《水處理技術(shù)創(chuàng)新》教學(xué)大綱

《水處理技術(shù)創(chuàng)新》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03178372課程性質(zhì)：專業(yè)創(chuàng)新課程學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（實驗32學(xué)時）先修課程：水污染控制工程、環(huán)境工程微生物學(xué)、環(huán)境工程原理后續(xù)課程：環(huán)保設(shè)備選型與應(yīng)用B、環(huán)境工程施工與核算適用專業(yè)：環(huán)境工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《水處理技術(shù)創(chuàng)新》是環(huán)境工程專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新課程。該課程旨在培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在水處理生化處理領(lǐng)域中技術(shù)創(chuàng)新的能力。通過本課程的實驗操作，學(xué)生將深入理解水處理厭氧生物處理技術(shù)和好氧生物處理技術(shù)的原理、特點和應(yīng)用，分別掌握厭氧和好氧生物處理工業(yè)有機(jī)廢水的基本方法、影響因素和實驗技巧，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析和解決實際問題的能力，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。同時，課程還將引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)前水處理領(lǐng)域的熱點問題和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)其解決問題和創(chuàng)新思維的能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：熟悉厭氧和好氧生物處理工業(yè)有機(jī)廢水的基本原理、基本方法和實驗技巧，初步具備分析、運用及設(shè)計好氧生物處理及厭氧生物處理技術(shù)實驗的能力，掌握厭氧處理和好氧處理中相關(guān)影響因素的探究方法，具備水處理技術(shù)創(chuàng)新的基本素質(zhì)。。課程目標(biāo)2：能根據(jù)不同的廢水特點，設(shè)計選擇合理的水處理工藝，選擇合理的工程參數(shù)；能堅定對專業(yè)的熱愛，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)踏實的工作作風(fēng)和良好的職業(yè)素養(yǎng)。課程目標(biāo)3：能根據(jù)污廢水的特點及處理要求，選用科學(xué)的實驗方法進(jìn)行小試實驗，能正確采集實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行科學(xué)分析，在實驗小試階段得到切實可行的解決方案。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《水處理技術(shù)創(chuàng)新》課程教學(xué)目標(biāo)對環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度2.問題分析2.2能根據(jù)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理分析環(huán)境工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，獲得多種解決方案。課程目標(biāo)1：掌握污水處理工程的基本原理，包括廢水的物理處理、化學(xué)處理、物理化學(xué)處理、生物處理方法等原理；熟悉當(dāng)前國內(nèi)外污水處理研究的新成果和新技術(shù)，對環(huán)境工程領(lǐng)域的工業(yè)污水問題能給出具體的解決方案。H3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.2能夠設(shè)計滿足環(huán)境工程領(lǐng)域需求的工程相關(guān)系統(tǒng)、單元（環(huán)節(jié)）或工藝流程，并具有對設(shè)計進(jìn)行集成的能力。課程目標(biāo)2：能根據(jù)不同的廢水特點，設(shè)計選擇合理的水處理工藝，選擇合理的工程參數(shù)；能堅定對專業(yè)的熱愛，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)踏實的工作作風(fēng)和良好的職業(yè)素養(yǎng)。M4.研究4.2能夠設(shè)計方案，選用或搭建實驗裝置，采用科學(xué)的實驗方法，安全地開展實驗，能采集和分析實驗數(shù)據(jù)。課程目標(biāo)3：能根據(jù)污廢水的特點及處理要求，選用科學(xué)的實驗方法進(jìn)行小試實驗，能正確采集實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行科學(xué)分析，在實驗小試階段得到切實可行的解決方案。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配《水處理技術(shù)創(chuàng)新》的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2實驗項目、實驗內(nèi)容與學(xué)時實驗項目實驗內(nèi)容和要求實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)項目一好氧生物法處理工業(yè)廢水1.1好氧實驗裝置的搭建及運行（4學(xué)時）1.2污泥濃度提升方法的探究污泥濃度（4學(xué)時）1.3C/N值對出水水質(zhì)的影響探究（4學(xué)時）1.4混合液pH對出水水質(zhì)的影響探究（4學(xué)時）實驗要求：實驗設(shè)計應(yīng)具有創(chuàng)新性，針對現(xiàn)有的好氧水處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化。實驗操作應(yīng)規(guī)范，遵循實驗步驟，控制好實驗條件，記錄好實驗數(shù)據(jù)，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠。應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行分析，評估水處理效果和可行性。實驗內(nèi)容：穩(wěn)定運行水處理工藝試驗設(shè)備；探究水力停留時間、曝氣量、進(jìn)水負(fù)荷和添加污泥載體等方法增加污泥量的有效性；通過設(shè)置不同的進(jìn)水C/N值梯度，探究進(jìn)水C/N值對好氧處理效果的影響；通過設(shè)置不同的進(jìn)水pH值梯度，探究進(jìn)水pH值對好氧處理效果的影響和好氧污泥對pH對耐受閾值。161、2、3項目二厭氧生物法處理工業(yè)廢水1.1實驗裝置的搭建及實驗條件的優(yōu)化（4學(xué)時）1.2泥水混合程度對出水效果的影響探究（4學(xué)時）1.3回流比對厭氧出水的影響（4學(xué)時）1.4混合液C/N值對厭氧出水的影響（4學(xué)時）實驗要求：實驗設(shè)計應(yīng)具有一定創(chuàng)新性，針對現(xiàn)有的厭氧水處理技術(shù)面臨的難題或不足進(jìn)行改進(jìn)。