《水污染控制工程實驗》課程教學(xué)大綱

1、水污染控制工程實驗教學(xué)大綱課程名稱：水污染控制工程實驗 課程英文名稱：Experiment of Water Pollution Control Engineering課程編碼：0901SJ036 課程類別/性質(zhì)：實踐/必修學(xué) 分：1 總學(xué)時/理論/實驗（上機）：20/0/20開課單位：化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 適用專業(yè)：環(huán)境工程一、課程簡介 水污染控制工程實驗是環(huán)境工程專業(yè)的必修實踐課，通過實驗加深學(xué)生對污水處理基本概念、基本原理的理解，掌握污水處理的基本實驗技能和實驗儀器、設(shè)備的操作方法。培養(yǎng)學(xué)生采用科學(xué)的方法研究并設(shè)計污水處理實驗方案的能力。培養(yǎng)學(xué)生處理、分析與解釋實驗數(shù)據(jù)，得到有效結(jié)論的能力

2、。培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，遵守相關(guān)法律、法規(guī)與制度, 恪守職業(yè)道德。保證學(xué)生達成專業(yè)的相應(yīng)畢業(yè)要求。二、課程教學(xué)目標通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)實現(xiàn)以下目標：1價值目標：具備領(lǐng)導(dǎo)能力以及團隊合作精神，能夠按照實驗設(shè)計，科學(xué)的組織實施實驗進程，在環(huán)境工程專業(yè)實踐過程中遵守相關(guān)法律、法規(guī) , 恪守職業(yè)道德。（畢業(yè)要求4.3）2知識和能力目標：能根據(jù)實驗項目采用科學(xué)的方法研究并設(shè)計實驗方案，能正確操作實驗儀器設(shè)備，對實驗數(shù)據(jù)進行正確采集、處理、分析與解釋，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論，并應(yīng)用于環(huán)境工程實踐。能使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代工程工具解決問題，具備創(chuàng)新精神。（畢業(yè)要求9.3） 三、實驗內(nèi)容與學(xué)時分配實驗項目與

3、類型序號實驗項目思政融入點實驗類型學(xué)時支撐畢業(yè)要求指標點演示驗證綜合設(shè)計1沉淀實驗引入典型案例，提高環(huán)保意識；規(guī)范實驗操作，提高安全意識；從學(xué)術(shù)誠信的角度，強調(diào)獲得有效可靠數(shù)據(jù)的途徑和過程，培養(yǎng)科研習(xí)慣。44.39.32離子交換實驗44.39.33混凝實驗44.39.34曝氣充氧實驗44.39.35污水處理綜合實驗44.39.3四、實驗內(nèi)容及要求實驗一 自由沉淀實驗 4學(xué)時（1）目的要求掌握顆粒自由沉淀和沉淀曲線的實驗方法，掌握沉淀實驗數(shù)據(jù)的分析、整理和計算方法；熟悉顆粒自由沉淀的概念、特點和規(guī)律；了解沉淀曲線的應(yīng)用意義。（2）方法原理自由沉淀過程由于水中顆粒的復(fù)雜性，公式中的一些參數(shù)（如粒徑

4、、密度等）很難準確確定。因而對沉淀的效果、特性的研究，通常要通過沉淀實驗來實現(xiàn)。測定初始懸浮物濃度，沉淀開始后間隔一定時間取水樣并分別測定每次水樣的懸浮固體濃度，記錄數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析、整理、繪制曲線。（3）主要實驗儀器及材料 沉淀柱、水泵、溶液調(diào)配水箱、烘箱、電子天平、秒表、過濾裝置。（4）掌握要點每次取樣前觀察水面高度,并做好記錄。如果原水樣懸浮物含量較低時,可把取樣間隔時間拉長。（5）實驗內(nèi)容啟動水泵,把調(diào)配好的水樣送入沉淀柱。測定水樣懸浮物含量,取200ml水樣過濾,烘干稱重。記錄沉淀時間開始,經(jīng)過10,20,30,40,50,60分鐘分別在錐形取樣口取樣一次,每次取樣50-200

