环境工程专业英语第二版重点课文翻译及复习.doc

Unit 1life expectancy ： 耐用期限，平均寿命 poverty-stricken ： 贫穷的，贫困的，贫乏的 smog-laden air ： 烟雾弥漫的天空，烟雾缭绕的空气，阴霾天气 global conditions ： 全球状况 haves and have-nots ： 富人和穷人 underprivileged ： 社会地位低下的，相对贫困的，生活水平低下的，弱势的 savanna ：热带大草原，稀树草原 predator ：食肉动物，捕食者 environmental disruptions ： 环境破坏，环境失调 农药pesticide / agricultural chemicals (including: pesticide, germicide, herbicide) 化肥chemical fertilizer 有机废物organic wastes 微生物microorganism / microbe 衰减attenuation 阻滞的retardant / blocking 稀释dilution 添加剂additive 合成塑料synthetic plastic 再生regenerationUnit 4Precision and accuracy 精确度和准确度 bulk collection 大量的搜集matric material 基体材料 ananlytical sequence 分析结果 Multivariate statistics 多变量的统计 interactive effect 相互间的影响 insofar 在.的范围 overall analytical scheme 整体分析计划灵敏度 sensitivity 采样 sample collection 真实时间 real time 样品欲处理 pretreatment of the sample 稳定性 stability曲线拟合 curve-fitting 吸附 adsorb adsorption 累积 accumulate accumulation分析评价 analytical evaluation 物理分离 physical separation因次图 dimension graph 标准方差 standard varianceUnit 5primary pollutant 一次大气污染物 secondary pollutant 二次大气污染物 air stagnation 空气流动停滞，大气停滞 nitrous oxide 一氧化二氮(N2O) nitric oxide 一氧化氮(NO) nitrogen dioxide 二氧化氮(NO2) soot 煤烟 dust 灰尘 smog 烟雾 ozone 臭氧 herbicide 除草剂 pesticide 杀虫剂 / 农药 正常浓度 normal concentration 严重污染的 serious polluted / heavily polluted 决定因素 determining factor 光化学氧化物 photochemical oxidant液体微滴 liquid droplet 放射性物质 radioactive substance 不完全氧化 incomplete oxidization / incomplete combustion 含硫的 sulfur-containing 风化 wind erosion / weathering 汽车尾气 automobile exhaustUnit 7出口 outlet 多管高效旋风分离器 multitube high-efficiency cyclone 合成纤维 synthetic fabric 捕集效率 collection efficiency 机械洗涤 mechanical scrubbing 压力降 pressure drop 焚化炉 incinerator 气体离子 gas ion 捕集板 collection surface 碳黑 carbon blackUnit 8尾气 off-gas 可应用性 applicability 工业规模 full-scale 土壤床 soil bed 生物过滤器 biofilter 固定资本 fixed capital 易生物降解的 easily biodegradedVOC 挥发性有机化合物 APC 大气污染控制 Regulatory program 调整项目 Financial support 财政支持 Operating cost 操作成本 Biodegradation capacity 生物降解能力 Environmental media 环境介质 Biological 生物学的 Technologies 技术、工艺 Inorganic air pollutants 无机大气污染物Unit 10treatment facilities 