《水质工程学》教学大纲 总学时:160(其中理论120,实验40),学分:8,教学对象:给排水专业 、本课程的性质与任务 “水质工程学”是给水排水工程专业的一门主干专业核心课程。本课程的主要任务是,使学生全面系 统地了解水的性质、水和污水的水质特征与水质指标、水体污染及危害与自净等基本概念与理论,较扎实 地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况,基本掌握各种水处理的工程技术与方法、 应用条件,以及新工艺与新技术,为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论 和应用基础。培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力 基本要求 1.了解水的性质、饮用水水质与水质标准及其与人体健康的关系等。 2.了解水的污染指标、污水特性、我国的污水排放标准和污水处理现状与发展等、污水处理的目标和 我国现行法规对污水处理技术提出的要求 3.掌握水体(河流、湖泊、海洋、地下水等)污染的规律和危害、及其自净过程,水体质量评价及水污 防治措施等 4.加深对水处理工艺中反应器概念的理解,全面系统地掌握水的物理化学处理法、生物处理法以及污 泥处理与处置的基本概念、基本理论与基本方法。 5.基本掌握城市水质工程和工业企业水质处理工艺技术、方法以及新工艺与新技术的应用条件,培养 学生具有水质工程的设计、运行管理与科学研究的基本能力 6.熟悉城市和工业企业水质工程设计中的方案选择、设计计算的基本原理和基本方法,了解水质工程 设计特点、原则和设计标准 7.熟悉污泥处理与处置设施的设计原理与计算方法 8.熟悉一些典型的特种水(如:除铁除锰、放射性废水处理)处理系统及单体构筑物的设计计算原理和 方法。 9.了解主要水处理设备的工作原理、设计与计算方法。 三、本课程与其它课程的联系和分工 与本课程相关联的专业基础课和专业课有“水力学”、“水质分析化学”、“水处理生物学”、“泵 与泵站”、“给水排水管道系统”、“水资源利用与保护”、“建筑给水排水工程”、“水工程经济” “城市水工程仪表与控制”、“城市水工程计算机应用”等。本课程应安排在“水力学”、“泵与泵站” 水质分析化学”、“水处理生物学”、“给水排水管道系统”之后讲授
《水质工程学》教学大纲 总学时：160(其中理论 120，实验 40),学分：8 ,教学对象：给排水专业 一、本课程的性质与任务 “水质工程学”是给水排水工程专业的一门主干专业核心课程。本课程的主要任务是，使学生全面系 统地了解水的性质、水和污水的水质特征与水质指标、水体污染及危害与自净等基本概念与理论，较扎实 地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况，基本掌握各种水处理的工程技术与方法、 应用条件，以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论 和应用基础。培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力。 二、基本要求 1．了解水的性质、饮用水水质与水质标准及其与人体健康的关系等。 2．了解水的污染指标、污水特性、我国的污水排放标准和污水处理现状与发展等、污水处理的目标和 我国现行法规对污水处理技术提出的要求。 3．掌握水体(河流、湖泊、海洋、地下水等)污染的规律和危害、及其自净过程，水体质量评价及水污 染防治措施等。 4．加深对水处理工艺中反应器概念的理解，全面系统地掌握水的物理化学处理法、生物处理法以及污 泥处理与处置的基本概念、基本理论与基本方法。 5．基本掌握城市水质工程和工业企业水质处理工艺技术、方法以及新工艺与新技术的应用条件，培养 学生具有水质工程的设计、运行管理与科学研究的基本能力。 6．熟悉城市和工业企业水质工程设计中的方案选择、设计计算的基本原理和基本方法，了解水质工程 设计特点、原则和设计标准。 7．熟悉污泥处理与处置设施的设计原理与计算方法。 8．熟悉一些典型的特种水(如：除铁除锰、放射性废水处理)处理系统及单体构筑物的设计计算原理和 方法。 9．了解主要水处理设备的工作原理、设计与计算方法。 三、本课程与其它课程的联系和分工 与本课程相关联的专业基础课和专业课有“水力学”、“水质分析化学”、“水处理生物学”、“泵 与泵站”、“给水排水管道系统”、“水资源利用与保护”、“建筑给水排水工程”、“水工程经济”、 “城市水工程仪表与控制”、“城市水工程计算机应用”等。本课程应安排在“水力学”、“泵与泵站”、 “水质分析化学”、“水处理生物学”、“给水排水管道系统”之后讲授
