環(huán)境工程原理

1、精選文檔1 .簡述土壤污染治理的技術(shù)體系處理技術(shù)利用的主要原理主要去除對象客土法稀釋作用所有污染物隔離法物理隔離預(yù)防擴(kuò)散所有污染物清洗法萃取法溶解作用溶解性污染物吹脫法通氣法揮發(fā)作用揮發(fā)性有機(jī)物熱處理法熱分解作用、揮發(fā)作用有機(jī)污染物電化學(xué)法電場作用移動離子或極性污染物燃燒法燃燒反響有機(jī)污染物微生物凈化法生物降解作用可降解性有機(jī)污染物植物凈化法植物轉(zhuǎn)化、植物揮發(fā)、植物吸收/固定重金屬、有機(jī)污染物2 .簡述廢物資源化的技術(shù)體系資源化技術(shù)主要原理應(yīng)用對象燃燒燃燒反響有機(jī)固體廢棄物的能源化堆肥生物降解作用城市垃圾還田離子交換離子交換工業(yè)廢水、廢液中金屬的回收；廢酸的再生利用溶劑萃取萃取工業(yè)廢水、廢液中

2、金屬的回收；廢酸的再生利用電解電化學(xué)反響工業(yè)廢水、廢液中金屬的回收；廢酸的再生利用沉淀沉淀工業(yè)廢水、廢液中金屬的回收蒸發(fā)濃縮揮發(fā)廢酸的再生利用沼氣發(fā)酵生物降解作用高濃度有機(jī)廢水/廢液利用3簡述沉降別離的原理、類型和各類型的主要特征原理：將含有顆粒物的流體水或氣體置于某種力場重力場、離心力場、電場或慣性場等中,使顆粒物與 連續(xù)相的流體之間發(fā)生相對運(yùn)動,沉降到器壁、器底或其他沉積外表,從而實(shí)現(xiàn)顆粒物與流體的別離.沉降過程 作用力重力沉降重力離心沉降離心力電沉降電場力慣性沉降慣性力擴(kuò)散沉降熱運(yùn)動沉降速率小,適用于較大顆粒別離 適用于不同大小顆粒的別離 帶電微細(xì)顆粒 «0. 1 pm的別離

3、適用于1.2.呷以上粉塵的別離 微細(xì)粒子«0, 01 pm的別離精選文檔4 .比擬重力沉降和離心沉降的主要區(qū)別精選文檔與重力沉降相比,離心沉降有如下特征：沉降方向不是向下,而是向外,即背離旋轉(zhuǎn)中央由于離心力隨旋轉(zhuǎn)半徑而變化,致使離心沉降速率也隨顆粒所處的位置而變,所以顆粒的離心沉降速率不是恒定的,而重力沉降速率那么是不變的.離心沉降速率在數(shù)值上遠(yuǎn)大于重力沉降速率,對于細(xì)小顆粒以及密度與流體相近的顆粒的別離,利用離心沉降要比重力沉降有效得多.離心沉降使用的是離心力而重力沉降利用的是重力5 .外表過濾與深層過濾的主要區(qū)別是什么？各自的定義？外表過濾：過濾介質(zhì)的孔一般要比待過濾流體中的固體

4、顆粒的粒徑小過濾時固體顆粒被過濾介質(zhì)截留,并 在其外表逐漸積累成濾餅此時沉積的濾餅亦起過濾作用,又稱濾餅過濾通常發(fā)生在過濾流體中顆粒物濃度較高或過濾速度較慢的情況.深層過濾：利用過濾介質(zhì)間空隙進(jìn)行過濾通常發(fā)生在以固體顆粒為濾料的過濾操作中濾料內(nèi)部空隙大于 懸浮顆粒粒徑懸浮顆粒隨流體進(jìn)入濾料內(nèi)部,在攔截、慣性碰撞、擴(kuò)散沉淀等作用下顆粒附著在濾料外表上而與 流體分開 區(qū)別:外表過濾通常發(fā)生在過濾流體中顆粒物濃度較高或過濾速度較慢的情況,過濾介質(zhì)的孔一般要比待過濾流體中的固體顆粒的粒徑小.深層過濾利用過濾介質(zhì)間空隙進(jìn)行過濾,通常發(fā)生在以固體顆粒為濾料的過濾操作中,濾料內(nèi)部空隙大于懸浮 顆粒粒徑.參考

