《水污染控制工程》教学内容涉及知识面广，包括物理学、四大化学、化工原理和微生物学等多门基础课和专业基础课，目的是使学生系统地掌握水污染的基本理论、工艺构筑物及装置的设计，并能完成排水系统的规划设计，培养学生具有一定的解决工程实际问题的能力。该门课程学时多，教学实验多，课程和工程设计、生产实习、毕业设计（论文）等环节相互交叉，是环境工程专业的主干课程之一。

本课程教学过程将实际工程中不可见、不可触及部分的信息可视化、形象化，使学生完成从所学的专业知识向水污染控制工程应用方面转变，让学生理解掌握水污染控制的工程方法，并将污水水质指标、污水处理理论、原理和工艺技术设计计算等知识点紧密结合，使学生对不同水质的水处理理论的方法有全面、系统的认识，提高工程应用能力。

本课程采用平时作业、课程实验以及期末考试等方式考核学生对课程知识的掌握情况和课程教学目标的达成情况。

课程目标达成评价计算方法：0.65*（课程目标试题均分/课程目标试题总分）+0.1*（课程目标作业均分/课程目标作业总分）+0.25*（课程目标实验成绩均分/课程目标实验成绩总分）

本课程知识涵盖化学、化工、环境工程等学科，是一门知识面广、综合性强的综合性课程。要求学生不仅应具有较深厚的无机、分析、物化、有机等基础化学的基本理论和知识，高分子化学及物理、化工原理、表面与胶体化学等专业基础课的知识。基于课程特色，还应具有一定的石油工程等基础知识。

   《水污染控制工程》课程教学大纲

一、基本信息

二、课程目标

《水污染控制工程》是高等院校环境工程专业的必修专业课。它是根据水中污染物的不同状态，系统地讨论各种污染物分离及转化机理。重点研究水污染控制技术中各单元过程的基本原理、工艺、设备及构筑物特点、工艺设计计算等，培养学生具有一定的解决工程实际问题的能力。

通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力：

1、掌握污水处理工程专业知识，能将自然科学知识和工程学知识用于环境污染控制复杂工程问题的解决中。

2、能应用专业知识对复杂环境问题进行预测、评估，能正确描述复杂环境工程问题。

3、能根据环境保护要求确定污染控制工程的设计目标，明确工艺技术要求，以及工艺、单元（设备）的设计目标，并针对环境污染治理工程提出解决方案。

4、能基于环境工程专业理论，结合研究对象特征，选择合适的研究路线，设计合理的研究方案，能正确分析实验数据，通过信息综合对比分析，得出有效结论并提出合理建议。 

三、课程目标与毕业要求的对应关系、课程目标落实的教学环节

四、课程教学内容、教学重点、教学方法及学时分配

（一）理论教学(40学时)

第一章 水污染与控制技术概论  （2学时）

教学目标与要求：

了解水污染的性质与危害、水污染控制工程历史沿革，掌握主要污染指标；具备对水中污染物的类型和对水污染状况作初步判断的能力；熟悉相关标准，熟悉污水处理厂的运营方式。

教学内容：

工程的概念及环境工程的定义和主要内容；发达国家及中国水污染控制工程治理技术措施；污水处理厂概况、运行模式、典型流程；污水的类型与特征；污水的性质与污染指标。

重点难点：

【本章重点】水污染指标。

【本章难点】有机物相对含量指标的认识。

教学活动：

【习题作业】水污染有哪些类型，主要水质指标，污水处理厂“BOT”及“PPP”模式。

第二章  水体污染与净化规律  （4学时）

教学目标与要求：

掌握水体污染源的评价标准和评价方法，掌握水体自净的净化机制和过程，能运用水体自净数学模型判断最低DO位置，依据结果确定废水的处理程度。

教学内容：

水体污染源的调查流程、评价标准和评价方法，水体自净的定义及其作用原理，氧垂方程的分析推导、氧垂方程的模拟计算和应用。

重点难点：

【本章重点】水体污染调查流程和评价方法；水体污染和水体自净定义；氧垂方程。

【本章难点】多种污染源、污染物的评价；河流水体混合稀释规律的模拟；氧垂方程的推导和应用。

教学活动：

【课前预习】水体污染调查流程和评价方法；水体自净的净化机制、氧垂方程的推导。

【习题作业】水体污染源评价方法及主要污染物判断，氧垂方程的模拟计算和应用。

第三章  污水处理系统   （8学时）

教学目标与要求：

掌握污水处理系统的概念和处理系统的分级、城市污水一级处理、不溶态污染物的分离技术、水的混凝及作用机理、浮上法处理工艺原理。能够针对不溶态污染物，采用不同工艺组合进行处理的工艺设计，具备进行不同处理单元的设计计算能力；掌握单体设备计算过程与步骤，明确设计参数意义，并能对各单元设计中设计参数进行优化。

