第三章-物理化学处理(4)
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化工废弃物的处理与资源化利用第一章概述化工生产过程中产生的废弃物,如果不得当处理,会对人类和生态环境造成严重危害。
因此,对化工废弃物的处理和资源化利用是一个重要的问题。
本文将从化工废弃物的特点、处理方法、资源化利用等方面进行探讨。
第二章废弃物的特点及分类化工废弃物是指化工生产过程中产生的废弃物,包括废水、废气、废渣等。
它们的特点是含有大量的有机物、无机盐和重金属等物质,具有有毒、危险、腐蚀等性质。
根据其来源和性质的不同,废弃物可分为危险性废弃物和非危险性废弃物,其中,危险性废弃物是指具有可燃、易爆、有毒、有害等特性的废弃物,需要采取特殊的处理措施。
第三章废弃物的处理方法废弃物的处理是指采取各种方式把危险废弃物或非危险废弃物转化成无害物质,达到安全、环保、节能等目的的过程。
废弃物的处理方法有很多种,下面主要介绍常见的几种处理方式。
3.1 埋填废弃物埋填是指将废弃物填埋于土地之中,并通过固废填埋的排水和渗滤系统进行处理。
这种方法具有处理量大、成本低等优点,但也存在污染土壤、造成温室气体排放等问题。
3.2 焚烧焚烧是指将废弃物通过高温氧化分解的方式处理掉。
这种方法具有占地面积小、处理效果好等优点,但也存在烟气污染、能源消耗等问题。
3.3 物理化学处理物理化学处理是指采用物理和化学方法将废弃物转化成可无害化的物质。
这种方法具有处理效果好、适用范围广等优点,但处理成本较高。
第四章资源化利用废弃物的资源化利用是指对废弃物进行再加工、再利用的过程,目的是减少废弃物的产生量,提高其经济价值。
目前针对废弃物的资源化利用主要包括以下几个方面:4.1 回收再利用针对某些品种的废弃物,可以通过回收再利用的方式,将其变成有价值的资源。
例如,废旧电池中的铅、锌等金属可以通过化学反应进行提取和回收。
4.2 能源利用废弃物中含有丰富的可再生能源,如生物质能、沼气等。
通过生物质气化、沼气发电等方式,可以将废弃物转化为能源。
第五章废弃物的管理化工废弃物的处理和资源化利用是一项复杂的工程,需要采取全方位的管理措施。
物理化学第三章课后答案完整版第三章热⼒学第⼆定律3.1 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作。
求(1)热机效率;(2)当向环境作功时,系统从⾼温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解:卡诺热机的效率为根据定义3.2 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作,求:(1)热机效率;(2)当从⾼温热源吸热时,系统对环境作的功及向低温热源放出的热解:(1) 由卡诺循环的热机效率得出(2)3.3 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作,求(1)热机效率;(2)当向低温热源放热时,系统从⾼温热源吸热及对环境所作的功。
解:(1)(2)3.4 试说明:在⾼温热源和低温热源间⼯作的不可逆热机与卡诺机联合操作时,若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功-W 。
假设不可逆热机的热机效率⼤于卡诺热机效率,其结果必然是有热量从低温热源流向⾼温热源,⽽违反势热⼒学第⼆定律的克劳修斯说法。
证:(反证法)设 r ir ηη>不可逆热机从⾼温热源吸热,向低温热源放热,对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向⾼温热源放热则若使逆向卡诺热机向⾼温热源放出的热不可逆热机从⾼温热源吸收的热相等,即总的结果是:得⾃单⼀低温热源的热,变成了环境作功,违背了热⼒学第⼆定律的开尔⽂说法,同样也就违背了克劳修斯说法。
3.5 ⾼温热源温度,低温热源温度,今有120KJ的热直接从⾼温热源传给低温热源,求此过程。
解:将热源看作⽆限⼤,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的⾼温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下,当热机从⾼温热源吸热时,两热源的总熵变。
(1)可逆热机效率。
(2)不可逆热机效率。
(3)不可逆热机效率。
解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义因此,上⾯三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知⽔的⽐定压热容。
今有1 kg,10℃的⽔经下列三种不同过程加热成100 ℃的⽔,求过程的。
(1)系统与100℃的热源接触。
第三章多组分系统热力学及其在溶液中的应用一、基本公式和内容提要1. 偏摩尔量定义:其中X为多组分系统的任一种容量性质,如V﹑U﹑S......全微分式:总和:偏摩尔量的集合公式:2. 化学势定义物质的化学势是决定物质传递方向和限度的强度因素,是决定物质变化方向和限度的函数的总称,偏摩尔吉布斯函数只是其中的一种形式。
3. 单相多组分系统的热力学公式4. 化学势判据等温等压、只做体积功的条件下将化学势判据用于多相平衡和化学平衡中,得多组分系统多相平衡的条件为:化学平衡的条件为:5.化学势与温度、压力的关系(1)化学势与压力的关系(2)化学势与温度的关系6.气体的化学势(1)纯组分理想气体的化学势理想气体压力为(标准压力)时的状态称为标准态,称为标准态化学势,它仅是温度的函数。