处理设备 municipality 市政当局, 自治市 population equivalent 人口当量 basement flooding 地下室浸水 per capita per day 每人每天 runoff 排水 domestic sewage 生活污水 type of terrain 地形种类Unit 12land disposal 掩埋处置 fecal coliform 粪大肠菌群 stringent effluent requirement 严格的废水排放要求 assimilation capacity 同化能力 practical outlets 可行的排出途径，现实出路 aquatic life 水生生物 detrimental to human health 对人体健康有害的 endogenous phase 内源生长期Unit 13flow monitoring 流量监测 equipment age and reliability 装备老化及其可靠性 mechanistic facilities 机械设备 microbial activity 微生物活性 activated sludge 活性污泥 controlling respiration 控制呼吸 oxidation ditches 氧化沟 on-line automation 在线自动监测手动控制 operator control/ manual control 最优化 minimize the effects 微处理器 microprocessor 统计分析 statistical analysis 质量衡算 mass balance 动力学 dynamics 氧化还原 oxidation and reduction /redox 停留时间 residence time 模拟 simulation 参数 parameter 水解 hydrolysis 积分 integralUnit 1 环境工程本书的内容：本书的目的是使工科和理科学生对环境问题的跨学科的研究有所了解：环境问题的起因，环境问题受关注的原因，如何控制环境问题。本书包括如下内容：对环境和环境系统而言环境问题含义的描述关于造成环境破坏的基本原因的信息要了解环境问题性质并且量化环境问题所必需的基本科学知识环境控制技术在在水、大气和固废污染问题方面运用的现状我们目前对人类活动与自然之间的许多复杂的相互关系的理解和控制的科学知识的严重不足采用现有技术可以用来消除或减轻有许多环境问题，当实际上并没有，这是因为社会缺乏意愿去处理环境问题，或因为在许多情况下缺少处理环境问题所需的资源一些重要的定义当新词在这本书中第一次出现时，它的定义以正楷大写字母开头的形式给出（正如这里给出的）或以粗体字体给出。环境：是指我们周围的物理和生物生境，我们可以看到，听到，触到，闻到和感到这些事物。系统：根据韦氏字典，系统为相关和相联的一组或一系列事情形成一个单元或有机体，例如：太阳系，灌溉系统，供应系统和世界或宇宙。污染：可以定义为空气、水或土壤的物理化学或生物特性发生恶化以至于对人类或生物有机体的健康、生存或活性造成了危害。当改善环境质量的目的是用来改善人体健康时，环境这个词的含义就拓宽到包括各种社会、经济和文化方面，但这样的拓宽对许多实际情况不可行的，对为一学期时间设计的课程而言是不现实的。从而我们对环境问题调查时把环境的定义做了限制。各系统间的相互作用与水、大气或土地系统来说有一些不同的相关环境问题。而许多问题只是适用于其中的一个系统，正因为此这也说明了上述分类的合理性。如此的分类还有利于更容易对一个系统内相关问题的理解。并且从行政管理方面看也是合理的，因为政府机构经常把环境问题分为空气污染、供水、污水处理和固体废物处置几个方面来处理。但有许多重要的环境问题并不局限于大气、水或土地系统中的某个单一系统，而是包含各系统之间的相互作用。一个典型的例子是由于从许多发电站、冶炼厂和汽车排气向大气释放的二氧化硫和氮氧化物造成的酸雨问题。这些气体被气流输送到更广的区域，然后经降雨的冲刷后形成了酸雨，这对水生生物、森林和农作物有危害。对各系统间的相互作用造成了较大的环境破坏这里给出了两个例子，一个是全球性问题即大气中二氧化碳的逐渐增加，另一个是酸雨问题，通常是区域性问题。环境破坏我们生活水平的许多大的改善可以归公于科学技术的应用。这里给出几个例子。你能再举出其它的例子吗？更多并且质量更好食物的生产快速并可靠的运输方式的创建创造了可以保护我们免受极端气候并作为生活空间的房子多种通信体系的发明可以代替人力和动物的机器的发明安全水的供给与废物的处置传染病的消除在发达国家通过改进水工艺消除了大多数水传染病通过更大的生产力使我们有空闲时间，增加了可以参加提供的文化活动及娱乐活动机会保护我们不受例如洪水、干旱、地震和火山喷发等自然灾害的恶劣影响尽管有这些改进，但这些改进有困扰我们的副作用，例如可耕地的丧失，森林的消失，环境污染和难以控制的新有机体。