水污染控制工程(WaterPollutionControlEngineering)课程基本信息课程编号：02021613h课程总学时：56实验学时：0学时课程性质：必修课程属性：专业类开设学期：第6学期课程负责人：杨建涛课程团队：杨建涛、赵勇授课语言：中文适用专业：（环境工程：核心）对先修的要求：环境监测：环境化学：流体力学：环境工程原理：环境微生物学对后续的支撑：综合教学实习、毕业论文（设计）主撰人：杨建涛审核人：张发文大纲制定（修订）日期：2023.6.15一、课程的教学理念、性质、目标和任务水污染控制工程是环境工程专业的一门主干必修专业课，也是该专业的核心课。本课程旨在培养学生对水体环境污染的分析评价、水污染治理的规划设计和工程管理能力，以及开展水污染控制的科学研究能力，以期培养出理论水平高，实践能力强的高素质水环境保护人才。通过学习使学生掌握污（废）水处理的基本理论和主要处理工艺，对水污染的基本概念、主要污染物的治理工艺、效果等知识等有全面、系统的了解，理解污水处理的基本原理，使学习者能够根据实际的处理对象提出适宜的处理方案，并能根据需要进行设计、通过课程学习使学生能进行一般水污染控制工程的设计、规划、调试以及相关项目运行管理。并具有从事初步的科学研究和开发的能力。通过该课程的学习，使学生掌握水污染控制工程的基本原理、设计计算，熟悉水处理构筑物运行和管理。培养学生分析和解决工程实际问题，并具有一定的研究能力；提高学生环境工程职业素养和社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范。在教学过程中，按照OBE（成果导向）的教学理念：在教学内容和教学模式上，设计适当的教学体系为载体来进行能力培养和素质教育，强化知识结构的设计与建设，使每一个模块构成一个适当的训练系统。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑支撑毕业要求指序号课程目标毕业要求标点1.能够将环境工程专业知识与数目标1：使学生掌握水污染控制工程方面的的基础知识和专业知识，能运用水质指标、设计参数等专业语言准确描述复杂环境学模型方法相结11工程问题：掌握各类污水处理单元的工艺原理、特征及工艺设合，用于复杂环境工程问题解决计方法：理解、辨析污水处理工艺单元运行中的重要工程问题及基本调控方法，逐步培养学生的工程意识及可持续发展理念。方案的比较与综合。165
165 水污染控制工程 （WaterPollutionControlEngineering） 课程基本信息 课程编号：02021613h 课程总学时：56 实验学时：0 学时 课程性质：必修 课程属性:专业类 开设学期：第 6 学期 课程负责人：杨建涛 课程团队：杨建涛、赵勇 授课语言：中文 适用专业：（环境工程；核心） 对先修的要求：环境监测；环境化学；流体力学；环境工程原理；环境微生物学 对后续的支撑：综合教学实习、毕业论文（设计） 主撰人：杨建涛 审核人：张发文 大纲制定（修订）日期：2023.6.15 一、课程的教学理念、性质、目标和任务 水污染控制工程是环境工程专业的一门主干必修专业课，也是该专业的核心课。本课程旨在 培养学生对水体环境污染的分析评价、水污染治理的规划设计和工程管理能力，以及开展水污染 控制的科学研究能力，以期培养出理论水平高，实践能力强的高素质水环境保护人才。通过学习 使学生掌握污（废）水处理的基本理论和主要处理工艺，对水污染的基本概念、主要污染物的治 理工艺、效果等知识等有全面、系统的了解，理解污水处理的基本原理，使学习者能够根据实际 的处理对象提出适宜的处理方案，并能根据需要进行设计、通过课程学习使学生能进行一般水污 染控制工程的设计、规划、调试以及相关项目运行管理。并具有从事初步的科学研究和开发的能 力。 通过该课程的学习,使学生掌握水污染控制工程的基本原理、设计计算，熟悉水处理构筑物运 行和管理。培养学生分析和解决工程实际问题，并具有一定的研究能力；提高学生环境工程职业 素养和社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范。在教学过程中,按照 OBE （成果导向）的教学理念；在教学内容和教学模式上,设计适当的教学体系为载体来进行能力培养 和素质教育,强化知识结构的设计与建设,使每一个模块构成一个适当的训练系统。 