水工艺设备基础第七章--黄廷林
水工艺设备基础
《水工艺设备基础》教学大纲一课程简介课程编号：02104049课程名称：水工艺设备基础Water Engineering Equipment课程类型：专业课（选修）学时：32 学分：2开课学期：7开课对象：给水排水工程，环境工程先修课程：水力学，工程力学，无机化学参考教材：《水工艺设备基础》，黄廷林，中国建筑工业出版社，2002二课程性质、目的与任务水工艺设备基础是给水排水工程和环境工程专业的一门主干专业基础课。
本课程的任务是通过本课程的学习使学生系统掌握与水工艺设备的制造、设计、运行管理等有关的基本知识，了解常用水工艺设备的基本结构、工作原理和工艺性能，使学生初步具备水工艺开发、设计、选型和运行管理的素质和能力。
通过本课程的学习,掌握水工艺设备常用材料的种类，及其物理、化学、力学及机械等方面的基本性能，了解常用材料的适用条件；掌握水工艺设备及材料的腐蚀防护基本原理与方法；熟悉与水工艺设备设计制造有关的机械传动与制造工艺、结构力学、传热学等方面的基本知识；了解常用水工艺设备的分类、基本原理、典型构造、工艺特点及其适用条件；能够为水工艺设备的开发、研制或改进提出工艺、材料、结构等方面的要求；能够工程及工艺要求，选择适宜的设备（器材）类型。
三教学基本内容与基本要求1．水工艺设备常用材料性能及特点（1）金属材料（2）无机非金属材料（3）高分子材料（4）复合材料本部分的重点是使学生掌握水工艺设备常用材料的基本性能与特点；难点是如何根据材料的性能、特点和水工艺设备要求，确定不同材料的适用条件和范围。
2．水工艺设备与材料的腐蚀防护基本原理与方法（1）材料设备的腐蚀与防护（2）设备的保温本部分的重点是使学生掌握水工艺设备及常用材料的腐蚀与防护的基本原理与方法，而设备、材料的腐蚀原理与方法同时也是该部分的难点。
3．水工艺设备理论基础（1）容器应力理论（2）机械传动理论（3）机械制造工艺（4）热量传递与交换理论本部分的重点是使学生掌握与水工艺设备设计、制造有关的容器应力理论、机械传动方式与特点以及设备制造工艺方法与适用条件。
水工艺设备基础-期末复习总汇
水工艺设备基础-期末复习总汇第1章水工艺设备常用材料1.按照化学成分钢主要可分为碳钢和低合金钢。
2.合金结构钢的编号利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。
例如30CrMnSi，其中平均含碳量为0.30%，铬、锰、硅含量小于1.5%（平均含量小于1.5%的不标明数字）。
若为高级优质合金结构钢，则在钢号后面加“A”，例如20Cr12Ni14WA3.合金工具钢的标号与合金结构钢相似，平均含碳量小于 1.0%时，用千分之几表示；大于1%是则不标明。
例如：9SiCr钢，其平均含碳量为0.9%，硅和铬的含量均小于1.5%。
4.金属材料的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能和工艺性能。
5.碳是钢中主要元素之一，对钢的性能影响最大。
6.材料的机械性能主要是指材料的弹性、塑性、强度和韧性。
7.蠕变强度是指在给定的温度下，在规定的时间内，使试样产生的蠕变变量超过规定值时的最大应力，以表示，单位为“MPa”8.材料在加工方面的物理、化学和机械性能的综合表现构成了材料的工艺性能，又叫加工性能。
选材时必须同时考虑材料的使用与加工两方面性能。
9.可焊性金属的可焊性，是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。
10.铜及其合金具有较高的导电性、导热性、塑性、冷韧性、并且在许多介质中具有很高的耐腐蚀性。
11.铝的密度小，相对密度为 2.7，约为铜的1/3；导电性、导热性、塑性、冷韧性都好，但强度低，经冷变形后强度可提高；能承受各种压力加工。
铝合金的性能得到很大的改善。
铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
12.铝和铝合金通过阳极氧化形成的氧化膜大大提高其耐蚀性和耐磨性。
13.陶瓷的基本性能有：刚度、硬度、强度、塑性、韧性、脆性脆性是陶瓷最大的缺点，是阻碍其作为结构材料广泛应用的首要问题。
14.最常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应两种。
15.应力松弛是大分子链在力的长期作用下，逐渐改变构象和发生位移所引起的。
OBE 理念下的《水工艺设备基础》课程教学改革
OBE理念下的《水工艺设备基础》课程教学改革摘要：文章结合OBE教学理念，以学生为中心，以教学成果为导向，制定了确实可行的教学目标，对“水工艺设备基础”课程的教学内容、教学方法、考核等因素进行改革，改变了该课程目前“学而无获”的局面。
对烦琐枯燥的教学内容进行删繁就简，增加教学内容的感观性与可接受性，教学效果有了实质性的提高。
关键词：OBE理念；水工艺设备基础；教学改革中图分类号：G642.0文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）11-0153-02收稿日期：2019-09-24基金项目：“基于OBE理念的《水工艺设备基础》教学改革与实践”，江西省高等学校教学改革研究课题（JXJG-17-8-14）作者简介：朱志怀（1965-），男（汉族），江西丰城人，本科，副教授，研究方向：食品工艺技术；孙鸿燕（1965-），女（汉族），江西高安人，硕士研究生，副教授，研究方向：水处理设备研发。