关于水处理有关构筑物的结构计算,建筑要求,机电设备的安装施工等方面的基本知识,应在《工程 结构》、《建筑概论》、《水泵与水泵站》、《电工学》等课程中讲授 四、教学基本内容 1.总论 (1)水体循环与水的利用 水在自然界及生产生活中的循环与利用 (2)水质与水质标准 天然水中的污染物,各种污水中的污染物,水体的污染与自净,富营养化产生、危害与控制等。饮 水水质与健康,水质标准。 (3)水处理反应器理论 几种常见的反应,反应器的基本概念,物料衡算与质量传递,理想反应器模型,非理想反应器,反应 器在水处理中的应用 (4)水处理方法概论 水处理工艺流程的概念,典型给水处理工艺流程,典型污水处理工艺流程 (5)预处理 格栅的设计计算,调节池的分类,调节池的设计计算。 2.物理化学处理工艺 (1)凝聚和絮凝 胶体稳定性,混凝动力学,混凝剂,混凝过程,混凝试验,混凝设施及设计计算 (2)沉淀和气浮 颗粒在静水中的沉淀,沉淀池的分离效率。沉淀池、澄清池、浓缩和浓缩池、沉淀设备的排泥、气浮 原理和气浮装置及其设计计算 (3)过滤 过滤原理,快滤池的构造和工作过程,滤层和过滤过程,配水系统和承托层,滤池的冲洗,过滤技术 的发展,以及主要滤池的设计计算
关于水处理有关构筑物的结构计算，建筑要求，机电设备的安装施工等方面的基本知识，应在《工程 结构》、《建筑概论》、《水泵与水泵站》、《电工学》等课程中讲授。 四、教学基本内容 1．总论 (1) 水体循环与水的利用 水在自然界及生产生活中的循环与利用。 (2) 水质与水质标准 天然水中的污染物，各种污水中的污染物，水体的污染与自净，富营养化产生、危害与控制等。饮用 水水质与健康，水质标准。 (3) 水处理反应器理论 几种常见的反应，反应器的基本概念，物料衡算与质量传递，理想反应器模型，非理想反应器，反应 器在水处理中的应用。 (4)水处理方法概论 水处理工艺流程的概念，典型给水处理工艺流程，典型污水处理工艺流程。 (5)预处理 格栅的设计计算，调节池的分类，调节池的设计计算。 2．物理化学处理工艺 (1) 凝聚和絮凝 胶体稳定性，混凝动力学，混凝剂，混凝过程，混凝试验，混凝设施及设计计算。 (2) 沉淀和气浮 颗粒在静水中的沉淀，沉淀池的分离效率。沉淀池、澄清池、浓缩和浓缩池、沉淀设备的排泥、气浮 原理和气浮装置及其设计计算。 (3) 过滤 过滤原理，快滤池的构造和工作过程，滤层和过滤过程，配水系统和承托层，滤池的冲洗，过滤技术 的发展，以及主要滤池的设计计算
(4)吸附 主要吸附剂,吸附等温线,活性炭的吸附性能、再生方法与影响因素,活性炭吸附装置及其设计原理。 (5)氧化还原 氧化剂、高级氧化、光化学氧化、高锰酸钾及其复合盐的氧化、及各种工艺,电解及其它氧化方法 (6)消毒 水的消毒,氯、臭氧、二氧化氯消毒原理及消毒间的设计计算。 离子交换 离子交换剂的种类和性质,离子交换反应,离子交换装置,离子交换法的应用。各类离子交换设备及 系统的设计原理和方法。 (8)膜法 膜的分类与性质,微滤法,超滤法,电渗析法,反渗透法,膜生物处理技术及其他膜技术。各类膜设 备的性能及其选择方法 (9)水质稳定处理 腐蚀的类型与过程,影响腐蚀的因素与腐蚀形式,水质稳定指数,水质稳定处理 (10)其他处理方法 化学沉淀,中和,曝气,吹脱及其设计计算方法。 3.水的生物处理理论与应用 (1)活性污泥法 活性污泥法的基本流程和基本概念,活性污泥的组成、特征、性能及其评价指标、污泥负荷等概念 活性污泥法的净化机理与过程及其影响因素:有机物降解、污泥增长和耗氧动力学的原理及其应用:各种 活性污泥法工艺的基本流程、主要特点、适用条件及设计计算:曝气的基本理论与应用:空气中的氧向水 中转移的原理,基本计算公式及各种影响因素,供氧量的计算:活性污泥法的脱氮除磷原理、应用、设计 计算,活性污泥法新工艺 (2)生物膜法 生物膜法的基本理论与基本概念:基本流程、净化机理、组成、特征及发展趋势:生物滤池、高负荷 生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池及生物流化床等生物膜法等工艺的工作原理、功能、构造特点、应