这些作用中有许多一开始只被认为是公害，但现在已经被认识到对自然和人类有潜在的威胁。在农业社会，人们基本上与自然和谐相处，在土地中种植粮食，收集木柴，并制作衣服和工具。人类和动物产生的废物以肥料的形式返回土壤中。即使产生了水体、土壤和大气污染，也很少。古代大城市，特别是罗马帝国时的那些城市，有供水和废物处置的体系。该体系一个例子如下：从古罗马的大排泄沟输水管道为有百万人口的罗马城市供应干净的水，这是最著名也是最早建造的排水管。许多世纪以来，整个欧洲城市的建筑者们忘记了古代城市的市政工程。供水和废物处置的忽略造成了许多疾病的发作，例如痢疾、霍乱、伤寒和其它水传染疾病。直到19世纪中叶以前，人们没有意识到废物的不当处置会使给水受到带病有机体的污染。英国、欧洲和北美国家在19世纪的工业革命恶化了环境问题，这是因为随着工业化发展城市化加速造成的。所有城市化和工业化现象，无论在过去还是现在都是造成在该时代不能处理的水体和大气污染的原因。接下来的几十年里，在发达国家对给水的处理和废水的部分处理方面的技术得到了快速发展。这样就大大减少了水传染病的发生率。我们应注意到排放到环境的所有废物污染了我们的水、大气和土壤系统。Unit 4 环境分析环境分析包括在环境系统中进行的物理、化学和生物测定。尽管环境分析一词越来越专指对污染物测定的情况，但环境分析包括对自然环境和对污染了的环境系统（进行测定）。通常，进行四种类型的(分析)测定：定性分析确定污染物存在的种类；定量分析确定各种污染物的量有多少；通过污染物的种类或特征来确定该污染物实际存在的化学形式和物理形式（例如被吸附在颗粒的表面）的详细情况；进行影响分析的确切目的是为了确定所讨论的污染物产生的环境影响的程度。环境分析总的目的是获得环境中的自然物或污染物的信息，以便对它们可能产生的行为进行真实评价。对污染物来说，包括对它们进行现状评价和潜在环境影响进行预测，这些可能表现在几个方面。因此，一种污染物可能对植物或动物表现出毒性。（漏了）污染物对材料特别是建筑材料的影响是另一个爱关注的方面，这种影响是很明显的并且令人不愉快的（例如大气中的二氧化硫破坏了古代雕像）。另一个环境影响的方面包括使感觉下降，如可见度降低，空气污浊和难闻的气味。最后，我们应该认识到环境影响不可能全部会被一般人的感知能力识别到，认识到这一点很重要，因此需要采用高级化学或物理分析方法来测定。为了对环境分析的常规领域进行恰当的说明，该领域可从三个方面进行考虑：通常情况下进行分析的根本原因和选择分析方法的基本概念；通常可采用的技术和方法；环境分析能力的现状。有关环境分析的一些重要概念有：目的 进行环境样品的采集和分析是为了研究或监测，或作为抽样检查。抽样检查分析是为了快速获得有关环境问题（污染的）大概程度或其性质的信息。可靠性 无论是想获得哪方面信息，获得可靠的样品（真实的试样）是极其重要的，因为它代表了所要调查的特定体系。事实上，任何环境分析中获得可靠的样品是环境分析中最难的工作，因为许多环境体系是相当复杂的并且往往不均匀。测量结果 任何环境分析结果中必须包括对所采用的分析方法的测定极限的说明。这是因为对零浓度的含义存在很大的不确定性。事实上，通常对所讨论的物质不能说（认为）连一个原子或一个分子都不存在，所以不存在零浓度。精度和准确度 在环境分析报告中，必须详细说明该测定的精准度。许多环境测定中包括对在不同体系或相同体系而不同条件下（温度，时间，污染物浓度等）所得结果的对比，所以有必要确定两个不同的数据是否实际上表示（它们）只是在不同条件下测得的。物质的形式 在进行环境分析时有必要清楚的指出要测定的物质的物理形态。简单的说，这包括该物质存在的实际形态（是固态，液态还是气态），因为许多物质（无论是有机的还是无机的）可以同时以不同的形态存在。例如，某些有机气体既可以以气态存在也可以吸附到固体颗粒表面，而用来测定其每一形态的分析方法是完全不同的。区分元素和化学物质 在环境分析中特别强调的一点就是要区分该物质是以化学元素存在还是以化合物的形式存在。应该确定在环境样品中该元素存在的化学形态而不只是简单的说明该元素存在的浓度。而虽然这种概念从理论上可被接受，但分析方法还没有达到可以很容易的测量到以痕量存在的无机化合物的水平。颗粒表面 当污染物存在于或与某一凝相在一起时，有时候有必要确定该污染物是此整个体系的一部分还是只存在于它的表面。这样的考虑是非常有意义的，例如存在于空气中颗粒表面上的物质直接与外界环境接触，而那些均匀分布于颗粒物之间的污染物质实际上存在的浓度很低并且在颗粒表面的浓度还要更低。由于我们会吸入空气中的颗粒，而表面控制可以导致肺部沉积的化学物质局部浓度提高。有效性 虽然分析化学家并不可能正常的作出每一种分析，但是确定化学物质的有效性通常是必要的。通常污染物必须变为溶解态才能产生实际环境效应(影响)。例如，与空气中颗粒联在一起的有毒的化合物只有被肺液溶解后才会（对人）产生局部效应或系统效应。环境效应 在分析与环境效应相互之间的最终联系包括确定化学物质产生的实际环境效应。在大多数情况下，这包括采用一些生物方法或生物鉴定来确定对生物有机体产生的毒理效应。