长期以来，水工艺设备的低效率一直制约着水工业的发展。
给排水专业本科生增设“水工艺设备基础”课程，目的是培养未来的给水排水工程专业技术人员掌握水工艺设备的设计、制造和运行管理等知识，解决制约水工业发展的瓶颈。
但课程内容庞杂，学生又缺乏工程背景，感觉枯燥难懂，教学效果一直不佳。
OBE （Outcome Based Education）———成果导向教育，一种以学生为中心并基于成果导向的先进教育理念，国内外许多高校结合OBE理念进行教学改革，取得了良好的效果。
本文结合OBE教学理念，以教学成果为导向，对“水工艺设备基础”课程的教学过程进行改革，力求改变该课程目前“学而无获”的局面。
一、《水工艺设备基础》课程现状“水工艺设备基础”课程是给排水专业本科生一门专业基础课，教材采用黄廷林主编《水工艺设备基础》，内容包含设备常用材料、设备腐蚀原理与防护、设备基础理论、压力容器、搅拌设备、曝气设备等11个章节，课时一般为24—32学时。
《水工艺设备基础》
4、温度对材料机械性能的影响
*材料在高温下应力松弛。 高温高应力下，材料发生蠕变变形。导 致应力随时间降低，这种现象称应力松弛。
×蒸汽管道上的法兰螺栓，常因应力松弛，使其拉应力 随时间增长而降低，最后引起法兰漏气。
*低温下材料的冷脆性。 材料在低温下，机械强度往往升高，而冲击韧性值会陡 降，材料由塑性转变为脆性，这种现象称为材料的冷 脆性。
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2.铁素体不锈钢 1Cr17的耐蚀性和塑性较好，可用于制作抗高温氧 化、耐硝酸腐蚀的设备。
3.奥氏体不锈钢 特点：强度、硬度较低，无磁性，塑性、韧性、耐蚀 性较Cr13型不锈钢为好，具有良好的焊接性、冷加工 性及低温韧性。 应用：可用于制作在腐蚀性介质中使用的设备，如吸 收塔、酸槽、管道、贮藏及运输酸类用的容器等。
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3、碳素工具钢
一般为高碳钢，含碳量介于0.65 %～1.35%。硫、 磷含量限制严格，属于优质钢。当硫，磷含量分别 限制在0.030%以下时则为高级优质工具钢。
编号方法：以“T”（碳的汉语拼音字头）开头，后 面数字表示含碳量的千分之几。
如：T8表示平均含碳量为0.8％的碳素工具钢 T13表示平均含碳量为1.3％的碳素工具钢 若为高级优质碳素工具钢，则在编号最后加以“A”，
如：
550 10 5
＝160MPa，表示材料在550℃下，经
10
5
h后发生断裂的应力
值为160 MPa。
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蠕变变形：金属材料在高温和应力的共同作用下，会产 生缓慢的不可回复的变形。称为蠕变变形，出现蠕变 现象的温度，称为蠕变温度。
（4）蠕变强度：在给定的温度下，在规定的时间内，使 试样产生的蠕变变形量不超过规定值（如1％）时的最 大应力（MPa）
最新作业-给排水设备工艺黄廷林-主编-课后答案
精品文档第一章水工艺设备常用材料1. 金属材料的基本性能包括哪几个方面的内容？你认为水工艺设备对金属材料的哪些性能要求更高？怎样才能满足这些要求？答：使用性能：1 化学性能：抗氧化性和耐腐蚀性。
2 物理性能：密度，熔点，热膨胀系数，导热性以及弹性模量等。
3 机械性能：弹性，塑性，强度和韧性。
工艺性能：可焊性，可锻性，切削加工性，成型工艺性，热处理性能。
我觉得水工艺设备对金属材料的强度，刚度和抗腐蚀性的性能要求更高。
按照实际的工程需要，通过不同材料间的比较，从中选出较优的材料。
2. 影响钢材性能的因素主要有哪些？答：碳是决定钢材的主要元素，随含碳量增加，钢的强度和硬度将不断提高，而塑性和韧性则会随之下降。
硫是一种有害元素，产生“热脆”现象。
磷也是一种有害元素，产生“冷脆”现象。
锰是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，减轻硫的有害作用，提高钢的强度和硬度。
硅是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，提高强度，硬度，弹性，降低塑性和韧性。
氧，氮：未除尽的氧氮大部分以化合物形式存在，降低强度，冷弯性能和焊接性能。
氧增加热脆，氮增加冷脆。
钛，钒，铌：钢的强脱氧剂和合金元素，改善韧性，提高强度。
3. 不锈钢有哪些类型？在酸性介质、碱性介质及中性水溶液中是否可以选用同一种不锈钢？简述理由。
答：按显微组织为马氏体不锈钢，铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。
按化学成分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。
不可以，因为不同介质溶液中PH值不同，对不锈钢的化学反应都不一样，所以不能用同一种不锈钢，应该有所针对的选择。
4、高分子材料主要有哪些类型？耐蚀有机高分子有哪些类型？各有什么特点？答：按照化学组分分：碳链有机聚合物、杂链有机聚合物、元素有机聚合物、无机聚合物。
常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有：塑料、橡胶、纤维和胶粘剂等。