教学内容：

水处理系统的基本概念和基本流程，沉淀工艺原理、工艺类型、设计计算及其发展，水的混凝及作用机理、浮上法处理工艺原理。

重点难点：

【本章重点】重力沉降原理和沉降计算数学模型；沉砂池、沉淀池功能、分类及其原理；胶体的稳定性原理及其脱稳和凝聚；浮上法工艺原理、分类。

【本章难点】沉降实验原理和数据分析处理；双电层压缩理论；加压溶气流程及工艺计算。

教学活动：

【课前预习】水处理系统的基本概念和基本流程，沉淀单元操作的基本知识，混凝剂气浮工艺类型及其发展。

【习题作业】沉降实验原理和数据分析处理；沉淀池工艺特点，设计方法和构筑物的设计（草图）；浅沉降原理；混凝工艺原理、加压溶气气浮流程。

【实验】自由沉淀实验、混凝实验、过滤实验、压力容器气浮实验。

【实习与单元操作设计】依据参观的污水处理厂的沉淀工艺，绘制平面图和剖面图草图，用工艺的计算方法对设计参数进行复核。

第四章  废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础  （4学时）   

教学目标与要求：

掌握微生物新陈代谢和底物降解的原理、微生物的呼吸类型；掌握微生物的生长规律和生长环境、生化反应速度和反应级数；掌握米-门方程、Monod方程、废水生物处理工程的基本数学模型（霍克莱金方程式），具有废水生物处理生化反应动力学的基本知识。

教学内容：

微生物的新陈代谢和底物的降解，微生物的呼吸类型，微生物的生长规律和生长环境，生化反应速度和反应级数，米-门方程（Michaelis-Menten Equation），Monod方程，废水生物处理工程的基本数学模型分析。

重点难点：

【本章重点】生化反应作用原理，生化反应数学模型的认识和理解。

【本章难点】米-门方程、Monod方程、废水生物处理工程的基本数学模型。

教学活动：

【课前预习】解微生物的呼吸类型及生长规律，废水生物处理工程的基本数学模型。

【习题作业】米氏常数获取。

第五章  污水的好氧生物处理（一）——生物膜法     （6学时）

教学目标与要求：

掌握生物膜法的基本原理，类型及工艺特点；掌握生物滤池的基本流程及各单元作用；掌握生物转盘构造、作用原理和设计计算；掌握物接触氧化法构造、作用原理和设计计算；掌握生物流化床构造、作用原理和设计计算。具备进行生物膜法的设计计算能力；能够针对有机污水的性质，采用生物膜法来进行处理的工艺设计，并具有运行管理生物膜法工艺的基本知识。

教学内容：

生物膜法的不同工艺类型和其工艺特点，生物滤池工艺及设计计算，生物接触氧化法、生物流化床工艺设计计算。

重点难点：

【本章重点】生物滤池的作用机理，生物膜法处理工艺及特点。

【本章难点】生物滤池滤床高度的动力学计算。

教学活动：

【课前预习】生物膜法的基本概念和基本流程，生物膜工艺类型及其发展。

【习题作业】滤床高度的动力学计算，高负荷生物滤池设计计算。

第六章  污水好氧生物处理（二）——活性污泥法  （8学时）   

教学目标及要求：

掌握活性污泥工艺的基本原理，类型及工艺特点；掌握活性污泥工艺的基本流程及各单元作用；掌握工艺系统中气体传递原理和需氧量的计算方法；具备进行活性污泥法的设计计算能力；熟悉活性污泥工艺的运行管理方法。能够针对有机污水的性质，采用活性污泥法来进行处理的工艺设计，并具有运行管理活性污泥工艺的基本知识。

教学内容：

活性污泥的基本概念和基本流程，活性污泥的性质，活性污泥工艺类型及其发展，气体传递原理和曝气设备，活性污泥法的设计计算，活性污泥法的运行管理。

重点难点：

【本章重点】活性污泥法工艺特点、设计方法及运行管理。

【本章难点】工艺流程设计及方案，系统需氧量的计算方法，工艺设计参数确定。

教学活动：

【课前预习】活性污泥的基本概念和基本流程，曝气的基本知识，活性污泥工艺类型及其发展。

【习题作业】活性污泥法工艺特点，设计方法和计算，活性污泥的培养和运行管理，主要构筑物的设计（草图）。

【实验】氧充氧实验、废水可生化性实验。

【实习与单元操作设计】对参观的污水处理厂的活性污泥工艺流程图、污泥处理单元、水质监测结果进行描述，总结主体构筑物的工艺特点，画出平面图和剖面图草图，用工艺的计算方法对设计参数进行复核。

