水污染控制工程实验(Water pollution control engineering experiment)课程基本信息课程编号：02021644课程总学时：24实验学时：24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：水污染控制工程对后续的支撑：综合教学实习、毕业论文（设计主撰人：杨建涛赵勇审核人：张发文大纲制定（修订）日期：2023.06一、课程的教学理念、性质、目标和任务水污染控制工程实验是环境工程专业的一门必修专业课。使学生熟悉水污染控制的基本方法和原理，了解及掌握水污染控制设备的种类、效能、工艺运行与管理等实践能力，通过实验培养学生对水污染控制过程的理解与分析能力，学习如何用实验方法判断控制过程的性能和规律，使学生获得一定程度的用实验方法和技术研究水污染控制新工艺、新技术和新设备的独立工作能力，进一步培养学生正确和良好的实验习惯和严谨的科学作风。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑支撑毕业要毕业要序号课程目标求求指标点目标1：能够独立阅读和分析水污染控制实验指导书，具备科学地借助实验指导书、有关仪器说明书及视频课程，做好实验前准备的能力：能够自主查阅文献了解水污染控制知识和课外拓展，能够熟悉课程所涉及到的常见设备：能够掌握实验原理、实验目的和实验装置：能够掌握水污染控制实验的操作方3法，按照操作规范和操作步骤开展实验：能够独立描述实验过3程及实验原理：能够对课堂问答积极反馈并回答正确：能够对实验过程和实验操作进行分析和拓展：能够解决实验过程中遇到的一般性问题；实验报告完整，实验目的、实验原理及实验装置正确：实验记录、实验数据处理正确，图表正确合理：实验分析和实验拓展总结正确。目标2：能够小组合作开展实验操作，具备排除实验中的一般性故障的能力，能够分析实验中出现的现象和原因：能够对44水污染控制工程的知识融会贯通，并能够开展实验分析，进行99创新实验和设计，建立系统的知识体系：能够使学生具备高阶思维能力，使学生具备一定的工程素养。三、教学内容及进度安排141
141 水污染控制工程实验 （Water pollution control engineering experiment） 课程基本信息 课程编号：02021644 课程总学时：24 实验学时：24 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 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；水污染控制工程 对后续的支撑：综合教学实习、毕业论文（设计） 主撰人：杨建涛赵勇 审核人：张发文 大纲制定（修订）日期：2023.06 一、课程的教学理念、性质、目标和任务 水污染控制工程实验是环境工程专业的一门必修专业课。使学生熟悉水污染控制的基本方法 和原理，了解及掌握水污染控制设备的种类、效能、工艺运行与管理等实践能力，通过实验培养 学生对水污染控制过程的理解与分析能力，学习如何用实验方法判断控制过程的性能和规律，使 学生获得一定程度的用实验方法和技术研究水污染控制新工艺、新技术和新设备的独立工作能力， 进一步培养学生正确和良好的实验习惯和严谨的科学作风。 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:能够独立阅读和分析水污染控制实验指导书，具备 科学地借助实验指导书、有关仪器说明书及视频课程，做好实 验前准备的能力；能够自主查阅文献了解水污染控制知识和课 外拓展，能够熟悉课程所涉及到的常见设备；能够掌握实验原 理、实验目的和实验装置；能够掌握水污染控制实验的操作方 法，按照操作规范和操作步骤开展实验；能够独立描述实验过 程及实验原理；能够对课堂问答积极反馈并回答正确；能够对 实验过程和实验操作进行分析和拓展；能够解决实验过程中遇 到的一般性问题；实验报告完整，实验目的、实验原理及实验 装置正确；实验记录、实验数据处理正确，图表正确合理；实 验分析和实验拓展总结正确。 