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1、环境工程概论课程教学大纲（三号黑体）一、课程基本信息（四号黑体）英文名称无课程代码ENEN3003课程性质专业必修课程授课对象环境工程专业学分2.5学时51主讲教师楼耀尹修订日期2023.04.18指定教材蒋展鹏、杨宏伟主编，环境工程学，高等教育出版社，2013年，第3版二、课程目标（四号黑体）（一）总体目标：（小四号黑体）当今,环境问题已成为全人类的生存发展重大问题之一。在这20年中,经过人们的努力,环境质量虽有改善,但环境形势依然严峻,仍需我们为进一步改善人类环境共同努力。本书全面、系统地论述了环境工程的基本理论、污染防治技术与控制工程及其发展趋势。全书分为3篇,共12章。第一篇水质净化与
2、水污染控制工程,内容包括水质与水体自净、水的物理化学处理方法、水的生物处理方法，以及水处理工程系统与废水最终处置。第二篇大气污染控制工程，内容包括大气污染与空气质量管理、颗粒污染物控制技术、气态污染物控制技术以及机动车污染控制技术。第三篇固体废物污染控制工程及其他污染防治技术，内容包括固体废物管理系统、城市垃圾处理技术、周体废物资源化、综合利用与最终处置，以及噪声、电磁辐射、放射性与其他污染防治技术。通过该课程学习，带领学生认识环境这门学科的历史、发展历程以及最新的研究前沿，培养学生发现问题，解决问题的能力。（）课程目标：（小四号黑体）课程目标1:了解和掌握水质净化与水污染控制工程的基本原理和
3、方法通过研究预防和治理水体污染，保护和改善水环境质量，实现合理利用水资源，提供安全饮用水，并了解不同用途与要求的用水的工艺技术和工程措施。包括水体自净及其利用；给水净化处理；城市污水处理；工业废水处理与利用；废水再生与回用；城市、区域和水系的水污染综合整治和受污染水体的修水环境质量标准和废水排放标准等。1.1 水质与水体自净1.2 水的物理化学处理方法1. 3水的生物化学处理方法1. 4水处理工程系统与废水最终处置课程目标2：了解和掌握大气污染控制工程的基本原理和方法通过研究预防和控制大气污染，了解保护和改善大气质量的工程技术措施。包括大气质量管理；烟尘等颗粒物控制技术；气体污染物控制技术；机
4、动车污染控制；室内空气污染控制；城市、区域大气污染综合整治；大气质量标准和废气排放标准等。1.1 大气污染与空气质量管理2. 2颗粒污染物控制技术2. 3气态污染物控制技术2. 4机动车污染控制技术课程目标3：了解和掌握固体废物污染控制及噪声、振动与其他公害防治工程的基本原理和方法通过研究城市垃圾工业废渣、放射性及其他危险固体废物的处理、处置与资源化，了解消除噪声、振动等对人类影响的技术途径和措施。包括固体废物管理;固体废物无害化处置；固体废物的综合利用和资源化；放射性及其他危险废物的处理噪声、振动、电磁辐射的防护与控制等。3. 1固体废物管理系统4. 2城市垃圾处理技术5. 3固体废物资源化
5、、综合利用与最终处置6. 4噪声、电磁辐射、放射性与其他污染防治技术（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体）表1:课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表（五号宋体）课程目标课程子目标对应课程内容对应毕业要求课程目标11.1第一章水质与水体自净了解水环境的国家标准，及其中重要的监测指标和测试过程；明白水体自净过程中的作用机制和原理1.2第二章水的物理化学处理方法熟悉常规的污水处理过程中一级处理单元的操作流程，掌握各个物理化学处理方法的基本原理1.3第三章水的生物化学处理方法了解物理处理过程的分支，能综述好氧活性污泥法、生物膜法的异同，阐述生物脱氮处理的技术和基本原理1.4第四
6、章水处理工程系统与废水最终处置熟悉目前市政常用的给水、排水工程系统的流程，了解再生水资源化的意义和方法课程目标22.1第五章大气污染与空气质量管理掌握大气结构和大气污染类型，分析大气污染的来源，了解综合防治途径2.2第六章颗粒污染物控制技术掌握颗粒污染物控制原理，熟悉各种除尘器的工作原理2.3第七章气态污染物控制技术了解气态污染物净化原理，明白二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机污染物控制技术2.4第八章机动车污染控制技术掌握最新的车用燃料改进和燃料替代技术、明白汽油车、柴油车污染物的形成和排放控制技术课程目标33.1第九章固体废物管理系统熟悉固体废物的产生、分类与管理系统，了解固体废物的性质和减量