第七章  污水的厌氧生物处理  （2学时）

教学目标与要求：

掌握厌氧生物处理的基本原理和参数，掌握污水的厌氧生物处理方法及工艺流程，掌握厌氧生物处理工艺设计计算。能够针对高浓度难降解有机污水的性质，采用厌氧生物法来进行处理的工艺设计，并具有厌氧好氧工艺联用的基本知识。

教学内容：

厌氧生物处理的基本原理，污水厌氧生物处理方法，厌氧处理法设计计算。

重点难点：

【本章重点】厌氧生物处理原理和方法。

【本章难点】厌氧新陈代谢过程。

教学活动：

【课前预习】厌氧生物处理的基本概念和基本流程，厌氧生物处理工艺类型及其发展。

【习题作业】对比污水好氧生物处理及厌氧生物处理的优缺点。

第八章  稳定塘和污水的土地处理   （2学时）

教学目标与要求：

掌握稳定塘的作用机理和分类，掌握污水的土地处理系统作用原理和基本工艺，能针对特定水质进行土地处理工艺的选型。

教学内容：

稳定塘的概念和污水稳定塘的分类，污水的土地处理及不同类型，人工湿地。

重点难点：

【本章重点】稳定塘、土地处理系统的原理和工艺特点。

【本章难点】土地处理作用过程的相关机理分析。

教学活动：

【课前预习】污水的土地处理及不同类型。

【习题作业】好氧塘昼夜pH及DO变化规律。

第九章  污水的化学处理      （2学时）    

教学目标与要求：

掌握废水的中和法处理原理、掌握废水的氧化还原法处理原理、掌握废水化学沉淀法作用原理，介绍高级氧化技术及进展。能针对特定水质，正确选择使用化学法对污水进行处理。

教学内容：

废水的中和法处理原理，废水的氧化还原法处理原理，废水化学沉淀法作用原理。

重点难点：

【本章重点】不同化学法处理工艺及其特点。

【本章难点】化学法作用原理，高级氧化技术。

教学活动：

【课前预习】水化学知识，污水的化学处理技术。

【习题作业】无

第十章  污水处理厂的总体设计    （2学时）

教学目标与要求：

掌握污水处理厂厂址的选择原则，掌握污水处理厂处理方法和流程选择，掌握污水处理厂平面布置、污水处理厂高程布置原则及基本思路。

教学内容：

污水处理厂厂址的选择，厂、站处理方法和流程的选择，污水处理厂的平面布置，污水处理厂的高程布置。

重点难点：

【本章重点】污水处理厂总体设计。

【本章难点】污水处理厂工艺选择原则、平面布置和高程布置。

教学活动：

【课前预习】污水处理厂工艺选择原则、平面布置和高程布置，为工程设计做准备。

（二）实验教学（24学时）

1、             必修实验项目

2、             选修实验项目

五、课程考核

本课程采用平时作业、课程实验以及期末考试等方式考核学生对课程知识的掌握情况和课程教学目标的达成情况。

（一）     课程目标考核及成绩评定

课程目标达成评价计算方法：0.65*（课程目标试题均分/课程目标试题总分）+0.1*（课程目标作业均分/课程目标作业总分）+0.25*（课程目标实验成绩均分/课程目标实验成绩总分）

（二）     课程目标评价标准

六、教材及参考书

（一）教材：

1、高廷耀、顾国维编．水污染控制工程(上下册)（第四版）．北京：高等教育出版社，2015

2、王兵等编．环境工程综合实验教程（第一版）．北京：化学工业出版社,2011

（二）参考书：

1、顾夏声编．水处理工程．北京：清华大学出版社，1985

2、王宝贞、王琳编．水污染治理新技术．北京：科学出版社，2004

3、北京市环境保护科学研究院等编．三废处理工程技术手册（废水卷）．北京：化学工业出版社，2000

七、其它

（一）课程网站

https://jpkc.swpu.edu.cn/d-c444/zcr-1.htm

（二）其它网络教学资源：

1、https://course.jingpinke.com/details?uuid=8a83399b-19cc4aab-0119-cc4aac8e-0bb&courseID=A070070

2、https://jigou.xauat.edu.cn/jpkc/shuiwuran/index.htm

3、https://course.jingpinke.com/details?uuid=8a83399b-19cc4aab-0119-cc4aac8e-0bb&courseID=A070072

1、顾夏声编．水处理工程．北京：清华大学出版社，1985

2、北京市环境保护科学研究院等编．三废处理工程技术手册（废水卷）．北京：化学工业出版社，2000

3、韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002

4、姜乃昌主编.水泵及水泵站.北京：中国建筑工业出版社，1993

5、尹军、谭学军编著.污水污泥处置与资源化利用.北京：化学工业出版社，2004

6、潘涛，田刚主编，废水处理经典工程技术手册.北京：化学工业出版社，2010

7、周迟骏主编，　环境工程设备设计手册.北京：化学工业出版社，2010

8、王社平主编，污水处理厂工艺设计实用参考.北京：化学工业出版社，2011

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