(4) 吸附 主要吸附剂，吸附等温线，活性炭的吸附性能、再生方法与影响因素，活性炭吸附装置及其设计原理。 (5) 氧化还原 氧化剂、高级氧化、光化学氧化、高锰酸钾及其复合盐的氧化、及各种工艺，电解及其它氧化方法。 (6) 消毒 水的消毒，氯、臭氧、二氧化氯消毒原理及消毒间的设计计算。 (7) 离子交换 离子交换剂的种类和性质，离子交换反应，离子交换装置，离子交换法的应用。各类离子交换设备及 系统的设计原理和方法。 (8) 膜法 膜的分类与性质，微滤法，超滤法，电渗析法，反渗透法，膜生物处理技术及其他膜技术。各类膜设 备的性能及其选择方法。 (9) 水质稳定处理 腐蚀的类型与过程，影响腐蚀的因素与腐蚀形式，水质稳定指数，水质稳定处理。 (10) 其他处理方法 化学沉淀，中和，曝气，吹脱及其设计计算方法。 3．水的生物处理理论与应用 (1) 活性污泥法 活性污泥法的基本流程和基本概念，活性污泥的组成、特征、性能及其评价指标、污泥负荷等概念： 活性污泥法的净化机理与过程及其影响因素；有机物降解、污泥增长和耗氧动力学的原理及其应用；各种 活性污泥法工艺的基本流程、主要特点、适用条件及设计计算；曝气的基本理论与应用：空气中的氧向水 中转移的原理，基本计算公式及各种影响因素，供氧量的计算；活性污泥法的脱氮除磷原理、应用、设计 计算，活性污泥法新工艺。 (2) 生物膜法 生物膜法的基本理论与基本概念：基本流程、净化机理、组成、特征及发展趋势；生物滤池、高负荷 生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池及生物流化床等生物膜法等工艺的工作原理、功能、构造特点、应
用条件与设计计算 (3)厌氧生物处理 厌氧生物处理法的基本理论和基本概念:工艺流程、净化机理、影响因素、组成、特征及发展趋势 两级厌氧与两相厌氧生物处理:厌氧滤池、升流式厌氧污泥床(UASB法)、厌氧接触法、厌氧流化床、厌氧」 膨胀床、厌氧生物转盘等工艺的工作原理、功能、构造特点、应用条件与设计计算。 (4)自然生物处理 水体中碳、氮、磷和能量的循环:稳定塘的浄化杋理、影响因素、功能、特征及发展趋势:好氧塘 兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘等工艺的工作原理、功能、构造特点、应用条件及设计计算。土地 处理的净化机理、类型、应用与设计计。 (5)污泥的处理与处置 污泥的分类、特征、性质的指标、流动特征及水力计算等:水处理过程中产生污泥量的计算,污泥的 浓缩理论与应用,污泥的稳定化处理,污泥的干化与脱水,污泥的干燥与焚烧,污泥的综合利用、最终处 置以其设计计算。 4.水处理工艺系统 (1)典型给水处理系统 城市供水处理工艺系统选择的原则和基本方法。城市供水处理系统,优质饮用水处理系统,给水厂中 废水的回收利用,给水厂污泥的处理与处置。典型给水处理工艺系统设计计算原理与方法。 (2)典型污水处理系统 污水处理工艺系统选择的原则和基本方法。典型城市污水处理系统,污水深度处理与回用,污泥处理 与处置的基本理论和方法。典型污水处理系统设计计算原理与方法。 五、学时分配 “水质工程学”教学时数分配 课内学时 章节名称 课实验 第一篇总论 14 第1章水体循环与水的利用 第2章水质与水质标准 第3章水处理反应器理论 4
用条件与设计计算。 (3) 厌氧生物处理 厌氧生物处理法的基本理论和基本概念：工艺流程、净化机理、影响因素、组成、特征及发展趋势； 两级厌氧与两相厌氧生物处理：厌氧滤池、升流式厌氧污泥床(UASB 法)、厌氧接触法、厌氧流化床、厌氧 膨胀床、厌氧生物转盘等工艺的工作原理、功能、构造特点、应用条件与设计计算。 (4) 自然生物处理 水体中碳、氮、磷和能量的循环；稳定塘的净化机理、影响因素、功能、特征及发展趋势：好氧塘、 兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘等工艺的工作原理、功能、构造特点、应用条件及设计计算。土地 处理的净化机理、类型、应用与设计计。 (5) 污泥的处理与处置 污泥的分类、特征、性质的指标、流动特征及水力计算等；水处理过程中产生污泥量的计算，污泥的 浓缩理论与应用，污泥的稳定化处理，污泥的干化与脱水，污泥的干燥与焚烧，污泥的综合利用、最终处 置以其设计计算。 4．水处理工艺系统 (1) 典型给水处理系统 城市供水处理工艺系统选择的原则和基本方法。城市供水处理系统，优质饮用水处理系统，给水厂中 废水的回收利用，给水厂污泥的处理与处置。典型给水处理工艺系统设计计算原理与方法。 (2) 典型污水处理系统 污水处理工艺系统选择的原则和基本方法。典型城市污水处理系统，污水深度处理与回用， 污泥处理 与处置的基本理论和方法。典型污水处理系统设计计算原理与方法。 五、学时分配 “水质工程学”教学时数分配 章 节 名 称 课内学时 小计 讲课 实验 第一篇 总论 14 第 1 章 水体循环与水的利用 2 2 第 2 章 水质与水质标准 4 4 第 3 章 水处理反应器理论 4 4
