工業(yè)給水處理課程教學大綱培訓

《工業(yè)給水處理》課程教學大綱課程基本信息

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

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》。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，使學生的知識結構更為完整，為學生走向工作崗位打下堅實的專業(yè)理論基礎。

課程性質與教學目的

《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工業(yè)用水水質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。

教學內容及要求給水處理概論目的與要求了解水源類型及水質。了解用戶對水質的要求，掌握GB5749-85《飲用水衛(wèi)生水質標準》，了解工業(yè)用水對水質的要求。解給水處理的任務與方法，給水處理系統(tǒng)概述。教學內容水源水質主要內容

原水中的雜質；各種天然水源的水質特點；受污染水源中的雜質基本概念和知識點問題與應用（能力要求）水質標準主要內容

生活飲用水衛(wèi)生標準；工業(yè)用水水質標準基本概念和知識點

工業(yè)用水水質標準問題與應用（能力要求）給水處理方法概述主要內容

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；水的腐蝕和結垢控制；生活飲用水預防處理和深度處理。基本概念和知識點問題與應用（能力要求）反應器主要內容

物料衡算和質量傳遞；理想反應器模型?；靖拍詈椭R點

理想反應器模型。問題與應用（能力要求）課后練習水中雜質按尺寸大小可分成幾類？了解各類雜質主要來源、特點及一般方法。反應器原理用于水處理有何作用和特點？3種理想反應器的假定條件是什么？研究理想反應器對水處理設備的設計和操作用何作用？混合與返混在概念上有何區(qū)別？返混是如何造成的？教學方法與手段

本章節(jié)內容主要采用多媒體教學。

混凝目的與要求掌握水中膠體穩(wěn)定性、硫酸鋁在水中的化學反應和混凝機理。掌握常用混凝劑和助凝劑。掌握混凝動力學理論及混凝控制指標。掌握影響混凝效果的主要因素。掌握混凝劑的配置和投加。掌握混合反應工藝類型、特點與設計計算。教學內容混凝機理主要內容

水中膠體穩(wěn)定性；硫酸鉛在水中的化學反應；混凝機理。基本概念和知識點

知識點：混凝機理。問題與應用（能力要求）混凝劑和助凝劑主要內容

混凝劑：①無機混凝劑；②有機記分子混凝劑。

助凝劑。基本概念和知識點

重點是混凝劑的特點與助凝劑的特點。問題與應用（能力要求）混凝動力學主要內容

異向絮凝；同向絮凝；混凝控制指標?；靖拍詈椭R點問題與應用（能力要求）影響混凝效果的主要因素主要內容

水溫影響；水PH和堿度影響；水中懸浮物濃度的影響?；靖拍詈椭R點

水PH和堿度影響問題與應用（能力要求）混凝劑的配制和投加主要內容

混凝劑溶解和溶液配制；混凝劑投加：①計量設備；②投加方式?；靖拍詈椭R點

投加方式問題與應用（能力要求）混合絮凝設備主要內容

混合設備：①水泵混合；②管式混合；③機械混合池。

絮凝設備：①隔板絮凝池；②折板絮凝池；③機械絮凝劑；④網格、柵條絮凝池?；靖拍詈椭R點

重點是機械混合池、隔板絮凝池和折板絮凝池的結構特點。問題與應用（能力要求）課后練習何謂膠體穩(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。目前我國常用的混凝劑有哪幾種？各有何優(yōu)缺點？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？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？影響混凝效果的主要因素有哪幾種？這此因素如何影響混凝效果的？混凝劑有哪幾種投加方式？各有何優(yōu)缺點及其適用條件？何謂混凝劑“最佳劑量”？如何確定最佳劑量并實施自動控制？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？教學方法與手段本章節(jié)內容主要采用多媒體教學。

沉淀和澄清目的與要求掌握懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀、擁擠沉淀。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造及設計計算。掌握淺池理論，斜板與斜管沉淀池的特點、設計與計算。掌握澄清池的特點、原理與類型、澄清池工藝設計計算。教學內容懸浮顆粒在靜水中的沉淀主要內容

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基本概念和知識點

自由沉淀理論問題與應用（能力要求）平流沉淀池主要內容

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；平流式沉淀池的構造；平流式沉淀池的設計計算。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。問題與應用（能力要求）斜板與斜管沉淀池主要內容

斜板與斜管沉淀池的特點；斜管沉淀池的設計與計算?；靖拍詈椭R點

斜板與斜管沉淀池的特點；斜管沉淀池的設計與計算。問題與應用（能力要求）澄清池主要內容

澄清池特點；澄清池分類簡介基本概念和知識點問題與應用（能力要求）實踐環(huán)節(jié)與課后練習什么叫自由沉淀、擁擠沉淀和絮沉淀？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？了解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。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？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？沉淀池表面負荷和顆粒截留沉淀關系如何？兩者涵義有何區(qū)別？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？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？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°？教學方法與手段

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過濾目的與要求了解過濾與沖洗過程。掌握過濾機理和過濾水力學。了解濾料和承托層。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、原理與構造。［掌握普通快濾池構造及設計要求。掌握無閥濾池的原理與構造。了解虹吸濾池的特點、構造與原理。了解移動罩濾池。了解V型濾池的特點與原理。教學內容過濾概述過濾理論主要內容