二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑 序号 课程目标 支撑毕业要求指 标点 毕业要求 1 目标 1:使学生掌握水污染控制工程方面的的基础知识和专业知 识，能运用水质指标、设计参数等专业语言准确描述复杂环境 工程问题；掌握各类污水处理单元的工艺原理、特征及工艺设 计方法；理解、辨析污水处理工艺单元运行中的重要工程问题 及基本调控方法，逐步培养学生的工程意识及可持续发展理念。 1.能够将环境工 程专业知识与数 学模型方法相结 合，用于复杂环 境工程问题解决 方案的比较与综 合。 1
能认识到解决复杂环境工程问题有多种方案，并目标2：能够运用专业知识，具备分析和解决实际污水处理系统能运用专业知中复杂工程问题的能力，逐步培养学生勇于探索的科学精神及识，通过文献研22愿为生态文明、乡村振兴等献力的社会责任担当。究分析，获得复杂环境工程问题的有效解决方案。能够分析复杂环境工程问题的特定需求，选择合目标3：培养学生根据污水特征、处理要求等，正确运用污水处理的治理系统或理工程设计的相关标准、规范，对污水处理工艺进行选择、设工艺流程。33计以及优化的能力：明确水污染控制工程实施的社会效益和环6能够理解自身从境效益，培养学生科学严谨、诚信守则的工程职业道德及遵守事生态环境保护工程标准规范的行业素养。与修复等工程及相关工作所承担的社会责任。能对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持目标4：能够利用所学水污染控制方法，提出提高水生态环境质4续发展的影响进7量措施。行评价，并提出初步解决方案。三、教学内容及进度安排学生学习课内支撑序号教学内容教学方式学时课程目标预期成果采用实例及图片，使绪论学生了解当前水环我国水污染的现状、面临的挑境污染现状，了解环战，培养愿为生态文明建设献1.了解环境工作者所境工作者所肩负的N力的社会责任担当。肩负的责任；责任：12重点：2.了解水污染控制的采用实例讲解法，使1.当前的主要水环境问题；技术进展与工程创新。学生初步了解水污2.水污染控制工程的主要内染控制工程的形成容。与发展过程。认知：采用分类对比法，对1污水水质和污水出路220污水性质和污染指标：水体自1.水污染物的分类和污水主要污染物及4其危害进行分析，使净：水污染的主要来源及危水质主要控制指标：166
166 2 目标 2:能够运用专业知识，具备分析和解决实际污水处理系统 中复杂工程问题的能力，逐步培养学生勇于探索的科学精神及 愿为生态文明、乡村振兴等献力的社会责任担当。 能认识到解决复 杂环境工程问题 有多种方案，并 能运用专业知 识，通过文献研 究分析，获得复 杂环境工程问题 的有效解决方 案。 2 3 目标 3:培养学生根据污水特征、处理要求等，正确运用污水处 理工程设计的相关标准、规范，对污水处理工艺进行选择、设 计以及优化的能力；明确水污染控制工程实施的社会效益和环 境效益，培养学生科学严谨、诚信守则的工程职业道德及遵守 工程标准规范的行业素养。 能够分析复杂环 境工程问题的特 定需求，选择合 理的治理系统或 工艺流程。 能够理解自身从 事生态环境保护 与修复等工程及 相关工作所承担 的社会责任。 3 6 4 目标 4:能够利用所学水污染控制方法，提出提高水生态环境质 量措施。 能对复杂工程问 题的工程实践对 环境、社会可持 续发展的影响进 行评价，并提出 初步解决方案。 7 三、教学内容及进度安排 序号 教学内容 学生学习 预期成果 课内 学时 教学方式 支撑 课程目标 1 绪论 我国水污染的现状、面临的挑 战，培养愿为生态文明建设献 力的社会责任担当。 重点： 1.当前的主要水环境问题； 2.水污染控制工程的主要内 容。 1.了解环境工作者所 肩负的责任； 2.了解水污染控制的 技术进展与工程创新。 2 采用实例及图片，使 学生了解当前水环 境污染现状，了解环 境工作者所肩负的 责任； 采用实例讲解法，使 学生初步了解水污 染控制工程的形成 与发展过程。 4 2 污水水质和污水出路 污水性质和污染指标；水体自 净；水污染的主要来源及危 认知： 1.水污染物的分类和 水质主要控制指标； 2 采用分类对比法，对 污水主要污染物及 其危害进行分析，使 1 2 4
