《给水处理》教学大纲
一、基本信息
课程名称 |
给水处理 |
课程编号 |
ENSE4130 |
英文名称 |
Feedwater Treatment |
课程类型 |
本专业推荐选修课 |
总学时 |
36 |
理论学时 |
36 |
实验学时 |
0 |
实践学时 |
0 |
学分 |
2 |
预修课程 |
化学,流体力学 |
适用对象 |
环境工程 |
课程简介 |
“给水处理”课程主要包括水质及水处理反应器原理、混凝、沉淀和澄清、过滤、消毒、地下水除铁除锰、水的除氟、微污染饮用水的净化、水的软化、水的除盐与咸水淡化、水的循环冷却水水质处理等内容。通过本课程学习,学生掌握生活给水、工业给水及特殊水质给水处理的工艺流程及给水处理单元操作原理,熟悉相应的工艺设计计算,了解给水处理技术发展的新动态。给水工程与排水工程学科的内在联系非常紧密,给水处理的单元操作广泛应用于排水工程。本课程是对水污染控制工程知识的丰富与必要补充。 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
二、教学目标及任务
“给水处理”课程是环境工程专业的本专业推荐选修课。给水处理是水工程学科的重要组成部分,该课程系统介绍了生活给水、工业给水及特殊水质给水处理的理论、技术、设备与工程经验。通过该课程的学习,使学生掌握给水处理工艺流程及原理,熟悉相应的工艺设计计算,了解给水处理厂或净水站的运行维护,了解给水处理技术发展的新动态;丰富与补充学生在水工程学科方面的知识,为后续专业课程学习及环境工程实践奠定基础。
本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4、5、6和11。
三、学时分配
教学课时分配
章节 |
章节内容 |
讲课 |
实验 |
实践 |
合计 |
绪论 |
给水处理概论 |
3 |
|
|
3 |
第一章 |
混凝 |
3 |
|
|
3 |
第二章 |
沉淀和澄清 |
5 |
|
|
5 |
第三章 |
过滤 |
6 |
|
|
6 |
第四章 |
消毒 |
3 |
|
|
3 |
第五章 |
水的其它处理方法(特殊水质) |
4 |
|
|
4 |
第六章 |
水的软化 |
4 |
|
|
4 |
第七章 |
水的除盐与咸水淡化 |
4 |
|
|
4 |
第八章 |
循环冷却水处理 |
4 |
|
|
4 |
合计 |
36 |
|
|
36 |
四、教学内容及教学要求
绪论
第一节 水源水质
第二节 给水水质标准
1. 生活饮用水卫生标准
2. 工业用水水质标准
第三节 给水处理方法概述
习题要点:给水处理方法种类,给水预处理,给水深度处理
第四节 反应器
1. 理想反应器模型
2. 非理想反应器
习题要点:CSTR反应器与PF反应器中反应物浓度变化
本章重点、难点:原水中的杂质,反应器中反应物浓度变化。
本章教学要求:了解给水处理的对象;熟悉CSTR反应器与PF反应器中反应物浓度变化规律;掌握给水处理主要方法。
第一章 混凝
第一节 混凝机理
第二节 混凝剂和助凝剂
1. 混凝剂
2. 助凝剂
习题要点:给水处理中常用的混凝剂与助凝剂
第三节 混凝动力学
1. 异向絮凝
2. 同向絮凝
3.混凝控制指标
习题要点:混凝控制指标
第四节 影响混凝效果主要因素
第五节 混凝剂的配置与投加
习题要点:混凝剂投加量的控制
第六节 混合和絮凝设备
习题要点:混合设备种类,絮凝池的主要种类
