《環(huán)境工程原理Ⅱ》課程教學(xué)大綱

《環(huán)境工程原理Ⅱ》課程教學(xué)大綱課程名稱環(huán)境工程原理Ⅱ課程代碼ZB0910-2a課程類型□通識教育平臺

□專業(yè)基礎(chǔ)平臺

√專業(yè)核心平臺

□專業(yè)發(fā)展平臺課程性質(zhì)√必修課□選修課開課單位化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院適用專業(yè)環(huán)境科學(xué)與工程總學(xué)時數(shù)36周學(xué)時數(shù)3課程學(xué)分2編寫人編寫時間202X年1月審批人一、教學(xué)目標(biāo)《環(huán)境工程原理》是環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、給水排水工程等相關(guān)專業(yè)的主干專業(yè)核心課，主要講述水處理工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理處置工程等環(huán)境污染防治以及生態(tài)修復(fù)工程中涉及的具有共性的基本現(xiàn)象和基本過程的基本原理。主要內(nèi)容包括環(huán)境工程原理基礎(chǔ)、分離過程原理和反應(yīng)工程原理三部分。環(huán)境工程原理基礎(chǔ)部分主要講述物料與能量守恒原理、傳遞過程等。分離過程原理部分主要講述沉淀、過濾、吸收、吸附、萃取等過程的基本原理。反應(yīng)工程原理部分講述化學(xué)和生物反應(yīng)計量學(xué)、動力學(xué)、各類反應(yīng)器的過程解析等。二、重點與難點《環(huán)境工程原理》是環(huán)境工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的主要任務(wù)是系統(tǒng)、深入地闡述環(huán)境污染控制工程，即水質(zhì)凈化與水污染控制工程、大氣（包括室內(nèi)空氣）污染控制工程、固體廢物處理與處置及資源化工程、物理污染控制工程，以及其他污染控制工程中涉及的具有共性的工程學(xué)基礎(chǔ)基本過程和現(xiàn)象，以及污染控制裝置的基本原理，為后期相關(guān)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。通過教學(xué)使學(xué)生掌握以下內(nèi)容：1.

環(huán)境工程學(xué)的基本概念和基本理論：主要包括物料與能量衡算、流體流動、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞過程的基本概念和基本理論。2.

分離過程的原理：主要包括沉淀、過濾、吸收、吸附、離子交換、膜分離等基本分離過程的原理。3.

反應(yīng)工程原理：主要包括化學(xué)與生物反應(yīng)計量學(xué)及動力學(xué)，各類化學(xué)與生物反應(yīng)器的解析與基本設(shè)計理論等。三、基本內(nèi)容與要求第八章

吸收（一）基本內(nèi)容：吸收的定義和應(yīng)用；吸收的類型；物理吸收的熱力學(xué)基礎(chǔ)；物理吸收的動力學(xué)基礎(chǔ)；化學(xué)吸收的特點；化學(xué)吸收的平衡關(guān)系；化學(xué)吸收的傳質(zhì)速率；吸收設(shè)備的主要工藝計算。（二）教學(xué)目的：了解吸收的類型；了解吸收設(shè)備的工藝基礎(chǔ)；理解化學(xué)吸收的特點及其傳質(zhì)速率；掌握物理吸收的熱力學(xué)與動力學(xué)基礎(chǔ)；掌握化學(xué)吸收的平衡關(guān)系；掌握吸收設(shè)備的主要工藝計算。（三）重點與難點：重點：物理吸收的熱力學(xué)基礎(chǔ)與動力學(xué)基礎(chǔ)；化學(xué)吸收的平衡關(guān)系；吸收設(shè)備的主要工藝計算難點：物理吸收的動力學(xué)基礎(chǔ)，化學(xué)吸收的傳質(zhì)速率；吸收設(shè)備的主要工藝計算第九章

吸附（一）基本內(nèi)容：吸附分離操作的基本概念；吸附分離操作的分類；吸附分離操作的應(yīng)用；常用吸附劑的主要特性；常用吸附劑；單組分氣體吸附；雙組分氣體吸附；液相吸附；吸附動力學(xué)；吸附操作與吸附穿透曲線。（二）教學(xué)目的：了解吸附動力學(xué)，理解吸附分離操作的基本概念，重點掌握吸附劑的主要特性和常用的吸附劑，掌握單組分的吸附平衡。掌握吸附操作和吸附穿透曲線。（三）重點與難點：本章重點是吸附劑的主要特性和常用吸附劑、單組分的吸附平衡、吸附操作與吸附穿透曲線。難點是單組分氣體吸附、雙組分氣體吸附平衡，吸附操作與吸附穿透曲線。第十章

