环境工程设备第1章2

第一章总论1、1 设计任务书①设计题目某污水处理厂工艺设计及运行管理②基本资料（1）处理量：16万吨/天（2）进水水质：CODcr 300mg/L BOD5200mg/L SS 250mg/L 氨氮15mg/L（3）出水水质：CODcr≤100mg/L BOD5≤30mg/L SS≤30mg/L（4）处理工艺：拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水→格栅→泵房→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水（5）气象与水文资料风向：夏季主导风向为东南风（频率为12%），冬季主导风向为西北风（频率为10%）气温：年平均气温为12.9，最低气温为-16.5，最高气温为42.7水文：年均降水量为557mm，地下水水位地面下10m地形：西北高，东南低，自然坡度为1‰，海拨68—83米（大沽高程系）③设计内容（1）对所有构筑物及设备的选型做说明；（2）主要处理设施（格栅、沉砂池、曝气池、二沉池）的工艺计算；（3）污水处理厂运行过程中的常见问题及对策。

④设计成果设计说明书一份；⑤时间安排布置任务，讲解设计方法1天；学生查阅资料2天；主要构筑物的设计计算及设备选型4天，找出运行过程中的常见问题及提出对策1.5天，整理设计说明书1天，，讲评考核0.5天。

1、2 设计依据和原则设计依据：《环境工程学》高教出版社，蒋展鹏主编《污水处理厂工艺设计手册》化学工业出版，社高俊发王社平主编 《污水保护设备选用手册》化学工业出版，闪红光主编 设计原则：①处理效果稳定，出水水质好；②工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便； ③污泥量少，污泥性质稳定； ④基建投资少，占地面积少。

1、3 主要设计资料（拟建地概况，气象、水文、地形资料等）设计的的污水处理厂的处理规模为16万t/d 。

夏季主导风向为东南风（频率为12%），冬季主导风向为西北风（频率为10%）。

年平均气温为12.9，最低气温为-16.5，最高气温为42.7。

第I 篇 习题解答第一章 绪论1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。

解：环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。

它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。

环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。

图1-1是环境学科的分科体系。

图1-1 环境学科体系1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。

解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。

图1-2是环境工程学的学科体系。

环境学科体系环境科学环境工程学环境生态学环境规划与管理图1-2 环境工程学的学科体系1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。

上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。

1.4 空气中挥发性有机物（VOCs ）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs ）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。

上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。

1.5 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。

解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理生态修复与构建技术及原理清洁生产理论及技术原理环境规划管理与环境系统工程环境工程监测与环境质量评价水质净化与水污染控制工程空气净化与大气污染控制工程固体废弃物处理处置与管理物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。

第I 篇环境工程原理基础第二章质量衡算与能量衡算第二节质量衡算◆质量衡算的三个要素：划定衡算系统；确定衡算对象；确定衡算基准；◆稳态系统和非稳态系统的特征当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数，不随时间变化，称稳态系统；当系统中流速、压力、密度等物理量不仅随位置变化，而且随时间变化，称非稳态系统。

◆质量衡算的基本关系式：见（2.2.4）p29第三节能量衡算◆封闭系统和开放系统封闭系统：与环境没有物质交换的系统开放系统：与环境既有物质交换又有能量交换的系统第四章热量传递第一节热量传递的方式◆根据传热机理的不同，热的传递三种方式的特点1、热传导：条件：物体各部分之间无宏观运动机理：通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。

在气态、液态和固态物质中都可以发生，但传递的方式和机理不同。

气体的热量传递方式：不规则热运动时相互碰撞固体的热量传递方式：两种方式：晶格振动、自由电子迁移液体的热量传递方式：分子振动、分子间的相互碰撞2、对流传热：流体中质点发生相对位移引起的热量传递过程，仅发生在液体和气体中。

对流与热传导的区别：流体质点的相对位移。

自然对流传热强制对流传热3、辐射传热：物体由于热的原因而发出辐射能的过程。

能量传递的同时又有能量的转化，不需要任何介质作媒介。

第二节热传导◆傅立叶定律的意义和适用条件意义：见（4.2.2）适用条件：平壁和圆管壁的稳态热传导◆多孔材料具有保温性能◆若采用两种导热系数不同的材料为管道保温，分析应如何布置效果最好。