3 3 2 目标 2:能够小组合作开展实验操作，具备排除实验中的一 般性故障的能力，能够分析实验中出现的现象和原因；能够对 水污染控制工程的知识融会贯通，并能够开展实验分析，进行 创新实验和设计，建立系统的知识体系；能够使学生具备高阶 思维能力，使学生具备一定的工程素养。 4 9 4 9 三、教学内容及进度安排
课内学生学习支撑课程序号教学内容教学方式学时目标预期成果颗粒自由沉淀测定初始悬浮物浓度，1.了解和掌握自由沉淀开始后间隔一定时间取沉淀的规律，根据实验1.预习实验指水样并分别测定每次水样的结果绘制曲线。导书：悬浮固体浓度，记录数据，2.通过实验，掌握颗2.现场讲解及1并对数据进行分析、整理、粒自有沉淀的实验方讨论；212绘制曲线法。3.实验观察及重点：分析，撰写实验报3.加深理解沉淀的自由沉淀的规律告。基本概念和杂质的沉降难点：规律。计算和绘制颗粒自由沉淀曲线加压溶气气浮实验人为采取某种方式产生大量的微小气泡，使气泡与1.预习实验指水中一些杂质物质微粒相吸1.通过实验掌握气导书：附形成相对密度比水轻的气浮的原理及影响因素。2.现场讲解及浮体，气浮体在水浮力的作12.通过实验模型的讨论：22用下，上浮到水面而形成浮2运行，掌握气浮装置的3.实验观察及4渣，进而达到杂质与水分离工艺流程。分析，撰写实验报的目的。告。重点：浮装置的工艺流程难点：气浮的原理及影响因素过滤与反冲洗实验过滤与反冲洗的操作过程：测定滤柱不同工作时间1.预习实验指时对浊度的去除效果：测定观察过滤及反冲洗导书：滤层不同膨胀率时的反冲洗现象，进一步了解过滤2.现场讲解及强度。及反冲洗原理：掌握实1讨论；3重点：22验的操作方法：掌握滤3.实验观察及过滤与反冲洗的操作过分析，撰写实验报池工作中主要技术参数程告。的测定方法。难点：过滤及反冲洗原理142
142 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 颗粒自由沉淀 测定初始悬浮物浓度， 沉淀开始后间隔一定时间取 水样并分别测定每次水样的 悬浮固体浓度，记录数据， 并对数据进行分析、整理、 绘制曲线 重点： 自由沉淀的规律 难点： 计算和绘制颗粒自由沉 淀曲线 1.了解和掌握自由 沉淀的规律，根据实验 结果绘制曲线。 2.通过实验，掌握颗 粒自 有沉 淀的 实验 方 法。 3.加深理解沉淀的 基本概念和杂质的沉降 规律。 2 1.预习实验指 导书； 2.现场讲解及 讨论； 3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 1 2 2 加压溶气气浮实验 人为采取某种方式产生 大量的微小气泡，使气泡与 水中一些杂质物质微粒相吸 附形成相对密度比水轻的气 浮体，气浮体在水浮力的作 用下，上浮到水面而形成浮 渣，进而达到杂质与水分离 的目的。 重点： 浮装置的工艺流程 难点： 气浮的原理及影响因素 1.通过实验掌握气 浮的原理及影响因素。 2.通过实验模型的 运行，掌握气浮装置的 工艺流程。 2 1.预习实验指 导书； 2.现场讲解及 讨论； 3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 1 2 4 3 过滤与反冲洗实验 过滤与反冲洗的操作过 程；测定滤柱不同工作时间 时对浊度的去除效果；测定 滤层不同膨胀率时的反冲洗 强度。 重点： 过滤与反冲洗的操作过 程 难点： 过滤及反冲洗原理 观察过滤及反冲洗 现象，进一步了解过滤 及反冲洗原理；掌握实 验的操作方法；掌握滤 池工作中主要技术参数 的测定方法。 2 1.预习实验指 导书； 2.现场讲解及 讨论； 3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 1 2