7、化途径以及收集、储存和运输方式3.2第十章城市垃圾处理技术掌握城市垃圾处理技术包括垃圾压实技术、垃圾破碎技术、垃圾分选技术3.3第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置掌握固体废物资源化的意义与资源化的途径；熟悉城市垃圾焚烧与热转化产品的回收流程3.4第十二章噪声、电磁辐射、放了解噪声、电磁辐射、放射性污染物的污染类型、射性与其他污染物防治技术特征和防治技术要点（大类基础课程、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。通识教育课程含通识选修课程、新生研讨课程及公共基础课程，面向专业为工科、师范、医学等有专业认证标准的专业，按照专业认证通用标准填写
8、“对应毕业要求”栏；面向其他尚未有专业认证标准的专业，按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。）三、教学内容（具体描述各章节教学目标、教学内容等。实验课程可按实验模块描述）第一章水质与水体自净1 .教学目标了解水环境的国家标准，及其中重要的监测指标和测试过程；明白水体自净过程中的作用机制和原理。2 .教学重难点环境学科是个交叉学科，课程内容设计化学、物理、生物、管理学等多方面知识，需要。水质标准繁多，需要给学生理清、分类。目前环境问题较为复杂多变。3 .教学内容a.讲授环境相关专有名词，如水的循环、水污染、水质、水质指标、水环境容量、水体自净等；b.熟悉CoD和BOD的区
9、别和联系，及其测试方法，结合实际情况进行分析水质情况；c.从氧垂曲线了解天然水体中水体自净的过程。4 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学。如水质净化基本概念、换进结果容量基本概念、生化降解能力概念及相应的理论。2 .案例教学法：结合污水处理厂实际案例、校园内部湖水污染现场案例、日本福岛核泄露近期案例进行分析讨论。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第二章水的物理化学处理方法6 .教学目标熟悉常规的污水处理过程中一级处理单元的操作流程，掌握各个物理化学处理方法的基本原理。7 .教学重难点废水物理化学处理方法种类较多，让学生能针对具体水质选择合适的处理方法是关键。解析
10、不同处理单元的协同作用，相互之间的异同点O8 .教学内容a.讲授沉淀池的种类和基本原理b.讲授混凝法去除水中胶体的作用机制c.介绍水的软化现有工艺，包括离子交换法，活性炭吸附法，膜分离法及相关原理d.介绍水体消毒工艺类型和基本原理，包括臭氧和二氧化氯消毒及高级氧化技术9 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学。如水质净化基本概念、环境容量基本概念、生化降解能力概念及相应的理论。2 .案例教学法：结合污水处理厂实际案例、校园内部湖水污染现场案例、日本福岛核泄露近期案例进行分析讨论。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第三章水的生物化学处理方法6 .教学目标了解物理处理过
11、程的分支，能综述好氧活性污泥法、生物膜法的异同，阐述生物脱氮处理的技术和基本原理。7 .教学重难点生物处理过程较为负载，作为主要活性组分-微生物的培养困难，需要明确生物指示作用，预防活性污泥产生污泥膨胀8 .教学内容水的生物化学处理法就是在人工创造的有利于微生物生命活动的环境中,使微生物大量繁殖,提高微生物氧化分解有机物效率的一种水处理方法。它主要用于去除污水中解性和胶体性有机物,降低水中氮磷等营养物的含量。生物化学处理法分为好氧和厌氧两大类,分别利用好氧微生物和厌氧微生物分解有机物;按照微生物的生长状态,又可分为悬浮生长系统和附着生长系统两种。在悬浮生长系统中,微生物群体在处理设备内呈悬浮状