5、ml,把水樣過濾烘干,稱重。做出去除率與沉速的關(guān)系曲線。實驗二 氣浮實驗 4學(xué)時（1）目的要求深化對加壓溶氣氣浮工藝系統(tǒng)及其各部分的組成，運行過程及其操作和控制要點，溶氣水釋放的表現(xiàn)特征及浮渣的形成的理解；掌握壓力溶氣氣浮的原理和方法; 理解氣固比、操作壓力等參數(shù)對氣浮效率的影響。（2）方法原理氣浮法是水處理工程中應(yīng)用廣泛的一種處理方法。該法主要用于處理水中相對密度小于或接近1 的懸浮雜質(zhì)，如乳，化油、羊毛脂、纖維以及其他各種有機的懸浮絮體等。氣浮法的凈水原理是：使空氣以微氣泡的形式出現(xiàn)在水中，并自下而上慢慢上浮，在上浮過程中使氣泡與水中污染物質(zhì)充分接觸相互黏附，形成相對密度小于水的氣水結(jié)合物

6、懸升到水面，使污染物質(zhì)以浮渣的形式從水中分離，從而達到去除的目的。（3）主要實驗儀器及材料氣浮實驗裝置、混凝劑。掌握要點注意氣固比、容氣壓力、混凝劑等對氣浮效果的影響。（5）實驗內(nèi)容在原水池內(nèi)加入一定量的原廢水；測定原廢水有濁度、溫度及pH值； 將配制好的混凝劑按水量的一定比例加入原水池內(nèi)；進行人工攪拌一定時間；開啟溶氣泵，將廢水打入溶氣罐內(nèi)；待溶氣罐內(nèi)壓力達到0.3MPa左右時，開啟水箱提升泵，開啟氣浮池進水流量計和空氣流量計，將原水箱水提升到氣浮池中，并將溶氣罐空氣加入到氣浮池中，調(diào)節(jié)到一定量的氣水比；溶氣通過氣浮池進氣流量計后進入氣浮池內(nèi)；原水箱進水時打開加藥泵進行加藥，一段時間后打開刮

7、渣電機開關(guān)進行刮渣；在氣浮池進水的同時，觀察池內(nèi)微氣泡的形成狀態(tài)和水面浮渣層的形成情況；待氣浮池水滿后，關(guān)閉進水水泵和閥門；一定時間后，從出水管取一定體積出水，測定其濁度；改變進水量、溶氣罐內(nèi)的壓力、加壓水量等，重復(fù)步驟，測定水的 SS。記錄實驗操作過程，記錄測定結(jié)果，進行分析。實驗三 曝氣充氧實驗 4學(xué)時（1）目的要求掌握氧傳遞的機理及影響因素。掌握測定曝氣設(shè)備氧總傳遞系數(shù)KLa值的方法。了解曝氣設(shè)備清水充氧性能的測定方法，評價曝氣設(shè)備充氧性能指標。（2）方法原理活性污泥處理過程中曝氣設(shè)備的作用是使氧氣、活性污泥、營養(yǎng)物三者充分混合，使污泥處于懸浮狀態(tài)，促使氧氣從氣相轉(zhuǎn)移到液相，從液相轉(zhuǎn)移到

8、活性污泥上，保證微生物有足夠的氧進行物質(zhì)代謝。由于氧的供給是保證生化處理過程正常進行的主要因素，工程設(shè)計人員通常通過實驗來評價曝氣設(shè)備的供氧能力。溶解氧飽和濃度、溫度、污水性質(zhì)和紊亂程度等因素均影響氧的傳遞速率。測定水樣體積、查出實驗條件水樣溶解氧飽和值、計算脫氧投藥量；曝氣至溶解氧達到飽和，并測定不同時間的溶解氧值。（3）主要實驗儀器及材料曝氣裝置、溶解氧測定儀、秒表、分析天平。（4）掌握要點測定曝氣設(shè)備充氧能力的方法。（5）實驗內(nèi)容測定水池初始DO，計算Na2SO3和CoCl2用量并投加這兩種化合物，制備脫氧清水；進行曝氣，定期紀錄水中溶解氧，采用Excel或Origin處理數(shù)據(jù)，作圖求解