虽然考虑到生物鉴定的费用、复杂性、耗时的特性，为了测定毒理效应和制定应遵从的标准时，经常采取生物测定方法来取代化学分析方法。即使如此做，还是有必要在一种或多种污染物的污染水平与毒理影响程度之间建立一种所谓的剂量-反应关系。Unit 5 大气污染物的类型及污染源什么是大气污染？大气污染通常是指空气中一种或多种化学物质的浓度达到了有害程度，以至于对人类、其它动物、植物或材料造成了危害。大气污染物有两大类型。一次大气污染物是指直接排放到大气中的污染物质 ，其浓度达到了造成危害的程度。一次大气污染物中有的是大气中自然组成成分（如二氧化碳）浓度超过了其正常浓度，或一些通常大气中没有的物质如汽车使用含铅汽油时燃烧所排放的含铅化合物。二次大气污染物是大气中自然组分在大气中相互发生化学反应所产生的 有害化学物质。在城市或其它区域上空发生的严重大气污染通常是由于在空气停滞期所排放的高浓度的污染物造成的。一些人口非常稠密的城市（如洛杉矶、墨西哥）的地理位置，使得它们经常特别容易受空气流动停滞和污染物增加的影响。我们不能只根据浓度来确定大气污染物的严重性。测量所得的污染物浓度本身并不能告诉我们这些污染物所造成的危害的信息，因为污染物的临界浓度、协同作用和生物放大效应都是决定因素。另外，我们遇到了有争议的问题，即是什么造成了危害。下面是大气污染物中的11类主要污染物：碳氧化物：一氧化碳、二氧化碳硫氧化物：二氧化硫，三氧化硫氮氧化物：氧化亚氮，氧化一氮，二氧化氮烃类（含碳和氢的有机化合物）：如甲烷，丁烷，苯等光化学氧化剂： 如臭氧，过氧乙酰硝酸酯和各种醛类微粒（悬浮在大气中的固体颗粒物或液滴）：烟雾，粉尘，煤烟，石棉，金属颗粒（如铅，铍，镉等)，油滴，盐雾，硫酸盐。其它无机化合物：石棉，氟化氢，硫化氢，氨，硫酸，硝酸其它有机化合物：杀虫剂，除草剂，各种醇类、酸类和其他化学物质放射性物质：氚，镭，燃料和核电站的排放物Unit 7 大气污染控制的传统技术控制从工业源排放的颗粒物的主要方法有旋风分离器（旋风除尘器），静电除尘器，布袋过滤器（袋式除尘器）和洗涤器（湿式除尘器）。除了这些传统的设备外，还有颗粒层过滤器和平板过滤器已经在小范围内得到应用，并且进行设备研究或传统设备的组合研究，例如荷电液滴洗涤。旋风除尘器旋风除尘器中的捕集器呈圆锥体形，气体沿切向进入后作旋转运动至出口。旋转运动产生的离心力使颗粒物移向锥体的外围然后沿外壁落入容器的底部（灰斗）。在旋风除尘器中使颗粒物达到分离的主要的力是离心力。旋转除尘器中的捕集器通常有两种类型：一种为大直径而低效率的旋风除尘器，另一种是小直径、多管高效率的旋风除尘器。特别是在颗粒物大于50微米时，大直径的旋风除尘器的效率较低。但大直径的旋风除尘器的启动资金低并且运行时的压力降为1-3英寸水柱。多管旋风除尘器的除尘效率可超过90%，但成本高并且压力降通常为3-5英寸水柱,另外，还容易堵塞、腐蚀。在气流中充满了颗粒物时（如在煤干燥器中、苜蓿脱水器和磨粉操作），大直径旋风除尘器经常被用作该系统的一部分。他们被广泛的应用于谷物升降机、锯木厂、沥青厂和清洁剂生产。布袋过滤器布袋过滤体系，也就是布袋，通常由合成纤维或玻璃纤维制作的管状袋子组成，含尘气体通过而颗粒物在纤维的过滤作用下在滤布的上方被收集。沉积在袋子上的粉尘定期被振落入灰斗中被去除掉。布袋过滤器通常具有超过99.5%的高捕集效率，压力降一般在4-6英寸水柱。所需要的滤料面积通常是根据气布比为11.5-3.0cfm气体/平方英尺布来考虑的。玻璃纤维布袋的最高操作温度550F 。然而，应该有一个最低温度下限，从而使气体高于露点50-75F以上。入流中粉尘的负荷在0.1-10.0格令每立方英尺气体。在有些高浓度的工业气体中需采用预洗涤装置如低效旋风除尘器预处理。布袋过滤器被广泛应用于许多工业领域，包括采矿操作、食物加工、谷物升降机，肥皂和清洁剂、塑料生产和许多其他方面。采用大布袋过滤器的工业有炭黑、水泥、电弧炉、铸造用化铁炉和非铁冶炼操作。利用布袋过滤来清洁气体适用于处理干燥的颗粒物或气体中的水呈气态的情况。尽管系统的良好的效率视所需处理的气流和颗粒物的性质而定，简单的过滤捕集器或布袋的除尘效果可达99%以上。操作单元主要包括的部件为几排过滤布袋或过滤管。湿式（洗涤器）除尘器湿式捕集器是利用水雾来捕集并去除颗粒物。湿式除尘器的型式很多，但总体上可分为低能和高能两类。具有1-6英寸压力降的低能湿式除尘器包括简单喷雾塔、填料塔或板式冲击塔。处理每1000立方英尺的气体需要的水量为3-6加仑，捕集效率可超过90-95%。低能湿式除尘器常用于焚化炉、肥料生产、石灰炉和铸铁厂。高能除尘器或文丘里洗涤器通过收缩-扩大管截面使气流加速并与喷入的水雾接触。高速的气流可以使捕集效率提高到99.5%，但压力降高达10-60英寸水柱。这样就需要具有高功率输入的引风机。文丘里洗涤器常与钢炉、纸浆厂和铸造用化铁炉联合使用。湿式除尘器具有高捕集率，但还存在包括沉淀池在内的污水处理问题。它们使气流中充满水蒸气结果造成蒸汽污染。