排水工程教学大纲.docx

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排水工程教学大纲

《排水工程》教学大纲

学分：

总学时：

99

面向专业：

给水排水工程

大纲执笔人：

赵星明大纲审定人：

一、说明

1、课程的性质、地位和任务

在城镇，从住宅、工厂和各种公共建筑中不断地排出各种各样的污水和废弃物，需要及时妥善地排除、处理或利用。

排水工程是用来收集、输送、处理和利用污水的一整套工程设施，其任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。

从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境，消除污水危害的作用。

从卫生方面讲，排水工程的兴建对保障人民的健康具有深远的意义。

从经济上讲，排水工程也具有重要意义。

2、课程教学的基本要求

本课程宜安排在学完水力学、水泵、水处理微生物学、普通化学等有关基础课或者专业基础课程之后，分为上、下册，分别在第六学期、第七学期完成。

上册：

着重弄清排水系统有关概念，掌握污水管道系统的设计计算方法，了解污水管道图纸的绘制，掌握雨水管渠系统的设计计算方法，了解排水管渠的材料、接口及基础，还有构筑物等。

主要利用了水力学的知识，是水力学在排水工程中的运用，所以在讲授时要把理论讲透，这样才能学得容易。

下册：

了解污水的性质与污染指标，弄清污水处理方法的分类，掌握污水处理的基本原理，掌握各种处理方法的原理、作用、计算方法、构筑物构造及运行方式、特点和适用范围，搞清工艺流程的组成以及其处理效率。

弄清污水厂的建设程序以及设计步骤，了解工业废水的处理方法，了解不同工业废水的特点及采用的工艺流程。

3、课程教学改革（与原课程内容做比较）

总体设想：

随着教学改革的进行，专业课学时越来越少，在这种情况下，必须提高课堂效率才能保证完成教学任务，所以应采用多媒体上课形式，并与实验模型结合起来，采用多种方式，提高教学效果。

二、教学大纲内容

上册：

第一章排水系统概论（3学时）

第一节概述

第二节排水系统的体制及其选择

合流制排水系统和分流制排水系统

第三节排水系统的主要组成部分

城市污水排水系统的主要组成部分、工业废水排水系统的主要组成部分、雨水排水系统的主要组成部分

第四节排水系统的布置形式

第五节工业企业排水系统和城市排水系统的关系

第六节废水的综合治理和区域排水系统

第七节排水系统的规划设计原则和任务

本章重点、难点：

1、排水系统的体制；

2、排水系统的布置形式

第二章污水管道系统的设计（12学时）

第一节设计资料的调查及设计方案的确定

设计资料的调查、设计方案的确定

第二节污水设计流量的确定

生活污水设计流量、工业污水设计流量、城市污水设计总流量计算

第三节污水管道的水力计算

水力计算的基本公式、污水管道水力计算的设计数据、污水管道的埋设深度、污水管道水力计算的方法

第四节污水管道的设计

确定排水区界、划分排水流域、管道定线和平面布置的组合、控制点的确定和泵站的设置地点、设计管段及设计流量的确定、污水管道的衔接、污水管道在街道上的位置

第五节污水管道的设计计算举例

第六节污水管道平面图和纵剖面图的绘制

第七节中水系统及其设计特点

中水的水质和水量、中水系统及其组成

第八节排水工程投资估算

排水工程投资估算综合指标、估算综合指标应用举例

本章重点、难点：

1、污水设计流量的确定

2、污水管道的水力计算

3、污水管道的设计

4、污水管道平面图和纵剖面图的绘制

5、中水系统

第三章雨水管渠系统的设计（6学时）

第一节雨量分析与暴雨强度公式

雨量分析的几个要素、暴雨强度公式

第二节雨水管渠设计流量的确定

雨水管渠设计流量计算公式、径流系统的确定、设计重现期P的确定、集水时间t的确定、特殊情况雨水设计流量的确定、雨水径流量的调节、雨水管渠设计流量计算的其它方法

第三节雨水管渠系统的设计和计算

雨水管渠系统平面布置的特点、雨水管渠水力计算的设计数据、雨水管渠水力计算的方法、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算、雨水管渠设计计算举例、立体交叉道路排水

