《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。 　　　　(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 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