(2)混合理想气体的化学势式中:为物质B的分压;为物质B的标准态化学势;是理想气体混合物中B组分的摩尔分数;是B纯气体在指定T,p时的化学势,p是总压。
(3)实际气体的化学势式中:为实际气体或其混合物中物质B的化学势;为B的标准态化学势,其对应状态是B在温度T、压力、且假想具有理想气体行为时的状态,这个状态称为实际气体B的标准态;分别为物质B的逸度系数和逸度。
7. 稀溶液中的两个经验定律(1)拉乌尔定律一定温度时,溶液中溶剂的蒸气压与溶剂在溶液中的物质的量分数成正比,其比例系数是纯溶剂在该温度时的蒸气压。
用公式表示为。
对二组分溶液来说,,故拉乌尔定律又可表示为即溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。
(2)亨利定律一定温度时,稀溶液中挥发性溶质的平衡分压与溶质在溶液中的物质的量分数成正比。
用公式表示。
式中:为溶质的浓度分别为摩尔分数、质量摩尔浓度和物质的量浓度表示时的亨利系数,单位分别为Pa、和。
使用亨利定律时应注意:①是溶质在液面上的分压;②溶质在气体和在溶液中的状态必须是相同的。
8.溶液的化学势(1)理想液态混合物中物质的化学势①定义:在一定的温度和压力下,液态混合物中任意一种物质在任意浓度均遵守拉乌尔定律的液态混合物称为理想液态混合物。
第三章 多组分体系热力学内容提要只要指定两个强度性质便可以确定单组分体系的状态。
在多组分体系中,决定体系状态的变量还需包括组成体系的各物质的量。
在多组分体系热力学中,有两个重要的概念:偏摩尔量和化学势。
1、偏摩尔量(1)定义:设X 代表多组分体系中任一容量性质,在等温、等压、组成不变的条件下,体系中B 物质的容量性质Z 对B 物质的量n B 的偏微分称偏摩尔量,表示为Z 。
Z =(∂Z∂n B )T,p,nB(B ≠B )偏摩尔量是强度性质,和体系的总量无关,和组成体系各物质的浓度有关。
(2)偏摩尔量的集合公式∑==1B B B Z n Z多组分体系的广度性质等于体系中各组分物质的量与该物质偏摩尔性质的乘积之和。
(3)吉布斯-杜亥姆公式01=∑=B BB dZn该式表述了当发生一个无限小过程时,体系中各组分偏摩尔量变化值之间的关系。
它表明在均相体系中各组分的偏摩尔量之间是相互联系的,具有此消彼长的关系。
2、化学势(1)定义:偏摩尔吉布斯能G B,称为化学势,用μB 表示,单位为J·mol -1。
μB =(∂G∂n B )T,P,nB≠B广义的化学势:μB =(∂U ∂n B )s,v,nB(B≠B ) =(∂H ∂n B )s,p,nB(B≠B ) =(∂F ∂n B )T,V ,nB(B≠B ) =(∂G ∂n B )T,P,nB(B≠B ) (2)多组分组成可变体系的四个热力学基本公式:dU=TdS-pdV+B BBdn ∑μdH=TdS-pdV+B BBdn ∑μdF=sdT-Vpd+B BB dn ∑μdG=sdT-Vpd+B BBdn ∑μ(3)化学势的一些关系式 化学势集合公式∑=BB B n G μ等温、等压条件下化学势的吉布斯-杜亥姆公式∑BB Bd nμ化学势与温度的关系(∂μB∂T )p,nB=-V m ,B ) 化学势与压力的关系(∂μB ∂p )T,nB =v m ,B3、化学势判据等温、等压、W'=0条件下0≤∑B BB dn μ(1)相平衡:在等温、等压、W'=0的条件下,组分B 在α、β、…等各相达到平衡的条件是μB (α)=μB (β)=…在上述条件下,如果μB (α)>μB (β),则组分B 自发地从α相向β相转移。
《排水工程》(下)习题作业第一章总论1.试归纳污染物的类别、危害及相应的污染指标。
2.含氮有机物的好氧分解过程分氨化和硝化两个阶段,这两个阶段能否同时进行,为什么?3.固体污染物中,溶解态、胶态及悬浮态是如何划分的?SS、DS、TS各代表什么?4.为什么把废水中的有机物归于同一类污染物?有几种表示其浓度的方法?各有何优缺点?5.什么是废水处理的级别?对于城市污水而言,通常有怎样的级别划分?第二章物理处理6.目前常用的格栅设备有哪几种?格栅系统都由哪几部分组成?7.某城市污水厂的最大设计污水量Q max=0.4m3/s,总变化系数K=1.39,求粗格栅各部分尺寸8.沉砂池的作用是什么?曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别?它们各自优缺点是什么?9.已知某城市污水处理厂的最大设计流量为0.2m3/s,最小设计流量为0.1m3/s,总变化系数Kz=1.5,求平流沉砂池各部分尺寸。
10.已知某城市污水处理厂的最大设计流量为0.8m3/s,求曝气沉砂池的总有效容积、水流断面积、池总宽度、池长等各部分尺寸及每小时所需空气量11.沉淀有哪几种类型?各有何优缺点?说明各种类型的适用范围。
12.某城市污水处理厂最大设计流量43200m3/d,设计人口25万,沉淀时间1.5h,求平流式初次沉淀池各部分尺寸13.某城市设计最大污水量Q max=0.12m3/s,设计人口数N=58000人,求竖流式初次沉淀池各部分尺寸)14.某城市设计最大污水量Q max=43200m3/d,设计人口数N=25万人,求辐流式沉淀池各部分尺寸15.某城市污水处理厂的最大设计流量Q max=710m3/h,生活污水量总变化系数K=1.5,初次沉淀他采用升流式异向流斜管沉淀他,斜管斜长为1m,倾角为60°,设计表面负荷q=4m3/(m2·h),进水悬浮物浓度C1=250mg/L,出水悬浮物浓度C2=125mg/L,污泥含水率平均为96%,求斜管沉淀他各部分尺寸。