《环境工程专业实验2》课程教学大纲

（2018版）

一、课程基本信息

二、课程简述及课程学习目标

《环境工程专业实验2》是环境工程专业实践教学过程的一个重要教学环节，是环境工程专业的必修专业实践课，独立开设。主要以《水污染控制工程》和《环境监测与分析》两门专业课程为基础，将两门课程中实践教学环节中具有共性的教学内容进行提炼，开展相关内容的实验。培养学生的专业实验技能和科学研究能力，为学生今后从事专业研究打下坚实的基础，同时对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用。环境工程专业实验不同于基础课实验，具有典型的工程实际特点。

本课程的学习目标归纳如下：

1.通过本课程的学习，提高学生对环境监测方法、原理和动手操作的能力，使学生进一步掌握扎实的环境监测基础知识和基本原理。

2.通过本课程的学习，提高学生对水污染控制工程常用的物化、生化构筑物和设备画图、运行操作的能力。

3.通过本课程多层次、全面系统的实验训练，使学生具备独立采样、分析样品，进行简单的基础性工作，为今后从事监测类的实际工作和科学研究打下坚实的基础。

4.通过实验预习、操作、数据记录和处理、实验报告撰写等环节的锻炼，提高学生查阅信息，发现、分析并解决问题的能力，有助于今后的完成毕业论文（设计）。

5.通过本课程的学习，培养学生的创新意识、反思能力和解决实验中遇到问题的能力。

6.通过本课程的学习，培养学生的团队协作、配合、合作能力，积极参加合作研究等集体活动。

三、本课程所支撑的毕业要求

(一)本课程目标与核心能力之间的对应关系

核心能力	核心能力达成指标	课程目标
核心能力1：具有应用专业基础及工程设计知识的能力；	1.1掌握相应的数学、物理、化学知识，并能运用相关知识识别复杂工程问题的特征	——
	1.2掌握相关的工程力学、环境工程设计等工程基础知识，并能运用有关工具准确描述复杂工程问题的主要基础参数	——
	1.3掌握相关的环境微生物、环境监测、环境工程原理、环境监测、机械与设备等工程基础知识，并能运用有关知识准确描述复杂环境工程问题的主要参数	课程目标1、2
核心能力2：具有环境监测、环境分析、环境评价、环境规划与管理的能力；	2.1掌握相关的物理、化学、数学原理，并能运用于识别和判断复杂工程问题的关键环节	课程目标1、2
	2.2掌握相关的环境工程原理、环境监测、环境微生物、环保设备等工程基础科学的基本原理，能运用相应原理和工具准确表达和评价复杂环境工程问题的工程参数	——
	2.3理解环境工程的基础理论和基本分析方法，并能通过分析文献，认识到解决复杂环境工程问题有多种方案可选择，并能优选解决方案	——
核心能力4：具有发现问题、分析问题和解决问题的能力；	4.1掌握网络搜索工具检索文献的方法，掌握资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法	课程目标3、4、5、6
	4.2针对复杂环境工程问题的特征，能够运用相关科学原理进行实验设计，确定需要的数据，并能够采用合理的手段收集数据	——
	4.3能够通过科学方法分析与解释数据，评判环境工程问题解决方案	课程目标1、2、3、4
（6）具有较好的组织管理、交流沟通和团队合作的能力	6.1能主动与其他学科的成员合作开展工作	课程目标5、6
	6.2能组织团队成员开展工作，并能倾听团队其他成员的意见	——
	6.3能胜任团队成员的角色与责任，并能独立完成团队分配的工作	课程目标5、6
（7）具有安全生产、清洁生产和可持续发展的意识	7.1掌握环境保护和社会可持续发展的内涵和意义，并担负对公众环境教育宣传责任	课程目标5、6
	7.2熟悉环境影响评价、清洁生产、环境管理体系等评价工程实践环境影响常用工具的基本内容和方法，并能运用这些工具评价工程实践的环境与社会影响。	——
	7.3熟悉循环经济、工业生态学、生态文明等理念，并了解其在各类产业中贯彻实施和发展	——

