工業(yè)給水處理課程教學大綱

1、工業(yè)給水處理課程教學大綱一、 課程基本信息課程代碼：260387課程名稱：工業(yè)給水處理課程類別：專業(yè)選修課學 時：27學時學分：1.5個學分適用對象：環(huán)境工程專業(yè)考核方式：綜合考核先修課程：水分析化學、物理化學、水力學、水泵及水泵站、水文學、微生物學。二、 課程簡介工業(yè)給水處理是環(huán)境科學專業(yè)的主要專業(yè)選修課之一。其主要任務是使學生了解給水系統(tǒng)，掌握給水處理的基本理論知識、設計原理、設計步驟、計算方法以及相關的新技術和新設備，使學生的知識結(jié)構(gòu)更為完整，為學生走向工作崗位打下堅實的專業(yè)理論基礎。三、 課程性質(zhì)與教學目的工業(yè)給水處理是環(huán)境科學專業(yè)的主要專業(yè)選修課之一，其目的是培養(yǎng)學生具有生活飲用水和

2、工業(yè)用水水質(zhì)處理的一般技術問題的初步能力，使學生掌握常規(guī)水處理工藝設計和計算的基本知識和方法，掌握給水處理的基本理論，了解工業(yè)給水凈水站的運行維護，了解工業(yè)給水處理發(fā)展趨勢。四、 教學內(nèi)容及要求第14章 給水處理概論（一） 目的與要求（1） 了解水源類型及水質(zhì)。（2） 了解用戶對水質(zhì)的要求，掌握GB5749-85飲用水衛(wèi)生水質(zhì)標準，了解工業(yè)用水對水質(zhì)的要求。（3） 解給水處理的任務與方法，給水處理系統(tǒng)概述。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 水源水質(zhì)1. 主要內(nèi)容原水中的雜質(zhì)；各種天然水源的水質(zhì)特點；受污染水源中的雜質(zhì)2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第二節(jié) 水質(zhì)標準1. 主要內(nèi)容生活飲用

3、水衛(wèi)生標準；工業(yè)用水水質(zhì)標準2. 基本概念和知識點工業(yè)用水水質(zhì)標準3. 問題與應用（能力要求）第三節(jié) 給水處理方法概述1. 主要內(nèi)容澄清和消毒；除臭、除味；除鐵、除錳和除氟；軟化；淡氏和除鹽；水的冷卻；水的腐蝕和結(jié)垢控制；生活飲用水預防處理和深度處理。2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第四節(jié) 反應器1. 主要內(nèi)容物料衡算和質(zhì)量傳遞；理想反應器模型。2. 基本概念和知識點理想反應器模型。3. 問題與應用（能力要求）（三） 課后練習（1） 水中雜質(zhì)按尺寸大小可分成幾類？了解各類雜質(zhì)主要來源、特點及一般方法。（2） 反應器原理用于水處理有何作用和特點？（3） 3種理想反應器的假定條件

4、是什么？研究理想反應器對水處理設備的設計和操作用何作用？（4） 混合與返混在概念上有何區(qū)別？返混是如何造成的？（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體教學。第15章 混凝（一） 目的與要求（1） 掌握水中膠體穩(wěn)定性、硫酸鋁在水中的化學反應和混凝機理。（2） 掌握常用混凝劑和助凝劑。（3） 掌握混凝動力學理論及混凝控制指標。（4） 掌握影響混凝效果的主要因素。（5） 掌握混凝劑的配置和投加。（6） 掌握混合反應工藝類型、特點與設計計算。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 混凝機理1. 主要內(nèi)容水中膠體穩(wěn)定性；硫酸鉛在水中的化學反應；混凝機理。2. 基本概念和知識點知識點：混凝機理。3. 問題與應用（能

5、力要求）第二節(jié) 混凝劑和助凝劑1. 主要內(nèi)容混凝劑：無機混凝劑；有機記分子混凝劑。助凝劑。2. 基本概念和知識點重點是混凝劑的特點與助凝劑的特點。3. 問題與應用（能力要求）第三節(jié) 混凝動力學1. 主要內(nèi)容異向絮凝；同向絮凝；混凝控制指標。2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第四節(jié) 影響混凝效果的主要因素1. 主要內(nèi)容水溫影響；水PH和堿度影響；水中懸浮物濃度的影響。2. 基本概念和知識點水PH和堿度影響3. 問題與應用（能力要求）第五節(jié) 混凝劑的配制和投加1. 主要內(nèi)容混凝劑溶解和溶液配制；混凝劑投加：計量設備；投加方式。2. 基本概念和知識點投加方式3. 問題與應用（能力要求