1.掌握污泥沉降比、污泥指数的测定及计算污泥吸附、沉降性能测方法。1.预习实验指定导书：2.加深对活性污泥污泥性能评价参数及其2.现场讲解及的絮凝及沉淀特点和规测定、计算、评价方法讨论：1律的认识。重点：4223.实验观察及3.明确沉降比、污泥污泥沉降比、污泥指数分析，撰写实验报难点：指数和污泥浓度三者之告。沉降比、污泥指数和污间的关系及其在工程上泥浓度三者之间的关系的重要意义。曝气充氧实验1.学习了解曝气设溶解氧测定仪使用方1.预习实验指备充氧能力测定的实验法。熟悉曝气设备氧总转系导书：方法。数KLa及其他各项评价指标2.现场讲解及2.评价充氧设备充的计算方法讨论；152氧能力。23.实验观察及重点：3.加深对曝气充氧分析，撰写实验报曝气设备充氧能力测定告。机理的认识。的实验方法难点：评价充氧设备充氧能力1.认识环境因素对生物群体生长代谢的影曝气池中环境因素的监响：测和菌胶团中生物相的观察1.预习实验指2.通过显微镜直接重点：观察活性污泥菌胶团，导书：1.曝气池中溶解氧浓掌握用直观的方法来判2.现场讲解及度、pH、温度的正常范围：别菌胶团的性质、状态讨论；12.菌胶团微生物的形态62以及是否有丝状菌繁3.实验观察及2及种类殖：分析，撰写实验报难点：告。3.学会识别原生动指示性微生物：原生动物的种属，并通过原生物和后生动物动物来间接地评定活性污泥质量和污水处理效果的方法。1.通过实验进一步1.预习实验指污泥比阻的测定理解比阻的概念，导书;比阻的概念：污泥比阻12.掌握污泥比阻的2.现场讲解及27.2的测定方法：通过比阻测定测定方法：讨论；评价污泥脱水性能3.通过比阻测定评3.实验观察及重点：价污泥脱水性能。分析，撰写实验报143
143 4 污泥吸附、沉降性能测 定 污泥性能评价参数及其 测定、计算、评价方法 重点： 污泥沉降比、污泥指数 难点： 沉降比、污泥指数和污 泥浓度三者之间的关系 1.掌握污泥沉降比、 污泥指数的测定及计算 方法。2.加深对活性污泥 的絮凝及沉淀特点和规 律的认识。 3.明确沉降比、污泥 指数和污泥浓度三者之 间的关系及其在工程上 的重要意义。 2 1.预习实验指 导书；2.现场讲解及 讨论；3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 12 5 曝气充氧实验 溶解氧测定仪使用方 法。熟悉曝气设备氧总转系 数 KLa 及其他各项评价指标 的计算方法 重点： 曝气设备充氧能力测定 的实验方法 难点： 评价充氧设备充氧能力 1.学习了解曝气设 备充氧能力测定的实验 方法。2.评价充氧设备充 氧能力。3.加深对曝气充氧 机理的认识。 2 1.预习实验指 导书；2.现场讲解及 讨论；3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 12 6 曝气池中环境因素的监 测和菌胶团中生物相的观察 重点： 1.曝 气 池 中 溶 解 氧 浓 度、pH、温度的正常范围； 2.菌胶团微生物的形态 及种类难点： 指示性微生物：原生动 物和后生动物 1.认识环境因素对 生物群体生长代谢的影 响；2.通过显微镜直接 观察活性污泥菌胶团， 掌握用直观的方法来判 别菌胶团的性质、状态 以及 是否 有丝 状菌 繁 殖；3.学会识别原生动 物的种属，并通过原生 动物来间接地评定活性 污泥质量和污水处理效 果的方法。 2 1.预习实验指 导书；2.现场讲解及 讨论；3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 12 7. 污泥比阻的测定 比阻的概念；污泥比阻 的测定方法；通过比阻测定 评价污泥脱水性能 重点： 1.通过实验进一步 理解比阻的概念， 2.掌握污泥比阻的 测定方法； 3.通过比阻测定评 价污泥脱水性能。 2 1.预习实验指 导书；2.现场讲解及 讨论；3.实验观察及 分析，撰写实验报 12
