环境工程原理.doc

1、环境问题的产生:产业革命以后，人类的生产力获得了飞速发展、技术水平迅速提高、人口迅速增长，人类活动的强度和范围逐渐增强和扩展，人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题也日趋突出。2、人类面临的环境问题:生态破坏和环境污染是目前人类面临的两大类环境问题，它们已经成为影响社会可持续发展、人类可持续生存的重大问题3、土壤中的污染物：重金属、挥发性有机物、原油等。土壤污染的危害：(1)通过雨水淋溶作用,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。4、固体废物的定义：固体废物(solid waste)指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失使用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质.固体废弃物对环境的危害：(1)通过雨水的淋溶和地表径流的渗滤，污染土壤、地下水和地表水，从而危害人体健康；(2)通过飞尘、微生物作用产生的恶臭以及化学反应产生的有害气体等污染空气；(3) 固体废弃物的存放和最终填埋处理占据大面积的土地等。5、物理性污染的种类：噪声、电磁辐射、振动、热污染等。物理性污染控制技术：隔离、屏蔽、吸收、消减技术等。6、流体携带能量进出系统开放系统系统与外界交换能量（热，功）封闭系统7、焓值是温度与物态的函数，因此进行衡算时除选取时间基准外，还需要选取物态与温度基准，通常以273K物质的液态为基准。8、对于圆管内的流动：Re4000时，一般出现湍流型态，称为湍流区；2000Re4000 时，有时层流，有时湍流，处于不稳定状态，称为过渡区；取决于外界干扰条件。9、内摩擦力是流体内部相邻两流体层的相互作用力，称为剪切力10、单位面积上所受到的剪力称为剪切应力。11、黏度的影响因素：黏度随流体种类不同而不同，并随压强、温度变化而变化（1）流体种类：一般地，相同条件下，液体的黏度大于气体的黏度。（2）压强：气体的黏度随压强的升高而增加，低密度气体和液体的黏度随压强的变化较小。对常见的流体，如水、气体等,黏度随压强的变化不大，一般可忽略不计。（3）温度：是影响黏度的主要因素。(随温度的升高，液体黏度降低，而气体黏度升高)12、工程上减少传热、传质阻力的方法：适当的增大流体的运动速度，使其呈湍流状态，以此降低边界层中层流部分的厚度，从而强化传热和传质；破坏边界层的形成，在流道内壁做矩形槽，或在管外壁放置翅片，以此破坏边界层的形成，减少传热和传质阻力。13、边界层的厚度是如何定义的？简述影响平壁边界层厚度的因素，并比较下列几组介质沿平壁面流动时，哪个边界层厚度较大：A、污水和污泥 B、水和油 C、流速大和流速小的同种流体通常将流体速度达到来流速度99%时的流体层厚度定义为边界层厚度，以表示。边界层的厚度是Re的函数。对于确定的流道，如果流体的物性（、）等为定值，则边界层厚度仅与流速有关，流速越快，边界层厚度越薄。A、污泥的边界层厚度较大（黏度大，Re小，则大）； B、油的边界层厚度较大（密度相差不大，油的黏度较大）； C、流速小的流体边界层厚度较大（判断公式： ）14、为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮？气体的导热系数很小，对导热不利，但利于绝热、保温。工业上常用多孔材料作为保温材料，就是利用了空隙中存在的气体，使导热系数变小。水比空气的导热系数大得多，隔热材料受潮后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。15、温室效应产生的机理：二氧化碳及其他温室气体对于来自太阳的短波相对透明，但是它们往往吸收那些由地球辐射出去的长波。在大气中积累的温室气体就像一个包裹在地球外表面的毯子，搅乱了地球的辐射平衡，导致地球温度升高。16、强化换热器传热过程的途径：（1）增大传热面积采用小直径管、异形表面、加装翅片等；（2）增大平均温度差提高蒸汽的压强可以提高蒸汽的温度改变两侧流体相互流向增加管壳式换热器的壳程数；（3）提高传热系数：提高流体的速度；增强流体的扰动；在流体中加固体颗粒；在气流中喷入液滴；采用短管换热器；防止结垢和及时清除污垢17、分离过程的主要传质过程：吸收、萃取、吸附、离子交换、膜分离18、根据传质机理的不同，质量传递主要的两种方式：分子扩散、涡流扩散19、传质边界层的范围如何确定？传质边界层与流动边界层的关系。具有浓度梯度的流体层传质边界层传质边界层的名义厚度定义为可以认为质量传递的全部阻力都集中在传质边界层内流动边界层与传质边界层的关系：20、沉降分离的一般原理：将含有颗粒物的流体置于某种力场中，是颗粒物与连续相的流体之间发生相对运动，沉降到器壁、器底或其他沉积表面，从而实现颗粒物与流体的分离。类型：重力沉降、离心沉降、电沉降、惯性沉降和扩散沉降重力沉降：既可用于水与废水中悬浮颗粒的分离，也可以用于气体净化，去除废气中的粉粒。在水处理中，利用重力沉降去除悬浮颗粒的处理构筑物包括沉砂池、沉淀池；气体净化中有重力沉降室。离心沉降：旋流器和离心沉降机电沉降：大气除尘的电除尘器即是应用点沉降的原理。电除尘器主要由放电电极和集尘电极组成。惯性沉降：利用惯性沉降原理进行颗粒物分离有惯性车程器，主要用于从气体中分离粉尘。重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体之间存在的密度差，在重力或离心力的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动点沉降是将颗粒置于电场中使之带电，并在电场力的作用下使带点颗粒在流体中产生相对运动惯性沉降是指颗粒物与流体一起运动时，由于在流体中存在的某种障碍物的作用，流体产生绕流，而颗粒物由于惯性偏离流体扩散沉降是利用微小粒子布朗运动过程中碰撞在某种障碍物上，从而与流体分离。环境工程领域那些处理单元涉及沉降分离过程：水处理：平流沉淀池大气净化：降尘室21、确定滤液量与过滤时间和过滤压差等之间的关系。恒压过滤： 恒速过滤： （在恒速过滤方程中，过滤压差随时间是变化的）实际上过滤模式常常采用：先恒速过滤后恒压过滤（在开始过滤时，以较低的恒速操作，避免颗粒穿透过滤介质。当压差上升到给定数值后，再采用恒压过滤，直到过滤终止。）22、吸收在环境领域中的应用：净化有害气体：湿式烟气脱硫：如用水或碱液吸收烟气中SO2，石灰/石灰石洗涤烟气脱硫。干法脱硫：喷雾干燥烟气脱硫：SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收。水、酸吸收净化含NOx废气。回收有用物质：如用吸收法净化石油炼制尾气中的硫化氢的同时，还可以回收有用的元素硫。能够用吸收法净化的气态污染物主要有：SO2，H2S, HF和NOx等。 其他应用：曝气充氧23、吸收法净化气态污染物的特点：处理气体量大，成份复杂，同时含有多种气态污染物； 吸收组分浓度低；吸收效率和吸收速率要求高；多采用化学吸收如碱液吸收燃烧烟气中低浓度的SO2；多数情况吸收过程仅是将污染物由气相转入液相，还需对吸收液进一步处理，以免造成二次污染。24、吸附剂从流体中吸附吸附质的传质过程：（1）吸附质从流体主体扩散到吸附剂外表面外扩散（2）吸附质由吸附剂的外表面向微孔中的内表面扩散内扩散（3）吸附质在吸附剂的内部表面上被吸附。（一般第(3)步的速率很快，吸附传质速率主要取决于第(1)和(2)两步。外扩散速率很慢外扩散控制内扩散速率很