（一）基本信息

中文课程名称：环境工程基础实验                                   

英文课程名称：Basic experiment in environmental engineering

课程编号：0202010

学分：0.5

总学时：24h

适用专业：环境工程

先修课程：《环境工程微生物学》、《流体力学与流体机械》、《化工原理》

开课系（教研部）：环境工程

执笔：王 玫

审核：史少欣

课程简介：

《环境工程基础实验》是环境工程专业的一门重要专业学科基础实验。本实验的任务是使学生进一步掌握《环境工程微生物学》、《流体力学与流体机械》、《化工原理》实验的基本操作方法和基本实验技能，加深对《环境工程微生物学》、《流体力学与流体机械》、《化工原理》理论知识的理解和掌握。通过本课程的实验，使学生了解微生物接种、培养、纯种分离的基本操作技术；掌握流体力学与流体机械实验的主要过程及基本实验方法；了解从事环境工程科学实验的主要过程及基本实验方法；从而得到“从事环境科学实验技能的基本训练”。

（二）课程的性质和地位

1．课程的性质

本实验课程是学科基础平台课，为独立设课实验。

2．课程的地位

1）本课程是环境工程专业的专业基础实验，通过本实验使学生具有从事环境工程的基本的实验技能。

2）本课程实验的先修课程及相关课程有《环境工程微生物学》、《流体力学与流体机械》、《化工原理》。

（三）教学目标

通过本课程的实验，使学生了解微生物接种、培养、纯种分离的基本操作技术；掌握流体力学与流体机械实验的主要过程及基本实验方法；了解从事环境工程科学实验的主要过程及基本实验方法；从而得到“从事环境科学实验技能的基本训练”。

本课程支撑毕业要求如下:

毕业要求4.2掌握环境分析所需的基础知识及必要的的分析测试手段并能解决工程问题。

课程涉及知识技能及相关能力培养

掌握环境微生物操作的基本知识： 能够熟练掌握显微镜及染色鉴定、细菌计数的方法，并熟练运用这些方法设计相应的实验。

能够利用显微镜、染色、分离鉴定等手段，结合环境工程微生物基本原理，了解并识别活性污泥体系中的团聚体、原生动物、后生动物，认识其复杂性。

能够掌握流体力学与化工原理实验操作的基本知识：能够掌握流体力学的基本原理，掌握精馏、吸收等原理计算，并熟练运用这些知识于实验中。

沟通能力：通过小组讨论，锻炼沟通表达能力，能够将环境工程微生物、流体力学、化工原理的基本原理准确的应用于实际检验过程中，并用准确的形式向受众进行传达，包括撰写报告、陈述发言、清晰表达或回应指令。

研究性学习的能力：能够基于环境工程微生物、流体力学、化工原理的原理并采用科学方法对环境质量问题进行研究，包括分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

（四）实验项目与学时分配  

（五）实验项目内容与教学要求

实验一 （验证性）  培养基的制备和灭菌

1.实验内容：

1)玻璃器皿的洗涤和包装；

2）肉膏蛋白胨琼脂培养基(供测定细菌总数用及细菌纯种分离培养用)；

3)无菌稀释水的制备；

4)灭菌。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

微生物培养、灭菌

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）熟悉玻璃器皿的洗涤和灭菌前的准备工作；

（2）注意无菌操作。

实验二  （综合性）  细菌纯种分离、培养和接种技术

1.实验内容：

1)稀释平板分离法：稀释水样；

2）斜面接种技术；

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

微生物分离培养、接种技术

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）掌握从环境（土壤、水体、活性污泥、垃圾、堆肥等）中分离培养细菌的方法，从而获得若干种细菌纯培养技能；

（2）掌握几种接种技术。

实验三  （验证性）  纯培养菌种的菌体、菌落形态的观察与细菌菌落总数的测定

1.实验内容：

1) 菌落形态特征的观察；

2）用肉眼观察，计平板上的细菌菌落数，也可用放大镜和菌落计数器计数。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

微生物菌落形态，细菌总数计数

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）观察几种细菌的个体形态及与其相应的菌落形态特征；

（2）掌握细菌菌落总数的计数方法。

实验四 （验证性）  微生物的染色

1.实验内容：

1) 细菌的简单染色：涂片、干燥、固定、染色、水洗、吸干、镜检；

2）细菌的革兰氏染色。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

细菌的染色

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）学习微生物的染色原理；

 （2）掌握染色的基本操作技术，特别是革兰氏染色法。

实验五（验证性）  光学显微镜的操作及细菌个体形态的观察

1.实验内容：

1) 掌握光学显微镜的结构、原理，学习显微镜的操作方法和保养；

2）观察细菌的个体形态，。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

显微镜

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）掌握光学显微镜的结构、原理，学习显微镜的操作方法和保养；