第四节排洪沟的设计与计算

设计防洪标准、设计洪峰流量的计算、排洪沟的设计要点、排洪沟的水力计算、排洪沟的设计设计计算示例

第五节居住小区排水系统及其设计特点

居住小区排水体制及系统、排水设计流量、居住小区排水管道的布置及特点、居住小区排水管道水力计算的特点

第六节计算机在排水管道设计计算中的应用

污水管道设计程序、雨水管道设计程序

本章重点、难点：

1、暴雨强度的计算

2、雨水管渠设计流量的确定

3、雨水管渠系统的设计和计算

4、居住小区排水系统及其设计特点

第四章合流制管渠系统的设计（2学时）

第1节合流制管渠系统的使用条件和布置特点

第2节合流制排水管渠的设计流量

第一个溢流井上游管渠的设计流量、溢流井下游管渠的设计流量

第3节合流制排水管渠的水力计算要点

第4节合流制排水管渠的水力计算示例

第5节城市旧合流制排水管渠系统的改造

本章重点、难点：

1、合流制排水管渠设计流量

2、合流制排不管渠的水力计算示例

第五章排水管渠的材料、接口及基础（2学时）

第一节排水管渠的断面及材料

管渠的断面形式、对管渠材料的要求、常用排水管渠、管渠材料的选择

第二节排水管渠的接口

第三节排水管道的基础

第六章排水管渠系统上的构筑物（1学时）

第1节雨水口、连接暗井、溢流井

第2节检查井、跌水井、水封井、换气井

第3节倒虹管

第四节冲洗井、防潮门

第五节出水口

本章重点、难点：

1、排水管渠的断面和材料

2、排水管渠接口

第七章排水管渠系统的管理和养护（1学时）

第一节管理和养护的任务

第二节排水管渠的清通

第三节排水管渠的修理

本章重点、难点：

排水管渠的清通

下册：

第一章污水的性质与污染指标（1学时）

第一节污水

第二节城市污水的性质与污染指标

污水的物理性质及指标、污水的化学性质及指标、污水的生物性质及指标

第二章水体污染与自净（1学时）

第一节水体污染及其危害

水体的物理性污染及危害、无机物污染及危害、有机物污染及危害、病原微生物污染及危害

第二节水体自净的基本规律

水体的自净作用、水体水质基本模型、二维水体水质模型的应用、河流氧垂曲线方程、湖泊、水库水体水质模型

第三节水环境保护

水体水质评价、水环境容量、我国水环境法规与标准

第四节污水处理基本方法与系统

本章重点、难点

1、污水的性质与污染指标

2、水体自净的基本规律

第三章污水的物理处理（10学时）

第一节格栅

格栅分类、格栅的设计

第二节破碎机

破碎机的构造与安装

第三节沉淀理论

沉淀类型的分析、理想沉淀池原理、实际沉淀池与理想沉淀池之间的误差

第四节沉砂池

平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池、钟式沉砂池

第五节沉淀池

平流式沉淀池、普通辐流式沉淀池、向心辐流式沉淀池、竖流式沉淀池、斜板（管）沉淀池

本章重点、难点：

1、理想沉淀池原理

2、沉砂池的类型、设计计算及构造

3、沉淀池的类型、设计计算及构造

第四章污水的生物处理

（一）——活性污泥法（16学时）

第一节活性污泥法的基本原理

活性污泥处理法的基本概念与流程、活性污泥的形态与活性污泥微生物、活性污泥净化反应过程

第二节活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数

活性污泥净化反应影响因素、活性污泥处理系统的控制指标与设计、运行操作参数、第三节活性污泥反应动力学基础

莫诺（Monod）方程式、劳伦斯—麦卡蒂方程式

第四节活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数

传统活性污泥法处理系统、阶段曝气活性污泥法系统、再生曝气活性污泥法系统、吸附再生活性污泥法系统、延时曝气活性污泥法系统、高负荷活性污泥法系统、完全混合活性污泥法系统、多级活性污泥法系统、深水曝气活性污泥法系统、深井曝气活性污泥法系统、浅层曝气活性污泥法系统、纯氧曝气活性污泥法系统

第五节活性污泥处理系统的新工艺

氧化沟、间歇式活性污泥处理系统、AB法污水处理工艺

第六节曝气的理论基础

氧转移原理、氧转移的影响因素、氧转移速率与供气量的计算

第七节曝气系统与空气扩散装置

鼓风曝气系统与空气扩散装置、机械曝气装置

第八节活性污泥反应器--曝气池

曝气池的分类、推流式曝气池、完全混合式曝气池

第九节活性污泥处理系统的工艺设计

曝气池（区）容积的计算、曝气系统与空气扩散装置的计算与设计、污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置、二次沉淀池、曝气沉淀池各部位尺寸的确定、处理水的水质