在湿式式除尘器中包含的主要机理有：（1）通过颗粒物与液滴结合使颗粒物的粒径增加，从而更容易被捕集；（2）颗粒物被液膜捕集并被冲洗掉。静电除尘器利用静电除尘器来清理气体时特别适用于那些容易电离并含有液体或固体颗粒物的气体。去除方法包括使载满颗粒的气体通过一个高压电极与接地捕集表面产生的静电区域。气体被高压放电进行电离，然后颗粒物在与气体离子的相互作用下带电。然后带电的颗粒物迁移到带有相反电荷的捕集表面被中和。静电除尘器的工作原理包括三个基本步骤：(1)悬浮颗粒荷电；(2)带电粒子在接地表面的捕集；和(3)采用机械洗涤或用水冲洗集尘表面上的颗粒物。第八单元 大气污染控制的新技术生物过滤：对VOC排放的新的大气污染控制技术。通过微生物生物来处理环境中的不必要组分的观念已经在污水降解领域得到了几十年的应用。然而直到最近，美国利用微生物技术来去除环境中的其他污染物才得到了重视。而且虽然生物修复技术已在被合成有机物污染的土壤和地下水治理得到了成功的应用，但现在美国的环保专家确很少利用生物系统来控制大气污染物的实际经验。实际上，这个国家几乎没有环境的专家似乎意识到好几个欧洲国家（最显著的是荷兰和德国）”生物过滤”，即从固相反应器气流中空气污染的生物去除法，是一种充分确立的空气污染控制技术。在欧洲，生物过滤技术已经成功的应用于控制臭味和对人类有害作用的无机和有机的空气污染。（空气毒物，和从各种各样的工业和社会部门排出的可挥发性有机物VOC）。西德在生物过滤技术的发展大部分是发生在19世纪70年代末和80年代，而且这种发展是由增加的要求调整的迫切性和联邦政府的财力支持共同发展起来的。欧洲的经验已经证明，生物过滤较已有的空气污染技术有着经济的和其他方面的优越性，特别是用于仅含有低浓度（典型的是甲烷浓度小于1000ppm）易被生物降解的空气污染物。原则上微生物过滤技术为什么到现在没有在美国得到认可，只是在一部分领域内得到了应用，看上去好像是由于缺少管理计划，政府对科研和发展的很少支持还有缺少英文写作的文献，更确切的说，在美国大部分州关于管理计划还没有涉及到，没有以全面的方式，对从小源头排放的毒物、可挥发性有机物和臭味进行控制。而且政府组织在研究生物降解在这些来源的实用性上给予了很少的财政支持。最后，尽管有一些重要的文献已用英文出版，但大部分最近的技术报告却是用德语出版的。尽管有现在的障碍，生物过滤技术在不久的将来的美国仍有可能得到广泛的应用。除了，现有的装置大规模的工程现在还处在计划阶段或者建设阶段。例如第一个在加里福尼亚大规模用于控制VOC的系统，由南岸空气质量控制区共同资助的一个用生物过滤法处理在洛杉矶附近一个铸造厂排放乙醇的系统正在计划中。在其他地方也将会提供对这个系统性能更详细的分析。现在的这篇文章的主要目的是提供一个对生物过滤技术一个全面的综述来更广泛的传播这种APC新技术，并且鼓励在美国合适的地方实施这种技术。很多涉及到发展和运用的生物过滤更复杂技术和工程方面问题，就不能在这里讨论了。然而，我们会明确和总结这种文献还会给出更详细的文献。我们还注意到，除了生物过滤技术，其他的生物APC系统现在在欧洲应用到了有机废气，包括“生物洗涤器”和滴液池。文献中与这种相关的技术我们没有讨论，在其他文献中可以找到，带有臭味尾气的生物处理方法，可以从文献中找到在1923年当Bach讨论的控制从污水处理厂排放的硫化氢基本概念。关于这种概念的报道始于19世纪50年代的美国和西德。Pomeroy在1989年因为土壤床概念和成功的描述了在加里福尼亚土壤床装置而得到了美国第2793096号专利。在1959年前后，土壤层也应用在了西德城市污水处理厂来控制进来污水总管里的臭味。在美国，关于生物过滤法处理硫化氢的第一个系统研究，是由19世纪60年代的Carlson和Leiser主持的。他们的工作包括在西雅图附近的污水处理厂成功的安装了几个土壤过滤器，证明了生物降解而不是用吸收来处理臭味。在随后的几十年里，美国的几个研究人员进一步的研究了土壤床的概念，证实了在很多大规模应用中的有用性很多的这些技术归功于Hinrich Bohn在对土壤床理论和可能应用的15多年的研究。在美国成功的土壤床应用包括控制从炼油厂发出的臭味和从喷雾罐释放出来的丙烷和丁烷。虽然已经证实土壤床可用相当低的投资和操作费用来控制某些类型的臭味和挥发性有机化合物，但是，土壤的低生物降解能力和相当大的占地要求现质量土壤床在美国的应用。据估计，在美国和加拿大的生物过滤装置和土壤层装置总数不会超过50个，而且大部分都是应用在臭味的控制上。Unit 10 水污染及其污染源污水和疾病的关系是随着1854年英国伦敦的霍乱的流行被牢固的建立起来的。污染控制的最初目的是保护公众的健康，在许多地方仍然是主要目的。然而，目前保护水资源、保护渔区和维护娱乐水域也是关注的方面。随着二次世界大战后发生的城市密度的快速增长和工业化，水污染问题加重了。水污染这个词不确切（不明确），因为它既没有揭示污染物的类型也没有揭示污染源。