9、充氧量、氧轉(zhuǎn)移效率或動力效率。實驗四 混凝實驗 4學(xué)時（1）目的要求了解混凝機理和實驗現(xiàn)象出現(xiàn)的條件；掌握選擇和確定廢水最佳混凝條件(包括混凝藥劑的選擇、投藥量、pH值、水流速度梯度)的基本方法。（2）方法原理混凝處理的對象主要是水中懸浮物和膠體雜質(zhì)。混凝過程是水處理工藝中十分重要的一個環(huán)節(jié)?；炷^程關(guān)鍵的是確定最佳混凝工藝條件，因混凝劑種類較多，混凝條件也很難確定。此外，加了混凝劑的膠體顆粒，在逐步形成大的絮凝體過程中，會受到一些外界因素影響，如水流速度（攪拌速度）pH、沉淀時間等。通過測定濁度，確定最佳混凝劑種類及其最佳投藥量。（3）主要實驗儀器及材料光電式濁度儀；酸度計；六聯(lián)攪拌機。（4

10、）掌握要點各種原水有很大差別，混凝效果不盡相同，混凝劑的效果不僅取決于混凝劑的投加量，同時還取決于水的pH值、水流速度梯度等因素。（5）實驗內(nèi)容實驗分為最佳投藥量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三個部分。先選定一種速度攪拌方式和pH值，找出最佳投加藥量。然后按照最佳投藥量找出混凝最佳pH值。最后根據(jù)最佳投藥量和最佳pH值，找出最佳的速度梯度。實驗五 污水處理綜合實驗 4學(xué)時（1）目的要求學(xué)習(xí)和掌握文獻資料的檢索和應(yīng)用。鞏固實驗操作技能，學(xué)習(xí)綜合運用物理、化學(xué)、生物等污水處理技術(shù)，掌握檢測COD、色度、懸浮物等污染指標的方法。經(jīng)過對實驗結(jié)果的分析評價和理論探討，鞏固所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，培養(yǎng)和提高科

11、學(xué)研究能力。通過整個實驗過程，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力，使學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新思維能力得到提高。（2）方法原理工業(yè)廢水成分較為復(fù)雜，污染物成分、濃度的變化與波動頻繁，可生化性較差，處理難度較高，其COD和色度往往成為該類工業(yè)廢水處理達標的主要障礙，是對水環(huán)境構(gòu)成嚴重污染威脅的工業(yè)廢水污染源之一。因此，采用技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的工業(yè)廢水處理工藝，使各種類型的有機物能得到有效處理，達到國家和地方的排放標準，達到社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。實驗采用企業(yè)的實際生產(chǎn)廢水（或配制廢水）作為實驗對象，要求治理后的廢水達到相應(yīng)的排放標準，

12、治理工藝技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理、具可操作性。（3）主要實驗儀器及材料生物處理裝置、混凝實驗裝置、高級氧化實驗裝置、氣浮實驗裝置、COD快速測定儀、濁度計、分光光度計等。（4）掌握要點采用科學(xué)方法研究問題并設(shè)計出合理的實驗方案，分工合作、組織實施方案，按計劃完成實驗并得到合理有效的結(jié)論。（5）實驗內(nèi)容學(xué)生通過檢索和查閱有關(guān)文獻資料，設(shè)計出實驗方案，包括實驗?zāi)康摹⒃?、裝置構(gòu)思、所需儀器設(shè)備、所需試劑和操作步驟。指導(dǎo)教師審查學(xué)生提交的實驗設(shè)計方案后，根據(jù)實驗室環(huán)境條件等具體情況，與學(xué)生討論并修正實驗方案，確定實驗計劃，提供相關(guān)裝置設(shè)備。學(xué)生按自己設(shè)計的方案進行全過程操作（包括溶液的配制、安裝實驗裝置、采樣等），實驗完成后整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行分析評價，提交正式實驗報告。教師對實驗報告進行評價，并將評價意見反饋給學(xué)生。五、教學(xué)方法 方案設(shè)計、文獻查閱、小組討論、啟發(fā)式教學(xué)、交互式教學(xué)。六、考核及成績評定方式 實驗需預(yù)習(xí)，實驗方案通過后可開展實驗，考核以方案設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)處理和報告撰寫綜合評定給出成績，具體組成及對畢業(yè)要求支撐如下?？己顺煽兛己朔绞娇己藘?nèi)容畢業(yè)要求4.39.3平時成績50%方案設(shè)計20%線上自學(xué)慕課內(nèi)容；實驗方案具有科學(xué)性、可行性；分工合作、組織交流、按計劃完成實驗；操作規(guī)范，保證實驗結(jié)果有效性。/50%實驗操作30%實驗報告50%數(shù)據(jù)處理30%對