(二)应达成的核心能力在本课程中的实现路径

(三)课程目标与课程评价对应关系

四、考核方式及成绩评定

(一)考核目标

目标一、掌握测定空气环境监测与分析的常见指标如TSP（PM10、PM2.5）、甲醛、氮氧化物、硫氧化物；掌握水处理活性污泥法的常用方法的构筑物和设备的运行，如动态混凝反应器、上流式厌氧污泥床、厌氧内循环器、活性炭吸附床等；掌握气体污染物颗粒物、硫氧化物、VOC_S各种重处理设备的原理和去除效率，比如：电除尘、布袋除尘、湿法除尘、吸收填料塔、光催化氧化法等；理解垃圾处理方法和设备的原理和操作：垃圾填埋柱、垃圾发酵箱、好氧堆肥箱等；

目标二、掌握环境监测与分析的常见测定指标的测定方法，通过实验过程中甲醛、氮氧化物、硫氧化物采样被吸收后的显色等，学会重要的实验技术和基本的实验仪器比如可见光分光光度计、各级别过滤膜的使用。

目标三、正确记录实验数据和现象、正确处理实验数据和分析实验结果的能力，从而了解各种污染物质转化的机理和原理。

目标四、加深各种大气、水处理设备的结构认识和绘图能力，理解原理和学会运行操作；通过进行实验工作的综合训练，使之具备基本的科学研究素质，培养其严谨的、实事求是的学习作风和科学态度。

(二)考核方式

考查

(三)成绩评定

五、课程内容、重点和难点及教学方法与手段

实验一大气环境中TSP、PM₁₀、PM_2.5的测定

教学目的和基本要求：

（1）掌握重量法测定大气环境中TSP、PM₁₀、PM_2.5浓度的方法；

（2）了解TSP、PM₁₀、PM_2.5污染物对人体健康的危害；

（3）学会环境监测中质量控制和保证的概念。

主要内容：

使用大、中流量采样器采样，安装气体切割器的过滤膜，按时间按空间点分布，记录过滤前后质量并计算。

难点：

(1)气体切割器、过滤膜的安装、使用；

(2)采样的质量小，质量控制和保证的考虑要全面；

(3)实事求是科学态度培养，严肃认真、一丝不苟的科学作风养成。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验二 空气中甲醛污染的测定监测

基本要求：

（1）掌握酚试剂分光光度法测定空气中甲醛浓度的方法；

（2）初步了解影响室内空气质量的因素。

主要内容：

（1）掌握吸收液吸收法采样；

（2）学会用吸光度绘制含量极低物质的标准曲线；

（3）学会使用可见光分光度计，测定样品的吸光度并计算样品的甲醛溶度，

难点：

（1）吸收液的配制，采样安装；

（2）标准曲线的相关系数大于0999.

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验三环境空气中氮氧化物的测定

――盐酸萘乙二胺分光光度法

基本要求：

（1）掌握盐酸萘乙二胺比色法测定空气中氮氧化物的原理与方法；

（2）进一步了解大气环境中氮氧化物的污染情况及对环境的影响。

主要内容：

进一步熟练掌握大气采样器的使用方法及空气环境中氮氧化物的采样方法、掌握盐酸萘乙二胺比色法测定空气中氮氧化物的操作方法。

难点：

（1）吸收液的配制，采样安装；

（2）标准曲线的相关系数大于0999.

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验四 环境空气中SO₂浓度的测定

――盐酸副玫瑰苯胺法

基本要求：

（1）熟悉掌握空气环境中各种SO₂的测定原理；

（2）掌握盐酸副玫瑰苯胺法测定空气环境中SO₂的测定原理与操作方法；

主要内容：

以盐酸副玫瑰苯胺比色法测定空气环境中SO₂的含量，并与相关大气环境质量标准相比较，分析引起本地区大气环境中SO₂浓度发生变化的原因。

难点：

（1）吸收液的配制，采样安装；

（2）标准曲线的绘制的显色时间段范围窄，要求相关系数大于0999。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验五（一）UASB上流式厌氧污泥床实验