耐蚀有机高分子类型有：热塑性树脂、工程塑料类、热固性树脂等。
热塑性树脂中聚乙烯、聚丙烯的应用占主流。
工程塑料类虽然有优异的耐腐性能，但因其价格的原因，在中等的腐蚀环境中首选的仍是价廉易得、加工容易的材料。
水工艺设备基础复习
水工艺设备基础复习水工艺设备基础复习说明：橙色表示填空题，蓝色表示名词解释，绿色表示简答和计算题，黑色表示我不知道可能是什么题型......有很少一部分内容没有弄，一是就我听课的印象来看，那部分微不足道，二是懒得去找了..第1章水工艺设备常用材料一、金属材料1、钢按化学成分可分为和；按用途分为、和能钢。
2、钢的编号①普通碳素结构钢的编号：“Q+屈服强度值+质量等级+脱氧情况”。
如“Q235-A.F”表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。
②优质碳素结构钢的编号：采用两位数表示钢中平均含碳量为万分之几。
如“45钢”表示含碳为0.45%左右的优质碳素结构钢。
③碳素工具钢的编号：以“T”开头，后面表一数字表示含碳量的千分之几。
如“T8”代表平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。
④合金工具钢编号：“含碳量+元素符号+合金元素含量”。
如“12CrNi3钢”表示平均含碳量为0.12%，平均含铬量小于1.5%，平均含镍量为3%。
3、金属材料化学成分碳——一般碳越多，钢的强度和硬度越高，而塑性、韧性越低。
硫——有害元素。
使钢材产生“热脆”。
磷——一般是有害元素，使钢材产生“冷脆”。
锰、硅——有益元素。
4、金属材料物理性能导热系数——当温度梯度（温度差与器壁厚度的比值）为1K/m，每小时通过每平方米传热面积传过的热量，单位为W/(m.K)。
线膨胀系数——材料在温度变化为1℃时单位长度的伸缩变化值。
蠕变变形——金属材料在高温与应力的共同作用下，会产生缓慢的不可回复的变形，称为蠕变变形。
冷脆性——材料在低温下，机械强度往往升高，而它的冲击韧性值则会陡降，材料由塑性转变为脆性，这种现象称为材料的冷脆性。
疲劳破坏——零件或构件在工作过程中受到方向、大小反复变化的交变应力的长期作用下，会在应力远小于该材料的屈服强度情况下，突然发生脆性断裂，这种现象成为疲劳破坏。
应力松弛——材料在高温下承受高的应力，有时零部件的总变形不能改变，但因蠕变形随时间减小，导致应力随时间降低的现象。
《水工艺设备基础》课程教学大纲
《水工艺设备基础》课程教学大纲英文名称： Equipments for Water Process课程编码： 080720118总学时：24 实验学时：0 学分：1.5适用对象：给排水科学与工程专业先修课程：水力学、建筑力学、普通化学、物理化学大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、目的和任务本课程是给水排水工程专业的一门主干专业课程。
其主要目的是介绍与水工艺设备的制造、设计、工艺特点、适用条件等有关的基本知识。
本课程的任务是使学生系统的掌握与水工艺设备的制造、设计、运行管理等有关的基础知识，了解常用工艺设备的基本结构、工作原理和工艺性能，使学生初步具备水工艺设备开发、设计、选型和运行管理的素质与能力。
二、教学内容及要求第1章水工艺设备常用材料授课学时： 41.1 金属材料1.2 无机非金属材料1.3 高分子材料1.4 复合材料重点：使学生掌握水工艺设备常用材料的基本性能与特点。
难点：如何根据材料的性能、特点和水工艺设备要求，确定不同材料的适用条件和范围。
第2章材料设备的腐蚀、防护与保温授课学时： 22.1 材料设备的腐蚀与防护2.2 设备的保温重点：材料设备的腐蚀、防护及保温知识。
第3章水工艺设备理论基础授课学时： 43.1 容器应力理论3.2 机械传动理论3.3 机械制造工艺3.4 热量传递与交换理论重点：掌握与水工艺设备设计、制造有关的容器应力理论、机械传动方式及设备制造工艺方法与适用条件。
难点：容器应力理论及热量传递与交换理论。
第4章水工艺设备的分类授课学时： 14.1 通用机械设备4.2 专用设备重点：掌握水工艺设备的分类。
第5章容器（塔）设备授课学时：35.1 压力容器法兰5.2 管法兰5.3 支座5.4 安全泄放装置5.5 填料及其支承装置5.6 布水（气、汽）装置重点：安全泄放装置知识第6章搅拌设备授课学时：26.1 搅拌设备的用途及分类6.2 机械搅拌设备结构及其工作原理6.3 水处理工艺中常用的机械搅拌设备重点：熟悉和掌握搅拌设备结构、组成、工作原理及适用条件等。
水工艺设备基础
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环 境
2.1.2 腐蚀与防护基本原理
与
市
政 工
② 脱碳
程
学 脱碳是指在腐蚀过程中，除了生成氧化皮层外，
水 工
与氧化皮层相连的内层渗碳体Fe3C与介质中的
艺 氧、二氧化碳、水等作用，生成的气体降低了
设 备
膜的保护作用。
基
础 防止：增加气体介质中CO和CH4的含量或在钢
中添加铝和钨。
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选择性腐蚀
腐蚀磨损
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环 境 与 市 政 工 程 学
水 工 艺 设 备 基
