環(huán)境工程原理總復(fù)習(xí)

1、環(huán)境工程原理總復(fù)習(xí)第一章 緒論一、環(huán)境問題與環(huán)境學(xué)科的發(fā)展 v環(huán)境問題的產(chǎn)生產(chǎn)業(yè)革命以后，人類的生產(chǎn)力獲得了飛速發(fā)展、技術(shù)水平迅速提高、人口迅速增長，人類活動(dòng)的強(qiáng)度和范圍逐漸增強(qiáng)和擴(kuò)展，人類與環(huán)境的矛盾以及由此帶來的環(huán)境問題也日趨突出。v人類面臨的環(huán)境問題生態(tài)破壞和環(huán)境污染是目前人類面臨的兩大類環(huán)境問題，它們已經(jīng)成為影響社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、人類可持續(xù)生存的重大問題。 1. 土壤污染物及其危害 土壤中的污染物：重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物、原油等。土壤污染的危害：(1)通過雨水淋溶作用,可能導(dǎo)致地下水和周圍地表水體的污染; (2)污染土壤通過土壤顆粒物等形式能直接或間接地為人或動(dòng)物所吸入; (3) 通過植物

2、吸收而進(jìn)入食物鏈,對(duì)食物鏈上的生物產(chǎn)生毒害作用等。 三、環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)概述（四）固體廢物處理處置與管理固體廢物的定義：固體廢物的定義： 固體廢物(solid waste)指人類在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失使用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。固體廢棄物對(duì)環(huán)境的危害：固體廢棄物對(duì)環(huán)境的危害：(1)通過雨水的淋溶和地表徑流的滲濾，污染土壤、地下水和地表水，從而危害人體健康；(2)通過飛塵、微生物作用產(chǎn)生的惡臭以及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的有害氣體等污染空氣；(3) 固體廢棄物的存放和

3、最終填埋處理占據(jù)大面積的土地等。 三、環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)概述（五）物理性污染控制技術(shù)物理性污染的種類：噪聲、電磁輻射、振動(dòng)、熱污染等。物理性污染控制技術(shù)：隔離、屏蔽、吸收、消減技術(shù)等。 三、環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)概述第二章 質(zhì)量衡算與能量衡算【例題2.2.3】一個(gè)湖泊的容積為10.0106m3。有一流量為5.0m3/s、污染物濃度為10.0mg/L的受污染支流流入該湖泊.同時(shí)，還有一污水排放口將污水排入湖泊，污水流量為0.5m3/s，質(zhì)量濃度為100mg/L。污染物的降解速率常數(shù)為0.20 d-1。假設(shè)污染物質(zhì)在湖泊中完全混合，且湖水不因蒸發(fā)等原因增加或者減少。求穩(wěn)態(tài)情況下流出水中污染物的

4、質(zhì)量濃度。第二節(jié) 質(zhì)量衡算 什么是封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng)？焓值是溫度與物態(tài)的函數(shù)，因此進(jìn)行衡算時(shí)除選取時(shí)間基準(zhǔn)外，還需要選取物態(tài)與溫度基準(zhǔn)，通常以273K物質(zhì)的液態(tài)為基準(zhǔn)。第三節(jié) 能量衡算【例2.3.5】 燃煤發(fā)電廠將煤的化學(xué)能的三分之一轉(zhuǎn)化為電能，輸出電能1000MW。其余三分之二的化學(xué)能以廢熱的形式釋放到環(huán)境中，其中有15%的廢熱從煙囪中排出，其余85%的余熱隨冷卻水進(jìn)入附近的河流中。如圖所示。河流上游的流速為100m3/s，水溫為20。試計(jì)算：（1）若冷卻水的溫度只升高了10，冷卻水的流量為多少？（2）這些冷卻水進(jìn)入河流后，河水的溫度將變化多少？第三節(jié) 能量衡算第三章流體流動(dòng) 第二節(jié) 流體流

5、動(dòng)的內(nèi)摩擦力對(duì)于圓管內(nèi)的流動(dòng)：Re4000時(shí)，一般出現(xiàn)湍流型態(tài)，稱為湍流區(qū)；2000Re4000 時(shí)，有時(shí)層流，有時(shí)湍流，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為過渡區(qū)；取決于外界干擾條件。p內(nèi)摩擦力是流體內(nèi)部相鄰兩流體層的相互作用力，稱為剪切力；p單位面積上所受到的剪力稱為剪切應(yīng)力。黏度隨流體種類不同而不同，并隨壓強(qiáng)、溫度變化而變化（1）流體種類：一般地，相同條件下，液體的黏度大于氣體的黏度。（2）壓強(qiáng)：氣體的黏度隨壓強(qiáng)的升高而增加，低密度氣體和液體的黏度隨壓強(qiáng)的變化較小。 對(duì)常見的流體，如水、氣體等,黏度隨壓強(qiáng)的變化不大，一般可忽略不計(jì)。 黏度的影響因素（3）溫度：是影響?zhàn)ざ鹊闹饕蛩亍?當(dāng)溫度升高時(shí)，液體的