我们处理污染问题是依据污染物是耗氧性的、营养型的(有助于藻类生长)， 有毒的，还是仅仅是感官污染？水资源的污染可能是被污水的排放或工业污水的排放直接造成（点源），也可能是被大气污染或农业、城市排水间接造成的（非点源）化学纯水是水分子的收集（只有水分子）。在自然界是不存在化学纯的水，在天然的溪水或天然湖水里，在云朵或雨水里，在下的雪里或在极地的冰帽里都不存在化学纯的水。在实验室可以制备很纯的水，只是难度较大。水中可以接受并容纳杂质。城市污水，也称为污水，是包括水（通常大于99%）和有机或无机污染物的混合物，这些污染物包括悬浮的和溶解态的。这些污染物的浓度通常很低，以mg/L表示，即一升混合液中含有的污染物的毫克数。这是用水中的组分的质量体积比来表示其浓度的， 污水，工业废物，和其他的稀溶液。微生物 当有合适的食物、合适的湿度、适合的温度时，微生物就可以生存。污水为大量的微生物（特别是细菌，还有一些病毒和原生动物）提供了理想的环境。大多数微生物是无害的并且在生物过程中可把有机物质转化成稳定的最终产物。然而，污水中也可能含有病菌，这是由带有水传染疾病的人的排泄物污染造成的。当水传染的细菌疾病如霍乱、伤寒和肺结核，病毒疾病如传染性肝炎和原生动物引起的痢疾在发达国家已经很少有时， 对那些还不能利用处理过的水的地方而言仍然是威胁。对可能存在的病菌的检测不仅有难度并且很耗时，并且标准的实施是对其他许多存在于包括人类在内的热血动物肠道内的有机体进行的检测。固体 在废水里的总固体（包括有机的和无机的）的定义为：液体经挥发后的残余物在103干燥到恒重的量。溶解态的固体和悬浮的非溶解态的固体是通过把滤液和非过滤过的液体挥发后测得的。 两者之间的差值是悬浮的固体含量。为了进一步分类滤渣，把滤渣在550度焚烧15分钟后剩留的灰分代表了无机固体，而挥发掉的那部分代表了有机成分的含量。悬浮固体和挥发性悬浮固体是很有用的两个参数。悬浮固体和生物化学需氧量是用来测定废水的污染强度和处理性能。挥发性悬浮固体可作为原废物的有机物含量的指示指标，并为在生物过程活微生物数量提供一个测量方法。无机成分：废水中含有的常规无机组分：1.氯化物和硫化物。通常存在于人类产生的废水中及废物中。2.氮和磷。以不同形式（有机的和无机的）存在于人类产生的废物中，另外有些磷来源于清洁剂。3.碳酸盐和重碳酸盐。通常以钙盐和镁盐的形式存在于废水和废物中。4.有毒的物质。砷，氰和重金属如镉，铬，铜，汞，铅和锌是有毒的无机物，这些物质存在于工业废物中。除了这些化学组分外，溶解气体特别是氧气的浓度，氢离子的浓度表现为Ph是废水的其他参数有机物质 蛋白质和碳水化合物构成了城市污水中有机物质的90%。这些可生物降解的污染物的来源包括人类的排泄物和尿，水槽中的食物废弃物，浴室的尘土和污物，洗涤和洗烫的污物，各种肥皂、清洗剂及其他清洗产品。用来测量污水中的有机物含量的参数有许多。有一种方法是基于测量存在于废物中的有机碳（总有机碳）。总有机碳是通过测量样品中的有机碳在一种强氧化剂的氧化作用下产生的二氧化碳的量，并与已知的总有机碳的标准对比而测得的。通常采用的方法中大多数是根据可氧化的物质转化为稳定的最终物质时所需要的氧量来确定的。由于所消耗的氧量与存在的可氧化的物质的量呈比例，所以它可作为表示污水污染相对强度的一种方法。用来确定废水需氧量的常用的两种方法是化学需氧量和生物化学需氧量测验方法。废水的化学需氧量是测量有机物质化学氧化时所需的氧量；生物化学需氧量是测定废水中有机物质经驯化的微生物生物降解时所需的氧量。在水污染控制中，生物化学需氧量是很重要的参数。可用来作为表示有机污染的测量方法，可作为估计生物处理时所需的氧量的基础，并可做为处理性能的指示性参数。水体或污水中的有机物质的量可直接测出（例如测定TOC量），但是TOC不能告诉我们该有机物能否被生物降解。我们采用一种间接的方法来表示有机物质的量，在一个封闭体系中测定利用成长中的微生物把有机物质转化为二氧化碳和水时所需的氧量。生物化学需氧量与所转化的有机物质的量成比例，从而生物化学需氧量是测定一个体系中存在的可生物降解的相对有机物量的一种方法。但因为微生物对有机物的生物氧化过程是连续进行的并且所需时间不确定（无限期），20日BOD大概是最终BOD的95% 或更多，我们人为的把20日BOD作为该有机物的最终需氧量。但是，对测量BOD来说20天也太长，所以采用20度时的五日作为测定生化需氧量的标准时间。BOD的反应速率取决于污染物的类型、温度，并且随着有机物的量的多少而改变。Unit 12 水的净化水分子是没有记忆的，所以去讨论你所喝的水是被污染了并净化了多少次是可笑的（市没有意义的 ），好像水分子逐渐厌烦了（逐渐被耗尽了）。最重要的是你喝的水纯度如何。对水的净化方法已发展到了很详细并且尖端的技术。然而通常采用的净化水的方法对水污染的性质的通常的理解应该是容易理解的，并在某些情况下是显而易见的。水中的杂质可分为悬浮的，胶体态的或溶解态的。由于悬浮的颗粒大足以被沉淀或被过滤掉。胶体态的或溶解态的杂质较难以去除掉。