12、态生长,污水通过与之接触得到净化;在附着生长系统中，微生物附着在某些惰性介质上呈膜状生长,污水流经膜的表面得到净化。生物化学处理具有投资省,运转费用低,处理效果好,操作简单等优点,在城市污水和工业废水的处理中得到广泛的应用。1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学。如污泥膨胀基本概念、脱氮除磷基本概念、生物膜法概念及相应的理论。2 .案例教学法：结合城市污水处理厂模拟视频、介绍最新的生物处理工艺进行分析讨论。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第四章水处理工程系统与废水最终处置6 .教学目标配水熟悉目前市政常用的给水、排水工程系统的流程，了解再生水资源化的意义和方法。7 .教学重
13、难点水处理管理设计和水力单元的作用了解。8 .教学内容水处理工程系统是环境与市政工程的重要组成部分之一。它一般包括取水系统、水处理系统、输配水系统（以上统称给水工程系统），以及废水收集系统废水处理系统（以上统称排水工程系统）几部分。9 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学。2 .案例教学法：结合自来水厂和污水处理厂的现有工艺、以及中水回用系统进行分析讨论。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第五章大气污染与空气质管理6 .教学目标了解气态污染物净化原理，明白二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机污染物控制技术7 .教学重难点大气扩散模式亚杂，需要进行数学公式推导，应用不同的
14、大气条件，得到最佳的污染扩散拟合结果。8 .教学内容防治大气污染，应当以改善大气环境质量为目标，坚持源头治理，规划先行，转变经济发展方式，优化产业结构和布局，调整能源结构。防治大气污染，应当加强对燃煤、工业、机动车船、扬尘、农业等大气污染的综合防治，推行区域大气污染联合防治，对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、氨等大气污染物和温室气体实施协同控制。9 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学,例如大气污染定义基本概念、气溶胶状态污染物基本概念、光化学烟雾形成基本机制。2 .案例教学法：我们城市热岛效应推导大气逆温层的污染物扩散模型，结合历史有名的光化学烟雾事件，例如伦敦
15、烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件进行分析讨论。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第六章颗粒污染物控制技术6 .教学目标掌握颗粒污染物控制原理，熟悉各种除尘器的工作原理。7 .教学重难点充分认识颗粒物的粒径、比表面积导电性、黏附性等物理特性,是研究颗粒物的捕集机理及选择和设计除尘装置的重点和难点。8 .教学内容颗粒污染物控制技术基本原理及其定义，除尘装置的类别和操作原理。9 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学。2 .案例教学法：结合现在大众关注的热点PM2.5和PMlO进行分析讨论室内外颗粒污染物控制技术要点。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第七章气态污
16、染物控制技术6 .教学目标了解气态污染物净化原理，明白二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机污染物控制技术。7 .教学重难点本章节涉及不同污染物之间的光化学反应，涉及不同自由基的链式反应，这是本章节的重难点。8 .教学内容从废气中去除气态污染物,控制气态污染物向大气的排放,常常涉及到气体吸收、气体吸附和气体催化转化等单元操作。这里对气体吸收、气体吸附和气体催化转化的基本原理作一概要介绍。9 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学。2 .案例教学法：结合现在大众关注的热点PM2.5和PMlO进行分析讨论室内外颗粒污染物控制技术要点.5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第八章机动
