环境工程原理课程试验教学探讨太原理工大学环境科学与工程学院课件.ppt

1、环境工程原理环境工程原理课程课程教学内容与教学体会教学内容与教学体会太原理工大学环境科学与工程学院太原理工大学环境科学与工程学院梁美生梁美生我校环境工程专业简介我校环境工程专业简介v太原理工大学是山西省直属的综合性重点大学，太原理工大学是山西省直属的综合性重点大学，是国家是国家“211211工程工程”首批重点建设大学之一。首批重点建设大学之一。v早在早在19021902年利用庚子赔款建立山西大学堂，便年利用庚子赔款建立山西大学堂，便设立了西学专斋土木工程科，其后随着历史的设立了西学专斋土木工程科，其后随着历史的沿革，到沿革，到19531953年太原工学院独立建院。年太原工学院独立建院。v环境工

2、程专业最初由土木工程专业中的给水排环境工程专业最初由土木工程专业中的给水排水工程衍生出来的。水工程衍生出来的。v19841984年组建了环境工程专业，开始招收全日制年组建了环境工程专业，开始招收全日制本科生本科生 。19981998年获得环境工程硕士点的授予年获得环境工程硕士点的授予权，权，20012001年获得环境科学硕士点的授予权，年获得环境科学硕士点的授予权，20032003年年9 9月获得环境工程博士点的授予权。月获得环境工程博士点的授予权。开设开设环境工程原理环境工程原理课程情况课程情况v从开始招收全日制本科生起，我校就一直开设化工从开始招收全日制本科生起，我校就一直开设化工原理课程

3、。原理课程。v最初，由化工学院的老师来承担这门课程，后面逐最初，由化工学院的老师来承担这门课程，后面逐渐不断有化工类毕业的硕士加入到本专业来，从渐不断有化工类毕业的硕士加入到本专业来，从9292年开始由我专业的老师担任该课程的主讲教师。年开始由我专业的老师担任该课程的主讲教师。v化工原理课程一直开设到化工原理课程一直开设到20062006年。年。v从从20062006年教学计划大调整，将化工原理课程调整为年教学计划大调整，将化工原理课程调整为环境工程原理课程，并且作为必修的专业基础课。环境工程原理课程，并且作为必修的专业基础课。本课程的基本概况本课程的基本概况v我校环境工程专业本科生的人才培养

4、定位是我校环境工程专业本科生的人才培养定位是体现出工程型、应用型人才的培养目标，提体现出工程型、应用型人才的培养目标，提高学生的综合素质，培养合格的环境工程技高学生的综合素质，培养合格的环境工程技术型人才。专业课程体系与内容应该准确地术型人才。专业课程体系与内容应该准确地反映出人才的专业培养目标。反映出人才的专业培养目标。环境工程原环境工程原理理作为环境工程的主要专业基础课之一，作为环境工程的主要专业基础课之一，计划学时计划学时6464学时，学时，4 4个学分，开课学期为大学个学分，开课学期为大学三年级第一学期。三年级第一学期。本课程的课程性质本课程的课程性质v本课程是环境科学与工程学院开设的

5、针对环本课程是环境科学与工程学院开设的针对环境工程专业本科生的一门必修主干专业基础境工程专业本科生的一门必修主干专业基础课，是以高等数学、物理、物理化学等为基课，是以高等数学、物理、物理化学等为基础的后继课程，在高等学校教学计划中起到础的后继课程，在高等学校教学计划中起到从自然学科到应用学科的搭桥作用，是一门从自然学科到应用学科的搭桥作用，是一门理论与实践紧密联系的学科。理论与实践紧密联系的学科。本课程的课程目的本课程的课程目的v环境工程原理环境工程原理课程对水处理工程、大气课程对水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理处置工程等污染控制工程、固体废弃物处理处置工程等环境污染防治以及生态修