 （2）学会生物图的绘制。

实验六（验证性）  微生物细胞数的记数

1.实验内容：

1) 了解血球记数板的结构；

2）测定酵母菌的个数。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

显微镜、血球计数板

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）了解血球记数板的结构，能进行细胞计数，掌握使用和计算方法。

实验七（验证性） 管路流体阻力的测定

1.实验内容：

测定实验装置摩擦系数λ和局部阻力系数ζ。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

沿程阻力损失、局部阻力损失

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）熟悉管路流体阻力实验装置（包括光滑试验管、粗糙试验管、扩大与缩小试验管、孔板流量计）构造及其工作原理；

（2）掌握管路流体阻力实验装置的使用方法。

实验八（验证性） 伯努利实验

1.实验内容：

观察不可压缩流体在导管内流动时的各种形式机械能的相互转化现象，并验证机械能衡算方程(伯努利方程)。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

伯努利方程

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）进一步加深对伯努利实验的原理的理解；

（2）掌握伯努利试验仪的使用方法。

实验九（验证性） 流体流动形态及临界雷诺系数的测定

1.实验内容：

观察流体流动过程的不同流型及其转变过程，测定流型转变时的临界雷诺数。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

雷诺数

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）了解雷诺试验装置的实验原理；

（2）学会使用雷诺试验装置。

实验十 （验证性） 流体力学仿真实验

1.实验内容：

用模拟实验装置测定相关实验参数借以验证课堂所学的知识。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

雷诺数、伯努利方程、阻力损失

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）掌握流体力学与流体机械仿真实验所涉及的相关模拟操作方法。

实验十一（验证性） 水-蒸汽的传热实验

1.实验内容：

实验测量传热系数。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

传热

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）熟悉水-蒸汽的传热实验设备的构造及其传热原理；

 （2）掌握裸水-蒸汽的传热实验设备的使用方法。

实验十二  （验证性）气-气列管换热实验

1.实验内容：

测量气-气列管换热的传热系数。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

传热

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）进一步加深热交换传热实验的原理的理解；

 （2）掌握气-气列管换热实验仪的使用方法。

实验十三  （验证性）填料塔精镏实验

1.实验内容：

通过改变回流比观察所给实验组分（水-酒精）的精镏效果。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

精馏、填料塔

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）了解填料塔连续精镏实验仪的构造和实验原理；

 （2）掌握填料塔连续精镏实验仪的使用方法。

实验十四（设计性） CO₂吸收实验

1.实验内容：

根据CO₂的溶解性，选择不同的溶液作为吸收剂，自主设计试验方案，在实验过程中具体掌握气体吸收时溶剂的影响、物理吸收和化学吸收的区别。

根据实验数据，推导出化学吸收公式，并与物理吸收公式进行对比；

通过实验测量CO₂气体吸收系数、吸收速率，将化学吸收时吸收系数、吸收速率与物理吸收时吸收系数、吸收速率相对比，研究化学吸收与物理吸收之间的根本性区别。

本实验的设计参数为吸收剂的选择，设计要求为学生能够根据不同的吸收类型选择不同的吸收剂，完成物理吸收和化学吸收实验，并且根据测定的数据推导出化学吸收的传质系数公式，与物理吸收传质系数公式相比较厌氧发酵气体中CO₂吸收实验。实验要求学生自行完成。

2.教学要求：

1）实验前须复习的课程内容：

      吸收、填料塔

2）实验预习报告要求：

包含实验目的、实验原理、实验步骤。

3）实验要求：

（1）了解填料塔CO₂气体吸收实验仪的实验原理及影响CO₂吸收的因素；

 （2）掌握填料塔CO₂气体吸收实验仪的使用方法。

（六）考核方式与成绩评定

考核方式：实验考核

成绩评定：考勤20%、实验操作30%、实验报告50% 。

（七）推荐教材或讲义及主要参考书

1．王平宇、魏洽．《环境工程微生物学实验》[M]，南昌航空工业学院教材科，2004．

2．周群英、高廷耀．《环境工程微生物学》[M]，  北京：高等教育出版社，2001．

3．王玫．《化工原理实验讲义》[M]，南昌航空大学，2008．

4．蔡增基、龙天渝．《流体力学泵与风机》（第四版）[M]，建筑工业出版社，1999年．

5. 王志魁等．《化工原理》[M]，化学工业出版社，2005年，第3版．

6．北京清华华教公司．《化学工程实验仪器系列》使用说明书[M]，2009．

7. 林华盛等．《化工原理实验》[M]，化学工业出版社，2011．