第十节活性污泥处理系统的维护管理

活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化、活性污泥处理系统运行效果的检测、活性污泥处理系统运行中的异常情况

本章难点重点、难点：

1、活性污泥法的基本原理

2、活性污泥反应动力学基础

3、活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数

4、活性污泥处理系统的新工艺

5、曝气的理论基础

6、曝气系统与空气扩散装置

7、活性污泥处理系统的工艺设计

8、活性污泥处理系统的维护管理

第五章污水的生物处理

（二）—生物膜法（8学时）

第一节概述

生物膜的构造及其对有机物的降解、生物膜处理法的主要特征

第二节生物滤池

普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、曝气生物滤池

第三节生物转盘

生物转盘的组成与构造特点、生物转盘处理系统的工艺流程与组合、生物转盘的计算与设计、生物转盘处理技术的进展

第四节生物接触氧化

生物接触氧化处理技术的工艺流程、生物接触氧化池的构造及形式、生物接触氧化池的计算、生物接触氧化处理技术的应用

第五节生物流化床

生物流化床的工艺类型、生物流化床的构造

本章重点、难点：

1、生物膜

2、生物滤池

3、生物转盘

4、生物接触氧化

5、生物流化床

第6章污水的自然生物处理（2学时）

第一节稳定塘

稳定塘的净化机理、好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘、控制出水塘

第二节污水的土地处理系统

土地处理系统对污水的净化作用机理、污水土地处理系统工艺

本章重点、难点：

稳定塘、污水的土地处理系统

第7章污水的深度处理与回用（6学时）

第一节概述

第二节悬浮物的去除

混凝沉淀、过滤技术

第三节溶解性有机物的去除

活性炭吸附、臭氧氧化处理

第四节溶解性无机盐类的去除

脱盐技术

第五节污水的消毒处理

消毒方法、液氯消毒、臭氧消毒、次氯酸钠消毒、紫外线消毒

第六节脱氮技术

氨的吹脱去除、生物脱氮原理、生物脱氮工艺

第七节除磷技术

混凝沉淀除磷技术、生物除磷原理、生物除磷工艺

第八节同步脱氮除磷技术

巴颠甫（Bardenpho）脱氮除磷工艺、A-A-O法同步脱氮除磷工艺、生物转盘同步脱氮除磷工艺

第九节城市水资源的合理开发与利用

世界与我国水资源现状、城市污水水资源化与再生利用、城市污水再生利用与水质要求、城市污水回用的处理系统

本章重点、难点：

1、悬浮物的去除

2、污水的消毒处理

3、脱氮技术

4、除磷技术

第8章污泥的处理（8学时）

第一节污泥的分类、性质与排除

污泥的分类、性质及性质指标、污泥量及污水处理厂干固体物质平衡、污泥的输送、污泥流动的水力特性与水力计算

第二节污泥浓缩

污泥重力浓缩、污泥气浮浓缩、污泥的其他浓缩法

第三节污泥的厌氧消化

厌氧消化的机理、厌氧消化动力学、厌氧消化的影响因素、厌氧消化池池形、构造与设计、两级厌氧消化、两相厌氧消化、消化池的运行与管理、自然消化——双层沉淀池（殷霍夫池）