6、复工程中涉及的具环境污染防治以及生态修复工程中涉及的具有共性的基本现象和基本过程的基本原理进有共性的基本现象和基本过程的基本原理进行介绍，为后续的各种污染控制工程实践做行介绍，为后续的各种污染控制工程实践做准备。准备。本课程的课程任务本课程的课程任务v本课程的任务是研究环境工程领域中的主要本课程的任务是研究环境工程领域中的主要单元操作的基本原理及完成这些单元操作的单元操作的基本原理及完成这些单元操作的典型设备；研究各单元操作及典型设备的计典型设备；研究各单元操作及典型设备的计算及选型；最佳生产操作条件及过程强化和算及选型；最佳生产操作条件及过程强化和优化的选择。优化的选择。课程教学内容及学时分

7、配课程教学内容及学时分配v第一章第一章 绪论绪论 v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：主要介绍课程的性质、内容、任务与要求，及各种污染控制教学内容：主要介绍课程的性质、内容、任务与要求，及各种污染控制技术体系及污染控制技术原理的基本类型。（技术体系及污染控制技术原理的基本类型。（2 2学时）学时）v基本要求：掌握水污染控制技术体系、大气污染控制技术体系、固体废基本要求：掌握水污染控制技术体系、大气污染控制技术体系、固体废物处理处置技术体系。物处理处置技术体系。v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：重点掌握水污染控制技术体系、大气污染控制技术体系、固体废重点：重点掌握水污染

8、控制技术体系、大气污染控制技术体系、固体废物处理处置技术体系。物处理处置技术体系。v难点：污染控制技术原理的基本类型。难点：污染控制技术原理的基本类型。v学时分配：学时分配：2 2学时学时课程教学内容及学时分配课程教学内容及学时分配v第二章第二章 质量衡算与能量衡算质量衡算与能量衡算v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：教学内容：v1.1.常用物理量（常用物理量（1 1学时）学时）v2.2.质量衡算（质量衡算（2 2学时）学时）v3.3.能量衡算（能量衡算（1 1学时）学时）v基本要求：掌握常用物理量及单位换算、总质量衡算方程、总能量衡算基本要求：掌握常用物理量及单位换算、总质

9、量衡算方程、总能量衡算方程方程v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：掌握常用物理量及单位换算、总质量衡算方程、总能量衡算方程重点：掌握常用物理量及单位换算、总质量衡算方程、总能量衡算方程及封闭系统的热量衡算及封闭系统的热量衡算 v难点：开放系统的热量衡算难点：开放系统的热量衡算v学时分配：学时分配：6 6学时学时课程教学内容及学时分配课程教学内容及学时分配v第三章第三章 热量传递热量传递v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：教学内容：v1 1、热量传递的方式（、热量传递的方式（1 1学时）学时）v2 2、热传导（、热传导（3 3学时）学时）v3 3、对流传热（、对流传热（6

10、 6学时）学时）v4 4、辐射传热（、辐射传热（4 4学时）学时）v5 5、换热器（、换热器（1 1学时）学时）v基本要求：三种传热基本形式及其计算，总传热速率方程式基本要求：三种传热基本形式及其计算，总传热速率方程式v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：三种传热基本形式及其计算，总传热速率方程式重点：三种传热基本形式及其计算，总传热速率方程式v难点：对流传热难点：对流传热v学时分配：学时分配：1515学时学时课程教学内容及学时分配课程教学内容及学时分配v第四章第四章 质量传递质量传递v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：教学内容：v1 1、基本概念（、基本概念（2 2学时

11、）学时）v2 2、分子传质（、分子传质（4 4学时）学时）v3 3、对流传质（、对流传质（2 2学时）学时）v基本要求：掌握分子扩散与涡流扩散、费克定律、分子扩散系数及其影基本要求：掌握分子扩散与涡流扩散、费克定律、分子扩散系数及其影响因素。响因素。v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：分子扩散与涡流扩散、费克定律、分子扩散系数及其影响因素。重点：分子扩散与涡流扩散、费克定律、分子扩散系数及其影响因素。v难点：对流传质难点：对流传质v学时分配：学时分配：8 8学时学时课程教学内容及学时分配课程教学内容及学时分配v第五章第五章 沉降沉降v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：教

