水污染控制工程教案

《水污染控制工程》教案学院、系：化学系任课教师：杨文澜授课专业：环境科学课程学分：3学分课程总学时：50学时课程周学时：4学时2006年8月20日水污染控制工程教学进程周次课次章节计划学时教学手段教学环境12第一章绪论第一节水资源及水循环第二节水质与水质标第三节水污染第四节水污染防治4多媒体21第二章水的预处理第一节筛滤第二节调节池2多媒体1第三章重力沉降第一节概述第二节重力沉降2多媒体32第三章重力沉降第四节理想沉淀池第五节沉淀池第六节沉砂池4多媒体42第四章水的混凝第一节概述第二节胶体的特性第三节混凝原理第四节混凝剂和助凝剂4多媒体51第五章水的混凝第五节混凝过程与设备第六节影响混凝的主要因素2多媒体1第五章上浮第一节自然上浮2多媒体61第五章上浮第二节气浮2多媒体1第六章过滤第一节概述第二节过滤原理2多媒体71第六章过滤第三节快滤池2多媒体1第七章化学沉淀第一节概述第二节化学沉淀法2多媒体81第八章中和第一节酸性废水处理第二节碱性废水处理2多媒体周次课次章节计划学时教学手段教学环境81第九章氧化还原第一节概述第二节化学氧化法第三节化学还原法第四节电解氧化还原法2多媒体92第十章吸附第一节概述第二节吸附剂第三节吸附方式与设计4多媒体101第十章吸附第四节吸附剂的再生第五节吸附法的应用2多媒体1第十一章离子交换第一节概述第二节离子交换树脂第三节离子交换原理2多媒体111第十一章离子交换第四节离子交换工艺及设备第五节离子交换法的应用2多媒体1第十二章膜分离第一节概述第二节电渗析2多媒体122第十二章膜分离第三节反渗透第四节超滤2多媒体131第十三章其它物理化学方法第一节萃取第二节吹脱第三节汽提2多媒体第1次课2学时注：本页为每次课教案首页上次课复习：新开课本次课题（或教材章节题目）：第1章绪论教学要求：（1）了解世界及我国水资源状况，水的自然循环和水的社会循环；（2）掌握有关水质指标及水质标准知识；（3）掌握水污染原因及水污染物分类；重点：（1）水质；（2）水质指标；难点：水质标准教学手段及教具：采用多媒体教学课件。讲授内容及时间分配：第一章绪论第一节水资源及水循环第二节水质与水质标准共2课时，讲授课后作业1、何谓水质常用水质有哪些2、水质标准是如何制定的参考资料1、《排水工程》下册（第四版）张自杰主编，中国建筑工业出版社2、《水处理工程师手册》唐受印，戴友芝主编，化学工业出版社3、《给水排水工程快速设计手册》严煦世主编，中国建筑工业出版社4、《给水排水设计手册》（第二版中国建筑工业出版社5、《给水处理理论》许保久主编，中国建筑工业出版社第一章绪论第一节水资源与水循环一、水资源◆地球上约有%的是海水，难直接使用。◆人类可利用淡水水量占总水量的3%。而3/4以冰川、冰帽的形式，很难使用。◆与人类关系最密切、又较易开发利用的淡水仅占地球上总水量的%。这部分淡水在时空上的分布有很不均衡。◆我国人均占有水量2400m3/人，相当世界人均占有量的1/4。◆我国的水资源存在严重的时空分布不均衡性。◆河北省水资源及水污染状况：二、水循环(1)自然循环(2)社会循环与水的自然循环不同，在水的社会循环中，水的性质在不断地发生变化。第二节水质与水质标准一、水质的定义：二、水中杂质的分类(水污染物)按杂质在水中的存在状态分类。三、水质指标污水和受纳水体的物理学、化学、生物学等方面的特征是通过水质指标来表示的。水质指标是控制和掌握污水处理设备的处理效果和运行状态的重要依据。第一类，物理性水质指标第二类、化学性水质指标第三类，生物学水质指标四、常用水质指标简介(1)pH值(2)悬浮固体（SS）(3)COD和BOD五、水质标准(1)地表水环境质量标准(2)地下水质量标准(3)污水综合排放标准(4)其它水质标准第2次课2学时上次课复习：（1）水质指标及水质标准（2）水污染物分类方法本次课题（或教材章节题目）：第1章绪论教学要求：（1）掌握水污染原因及水污染物分类；（2）初步掌握水污染防治的方法和原则。重点：水污染原因及水污染物分类；水污染防治的方法和原则难点：废水处理流程的确定教学手段及教具：采用多媒体教学课件。