课程名称：水污染控制工程

英文名称：Water Pollution Control Engineering

课程编码：303325

课程类型：必修

学    时：96（第六学期：52学时；第七学期：44学时）

学    分：6

适应对象：环境工程专业本科生

预备课程：环境工程微生物学、物理化学、流体力学等

教    材：张希衡主编，水污染控制工程，冶金工业出版社

一、本课程地位、性质和任务

   《水污染控制工程》是环境工程学的重要组成部分；是环境工程专业必修的专业课之一。

本课程的主要任务是：

   1．学习水污染控制工程方面的基本理论及其工程学方法；

   2．培养解决实际工程问题的能力；

   3．培养对实际工程的图解能力和综合运用技能；

   4．培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

    此外，在教学过程中，必须有意识地教学学生自觉遵守有关的工程设计标准和规范。培养学生分析问题和解决问题的能力。

二、本课程的基本要求

    学完本课程后，应达到如下基本要求：

   1．了解并掌握国家有关的水污染控制技术政策；

   2．掌握各种水污染控制操作单元的基本原理、计算方法、适用范围等；

   3．能独立进行水污染控制工程的设计、操作和运行管理；

   4．能独立进行水污染控制工程方面的科学研究。

三、课程的教学方法和教学环节

   1．课堂讲授：对课程内容全面系统地介绍，着重讲解各章的重点和难点内容，注意联系工程，以解决工程中存在的疑难问题。

   2．课程设计：课程设计是培养学生工程设计能力的重要环节，学生应在具有工程设计能力的教师辅导下完成设计任务。本课程安排两个课程设计。

    课程设计（I）：城市污水处理厂工艺设计；

    课程设计（II）：离子交换法处理含铬废水工艺设计；

   3．实验：实验是巩固理论教学知识，培养学生动手能力的重要环节。学生通过实验，应认真独立地完成实验报告，本课程开设以下实验：

    实验Ⅰ混凝沉淀试验

    实验Ⅱ气浮试验

    实验Ⅲ氧传递率试验

    实验Ⅳ离子交换法处理含铬废水处理试验

    实验Ⅴ电渗析法处理含镍废水

    实验Ⅵ臭氧氧化法脱色试验

   4．考试：本课程的结业采用闭卷考试，命题依据本大纲，试题应覆盖面广、难易适当，份量适中。

四、本课程的内容

   本课程内容包括：总论、不溶污染物的分离技术、污染物的生物化学转化技术、污染物的化学转化技术、污染物的物理化学分离技术，废水再生与排放、污泥处理处置技术和区域防治八个部分。总学时：96学时，分为水污染控制工程（I）（52学时）；水污染控制工程（II）44学时。具体内容如下：

一）、水污染控制工程（I）

（一）总论

授课内容：

 （1）水环境的污染与防治

     a．水资源

     b．水污染及防治

 （2）水污染防治基础知识

     a．废水、污染物与污染指标

     b．废水水质、废水水质控制标准及控制途径

     c．废水的预处理及废水处理系统

基本要求：

    了解水环境的污染与防治的必要性、基本原理；废水水质指标；废水水质控制标准及控制途径；废水的预处理及废水处理系统。

重点：废水水质、废水水质控制标准的变化；废水处理程度与废水水质标准的关系。

难点：废水水质控制标准及控制途径；废水处理程度与废水水质标准的关系。

（二)不溶态污染物的分离技术

授课内容：

 （1）重力沉降法

    a．概述

    b．离散颗粒的沉降规律

    c．沉降试验和沉降曲线

    d．理想沉淀池

    e．沉砂池

    f．普通沉淀池

    g．斜板和斜管沉淀池

 （2）混凝澄清法

    a．胶体结构及脱稳机理

    b．混凝剂及其作用机理

    c．混凝条件及混凝设备

    d．混合、反应器及澄清设备

 （3）浮力浮上法

    a．隔油

    b．气浮和浮选原理

    c．压力溶气气浮及其系统设计

    e．不溶态污染物的其它分离方法

基本要求：

    掌握不溶态污染物分离方法的基本原理及处理对象；离散颗粒的沉降规律；沉降试验设计和沉降曲线的绘制；理想沉淀池；沉砂池、普通沉淀池的结构及工艺设计；浅层沉降原理和斜板（管）沉淀池；胶体结构及脱稳机理；混凝剂及其作用机理；混凝条件及混凝设备；隔油池设计；压力溶气气浮原理、工艺流程及气浮池的设计。了解不溶态污染物的其它分离方法。

重点：

    溶态污染物分离方法的基本原理及处理对象；沉降试验设计和沉降曲线的绘制；理想沉淀池；沉砂池、普通沉淀池的结构及工艺设计；浅层沉降原理和斜板（管）沉淀池；胶体结构及脱稳机理；混凝剂及其作用机理；压力溶气气浮原理、工艺流程及气浮池的设计。