4.掌握确定污泥脱告。1.比阻的概念水的泥凝剂浓度和最佳2.污泥比阻的测定方法投加量难点：确定污泥脱水的泥凝剂浓度和最佳投加量1.了解氧化沟的构氧化沟活性污泥法处理造及运行方法：1.预习实验指系统的观测和运行2.掌握运用氧化沟导书：氧化沟构造：氧化沟运去除BODs及生物脱氮2.现场讲解及行除磷的工艺：讨论；1重点：823.叶轮转速快慢，可3.实验观察及2氧化沟的构造及运行方调节污水中充氧能力，分析，撰写实验报法难点：即：厌氧、缺氧、好氧告。氧化沟去除BODs及生状态。物脱氮除磷的工艺1.观察混凝现象及过程，加深对混凝机理混凝实验的理解。了解影响混凝1.预习实验指光电式浊度仪的使用：导书：条件的相关因素。选择混凝剂并确定最佳投药2.现场讲解及2.掌握混凝搅拌实量。讨论；1验的方法和步骤。重点：94.3.实验观察及2混凝现象及过程3.学会确定水体最分析，撰写实验报难点：佳混凝条件的基本方告。影响混凝条件的相关因法，包括投药量和速度素梯度等。各种污水处理模型试验1.预习实验指各种污水处理设施构导书：造：各种处理设施去除污染2.现场讲解及物原理观察水处理构筑物讨论：重点的运行，加深对相关理10243.实验观察及处理设施构造论的理解分析，撰写实验报难点：告。各种处理设施原理四、课程思政要求学生知行合一，深入探究实验原理，不断探索实验应用，以实事求是的科学态度和科学精神，合理优化实验方案，真实记录实验数据，培养学生严谨求实的工匠精神：教学内容结合我国水污染控制工程相关内容，培养学生的生态文明思想；介绍水污染控制工程相关的科学家，培养学生的科学精神。144
144 1.比阻的概念 2.污泥比阻的测定方法 难点： 确定污泥脱水的泥凝剂 浓度和最佳投加量 4.掌握确定污泥脱 水的泥凝剂浓度和最佳 投加量 告。 8 氧化沟活性污泥法处理 系统的观测和运行 氧化沟构造；氧化沟运 行 重点： 氧化沟的构造及运行方 法 难点： 氧化沟去除 BOD5 及生 物脱氮除磷的工艺 1.了解氧化沟的构 造及运行方法； 2.掌握运用氧化沟 去除 BOD5 及生物脱氮 除磷的工艺； 3.叶轮转速快慢，可 调节污水中充氧能力， 即：厌氧、缺氧、好氧 状态。 2 1.预习实验指 导书； 2.现场讲解及 讨论； 3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 1 2 9 混凝实验 光电式浊度仪的使用； 选择混凝剂并确定最佳投药 量。 重点： 混凝现象及过程 难点： 影响混凝条件的相关因 素 1.观察混凝现象及 过程，加深对混凝机理 的理解。了解影响混凝 条件的相关因素。 2.掌握混凝搅拌实 验的方法和步骤。 3.学会确定水体最 佳混 凝条 件的 基本 方 法，包括投药量和速度 梯度等。 4 1.预习实验指 导书； 2.现场讲解及 讨论； 3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 1 2 10 各种污水处理模型试验 各种污水处理设施构 造；各种处理设施去除污染 物原理 重点 处理设施构造 难点： 各种处理设施原理 观察水处理构筑物 的运行，加深对相关理 论的理解 4 1.预习实验指 导书； 2.现场讲解及 讨论； 3.实验观察及 分析，撰写实验报 告。 1 2 四、课程思政 要求学生知行合一，深入探究实验原理，不断探索实验应用，以实事求是的科学态度和科 学精神，合理优化实验方案，真实记录实验数据，培养学生严谨求实的工匠精神；教学内容结 合我国水污染控制工程相关内容，培养学生的生态文明思想；介绍水污染控制工程相关的科学 家，培养学生的科学精神