环 境 与 市 政 工 程 学
水 工 艺 设 备 基 础
设备材料腐蚀图片
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环 境
2.1 材料设备的腐蚀与防护
与
市 政
2.1.1 概述
工
程 1、腐蚀概念
备
基 这个过程能否进行是热力学问题，进行速
础
度如何是动力学问题。
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环 境
2.1.2 腐蚀与防护基本原理
与
市
政 工
1、金属的化学腐蚀
程 纯氧化还原过程，金属被氧化，腐蚀介质被还
学 原；
水 工
气体腐蚀、非电解质溶液腐蚀；
艺 反应进行中没有电流产生。
设 备
（1）金属氧化及其氧化膜
基 础
海水腐蚀
4
微生物腐蚀
酸性溶液 碱性溶液 盐类溶液 工业水中 液态金属
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环 境
金属材料腐蚀分类
与
市 政
依据腐蚀形态（全面腐蚀、局部腐蚀、力
工
与环境因素共同作用下的腐蚀）
水工艺设备基础(终极)
水工艺设备基础第一章水工艺设备常用材料1、水工艺设备常用的金属材料：主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。
2、金属材料的基本分类：3、钢的分类：按化学成分分类：主要分为碳钢和低合金钢按质量分类：按照钢中硫和磷的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
普通钢 S≤0.055％；P≤0.045％；优质钢 S、P均应≤0.040％；高级优质钢 S≤0.030％；P≤0.035％按用途分类：主要可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
4、普通碳素结构钢：这类钢主要保证机械性能，故其牌号用Q+数字表示。
若牌号后面标注A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，其中A级最低，D级最高。
若在牌号后标注字母“F”则为沸腾钢（脱氧不完全的钢），未加标注的为镇静钢。
例如：Q235-A·F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。
这类钢按其屈服强度的大小有Q195、Q215、Q255、Q275等牌号。
5、合金结构钢：这类钢的编号是利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。
前面的两位数字代表钢中平均含碳量的万分之几，元素符号表示钢中所含的合金元素。
元素后面的数字表示该元素的平均含量的百分之几。
如果低于1.5％，则不标含量。
如果大于1.5％、2.5％、3.5％....，则相应的以2、3、4....表示。
例如 12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12％，平均含铬量小于1.5％，平均含镍量为3％。
若为高级优质合金结构钢，则在钢号的最后加“A”字，例如20Cr12Ni14WA。
6、金属材料的化学成分（C、P、S）硫、磷元素多了会有哪些不好？S含量必须严格控制，硫不溶于铁，以FeS形式存在，与Fe形成低熔点的共晶体，使钢材在热加工时容易开裂，产生“热脆”现象。
硫含量高还使材料的断裂韧性降低。
P磷能全部溶于铁素体中，虽能使钢的强度和硬度增加，但同时会导致塑型和冲击韧性的显著降低，特别是在低温时使钢材显著变脆，产生“冷脆”现象。
水工艺设备基础考试复习要点完整版
水工艺设备基础考试复习要点完整版水工艺设备基础考试复习要点《水工艺设备基础》复习要点一考试类型及题型1)闭卷；2)单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题(分值有变化，单选和填空分值有所减少)二知识点第一章．水工艺设备常用材料1）掌握水工艺设备常用材料有哪些？2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。
①按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低碳钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr 钢（%）；碳素工具钢 T8表示什么含义（%）第二章. 材料设备的腐蚀﹑防护与保温 1. 材料设备的腐蚀与防护1）了解什么叫腐蚀及其危害？2）掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则？3）掌握：a.什么是应力腐蚀及其发生的条件b.设备防蚀技术中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则（可能出简答题）2. 设备的保温了解设备保温的目的？第三章水工艺设备理论基础 1. 容器应力理论1）掌握什么是薄壁容器判断标准2）了解容器设计的基本要求？１）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。
２）机械设计的要求：（1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择较为便宜的材料，以降低制作成本。