5、答案：從兩者的過濾介質(zhì)、過濾過程、過濾機(jī)理和應(yīng)用范圍加以比擬.6 .恒壓過濾和恒速過濾的主要區(qū)別是什么？各自的定義？恒壓過濾：在過濾過程中,過濾壓差自始自終保持恒定.對于指定的懸浮液,K為常數(shù).恒速過濾：恒速過濾是指在過濾過程中過濾速度保持不變,即濾液量與過濾時間呈正比.區(qū)別:7 .外表過濾的過濾阻力有哪些局部組成?由過濾介質(zhì)的過濾阻力Rm和濾餅層的過濾阻力Rc組成過濾介質(zhì)過濾阻力Rm=過濾介質(zhì)的過濾比阻rm*過濾介質(zhì)厚度Lm精選文檔濾餅層過濾阻力 Rc=濾餅層過濾比阻rc*濾餅層厚度L8 .顆粒床層的空隙率？的影響因素：顆粒粒行的均均性. 粒存越均勻,£越大CD顆粒外表的光滑性&q

6、uot; 顆粒外表越比潸,越小顆粒的大小q 飄粒牧徑越大.&越大Q非球形顆粒的球形度. 球形度越小.E越小O 床房的堆枳方式,亂堆床層&大床層的堆枳速度.堆積越快,£越大9 .流體通過顆粒床層的實(shí)際流速 u1與哪些因素有關(guān),與空床流速是什么關(guān)系?因素：ui 流體在床層空隙中的實(shí)際流速,m/s ;deb-一顆粒床層的當(dāng)量直徑,m;Ap流體通過顆粒床層的壓力差,Pa;科流體黏度,Pa工1'孔通道的平均長度,m.與空床流速的關(guān)系:10 .簡述吸收的根本原理和過程根本原理：依據(jù)混合氣體各組分在同一種液體溶劑中的物理溶解度或化學(xué)反響活性的不同,而將氣體混合d ebLp物

7、別離的操作過程.實(shí)際上是混合氣體組分從氣相到液相的相間傳質(zhì)過程過程:Ul32 l'11 .化學(xué)吸收與物理吸收過程有哪些根本步驟?物理吸收：典型的溶質(zhì)由氣相向液相的兩相傳遞過程精選文檔溶質(zhì)由氣相主體傳遞至兩相界面,即氣相內(nèi)的傳遞;溶質(zhì)在兩相界面由氣相溶解于液相,即相際傳遞；溶質(zhì)由界面?zhèn)鬟f至液相主體,即液相內(nèi)的傳遞.化學(xué)吸收：氣相反響物A由氣相主體通過氣膜向相界面擴(kuò)散2反響物A由相界面向液相擴(kuò)散3反響物在液膜內(nèi)或液相主體與反響物B反響,形 成反響區(qū)4反響物M假設(shè)為液態(tài),向液相主體擴(kuò)散,假設(shè)為氣態(tài),那么向相界面擴(kuò)散5氣態(tài)產(chǎn)物由界面向氣相主體擴(kuò)散12吸收時板式塔和填料塔的主要區(qū)別是什么？板式塔

8、：氣液兩相在塔內(nèi)逐級接觸填料塔：氣液兩相在塔內(nèi)連續(xù)接觸13.常用的吸附劑有哪些？一活性炭 二活性炭纖維三硅膠 四活性氧化鋁五沸石分子篩14.BET和Langmuir吸附彳貿(mào)設(shè)有哪些？朗格謬爾Langmuir公式方程推導(dǎo)的根本假設(shè) ：吸附劑外表性質(zhì)均一,每一個具有剩余價力的外表分子或原子吸附一個氣體分子.吸附質(zhì)在吸附劑外表為單分子層吸附.吸附是動態(tài)的,被吸附分子受熱運(yùn)動影響可以重新回到氣相.吸附過程類似于氣體的凝結(jié)過程,脫附類似于液體的蒸發(fā)過程吸附在吸附劑外表的吸附質(zhì)分子之間無作用力.BET公式方程推導(dǎo)的根本假設(shè)：吸附分子在吸附劑上是按各個層次排列的.吸附過程取決于范德華引力,吸附質(zhì)可以在吸附劑

9、外表一層一層地累疊吸附.精選文檔每一層吸附都符合 Langmuir公式.15常見的吸附別離設(shè)備有哪些？液體接觸過濾器固定床吸附塔流化床吸附塔移動床吸附塔16萃取別離的原理和特點(diǎn)是什么？原理：利用混合液中被別離組分 A在兩相中分配差異的性質(zhì),使該組分從混合液中別離.該過程稱為液-液萃取,或溶劑萃取,或液體萃取.萃取過程是物質(zhì)由一相轉(zhuǎn)到另一相的傳質(zhì)過程.特點(diǎn)：可在常溫下操作,無相變；萃取劑選擇適當(dāng)可以獲得較高別離效率；對于沸點(diǎn)非常相近的物質(zhì)可以進(jìn)行有效別離；利用萃取的方法別離混合液時,混合液中的溶質(zhì)既可是揮發(fā)性物質(zhì),也可以是非揮發(fā)性物質(zhì), 如無機(jī)鹽類等.17常見的膜別離過程有哪些？根據(jù)推動力的不同