第四节污泥的好氧消化

好氧消化的机理、好氧消化池的构造及工艺设计

第五节沼气的利用

沼气脱硫、沼气利用

第六节污泥的自然干化

污泥自然干化场的分类与构造、干化场的脱水特点及影响因素、干化场的设计

第七节污泥消毒

巴氏消毒法（即低热消毒法）、石灰稳定法、加氯消毒法

第八节污泥的机械脱水

机械脱水前的预处理、机械脱水的基本原理与比阻、真空过滤脱水、压滤脱水、滚压脱水、离心脱水

第九节污泥的干燥

污泥干燥器分类、干燥器的干燥流程、干燥器的比较与选用

第十节污泥焚烧

完全焚烧、湿式燃烧——不完全焚烧

第十一节污泥的最终处置与利用

农肥利用与土地处理、污泥堆肥、污泥制造建筑材料、污泥裂解、污泥填地与填海造地、投海

本章重点、难点：

1、污泥浓缩

2、污泥的厌氧消化

3、污泥的好氧消化

4、污泥的机械脱水

5、污泥的干燥

第9章城市污水处理厂的设计（4学时）

第一节概述

城市污水的组成与水质特征、城市污水处理厂设计水质、城市污水处理厂的设计水量、正确处理工业废水与城市污水处理的关系

第二节设计步骤

设计的前期工作、扩大初步设计、施工图设计

第三节城市污水处理厂厂址的选择

第四节污水处理工艺流程的选定

处理工艺流程选定应考虑的因素、城市污水处理工艺的典型流程

第五节污水处理厂的平面布置与高程布置

污水处理厂的平面布置、污水处理厂的高程布置

第六节污水处理厂的配水与计量

处理构筑物之间连接管渠的设计、配水设备、污水计量设备

第七节污水处理厂的验收、运行管理、水质监测与自动控制

污水处理构筑物的验收、污水处理厂的调试、污水处理厂的运行管理、污水处理厂的水质监测、污水处理厂运行的自动控制

第八节城市污水处理厂的国内实例

天津纪庄子污水处理厂、邯郸市东污水处理厂

本章重点、难点：

1、城市污水处理厂的设计水量、水质

2、设计步聚

3、厂址选择

4、平面布置与高程布置

第10章工业废水处理（2学时）

第一节概述

工业废水的分类、工业废水对环境的污染

第二节工业废水污染源调查

控制工业废水污染源的基本途径、污染源调查

第三节废水的排放标准

国家标准《污水综合排放标准》（GB8978—1996）、部级标准《污水排人城市下水道水质标准》（CJl8--86）、国家标准《农田灌溉水质标准》（GB5084—92）

第四节工业废水处理方法概述

废水处理方法、废水处理方法的选择

第11章工业废水的物理处理（4学时）

第一节调节池

水量调节池、水质调节池、分流贮水池、调节池的搅拌

第二节离心分离

离心分离原理、离心分离设备

第三节除油

含油废水的来源及污染特征、除油装置、污油的脱水

第四节过滤

颗粒材料过滤、多孔材料过滤

第12章工业废水的化学处理（4学时）

第一节中和

酸碱废水互相中和法、药剂中和法、过滤中和法

第二节化学沉淀

氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法

第三节药剂氧化还原

药剂氧化法、药剂还原法

第四节臭氧氧化

臭氧的物理化学性质、臭氧的制备、空气的净化、臭氧接触反应设备、尾气处理、废水臭氧处理系统的设计、臭氧氧化法在废水处理中的应用、臭氧氧化法的优缺点

第五节电解

电解槽的结构形式和极板电路、电解法处理含铬废水、脉冲电解法处理含银废水、电解氧化法处理含氰废水、6电解氧化法处理含酚废水

第六节其他氧化还原法

空气氧化法、光氧化法、金属还原法

本章重点、难点：

1、中和

2、臭氧氧化

3、电解

第13章工业废水的物理化学处理（4学时）

第一节混凝

混凝的影响因素和操作程序、废水处理中常用的混凝剂和助凝剂、混凝设备

第二节气浮

气浮的基本原理、电解气浮法、散气气浮法、溶气气浮法、气浮法在废水处理中的应用

第三节吸附

吸附的类型、吸附剂、吸附等温线、吸附速度、影响吸附的因素、吸附操作方式、吸附剂的再生、吸附塔的设计、吸附法在废水处理中的应用

第四节离子交换

第五节电渗析

第六节扩散渗析

第七节反渗透

第八节超滤

超滤工作原理概述、超滤膜和膜组件、超滤膜表面的浓差极化现象、超滤的影响因素、超滤在废水处理中的应用

本章难点、重点：

1、混凝

2、气浮

3、吸附

4、超滤

第14章工业废水的生物处理（2学时）

第一节工业废水的可生化性

工业废水可生化性的评价方法、可生化性评价试验应注意的问题

第二节工业废水好氧生物处理

活性污泥法、生物膜法

第三节工业废水厌氧生物处理

三、本课程考核方式、方法

以闭卷考试为主。

附：

本课程建议使用教材及参考书

建议使用教材：

《排水工程》（上），孙彗修主编，中国建筑工业出版社；《排水工程》（下），张自杰等主编，中国建筑工业出版社。

主要参考书：

1．高廷耀主编，水污染控制工程（上）、（下），高等教育出版社。

2．重庆建工学院主编，《排水工程》（上）、（下），中国建筑工业出版社。

3．张希衡主编，废水治理工程，冶金工业出版社。

4．王宝贞主编，水污染控制工程，高等教育出版社。