6、）第六節(jié) 混合絮凝設備1. 主要內(nèi)容混合設備：水泵混合；管式混合；機械混合池。絮凝設備：隔板絮凝池；折板絮凝池；機械絮凝劑；網(wǎng)格、柵條絮凝池。2. 基本概念和知識點重點是機械混合池、隔板絮凝池和折板絮凝池的結(jié)構(gòu)特點。3. 問題與應用（能力要求）（三） 課后練習（1） 何謂膠體穩(wěn)定性？試用膠粒間相互作用勢能曲線說明膠體穩(wěn)定性的原因。（2） 目前我國常用的混凝劑有哪幾種？各有何優(yōu)缺點？（3） 混凝控制指示有哪幾種？為什么要重視混凝控制指示的研究？你認為合理的控制指標應如何確定？（4） 根據(jù)反應器原理，什么形式的絮凝池效果較好？折板絮凝池混凝效果為什么優(yōu)于隔板絮凝池？（5） 影響混凝效果的主要因素有

7、哪幾種？這此因素如何影響混凝效果的？（6） 混凝劑有哪幾種投加方式？各有何優(yōu)缺點及其適用條件？（7） 何謂混凝劑“最佳劑量”？如何確定最佳劑量并實施自動控制？（8） 當前水廠中常用的混合方法有哪幾種？各有何優(yōu)缺點？在混合過程中，控制G值的作用是什么？（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體教學。第16章 沉淀和澄清（一） 目的與要求（1） 掌握懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀、擁擠沉淀。（2） 掌握理想沉淀池理論、凝聚性顆粒沉淀過程、沉淀效果影響因素和平流沉淀池的構(gòu)造及設計計算。（3） 掌握淺池理論，斜板與斜管沉淀池的特點、設計與計算。（4） 掌握澄清池的特點、原理與類型、澄清池工藝設計計算。

8、（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 懸浮顆粒在靜水中的沉淀1. 主要內(nèi)容懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀；懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀2. 基本概念和知識點自由沉淀理論3. 問題與應用（能力要求）第二節(jié) 平流沉淀池1. 主要內(nèi)容非凝聚性顆粒的沉淀過程分析；凝聚性顆粒的沉淀過程分析；影響平流式沉淀池沉淀效果的因素；平流式沉淀池的構(gòu)造；平流式沉淀池的設計計算。2. 基本概念和知識點非凝聚性顆粒的沉淀過程分析；凝聚性顆粒的沉淀過程分析；影響平流式沉淀池沉淀效果的因素；平流式沉淀池的設計計算。3. 問題與應用（能力要求）第三節(jié) 斜板與斜管沉淀池1. 主要內(nèi)容斜板與斜管沉淀池的特點；斜管沉淀池的設計與計算。2. 基本概念和

9、知識點斜板與斜管沉淀池的特點；斜管沉淀池的設計與計算。3. 問題與應用（能力要求）第四節(jié) 澄清池1. 主要內(nèi)容澄清池特點；澄清池分類簡介2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）（三） 實踐環(huán)節(jié)與課后練習（1） 什么叫自由沉淀、擁擠沉淀和絮沉淀？（2） 已知懸浮顆粒密度和粒徑，可否采用公式（16-4）直接求得顆粒沉速？為什么？（3） 了解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。（4） 理想沉淀應符合哪些條件？根據(jù)理想沉淀，沉淀效率與池子深度、長度和表面積關系如何？（5） 影響平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？沉淀池縱向分格有何作用？（6） 沉淀池表面負荷和顆粒截留沉淀關系如何？兩者涵義有何

10、區(qū)別？（7） 設計平流沉淀池是主要根據(jù)沉淀時間、表面負荷還是水平流速？為什么？（8） 平流沉淀池進水為什么要采用穿孔隔墻？出水為什么往往采用出水支渠？（9） 斜管沉淀池的理論根據(jù)是什么？為什么斜管傾角通常采用60°？（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體教學。第17章 過濾（一） 目的與要求（1） 了解過濾與沖洗過程。（2） 掌握過濾機理和過濾水力學。（3） 了解濾料和承托層。（4） 了解濾池沖洗方法，掌握水流沖洗和氣水反沖洗及配水類型、特點、原理與構(gòu)造。（5） 掌握普通快濾池構(gòu)造及設計要求。（6） 掌握無閥濾池的原理與構(gòu)造。（7） 了解虹吸濾池的特點、構(gòu)造與原理。（8） 了

