《环境工程原理》理论教学、实验教学、考试大纲.doc

环境工程原理教学大纲课程编号：课程中文名称：环境工程原理课程英文名称：Principles of Environmental Engineering课程类别：专业基础课总学时：56学时（其中理论40学时，实验16学时）总学分：3.5分适用专业：环境科学一、课程性质、地位与任务环境工程原理是高等院校环境工程类专业的一门重要的专业基础课程和核心课程。通过本课程的教学，使学生正确理解环境净化与污染控制技术体系，掌握以“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”为代表的三类污染控制技术的基本原理和一般方法；掌握水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理与处置及资源化工程、污染环境净化与生态修复工程等所涉及的技术原理，以及其他污染控制工程中涉及的具有共性的工程学基础、基本过程和现象，以及污染控制装置的基本原理；掌握解决复杂环境问题的综合能力，培养学生系统、整体优化的环境观念，为以后学习其它专业课程打下扎实、系统和宽厚的理论基础。二、课程的基本要求（1）掌握受污染大气、水、土壤环境的净化与控制技术及其原理；（2）掌握单位和量纲分析、环境工程中分析问题的基本方法：质量衡算、能量衡算；（3）掌握流体流动和热量、质量传递的基础理论和相关环境问题的分析计算方法；（4）掌握机械分离如沉降、过滤的基本原理、特点和工艺过程的计算方法；掌握传质分离如吸收、吸附、萃取、离子交换、膜分离等的基本原理、特点和工艺过程的计算方法；（5）了解反应动力学基础、反应器的基本类型、操作原理与设计的计算方法。三、本课程与其他课程的联系先修课程和教学环节：高等数学、基础化学、物理化学、流体力学后续课程和教学环节：大气污染控制工程、水污染控制工程四、教学内容、基本要求及学时安排第一章 绪论（2学时）（一）教学内容1、环境问题与环境科学发展2、环境污染与环境工程学3、环境净化与污染控制技术概述4、环境净化与污染控制技术原理（二）基本要求1、了解环境污染的危害、环境工程的学科体系、本课程的主要内容。2、熟悉水质净化与水污染控制技术、空气净化与大气污染控制技术、土壤净化与污染控制技术、固体废物处理处置与管理、物理性污染物控制技术、废物资源化技术。3、掌握环境净化与污染控制技术原理。（三）重点：环境污染的概念、环境净化与污染控制技术（四）难点：环境净化与污染控制技术原理（五）课后练习：教材10-11页1.1-1.7第二章 质量衡算与能量衡算（6学时）（一）教学内容 1、常用物理量 2、质量衡算 3、能量衡算（二）基本要求 1、熟悉常用物理量的定义与表示方法、单位与量纲的差别、物理量之间的单位换算 2、掌握衡算的基本概念、系统的划分、质量衡算方程式、能量衡算方程式（三）重点：常用物理量的表示方法及单位换算、质量衡算、能量衡算（四）难点：利用质量衡算与能量衡算在环境工程中分析问题的基本方法（五）课后练习：教材45-47页2.1、2.3、2.5、2.7、2.10、2.14第三章 流体流动（8学时）（一）教学内容 1、管流系统的衡算方程 2、流体流动的内摩擦力 3、边界层理论 4、流体流动的阻力损失 5、管路计算 6、流体测量（二）基本要求 1、掌握管流系统的衡算方程表达式及应用 2、掌握牛顿粘性定律 3、掌握流体流动的阻力计算 4、熟悉流体的流量、流速的测量方法及仪器（三）重点：流体流动的阻力损失、管路计算（四）难点：牛顿粘性定律、边界层理论、边界层分离（五）课后练习：教材105-109页3.1、3.4、3.5、3.7、3.93.16第四章 