第4章水处理方法概论 第5章预处理 第二篇水的物理化学处理 第6章凝聚与絮凝 第7章沉淀与澄清 664 第8章气浮 第9章过滤 第10章活性炭吸附 242422 806 第11章消毒 4 第12章离子交换 第13章氧化还原 第14章膜法 第15章水的冷却与水质稳定 42422 6684622 第16章水的其他物理化学处理方法 第三篇水的生物处理理论与应用 第17章活性污泥法 第18章生物膜法 2800 第19章厌氧生物处理 4442 第20章自然生物处理 第21章生物处理新技术 第22章污泥的处理与资源化 第四篇水处理工艺系统 446844 884 第23章典型给水处理系统 第24章典型污水处理系统 4 总计 六.教学方式 以课堂讲授为主,自学为辅(水质工程学设计与计算自学),部分内容辅以多媒体、实物、挂图教学。 “水质工程学”包括水质工程学原理部分和水质工程设计与计算部分,在学习完这两部分课程之后,进行 给水处理厂和污水处理厂的课程设计与毕业设计。 七、考核方式:考试
第 4 章 水处理方法概论 2 2 第 5 章 预处理 2 2 第二篇 水的物理化学处理 46 第 6 章 凝聚与絮凝 6 2 8 第 7 章 沉淀与澄清 6 4 10 第 8 章 气浮 4 2 6 第 9 章 过滤 8 4 12 第 10 章 活性炭吸附 4 2 6 第 11 章 消毒 4 2 6 第 12 章 离子交换 4 4 8 第 13 章 氧化还原 2 2 4 第 14 章 膜法 4 2 6 第 15 章 水的冷却与水质稳定 2 2 第 16 章 水的其他物理化学处理方法 2 2 第三篇 水的生物处理理论与应用 52 第 17 章 活性污泥法 18 4 22 第 18 章 生物膜法 10 4 14 第 19 章 厌氧生物处理 10 4 14 第 20 章 自然生物处理 4 2 6 第 21 章 生物处理新技术 4 4 第 22 章 污泥的处理与资源化 6 2 8 第四篇 水处理工艺系统 8 8 第 23 章 典型给水处理系统 4 4 第 24 章 典型污水处理系统 4 4 总计 120 40 160 六．教学方式 以课堂讲授为主， 自学为辅(水质工程学设计与计算自学)，部分内容辅以多媒体、实物、挂图教学。 “水质工程学”包括水质工程学原理部分和水质工程设计与计算部分，在学习完这两部分课程之后，进行 给水处理厂和污水处理厂的课程设计与毕业设计。 七、考核方式：考试
八、教 (1)谢水波,姜应和.水质工程学[M].北京:机械工业出版社,2005 (2) 水质工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,2005 (3)娄金生.水污染治理新工艺与设计[M.北京:海洋出版社,2002 (4)上海市建设委员会.室外排水设计规范GBJ4-87[M.北京:中国计划出版社,1997 (5)北京市政设计院主编.给水排水设计手册第5册[M.北京:中国建工出版社,2000.7 (6)张自杰.排水工程(下)第四版[M].北京:中国建工出版社,1996 (7)严煦世,范瑾初.给水工程(第四版)M.北京:中国建工出版社,1999
八、教材 （1）谢水波，姜应和.水质工程学[M].北京：机械工业出版社，2005 （2）李圭白，张杰.水质工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005 （3）娄金生.水污染治理新工艺与设计[M].北京： 海洋出版社 ，2002 （4）上海市建设委员会.室外排水设计规范 GBJ14-87[M].北京：中国计划出版社 ，1997 （5）北京市政设计院主编.给水排水设计手册第 5 册[M].北京：中国建工出版社 ，2000.7 （6）张自杰.排水工程（下）第四版[M].北京：中国建工出版社 ，1996 （7）严煦世，范瑾初.给水工程（第四版）[M].北京：中国建工出版社 ，1999