基本要求：

1.掌握UASB的内部构造；

2.理解UASB的启动方法，颗粒污泥的形成机理；

3.绘制UASB的简图，以加深对构筑物结构和运行产气形成污泥颗粒分层的理解；

主要内容：

构筑物绘图；进出水和产气演示。

重点：UASB的结构和运行。

难点：上流式厌氧污泥床UASB装置结构、运行的理解。

注明：结合教材中污水和污泥厌氧的工艺讲解，不需要滤料、污泥浓度高的工艺。

实验方法与手段：

以学生操作和绘图为主，实验老师应用启发式、主客体互动式、参与式等多种方式对学生实验过程进行巡视、引导和指导。

实验五（二） IC厌氧反应器实验性能测试

基本要求：

1.了解ＩＣ厌氧反应器的循环功能和结构；

2.理解IC反应器内提高有机负荷率的改进结构措施；

3.掌握IC反应器运转全过程。

主要内容：

1.运行外加保温装置；

2.运行内循环IC反应器，观察水位上升情况；

3.绘制IC反引起结构图；

注明：结合厌氧反应器设计讲解，运行涉及到水和气，运行前保证管路通畅，保证管道内压力的安全。

重点：内循环IC反应器内部结构的认识和启动运行。

难点：内循环IC反应器内部结构的认识。

实验方法与手段：

以学生操作和绘图为主，指导老师应用启发式、主客体互动式、参与式等多种方式对学生实验过程进行巡视、引导和指导。

实验六（一）三沟式氧化沟实验

基本要求：

（1）了解氧化沟的内部构造和主要组成；

（2）研究三沟式氧化沟生物脱氮的机理．例如通过改变曝气条件、周期或各工序的持续时间等，为生物（3）理创造适宜的环境，测定处理效果；

掌握运用三沟式氧化沟去除BOD5及生物脱氮的工艺。

主要内容：

运用时间继电器程序控制，不同沟的空间和时间交替，改变进水位置，已达到去处有机污染物和生物脱氮得目的。

重点和难点：

（1）时空交替性的运用和六个阶段程序设置；

实验六（二）SBR工艺处理固体垃圾渗滤液实验

基本要求：

1.了解固体垃圾渗滤液SBR反应工艺曝气池的内部构造和主要组成；

2.掌握固体垃圾渗滤液SBR反应器各工序的运行操作要点；

主要内容：

设定各阶段时间程序，进行时间控制；就某种污水进行动态处理实验，以确定工艺参数。

重点：理解程序控制对SBR工艺自动化管理的重要性。

难点：同一空间不同时间控制的设计和维护，以加强脱氮除磷；SBR到CASS微生物空间的改变，以增强脱氮除磷；

实验方法与手段：

以学生操作和绘图为主，实验老师应用启发式、主客体互动式、参与式等多种方式对学生实验过程进行巡视、引导和指导。

实验七活性炭吸附废水有色污染物实验

基本要求：

（1）加深理解吸附的基本原理；

（2）掌握间歇式活性炭静态吸附实验、连续流活性炭吸附实验。

（3）掌握活性炭吸附设备操作步骤，包括吸附工作过程和再生过程。

主要内容：

动态吸附的流程，反冲洗的流程。

重点和难点：动态吸附的流程，反冲洗的流程。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验八水中藻类的测定（叶绿素a法）

教学目的和能力要求：

（1）掌握叶绿素含量的测定

（2）了解水中藻类含量与富营养化程度的关系；

（3）了解富营养化程度的分类。

教学基本内容：

水中藻类富含叶绿素，叶绿素分叶绿素a和叶绿素b，其含量的高低是反映水中藻类含量的一个重要指标。水中藻类含量的变化可以反映水体富营养的程度。采用一定的滤膜过滤，丙酮提取后，分光度测定。