去除他们的一个可能的方法是以某种方法把这些微小的颗粒物结合成比较大的颗粒然后采用去除悬浮物的方法来处理。另一种可能的方法是把他们转变为气态然后是他们从水中散发到大气中，无论采用哪一种方法，有一点必须记住的是提升水或用泵将水输送通过滤床都需要能量。根据这些原则，来考虑用于净化城市污水的步骤。第一步是废水的收集系统。从家庭、医院、学校排放的水中的污染物包含食物残渣、人类排泄物、纸张、肥皂、洗涤剂、污垢、织物和其他混杂的残骸，当然还有微生物。这些混合物被称为厕所污水或生活污水。这里Sanitary 这个形容词比较不恰当，因为它几乎没有描述污水的情况，他只笼统地指人产生的污染物被污水管所排走）。这些污水，有时与污水管网中从商业建筑来的污染物、工业污染物及雨水污染物合流。有些体系把污水与雨水分流而有些是合流。合流制的管道便宜，并在旱季时是合理的，但在暴雨期时的总流量容易超过处理厂的容量，结果应允许有些水溢流而直接进入受体河流中。初级处理 当污水进入处理厂时，首先通过一系列的格栅以去除其中大的物体如老鼠或葡萄柚，然后通过一个磨碎装置以便把剩余的物体的大小减小至足够小以至在后续的工艺中可以有效的处理。下一步是一系列的沉淀室来去除重的粗沙例如雨水冲刷路面带入的沙粒，然后其他悬浮的固体（包括有机营养物）缓慢的沉淀而得到去除，这个过程需耗时大约一小时。从开始到这个过程的整个工艺称为处级处理，这一级处理的费用相对低，但是没有完成多少任务。二级处理 接下来的一系列步骤是企图通过某些强化的生物作用来减少大部分溶解态或细小的悬浮有机物质。分解有机物需要氧气和生物体及有利于提供营养的环境。可达到上述目的的一个装置是滴滤池。在此装置中，石头滤床上布有回转布水器，以便把污水（均匀的）连续的分布。当污水以水滴流过石头滤料时，在有氧的情况下向大量的没有驯化过得生物体提供了营养。 另一种方法是活性污泥法。在这里，污水在经过初级处理后被泵到一个曝气池中，然后与空气及含有细菌的污泥混合几个小时。在活性污泥法中进行的生物反应与滴滤池中的相似。污泥中的细菌代谢有机物；而作为二级消费者的原生动物以细菌为食。经二级处理过的水流入沉淀池，在那里进行充满细菌的污泥沉淀下来然后回流到反应器中。并且为了操持稳定必须去除掉一部分污泥。与滴滤池相比活性污泥法所需的土地面积小， 并且由于活性污泥法暴露于空气的面积小结果他发出的臭味也比滴滤池的少。从生物处理过的出水仍然含有细菌，不宜于排放入地表水，更不用说排放入水源地。既然微生物已经完成了任务，现在可以把他们杀死了。所以最后的步骤是进行消毒，通常采用氯来处理。在处理水最后排放前把氯气通入15分钟，这样可以杀死99%的有害的细菌。三级处理或高级处理 尽管污水经过初级处理和二级处理后已经在很大程度上得到了净化，但对有些复杂的水污染来说仍然不够。第一在生活污水中的许多污染物没有被去除掉，并且一些硝酸盐和磷酸盐等无机离子仍然留在处理过的水中，正如我们知道的，这些污染物作为植物营养物，是造成富营养化的因素。絮凝沉淀 在讨论生物处理前提到过把细小的颗粒物转变为大的颗粒有利于他们的快速沉淀。对无机污染物来说也是如此。许多无机胶体颗粒是亲水性的，他们比较易于吸附于水分子；在他们吸附于水分子过程中又会席卷许多其他胶体颗粒从而不容易在合理（较短的）时间内沉淀下去。吸附 吸附是指气体分子或液体粘着于固体颗粒表面的现象。这个过程对某一给定的固体来说对不同的分子的吸附是有选择性的。在净化水时，选择有较大表面的并且易于吸附有机污染物的固体的必需的。常用的吸附剂是活性炭，特别对那些产生难闻气味的化学物质有效，这些物质包括难以生物降解的氯代烃。其他氧化剂 高锰酸钾和臭氧已被用来氧化水中的不易被存在于水中的微生物在有氧的条件下氧化的污染物。臭氧有着显著的优点因为它的产物只有氧气。反向渗透 渗透是指水可以通过膜而其他溶解性的离子却不可以通过。在膜的正常过程中，该体系趋向于使膜的两侧的浓度达到平衡。这意味着水会从纯水这一侧流向污水一侧（相对来说污染物多水浓度低），而这是我们不愿看到的结果，因为这样会增加污水的量。如果在污水一侧施加超过正向动力的压力，水分子的流动方向会改变，污水中的水分子会挤过膜进入另一侧而使溶解态的离子及其他污染物得到分离。Unit13 自来水处理过程现代化技术所取得的伟大成就之一就是极大的降低了霍乱和伤寒等水源性疾病的发生。这些疾病曾经对人类的健康产生过巨大威胁，但现在不是了。进步的关键在于人们认识到被人为污染的公共水供应是主要的传染源，这可以通过更积极更先进的水处理技术所消除。今天的水处理厂被设计为能持续的提供符合饮用水标准的水。有四个主要的方面要考虑：水源的选择、水质的保护、所使用的处理方法和如何防止二次污染。一般的预防地下水污染和地表水污染的措施包括防止排泄物管道和雨水管道的排放口靠近蓄水池，安装栅栏防止娱乐用水的污染，限制在水库流域使用化肥和杀虫剂。隔离、混凝/絮凝、沉淀、过滤是地表水处理的四个主要步骤。水处理要实现一到三个目标：去除沙和尘土等颗粒物质、有机物质、微生物和藻类；去除引起色度和硬度的溶解物质；去除或破坏致病细菌和病毒。