6、黏度減小，氣體的黏度增加 第二節(jié) 流體流動(dòng)的內(nèi)摩擦力工程上減少傳熱、傳質(zhì)阻力的方法v適當(dāng)?shù)脑龃罅黧w的運(yùn)動(dòng)速度，使其呈湍流狀態(tài)，以此降低邊界層中層流部分的厚度，從而強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)，v破壞邊界層的形成，在流道內(nèi)壁做矩形槽，或在管外壁放置翅片，以此破壞邊界層的形成，減少傳熱和傳質(zhì)阻力。第三節(jié) 邊界層理論邊界層厚度是如何定義的？邊界層厚度是如何定義的？影響平壁邊界層厚度的因素影響平壁邊界層厚度的因素轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理第四章 熱量傳遞 第二節(jié) 熱傳導(dǎo)【例例4.2.2】為什么多孔材料具有保溫性能？保溫材料為什么需要防潮？為什么多孔材料具有保溫性能？保溫材料為什么需要防潮？二氧化碳及其

7、他溫室氣體對(duì)于來自太陽的短波相對(duì)透明，但是它們往往吸收那些由地球輻射出去的長波。在大氣中積累的溫室氣體就像一個(gè)包裹在地球外表面的毯子，攪亂了地球的輻射平衡，導(dǎo)致地球溫度升高。CO2的主要光帶第四節(jié) 輻射傳熱溫室效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理溫室效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理（1）增大傳熱面積采用小直徑管、異形表面、加裝翅片等 （2）增大平均溫度差提高蒸汽的壓強(qiáng)可以提高蒸汽的溫度 改變兩側(cè)流體相互流向 增加管殼式換熱器的殼程數(shù) （3）提高傳熱系數(shù)提高流體的速度增強(qiáng)流體的擾動(dòng)在流體中加固體顆粒在氣流中噴入液滴采用短管換熱器防止結(jié)垢和及時(shí)清除污垢設(shè)法減少對(duì)傳熱系數(shù)影響最大的熱阻第五節(jié) 換熱器 強(qiáng)化換熱器傳熱過程的途徑第五章第五章質(zhì)

8、量傳遞質(zhì)量傳遞氣體混合物中組分分離吹脫去除揮發(fā)性組分汽提液體混合物中組分分離染料廢水處理樣品石油烴分離測(cè)定氣體和液體混合物中組分分離活性炭吸附水中有機(jī)物去除水中陰陽離子制作純水去除水中重金屬高分子薄膜為分離介質(zhì)，組分選擇性地透過膜制作純水截留某些組分去除水、氣體和固體中污染物的過程吸收萃取吸附膜分離離子交換 傳質(zhì)過程：分離中的傳質(zhì)過程：第一節(jié) 環(huán)境工程中的傳質(zhì)過程根據(jù)傳質(zhì)機(jī)理的不同，質(zhì)量傳遞主要有兩種方式：分子擴(kuò)散、渦流擴(kuò)散第二節(jié) 質(zhì)量傳遞的基本原理 分離過程中的主要傳質(zhì)過程：分離過程中的主要傳質(zhì)過程：吸收、萃取、吸附、吸收、萃取、吸附、離子交換、膜分離離子交換、膜分離可以認(rèn)為質(zhì)量傳遞的全部阻

9、力都集中在傳質(zhì)邊界層內(nèi)c傳質(zhì)邊界層的名義厚度定義為1 3cScABDScSc1c時(shí)0.99u00.99C0具有濃度梯度的流體層傳質(zhì)邊界層A,0cA,icc流動(dòng)邊界層與傳質(zhì)邊界層的關(guān)系：分子動(dòng)量傳遞能力和分子擴(kuò)散能力的比值。施密特?cái)?shù)cAA,A,0A,()0.99()iicccc (cA-cA,i)0.99(cA,0-cA,i)第四節(jié) 對(duì)流傳質(zhì) (5.4.1)傳質(zhì)邊界層的范圍如何確定？傳質(zhì)邊界層與流動(dòng)邊界層的關(guān)系第六章 沉 降 機(jī)械分離：非均相混合體系（兩相以上所組成的混合物） 傳質(zhì)分離：均相混合體系 平衡分離過程（借助分離媒介，如溶劑或吸附劑等，使均相混合體系變成兩相系統(tǒng)） 速率分離過程（在某種

