环境工程综合实验大纲
(一)基本信息
中文课程名称:环境工程综合实验
英文课程名称:Experiment of Environmental Engineering
课程编号:0202017
学分:1.5
总学时:56h
适用专业:环境工程
先修课程:《环境监测》、《水污染控制工程》、《固体废物处理与资源化》
开课系(教研部):环境工程
执笔:王玫
审核:杨莉
课程简介:
《环境工程综合实验》是一门专业必修实验,是环境工程专业的学生接受科学实验能力培养的开端,要求学生通过本课程的实验,了解环境工程实验的一般过程,环境工程实验的基本技术(前处理技术、分析测试技术及数据处理技术等),从而得到“从事科学实验的基本训练”。
(二)课程的性质和地位
1.课程的性质
本实验课程是学科专业必修课,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实验,通过本实验使学生具有从事环境工程的科学实验的实验技能。
2)本课程实验的先修课程及相关课程有《环境监测》、《水污染控制工程》、《固体废物处理与资源化》。
(三)教学目标
通过本课程的实验,使学生了解环境监测的操作技术;掌握水处理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实验方法;从而得到“从事环境科学实验技能的基本训练”, 培养与提高学生进行科学实验的能力:理论与实践相结合、自学能力、动手实践能力、思维判断能力、表达书写能力、自行设计实验的能力。
本课程支撑毕业要求如下:
毕业要求8.3理解复杂环境工程问题中涉及的关键科学问题,设计实验并能分析总结实验数据,通过信息综合得到合理有效的结论。
课程涉及知识技能及相关能力培养
工程知识:经典的环境科学与工程基本原理和实验技术,以及最新的环境保护的法规、环境工程学科发展方向和研究动态;
问题分析:数学、自然科学和工程科学的基本原理,并通过数据、资料研究,分析环境工程问题,以获得有效结论。
工程研究:文献资料查阅、工艺流程设计,实验方案和分析方法建立,实验数据的综合分析与解释,撰写实验研究报告
工程师伦理:环保工程师的社会责任感和品德修养、良好的心理素质和沟通交流能力
工程教育:安全、环境与健康的教育,环境、社会可持续发展教育
能力培养:培养学生工程意识、职业意识、安全环境健康(SHE)的责任意识;初步掌握环境工程科学研究的方法,能够主动查阅文献资料,设计实验研究方案,开展工艺优化和分析研究,撰写实验研究报告,提高创新能力。
(四)实验项目与学时分配
项目 编号 | 实 验 项目 | 实验学时 | 实验类型 | 实验要求 | 每组人数 |
1 | 实验一、空气中SO2的测定 | 4 | 验证性 | 选修 | 2-3 |
2 | 实验二、大气中NOX的测定 | 4 | 验证性 | 选修 | 2-3 |
3 | 实验三、水样化学需氧量的测定 | 3 | 验证性 | 必修 | 2-3 |
4 | 实验四、水样总磷的测定 | 4 | 验证性 | 必修 | 2-3 |
5 | 实验五、水样总铬的测定 | 6 | 综合性 | 必修 | 2-3 |
6 | 实验六、空气中总悬浮颗粒(TSP)的测定 | 3 | 验证性 | 必修 | 2-3 |
《环境监测》实验小计 | 24h | 必修学时:20h | |||
7 | 实验八、混凝实验 | 2 | 验证性 | 必修 | 2-3 |
8 | 实验九、还原-沉淀实验 | 4 | 验证性 | 必修 | 2-3 |
9 | 实验十、斜板沉淀实验 | 2 | 验证性 | 选修 | 2-3 |
10 | 实验十一、超滤实验 | 2 | 验证性 | 选修 | 2-3 |
11 | 实验十二、曝气实验 | 2 | 验证性 | 必修 | 2-3 |
12 | 实验十三、反渗透实验 | 2 | 验证性 | 选修 | 2-3 |
13 | 实验十四、过滤实验 | 4 | 验证性 | 选修 | 2-3 |
14 | 实验十五、重金属废水化学处理法 | 16 | 综合设计性 | 选修 | 5-10 |
15 | 实验十六、重金属废水膜处理法 | 16 | 综合设计性 | 选修 | 5-10 |
16 | 实验十七、生活污水处理 | 16 | 综合设计性 | 选修 | 5-10 |
《水处理实验》小计 | 66h | 必修学时:28h | |||
17 | 实验十八、果皮果壳预处理及好氧堆肥 | 2 | 验证性 | 必修 | 3-4 |
18 | 实验十九、好氧堆肥腐熟度测定 | 2 | 验证性 | 必修 | 3-4 |
19 | 实验二十、污水处理厂污泥生物发酵 | 2 | 验证性 | 必修 | 3-4 |
20 | 实验二十一、生物发酵气体的测定及微生物种群鉴别 | 2 | 综合性 | 必修 | 3-4 |
《固体废物处理与处置实验》小计 | 8h | 必修学时:8h | |||
合计 | 110h | 必修学时:56h 选修学时:12h |
(五)实验项目内容与教学要求
实验一 (验证性) 空气中SO2的测定
1.实验内容:
采用甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定空气中的二氧化硫。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
气体采样、二氧化硫
(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)掌握大气采样器和溶液吸收采样法的操作。