（7）确保制作、安转、运输及维护方便。
3）重点掌握圆柱壳薄壁容器的应力计算方法（记公式、弄懂每个参数的意义，会用）会出个计算题（课本 P98页）14）掌握容器壁厚计算中关于“计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度”的含义。
教学大纲-天津城建大学
目录一、给排水科学与工程专业教学大纲2016版（实践教学、专业基础课、专业核心课）给排水科学与工程专业研讨课（1）教学大纲 (6)给排水科学与工程专业研讨课（2）教学大纲 (7)《认识实习》教学大纲 (8)《给水排水施工实习》教学大纲 (11)《生产实习》教学大纲 (13)《水泵与水泵站课程设计》教学大纲 (16)《取水工程课程设计》教学大纲 (18)《给水管网系统课程设计》教学大纲 (20)《排水管网系统课程设计》教学大纲 (22)《净水厂课程设计》教学大纲 (24)《污水处理厂课程设计》教学大纲 (26)《建筑给水排水工程A课程设计》教学大纲 (28)《毕业实习》教学大纲 (30)《给排水科学与工程专业英语》课程教学大纲 (33)《水分析化学》课程教学大纲 (36)《水处理生物学》课程教学大纲 (40)《水泵与水泵站》课程教学大纲 (44)《给水排水工程施工》课程教学大纲 (47)《水工艺设备与仪表控制》课程教学大纲 (50)《水工程经济》课程教学大纲 (54)《给水排水工程建设监理》课程教学大纲 (57)《城市水工程计算机应用》课程教学大纲 (59)《给水排水管网系统（1）》课程教学大纲 (61)《给水排水管网系统（2）》课程教学大纲 (64)《水资源利用与保护》课程教学大纲 (66)《水质工程学（1）》课程教学大纲 (69)《水处理实验技术》实验课程教学大纲 (74)《工业水处理工程》课程教学大纲 (77)《建筑给水排水工程A》课程教学大纲 (80)二、环境工程专业教学大纲2016版（实践教学、专业基础课、专业核心课）环境工程专业研讨(1)课教学大纲 (84)环境工程专业研讨(2)课教学大纲 (86)《认识实习》教学大纲 (88)《水污染控制工程A（1）课程设计》教学大纲 (91)《水污染控制工程A（2）课程设计》教学大纲 (93)《管网工程课程设计（1）》教学大纲 (95)《管网工程课程设计（2）》教学大纲 (97)《大气污染控制工程课程设计》教学大纲 (99)《固体废物处理与处置A课程设计》教学大纲 (101)《生产实习》教学大纲 (103)《毕业实习》教学大纲 (105)《环境评价与规划课程实习》教学大纲 (108)《水污染控制工程B课程设计》教学大纲 (110)《环境监测课程实习》教学大纲 (113)《现代仪器分析课程实习》教学大纲 (115)《固体废物处理与处置B课程设计》教学大纲 (117)《土壤污染与修复A课程设计》教学大纲 (119)《环境分析化学》课程教学大纲 (121)《环境生物学》课程教学大纲 (125)《环境工程原理》课程教学大纲 (129)《泵与泵站》课程教学大纲 (134)《环保设备基础》课程教学大纲 (136)《环境工程实验技术》课程教学大纲 (139)《环境工程专业英语》课程教学大纲 (142)《水污染控制工程A（1）》课程教学大纲 (147)《水污染控制工程A（2）》课程教学大纲 (150)《工业水处理工程》课程教学大纲 (154)《大气污染控制工程》课程教学大纲 (157)《固体废物处理与处置A》课程教学大纲 (162)《物理性污染控制》课程教学大纲 (166)《环境评价与规划B》课程教学大纲 (169)《土壤污染与修复B》课程教学大纲 (171)《管网工程》课程教学大纲 (174)《环境监测B》课程教学大纲 (178)《环境监测A》课程教学大纲 (182)《现代仪器分析A》课程教学大纲 (186)《土壤污染与修复A》课程教学大纲 (189)《水污染控制工程B》课程教学大纲 (192)《固体废物处理与处置B》课程教学大纲 (196)《环境评价与规划A》课程教学大纲 (200)三、学院专业选修课程教学大纲2016版《城市生态学》课程教学大纲 (203)《城市污水回用技术》课程教学大纲 (206)《给水工艺设计基础》课程教学大纲 (209)《环境毒理学》课程教学大纲 (212)《环境法规与标准》课程教学大纲 (215)《环境工程仿真》课程教学大纲 (217)《环境工程技术经济》课程教学大纲 (219)《环境工程监理》课程教学大纲 (222)《环境工程施工》课程教学大纲 (225)《环境工程仪表与自动化》课程教学大纲 (228)《环境工程综合设计性实验》教学大纲 (230)《环境经济学（双语）》课程教学大纲 (236)《环境评价案例分析》课程教学大纲 (238)《建筑给水排水工程B》课程教学大纲 (241)《科技论文阅读与写作》课程教学大纲 (244)《能源与环境》课程教学大纲 (246)《排水工艺设计基础》课程教学大纲 (248)《清洁生产与循环经济》课程教学大纲 (251)《现代仪器分析B》课程教学大纲 (254)《环境监测C》课程教学大纲 (256)《环境污染与人体健康》课程教学大纲 (259)《水工艺与工程新技术》课程教学大纲 (261)《水质工程学综合性设计性实验》教学大纲 (264)《消防工程》课程教学大纲 (267)《固体废物处理与处置C》课程教学大纲 (270)《环境评价与规划C》课程教学大纲 (273)《虚拟现实与管网技术》课程教学大纲 (276)四、跨学院开设课程教学大纲2016版《城市生态与环境规划》课程教学大纲 (279)《建筑设备（水）》课程教学大纲 (282)《环境化学A》课程教学大纲 (285)《建筑给水排水工程B》课程教学大纲 (288)《环境污染与人类健康》课程教学大纲 (291)给排水科学与工程教学大纲2016版（实践教学、专业基础课、专业核心课）给排水科学与工程专业研讨课（1）教学大纲一、基本信息中文名称: 研讨课（1）英文名称：Seminar(1)编号：16067001性质：专业研讨课学时和学分：总周数：0.5周学分：0.3适用学院及专业：环境与市政工程学院：给水排水科学与工程专业先修课程：入学教育开课学院、部、中心：环境与市政工程学院：给水排水科学与工程专业二、研讨课的性质、目的和任务研讨课性质：实践教学研讨课目的和任务：使新生能对我国水危机的严重形势有所了解，以增强危机感和使命感；使新生对本科所需要学习的内容有一个概括的了解，以增强学习的目的性；是新生对专业要求的基本理论、相关学科、现代科学技术有一个宏观了解，以提高学习的兴趣，增强学的信心。
水工艺设备基础主要内容
《水工艺设备基础》课程主要内容基础理论部分第1章水工艺设备常用材料1、钢的用途分类；普通碳素结构钢、优质碳素结构钢牌号的含义2、影响钢材性能的主要因素3、概念：导热系数、线膨胀系数、蠕变变形、应力松弛、冷脆性、疲劳破坏4、温度对材料机械性能的影响；5、不锈钢的概念、成份、分类6、有色金属、黑色金属的概念7、铜、铜合金的分类；耐蚀原因8、铝、铝合金的分类；耐蚀原因9、陶瓷材料的分类；无机非金属材料耐蚀的原因10、高分子材料的概念；蠕变、应力松弛、老化的概念11、塑料的组成，分类（热塑性、热固性），性能特点；常用代号（PE、PP、PVC、ABS）。
12、玻璃钢材料的组成、分类（热固性、热塑性）、性能、应用第2章材料设备的腐蚀、防护与保温1、腐蚀的概念、腐蚀的分类2、电化学腐蚀原电池反应的四个基本过程；极化、氢去极化（析氢腐蚀）、氧去极化（吸氧腐蚀）的概念。
3、金属的全面腐蚀、局部腐蚀；局部腐蚀的类型及相应概念4、微生物腐蚀的概念5、设备腐蚀防护体系构成；防腐蚀强度设计考虑的因素6、电化学保护方法类型（阴极保护：外加电流、牺牲阳极；阳极保护）、各自原理、适用条件，示意图示7、缓蚀剂的作用8、电镀、浸锌等腐蚀防护技术；衬里防护技术（玻璃钢、橡胶）9、设备保温的目的；常用保温材料的类型；保温结构构成、形式第3章水工艺设备理论基础1、薄壁容器的概念；容器的构成；2、薄膜应力的概念；圆柱壳的径向和环向应力计算公式；容器封头的形式；压力容器的概念、容器壁厚的确定方法3、齿轮传动的特点；圆形齿轮传动机构的形式；齿轮传动失效形式4、带传动的构成、分类；带传动失效形式5、链传动的构成、分类；链传动失效形式6、导热的概念；导热系数，影响导热系数的因素；傅立叶定律；热阻的概念7、对流换热的概念；牛顿公式；影响对流换热的因素，及在换热设备上的体现8、凝结换热的概念、类型及各自的特点9、热辐射的概念；辐射换热的本质和特点10、平壁传热过程，传热计算；会用式(3.116)计算11、传热的增强措施。
《水工艺设备基础》课件
2
案例2 ：工业废水处理
针对工业废水的特殊组成和高浓度污染物，采用了预处理、生物处理和化学处理 等多种工艺。
3
案例3 ：饮用水净化
为了提供安全饮用水，使用了多阶段的净水工艺，包括混凝、过滤、消毒和反渗 透等处理步骤。
课程总结
学到了什么
通过本课程，我们学习了水工艺设备的定义、作用，水处理流程的基本概念，以及常用的 水工艺设备介绍。
考虑工艺效果，选择适合的水处理工艺和 设备，确保能够达到处理目标和水质要求。
3 运维成本
4 可持续性考虑
综合考虑设备的运行和维护成本，并选择 具有较低成本和高效率的水工艺设备。
在设备设计和选择过程中，要考虑其可持 续性，尽量选择节能、环保和可回收的设 备。
实际案例分析
1
案例1 ：市区污水处理厂
通过混凝、沉淀、过滤等工艺，将市区污水处理厂的废水净化处理，使其达到排 放标准。
沉淀池
沉淀池通过自然沉降原理，使水中的沉淀物在 静置的环境下沉淀到底部，实现初步去除悬浮 颗粒的目的。
过滤器
过滤器利用不同的过滤介质，过滤掉水中的微 小悬浮颗粒和溶解物，提高水的清洁度和透明 度。
设备选择和设计要点
1 水质分析
2 工艺效果
在选择水工艺设备时，首先要进行水质分 析，了解水中的污染物质和含量，以确定 适当的处理方法。
实际应用
这些知识可以帮助我们选择合适的水工艺设备，并设计高效的水处理流程，应用于实际的 水处理项目中。
未来发展
随着科技的进步和环保意识的增强，水工艺设备将继续发展，为我们提供更加健康和清洁 的水资源。
水工艺设备通过物理、化学和生物等处理方法，去除水中的污染物质，使水达到特定的质 量要求。
(完整版)水工艺设备基础第七章黄廷林
水工艺设备基础
7.1 曝气设备的用途及分类
2、曝气设备的分类
水处理中常用的曝气设备可分为以下几类：表面曝气设备、 鼓风曝气设备、水下曝气设备、纯氧曝气设备器和深井曝气设备 等。 ➢ 表面曝气设备:表面机械曝气通过曝气机在水体表面旋转时 产生水跃，把大量水滴和片状水幕抛向空中，水与空气充分接触 ，使氧很快溶入水体。充氧的同时，在曝气机转动的推流作用下 ，将池底层含氧量少的水体提升向上环流，不断充氧。 ➢ 鼓风曝气设备:是使用具有一定风量和压力的曝气风机利用 连接输送管道,将空气通过扩散曝气器强制加入到液体中,使池内 液体与空气充分接触.
