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第九章吸附一、基本概念吸附、吸附剂、吸附质、等温吸附方程、穿透曲线、穿透点、穿透时间二、填空1、根据吸附剂与吸附质之间的作用力性质不同，吸附过程可以分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附过程是可逆的，化学吸附过程往往是不可逆的。
通常情况下物理吸附平衡吸附量随温度的上升而减小。
2、气-固物理吸附时，平衡吸附量与吸附质的平衡分压呈正相关，与温度呈负相关。
3、气-固物理吸附具有代表性的等温吸附方程有：Freundlich、Langmuir和BET方程，Freundlich、Langmuir公式的线性表达式分别是：q=kp1/n，1/q=[1 /(k1q m)](1/p)+1/q m。
4、接触过滤吸附中单级吸附的物料衡算方程（或操作线方程）为：G(ρ0-ρ1)=L(ｘ1-ｘ0)或ρ1 =_—（L/G）ｘ1+（L/G）ｘ0 +ρ0当吸附剂的初始吸附量为零时，操作线方程为：ρ1 =_—（L/G）ｘ1+ρ0 若吸附平衡符合Freundlich方程，L/G=(ρ0-ρ1)/(kρ11/n).5、二级错流吸附，吸附平衡符合Freundlich方程，在ｘ0=0的情况下，两级吸附吸附物料衡算方程分别为：L1/G=(ρ0-ρ1)/(kρ11/n)，L2/G=(ρ1-ρ2)/(kρ21/n)，总物料衡算方程为：（L1+ L2）G=(ρ0-ρ1)/(kρ11/n)+(ρ1-ρ2)/(kρ21/n)要使吸附剂用量之和最小，（ρ1/ρ2）1/n-ρ0/ρ1n=1-1/n6、m级逆流吸附，整个系统的物料衡算方程为：G(ρ0-ρm)=L(ｘ1-ｘm+1)三、计算题：例题9.5.2例题9.5.3 （已知吸附平衡符合Freundlich 方程，X=640Y1/2.22）例题9.5.4，9.5.5习题9.1-9.4。
同济大学《环境工程原理》复习重点及期末考试真题整理目录《环境工程原理》复习提纲 (1)同济大学《环境工程原理》期末考试试题一 (10)同济大学《环境工程原理》期末考试试题二 (13)同济大学《环境工程原理》期末考试试题三 (16)同济大学《环境工程原理》期末考试试题四 (19)同济大学《环境工程原理》期末考试试题五 (22)同济大学《环境工程原理》期末考试试题六 (25)同济大学《环境工程原理》期末考试试题七 (28)同济大学《环境工程原理》期末考试试题八 (31)同济大学《环境工程原理》期末考试试题九 (34)同济大学《环境工程原理》期末考试试题十 (37)《环境工程原理》各章重点问题总结 (40)《环境工程原理》复习提纲第一章绪论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。
环境工程原理《吸附》习题及答案1 、 25℃，101.3kPa 下，甲醛气体被活性炭吸附的平衡数据如下： q/[ g(气体)•g(活性炭)-1] 0 0.1 0.2 0.3 0.35 气体的平衡分压 /Pa2671600560012266试判断吸附类型，并求吸附常数。
如果25℃，101.3kPa 下，在1L 的容器中含有空气和甲醛的混合物，甲醛的分压为12kPa ，向容器中放入2g 活性炭，密闭。
忽略空气的吸附，求达到吸附平衡时容器内的压力。
解：由数据可得吸附的平衡曲线如下图1由上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir 或Freundlich 型。
由11111m mq q k p q =+，整理数据如下 1/q 10 5 3.3 2.86 1/p0.003740.000620.000180.00008作1/q 和1/p 的直线图2由ln 1/ln ln q n p k =+，整理数据如下：ln p 5.59 7.38 8.63 9.41 ln q-2.30-1.61-1.20-1.05作ln q 和ln p 的直线图3由以上计算可知，用Freundlich 等温方程拟合更好一些。