难点：

    离散颗粒的沉降规律；沉降试验设计和沉降曲线的绘制；浅层沉降原理；胶体结构及脱稳机理；混凝剂及其作用机理。

（三）污染物的生物化学转化技术

授课内容：

 （1）活性污泥法

    a．废水生物处理基本原理及其分类

    b．活性污泥法基本原理

    c．活性污泥降解有机物的规律

    d．活性污泥法运行方式

    e．曝气原理与曝气池结构

    f．活性污泥法的工艺设计

    g．活性污泥法的发展及工艺比较

    h．活性污泥法系统的运行管理

 （2）生物膜法

    a．概述

    b．生物膜法的基本原理

    c．生物滤池

    d．塔式生物滤池

    e．生物滤池的运行

    f．生物转盘

    g．其它型式生物转盘

 （3）厌氧生物处理法

    a．厌氧消化原理

    b．厌氧消化工艺设备

    c．厌氧（缺氧）——好氧工艺组合及其功能

    d．自然条件下的生物处理法——土地处理法

基本要求：

    掌握废水生物处理基本原理及其分类；活性污泥法基本原理；活性污泥降解有机物的规律；活性污泥法运行方式；曝气原理与曝气池结构；活性污泥法的工艺设计；活性污泥法系统的运行管理；生物膜法的基本原理；生物滤池；生物转盘；厌氧消化原理；厌氧消化工艺与设备；厌氧（缺氧）——好氧工艺组合及其功能。了解活性污泥法的发展及工艺比较；自然条件下的生物处理法——土地处理法。

重点：

   活性污泥法基本原理；活性污泥降解有机物的规律；活性污泥法运行方式；曝气原理与曝气池结构；活性污泥法的工艺设计；活性污泥法系统的运行管理；生物膜法的基本原理；厌氧消化原理。

难点：

   活性污泥法基本原理；活性污泥降解有机物的规律；活性污泥系统的设计计算；生物膜法的基本原理；厌氧消化原理。

（四）废水的再用与排放

授课内容：

 （1）脱氮除磷

    a．概述

    b．氮、磷的（物理）化学去除基本原理

    c．生物脱氮原理及工艺控制条件

    d．生物除磷原理及工艺控制条件

    e．生物脱氮除磷工艺——硝化-反硝化、生物除磷工艺

       ——反硝化聚磷原理及其实现

 （2）水体自净与废水排放

    a．水体的特征

    b．水体自净

基本要求：

    掌握氮、磷的（物理）化学去除基本原理；生物脱氮原理及工艺控制条件；生物除磷原理及工艺控制条件；生物脱氮除磷工艺——硝化-反硝化、生物除磷工艺：A/O；A2O；SBR；UCT；改进UCT等。了解短程硝化-反硝化原理；反硝化聚磷原理及其实现。

重点：

    生物脱氮原理及工艺控制条件；生物除磷原理及工艺控制条件；生物脱氮除磷过程中的物料平衡。

难点：

    生物脱氮原理及工艺控制条件；生物除磷原理及工艺控制条件；生物脱氮除磷过程中的物料平衡。

(五)污泥处理与处置技术

授课内容：

    污泥的处理与利用

    a．污泥的来源及其处理的必要性

    b．污泥的去水处理

    c．污泥的稳定处理

    d．污泥的利用与处置

基本要求：

    掌握污泥的来源及其处理的必要性；污泥的去水处理；污泥的稳定处理。了解污泥的利用与处置。

重点:以污泥的浓缩与稳定为重点。浓缩以自然浓缩为重点；稳定以厌氧消化为重点。

（六）废水处理厂设计与水环境区域综合防治

授课内容：

    废水处理厂的设计

    a．概述

    b．处理厂工艺流程及总体布置

基本要求：

    掌握污水处理厂（站）平面、高程布置基本原则；根据水量及处理要求确定废水处理工艺、废水处理厂平面及高程。

二）、水污染控制工程（II）

 （一）污染物的化学转化技术

授课内容：

 （1）中和法

    a．中和原理；

    b．中和工艺及设备。

 （2）化学沉淀法

    a．化学沉淀基本原理

    b．各种化学沉淀法及工艺设备

 （3）氧化还原法

    a．氧化还原电位及其处理原理

    b．氧化还原工艺及设备。

 （4）化学消毒法

    a．消毒原理；

    b．各种常见消毒工艺及设备。

基本要求：

    掌握中和原理；化学沉淀基本原理；氧化还原电位及其处理原理；消毒原理。了解中和工艺及设备；各种化学沉淀法及工艺设备；氧化还原工艺及设备；各种常见消毒工艺及设备。

重点：各种化学转化反应器设计；工艺控制条件的确定。

难点：

    适用的场合及范围（目前主要用于无机污染物、特别是重金属离子）应以含Cr+6废水的处理为重点，比较各种转化反应器的特点。

（二）溶解态污染物的物理化学分离技术

授课内容：

 （1）吸附法

    a．吸附原理及吸附剂

    b．吸附工艺及设备

 （2）离子交换法

    a．离子交换平衡及交换剂

    b．离子交换动力学

    c．离子交换工艺及设备

 （3）膜分离法

    a．膜分离原理

    b．超滤工艺及设备

    c．反渗透工艺及设备

    d．电渗析工艺及设备

基本要求：

    掌握溶解态污染物的物理化学分离技术的适用范围；吸附原理及吸附剂；吸附工艺及设备；离子交换平衡及交换剂；离子交换动力学；离子交换工艺及设备；膜分离原理；超滤工艺及设备；反渗透工艺及设备。

重点：各种单元操作反应器设计；工艺控制条件的确定。

难点：

    吸附过程；离子交换反应器设计；建议通过以Cr+6废水的处理为对象，比较各种物理化学分离技术的特点、原理以及适用范围。

五、其它要求

    结合当前废水处理热点、难点及最新研究进展，补充相关内容。

六、学时分配