实际的处理工艺的选择有赖于水源的类型和所需要的水质。有时，不太混浊的进水可以通过自然沉降来去除较大的颗粒，在利用过滤去除剩余的颗粒。但通常，进水的颗粒物非常小，在短时间内仅仅依靠沉淀和简单的过滤无法去除。作为补救，将会加入胶体这种化学药品来吸附小颗粒，形成大颗粒在沉淀池里析出，或在过滤池里直接去除。颗粒物质的去除从水中去除颗粒物的操作步骤包括隔离、混凝/絮凝、沉淀、过滤。隔离 去除像木屑、树枝、碎布和小鱼这样的大的固体物的隔离过程是水处理的第一步。碎片万一进入处理厂可能会损坏水泵，阻塞管道。同样的原因，进水口一般设置在湖面和河水面以下，以免吸入漂浮物，最大程度的减少冰的破坏作用。沉降是水和废水处理中使用最古老最广泛的处理方式，它是利用重力作用从水中去除颗粒物。它工艺相对简单，造价低廉，可以造成圆形、正方形、矩形。就像前面提到的，对于浊度高的水，沉淀可以放在混凝后面，对于浊度不高的水，则可以完全省去该过程。地表水中的悬浮颗粒物的粒径在10-1和10-7毫米之间，分别是细沙和微尘的尺寸。浊度和不透明度是由那些粒径大于10-4mm的颗粒引起的，小于10-4mm的颗粒主要对色度和臭味有贡献。混凝/絮凝 当颗粒太小而用普通沉淀法无法去除时，利用混凝或絮凝的化学-物理过程，就可以让这些颗粒物失去稳定性，凝结成团，从而更快的得到沉降。水中相当比例的悬浮颗粒物粒径非常小，沉淀到池底需要数天甚至数周，这些胶体状的颗粒物都不能用普通沉淀法处理。混凝是使胶体颗粒失去稳定的一种化学过程。精确的机理不太好理解，但大体意思就是添加一种含有正电荷胶体的化学药品到含有负电荷胶体的水中。这将会中和胶体的负极电荷，并且能够降低胶体互相排斥的趋势。使混凝剂扩散需要快速搅拌几秒钟。轻柔的搅拌，叫做絮凝，悬浮液通过扩大颗粒的接触面。这可以通过机械混合通过使用内置的慢速混凝/絮凝转动桨，或者由液压混合发生在池的挡板周围流动。在混凝/絮凝池内停留时间通常是20 - 40分钟，池深有3 4m。通过结合实际物理/化学混凝过程，胶体粒子，不会通过由普通沉淀出的结块，凝聚成所谓的较大的浮冰固体来出去。这些显示为不规则形状蓬松生长的有能力吸附沉淀时向下的不易凝聚颗粒。硫酸铝是最常见的混凝剂，但有机聚合物也可以单独使用或与明矾一起，改善絮凝效果。大浮冰悬浮物通常都是从混凝池转移至沉淀池，或当大浮冰去处时可直接转移至过滤器。消毒 为了确保水中没有有害细菌，消毒是很有必要的。氯化消毒是公共供水的消毒最常用的方法。足量的氯气或次氯酸盐添加到水中以杀死致病菌。氯化是一个可靠的，相对便宜，且易于使用的消毒方法。其他消毒剂包括氯胺，二氧化氯，其他卤素，臭氧，紫外线和高温。臭氧氧化,已被广泛地使用法国。目前在北美地区也以获得认可，特别是作为替代在天然有机物存在的地方的预氯化。虽然有效，但是臭氧不会留下长期持久的残余消毒。臭氧化是向水中添加臭氧的一种消毒方式。臭氧是一种能氧化无机和有机杂质的强氧化剂 。相比氯消毒它的优点是，它不会留下味道或气味，与氯气不同的是，臭氧显然不与自然界有机物反应形成有毒化合物来危害人类。溶解物质的去除曝气是用来清除地下水中过量的铁和锰。这些物质引起了味道和颜色的问题，干扰清洗和污染水管装置，并促进铁细菌在水管的繁殖，通过向水中鼓泡空气，或者通过喷射来增大空气与水的接触面积，溶解性铁或锰（的Fe2+，Mn2 +）被氧化成一种不易溶解形式（Fe3+，Mn4 +的），这样沉淀出来后可以在沉淀池或过滤器中出去。曝气也消除了硫化氢（H2S）气体造成的臭味。水的软化是一个去除硬度过程，硬度是由二价金属离子的存在造成的，主要是钙离子和镁离子。水的硬度是在二氧化碳的存在下土壤和岩石，特别是石灰岩接触的结果。活性炭是一种在水处理中去除有机污染物吸附能力极强的材料。活性炭的生产有两个阶段。首先，一个合适的基材如木材、虫、蔬菜等物质或者骨头，在通过隔绝空气的条件下加热使它们碳化。然后碳化材料在空气，二氧化碳，或蒸汽条件下加热燃烧掉它的杂质后被活化，并增加其孔径。活性炭对气体，液体和固体的吸附是受温度，水的pH值以及需要除去的有机物的复杂性。在反渗透（RO）中，淡水强行通过半透膜的方向，是自然渗透的相反方向。由于膜能去除可溶性盐，所以反渗透主要应用在海水淡化。然而，这个处理过程也能去除有机物质，细菌和病毒，其在水处理中的应用越来越大。Unit 18 固体废物的来源和类型 随着数据的组成和产生率，固体废物的来源和类型的知识，是与固体废物管理相关的功能元素的设计和操作的基础。 固体废物来源 固体废物的来源，在一般情况下，有关土地使用和分区。虽然可以开发任意数量的来源分类，已发现有用以下几类：（1）住宅，（2）商业，（3）市，（4）工业，开放地区（5），（6）污水处理厂，及（7）农业。典型的废物发电设施，活动，或与这些来源中的每个相关的位置列于表4-1。产生的废物，这是讨论的类型也确定。 固体废物的种类 固体废物，是包容一切，包括所有来源，类型的分类，组成，和属性。 被排出的废物可能在另一个环境的显著价值，但他们很少或根本没有价值，谁愿意出售他们的养