同时计算参数如下： 1/n=0.3336，n=3，lnk=-4.1266，k=0.016，所以等温线方程为1/30.016q p = 题设条件下，甲醛的物质的量为120000.0010.00488.314298pV n RT ⨯===⨯mol 质量为0.0048300.144m =⨯=g假设达到吸附平衡时吸附量为q ，则此时的压力为()0.14428.314298/300.001q p -⨯⨯=将1/30.016q p =代入，可以求得89p =Pa所以此时甲醛的平衡分压已经很低，如果忽略的话，可以认为此时容器内的压力为101.31289.3-=kPa2、 现采用活性炭吸附对某有机废水进行处理，对两种活性炭的吸附试验平衡数据如下：平衡浓度COD /(mg•L -1) 10050010001500200025003000A 吸附量/ [mg•g(活性炭)-1]55.6 192.3 227.8 326.1357.1378.8 394.7B 吸附量/[mg•g(活性炭)-1]47.6 181.8 294.1 357.3398.4 434.8476.2 试判断吸附类型，计算吸附常数，并比较两种活性炭的优劣。
第四章、质量传递1、传热过程主要有两种：强化传热、削弱传热2、热传递主要有三种方式：热传导、对流传热、辐射传热3、热传导：通过分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程4、对流传热：流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程（流体与固体壁面之间的热传递过程）5、自然对流传热：流体内部温度的不均匀分布形成密度差，在浮力的作用下流体发生对流而产生的传热过程。
6、强制对流传热：由于水泵、风机或其他外力引起流体流动而产生的传热过程。
7、辐射传热的过程：物体将热能变为辐射能，以电磁波的形式在空中传播，当遇到另一个物体时，又被物体全部或者部分吸收而变成热能。
（不需要任何介质作媒体，可以在真空中传播）8、导热系数：反映温度变化在物体中传播的能力。
9、气体的导热系数随温度的升高而增高，在气体中氢气的导热系数最高。
10、液体的导热系数随温度的升高而减小（水和甘油除外）11、晶体的导热系数随温度的升高而减小（非晶体相反）12、多孔性固体的导热系数与孔隙率、孔隙微观尺寸以及其中所含流体的性质有关，干燥的多孔性固体导热性很差，通常作为隔热材料，但材料受潮后，由于水比空气的导热系数大得多，其隔热性能将大幅度下降，因此，露天保温管道必须注意防潮。
14、对流传热与热传导的区别：对流传热存在流体质点的相对位移，而质点的位移将是对流传热速率加快。
15、影响对流传热的因素：物理特征、几何特征、流动特征16、湍流边界层内，存在层流底层、缓冲层和湍流中心三个区域，流体处于不同的流动状态。
17、传热边界层：壁面附近因传热而使流体温度发生变化的区域（存在温度梯度的区域）18、传热过程的阻力主要取决于传热边界层的厚度19、普兰德数：分子动量传递能力和分子热量传递能力的比值20、对流传热系数大小取决于流体物性、壁面情况、流动原因、流动状况、流体是否相变等21、对流传热微分方程式可以看出，温度梯度越大，对流传热系数越大22、求解湍流传热的对流传热系数有两个途径：量纲分析法并结合实验、应用动量传递与热量传递的类似性建立对流传热系数与范宁摩擦因子之间的定量关系23、自然对流：在固体壁面与静止流体之间，由于流体内部存在温差而造成密度差，是流体在升浮力作用下流动。
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。
环境工程原理第九章吸附
1.引言
吸附是环境工程中一种常见的处理技术，它利用固体表面与溶质之间
的相互作用力，将溶质从溶液中去除。
吸附过程是一个动力学过程，它包
括吸附平衡和吸附速率两个方面。
本章将重点介绍吸附原理及其在环境工
程中的应用。
2.吸附原理