害：水中污染物类型及污染指2.水污染物浓度主要学生掌握污水中污标染物的种类、来源及表示方法；危害。重点：地面水的分类及水质控3.水污染防治方法的制指标、各类水的使用功能。分类；通过相关标准、规范难点：讲解，使学生了解污4.地表水与污水水质控制标准。水排放标准、相关设1.污水处理系统及功能。理解：计规范。结合所学知2.氧垂曲线形成及数学方程推导。识，将水体自净作用水体污染指标：环境质量标准和排放标准的上升到水污染控制区别。工程原型进行分析分析：水污染控制基本与认识：采用归纳对途径和治理方法的分比法，使学生掌握水类：国家环境质量标准污染控制的基础方和排放标准。法与工艺流程综合：常用的水质指标，水污染控制的研究内容与任务，国家对水质方面的控制要求与标准等。污水的物理处理格栅与筛网：沉砂池：沉砂池：浮上法重点：认知：调节池的作用和1.格栅、沉砂池的工作原理与意义：自由沉淀，压缩设计计算：沉淀，拥挤沉淀，絮凝结合实物图片与设2.沉淀理论：沉淀等；计规范，让学生熟悉3.stokes方程的涵义；理解：格栅、调节池和和掌握各种物理处离心分离的原理，正确理方法的处理对象、4.沉淀池、沉砂池的设计计算，隔油和被乳、浮上法的工理解各种工艺参数和构筑物特点与构造、作原理：计算公式。配套设备选型与工13102程设计计算：5.斜板、斜板沉淀池工作原分析：格栅，沉淀的原理。理，沉淀池、沉砂池和针对学生大作业存难点：气浮的结构以及工作在的问题，讲解工艺原理；1.stokes方程：技术参数的选择在工程设计中的重要2.理想沉淀池与普通沉淀池综合：能正确选择各类性的工作原理，浅池沉淀原理：设计参数，熟练进行沉3.普通沉淀池（平流式、竖流淀方面和格栅、沉淀池式、辐流式）的结构、功能和等构筑物设计计算。设计计算。167
167 害；水中污染物类型及污染指 标 重点：地面水的分类及水质控 制指标、各类水的使用功能。 难点： 1.污水处理系统及功能。 2.氧垂曲线形成及数学方程 推导。 2.水污染物浓度主要 表示方法； 3.水污染防治方法的 分类； 4.地表水与污水水质 控制标准。 理解： 水体污染指标；环境质 量标准和排放标准的 区别。 分析：水污染控制基本 途径和治理方法的分 类；国家环境质量标准 和排放标准。 综合： 常用的水质指标，水污 染控制的研究内容与 任务，国家对水质方面 的控制要求与标准等。 学生掌握污水中污 染物的种类、来源及 危害。 通过相关标准、规范 讲解，使学生了解污 水排放标准、相关设 计规范。结合所学知 识，将水体自净作用 上升到水污染控制 工程原型进行分析 与认识；采用归纳对 比法，使学生掌握水 污染控制的基础方 法与工艺流程 3 污水的物理处理 格栅与筛网；沉砂池；沉砂池； 浮上法 重点： 1.格栅、沉砂池的工作原理与 设计计算； 2.沉淀理论； 3.stokes 方程的涵义； 4.沉淀池、沉砂池的设计计 算，隔油和破乳、浮上法的工 作原理； 5.斜板、斜板沉淀池工作原 理。 难点： 1.stokes 方程； 2.理想沉淀池与普通沉淀池 的工作原理，浅池沉淀原理； 3.普通沉淀池（平流式、竖流 式、辐流式）的结构、功能和 设计计算。 认知：调节池的作用和 意义；自由沉淀，压缩 沉淀，拥挤沉淀，絮凝 沉淀等； 理解：格栅、调节池和 离心分离的原理，正确 理解各种工艺参数和 计算公式。 分析：格栅，沉淀的原 理，沉淀池、沉砂池和 气浮的结构以及工作 原理； 综合：能正确选择各类 设计参数，熟练进行沉 淀方面和格栅、沉淀池 等构筑物设计计算。 10 结合实物图片与设 计规范，让学生熟悉 和掌握各种物理处 理方法的处理对象、 构筑物特点与构造、 配套设备选型与工 程设计计算； 针对学生大作业存 在的问题，讲解工艺 技术参数的选择在 工程设计中的重要 性 1 2
