给水处理(Water Supply Treatment)

仙仙

        课程名：给水处理(Water Supply Treatment)  学分：2  学时：32  
课程类别：专业教育选修课  
开课学院：海洋科学学院  所属基层教学组织：
曾任课教师：
        课程大纲：
一、课程性质与目的
    《给水处理》是环境工程专业主要的专业选修课之一。通过对城市给水管网、取水工程以及给水处理的基本原理和方法的系统学习。使同学们掌握网管的基本计算、给水净化方法以及给水处理构筑物的工艺过程与工作原理，了解给水处理厂或净水站的运行维护和给水处理发展趋势，培养学生具备进行处理构筑物的工艺设计与设计计算的能力。
二、课程简介
    本课主要是介绍输水和配水工程、取水工程和给水处理三方面内容，使学生系统地学习并掌握给水系统的组成与布置、用水量计算、管网水力计算和技术经济分析、取水构筑物、常规给水处理等方面的理论知识。了解自来水厂的运行管理方式。要求学生掌握给水管网水力计算的基本方法与给水处理的工艺设计原理和方法，具有运行管理，维修维护及施工的基本知识。提高学生综合应用知识分析和解决问题的能力，使之能合理选择工艺流程、工程材料及设备，正确表达设计思想，为顺利走上工作岗位打下良好的基础。
三、教学内容
第一章  给水系统（2学时）
主要内容：用户对给水的要求，给水系统的组成、布置，工业给水系统。
学习要求：掌握给水系统的分类，组成，布置及影响因素并举例说明。
第二章 设计用水量（2学时）
主要内容：用水量标准，用水量变化及用水量计算。
学习要求：掌握用水量变化系数的概念，曲线的绘制原理及用水量计算方法，水量变化的影响因素和选择用水量标准的依据和方法。
第三章 给水系统的工作情况（1学时）
主要内容：掌握给水系统各组成部分的流量关系和水压关系及计算清水池和水塔容积的方法。
第四章  管网和输水管布置（1学时）
主要内容：掌握管网图形的表示及简化方法，管网定线，输水管网定线。
学习要点：定线的原则，方法并结合实例分析。
第五章  管段流量、管径和水头损失（2学时）
主要内容：了解不同的管网计算类型，掌握比流量，沿线流量，节点流量折算原理与方法，流量分配的概念与方法，经济流速与经济管径的意义及确定管径的方法，水头损失的计算公式。
学习要点：节点流量的定义与推导。
第六章  管网水力计算（3学时）
主要内容：了解树状网的计算，掌握环状网的计算方法及将管网图形输入计算机的基本方法。
学习要点：管网的三种基本方程、求解方法和步骤，平差方法的推导。
第七章  管网技术经济计算（2学时）
主要内容：掌握管网造价、年费用折算值、各参数的意义及影响因素，输水管和管网技术经济计算的方法，简化的近似优化方法及界限流量的概念和计算方法。
学习要点：管网技术经济计算用。
第八章  分区给水系统（自学）
主要内容：分区给水的能量分析、系统的设计、原因和基本形式。
学习要点：分区给水的能量分析，分区依据和设计。
第九章        水管、管网附件和附属构筑物（1学时）
主要内容：水管材料，管网附件，管网附属构筑物，调节构筑物。
学习要点：钢管，铸铁管及非金属管道的性能，接口及应用条件，附件类型。
第十章  管网的技术管理（1学时）
主要内容：了解技术资料的人工或计算机管理方法，检漏方法，防腐，水管涂料，水质管理，调度管理及计算机优化运行控制的基本知识。
第十一章  取水工程概论（1学时）
主要内容：取水工程任务，给水水源，水资源的概念及水源卫生防护的重要性和一般方法。
第十二章  地下水取水构筑物（自学）
主要内容：管井的型式与构造，管井设计与水力计算，井群系统与井群互阻计算，分段取水井组，管井的维护管理，大口井，辐射井，复合井。不同构筑物的应用条件，范围和运行管理知识。
学习要点：管井，大口井等的构造，工作原理，施工，设计计算。
第十三章  地表水取水构筑物（自学）
主要内容：江河特征，河床演变，泥沙运动与取水的关系，地表水取水构筑物位置的选择，江河固定式取水构筑物，移动式取水构筑物，山区河流取水构筑物，湖泊和水库取水构筑物，海水取水构筑物。
学习要点：固定式和移动式取水构筑物的组成，分类，工作原理及设计计算。了解一般的施工技术和方法。
第十四章  给水处理概论（1学时）
主要内容：水源水质；用户对水质的要求一水质时准，给水处理方法概论。
学习要点：水质标准的概念。
第十五章  混凝（3学时）
主要内容：水的混凝机理，混凝剂和助凝剂；混凝动力学，影响混凝效果主要因素，混凝剂的配制和投加混合和絮凝设施。
学习要点：混凝机理，混合絮凝的基本理论与工艺参数。
第十六章  沉淀和澄清（3学时）
主要内容：悬浮颗粒在静水中的沉淀，平流式沉淀池。斜板与斜管沉淀池，澄清池，机械加速澄清池的设计与计算。
学习要点：自由沉淀原理，理想沉淀池的理论，浅池理论与斜管沉淀池。
第十七章  过滤（3学时）
主要内容：过滤概述，过滤理论，滤料和承托层，滤池冲洗，普通快滤池，虹吸滤池，移动罩滤池，其他形式滤池。