★重点：

（1）掌握地表水中叶绿素含量的测定。

◆难点：

（1）叶绿素含量的计算。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验九（一）旋风除尘器性能实验

基本要求：

（1）掌握旋风除尘器性能测定的基本方法；

（2）了解旋风除尘器运行工况对其效率和阻力的影响；

（3）了解烟尘采样器的工作原理和使用方法。

主要内容：

用皮托管法测量旋风除尘仪的风量，用压力计测量除尘器的压力损失，用重量法测定除尘器的除尘效率。

难点：

模拟含有一定颗粒物的待处理废气；同体结构及其比例。

实验九（二）湿式文丘里除尘器性能测定

基本要求：

（1）掌握文丘里除尘器主要性能指标风量、压损、除尘效率的测定方法；

（2）学习湿式除尘器动力消耗的测定方法；

（3）提高对文丘里湿式除尘器结构形式和除尘机理的认识。

主要内容：

利用U形管压差计测定文丘里湿式除尘器压力损失，用转子流量计测定气体流量；测定液气比对压损的影响规律；

难点：

模拟一定颗粒物分布的废气；文丘里结构的尺寸比例和效果。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验十（一）填料塔吸收净化硫氧化物实验

基本要求：

（1）了解填料塔的基本结构及其吸收净化酸雾的工作原理。

（2）实验分析填料塔净化效率的影响因素。

主要内容：

以碱性吸收液（5%NaOH吸收液）净化吸收SO₂气体，内容包括两个方面：（1）一定进气量下，填料塔液气比对吸收效率的影响规律，分析实验最佳液气比；（2）一定进气量下，填料塔液气比对的压力损失（压降）的影响规律，分析试验最佳液气比。

难点：

供气的二氧化硫浓度控制和安全保证。

实验十（二） 电除尘器性能的测定

基本要求：

（1）了解电除尘器的电极配置和供电装置

（2）观察电晕放电的外观形态

（3）测定板式静电除尘器的除尘效率

（4）管道中各点流速和气体流量的测定

（5）板式静电除尘器的压力损失和阻力系数的测定

（6）测定静电除尘的风压、风速、电压、电流等因素对除尘效率的影响

主要内容：

一定的废气，除尘效率的影响因素探索；测定静电电压电流对除尘效率的影响。

难点：

电晕电极的最低电压和最高电压的把控；颗粒物浓度低，颗粒物浓度测定的准确度。

实验十一数据采集脉冲袋式除尘实验

基本要求：

（1）观察板式静电除尘器、脉冲袋式除尘器的结构；

（2）了解不同因素对除尘效率的影响；

（3）提高对除尘器基本知识和实验技能的综合应用能力。

主要内容：

一定的废气，根据压差和除尘效率确定清灰频率；完成手绘和AutoCAD绘图。

难点：

粉层初层的过滤作用大过于布袋的过滤作用；布袋得作用是形成粉层初层和支撑粉层初层；根据压差判定，清灰的频率；

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验十二（一）有机废气生物法气体净化塔实验

基本要求：

（1）掌握生物法气体净化塔的流程；

（2）掌握生物滴滤和生物过滤的工艺流程的区别；

（3）掌握生物法气体净化塔去除废气中有机物的原理、了解去除效率的影响因素。

主要内容：

开通不同的管路，形成生物滴滤和生物过滤；一定的废气，测定进水量对压损和去除效率的影响规律；

难点：管路多，开通准确；模拟气体的安全性；VOC浓度低，浓度测定取决于设备的测定准确性；

实验十二（二）光催化去除废气中VOCs性能测定

基本要求：

（1）掌握光催化废气中挥发性有机物VOCs的原理和设备；

（2）了解去除VOCs去除效率的影响因素，了解影响因素对去除效率的影响规律。

主要内容：

一定的废气，进气量对去除效率的影响；完成手绘和AutoCAD绘图。

难点：

混合室的结构绘图；模拟气体的安全性；VOC浓度低，浓度测定取决于设备的测定准确性；

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验十三垃圾黏土覆盖型填埋柱实验

基本要求：

理解模拟的垃圾填埋场垃圾的填埋与分解、气体的引出、渗滤液的回灌等操作。

主要内容：

理解垃圾填填埋场的原理和空间布置；完成手绘和AutoCAD绘图。

难点：垃圾填填埋场的原理和空间布置的理解。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验十四（一）好氧堆肥发酵实验