五、教材及参考资料（教材的选用应符合教育部和学校教材选用规定，教学资源丰富多样，体现思想性、科学性与时代性）1.选用教材：（必含信息：教材名称，作者，出版社，出版年度，版次，书号）（1）《水污染控制工程实验技术指导》，自编教材，2023年2.参考书：（1）《水污染控制工程》，）张希衡等编，治金工业出版社，2001年（2）《水处理工程》，顾夏声等编，清华大学出版社，2000年（3）《水处理新技术》，汪大翠等编，化学工业出版社，2001（4）《排水工程》（第四版），张自杰等编著，中国建筑工业出版社，2000年（5）《水污染治理新技术与设计》，娄金生等编，海洋出版社，1999（6）《城市污水生物处理新技术开发与应用》，王凯军等编，化学工业出版社，20013.推荐网站（线上资源）：（1）中国大学M00C：https://www.icourse163.org/course/USTS-1463553167（2）中国水网www.h2o-china.com（3）工业水处理期刊www.iwt.cn(4)http://www.iawq.org.uk(5)http://www.epa.gov(6)http://www.china-eia.com/(7)http://www.huanjing65.com/(8)http://www.hyswz.com/fxfa/sz/六、教学条件农大3区水污染控制实验室。七、课程考核、考核方式及成续评定成评价依据及成绩比例(%)序课程目标（支撑毕绩比例考核内容实验实验报号业要求指标点）预习(%) 告操作目标1：（支撑毕各个实验指导书业要求指标点3)阅读，掌握实验目的、实验装置、实验方法：501520151正常开展实验、记录实验数据，撰写实验报告目标2：（支撑毕能够小组合作开展实验操作，具备排业要求指标点4,9)15201550除实验中的一般性故障的能力，能够分析145
145 五、教材及参考资料（教材的选用应符合教育部和学校教材选用规定，教学资源丰富多样，体现 思想性、科学性与时代性） 1.选用教材：(必含信息：教材名称，作者，出版社，出版年度，版次，书号) （1）《水污染控制工程实验技术指导》，自编教材，2023 年 2.参考书： （1）《水污染控制工程》，）张希衡等编，治金工业出版社，2001 年 （2）《水处理工程》，顾夏声等编，清华大学出版社，2000 年 （3）《水处理新技术》，汪大翚等编，化学工业出版社，2001 （4）《排水工程》（第四版），张自杰等编著，中国建筑工业出版社，2000 年 （5）《水污染治理新技术与设计》，娄金生等编，海洋出版社，1999 （6）《城市污水生物处理新技术开发与应用》，王凯军等编，化学工业出版社，2001 3.推荐网站（线上资源）： （1）中国大学 MOOC：https://www.icourse163.org/course/USTS-1463553167 （2）中国水网 www.h2o-china.com （3）工业水处理期刊 www.iwt.cn （4）http://www.iawq.org.uk （5）http://www.epa.gov （6）http://www.china-eia.com/ （7）http://www.huanjing65.com/ （8）http://www.hyswz.com/fxfa/sz/ 六、教学条件 农大 3 区水污染控制实验室。 七、课程考核、考核方式及成绩评定 序 号 课程目标（支撑毕 业要求指标点） 考核内容 评价依据及成绩比例(%) 成 绩比例 预习 (%) 实验 操作 实验报 告 1 目标 1：（支撑毕 业要求指标点 3） 各个实验指导书 阅读，掌握实验目的、 实验装置、实验方法； 正常开展实验、记录 实验数据，撰写实验 报告 15 20 15 50 2 目标 2：（支撑毕 业要求指标点 4,9） 能够小组合作开 展实验操作，具备排 除实验中的一般性故 障的能力，能够分析 15 20 15 50