12、学内容：v1 1、沉降分离的基本概念（、沉降分离的基本概念（2 2学时）学时）v2 2、重力沉降（、重力沉降（2 2学时）学时）v3 3、离心沉降（、离心沉降（2 2学时）学时）v4 4、*其他沉降（其他沉降（2 2学时）学时）v基本要求：掌握沉降分离的一般原理与类型、流体阻力与阻力系数、重基本要求：掌握沉降分离的一般原理与类型、流体阻力与阻力系数、重力沉降、离心沉降、电沉降等终末沉降速度的计算。力沉降、离心沉降、电沉降等终末沉降速度的计算。v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：沉降分离的一般原理与类型、流体阻力与阻力系数、重力沉降、重点：沉降分离的一般原理与类型、流体阻力与阻力系数、重力

13、沉降、离心沉降、电沉降等过程颗粒的沉降分析。离心沉降、电沉降等过程颗粒的沉降分析。v难点：重力沉降、离心沉降、电沉降等终末沉降速度的计算难点：重力沉降、离心沉降、电沉降等终末沉降速度的计算v学时分配：学时分配：8 8学时学时课程教学内容及学时分配课程教学内容及学时分配v第六章第六章 吸收吸收v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：教学内容：v1 1、吸收的定义及类型（、吸收的定义及类型（2 2学时）学时）v2 2、物理吸收（、物理吸收（2.52.5学时）学时）v3 3、化学吸收（、化学吸收（1.51.5学时）学时）v4 4、吸收设备的主要工艺计算（、吸收设备的主要工艺计算（6 6

14、学时）学时）v基本要求：气液平衡和亨利定律、相平衡关系在吸收过程中的应基本要求：气液平衡和亨利定律、相平衡关系在吸收过程中的应用、双膜理论、总传质速率方程、传质阻力分析、填料塔吸收过用、双膜理论、总传质速率方程、传质阻力分析、填料塔吸收过程的物料平衡与操作线方程；传质单元数与传质单元高度；吸收程的物料平衡与操作线方程；传质单元数与传质单元高度；吸收剂用量计算。剂用量计算。v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：气液平衡和亨利定律、相平衡关系在吸收过程中的应用、重点：气液平衡和亨利定律、相平衡关系在吸收过程中的应用、双膜理论、总传质速率方程、传质阻力分析、填料塔吸收过程的双膜理论、总传质速率方

15、程、传质阻力分析、填料塔吸收过程的物料平衡与操作线方程；物料平衡与操作线方程；v难点：传质单元数与传质单元高度；吸收剂用量计算。难点：传质单元数与传质单元高度；吸收剂用量计算。v学时分配：学时分配：1212学时学时课程教学内容及学时分配课程教学内容及学时分配v第七章第七章 吸附吸附v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：教学内容：v1 1、吸附分离操作的类型及应用（、吸附分离操作的类型及应用（1 1学时）学时）v2 2、吸附剂（、吸附剂（1 1学时）学时）v3 3、吸附平衡（、吸附平衡（1 1学时）学时）v4 4、吸附动力学（、吸附动力学（2 2学时）学时）v5 5、吸附过程与吸

16、附穿透曲线（、吸附过程与吸附穿透曲线（3 3学时）学时）v基本要求：掌握常用吸附剂的主要特性、几种常用的工业吸附剂、基本要求：掌握常用吸附剂的主要特性、几种常用的工业吸附剂、吸附剂的选择、吸附等温线、吸附工艺、吸附过程、吸附穿透曲吸附剂的选择、吸附等温线、吸附工艺、吸附过程、吸附穿透曲线。线。v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：常用吸附剂的主要特性、几种常用的工业吸附剂、吸附剂重点：常用吸附剂的主要特性、几种常用的工业吸附剂、吸附剂的选择、吸附等温线、吸附工艺、吸附过程、吸附穿透曲线。的选择、吸附等温线、吸附工艺、吸附过程、吸附穿透曲线。v难点：吸附等温线、吸附动力学、吸附穿透曲线难点：