热量传递（6学时）（一）教学内容 1、热量的传递方式 2、热传导 3、对流传热 4、辐射传热 5、换热器（二）基本要求 1、掌握热量传递的主要方式及定义 2、掌握热传导的规律、通过平壁的稳态热传导的计算 3、掌握对流传热的规律、机理、影响因素；传热边界层理论、间壁传热过程计算 4、掌握辐射传热的规律；熟悉白体、黑体、热透体的概念5、熟悉换热器的分类与结构形式；掌握强化换热器传热过程的途径（三）重点：串联热阻叠加原则、保温层临界直径的计算、强化换热器传热过程的途径（四）难点：间壁传热过程、传热边界层理论（五）课后练习：教材176-177页4.14.14选择8-10道题第五章 质量传递（4学时）（一）教学内容1、环境工程中的传质过程 2、质量传递的基本原理 3、分子传质 4、对流传质（二）基本要求 1、熟悉环境工程中的传质过程 2、掌握质量传递的基本原理 3、掌握分子传质、对流传质的规律及计算 4、掌握传质边界层理论（三）重点：分子传质、对流传质的规律及计算（四）难点：传质边界层理论（五）课后练习：教材204-205页5.1-5.9选择5-6道题第六章 沉降（4学时）（一）教学内容1、沉降分离的基本概念 2、重力沉降 3、离心沉降 4、其他沉降（二）基本要求 1、掌握沉降分离的一般原理和类型 2、掌握流体阻力与阻力系数、颗粒的几何特性参数（当量直径、形状系数） 3、掌握沉降速度的计算 4、熟悉常用沉降分离设备的结构与类型 5、了解电沉降、惯性沉降（三）重点：沉降分离的原理、沉降速度的计算（四）难点：沉降速度的计算、旋风分离器的工作原理（五）课后练习：教材235-237页6.1-6.16选择7-8道题第七章 过滤（4学时）（一）教学内容1、过滤操作的基本概念 2、表面过滤的基本理论 3、深层过滤的基本理论（二）基本要求 1、掌握过滤操作的基本概念及分类 2、掌握表面过滤的基本理论和过滤过程的计算 3、掌握深层过滤的基本理论和颗粒床层的几何特征 4、了解常用过滤设备（三）重点：过滤过程的计算、过滤常数的测定（四）难点：深层过滤的基本理论（五）课后练习：教材262264页7.17.16中选择6-8题。第八章 吸收（4学时）（一）教学内容1、吸收的基本概念 2、物理吸收 3、化学吸收 4、吸收设备的主要工艺计算 (自学)（二）基本要求 1、熟悉环境工程中的吸收类型；掌握吸收操作的基本概念 2、掌握物理吸收的热力学基础、相平衡关系的应用 3、掌握物理吸收的动力学基础、传质阻力的分析 4、掌握化学吸收的平衡关系、传质速率 5、掌握吸收过程的物料衡算与操作线方程（三）重点：吸收的相平衡关系、传质阻力分析、双膜理论（四）难点：化学吸收的平衡关系。（五）课后练习：教材299-301页思考题与习题8.1-8.13选择6-7题。第九章 吸附（2学时）（一）教学内容1、吸附分离操作的基本概念 2、吸附剂 3、吸附平衡 4、吸附动力学 5、吸附操作与吸附穿透曲线 (自学)（二）基本要求 1、熟悉吸附分离操作的分类与应用 2、熟悉常用吸附剂的性能 3、掌握吸附平衡和吸附动力学 （三）重点：吸附平衡（四）难点：吸附动力学（五）课后练习：教材338-339页思考题与习题9.1-9.4。第十章 其他分离过程（自学）1、离子交换 2、萃取（自学） 3、膜分离第十一章 反应动力学基础（自学）1、 反应器和反应操作2、 反应器的计量关系3、 反应动力学第十二章 反应动力学的解析方法（自学）1、 动力学实验及实验数据的解析方法2、 间歇反应器的解析3、 连续反应器的解析第十三章 均相化学反应器（自学）1、 间歇与半间歇反应器2、 完全混合流反应器3、 平推流反应器第十四章 非均相化学反应器（自学）1、 固相催化反应器2、 气-液相反应器第十五章 微生物反应器（自学）1、 微生物与微生物反应器2、 微生物反应的计量关系3、 微生物反应动力学4、 微生物反应器的操作与设计五、实践性教学环节本门课程开设8个学时的实验，使学生理论联系实际，提高动手操作和分析问题的能力。