一、课程基本信息

二、课程描述

中文：

水质生物净化工程课程为给排水科学与工程专业本科生的专业核心课。通过本课程的教学，使学生熟悉水质生物处理的基本概念(如污水的水质特征与水质指标、水体污染及危害、水体自净、活性污泥、生物膜等)、基本理论（活性污泥法的净化过程与机理、有机物降解动力学、曝气原理、生物膜法的净化机理、稳定塘的净化机理、厌氧生物处理的净化机理、污泥浓缩理论等）；基本掌握活性污泥法和生物膜法处理工艺的设计理论和计算方法；了解污水生物处理的新工艺与新技术；具有独立进行城市及工业污水生物处理的初步设计能力。

英文：

This is a core course designed for undergraduates majoring in Water and Wastewater Science and Engineering. Aiming at the students’ mastery of the basic concepts such as indexes and characteristics of water quality in wastewaters,wastewater pollution, selfpurification,activated sludge, biofilm, etc. and the fundamental theories such aspurification mechanism of the activated sludge process,organics biodegradation kinetics,aeration theory,purification mechanism of biofilm, lagoons, anerobic biodegradation, the theory of condensed sludge. Well understanding of the theories and methods for designing the activated sludge processes and biofilm,Knowing of new technology in wastewaterbiological purification, and being able to design biochemical processes for municipal or industries water quality control independently.

三、课程内容

（一） 课程教学目标

水质生物净化工程是给水排水工程专业的必修课。本课程的教学目标是：使学生全面系统地了解污水的水质特征与水质指标、水体污染及危害与自净等基本概念与理论，较扎实地掌握水质生物处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况，基本掌握各种水质生物处理的工程技术与方法、应用条件以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础，培养学生具有设计、计算水质生物处理构筑物、工艺系统的初步能力。

（二） 基本教学内容

第一章总论

教学目的与要求：掌握水质污染指标、水体自净规律；了解水污染的危害；总体了解水污染的各种防治技术措施或方法。

教学重点：水质污染指标，水体自净规律

教学难点：水体自净规律

教学内容：

1．污水的性质及水质特征，水体的污染及其危害以及对水体防护、水体质量评价的一般方法。

2．水体自净的基本规律及计算方法，耗氧、复氧、溶解氧平衡规律及氧垂曲线。

3．城市污水和工业废水处理常用的处理技术及流程

学时分配：10学时

第二章 城市污水生物处理预处理（物理处理）法

教学目的与要求：掌握主要物理处理方法及其构筑物或设备的工作原理、构造及其设计计算。

教学重点：沉淀池

教学难点：沉淀理论

教学内容：

1．格栅

2．沉砂池

3．初沉池

学时分配：6学时

第三章 活性污泥法

教学目的与要求：掌握活性污泥法的基本理论，活性污泥的净化反应过程及机理，各种活性污泥法的基本流程、工作原理、运行方式、主要特点，活性污泥法的新工艺、新设备，曝气原理、方法与设备，活性污泥法系统的设计与计算，熟悉活性污泥法系统的运行管理。

教学重点：活性污泥法的净化过程与机理，有机物降解动力学，曝气充氧原理，生物脱氮除磷原理，活性污泥法的运行方式、设计与计算，活性污泥法新工艺。

教学难点：有机物降解动力学及有关公式推导、生物脱氮除磷原理及其应用、曝气充氧原理及氧转移量的计算。

教学内容：

1．活性污泥法的基本流程、活性污泥的组成、特征、性能及其评价指标、各种污泥负荷的概念及环境因素对处理过程的影响。

2．活性污泥法的净化过程与机理；有机物降解动力学的基本原理及其在活性污泥法中的应用；有机物降解和污泥增长的规律；有机物降解和需氧规律。

3．传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法、富氧活性污泥法、深井曝气、浅层曝气的基本流程，主要特点及适用条件、设计参数。

4．曝气原理：空气中的氧向水中转移的原理，基本计算公式及各种影响因素，供氧量的计算，各种类型的空气扩散装置（鼓风曝气及表面机械曝气）。

5．活性污泥处理系统的工艺计算与设计：曝气池的类型，工作特点及构造要求；曝气区容积的计算，污泥负荷、混合液浓度等设计参数的选择；曝气设备的类型及工作性能；供气系统的设计及鼓风机、机械曝气设备的选择；回流污泥设备的设计与计算，二次沉淀池的特点。

6．活性污泥法的脱氮除磷原理、应用，活性污泥法的新工艺。

7.污水的深度处理与回用

8．活性污泥处理系统的运行管理

学时分配：20学时

第四章 生物膜法

教学目的与要求：掌握生物膜及生物膜法的特点，生物膜对有机物的降解作用，高负荷生物滤池的设计计算方法，熟悉其它几种生物膜法及生物膜法的新工艺。

教学重点：生物膜及生物膜法的特点，生物膜对有机物的降解作用，生物膜法的设计计算，生物膜法新工艺。

教学难点：高负荷生物滤池的设计计算

教学内容：

1．生物膜法的基本理论和基本概念、基本流程、净化机理、特征及发展趋势。

2．生物滤池的基本概念与分类，高负荷生物滤池的构造和工作原理，净化机理、负荷的概念，运行系统以及设计和计算；塔式生物滤池的构造及工作特点。

3．生物转盘和生物接触氧化池及生物流化床的净化功能、构造特点、应用条件、设计计算。

4.生物膜法新工艺

5.污水的自然生物处理

学时分配：10学时

第五章 污水、污泥的厌氧生物处理与污泥处置

教学目的与要求：掌握污泥处理主要构筑物（污泥浓缩池、消化池、污泥脱水设备）的构造、工作原理及设计计算方法，掌握污泥浓缩理论、厌氧消化机理，熟悉高浓度有机污水的厌氧处理方法及其特点。

教学重点：污泥重力浓缩，厌氧消化机理，有机污水的厌氧处理，污泥机械脱水的方法与原理、过滤的基本方程。

教学难点：污泥重力浓缩及其固体通量，厌氧消化机理，污泥脱水过滤的基本方程。

教学内容：

1.厌氧生物处理法的基本理论和基本概念、工艺流程、净化机理、影响因素、特征及发展趋势。

2.两级厌氧与两相厌氧生物处理、厌氧滤池、升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧接触法、厌氧流化床、厌氧膨胀床、厌氧生物转盘等工艺的工作原理、构造特点、净化功能、应用条件及设计要点。

3.污泥的分类及其特征，表示污泥性质的指标、污泥流动特征及水力计算特点。

4.污泥浓缩理论、固体通量基本理论，重力式污泥浓缩池的构造及工作原理，气浮浓缩池的构造及工作原理。

5.污泥厌氧消化的机理及其影响因素、污泥消化池的构造、工作原理和设计计算方法。

6.污泥自然干化场

7.污泥机械脱水前的整理措施，机械脱水设备。

8.污泥的最终处置

学时分配：10学时

四、考核方式

课程总评成绩=日常考查成绩+平时考试成绩+期末考试成绩

日常考查成绩 占20%

平时考试成绩 占30%

期末考试成绩 占50%

五、教材及参考书

教 材：张自杰等，排水工程（下册），第四版，中国建筑工业出版社，2000年出版

参考书：

1.李圭白等，水质工程学，中国建筑工业出版社

2.给水排水设计手册第5册，第6册，中国建筑工业出版社

3.钱 易，现代废水处理新技术，中国科技出版社

4. Rittmann and Mccarty, Environmental Biotechnology——Principles and Applications， McGraw-Hill Higher Education

六、授课手段

课堂多媒体演示讲解；课堂讲授；课程指导、作业和讨论。