废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础认知：米--门方程。莫生物处理基本原理：微生物生诺特方程式。废水生物处理工程的基本数学长规律及生长条件：反应速率模式和反应级数；微生物增长与底物降解动力学理解：环境因素对微生重点：物的生长影响，正确理解微生物代谢与污水1.生物处理去除对象、处理采用归纳对比法，让效果、优缺点及对水质要处理的关系；学生熟悉和掌握微求；2.分析：1、微生物的呼生物的类型与污水142.生物脱氮基本过程；吸类型：2、废水好氧、42处理生态系统的相3.生物除磷基本过程；厌氧生物处理的概念，关关系。4.微生物增殖基本规律：转化有机物的示意图：5.环境因素对微生物生长的3、微生物的四个生长影响：时期及其对废水处理的指导意义：4、微生6.Monod方程及其推论；7.微生物增长基本方程及产物的生长环境。率系数。综合：微生物生长与底难点；物降解动力学方程。1.生物除磷过程；2.微生物增殖规律。采用对比分析法，让认知：活性污泥，MLSS, MLVSS, SV, SVI,学生了解曝气理论、活性污泥法污泥龄，污泥负荷，污曝气设备以及曝气活性污泥法的基本概念：活性泥浓度：传质的关系，掌握好污泥法的发展：去除有机物的氧曝气设备的选型理解：活性污泥法的降活性污泥法及其设计：脱氮除及其设计计算。结合解有机物的工作原理，磷活性污泥法工艺及其设计：暖气量的计算，熟悉活微生物基本原理，讲活性污泥法系统的设计、运行解活性污泥法的组性污泥法运行的污泥和管理成及工艺技术评价膨胀问题，对比了解各重点：种工艺的优缺点及适指标；1.活性污泥法降解有机物的1用范围。通过水污染控制的5规律和污泥法运行方式2.曦122工艺技术、设备、经分析：1、活性污泥的气原理与曝气池构造设计计概念。2、活性污泥法济与环境标准等演算。的基本流程。3、活性变变化，使学生了解难点：污泥法降解污水中有并掌握活性污泥法1、活性污泥法降解有机物的机物的过程（原理）。4、的工艺演化与工艺规律、作用机理、有关工艺设曝气的作用与设备。5、提标改造：计、计算：针对学生大作业存活性污泥法的设计计2、曝气池构造与曝气设备结算。6、活性污泥法系在的问题，结合污水构与功能，需氧量的计算。统设计和运行与管理生物处理工艺及其方面的重要问题。负荷等工程技术参综合：曝气的理论基础数选择，使学生掌握168
168 4 废水生物处理的基本概念和 生化反应动力学基础 生物处理基本原理；微生物生 长规律及生长条件；反应速率 和反应级数；微生物增长与底 物降解动力学 重点： 1.生物处理去除对象、处理 效果、优缺点及对水质要 求；2. 2.生物脱氮基本过程； 3.生物除磷基本过程； 4.微生物增殖基本规律； 5.环境因素对微生物生长的 影响； 6.Monod 方程及其推论； 7.微生物增长基本方程及产 率系数。 难点; 1.生物除磷过程； 2.微生物增殖规律。 认知：米-门方程。莫 诺特方程式。废水生物 处理工程的基本数学 模式 理解：环境因素对微生 物的生长影响，正确理 解微生物代谢与污水 处理的关系； 分析：1、微生物的呼 吸类型；2、废水好氧、 厌氧生物处理的概念， 转化有机物的示意图； 3、微生物的四个生长 时期及其对废水处理 的指导意义；4、微生 物的生长环境。 综合：微生物生长与底 物降解动力学方程。 4 采用归纳对比法，让 学生熟悉和掌握微 生物的类型与污水 处理生态系统的相 关关系。 12 5 活性污泥法 活性污泥法的基本概念；活性 污泥法的发展；去除有机物的 活性污泥法及其设计；脱氮除 磷活性污泥法工艺及其设计； 活性污泥法系统的设计、运行 和管理 重点： 1.活性污泥法降解有机物的 规律和污泥法运行方式 2.曝 气原理与曝气池构造设计计 算。难点： 1、活性污泥法降解有机物的 规律、作用机理、有关工艺设 计、计算； 2、曝气池构造与曝气设备结 构与功能，需氧量的计算。 认知：活性污泥， MLSS,MLVSS,SV,SVI， 污泥龄，污泥负荷，污 泥浓度； 理解：活性污泥法的降 解有机物的工作原理， 曝气量的计算，熟悉活 性污泥法运行的污泥 膨胀问题，对比了解各 种工艺的优缺点及适 用范围。 分析：1、活性污泥的 概念。2、活性污泥法 的基本流程。3、活性 污泥法降解污水中有 机物的过程（原理）。4、 曝气的作用与设备。5、 活性污泥法的设计计 算。6、活性污泥法系 统设计和运行与管理 方面的重要问题。 综合：曝气的理论基础 12 采用对比分析法，让 学生了解曝气理论、 曝气设备以及曝气 传质的关系，掌握好 氧曝气设备的选型 及其设计计算。结合 微生物基本原理，讲 解活性污泥法的组 成及工艺技术评价 指标； 通过水污染控制的 工艺技术、设备、经 济与环境标准等演 变变化，使学生了解 并掌握活性污泥法 的工艺演化与工艺 提标改造； 针对学生大作业存 在的问题，结合污水 生物处理工艺及其 负荷等工程技术参 数选择，使学生掌握 12
