环境工程原理 名词解释
一、名词解释
⒈物理量:由数值和计量单位两部分表示出来，物理量=数值×计量单位。
⒉衡算系统：分析各种与质量传递和转化有关的过程时，首先确定一个用于分析特定区域，及衡算空间范围。
⒊沉降分离：含有颗粒物的流体至于某种立场中，使颗粒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，从而实现颗粒与流体的分离。
⒋临界直径：在旋风分离器中能从气体中全部分离出来的最小颗粒直径。用d e表示。
⒌惯性沉降：由惯性力引起的颗粒与流线的偏离，使颗粒与障碍物上沉降的过程。
⒍过滤：分离液体和气体非均匀相混合物的常用方法。
⒎吸收：依据混合气体各组分在统一液体溶剂中的物理溶解度的不同，而将气体混合物分离的操作过程。
⒏吸附分离：通过多孔固体物料与某一混合组分体系接触，有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。
⒐萃取分离：在欲分离的原料混合液中加入一种或其不相溶或部分相溶的液体溶剂，形成两相体系，在充分混合条件下，利用混合液中被分离组分在两相中分配差异的性质，使该组分从混合液转移到液体溶剂中，从而实现分离。
⒑反应速率：一般为单位时间单位体积反应层中该组分的反应量或生成量。
⒒当量直径：不规则形状颗粒的尺寸可以用与它的某种几何量相等的球形颗粒的直径表示。
⒔穿透点：当吸附区的下端达到床层底部时，出口流体的浓度急剧升高，这时（穿透曲线）对应的点。（326）
⒕离子交换：通过固体离子交换剂中的离子和溶液中的离子进行等当量的交换来除去溶液中某些离子的操作。
⒖膜分离：是以具有选择透过功能的薄膜为分离介质，通过在膜两侧施加一种或多种推力，是原料中的某组分选择性地优先通过膜，从而到达混合物分离和产物的提取、浓缩、纯化等目的。
二、填空………
1.根据污染物的不同，水污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染三大类。
物理处理法：沉淀、离心分离、气浮、过滤、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等；
化学性污染：中和法、化学沉淀法、氧化法、还原法、电解法、超临界分离法、汽提法、吹脱发、萃取法、吸附法等
生物处理法：好样处理法、生态技术、厌氧处理法等
2.空气净化与大气污染控制技术可分为分离法和转化法两大类。
3.环境净化与污染控制技术可分为隔离技术、分离技术和转化技术。
隔离：将污染物或污染介质隔离，从而切断污染物向周围环境的扩散途径，防止污染进一步扩大。分离：利用污染物与污染介质或其他污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。
转化：利用化学反应或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质。4.质量浓度：单位体积混合物
中某组分的A的质量
V
m
A
A
=
ρ；
物质的量浓度：单位体积混
合物中某组分的物质的量
V
n
c A
A
=；
质量分数：混合物中某组分
的质量与混合物总质量之比
m
m
x A
mA
=；
摩尔分数：混合物中某组分的
物质的量与混合物总物质的量
之比
n
n
x A
A
=；
质量比：混合物中某组分的质
量与惰性组分质量之比
A
A
mA m
m
m
X
-
=；
摩尔比：混合物中某组分的物
质的量与惰性组分物质的量
之比
A
A
A n
n
n
X
-
=
；
流量：单位时间流过流动截
面的流体体积；
流速：单位时间内流体在流
动方向上流过的距离。
5.沉降分离包括：重力沉降、离
心沉降、点沉降、惯性沉降和扩
散沉降。
重力沉降和离心沉降：利用分离
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：将颗粒放在电场中使之
带电，在电场力作用下试颗粒与
流体发生相对运动；
惯性沉降：指颗粒与流体运动时，
流体守到障碍物作用，产生扰流，
而颗粒由于惯性偏离流体；
扩散沉降：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。
6.等体积当量直径，
3
6
π
p
eV
V
d=；等表面积当
量直径，
π
A
d
eS
=；等表
面积当量直径：
a
d
ea
6
=。
7.旋风分离器主要用于除去气体
中颗粒在m
μ
5以上的粉尘。
反映旋风分离器的分离性能的主
要指标临界直径和分离效
率，其中分离效率又有两种表示
方式为总效率和分效率。
8.离心沉降机分为：⑴常速离心
机：3000
<
c
K；⑵超速离
心机：
50000
3000<
<
c
K；
⑶超高速离心机：
50000
>
c
K。
c
K为分离
因数。
9.过滤按过滤机理可分为表面
过滤和深层过滤
⑴表面过滤：采用过滤介质的孔
比过滤流体中的固体颗粒的粒径
小，过滤时固体颗粒被过滤介质
截留，在表面积累成滤饼；
⑵深层过滤：由固体颗粒堆积而
成的过滤介质层通常较厚，过滤
通道长而曲折，过滤介质层的空
隙大于待过滤流体中的颗粒物的
粒径。
10.