讲授内容及时间分配：第一章绪论第三节水污染第四节水污染防治共2课时，讲授课后作业1、何谓水污染造成水体污染的途径有哪些2、控制水污染的途径有哪些3、按照废水处理的作用原理分类，废水处理可分为几类处理方法4、按照水处理的程度分类，废水处理可分为几级分别说明其去除对象和主要采用的方法。它们之间有何区别和联系参考资料1、《排水工程》下册（第四版）张自杰主编，中国建筑工业出版社2、《水处理工程师手册》唐受印，戴友芝主编，化学工业出版社3、《给水排水工程快速设计手册》严煦世主编，中国建筑工业出版社4、《给水排水设计手册》（第二版中国建筑工业出版社5、《给水处理理论》许保久主编，中国建筑工业出版社注：本页为每次课教案首页第三节水污染(一)水污染的定义(二)水污染的原因1、自然活动2、人类活动（三）水污染源1、水污染源定义2、水污染源的分类（四）水污染的性质及危害1、化学性污染：2、物理性污染：3、生物性污染：第四节水污染防治解决水资源短缺和水污染的一个主要途径在于水处理。在很多地方并不是没有水，而是水质不合用。水处理的主要任务：改善水质。即采用各种方法将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。（一）水污染防治的目标（二）水污染防治的主要任务（三）水污染防治的原则1、“防”（预防）“防”是指对污染源的控制，通过有效控制使污染源排放的污染物量减少到最少量。2、“管”“管”是指对污染源，水体及处理设施的管理。3、“治”“治”是水污染防治中不可缺少的一环。通过各种治理措施，对污（废）水进行妥善的处理，确保在排入水体前达到国家或地方规定的排放标准。（四）控制水污染途径思路：A、减少废水排放量；B、降低废水中污染物浓度。（五）水污染控制工程的基本内容（六）废水处理技术概述废水处理的基本任务是采用各种方法将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。1、废水处理方法的分类：（1）按照废水处理的作用原理分类:①物理法：利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离，在处理过程中污染物质的性质不发生变化。②化学法、物理化学法：利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变，而从水中除去的方法。③生化法（生物法）利用微生物的作用去除废水中胶体和溶解性有机物的方法。（2）按照废水处理程度划分一级处理（包括预处理）、二级处理（生物处理）、三级处理（深度处理）①预处理②一级处理（物理处理）③二级处理（生物处理）④三级处理（深度处理或高级处理）2．典型的废水处理流程简介设计废水处理流程的原则：先易后难，先简后繁◆一般的废水处理程序：澄清→回收→污染物处理→再用或排放◆比较成型的流程：城市污水处理流程。（1）一级处理厂流程（2）二级处理厂（活性污泥法）流程（3）三级处理厂流程（4）城市污水三级处理全流程（5）工业废水处理流程3、污水净化后的处置方式（书P8-10）①排入水体，作为水体的补给水：②灌溉田地③重复利用：是最合理的出路。④地下水回灌◆污水回用应满足的要求第3次课2学时上次课复习：（1）水中污染物的种类；（2）废水处理的基本方法和原则；本次课题（或教材章节题目）：第2章水质的预处理教学要求：（1）了解水质预处理的基本方法；（2）掌握格栅的原理和类型；（3）掌握水质、水量调节的原理和方法。重点：（1）格栅的工作原理；（2）水质、水量调节的原理和方法；难点：水质调节池的原理和结构形式教学手段及教具：采用多媒体教学课件。讲授内容及时间分配：第二章水质的预处理第一节概述第二节筛滤第三节调节池共2课时，讲授课后作业1、格栅、筛网的主要功能是什么各适用于什么场合2、简述水质水量调节的意义。参考资料1、《排水工程》下册（第四版）张自杰主编，中国建筑工业出版社2、《水处理工程师手册》唐受印，戴友芝主编，化学工业出版社3、《给水排水工程快速设计手册》严煦世主编，中国建筑工业出版社4、《给水排水设计手册》（第二版中国建筑工业出版社5、《给水处理理论》许保久主编，中国建筑工业出版社注：本页为每次课教案首页第2章废水预处理第一节概述◆废水预处理：属纯物理性质或机械性质的，其目的在于去除那些在性质上或大小上不利于后续处理工程的物质。