10、：壓力差：微濾、超濾、反滲透、氣體別離、滲透蒸發(fā)濃度差：滲析電位差：電滲析、膜電解溫度差：膜蒸儲18膜別離的選擇性可以用哪些參數(shù)表示？對于溶液脫鹽或脫除微粒、高分子等物質(zhì),可用截留率Cf CpCf表不精選文檔對于液體混合物或氣體混合物等物質(zhì),可用別離因子va/ yBa/ B 表不xA/ xByA和yB組分A和B在滲透物中的摩爾分?jǐn)?shù)；xA和xB組分A和B在過濾原料中的摩爾分?jǐn)?shù)19反滲透和納濾機(jī)理有哪些根本理論？氫鍵理論：基于水分子能夠通過膜的氫鍵的結(jié)合而發(fā)生聯(lián)系并進(jìn)行傳遞優(yōu)先吸附-毛細(xì)孔流機(jī)理：水溶液與多孔膜接觸,膜對水具有選擇性吸水斥鹽,在膜液界面的溶質(zhì)濃度下降, 膜界面上形成一層吸附的純水層

11、,優(yōu)選吸附的水滲透通過膜外表的毛細(xì)孔獲得純水.溶解-擴(kuò)散機(jī)理：能較好的說明反滲透膜的傳遞過程20濃差極化現(xiàn)象是如何發(fā)生的？對膜別離過程有何影響？原因：當(dāng)含有不同大小分子的混合液通過膜面時,在壓力差的作用下,混合液中小于膜孔的組分透過膜,而大 于膜孔的組分被截留.被截留的組分在緊鄰膜外表形成濃度邊界層,使邊界層中的溶質(zhì)濃度大大高于主體溶液中的 濃度,形成由膜外表到主體溶液之間的濃度差.濃度差的存在導(dǎo)致緊靠膜面的溶質(zhì)反向擴(kuò)散到主體溶液中,導(dǎo)致濃 差極化現(xiàn)象.影響：超濾過程中的濃差極化對通量的影響那么十清楚顯.一旦膜投入運(yùn)行,濃差極化現(xiàn)象不可預(yù)防,但是可逆 的.【例6.2.1】求直徑為40m,密度為

12、2700kg/m3的固體顆粒在20c的常壓空氣中的自由沉降速度.20C ,常壓狀態(tài)下空氣密度為1.205 kg/m3,黏度為1.81X 10-5Pas.p?解：(1)試差法假設(shè)顆粒的沉降處于層流區(qū),并且由于(6.2.6)得：Ut18檢驗(yàn):gd2a 22700 9.8140 1018 1.81 10 540 10 6 0.13 1.2050.13 m/s1.81 10 50.346 2所以在層流區(qū),與假設(shè)相符,計(jì)算正確精選文檔(2)摩擦數(shù)群法首先計(jì)算摩擦數(shù)群2Cd RepCd Rep 4dpR 3440 10 61.205 2700 9.815 231.81 10 58.31假設(shè)顆粒的球形度為1

13、,一 ._2 -那么由CpRep與Rep的關(guān)系曲線,可以查得Rep為0.32因此,可得ut Rep dp0.31.81 10 540 10 6 1.2050.125 m/s由于查圖得到的 Rep誤差較大,所以可以作為判斷顆粒沉降所處區(qū)域的依 據(jù),而Ut的計(jì)算仍然采用式(6.2.6),Utp gd|1822700 9.8140 1018 1.81 10 50.13 m/s(3)判據(jù)法計(jì)算K判據(jù)得a 3dpgK PU6.24 3640 10 69.81 1.205 27005 21.81 10 5所以可判斷沉降位于層流區(qū),由斯托克斯公式,可得:Ut182gd22700 9.8140 10 618

14、1.81 10 50.13 m/s精選文檔0.1 m2的濾布對某種水懸5min得到濾液1L,又過 5min,可以再得到多少濾液？q2 2qqeKt【例題7.2.11在實(shí)驗(yàn)室中用過濾面積為 浮液進(jìn)行過濾試驗(yàn),在恒定壓差下,過濾 濾5min得到濾液0.6L.如果再過濾 解：在恒壓過濾條件下,過濾方程為q11 10 30.11 0.61010 32 m3/m2,t15 60300 sq20.11.610 2 m3/m2, t2 600 s10300K (1)代入過濾方程得9 21 10 21.6 10 21.6102qe 600 K (2)聯(lián)立(1)、(2)兩式可以求得 2326 2qe 0.7 1