其他分離過程（一）基本內(nèi)容：離子交換劑的分類；離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)；離子交換樹脂的物理化學(xué)性質(zhì)；離子交換基本原理；離子交換速率；萃取分離的特點；萃取過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)；萃取劑的選擇；萃取過程的流程和計算；膜分離過程的分類；膜分離特點；膜種類；膜分離過程中的傳遞過程。（二）教學(xué)目的：掌握離子交換基本原理、掌握離子交換速率的計算過程、掌握和應(yīng)用萃取過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)，掌握和應(yīng)用萃取過程的流程與計算、熟悉膜分離過程的分類、掌握膜反滲透和納濾、超濾和微濾中的傳遞過程，理解電滲析、氣體分離過程和滲透蒸發(fā)，了解膜的分類，離子交換劑的分類。（三）重點與難點：本章重點是離子交換原理、萃取過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)、萃取過程的流程與計算。難點是離子交換速率的計算、萃取過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)、萃取過程的流程和計算、反滲透和納濾、微濾和超濾、電滲析、離子交換膜。第十一章

反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)（一）基本內(nèi)容：反應(yīng)器的概念、反應(yīng)器的操作方式、反應(yīng)器內(nèi)物料的流動與混合狀態(tài)、反應(yīng)器的類型、反應(yīng)器的設(shè)計、反應(yīng)器的放大、反應(yīng)的計量關(guān)系、反應(yīng)動力學(xué)、反應(yīng)速率方程。（二）教學(xué)目的：了解反應(yīng)器的概念和操作方式，掌握反應(yīng)器的分類、理解反應(yīng)器的放大和設(shè)計、反應(yīng)的計量關(guān)系、反應(yīng)進度與轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率的定義及表示方法、理解反應(yīng)速率方程及反應(yīng)級數(shù)、掌握反應(yīng)速率常數(shù)。（三）重點與難點：本章重點是了解反應(yīng)器的概念和操作方式，掌握反應(yīng)器的分類，掌握反應(yīng)的計量關(guān)系。難點是反應(yīng)速率方程及反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)。第十二章

均相化學(xué)反應(yīng)器（一）基本內(nèi)容：反應(yīng)器的物料衡算、間歇反應(yīng)器、半間歇反應(yīng)器、完全混合流連續(xù)反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器。（二）教學(xué)目的：

掌握反應(yīng)器的物料衡算，掌握間歇反應(yīng)器的特點、設(shè)計方程與相關(guān)計算，理解半間歇反應(yīng)器的操作方法，掌握單級全混流反應(yīng)器、多級串聯(lián)全混流反應(yīng)器以及簡單的平推流反應(yīng)器的特點及其設(shè)計方程與相關(guān)計算，了解具有循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器。（三）重點與難點：本章重點是間歇反應(yīng)器的設(shè)計方程、單級和多級群混了反應(yīng)器的設(shè)計方程及其計算，簡單的平推流反應(yīng)器的操作方法、設(shè)計方程及其計算、難點是多級串聯(lián)全混流反應(yīng)器的計算，平推流與全混流反應(yīng)器的對比，循環(huán)反應(yīng)器的物料衡算。第十三章

非均相化學(xué)反應(yīng)器（一）基本內(nèi)容：固相催化反應(yīng)、固體催化劑、固相催化反應(yīng)過程、固相催化反應(yīng)的本征動力學(xué)、固相催化反應(yīng)的宏觀動力學(xué)、固相催化反應(yīng)器的設(shè)計與操作、氣液相反應(yīng)器、氣-液相反應(yīng)動力學(xué)、氣-液相反應(yīng)器的設(shè)計。（二）教學(xué)目的：理解催化反應(yīng)的特征，掌握固體催化劑的組成和物理性狀，掌握固相催化反應(yīng)的本征動力學(xué)，了解固相催化反應(yīng)器的設(shè)計與操作，理解氣-液相瞬間反應(yīng)動力學(xué)，了解氣-液相慢速反應(yīng)動力學(xué)。（三）重點與難點：本章重點是固體催化劑，氣固相催化反應(yīng)動力學(xué)。難點是氣固相催化反應(yīng)的本征動力學(xué)、氣固相催化反應(yīng)的宏觀動力學(xué)及其氣固相催化反應(yīng)器的設(shè)計與操作，氣-液相反應(yīng)動力學(xué)。第十四章

微生物反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)（一）基本內(nèi)容：微生物及其特性、微生物反應(yīng)及其在污染控制中的應(yīng)用、微生物反應(yīng)綜合方程、細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)、微生物生長速率、基質(zhì)消耗速率、微生物生長速率與基質(zhì)消耗速率的關(guān)系、代謝產(chǎn)物的生成速率。（二）教學(xué)目的：了解微生物反應(yīng)及其在污染控制中的應(yīng)用、理解微生物反應(yīng)的計量關(guān)系，掌握細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)、微生物生長速率、基質(zhì)消耗速率，掌握微生物生長速率與基質(zhì)消耗速率的關(guān)系，理解代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率系數(shù)（三）重點與難點：本章重點是微生物反應(yīng)綜合方程、細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)，微生物生長速率、基質(zhì)消耗速率、代謝產(chǎn)物的生成速率。難點是微生物生長速率與基質(zhì)消耗速率的關(guān)系。第十五章