11、解移動罩濾池。（9） 了解V型濾池的特點與原理。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 過濾概述第二節(jié) 過濾理論1. 主要內(nèi)容過濾機理；過濾水力學2. 基本概念和知識點過濾機理3. 問題與應用（能力要求）第三節(jié) 濾料和承托層1. 主要內(nèi)容濾料；承托層2. 基本概念和知識點濾料的種類3. 問題與應用（能力要求）第四節(jié) 濾池沖洗1. 主要內(nèi)容高速水流反沖洗；氣、水反沖洗；配水系統(tǒng)；沖洗廢水的排除；沖洗水的供給。2. 基本概念和知識點配水系統(tǒng)3. 問題與應用（能力要求）第五節(jié) 普通快濾池1. 主要內(nèi)容單池面積和濾池深度；管廊布置；管渠設計；流速設計2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第六節(jié) 其它形式濾

12、池1. 主要內(nèi)容虹吸濾池；移勸罩濾池； V型濾池；壓力濾池2. 基本概念和知識點V型濾池3. 問題與應用（能力要求）（三） 實踐環(huán)節(jié)與課后練習（1） 從濾層中雜質(zhì)分布規(guī)律，分析改善快濾池的幾種途徑和濾池發(fā)展趨勢。（2） 直接過濾有哪兩種方式？采用原水直接過濾應注意哪些問題？（3） 清潔濾層水頭損失與哪些因素有關？過濾過程中水頭損失與過濾時間存在什么關系？可否用數(shù)學式表達？（4） 什么叫“負水頭”？它對過濾和沖洗有何影響？如何避免濾層中“負水頭”產(chǎn)生？（5） 什么叫濾料“有效粒徑”和“不均勻系數(shù)”？不均勻系數(shù)達大對濾和反沖洗有何影響？“均質(zhì)波料”的涵義是什么？（6） 雙層和多層濾料混雜與否與哪此

13、因素有關？濾料混雜對過濾有何影響？（7） 濾池反沖洗強度和濾層膨脹度之間關系如何？當濾層全部膨脹起來以后，反沖洗強度增大，水流通過濾層的水頭損失是否同時增大？為什么？（8） 什么叫“最小流態(tài)化沖洗流速”？當反沖洗流速小于最小流態(tài)化沖洗流速時，反沖洗時的濾層水頭損失與反沖洗強度是否有關？（9） 大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)的函義是什么？各有何優(yōu)缺點？掌握大阻力配水系統(tǒng)的基本原理和公式（17-32）的推導過程。（10） 沖洗水塔或沖洗水箱高度和容積如何確定？（11） 快濾池管廊布置有哪幾種形式？各有何優(yōu)缺點？（12） 所謂V型濾池，其主要特點是什么？（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體

14、教學。第18章 清毒（一） 目的與要求（1） 掌握氯消毒原理與特點，消毒副產(chǎn)物，了解加氯設備。（2） 了解其它消毒方法與原理。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 氯消毒1. 主要內(nèi)容氯消毒原理；加氯量；加氯點；加氯設備，加氯間和氯庫2. 基本概念和知識點氯消毒原理3. 問題與應用（能力要求）第二節(jié) 其它消毒法1. 主要內(nèi)容二氧化氯消毒；氯胺消毒；漂白粉消毒；次氯酸鈉消毒；臭氧消毒2. 基本概念和知識點二氧化氯消毒3. 問題與應用（能力要求）（三） 實踐環(huán)節(jié)與課后練習（1） 目前水的消毒方法主要有哪幾種？簡要評述各種消毒方法的優(yōu)缺點。（2） 什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？兩者消毒效果有何區(qū)別？簡述兩者消毒

15、原理。（3） 水的PH值對氯消毒作用有何影響？為什么？（4） 什么叫折點加氯？出現(xiàn)折點的原因是什么？折點加氯有何利弊？（5） 什么叫余氯？余氯的作用是什么？（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體教學。第19章 水的其他處理方法（一） 目的與要求（1） 掌握地下水的除鐵、錳方法；（2） 掌握去除水中有機物的方法；（3） 掌握去除水氟的方法。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 地下水除鐵除錳1. 主要內(nèi)容地下水除鐵方法；地下水除錳方法2. 基本概念和知識點地下水除錳方法3. 問題與應用（能力要求）第二節(jié) 活性炭吸附1. 主要內(nèi)容活性炭性質(zhì)；青年態(tài)吸附性能試驗；活性炭柱試驗；活性炭池設計；生物活性炭工藝