15、0 m/m, K 0.8 10 m/s因此,q2 2 0.7 102q 0.8 106t,當(dāng)13 15 60 900 s,貝U： q" 2 0.7 102q3 0.8 106 900, 解得：q3 2.073 10 2m3/m2所以 q3 q2 0.1 2.073 102 1.6 102 0.1 0.473 10 3m3 因此可再得到的濾液卻.473L精選文檔【例題7.2.2】用一臺過濾面積為10m 2的過濾機(jī)過濾某種懸浮液.懸浮液中固體顆粒的含量為60kg/m3,顆粒密度為 1800kg/m 3o濾餅的比阻為4X 1011m-2,壓縮指數(shù)為0.3,濾餅含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.3,且忽

16、略過濾介質(zhì)的阻力,濾液的物性接近 20 c的水.采用先恒速后恒壓的操作方式,恒速過濾10min后,進(jìn)行恒壓操作30min ,得到的總濾液的量為8m3.求最后的操作壓卜和恒速過濾階段得到的濾液量.解：設(shè)恒速過濾階段得到的濾液體積為V,根據(jù)恒速過濾的方程式7.2.18a ,得2,1s 22 KA t p A tV12r°f濾液的物性可查得：黏度=1X10-3Pas,密度為998.2 kg/m3,根據(jù)過濾的物 料衡算按以下步驟求得f:1m3懸浮液形成的濾餅中固體顆粒質(zhì)量為60kg,含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3,所 以濾餅中的水的質(zhì)量y為：60yy0.3,所以y25.7kg,所以濾餅的體積為601

17、80025.7998.20.059 m3,濾液體積為 1 0.059 0.941m3,0.059 所以f0.9411 s 2+所以V12p Atr0f0.0627102 10 601 103 4 1011 0.0627P0.72.394 103 p0.7 (1)精選文檔在恒壓過濾階段,應(yīng)用為-2-15,222V2 V KA2ta、,2p At 2 10 30 608 V13 力1P1r0f1 103 4 id1 0.0627聯(lián)立1、式,津4¥2436 6,V120.2394所以,求得恒速過濾的濾液體瓶3.0加,1.436 102 p0.7 進(jìn)而求得恒壓過濾的操作壓力1.3 10Pa【

18、例題7.3.3 直徑為0.1mm球形顆粒物質(zhì)懸浮于水中,過濾時形成不可壓縮的濾餅,空隙率為 "浮液中顆粒所占的體積分率為 獲得0.5m 3濾液時濾餅的阻力.0.6,求濾餅的比阻.如果0.1 ,求每平方米過濾面積上濾餅的空隙率為0.6 ,顆粒的比外表積6 a - dp60.1 10 3104m2/m3,取比例系數(shù)Ki5,得濾餅的比阻為:22Kl 1 a2r 324 21 0.66 1040.631.331010-2m2濾餅的阻力R rL ,因此需要求由濾餅的厚度.根據(jù)水的體積進(jìn)行物料衡算即 0.5 1 0.6L0.5 L 1 1 0.1左邊是濾液和濾餅中水的體積,右邊是懸浮液中水的體積

19、得濾餅的厚度為 L 0.1667 m所以濾餅的阻力為 R rL 1.33 1010 0.1667 2.22 109m-1精選文檔【例題8.3.1在20c下,用水吸收空氣中的 SO2,到達(dá)吸收 平衡時,SO2的平衡分壓為5.05kPa,如果只考慮 SO2在水中 的一級解離,求此時水中 SO2的溶解度.該條件下 SO2 溶解度系數(shù)為H 1.56 10 2 kmol/ (kPa - m3), 一級解離常 數(shù)為 Ki 1.7 10 2kmol/m3o解：考慮解離情況下 SO2的吸收情況可以表示為以下兩個過fa:擴(kuò)散傳質(zhì)過程SO2 g SO2 l解離過程 SO2 +H 2O 匚H+ +HSO 3-由傳質(zhì)平衡可以求得吸收'液中 SO2的濃度23cA HpA 1.56 105.05 0.0788 kmol/m3由吸收液MG的濃度,根據(jù)解離平衡,求HSO-濃度+-H HSQ K1 SC2HSO-?K SQ 4.7 102 0.0788 0.0366mol/nn所以溶液中溶解的Q總的濃度為SQ + HSQ 0.0788 0.0366 0.