基本要求：

（1）掌握垃圾好氧堆肥的基本流程；

（2）掌握堆肥影响因素在实际操作过程的控制方法。

主要内容：

堆肥影响因素在实际操作过程的控制方法

难点：臭气问题的解决。

实验十四（二）垃圾发酵实验

基本要求：

（1）观察有机固体废物在生物处理过程中的变化，加深对堆肥和厌氧消化概念的理解；

（2）掌握好氧堆肥和厌氧消化工艺过程和控制方法；

（3）了解好氧堆肥和厌氧消化工艺影响因素。

主要内容：

厌氧堆肥和厌氧消化工艺过程和控制方法；完成手绘和AutoCAD绘图。

难点：好氧堆肥和厌氧消化工艺过程和控制方法；

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验十五 混凝实验

教学目的和基本要求：

（1）要求认识几种混凝剂，掌握其配制方法，学会求得一般天然水体最佳混凝条件(包括投药量、pH值、水流速度梯度)的基本方法。

（2）观察混凝现象，从而加深对混凝理论的理解。

实验内容：

（1）制备聚合氯化铝、PAM混凝剂溶液；

（2）研究投药量、pH调节等对净水效果的影响；

（3）比较聚合氯化铝、PAM混凝剂的净水效果。

★重点：

投药、pH调节、搅拌等常规基本操作。

◆难点：

净水效果的测试比较。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

实验十六 动态混凝实验

教学目的和基本要求：

（1）通过模型的模拟试验，进一步了解动态混凝装置的构造及工作原理；

（2）掌握动态混凝装置的运行操作方法；

（3）了解动态混凝装置运行的影响因素。

实验内容：

（1）学习动态混凝试验装置的操作流程；

（2）固定搅拌速度、投药量、溶液pH，进行动态混凝沉淀实验；

（3）水样测试，计算水中污染物的去除率。

★重点：

掌握动态混凝装置的基本操作。

◆难点：

药剂添加量、净水效果计算。

教学方法与手段：

以学生操作为主，指导老师结合启发式、主客体互动式、参与式等多种方法对学生实验过程进行巡视和指导。

六、学时分配

章节	主要内容	各教学环节学时分配						作业 题量	备注
		讲授	讨论	习题	课外	实验	小计
实验一	大气环境中TSP、PM10、PM2.5的测定					4	4	3
实验二	空气中甲醛污染的测定监测					4	4	2
实验三	大气环境中氮氧化物的测定 ――盐酸萘乙二胺分光光度法					4	4	5
实验四	环境空气中SO2浓度的测定 ――盐酸副玫瑰苯胺法					4	4	4
实验五	UASB反应床实验、IC厌氧反应器性能实验					4	4	4
实验六	三沟式氧化沟实验、SBR工艺处理固体垃圾渗滤液实验					4	4	5
实验七	活性炭吸附废水有色污染物实验					4	4	2
实验八	水中藻类的测定（叶绿素a法）					4	4	3
实验九	旋风除尘器性能实验、湿式文丘里除尘器性能测定					4	4	2
实验十	电除尘器性能的测定、填料塔吸收净化硫氧化物实验					4	4	5
实验十一	数据采集脉冲袋式除尘实验					4	4	2
实验十二	有机废气生物法气体净化塔实验、光催化去除废气中VOCs性能测定					4	4	45
实验十三	垃圾黏土覆盖型填埋柱实验					4	4	2
实验十四	好氧堆肥发酵实验、垃圾发酵实验					4	4	3
实验十五	混凝实验					4	4	2
实验十六	动态混凝实验					4	4	2
合计						64	64

七、课程教材及主要参考资料

(一)教材

[1]《环境工程专业实验2》，自编讲义。

(二)教学参考书

[1]陈泽堂编,《水污染控制工程实验》，北京：化学工业出版社，2018年。

[2]张可方编,《水处理实验技术》，广州：暨南大学出版社，2003年。

[3]奚旦立编,《环境监测实验》，北京：高等教育出版社，2011年(第三版)。

[4]孙成主编，《环境监测实验》，北京：科学出版社，2010年(第二版)。

(三)相关网络资源

苏州格致科教：www.gezhiulab.com苏州市格致科教仪器设备制造有限公司

八、其他说明

无