本章重点、难点:混凝机理,混凝控制指标,影响混凝效果的主要因素,混合和絮凝设备。
本章教学要求:了解混凝动力学,了解混凝剂的配置与投加;熟悉混凝控制指标,熟悉混凝设备;掌握混凝机理,给水处理中常见的混凝剂和助凝剂,掌握混凝效果的主要影响因素。
第二章 沉淀和澄清
第一节 悬浮颗粒在静水中的沉淀
1. 悬浮颗粒在静水中的自由沉淀
2. 悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀
习题要点:悬浮颗粒在静水中的自由沉淀规律
第二节 平流式沉淀池
1. 非凝聚性颗粒的沉淀过程分析
2. 凝聚性颗粒的沉淀过程分析
3. 影响平流式沉淀池沉淀效果的因素
4. 平流式沉淀池的构造
5. 平流式沉淀池的设计计算
习题要点:理想沉淀池,影响平流式沉淀池沉淀效果的因素
第三节 斜板与斜管沉淀池
习题要点:斜板与斜管沉淀池的特点
第四节 澄清池
1. 澄清池特点
2. 澄清池种类
习题要点:澄清池工作原理;主要的澄清池类型
本章重点、难点:悬浮颗粒在静水中的自由沉淀、拥挤沉淀规律,理想沉淀池,影响平流式沉淀池沉淀效果的因素,斜板与斜管沉淀池的工作原理与适用场合,澄清池工作原理及主要类型。
本章教学要求:熟悉悬浮颗粒在静水中的自由沉淀、拥挤沉淀规律;掌握理想沉淀池概念与假设,掌握影响平流式沉淀池沉淀效果的因素,掌握斜板与斜管沉淀池的工作原理与适用场合,掌握澄清池工作原理及主要类型。
第三章 过滤
第一节 过滤理论
1. 过滤机理
2. 过滤水力学
习题要点:过滤水力学
第二节 滤料和承托层
1. 滤料
2. 承托层
习题要点:给水处理中常用的滤料与承托层
第三节 滤池冲洗
1. 高速水流反冲洗
2. 气、水反冲洗
3.配水系统
4.冲洗废水的排除
5.冲洗水的供给
习题要点:冲洗强度,滤层膨胀度及二者间的联系;大阻力配水系统与小阻力配水系统的特点;
第四节 普通快滤池
习题要点:普通快滤池的工作原理
第五节 无阀滤池
1. 重力式无阀滤池的构造和工作原理
2. 重力式无阀滤池设计要点
习题要点:重力式无阀滤池的工作原理
第六节 其它形式滤池
习题要点:其它形式滤池的特点与工作原理
本章重点、难点:过滤水力学,大、小阻力配水系统,主要种类滤池的工作特点。
本章教学要求:熟悉过滤机理,熟悉给水处理中主要的滤料,熟悉主要滤池工作原理及设计参数;掌握冲洗强度,滤层膨胀度及二者间的联系,掌握大阻力配水系统与小阻力配水系统的特点。
第四章 消毒
第一节 氯消毒
1. 氯消毒原理
2. 加氯量
3. 加氯点
4. 加氯设备
习题要点:加氯量与加氯点
第二节 其它消毒法
1. 二氧化氯消毒
2. 臭氧消毒
3. 氯胺消毒
4. 漂白粉消毒
5. 次氯酸钠消毒
本章重点、难点:折点加氯,加氯量。
本章教学要求:掌握折点加氯曲线,加氯量;熟悉其它消毒法。
第五章 水的其它处理方法
第一节 地下水除铁除锰
1. 地下水除铁
2. 地下水除锰
习题要点:地下水除铁除锰的原理与应用
第二节 活性炭吸附
习题要点:活性炭吸附法去除的杂质种类与在水处理中的应用
第三节 水的除氟
习题要点:饮用水中除氟的方法
本章重点、难点:地下水除铁除锰,饮用水除氟。
本章教学要求:掌握地下水除铁除锰的工艺及原理,掌握饮用水除氟的主要工艺;熟悉活性炭吸附去除的杂质种类及在水处理中的应用。
第六章 水的软化
第一节 软化的目的与方法概述
习题要点:水软化的目的与主要的软化方法
第二节 水的药剂软化法
1. 石灰软化
2. 石灰-苏打软化