六、教学方法与手段1、互动式教学：提问、资料的查询、辩论、实例教学等2、问题讨论式教学3、采用多媒体教学4、加强实验教学环节七、考核与成绩评定1、考核目的： 检验学生对本课程教学要求的掌握情况。2、考核形式：本课程属于专业基础课程，采用闭卷考核形式。3、主要考核内容： 基本理论及概念； 各分离单元的分离机理、处理方法分析；特征构筑物的工艺计算；水污染控制中问题分析4、考核题型： 考试题型包括填空题、选择题、名词解释、判断、简答、问答、计算等。5、成绩评定： 学期成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成，其中：平时成绩占30%：作业（30%）+ 实验（50%）+ 上课考勤（20%）期末考试成绩占70%八、教材与参考书教材：环境工程原理（第1版）. 胡洪营，张旭，黄霞，王伟合编. 高等教育出版社，2005参考书目： 1 蒋维钧等编.化工原理（第二版），清华大学出版社，20032 柴诚敬主编.化工原理（上，下册），高等教育出版社，20053 蒋展鹏主编.环境工程学，高教出版社，19924 周本省主编.工业水处理技术，化学工业出版社，19975 张濂等编.化学反应工程原理，上海华东理工大学出版社，20006 邓修等编.化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 执笔人： 审核人： （盖章）201 年 月 环境工程原理实验教学大纲课程编号：40321102课程类别：专业基础课实验学时：8学时适用专业：环境工程一、实验教学目的和任务 实验教学是对学生基础理论知识、专业知识、基本实验技能、独立分析问题和解决问题的综合考查。通过实验，使学生掌握实验原理、实验设备的构造、设备工作过程和实验数据的分析处理。培养学生科学实验的能力和协作精神及实践动手能力；提高分析问题及解决问题的能力；培养学生实验操作技能，增强实际应用能力；培养学生严谨、科学、细致的工作作风及学习态度，鼓励积极探索及创新精神。二、实验教学基本要求1、实习前应预习，能够理解实验的原理，熟悉实验设备的正确操作。 2、了解流体测量的各种测量仪器并能够熟练使用。 3、能采用正确的方法对实验数据进行处理，根据实验报告的要求给出实验结果。4、学会分析实验数据，找出误差原因。 5、独立编制实验报告。三、实验教学内容实验项目一：过滤实验内容提要：滤料级配方法；过滤实验设备的过滤、反冲洗过程；反冲洗的强度与滤料层膨胀度关系；水头损失与滤速的关系。实验项目二：旋风除尘器性能实验内容提要：旋风除尘器的结构与除尘原理；除尘性能测定的主要内容和方法：管道中各点流速和气体流量的测定、旋风除尘器的压力损失和阻力系数的测定、旋风除尘器的除尘效率的测定。实验三：碱液吸收二氧化硫实验内容提要：填料吸收塔的构造与吸收过程；吸收法净化废气中SO2的效果；改变气流速度。观察填料塔内气液接触状况和液泛现象；测定填料塔的吸收效率及压降；测定化学吸收体系的体积吸收系数。