第三节对流传热◆对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施机理：流体中质点发生相对位移引起的热量传递过程，仅发生在液体和气体中。

传热阻力的分布：层流底层（热传导）、缓冲层（热传导、对流传热）、湍流中心（对流传热）强化传热的措施：减小层流底层◆影响对流传热的因素：物性特征；几何特征；流动特征◆保温层的临界直径和保温层的临界厚度。

什么情况下保温层厚度增加反而会使热损失加大（保温层外径小于临界直径）？保温层的临界直径由什么决定（导热系数与对流传热系数的比值）？◆间壁传热热阻包括哪几部分？若冷热流体分别为气体和液体，要强化换热过程，需在哪一侧采取措施？（1）两侧流体的对流传热热阻、污垢热阻、间壁导热热阻。

第一章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么？2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？它们的技术原理是什么？3. 简述土壤污染治理的技术体系。

4. 简述废物资源化的技术体系。

5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。

6. 一般情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离和（或）转化技术原理，通过工程手段（利用各类装置），实现污染物的高效、快速去除。

试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。

第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1．什么是换算因数？英尺和米的换算因素是多少？2．什么是量纲和无量纲准数？单位和量纲的区别是什么？3．质量分数和质量比的区别和关系如何？试举出质量比的应用实例。

4．大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。

5．平均速度的涵义是什么？用管道输送水和空气时，较为经济的流速范围为多少？第二节质量衡算1.进行质量衡算的三个要素是什么？2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。

3.质量衡算的基本关系是什么？4.以全部组分为对象进行质量衡算时，衡算方程具有什么特征？5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？第三节能量衡算1．物质的总能量由哪几部分组成？系统内部能量的变化与环境的关系如何？2．什么是封闭系统和开放系统？3．简述热量衡算方程的涵义。

4．对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？5．对于不对外做功的开放系统，系统能量能量变化率可如何表示？第四章热量传递第一节热量传递的方式1.什么是热传导？2.什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。

3.简述辐射传热的过程及其特点4.试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。

5.若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？第二节热传导1. 简述傅立叶定律的意义和适用条件。

环境工程原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握环境工程基本原理，理解水处理、大气治理和固废处理的基本技术方法。

2. 使学生了解环境工程在保护环境和可持续发展中的作用，掌握环境质量评价的基本方法。

3. 引导学生了解我国环境工程领域的政策法规和技术标准。

技能目标：1. 培养学生运用环境工程原理解决实际问题的能力，能进行简单的环境质量评价。

2. 提高学生的实验操作技能，能独立完成环境工程相关实验，并能对实验结果进行分析。

3. 培养学生的团队合作能力，能在小组讨论中发表自己的观点，共同解决环境工程问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对环境保护的自觉性和责任感，树立绿色环保意识。

2. 引导学生关注环境问题，激发其探究环境科学领域的兴趣。

3. 培养学生具备批判性思维，对环境工程领域的发展趋势和挑战有基本的认识。

本课程针对高中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够运用所学知识为环境保护作出贡献，同时培养学生的环保意识和责任感。