实验二(验证性)大气中NOX的测定
1.实验内容:
采用分光光度法测定空气中的氮氧化物。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
气体采样、氮氧化物
(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)掌握大气中氮氧化物的测定方法。
(2)了解氮氧化物的测定原理。
实验三(验证性)水样中化学需氧量的测定
1.实验内容:
采用国标法法测定水样中的化学需氧量
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
水体污染、化学需氧量
(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)掌握用重铬酸钾法测定水样化学需氧量的原理和过程。
(2)掌握硫酸亚铁铵标准溶液的配制、标定过程。
(3)熟悉重铬酸钾法测定水样COD的操作。
实验四(验证性) 水样中总磷的测定
1.实验内容:
采用钼氨蓝法测定水样中的总磷。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
水体污染、总磷
(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)了解磷在水体中的存在形式及其污染状况。
(2)掌握总磷样品的预处理及测定。
实验五(验证性)水样中总铬的测定
1.实验内容:
采用分光光度计法测定水样中的总铬。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
水体污染、总铬
(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)熟悉和了解水样总铬指标对水质评价的意义。
(2)掌握分光光度法测定六价铬的原理与方法。
实验六(验证性)空气中总悬浮颗粒(TSP)的测定
1.实验内容:
用重量法测定TSP。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
空气污染、TSP
(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)掌握中流量采样器的使用方法。
(2)掌握用重量法测定TSP的技术和方法。
实验七 (验证性)混凝实验
1.实验内容:
得出水样混凝的最佳投药量。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
水处理混凝、
(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)掌握水样混凝的最佳投药量确定方法,观察矾花的形成过程及混凝沉淀效果。
(2)学会六联搅拌机、光电式浊度仪的使用,能通过实验确定水样的最佳投药量。
实验八(验证性) 还原-沉淀实验
1.实验内容:
金属废水的还原-沉淀处理。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
重金属废水处理、还原-沉淀
(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)掌握水样中重金属离子还原-沉淀的原理与方法。
(2)熟悉和了解水处理设备的使用,能通过实验找出水样中重金属还原-沉淀的最佳实验条件。
实验九、(验证性) 斜板沉淀实验
1.实验内容:
废水斜板沉淀实验。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
沉淀、斜板沉淀池
(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)掌握沉淀的基本原理。
(2)、熟悉和了解水处理设备的使用,能通过实验做出沉淀曲线。
实验十(验证性)、超滤实验
1.实验内容:
利用超滤设备,进行废水的深度处理。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
超滤、膜法
(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)了解膜法水处理的实验方法,加深对超滤在水处理中作用的认识。
(2)熟悉超滤膜滤组件及相应功能。
实验十一(验证性)、曝气实验
1.实验内容:
利用曝气设备,进行充氧实验。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
充氧曲线
(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)学习了解曝气设备充氧能力测定的实验方法,加深对曝气充氧机理的认识。
(2)掌握曝气设备充氧性能的测定方法。熟悉曝气设备氧总转系数KLa及其他各项评价指标的计算方法。
实验十二(验证性)、反渗透实验
1.实验内容:
利用反渗透设备,深度处理废水。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:反渗透
(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)了解膜法水处理的实验方法,加深对反渗透在水处理中作用的认识。
(2)熟悉反渗透膜滤组件及相应功能。
实验十三(验证性)、过滤实验
1.实验内容:
利用过滤实验设备,深度处理废水。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:过滤
(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)了解膜法水处理的实验方法,加深对过滤在水处理中作用的认识。
(2)熟悉过滤膜滤组件及相应功能。
实验十四、(设计性) 重金属废水化学处理法
1.实验内容:
根据重金属废水特点及出水后排放与回用标准,采用化学法处理,设计废水治理工艺。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:重金属废水处理
(2)实验预习报告要求:包含实验目的、实验原理、实验步骤、设计方案。
3.实验要求:
(1)利用水处理工程实践教育实验平台设备实现设计工艺,了解工艺影响因素、监测出水及回用水质。
实验十五、(设计性)重金属废水膜处理法
1.实验内容:
根据重金属废水特点及出水后排放与回用标准,采用膜法处理,设计废水治理工艺。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:重金属废水处理
(2)实验预习报告要求:
包含实验目的、实验原理、实验步骤、设计方案。
3.实验要求:
(1)利用水处理工程实践教育实验平台设备实现设计工艺,了解工艺影响因素、监测出水及回用水质。
实验十六、(设计性)生活污水处理
1.实验内容:
根据生活污水特点及出水后排放与回用标准,设计废水治理工艺。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:
生活废水处理
(2)实验预习报告要求:
包含实验目的、实验原理、实验步骤、设计方案。
3.实验要求:
(1)学生自行设计活性污泥处理生活污水实验方案,自己动手进行装置组合。
(2)了解对废水中COD去除影响因素及规律,观察活性污泥的生物相构成,监测COD变化情况,绘制COD降解曲线。
实验十七 (验证性)果皮果壳预处理及好氧堆肥
1.实验内容:
果皮果核好氧堆肥预处理及堆肥。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:好氧堆肥
(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)熟悉果皮果核好氧堆肥预处理的要求;
(2) 掌握好氧堆肥过程中各影响因素;
(3)掌握各影响因素的测试方法及调试方法,能够根据各影响因素最佳作用范围调整实验条件,使实验在最佳影响因素下进行。
实验十八(验证性) 好氧堆肥腐熟度测定
1.实验内容:
好氧堆肥影响因素调整。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:好氧堆肥
(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)根据堆肥产品的外观初步判断腐熟度;
(2) 熟练掌握淀粉测定法、生物降解度测定法、氮素测定法的原理及测定方法;
(3)了解耗氧速率法的原理及操作方法,并能根据二氧化碳体积含量的变化调整通风量。
实验十九 (验证性)污水处理厂污泥生物发酵
1.实验内容:
污泥生物发酵实验。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:污泥生物发酵
(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)了解污泥性质对生物发酵的影响,并调整其初始参数符合生物发酵要求;
(2) 掌握生物发酵过程中各参数的控制方法;
(3)了解沼气的组成及特性。
实验二十(验证性) 生物发酵气体的测定及微生物种群鉴别
1.实验内容:
本实验综合运用了液体置换系统化学法测定甲烷含量、光干涉式甲烷测定仪测定甲烷和二氧化碳含量、显微镜观察污泥形态和微生物种类三方面的知识点,要求学生能够结合三方面的观测详细认识厌氧发酵过程中沼气和微生物的变化。
2.教学要求:
(1)实验前须复习的课程内容:甲烷测定、显微镜镜检
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)了解甲烷测定仪的原理及操作方法,并能根据甲烷体积含量变化确定发酵是否稳定;
(2) 熟练运用显微镜观察在生物发酵过程中出现的几类微生物种群,并且判断污泥发酵前和发酵后的形态变化;
(3)掌握液体置换系统测定沼气量的原理及测定方法。
(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.奚旦立,孙裕生,陈秀英.《环境监测》[M](修订版),北京:高等教育出版社,1996.
2.《水和废水监测分析方法指南》编委会,《水和废水监测分析方法指南》[M]上、下册,中国环境科学出版社, 1990.
3.魏洽.《环境监测实验》[M], 南昌航院环境工程教研室, 2001.7.
4.仉春华,孙红杰,安晓雯等.《环境工程实验教程》[M],东北大学出版社,2008年,第1版.
5.朱灵峰.《环境工程实验理论与技术》[M],黄河水利出版社,2006年,第1版.
6.章非娟,徐竞成.《环境工程实验》[M],高等教育出版社,2006年,第1版.
7.尹奇德,王利平,王琼.《环境工程实验》[M],华中科技大学出版社,2009年.
8.杨国清等.《固体废物处理工程》[M],科学出版社,2002年.
9.赵由才等.《固体废物污染控制与资源化》[M],化学工业出版社,2002年.