环境工程学_绪论

,环境工程学,绪论,一、课程要求原理工艺设备及运行等二、课程地位重要专业课,学习本课程的目的和作用？,学好这门课有助于掌握环境工程学的基本原理，有助于掌握污染防治的基本技术，一方面有助于培养起坚定、自觉的环境保护意识，增加知识面。另一方面该课程对环保类专业的学生来说，是一门重要的专业课。,三、主要参考书1、郑正编，环境工程学，科学出版社，2004年第1版2、张自杰等著，排水工程，中国建筑工业出版社，2000年第四版3、顾国维主编,水污染控制工程，高等教育出版社，4、郝吉明等，大气污染控制工程，高等教育出版社2002年2版5、李国鼎等，固体废物处理与资源化，清华大学出版社，1990,绪论,引言一、环境科学与环境工程学二、环境工程学的历史三、环境工程学的主要内容,人类生活水平的提高,工业技术,科技产品,农业现代化,自然资源,环境问题,环境与环境问题越来越受到人们的关注,引言,人类,环境,依赖,作用于,自然资源,废弃物,提供,被开发利用,排放,沉积,恩赐,报复,环境问题,环境破坏,环境污染,有限,被索取过多,过多,反作用,21世纪初已进入持续性生态资源短缺和大范围复合性环境污染的新阶段1.严重制约了我国的可持续发展2.局部环境污染触目惊心3.环境健康问题日益突出4.全球环境变化加剧我国生态与环境的恶化，对社会经济产生严重影响未来我国生态与环境将面临社会、经济的巨大压力和进一步恶化的威胁,2010年重点城市空气质量级别比例,2010年全国降水pH年均值等值线图,土法炼焦,烟尘、粉尘污染,地表水质量,七大水系：长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河,2010年滇池环湖河流水质类别比例,2010年太湖环湖河流水质类别比例,2010年巢湖环湖河流水质类别比例,黄河：长江，长江，我是黄河，我是黄河。,长江：黄河，黄河，我也是黄河，我也是黄河,土地与农村环境,全国水土流失面积356万km2全国沙化土地面积约100万km2森林覆盖率16.5%（世界平均29.6%）草地退化面积达62%,UNEP：中国11个最大城市中，空气污染每年使5万多人夭折，40万人染病UNDP：空气污染地区死于肺癌人数高出59倍沈阳市区儿童的血铅含量超标的达95.5（90s）二恶英类化合物已在市售牛奶（深、港）、母乳（湘、赣）中检出天津市严重污染的蔬菜地土壤中汞含量超标98倍,环境健康问题日渐突出,全球变暖加剧生态、环境恶化,近百年平均地面温度上升0.60.7近百年海平面平均上升1020cm二百年以来冰川面积减少约25%近20年来每年气象灾害损失达GDP的36%近五十年北方年降水量减少10%，干旱化加剧,一）、环境问题的产生和环境保护的重要性环境保护是利用环境科学的理论和方法，协调人类与环境的关系，解决各种问题，保护和改善环境的一切人类活动的总称。采取行政的、法律的、经济的、科学技术的多方面的措施，合理地利用自然资源，防止环境污染和破坏，以求保持和发展生态平衡，保证人类社会的发展,一、环境科学与环境工程学,美国女生物学家雷切尔卡森1962年出版寂静的春天,雷切尔.卡森以大量的科学事实和依据揭示了滥用杀虫剂对生态环境的破坏和对人体健康的损害。激烈抨击了依靠科学技术征服、统治自然的生活方式、发展模式和价值观念。“如果没有这本书，环境运动将会被延误很长时间，或者现在还没有开始。这本书犹如一道闪电，第一次使我们时代值得讨论的最重要的问题显露出来。她惊醒的是整个世界。”,1、人类环境保护史上的三个路标1）1972年斯德哥尔摩的联合国人类环境会议1972年6月5日在瑞典召开。只有一个地球人类环境宣言1972年12月15日成立联合国环境规划署（UNEP），总部设在肯尼亚首都内罗毕。建议联合国大会将这次会议的开幕日定为“世界环境日”，同年10月，第二十七届联合国大会接受这一建议，每年发布该年主题，发表环境状况年度报告书。环境科学的诞生“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。,联合国环境规划署标志,2）1992年里约热内卢的联合国环境与发展大会1992年6月5日在巴西召开。提出“可持续发展”的概念“里约精神”通过并签署了五个重要文件：里约环境与发展宣言21世纪议程关于所有类型森林问题的不具法律约束的权威性原则声明气候变化框架公约生物多样性公约,3）2002年的约翰内斯堡可持续发展首脑会议2002年8月26日在南非召开。(全球环境问题）环境退化速度放慢，但总体上全球环境恶化趋势仍没有得到扭转。,2、世界环境保护的发展历程1）、限制污染物排放阶段上世纪50年代前后，相继发生了八大公害事件。由于当时尚未搞清这些公害事件产生的原因和机理，所以一般只是采取限制措施。如英国伦敦发生烟雾事件后，制定了法律，限制燃料使用量和污染物排放时间。2）、被动的末端治理阶段上世纪50年代末60年代初，环境污染问题日益突出，成立了环境保护的专门机构，以从事环境保护工作的研究和管理，在此期间环境科学开始酝酿。但在当时，人们认为环境问题还只是由工业污染造成的，所以环境保护工作主要是对工业废水、废气、废渣等，所谓“三废”的治理问题。,3）、综合防治阶段1972年6月5日至16日，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，并通过了人类环境宣言等文件。