10、推動(dòng)力下，利用各組分?jǐn)U散速率的差異實(shí)現(xiàn)組分分離）分離過程的分類？第第IIII篇篇 分離過程原理分離過程原理沉降分離的一般原理和類型 環(huán)境工程領(lǐng)域哪些處理單元涉及沉降分離過程相對(duì)運(yùn)動(dòng)流體：液體氣體固體顆粒物液珠重力場(chǎng)離心力場(chǎng)電場(chǎng)慣性力場(chǎng)沉降表面：器底、器壁或其他表面重力沉降離心沉降電沉降慣性沉降擴(kuò)散沉降第一節(jié) 沉降分離的基本概念 水處理：平流沉淀池氣凈化：降塵室沉降分離設(shè)備第二節(jié) 重力沉降2. 主要分離性能指標(biāo)表示旋風(fēng)分離器的分離性能的主要指標(biāo)有臨界直徑和分離效率。(1) 臨界直徑臨界直徑是指在旋風(fēng)分離器中能夠從氣體中全部分離出來的最小顆粒的直徑，用dc表示。(2) 分離效率總效率：指進(jìn)入旋風(fēng)分

11、離器的全部粉塵中被分離下來的粉塵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。粒級(jí)效率：表示進(jìn)入旋風(fēng)分離器的粒徑為di的顆粒被分離下來的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第三節(jié) 離心沉降 ciP9BduN（6.3.9）【例題6.3.3】密度為2000 kg/m3，直徑為40m的球狀顆粒在20的水中沉降，求在半徑為5cm，轉(zhuǎn)速為1000r/min的離心機(jī)中的沉降速度。 電除塵器的基本原理及過程電除塵器的基本原理及過程第三節(jié) 離心沉降 第八章 吸 收 凈化有害氣體： 濕式煙氣脫硫：如用水或堿液吸收煙氣中SO2，石灰/石灰石洗滌煙氣脫硫。 干法脫硫：噴霧干燥煙氣脫硫：SO2被霧化的Ca(OH)2漿液或Na2CO3溶液吸收。 水、酸吸收凈化含NOx廢氣。 回

12、收有用物質(zhì)：如用吸收法凈化石油煉制尾氣中的硫化氫的同時(shí)，還可以回收有用的元素硫。 能夠用吸收法凈化的氣態(tài)污染物主要有：SO2，H2S, HF和NOx等。 其他應(yīng)用：曝氣充氧吸收在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用吸收在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用第一節(jié) 吸收的基本概念 處理氣體量大，成份復(fù)雜，同時(shí)含有多種氣態(tài)污染物； 吸收組分濃度低； 吸收效率和吸收速率要求高； 多采用化學(xué)吸收如堿液吸收燃燒煙氣中低濃度的SO2； 多數(shù)情況吸收過程僅是將污染物由氣相轉(zhuǎn)入液相，還需對(duì)吸收液進(jìn)一步處理，以免造成二次污染。吸收法凈化氣態(tài)污染物的特點(diǎn)吸收法凈化氣態(tài)污染物的特點(diǎn)第一節(jié) 吸收的基本概念第九章 吸 附 吸附容量大：由于吸附過程發(fā)生在吸附劑

13、表面，所以吸附容量取決于吸附劑表面積的大小。 選擇性高：對(duì)要分離的目的組分有較大的選擇性。穩(wěn)定性好：吸附劑應(yīng)具有較好的熱穩(wěn)定性，在較高溫度下解吸再生其結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生太大的變化。同時(shí)，還應(yīng)具有耐酸堿的良好化學(xué)穩(wěn)定性。 適當(dāng)?shù)奈锢硖匦裕哼m當(dāng)?shù)亩逊e密度和強(qiáng)度廉價(jià)易得 具有一定吸附能力的多孔物質(zhì)都可以作吸附劑.一、常用吸附劑的主要特性第二節(jié) 吸附劑吸附劑的選擇如何選擇適宜的吸附劑？需要根據(jù)被分離對(duì)象、分離條件和吸附劑本身的特點(diǎn)確定需要進(jìn)行試驗(yàn)研究第二節(jié) 吸附劑常用的吸附劑有哪些？ 弗蘭德里希公式參數(shù)的求解：對(duì)吸附等溫式兩邊取對(duì)數(shù)：1lglglgqkpn1/nqkp第三節(jié) 吸附平衡 Langmuir公式參數(shù)的求解：1mm1111qk qpq公式變換得：1m11k q pqk p（1）吸附質(zhì)從流體主體擴(kuò)散到吸附劑外表面外擴(kuò)散（2）吸附質(zhì)由吸附劑的外表面向微孔中的內(nèi)表面擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散（3）吸附質(zhì)在吸附劑的內(nèi)部表面上被吸附 一般第(3)步的速率很快，吸附傳質(zhì)速率主要取決于第(1)和(2)兩步。外擴(kuò)散速率很慢外擴(kuò)散控制內(nèi)擴(kuò)散速率很慢內(nèi)擴(kuò)散控制吸附劑從流體中吸附吸附質(zhì)的傳質(zhì)過程第四節(jié) 吸附動(dòng)力學(xué)第十章 其他分離過程(1)簡(jiǎn)述膜分離過程的類型、推動(dòng)力和特點(diǎn)。(2)膜組件有哪些主要形式？第三節(jié) 膜分離 （一）膜分離過程的分類根據(jù)推