微生物反應(yīng)器（一）基本內(nèi)容：微生物反應(yīng)器的概念、間歇懸浮微生物反應(yīng)器、半連續(xù)懸浮微生物反應(yīng)器、連續(xù)懸浮微生物反應(yīng)器、完全混合生物膜反應(yīng)器、平推流生物膜反應(yīng)器、生物膜反應(yīng)器設(shè)計計算方程的簡化。（二）教學(xué)目的：掌握微生物反應(yīng)器的概念與間歇懸浮微生物反應(yīng)器；理解半連續(xù)懸浮微生物反應(yīng)器；了解連續(xù)懸浮微生物反應(yīng)器，了解完全混合生物膜反應(yīng)器與平推流生物膜反應(yīng)器。（三）重點與難點：本章重點是間歇懸浮微生物反應(yīng)器、半連續(xù)懸浮微生物反應(yīng)器、連續(xù)懸浮微生物反應(yīng)器。難點是完全混合生物膜反應(yīng)器、平推流生物膜反應(yīng)器，生物膜反應(yīng)器設(shè)計計算方程的簡化。第十六章

反應(yīng)動力學(xué)的解析方法（一）基本內(nèi)容：動力學(xué)實驗的一般步驟、動力學(xué)實驗數(shù)據(jù)的一般解析方法、間歇反應(yīng)器的動力學(xué)實驗方法、實驗數(shù)據(jù)的積分解析法、實驗數(shù)據(jù)的微分解析法、全混流槽式連續(xù)反應(yīng)器動力學(xué)實驗方法、平推流反應(yīng)器動力學(xué)實驗方法。（二）教學(xué)目的：掌握動力學(xué)實驗的一般步驟、間歇反應(yīng)器的動力學(xué)實驗方法；理解全混流槽式連續(xù)反應(yīng)器動力學(xué)實驗方法，了解平推流反應(yīng)器動力學(xué)實驗方法。（三）重點與難點：本章重點是了解間歇反應(yīng)器的動力學(xué)實驗方法、全混流槽式連續(xù)反應(yīng)器動力學(xué)實驗方法。難點是實驗數(shù)據(jù)的積分解析法、實驗數(shù)據(jù)的微分解析法、平推流反應(yīng)器動力學(xué)實驗方法。四、教學(xué)方法與手段主要以課堂教授為主，同時探索課堂教學(xué)改革，推廣啟發(fā)式、探究式、合作式、項目式、案例式、討論式等教學(xué)方法的運用，推廣小班化（小組式）、混合式、翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下教學(xué)相結(jié)合的方式，提高課程教學(xué)有效性。五、授課內(nèi)容學(xué)時分配

章節(jié)教

學(xué)

內(nèi)

容學(xué)時第八章

吸收6第九章吸附6第十章其他分離過程6第十一章反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)3第十二章均相化學(xué)反應(yīng)器3第十三章非均相化學(xué)反應(yīng)器3第十四章微生物反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)3第十五章微生物反應(yīng)器3第十六章反應(yīng)動力學(xué)的解析方法3合

計36

六、考核方式（一）考核方式根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求，本課程主要采用閉卷考試的考核方式。（二）成績構(gòu)成根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求，期末考試成績占60％，平時成績占40％。平時成績由課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)兩部構(gòu)成，其中，課堂視頻學(xué)習(xí)占15％、課外作業(yè)占15%；訪問次數(shù)占5%，課外討論占5%，包括課外討論、課外閱讀等。七、教材與參考書目（一）使用教材胡洪營,

張旭,

黃霞等.《環(huán)境工程原理》（第三版）,

高等教育出版社,2015年.（二）參考書目[1]

賀文智,

李光明.《環(huán)境工程原理》,

化學(xué)工業(yè)出版社,2014年.[2]

張柏欽,

王文選.《環(huán)境工程原理》,

化學(xué)工業(yè)出版社,2010年.[3]

陳敏恒,

叢德滋.《化工原理》（第三版）,

化學(xué)工業(yè)出版社,2006年.[4]

叢德滋等.

《化工原理詳解與應(yīng)用》,

化學(xué)工業(yè)出版社,2002年.[5]

鄧修,

吳俊生.《化工分離工程》,

科學(xué)出版社,2000年.[6]

賀文智,

李光明.《環(huán)境工程原理》,

化學(xué)工業(yè)出版社,2014年.[7]

張柏欽,

王文選.《環(huán)境工程原理》,

化學(xué)工業(yè)出版社,2010年.[8]

胡洪營,

黃霞,

張旭.《環(huán)境工程原理習(xí)題集》,

高等教育出版社,2006年.[9]

賈紹義,

柴誠敬.《化工傳質(zhì)與分離過程》,

化學(xué)工業(yè)出版社,2001年.[10]

阿豐索,

克雷斯波;

徐振良,

魏永明,

陳桂娥譯.《綠色分離過程——基礎(chǔ)與應(yīng)用》,

華東理工大學(xué)出版社,2008年.[11]

姜維鈞.《新型傳質(zhì)分離技術(shù)》,

化學(xué)工業(yè)出版社,1992年.[12]

劉佳祺.《分離過程》,

化學(xué)工業(yè)出版社,2002年.[13]

陳甘棠.《化學(xué)反應(yīng)工程》,

化學(xué)工業(yè)出版社,