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
➢ 置于被曝气水体中层或底层，将空气送入水中与水体混合，完成 空气中的氧由气相向液相的转移过程。
➢ 多用于工业废水和城市生活污水的水化处理曝气池中，对污水和 污泥进行混合充氧，活跃和繁殖好氧菌，在水源原位修复中应用 较多。
➢ 按进气方式可分为压缩空气供气式与自吸空气式两类。 ➢ 水下曝气机的突出优点是能够提高氧的转移速度；同时由于底边
流速快，在较大范围内可以防止污泥沉淀；此外，无泡沫飞溅和 噪声，避免了二次污染；在水下运行保温性好，尤其适合寒冷地 区使用。发达国家还有深水曝气设备，深度大于10m，有的设计 水深达30m。
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
射流式曝气机
➢ 利用水泵打入的水、泥混合的高速水流为动能，吸入大量空 气。由于气、泥、水混合液在喉管中强烈混合搅动，氧迅速 转移到混合液，从而强化了氧的转移过程。
）中，利用螺旋浆转动时 产生的负压吸入空气，并 剪切空气呈微气泡扩散， 进而对水体充氧。同时具 有混合推流的功能。 ➢ 优点是安装容易，运行费 用低，噪声小，操作也较 简单。
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锚固墩
图7-21 扬水曝气器结构图
水工艺设备基础
7.6 其他曝气设备
纯氧曝气
纯氧代替空气，可 以提高生物处理的速 度。纯氧曝气池的构 造见右图。 在密闭的容器中，溶解氧的饱和度可提高，氧溶解的 推动力也随着提高，氧传递速率增加了，因而处理效果好， 污泥的沉淀性也好。纯氧曝气并没有改变活性污泥或微生 物的性质，但使微生物充分发挥了作用。 纯氧曝气的缺点是纯氧发生器容易出现故障，装置复杂， 运转管理较麻烦。
工作原理
鼓风机送出压缩空气 空气扩散装置（曝气器）使 空气以微小气泡的形式逸出 空气在混合液中强烈扩散、 搅动
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
图7-8 鼓风机的立体透视图 1—叶轮；2—调整机构； 3—进口导叶；4—进气口； 5—排气口；6—机壳； 7—密封；8—轴承； 9—增速齿轮
水工艺设备基础
第 7章
曝气设备
主要内容
7.1 曝气设备的用途和分类
7.2 常用曝气设备结构与工作原理
水工艺设备基础
7.1 曝气设备的用途及分类
1、曝气设备用途
在水处理工艺中,曝气设备是给水生物预处理、污水生物处 理的关键性设备。其功能是采取一定的技术措施，通过曝 气装置将空气中的氧气转移到曝气池的液体中，以供给好 氧生物新陈代谢所需要的氧量，同时对池内水体进行充分 均匀地混合，达到生物处理的目的。 曝气的主要作用： 充氧：向活性污泥微生物提供足够的溶解氧，以满足其在 代谢过程中所需的氧量； 搅拌、混合：使曝气池内的各相物质处于悬浮状态。
，将池底层含氧量少的水体提升向上环流，不断充氧。 鼓风曝气设备:是使用具有一定风量和压力的曝气风机利用
连接输送管道,将空气通过扩散曝气器强制加入到液体中,使池内
液体与空气充分接触.
水工艺设备基础
7.1 曝气设备的用途及分类
水下曝气设备：是在水体底层或中层冲入空气，与水体 充分均匀混合，完成氧的气相到液相的转移，并具有搅拌的 作用。
莎轮管：金属管为骨架，外缠
莎轮绳。金属管上开小孔，空 气从绳缝隙中溢出。
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
置于被曝气水体中层或底层，将空气送入水中与水体混合，完成 空气中的氧由气相向液相的转移过程。 多用于工业废水和城市生活污水的水化处理曝气池中，对污水和 污泥进行混合充氧，活跃和繁殖好氧菌，在水源原位修复中应用 较多。 按进气方式可分为压缩空气供气式与自吸空气式两类。 水下曝气机的突出优点是能够提高氧的转移速度；同时由于底边 流速快，在较大范围内可以防止污泥沉淀；此外，无泡沫飞溅和 噪声，避免了二次污染；在水下运行保温性好，尤其适合寒冷地 区使用。发达国家还有深水曝气设备，深度大于 10m ，有的设计 水深达30m。
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
水下叶轮曝气器
空气由水下通过环形穿孔管或喷嘴送入，水下叶轮由电动机及 齿轮箱传动，将气泡打碎。 优点是可以调节风量，尤其适用于寒冷地区，无结冰及溅水。 缺点是既需设鼓风设备、搅拌设备，造价高，所需功率大。
水下叶轮曝气器示意图 1—电动机；2—平台；3—轴； 4—轴流叶轮；5—辐流叶轮
水工艺设备基础
7.2 表面曝气设备
水平轴式表面曝气机 转刷曝气机
转刷曝气机
1—电动机；2—减速装置； 3—柔性联轴器；4—转刷主体； 5—氧化沟池壁
曝气转刷转动， 将空气带入水，同时 推动水流，对微生物 絮体有破坏作用.