◆去除对象：去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施。◆使用要求：不论何种废水，在送入水泵和主体构筑物之前，均需设置格栅以拦截较大杂物,设置筛网以截留较细悬浮物.◆处理方法:筛滤截留重力分离（自然沉降、自然上浮和气浮等）离心分离◆主要设备：格栅和筛网。第二节筛滤一、格栅◆安装位置：格栅设在污水处理厂中所有处理构筑物之前，或设在泵站之前。◆去除对象：用以截留废水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及管道。◆结构形式：平面格栅和曲面格栅◆格栅的效率：取决于栅条的间距。◆栅条的结构形式：◆污染物的清除：人工清除和机械清除。污水处理厂都采用机械自动清除式格栅。（1）人工清渣格栅（2）机械清除格栅（3）曲面格栅二、筛网某些悬浮物用格栅不能截留，也难通过重力沉降去除，常给后续处理构筑物或设备带来麻烦，可采用筛网过滤来分离和回收。◆去除对象：纺织、造纸、制革、洗毛等工业废水中含有细小纤维状的悬浮物质◆装置类型：转鼓式、旋转式、转盘式、水力筛网振动和微滤机等。◆结构形式：筛网由金属丝织物或穿孔板构成。（一）转筒式筛网（二）振动筛网（三）水力筛网（靠水力作用旋转）三、微滤机微滤机是截留细小悬浮物的筛网装置。微滤机是一个鼓状的金属框架，上面覆盖有不锈钢丝编织成的支撑网和工作网。四、栅渣的处理第三节调节池一、调节池的作用为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。主要作用（2个）：①调节水量；②均和水质；其它作用：①调整pH值；②降低水温；③临时贮存事故排水。④生物预处理二、调节池的分类与特征1、形式：圆形、方形、（自然）多边形等，可建在地下或地上。2、结构：混凝土、钢筋混凝土、石结构和自然体等。3、位置：4、功能：三、水质调节池水质调节的任务是对不同时间或不同来源的废水进行混合，使流出水质比较均匀。（一）水质调节的基本方法（二）调节池的位置（三）调节池的容积（四）调节池出水方式（五）常见调节池（1）强制搅拌调节池①曝气均和池（空气搅拌）②机械搅拌③水泵强制循环搅拌（2）差流式调节池①折流式调节池②对角线出水调节池四、水量调节单纯的水量调节的方式：（1）线内调节：进水一般采用重力流，出水用泵提升。（2）线外调节：五、分流贮水池（事故排放池）第4次课2学时注：本页为每次课教案首页上次课复习：（1）了解水质预处理的基本方法；（2）水质、水量调节的原理和方法。本次课题（或教材章节题目）：第3章重力沉淀教学要求：（1）了解颗粒沉淀的四种类型的特点；（2）掌握自由沉淀和絮凝沉淀的特点；（3）自由沉淀沉淀试验及效率的计算重点：（1）沉淀四种类型的特性；（2）自由沉淀的Stocks公式难点：自由沉淀效率的计算教学手段及教具：采用多媒体教学课件。讲授内容及时间分配：第4章重力沉淀第一节概述；第二节自由沉淀共2课时，讲授课后作业1、何为颗粒最小沉速2、某废水静置沉淀试验数据如下：沉淀时间t(min)01530456090180Xi=Ci/C01试验有效水深H=1.2m。试求在u0=3.0cm/min时的颗粒的去除效率。参考资料1、《排水工程》下册（第四版）张自杰主编，中国建筑工业出版社2、《水处理工程师手册》唐受印，戴友芝主编，化学工业出版社3、《给水排水工程快速设计手册》严煦世主编，中国建筑工业出版社4、《给水排水设计手册》（第二版中国建筑工业出版社5、《给水处理理论》许保久主编，中国建筑工业出版社第3章重力沉淀第一节概述1、沉淀的定义水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程称为沉淀。(1)当悬浮物密度大于水时，下沉形成沉淀物，与水分离。——重力沉降(2)当悬浮物密度小于水时，上浮。