和曝气方法：活性污泥污水生物处理去除法的工艺类型：活性污有机物、生物脱氮、泥法的设计。生物除磷及脱氮除磷的工艺设计计算；结合现有污水处理设施设计、运行与管理的各种案例，讲解活性污泥法系统设计、运行和管理过程中的基本内容、方法、要求以及常见问题与措施对策，使学生初步掌握水污染控制的工程技能。认知：生物转盘的构造、设计。生物转盘、生物膜法生物接触氧化池与生生物膜法基本原理：生物滤物滤池的区别。流态化在理论教学的基础池；生物转盘：生物接触氧化：原理。上，结合图片，使学暖气生物滤池生了解生物膜的构理解：生物膜法的降解重点：有机物的工作原理，对造，掌握生物膜的净1、生物膜法的特点、工艺优水原理：比了解生物滤池、生物越性及基本参数：1转盘和生物接触氧化结合工艺流程图及62、生物滤池、生物滤塔、生6法等各种工艺的优缺2构筑物的实物照片，物转盘的工艺原理及应用点及适用范围：通过细致的讲解，让3、接触氧化法在污水处理中应用：能对治理对象选学生熟悉和掌握各的应用。择正确的工艺流程，并种生物膜处理方法难点：能选择正确的参数进的基本构造及工艺1.生物膜法影响因素：行设计计算。流程。2.生物滤池性能影响因素。综合：生物滤池工作原理和设计：生物接触氧化法的设计计算。认知：土地处理，水力用归纳法，综合性介绍稳定塘的类型、生负荷，生物塘，湿地态系统特点及其净污水的自然生物处理国家关于人工湿地设化作用：稳定塘：污水的土地处理系计方面的规范文件。统：人工湿地1理解：自然生物处理的采用对比法归纳污1.重点：2基本原理，类型以及不水土地处理系统类44同运行方式的优缺点1.污水的自然生物处理生态型、生态系统特点及系统的工作原理及其特点：和适用范围。其净化作用：2．人工湿地的生态设计。应用：能选择正确的设结合工程案例讲解计参数进行工艺设计。人工湿地类型、生态系统特点及其净化分析：人工湿地结构、169
169 和曝气方法；活性污泥 法的工艺类型；活性污 泥法的设计。 污水生物处理去除 有机物、生物脱氮、 生物除磷及脱氮除 磷的工艺设计计算； 结合现有污水处理 设施设计、运行与管 理的各种案例，讲解 活性污泥法系统设 计、运行和管理过程 中的基本内容、方 法、要求以及常见问 题与措施对策，使学 生初步掌握水污染 控制的工程技能。 6 生物膜法 生物膜法基本原理；生物滤 池；生物转盘；生物接触氧化； 曝气生物滤池 重点： 1、生物膜法的特点、工艺优 越性及基本参数； 2、生物滤池、生物滤塔、生 物转盘的工艺原理及应用； 3、接触氧化法在污水处理中 的应用。 难点： 1.生物膜法影响因素； 2.生物滤池性能影响因素。 认知：生物转盘的构 造、设计。生物转盘、 生物接触氧化池与生 物滤池的区别。流态化 原理。 理解：生物膜法的降解 有机物的工作原理，对 比了解生物滤池、生物 转盘和生物接触氧化 法等各种工艺的优缺 点及适用范围； 应用：能对治理对象选 择正确的工艺流程，并 能选择正确的参数进 行设计计算。 综合：生物滤池工作原 理和设计；生物接触氧 化法的设计计算。 6 在理论教学的基础 上，结合图片，使学 生了解生物膜的构 造，掌握生物膜的净 水原理； 结合工艺流程图及 构筑物的实物照片， 通过细致的讲解，让 学生熟悉和掌握各 种生物膜处理方法 的基本构造及工艺 流程。 1 2 7. 污水的自然生物处理 稳定塘；污水的土地处理系 统；人工湿地 重点： 1.污水的自然生物处理生态 系统的工作原理及其特点； 2．人工湿地的生态设计。 认知：土地处理，水力 负荷，生物塘，湿地； 国家关于人工湿地设 计方面的规范文件。 理解：自然生物处理的 基本原理，类型以及不 同运行方式的优缺点 和适用范围。 应用：能选择正确的设 计参数进行工艺设计。 分析：人工湿地结构、 4 用归纳法，综合性介 绍稳定塘的类型、生 态系统特点及其净 化作用； 采用对比法归纳污 水土地处理系统类 型、生态系统特点及 其净化作用； 结合工程案例讲解 人工湿地类型、生态 系统特点及其净化 1 2 4