四、实验项目与学时分配序号实验项目名称学时实验类型实验主要仪器设备备注1过滤实验3综合过滤桶、压差计、流量计、高位水槽选做2旋风除尘器性能实验3综合旋风除尘器、流量计、压力计选做3碱液吸收二氧化硫实验5综合填料塔、气瓶、流量计、必做（注：备注填“必做”或“选做”）五、实验考核办法与成绩评定序号考核项目考核方法百分比（%）1考勤出勤记录102实验前的准备与预习提问与预习报告203操作执行情况教师观察与提问304原始数据的处理、分析与实验结论教师批阅20实验报告的完整性与整洁性20实验占平时成绩的50%，占课程总成绩的15%。六、实验教材（或参考书、指导书） 东方仿真实验操作手册执笔人： 审核人： （盖章）2011年 月 环境工程原理考试大纲课程编号：40321102课程中文名称：环境工程原理课程英文名称：Principles of Environmental Engineering课程类别：专业基础课总 学 时：56学时（其中理论48学时，实验8学时）总 学 分：3.5适用专业：环境工程一、考核目的通过考核，了解学生通过本课程的学习，掌握各种环境净化与控制技术；掌握单位和量纲分析、环境工程中分析问题的基本方法：质量衡算、能量衡算；掌握流体流动和热量、质量传递的基础理论；掌握机械分离如沉降、过滤的基本原理、特点和工艺过程的计算方法；掌握传质分离如吸收、吸附、萃取、离子交换、膜分离等的基本原理、特点和工艺过程的计算方法的情况。使教师和学生本人能够及时了解学习情况，解决学习中的问题，保证教学和学习质量。二、考核形式考核形式：闭卷考试， 考核方式：考试（E）三、考核内容环境工程种各操作的基本理论及概念；各分离单元的分离机理、处理方法分析；特征构筑物的工艺计算；水污染控制中问题分析。主要包括：第一章 绪论 环境污染的概念、环境净化与污染控制技术、环境净化与污染控制技术原理第二章 质量衡算与能量衡算 常用物理量的表示方法、质量衡算、能量衡算、利用质量衡算与能量衡算在环境工程中分析问题的基本方法第三章 流体流动 管流系统的衡算方程表达式及应用；牛顿粘性定律；流体流动的阻力计算、管路计算；边界层理论、边界层分离；流体的流量、流速的测量方法及仪器第四章 热量传递热量传递的主要方式及定义；热传导的规律、通过平壁的稳态热传导的计算、串联热阻叠加原则；对流传热的规律、机理、影响因素；传热边界层理论、保温层临界直径的计算、间壁传热过程计算；辐射传热的规律；白体、黑体、热透体的概念；换热器的分类与结构形式、强化换热器传热过程的途径第五章 质量传递环境工程中的传质过程；质量传递的基本原理；分子传质、对流传质的规律及计算；传质边界层理论第六章 沉降 沉降分离的一般原理和类型；流体阻力与阻力系数、颗粒的几何特性参数（当量直径、形状系数）；沉降速度的计算；常用沉降分离设备的结构与类型；旋风分离器的工作原理第七章 过滤 过滤操作的基本概念及分类、表面过滤的基本理论和过滤过程的计算、深层过滤的基本理论和颗粒床层的几何特征、常用过滤设备、过滤常数的测定第八章 吸收 吸收类型、吸收操作的基本概念；物理吸收的热力学基础、相平衡关系的应用；物理吸收的动力学基础、双膜理论、传质阻力的分析；化学吸收的平衡关系、传质速率；吸收过程的物料衡算与操作线方程；吸收设备及工艺第九章 吸附 吸附分离操作的分类与应用、常用吸附剂的性能、吸附平衡和吸附动力学、常用吸附设备、固定床吸附的穿透曲线第十章 其他分离过程离子交换剂的分类及结构；离子交换树脂的物理化学性质、离子交换基本原理、离子交换速度及影响因素；膜分离的分类、特点和膜的分类；膜分离过程的传递过程、机理；膜分离操作中的浓差极化现象及如何控制浓差极化的措施四、考核题型填空题、选择题、辨析题、名词解释、简答题或论述题、计算题等。五、成绩评定本课程考核总成绩由两部分组成：平时成绩占30%：作业成绩30% +实验成绩50% + 出勤成绩20%期末试卷成绩占70%执笔人： 审核人： （盖章）201 年 月