和水质指标，质量控制标准等则与环境监测息息相关。而治理装置、管网、风机、泵站等又与化工原理相关密切。教学过程要充分运用这些相关知识。
（二）本课程是实践性、应用性、针对性很强的课程。因此实验课应另单独设课。在教学计划中还应安排认识实习。
（三）在教学大纲规定的基本要求内，教师可根据学生实际水平、接受能力，因材施教。在教学内容处理、教学环节安排等方面灵活掌握。
（四）建议使用多媒体手段、运用现代教育技术使工程课的特点更突出、生动，提高教学效果，教学水平和教学质量。
（五）本大纲编制依据
1、全国高校环境工程教学指导委员会推荐的教学大纲（2002）
2、参照兄弟院校环境工程专业《水污染控制工程教学大纲》《大气污染控制工程教学大纲》