過濾機理；過濾水力學基本概念和知識點

過濾機理問題與應用（能力要求）濾料和承托層主要內容

濾料；承托層基本概念和知識點

濾料的種類問題與應用（能力要求）濾池沖洗主要內容

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。基本概念和知識點

配水系統(tǒng)問題與應用（能力要求）普通快濾池主要內容

單池面積和濾池深度；管廊布置；管渠設計；流速設計基本概念和知識點問題與應用（能力要求）其它形式濾池主要內容

虹吸濾池；移勸罩濾池；V型濾池；壓力濾池基本概念和知識點

V型濾池問題與應用（能力要求）實踐環(huán)節(jié)與課后練習從濾層中雜質分布規(guī)律，分析改善快濾池的幾種途徑和濾池發(fā)展趨勢。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？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？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”產生？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？“均質波料”的涵義是什么？雙層和多層濾料混雜與否與哪此因素有關？濾料混雜對過濾有何影響？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？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？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。沖洗水塔或沖洗水箱高度和容積如何確定？快濾池管廊布置有哪幾種形式？各有何優(yōu)缺點？所謂V型濾池，其主要特點是什么？教學方法與手段

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清毒目的與要求掌握氯消毒原理與特點，消毒副產物，了解加氯設備。了解其它消毒方法與原理。教學內容氯消毒主要內容

氯消毒原理；加氯量；加氯點；加氯設備，加氯間和氯庫基本概念和知識點

氯消毒原理問題與應用（能力要求）其它消毒法主要內容

二氧化氯消毒；氯胺消毒；漂白粉消毒；次氯酸鈉消毒；臭氧消毒基本概念和知識點

二氧化氯消毒問題與應用（能力要求）實踐環(huán)節(jié)與課后練習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。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？簡述兩者消毒原理。水的PH值對氯消毒作用有何影響？為什么？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？什么叫余氯？余氯的作用是什么？教學方法與手段

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水的其他處理方法目的與要求掌握地下水的除鐵、錳方法；掌握去除水中有機物的方法；掌握去除水氟的方法。教學內容地下水除鐵除錳主要內容

地下水除鐵方法；地下水除錳方法基本概念和知識點

地下水除錳方法問題與應用（能力要求）活性炭吸附主要內容

活性炭性質；青年態(tài)吸附性能試驗；活性炭柱試驗；活性炭池設計；生物活性炭工藝基本概念和知識點

活性炭池設計問題與應用（能力要求）水的除氟主要內容

活性氧化鋁法；骨炭法；其它除氟方法基本概念和知識點

活性氧化鋁法問題與應用（能力要求）實踐環(huán)節(jié)與課后練習水中含鐵、錳、高氟等會有什么危害？地下水除鐵時常用什么工藝？為什么地下除錳比較鐵困難？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？活性炭柱的接觸時間和泄漏時間指什么，兩者有什么關系？什么叫生物活性炭法，有什么特點？目前應用最廣的除氟方法是什么？原理如何？教學方法與手段

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水廠設計目的與要求掌握廠址選擇、水廠工藝流程選擇；掌握水廠的平面和高程布置，給水工程設計程序。教學內容設計步驟、要求和設計原則主要內容1、設計步驟和要求；2、設計原則基本概念和知識點問題與應用（能力要求）廠址選擇水廠工藝流程和處理構筑物選擇主要內容1、水廠工藝流程選擇；2、水處理構筑物類型選擇基本概念和知識點問題與應用（能力要求）水廠平面和高程布置主要內容1、平面布置；2、高程布置基本概念和知識點問題與應用（能力要求）水廠生產過程檢測和自動控制主要內容1、水廠內檢測儀表的設置；2、水廠自動化設計要求基本概念和知識點問題與應用（能力要求）實踐環(huán)節(jié)與課后練習教學方法與手段

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水的軟化目的及要求了解軟化的目的；掌握去除水中鈣、鎂離子的方法。教學內容軟化的目的與方法概述主要內容

軟化的目的；基本概念和知識點問題與應用（能力要求）水的藥劑軟化法主要內容

石灰軟化；石灰—蘇打軟化法基本概念和知識點

石灰軟化；石灰—蘇打軟化法問題與應用（能力要求）離子交換基本原理主要內容

離子交換樹脂的命名與型號；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。問題與應用（能力要求）離子交換軟化法與系統(tǒng)主要內容

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；除二氧化碳器基本概念和知識點

離子交換軟化方法問題與應用（能力要求）實踐環(huán)節(jié)與課后練習試說明石灰軟化時水中發(fā)生的化學反應。與順流再生相比，逆流再生為何能使離子交換出水水質顯著提高？實現(xiàn)逆流再生的關鍵是什么？實現(xiàn)逆流再生的關鍵是什么？試分析H-Na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)。教學方法與手段

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水的除鹽與咸水淡化目的與要求了解水中常見陰陽離子的種類；了解去除水離子的方法；掌握離子交換柱的工作原理和操作過程；掌握電滲析的工作原理和操作過程；掌握反滲透與超濾的工作原理和操作過程。教學內容概述離子交抽除鹽方法與系統(tǒng)主要內容

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問題與應用（能力要求）電滲析法主要內容

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問題與應用（能力要求）反滲透與超濾主要內容

反滲透原理；超濾原理基本概念和知識點

反滲透原理；超濾原理問題與應用（能力要求）蒸餾法主要內容

多效蒸發(fā)；多級閃蒸基本概念和知識點

多效蒸發(fā)；多級閃蒸問題與應用（能力要求）實踐環(huán)節(jié)與課后練習在一級復床除鹽系統(tǒng)中如何從水質變化情況來判斷強堿陰床和強酸陽床即將失效？試說明離子