这次会议成为人类环境保护工作的历史转折点，它加深了人们对环境问题的认识，扩大了环境问题的范围。宣言指出，环境问题不仅仅是环境污染问题，还应该包括生态破坏问题。另外，它冲破了就环境论环境的狭隘观点，把环境与人口、资源和发展联系在一起，从整体上来认识和解决环境问题。对环境污染问题，也开始实行建设项目环境影响评价制度和污染物排故总量控制制度，从单项治理发展到综合防治。4）、经济与环境协调发展阶段可持续发展战略：即在不危及后代人需要的前提下，寻求满足当代人需要的发展途径。环境保护工作已从单纯治理污染扩展到人类发展、社会进步这个更广阔的范围，“环境与发展”成为当今世界环境保护工作的主题。,1、环境科学环境概念：是以人类为主体的外部世界(自然因素和社会因素的总和.中华人民共和国环境保护法中规定：“本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等环境科学概念：研究在人类活动影响下，环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及保护和改善环境质量的理论、技术和方法。环境科学体系和内容：,二）、环境科学与环境工程学,环境科学的体系“环境科学”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，因此具有丰富的学科内涵。,环境+X学,环境X学,环境学科是本世纪推动科学发展的核心学科，是改造传统学科的生长点。,环境问题,物理学,环境物理学,化学,环境化学,工程学,环境工程学,生物学,环境生物学,以此类推,2、环境工程学环境工程学是运用工程学的基础知识和方法，结合环境科学的理论，研究保护自然环境所应采取的具体工程措施，开发和设计去除各种污染物的设施和设备，实现保护环境、改善或修复破坏的环境的目标。它是环境科学理论和研究成果的实施者。美国土木工程师学会（AmericanSocietyofCivilEngineers,ASCE）环境工程分会给出的环境工程的定义：环境工程（EnvironmentalEngineering）通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生（environmentalsanitation）问题，主要包括：提供安全、可口和充足的公共给水；适当处理与循环使用废水和固体废物；建立城市和农村符合卫生要求的排水系统；控制水、土壤和空气污染，并消除这些问题对社会和环境所造成的影响。,简言之:环境工程是一门研究环境污染防治技术原理和方法的并进行应用的学科。（环境保护的一种）,二、环境工程学的历史,环境科学大事记工程,水处理（给水、排水）,97年罗马水道论记述了罗马的上下水道、处理水的自然沉淀池和沉沙井。1世纪埃及用沙滤法净水1559年德国土地灌溉法处理城市污水1850年英国用漂白粉消毒饮用水。1852年美国建立木炭过滤的饮用水厂1860年法国莫拉斯建成消化池，厌氧消化法处理污水1906年德国化学家甘斯用粘土、砂子、苏打制成人造离子交换剂，并用于水处理1914年英国阿登和洛基特发表用活性污泥法处理污水的论文不用生物滤池的污水氧化实验1923年上海建成污水处理厂1966年美国加州建成南塔霍湖废水三级处理厂,废气处理,公元前5000年中国西安半坡遗址发掘证实，当时烧制陶器的柴窑已按热烟上升原理用烟囱排烟。公元前3000年古代印度青铜熔炼炉使用高烟囱排烟。1661年英国出版驱逐烟气，阐述了伦敦烟尘污染及其治理方面的见解公元1668年英国发表消烟机械，论述了消烟除尘的装置和原理。公元1809年英国石灰乳脱除工业废气中的H2S。公元1819年英国议会召开第一次烟尘控制委员会会议，讨论减少蒸汽机车和燃煤炉排放烟问题1885年美国莫斯发明离心除尘器1906美国科特雷尔制成静电除尘器1920年美国建成用碱液从烟气脱硫装置,固废与噪声,1822年德国利用矿渣制造矿渣水泥1874年英国建造了垃圾焚烧炉1962年中国马大猷教授等创建卦限消声室1976年中国马大猷教授等研制成小孔消声器,1.主要内容1）、水质净化与水污染控制工程2）、大气污染控制工程3）、固体废弃物处理与管理工程4）、噪声、振动与其他公害防治技术5）、环境规划、管理和环境系统工程6）、环境监测与环境质量评价,三、环境工程学的主要内容,1）.水质净化与水污染控制技术,2.具体（重点）内容环境净化与污染控制技术概述,废水处理系统,废水处理的基本方法及相互关系,原废（污）水,格栅,（曝气）沉砂池,初沉池,生物处理,二沉池,消毒,视需要增加工艺,污泥浓缩,污泥消化,污泥脱水,出流,出流,出流,一级处理,二级处理,三级处理,剩余污泥,污泥处理与处置,一般废（污）水处理厂的工艺流程,曝气沉砂池,曝气池,水的物理处理法,处理方法,利用的主要原理,主要去除对象,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,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阻截等水与污染物的蒸发性差异,相对密度大于1的颗粒相对密度大于1的颗粒相对密度小于1的颗粒悬浮物粗大颗粒、悬浮物无机盐等较大分子污染物非挥发性污染物,水的化学处理法,水的生物处理法,利用的,2）.空气净化与大