16、2. 基本概念和知識點活性炭池設計3. 問題與應用（能力要求）第三節(jié) 水的除氟1. 主要內(nèi)容活性氧化鋁法；骨炭法；其它除氟方法2. 基本概念和知識點活性氧化鋁法3. 問題與應用（能力要求）（三） 實踐環(huán)節(jié)與課后練習（1） 水中含鐵、錳、高氟等會有什么危害？（2） 地下水除鐵時常用什么工藝？為什么地下除錳比較鐵困難？（3） 除鐵、除錳濾料的成熟期是指什么？任何濾料是否需到成熟斯后才出現(xiàn)催化氧化作用？（4） 活性炭柱的接觸時間和泄漏時間指什么，兩者有什么關系？（5） 什么叫生物活性炭法，有什么特點？（6） 目前應用最廣的除氟方法是什么？原理如何？（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體教學。

17、第20章 水廠設計（一） 目的與要求（1） 掌握廠址選擇、水廠工藝流程選擇；（2） 掌握水廠的平面和高程布置，給水工程設計程序。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 設計步驟、要求和設計原則1. 主要內(nèi)容1、設計步驟和要求；2、設計原則2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第二節(jié) 廠址選擇第三節(jié) 水廠工藝流程和處理構(gòu)筑物選擇1. 主要內(nèi)容1、水廠工藝流程選擇；2、水處理構(gòu)筑物類型選擇2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第四節(jié) 水廠平面和高程布置1. 主要內(nèi)容1、平面布置；2、高程布置2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第五節(jié) 水廠生產(chǎn)過程檢測和自動控制1. 主要內(nèi)容1

18、、水廠內(nèi)檢測儀表的設置；2、水廠自動化設計要求2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）（三） 實踐環(huán)節(jié)與課后練習（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體教學。第21章 水的軟化（一） 目的及要求（1） 了解軟化的目的；（2） 掌握去除水中鈣、鎂離子的方法。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 軟化的目的與方法概述1. 主要內(nèi)容軟化的目的；2. 基本概念和知識點3. 問題與應用（能力要求）第二節(jié) 水的藥劑軟化法1. 主要內(nèi)容石灰軟化；石灰蘇打軟化法2. 基本概念和知識點石灰軟化；石灰蘇打軟化法3. 問題與應用（能力要求）第三節(jié) 離子交換基本原理1. 主要內(nèi)容離子交換樹脂的命名與型號；離子交換樹

19、脂的基本性能；離子交換平衡；離子交換速度；樹脂層離子交換過程2. 基本概念和知識點離子交換樹脂的基本性能；離子交換平衡；離子交換速度；樹脂層離子交換過程。3. 問題與應用（能力要求）第四節(jié) 離子交換軟化法與系統(tǒng)1. 主要內(nèi)容離子交換軟化方法；離子交換軟化裝置；離子交換軟化系統(tǒng)的選擇；再生附屬設備；除二氧化碳器2. 基本概念和知識點離子交換軟化方法3. 問題與應用（能力要求）（三） 實踐環(huán)節(jié)與課后練習（1） 試說明石灰軟化時水中發(fā)生的化學反應。（2） 與順流再生相比，逆流再生為何能使離子交換出水水質(zhì)顯著提高？（3） 實現(xiàn)逆流再生的關鍵是什么？（4） 實現(xiàn)逆流再生的關鍵是什么？（5） 試分析H-N

20、a串聯(lián)離子交換系統(tǒng)流量分配的計算方法完全相同于H-Na并聯(lián)系統(tǒng)。（四） 教學方法與手段本章節(jié)內(nèi)容主要采用多媒體教學。第22章 水的除鹽與咸水淡化（一） 目的與要求（1） 了解水中常見陰陽離子的種類；（2） 了解去除水離子的方法；（3） 掌握離子交換柱的工作原理和操作過程；（4） 掌握電滲析的工作原理和操作過程；（5） 掌握反滲透與超濾的工作原理和操作過程。（二） 教學內(nèi)容第一節(jié) 概述第二節(jié) 離子交抽除鹽方法與系統(tǒng)1. 主要內(nèi)容陰離子交換樹脂的工藝特性；復床除鹽；混合床除鹽；氫型精處理器；離子交換雙層床；樹脂的污染與復蘇處理2. 基本概念和知識點陰離子交換樹脂的工藝特性；復床除鹽；混合床除鹽；樹脂的污染與復蘇處理3. 問題與應用（能力要求）第三節(jié) 電滲析法1. 主要內(nèi)容離子交換及共作用原理；電滲析原理及過程；電滲析器的構(gòu)造與組裝；電流效率與極限電流密度；電滲析器工藝設計與計算；電滲析技術的發(fā)展2. 基本概念和知識點電滲析原理及過程；電滲析器工藝設計與計算3. 問題與應用（能力要求）第四節(jié) 反滲透與超濾1. 主要內(nèi)容反滲透原理；超濾原理2. 基本概念和知識點反滲透原理；超濾原理3. 問題與應用（