二、教学内容本课程依据课程目标，选择以下教学内容：1. 环境工程原理概述：介绍环境工程的基本概念、任务和目标，使学生了解环境工程在保护环境中的作用。

教学内容：教材第一章“环境工程概述”2. 水处理技术：讲解水的污染来源、水处理技术原理及方法，包括预处理、混凝、沉淀、过滤、消毒等。

教学内容：教材第二章“水处理技术”1-4节3. 大气治理技术：介绍大气污染物的种类、来源及治理技术，如脱硫、脱硝、除尘等。

教学内容：教材第三章“大气治理技术”1-3节4. 固废处理与资源化：讲解固体废物的分类、处理方法及资源化利用，如填埋、焚烧、堆肥等。

教学内容：教材第四章“固废处理与资源化”1-3节5. 环境质量评价：介绍环境质量评价的基本原理、方法和程序，使学生掌握环境质量评价的技能。

环境工程学实验教案第一章：环境工程学概述1.1 实验目的了解环境工程学的基本概念、原理和目标。

掌握环境工程学的主要研究领域和应用范围。

1.2 实验原理环境工程学的定义和重要性。

环境工程学的基本原理和理论基础。

1.3 实验内容介绍环境工程学的主要研究领域，如水处理、大气污染控制、固废处理与资源化等。

分析环境工程学在实际应用中的案例。

1.4 实验方法与步骤讲解环境工程学实验的基本方法和步骤。

示范环境工程学实验的操作技巧。

第二章：水处理技术实验2.1 实验目的学习水处理技术的基本原理和方法。

了解不同水处理技术的应用和效果。

2.2 实验原理过滤、沉淀、吸附等水处理技术的原理。

水质指标和水质评价方法。

过滤实验：使用砂滤池去除水中的悬浮物。

沉淀实验：利用化学沉淀法去除水中的重金属离子。

吸附实验：使用活性炭吸附水中的有机物和异味。

2.4 实验方法与步骤讲解每个水处理实验的操作步骤和注意事项。

示范实验设备的组装和操作方法。

第三章：大气污染控制实验3.1 实验目的学习大气污染控制技术的基本原理和方法。

了解不同大气污染控制技术的应用和效果。

3.2 实验原理燃烧控制、过滤、静电除尘等大气污染控制技术原理。

大气污染物排放标准和空气质量评价方法。

3.3 实验内容燃烧控制实验：通过调整燃烧条件减少废气中的污染物排放。

过滤实验：使用袋式过滤器去除废气中的颗粒物。

静电除尘实验：利用静电原理去除废气中的粉尘。

3.4 实验方法与步骤讲解每个大气污染控制实验的操作步骤和注意事项。

示范实验设备的组装和操作方法。

第四章：固废处理与资源化实验学习固废处理与资源化的基本原理和方法。

了解不同固废处理与资源化技术的应用和效果。

4.2 实验原理固废分类、固废处理与资源化的技术原理。

固废处理与资源化的环境和经济效益。

4.3 实验内容固废分类实验：对不同类型的固废进行分类和识别。

固废处理实验：如压实、破碎、生物降解等。

固废资源化实验：如废纸回收、塑料再生、废电池处理等。

环境工程学》知识要点整理蒋展鹏主编第3 版普通专升本考试绪论与第一章水质标准和水体净化1、水质是指水和其所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合性质。

水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质是否符合要求的具体衡量标准。

主要分为化学性指标、物理性指标、生物性指标。

2、C OD化学需氧量的简称，指在一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（如K2Cr2O7、KMmO 4）作用时消耗的氧化剂量，结果用氧的mg/L 数来表示。

BOD:生物化学需氧量的简称，指在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解，这个过程所需要的氧量叫做生物化学需氧量，结果用氧的mg/L 数来表示。

3、常用水质标准：《生活饮用水卫生标准》GB 5749—2006 、《饮用水净水标准》CJ94-1999 、《地表水环境质量标准》GB 3838-2002 、《废水综合排放标准》GB8978-1996、《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-20024、水体自净：污染物质随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物学的作用，污染物质被分散，分离或分解，最后受污染的水体部分的或完全的恢复原状的现象。

净化机理：1）物理过程：稀释、扩散、挥发、沉淀、上浮等。

2）化学和物理化学过程：中和、絮凝、吸附、络合、氧化、还原等。

3）生物学和生物化学过程：进入水体中的污染物质，被水生生物吸附、吸收、吞食消化等过程，特别是有机物质由于水中微生物的代谢活动而被氧化分解并转化为无机物的过程。

第二章（1-2）水的物理化学处理方法1、格栅：格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。

分类：按格栅形状分：平面格栅、曲面格栅；按栅条间隙分：粗格栅e=50-100mm、中格栅e=10-40mm、细格栅e=3-10mm ；按清除方式分：人工清除格栅、机械清除格栅、水力清除格栅。