17、车污染控制技术6 .教学目标掌握最新的车用燃料改进和燃料替代技术、明白汽油车、柴油车污染物的形成和排放控制技术。7 .教学重难点汽车尾气排放是沿着公路，属于线性污染源，数学模拟难度较大。机动车排放导致的污染是多方面的。除造成一氧化碳、碳氢化合物(HC)和氮氧化物污染外柴油车还排放有致癌作用的细微颗粒物。此外,汽车空调用的氟利昂是破坏平流层臭氧的主要物质,大量的二氧化碳排放还导致气候变化。8 .教学内容机动车大气污染物排放取决于车用燃料类型和品质、发动机技术水平、尾气净化装置的有效性以及汽车运行和维护状况。本章将从车用燃料改进、汽油车污染控制技术及柴油车污染控制技术等方面介绍机动车的污染控制。9
18、 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学，例如机车排放污染物种类和危害，三效催化剂的作用机制。2 .案例教学法：结合现在大众关注的热点PM2.5和PMlO进行分析讨论室内外颗粒污染物控制技术要点。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第九章-第十一章固体废物管理系统和城市垃圾处理技术1 .教学目标熟悉固体废物的产生、分类与管理系统，了解固体废物的性质和减量化途径以及收集、储存和运输方式。2 .教学重难点确认城市垃圾的产率和主要物理组分，并针对性提出处理策略是本章内容的重点和难点。3 .教学内容人类一切活动（包括生产与生活）过程中产生的、对原过程己不再具有使用价值而被废弃
19、的固态或半固态物质,通称为固体废物。本章解释在生产或生活过程中,对原料商品或消费品,在利用了其中某些有效成分后,产生的大多数固体废物,及其含有其他生产或生活过程有用的成分,介绍对应的技术环节,转变成的生产原料、能源,或直接再使用的物品的过程。4 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学，例如垃圾含水率的基本概念和计算公式。2 .案例教学法：结合现在我们政府要求我们进行垃圾分类，运用运筹学中“运输问题”，规划最佳运输路径和方式。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。第十二章噪声、电磁辐射、放射性与其他污染物防治技术6 .教学目标了解噪声、电磁辐射、放射性污染物的污染类型、特
20、征和防治技术要点。7 .教学重难点学生平时较难认识到电磁辐射和放射性污染的危害，这种污染是隐性的，变化亳无规律的，且种类繁多，这是本章教学的重难点。8 .教学内容人们生活的环境中存在各种各样的声波，其中有的声波是在进行交流和传递信息,进行社会活动所需要的，了解有的声波则会影响人们工作和休息,甚至危害人体健康,是人们不需要的。辩证将人们不需要的,使人烦躁的声音叫做噪声,把它在周围环境造成的不良影响叫噪声污染。介绍噪声污染类型和防治技术手段。电磁辐射污染与防治技术。放射性污染与防治技术。其他物理性污染及其防治技术9 .教学方法1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学，例如空气动力性噪声的基本
21、概念，噪声的物理度量基本概念，及其计算公式。2 .案例教学法：结合现在我们城市建设大规模施工，容易产生噪声，光污染等问题进行分组讨论。5 .教学评价布置课后作业检查学生学习情况。四、学时分配（四号黑体）表2：各章节的具体内容和学时分配表（五号宋体）章节章节内容学时分配第一章水质与水体自净3第二章水的物理化学处理方法6第三章水的生物化学处理方法9第四章水处理工程系统与废水最终处置6第五章大气污染与空气质量管理6第六章颗粒污染物控制技术3第七章气态污染物控制技术3第八章机动车污染控制技术3第九章固体废物管理系统3第十章城市垃圾处理技术3第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置3第十二章噪声、电磁
22、辐射、放射性与其他污染物防治技术3五、教学进度（四号黑体）表3：教学进度表（五号宋体）周次日期章节名称内容提要授课时数作业及要求备注12.24绪论环境科学与环境工程学形成和发展3了解环境工程整个学科的基本框架2-33.3,3.10第一章水质与水体自净水体自净作用与水处理基本原理6太湖、阳澄湖、金鸡湖各是哪类水？COD、BOD分别是什么，测定流程？我国生活饮用水的供水方式有哪些？具体有什么特点？目前我国饮用水中消毒剂有哪些？各自的优缺点是什么？水体污染物生物富集必须具备的条件是什么？新兴污染物的种类和危害？湖泊富营养化形成的机理是什么，目前有哪些预防和控制手段？4-63.10,3.17,3.24