實驗操作規(guī)范，遵循實驗步驟，規(guī)范記錄實驗數(shù)據(jù)，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠。應(yīng)對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，評估處理效果和可行性。實驗內(nèi)容：搭建并穩(wěn)定運行水處理工藝試驗設(shè)備；通過外設(shè)攪拌設(shè)備設(shè)置不同的泥水混合程度，探究泥水混合程度對出水效果的影響；對厭氧反應(yīng)器增加回流設(shè)備，設(shè)置不同回流比，探究不同回流比對出水效果的影響和反應(yīng)器抗沖擊能力；通過設(shè)置不同的進(jìn)水C/N值梯度，探究進(jìn)水C/N值對厭氧處理效果的影響。161、2、3五、教學(xué)方法及手段本課程積極探索教學(xué)方法改革，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的手段來驗證理論課程的內(nèi)容，介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護(hù)方法以及綜合實驗內(nèi)容的思路和方案設(shè)計等。課程要求學(xué)生在課前認(rèn)真閱讀實驗指導(dǎo)書，通過學(xué)習(xí)通或其它平臺學(xué)習(xí)與本實驗有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真填寫預(yù)習(xí)報告。課堂授課時，教師講授原理和介紹相關(guān)操作，學(xué)生動手操作，主要考核學(xué)生動手操作能力，輔以教師巡視指導(dǎo)，及課堂教學(xué)后期的實驗注意事項總結(jié)等，期間嚴(yán)格遵守實驗紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器。課后要求學(xué)生認(rèn)真撰寫實驗報告，回答課后思考題，以加深對水處理理論知識的理解，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)及對工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。課下，教師通過學(xué)習(xí)通、微信、釘釘?shù)裙ぞ?，隨時在線為學(xué)生輔導(dǎo)答疑，加強(qiáng)和學(xué)生之間的交流和溝通。六、課程資源1.推薦教材：自編教材2.參考書：（1）成官文.水污染控制工程實驗教學(xué)指導(dǎo)書[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2020.（2）胡磊.水污染控制實驗教程[M].南京:河海大學(xué)出版社,2019.（3）高廷耀.水污染控制工程（下冊）[M].北京:高教出版社,2015.（4）陳杰瑢.環(huán)境工程技術(shù)手冊[M].北京:科學(xué)出版社,2008.（5）李秀芬.水污染控制工程實踐[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2012.3.期刊：（1）WuMenglei,etal.\t"/webvpn/LjE1Ny4yMTUuMjEzLjE2NS4yMTc=/LjE3Mi4yMDAuMTk1LjEwMS4xNTMuMTAxLjE0OS4xNjEuMTU3LjE1NC4xNDguMTYwLjE1MC4yMTU=/KNS/brief/_blank"HeavymetalpollutionfromcoppersmeltingduringtheShangDynastyattheLaoniupositeintheBaheRivervalley[J].JournalofGeographicalSciences,2021(11):237-242.（2）趙敏娟.好氧顆粒污泥處理低C/N生活污水的新策略研究[J].水處理技術(shù),2021,47(12):112-115.（3）張恒宜.活性炭固載離子液體的制備及對Cr(VI)的吸附性能研究[J].化學(xué)與生物工程,2021,(11):256-264.（4）李杰.好氧顆粒污泥污水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2021,44(11):176-183.（5）姜清月.紫外高級氧化技術(shù)去除2-MIB的研究與應(yīng)用[J].工業(yè)水處理,2021,42(04):24-29.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）黃霞.水處理工程.北京:清華大學(xué)公開課.2020.09./learn/THU08251000390/THU08251000390/4227161/video/6188476（2）楊偉華.水污染控制工程.北京：中國大學(xué)慕課.2021.09.httpss:///course/XZNU-1206690838?from=searchPage（3）袁怡等.水污染控制工程.北京：中國大學(xué)慕課.2021.09.httpss:///course/USTS-1461393161?from=searchPage七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐本課程成績由多個實驗報告成績的平均分評定。每份實驗報告成績由過程性考核成績構(gòu)成，分為實驗預(yù)習(xí)、操作過程、結(jié)果分析三個階段，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核實驗預(yù)習(xí)30（1）根據(jù)課堂出勤情況和實驗預(yù)習(xí)情況進(jìn)行考核。（2）在報告模板中，將分?jǐn)?shù)段分為四級，依據(jù)完成程度不同在不同階段打勾，批報告時給定總分?！獭?515操作過程40（1）對每位學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實驗操作情況、小組協(xié)作情況進(jìn)行評定。（2）對每位學(xué)生的實驗操作結(jié)果和數(shù)據(jù)記錄情況進(jìn)行評定。（3）根據(jù)評定結(jié)果，在操作成績欄對應(yīng)的四等級處打勾，批報告時給定總分?！獭獭?0515結(jié)果分析30（1）對每位學(xué)生的數(shù)據(jù)處理情況進(jìn)行評定，包括數(shù)據(jù)表格整理、公式、圖表、計算過程等。（2）對每位學(xué)生的結(jié)果表示和分析，及問題回答情況進(jìn)行評定。（3）根據(jù)評定結(jié)果，在操作成績欄對應(yīng)的四等級處打勾，并給定報告總分?！獭獭?1510合計：100分402040八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：實驗課成績評定采用五級制，由預(yù)習(xí)、實驗過程成績和實驗結(jié)果分析成績來綜合評定?？己艘螅簩嶒灴偝煽?yōu)?00分，實驗預(yù)習(xí)成績30分（占比30%），實驗操作過程成績40分（占比40%），實驗結(jié)果分析成績30分（占比30%）。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重（%）100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>