工作中的曝气转刷
水工艺设备基础
7.2 表面曝气设备
水工艺设备基础
7.2 表面曝气设备
水工艺设备基础
7.2 表面曝气设备
立轴式表面曝气设备
图7-1 浮置式叶轮曝气机 图7-2 立式同轴布置叶轮曝气机 1-行星摆线针轮减速机；2—机座； 3—浮动盘联轴器；4—轴承座； 5—轴承；6—传动轴；7—叶轮
水工艺设备基础
7.2 表面曝气设备
立轴式表面曝气设备
立轴式表曝机 图7-3 倒伞形叶轮结构
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
射流式曝气机
利用水泵打入的水、泥混合的高速水流为动能，吸入大量空 气。由于气、泥、水混合液在喉管中强烈混合搅动，氧迅速
转移到混合液，从而强化了氧的转移过程。
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
射流曝气机
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
外形结构
水工艺设备基础
转刷组装
水工艺设备基础
7.2 表面曝气设备
转盘曝气机
图7-6 转盘曝气机结构示意图
1-传动机构；2-联轴器；3-挡水坝；4-主轴；5-转盘；6-轴承座
曝气转盘“转碟”， 盘片上有许多突出的槽， 提高曝气效率，推动水流。
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
鼓风曝气设备的组成
鼓风机 空气扩散装置（曝气器） 空气输送管道
水工艺设备基础
7.5 其他曝气设备
深井曝气 气体在水中的溶解度与水深成正比 高效、节能、省地 对城市污水和工业废水均可应用，特别适用于寒冷地区 和环境要求高的地区。
深井曝气处理流程
深井曝气池简图
纯氧曝气设备：利用纯氧(富氧)代替空气进行曝气的活
性污泥法生物处理过程。 深井曝气设备：深井一般达50—150m，远远超过所有曝
气池。深井中的高静压水为微生物提供更充足的溶解氧，同
时井内混合液反复循环所造成的强烈搅拌作用，更强化了向 微生物的传质作用。
水工艺设备基础
7.2 表面曝气设备
在水体表面旋转时产 生水跃水与空气的充 分接触，使氧气很快 溶入水体。 适用于中、小规模的 污水处理厂。 按照转轴的方向不同 可以分为立轴式和水 平轴式两类。
扩散管
垫圈
扩散板 安装接头
微孔合成橡胶 膜片
微气泡空气扩散装置
通气孔
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
微孔曝气盘的清水曝气
微孔曝气设备
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
微孔曝气器工程实例
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
微孔曝气器工程实例
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
中气泡扩散器
穿孔管：直径25-50mm的钢管或 塑料管，孔眼直径2～3mm，孔 开在管的下侧与垂直面成45度 角，孔眼间距50～100mm。孔眼 出口气体流速一般＞10m/s，孔 眼高于池底10～20cm 。
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
鼓风曝气设备的空气扩散装置主要分为：微气泡、中
气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击和空气升液等类 型，一般在水下，也可以在水表面。大气泡型曝气装 置因氧利用率过低，现在已极少采用。
水工艺设备基础
常用的曝气器
水工艺设备基础
7.4 鼓风曝气设备
微孔合成橡胶膜片
不锈钢丝箍 底座
7.5 水下曝气设备
泵式水下曝气机
泵式水下曝气机是集泵、鼓风机和混合器的功能与一体 的曝气设备。 直接安装于池底对水体进行曝气。
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
自吸式螺旋曝气机
一种小型曝气设备。 安装于氧化沟（或曝气池 ）中，利用螺旋浆转动时 产生的负压吸入空气，并 剪切空气呈微气泡扩散， 进而对水体充氧。同时具 有混合推流的功能。 优点是安装容易，运行费 用低，噪声小，操作也较 简单。
水工艺设备基础
7.1 曝气设备的用途及分类
2、曝气设备的分类
水处理中常用的曝气设备可分为以下几类：表面曝气设备、 鼓风曝气设备、水下曝气设备、纯氧曝气设备器和深井曝气设备 等。 表面曝气设备:表面机械曝气通过曝气机在水体表面旋转时 产生水跃，把大量水滴和片状水幕抛向空中，水与空气充分接触
，使氧很快溶入水体。充氧的同时，在曝气机转动的推流作用下
水工艺设备基础
7.5 水下曝气设备
扬水曝气器
具有充氧曝气与提水功能的新 型曝气设备。通过直接给下层 水体充氧和通过混合循环作用 破坏水体分层，促进表层高溶 解氧向下层传递，增加下层水 体溶解氧。
水密仓 上升筒 锁定栓 供气管道 气弹 水密仓 气室 水封板 挡流板 溢流板 曝气室 空气释放管
水体循环混合功能，抑制藻类 生长。 充氧功能，抑制底泥污染物释 放。