习题要点:药剂软化法的反应原理及药剂量计算
第三节 离子交换法基本原理
1. 离子交换树脂的命名与型号
2. 离子交换树脂的基本性能
3. 离子交换平衡
4. 离子交换速度
5. 树脂层离子交换过程
习题要点:离子交换树脂的基本性能,离子交换平衡,离子交换过程
第四节 离子交换软化方法与系统
1. 离子交换软化方法
2. 离子交换软化装置
3. 离子交换软化系统的选择
4. 再生附属设备
5. 除二氧化碳器
习题要点:3种常见离子交换法反应原理,离子交换软化装置的操作,离子交换软化系统的选择。
本章重点、难点:H、Na、H-Na离子交换法反应原理, 离子交换软化装置的操作,离子交换软化系统的选择。
本章教学要求:掌握H、Na、H-Na离子交换法反应原理,掌握离子交换软化系统的选择;熟悉离子交换软化装置的操作。
第七章 水的除盐与咸水淡化
第一节 概述
1. 水的纯度概念
2. 海水(咸水)淡化与水的除盐方法
3. 进水水质预处理
习题要点:水的纯度,除盐方法
第二节 离子交换除盐方法与系统
1. 阴离子交换树脂的工艺特性
2. 复床除盐
3. 混合床除盐
4. 氢型精处理器
5. 离子交换双层床
6. 树脂的污染与复苏处理
习题要点:各种除盐系统的工作原理
第三节 电渗析法
1. 离子交换膜及作用机理
2. 电渗析原理及过程
3. 电渗析器的构造与组装
4. 电流效率与极限电流密度
5. 电渗析工艺设计与计算
6. 电渗析技术的发展
习题要点:电渗析原理,电渗析工艺设计与计算
第四节 反渗透与超滤
1. 反渗透
2. 超滤
3. 纯水制备
习题要点:反渗透与超滤的工作原理
第五节 蒸馏法
1. 多效蒸发
2. 多级闪蒸
习题要点:蒸发原理,多效蒸发、多级闪蒸的工艺特点
本章重点、难点:离子交换除盐系统的工艺特点,电渗析原理,反渗透与超滤工艺原理,蒸馏工艺特点及改进。
本章教学要求:掌握水的纯度概念,掌握离子交换树脂除盐系统工艺原理及设计,掌握电渗析原理、反渗透与超滤工艺原理,掌握蒸馏工艺原理及改进措施;熟悉电渗析、反渗透与超滤工艺的设计计算;了解蒸馏法工艺装置。
第八章 循环冷却水水质处理
第一节 循环冷却水水质特点和处理要求
1. 循环冷却水的水质特点
2. 循环冷却水的基本水质要求
3. 循环冷却水结垢控制指标
习题要点:循环冷却水的水质特点及结垢控制指标
第二节 循环冷却水处理
1. 腐蚀控制
2. 沉积物控制
3. 微生物控制
4. 复方缓蚀、阻垢剂
5. 循环冷却水的预处理
习题要点:腐蚀、沉积物、微生物控制方法。
本章重点、难点:循环冷却水的水质特点及结垢控制指标,腐蚀、沉积物、微生物控制方法。
本章教学要求:熟悉循环冷却水基本水质要求;掌握循环冷却水结垢控制指标,掌握循环冷却水处理主要工艺。
五、考核方式及要求
闭卷考试(60-70%)与平时成绩(30-40%)相结合。平时成绩包括作业成绩与课堂纪律。作业内容以各章节的重点内容为主,通过习题练习,逐步加深对课程中各种概念、工艺原理及设计计算方的理解,达到掌握课程主要内容的目的。考试题型以选择、判断、简答、案例题为主。
六、推荐教材及教学参考书
教 材:《水质工程学》,李圭白,张杰编著,中国建筑工业出版社,2005年,标准书号:978-7-112-07147-0。
参考书:《给水工程》,严煦世,范瑾初编著,中国建筑工业出版社,1999年第4版,标准书号:7-112-03878-2。
大纲修订人:杨新萍
大纲审定人:李荣
修订日期: 2015年4月30日