学习要点：现代过滤机理，过滤过程水头损失变化、反冲洗原理及悬浮滤层水头损失，滤料的筛选及分级原理，各种滤池的工艺特性。
第十八章  消毒（2学时）
主要内容：常用的消毒方法及机理。
学习要点：氯消毒机理，氯胺消毒。
讨论课（2学时）
主要内容：对本课的主要内容进行讨论和复习。
四、教学基本要求
本门课程教学方式以课堂讲授为主，辅以少量自学和讨论。学完本课程后，应达到如下教学基本要求：
1.掌握给水管网与取水工程的工艺设计原理和基本方法、管网水力计算的基本原理具有运行管理，维修维护及施工的基本知识；
2.分析各种水体的源水杂质成分，选择合理的水处理工艺方案，掌握各种水质处理的基本方法；
3.掌握城市自来水处理的基本原理、工艺过程与城市水厂的设计计算方法以及了解自来水厂运营的基本知识；完成城市给水处理厂的课程设计，使学生掌握设计基本方法、工艺流程的选择、参数的确定、单体处理构筑物的设计与计算，水厂总平面的布置、水厂高程的设计等。
4.掌握各种处理构筑物的特点与水处理机理；
5.了解水处理技术新方法、新工艺及发展趋势。
五、教学方法
    本课根据教学大纲和教材内容，制作了给水管网与取水工程、给水处理的多媒体课件，充分利用现代计算机技术提供的声、图、像、动画等多媒体手段进行教学，将传统方法所无法完全展示的内容以现代教学技术展示出来，使课堂教学形象、生动，取得了好的教学效果。
    借助互联网在时间和空间上不受局限的优势，利用多媒体课件具有可重复再现的特点，将教学课件上传到课程的教学网站，使学生可以根据自己的能力水平，自定进度，积极、主动地学习，有利于适应学生的差异，做到了真正意义上的因材施教，因人施教。此外，网上相关知识的链接开阔了学生的视野，网上答疑系统的使用拉进了老师和学生的距离。
    在充分运用多媒体技术的同时，仍注意了将板书、教学模型等传统的教学手段与现代化教学手段相结合，使课堂教学形式由单调呆板变得丰富生动，大大激发了学生学习的积极性和主动性，加深了对所学内容的理解，从而提高了教学质量和水平。
    注意收集报刊、电视、因特网等现代传媒中涉及给水工程的科技新闻，尽量拉近课堂与学科前沿的距离，使教学内容始终与学科的发展同步合拍。利用大量精美的图片、影像资料和紧跟学科前沿的文献，充分展现学科内容博大精深、新颖、先进，吸引学生的注意力，增加对所学专业的热爱，激发学习兴趣和积极性。
    本课采用多媒体技术对课程内容全面系统地介绍，着重讲解各章的重点和难点内容，注意联系工程，以解决工程中存在的疑难问题。授课过程中，注重知识的内涵和实质、知识与知识的联系，注重对学生分析问题和解决问题的能力培养。针对与教学内容相关的技术难题，启发学生的思维、激励并锻炼他们解决问题的能力和意识，让学生应用所学知识提出解决方案或思路，培养独立思维能力。
    其中视频：上海长桥自来水厂扩建工程（21分54秒）以及各种给水处理工艺的仿真视频。
    本课程的结业采用闭卷考试，命题依据本大纲，试题应覆盖面广、难易适当，份量适中。
    成绩评定：平时成绩占20%，考试占80%。
    考试时间为90分钟，试卷满分为100分。
六、参考教材和阅读书目
1.水源工程与管道系统设计计算，杜茂安、韩洪军主编，2006年3月，中国建筑工业出版社
2.建筑给水排水工程设计计算，李玉华主编，中国建筑工业出版社，2006年3月第一版
3.污水处理构筑物设计与计算，韩洪军主编，哈尔滨工业大学出版社，2005年3月第二版
4.给水工程严熙世、范瑾初，中国建筑工业出版社，1999年12月第四版.
5.排水工程，张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000年6月第四版
6.给水处理理论，许保玖著，中国建筑工业出版社，1981年
7.现代废水处理新技术，钱易、米祥友，1993年，年中国科学技术出版社
8.给水处理理论与设计，许保玖、安鼎年，1992年，中国建筑工业出版社
9.给水排水工程计算机程序设计，彭永臻、崔福义，1996年，中国建筑工业出版社
10.给水排水工程仪表与控制，崔福义、彭永臻，1999年，中国建筑工业出版社
11.给水排水工程计算机应用彭永臻、崔福义，2002年，年中国建筑工业出版社
12.环境工程学，蒋展鹏，1992年，高等教育出版社
13.环境工程手册（水污染治理卷），张自杰，1996年，高等教育出版社
14.水污染控制工程（下），高廷耀，1999年，高等教育出版社
15.王水污染控制工程，.宝贞主，1990年，高等教育出版社
16.当代给水与废水处理原理，许保玖，1990年，高等教育出版社
17.污水厌氧生物处理，郑元景，1988年，中国建筑工业出版社
18.水处理工程，顾夏声，1985年，清华大学出版社
19.特种废水处理技术，赵庆良、李伟光，2004年1月，哈尔滨工业大学出版社.
七、本课程与其它课程的联系与分工
    《水力学》、《水分析化学》是本门课程的基础，《给水处理》与《污水处理》中有许多处理方法相同，所以两门课通常是在同一学期开出。