23、第二章水的物理化学处理方法水处理一级处理流程9阐述沉淀理论基础？阐述胶粒在水中稳定的原因以及混凝去除胶粒的基本原理？斜板沉淀池的优缺点及浅池理论？粒状介质过滤的机理？不同PH值和胶体浓度下，混凝剂投加量是多少，对应起主导混凝机制是什么？水的软化及水的除盐？1.angmuir（朗格谬尔）型、BET型和Freundlich（弗伦德利希）型的差别及其各自的物理意义？氯气消毒原理？折点加氯的原理和实际意义？6-83.31,4.7,4.14第三章水的生物化学处理方法生物处理单元9生物膜法和活性污泥法有哪些异同之处？各有什么优缺点？生物脱氮除磷机理是什么？污泥的脱水率为99%,则相对于的体积可以减少多少？
24、目前生物污泥主要有哪些处理方式，各有什么优缺点？A20,A0,氧化沟，SBR的各自的工作原理和区别？SV,SVI,MLSS,MLVSS等定义和物理意义？详解厌氧处理过程及基本原理？9-104.21,4.28期中考试讲解考题6答疑115.5分组讨论新能源技术3碳中和对环境污染治理的影响125.12第四章水处理工程系统与废水最终处置给水、排水工程3配水管网有哪两种布置形式?应如何布置配水管网？自来水厂和污水处理厂的应遵循哪些原则，两者之间有何区别？试述自来水厂的主要水处理工艺有哪些各有什么特点？13-155.19,5.26,6.2第五章大气污染与空大气污染控制技术9大气污染的定义是什么？干洁空气中
25、NO,Ar和C0,气质量管理弟八早颗粒污染物控制技术第七章气态污染物控制技术第八章机动车污染控制技术气体所占的比例是多少？列举大气中主要的气态污染物及其来源。气溶胶状态污染物按粒径、来源和物理属性可分为哪几类?各自的特点是什么？主要的大气质量控制标准有哪几类?各自的作用是什么？16-176.9,6.16第九章固体废物管理系统第十章城市垃圾处理技术第十一章固体废物资源化、综合利用与最终处置第十二章噪声、电磁辐射、放射性与其他污染物防治技术固体废弃物控制工程及其他污染物防治技术6试规划设计你校园（或居住区）生活垃圾或自设适宜数据）组最佳材料回收系统。六、教材及参考书目（四号黑体）（电子学术资源、纸
26、质学术资源等，按规范方式列举）（五号宋体）1 .顾夏声,黄铭荣,王占生等.水处理工程,北京:清华大学出版社,19852 .许保玖,龙腾锐.当代给水与废水处理原理.第2版.北京:高等教育出版社,2000.3 .蒋展鹏,祝万鹏.环境工程监测.北京:清华大学出版社，1990.4 .HowardS.Peavy,etal.EnvironmentalEngineering.NewYork:McCraw-Hill,27Inc.,1985.5 .JoneW.Clark,etal.WaterSupplyandPollutionControl.4thEdition.NewYork:28ThomasY.Crowel
27、lCompany,Inc.,1985.6 .MackenzieL.Davis,etal.IntroductiontoEnvironmentalEngineering.4thEdition.NewYork;MeGraw-Hill,Inc.,2008.七、教学方法（四号黑体）（讲授法、讨论法、案例教学法等，按规范方式列举，并进行简要说明）（五号宋体）1 .讲授法：概念及基本理论采用讲授法进行教学。如水质净化基本概念、活性污泥法基本概念、垃圾填埋概念及相应的理论。2 .案例教学法：结合污水处理厂实际案例、校园周边噪声现场案例、日本福岛核泄露近期案例进行分析讨论。3 .讨论法：结合我国政府提出的“20
28、30”年达到碳达峰、“2060”年达到碳中和的大框架，学生制作ppt,开展分组讨论新能源技术如何促进双碳目标实现，降低环境污染。八、考核方式及评定方法（四号黑体）（一）课程考核与课程目标的对应关系（小四号黑体）表4：课程考核与课程目标的对应关系表（五号宋体）课程目标考核要点考核方式课程目标1氧垂曲线、水体富营养化形成机制课后作业课程目标2生物污泥技术课后作业课程目标3胶粒脱稳机制、沉淀理论课后作业（二）评定方法（小四号黑体）1 .评定方法（五号宋体）平时成绩：40%,期中考试：20%,期末考试40%2 .课程目标的考核占比与达成度分析（五号宋体）表5：课程目标的考核占比与达成度分析表（五号宋体）占比课程目标、平时期中期末总评达成度课程目标140%20%40%（例：课程目标1达成度=0.3X平时目标1成绩+0.2X期中目标1成绩+0.5X期末目标1成绩/目标1总分。按课程考核实际情况描述）课程目标240%20%40%课程目标340%20%40%