17、吸附等温线、吸附动力学、吸附穿透曲线v学时分配：学时分配：8 8学时学时课程教学内容及学时分配课程教学内容及学时分配v第八章第八章 其它分离过程其它分离过程v教学内容与基本要求：教学内容与基本要求：v教学内容：教学内容：v1 1萃取（萃取（2 2学时）学时）v2 2、膜分离、膜分离(3(3学时学时)v基本要求：萃取分离的特点、三角形相图、萃取工艺流程与计算、膜分基本要求：萃取分离的特点、三角形相图、萃取工艺流程与计算、膜分离过程分类、膜分离特点、膜种类、膜材料、膜组件型式离过程分类、膜分离特点、膜种类、膜材料、膜组件型式v教学重点与难点：教学重点与难点：v重点：萃取分离的特点、三角形相图、萃取

18、工艺流程与计算、膜分离过重点：萃取分离的特点、三角形相图、萃取工艺流程与计算、膜分离过程分类、膜分离特点、膜种类、膜材料、膜组件型式。程分类、膜分离特点、膜种类、膜材料、膜组件型式。v难点：萃取工艺流程与计算、反渗透和纳滤、微滤和超滤难点：萃取工艺流程与计算、反渗透和纳滤、微滤和超滤v学时分配：学时分配：5 5学时学时课时分配表课时分配表主要内容学时第一章 绪论2第二章 质量衡算与能量衡算 6第三章 热量传递15第四章 质量传递8第五章 沉降8第六章 吸收12第七章 吸附8第八章 其它分离过程5合计64课程教材及教学参考书课程教材及教学参考书v教材：胡洪营、张旭、黄霞等合编：教材：胡洪营、张旭

19、、黄霞等合编：环境工程环境工程原理原理，高等教育出版社，高等教育出版社，20052005。v参考书：参考书：v1 1、环境工程学环境工程学（第二版）（第二版）蒋展鹏主编，高蒋展鹏主编，高等教育出版社，等教育出版社，2005.2005.v2 2、Walter J.Weber,Jr.and Francis A.Walter J.Weber,Jr.and Francis A.DiGiano:Process dynamics in DiGiano:Process dynamics in Environmental systems,JohnEnvironmental systems,John Wiley

20、&Sons,Wiley&Sons,Inc.,1996.Inc.,1996.v3 3、陈敏恒等，、陈敏恒等，化工原理化工原理，化学工业出版社，化学工业出版社，20002000年年一些教学体会一些教学体会v本课程的教学重点：质量衡算与能量衡算、流体流动、热量本课程的教学重点：质量衡算与能量衡算、流体流动、热量传递、质量传递是环境工程中最常见的基本现象，而沉降、传递、质量传递是环境工程中最常见的基本现象，而沉降、过滤、吸收、吸附是环境工程中最常见的处理过程，对它们过滤、吸收、吸附是环境工程中最常见的处理过程，对它们的基本原理是重点掌握的内容。的基本原理是重点掌握的内容。v本课程的教学难点：本课程的基础部分的热量传递与质量传本课程的教学难点：本课程的基础部分的热量传递与质量传递部分由于没有化工原理讲述的仔细，有的内容理解起来比递部分由于没有化工原理讲述的仔细，有的内容理解起来比较费劲。而分离过程原理由于与环境工程的实践结合较多，较费劲。而分离过程原理由于与环境工程的实践结合较多，也比较难一些。也比较难一些。v建议：工科本科教学不仅要使学生具有一定的基础理论和知建议：工科本科教学不仅要使学生具有一定的基础理论和知识，而且要使学生具有较强的实验、实践和动手能力。建议识，而且要使学生具有较强的实验、实践和动手能力。建议本课程开设相应的实验。本课程开设相应的实验。