吸附是一种表面现象，它是在固体表面上形成一个液体或气体分子层
的过程。
吸附分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附是指分子在吸附剂表面上凝聚形成薄层的过程。
物理吸附的
主要作用力是范德华力，范德华力是由于电子云的不规则运动而引起的，
它的作用范围很短，只有几个分子层的距离。
物理吸附的吸附热一般在
20-60 kJ/mol之间。
化学吸附是指溶质分子在吸附剂表面上与吸附剂形成化学键的过程。
化学吸附的主要作用力是化学键，它的作用范围比范德华力要长，可以达
到几个分子层的距离。
化学吸附的吸附热一般在80-400 kJ/mol之间。
吸附过程是一个动态平衡过程，它可以用等温吸附线来描述。
等温吸
附线是指在一定温度下，吸附系统中吸附剂表面上吸附物浓度与溶液中吸
附物浓度之间的关系。
等温吸附线分为等温吸附线和等温吸附线两种类型。
等温吸附线是指在固定温度下，将吸附剂暴露在饱和蒸气中，记录吸
附剂表面上吸附物的浓度和蒸气中吸附物的浓度之间的关系。
等温吸附线
一般呈现为S型曲线，这是由于吸附过程的初始阶段存在物理吸附和化学
吸附两个阶段的共存，随着吸附物浓度的增加，物理吸附的贡献逐渐减小而化学吸附的贡献逐渐增加。
等量吸附线是指在固定温度下，将吸附剂暴露在不同浓度的溶液中，记录吸附剂表面上吸附物的浓度和溶液中吸附物的浓度之间的关系。
等量吸附线和等温吸附线相似，都呈现为S型曲线。
3.吸附过程的影响因素
吸附过程受多种因素的影响，主要包括吸附剂的性质、溶质的性质、溶液的性质和操作条件等。
吸附剂的性质是影响吸附过程的主要因素之一、吸附剂的孔径大小、比表面积和表面官能团等特征决定了它的吸附性能。
孔径大小对吸附剂的吸附能力有很大影响，较小的孔径能提高吸附剂的选择性，较大的孔径则有助于更大分子的扩散。
比表面积越大，吸附剂的吸附能力越强。
不同的官能团对不同的溶质具有不同的吸附活性。
溶质的性质是影响吸附过程的另一个重要因素。
溶质的分子大小、形状、极性和化学性质都会影响它在吸附剂表面的吸附能力。
较小的溶质分子能更容易地进入吸附剂的孔隙中，极性溶质会与吸附剂之间的电荷相互作用，而非极性溶质则更容易通过范德华力与吸附剂相互作用。
溶液的性质也会影响吸附过程。
溶液中溶质的浓度、pH值、温度和离子强度等因素都会影响吸附过程。
溶质浓度的增加会增加吸附剂表面上吸附物的浓度，从而增强吸附过程。
pH值的改变会影响吸附剂表面的电荷性质，从而改变吸附过程。
温度的升高会增加溶质和吸附剂分子的热运动，从而加快吸附速率。
离子强度的增加会增加溶质与溶剂之间的离子相互作用，从而减小吸附过程。
4.吸附在环境工程中的应用
吸附在环境工程中有着广泛的应用。
下面以有机污染物的吸附处理为
例进行介绍。
有机污染物的吸附处理是通过选择合适的吸附材料将溶液中的有机污
染物吸附到吸附剂表面，达到去除有机污染物的目的。
常用的吸附材料包
括活性炭、纳米材料和天然吸附剂等。
活性炭是一种常用的吸附剂，它具
有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够有效地吸附有机污染物。
纳米
材料具有较高的比表面积和吸附能力，可以高效地吸附有机污染物。
天然
吸附剂如藻类、细菌和真菌等也具有较好的吸附性能。
有机污染物的吸附处理过程受到吸附剂的选择、吸附剂用量、溶液浓
度和操作条件等因素的影响。
选择合适的吸附剂是保证吸附性能的关键，
吸附剂的孔径和比表面积应与目标有机污染物相匹配。
吸附剂的用量应适当，过多的吸附剂会增加处理成本，而过少的吸附剂则会降低吸附效果。
溶液浓度越高，吸附效果越好。
操作条件的优化可以提高吸附过程的效率，如温度的提高、pH值的调整和离子强度的控制等。
有机污染物的吸附处理是一种简单、高效和经济的方法，它在环境工
程中有着广泛的应用前景。
吸附剂的选择和吸附过程的优化将是未来研究
的重点。
希望通过对吸附原理的深入研究和工程实践的不断总结，进一步
提高吸附技术的应用效果，为环境保护做出更大的贡献。