11.在深层过滤中，流体中的悬浮
颗粒随流体进入滤料层进而被滤
料层捕获，该过程主要包括以下
三个行为：迁移行为、附着行为、
脱落行为。
12.吸收过程类型：
⑴按溶质和吸收剂之间发生的作
用,可分为物理吸收和化学吸
收；
物理吸收：在吸收剂中的溶解度
大而被吸收；
化学吸收：溶质与吸收剂发生化
学反应而被吸收。
⑵按混合气体中被吸收组分的数
目：可分为单组分吸收和多组
分吸收；
⑶按吸收过程中温度是否变化：
可分为等温吸收和非等温吸
收。
13.物理吸收热力学讨论的主要
问题是过程发生的方向、极限及
推动力。
14.相际传质的助力全部集中在
两层停滞膜中，即双助力模型。
（选择）
15.传质总阻力包括气模阻力
和液膜阻力两部分。
16.吸附平衡三理论：
Freundlich方程、
Langmuir方程、BET方
程。
在一定的平衡压力下，随着温度
升高，吸附量减少。
17.萃取剂的选择原则应考虑一
下几方面：选择性、物理性质、
化学性质、回收的难易、其他
指标。
18.反应器一般有三种操作方式：
间歇操作、连续操作和半间
歇操作。
⑴间歇操作：没有物料的输入，
也没有物料的输出，不存在物料
的进与出；
⑵连续操作：物料连续输入，连
续输出，时刻伴随着物料的流动；
⑶半间歇操作：具有间歇操作和
连续操作的某些特点。
三、问答题
循环反应器三种形式（474）
⑴将排出反应器的混合物的一部
分不经过任何处理直接返送到入
口处；
⑵在反应器出口设一分离装置，
将反应产物分离取出，只把未反
应的物料送到反应器入口；
⑶在反应器出口设置菌体分离
器，将反应产生的菌体浓缩，把
浓缩后的菌体一部分或全部送到
反应器。
双膜理论（熟记270）
1、相互接触的气、液两相流体间
存在着稳定的相界面，相界面两
侧分别有一层虚拟的气膜和液
膜，溶质分子以稳态的分子扩散
连续通过这两层膜；
2、在相界面处，气、液两相在瞬
间即可达到平衡，界面上没有传
质阻力，溶质在界面上两相的组
成存在平衡关系；
3、在膜层以外，气、液两相流体
都充分湍动，不存在浓度梯度，
组成均一，没有传质阻力；溶质
在每一相中的传质阻力都集中在
虚拟的膜层内。
因此，相际传质的阻力就全部集
中在两层膜中，故该模型又称为
双阻力模型。
浓差极化现象指什么？
当含有不同大小分子的混
合液流动通过膜面时，在压力差
作用下，混合液中小于莫孔的组
分透过膜，而大于膜孔的组分被
截留，这些被截留的组分在紧邻
膜表面形成浓度边界层，使边界
层的溶质浓度大大高于主体溶液
中的浓度，形成由膜表面到主体
溶液之间的浓度差。浓度差的存
在导致紧靠膜面的溶质方向扩散
到主体溶液中，这就是浓差极化
现象。
膜分离特点：
1、膜分离过程不发生相
变，与其它相比能耗较低，能量
的转化率较高；
2、膜分离过程可以在常温
下进行，特别适于对热敏感无知
的分离；
3、不需要加入其他物质，
节省化学药剂，有利于不改变分
离物质原有的特性；
4、在膜分离过程中，分离
和浓缩同时进行，有利于回收有
价值的物质；
5、膜分离装置简单，可以
实现连续分离，适应性强，操作
简单且易容易实现自控。
离子交换速率的控制步骤：
⑴边界水膜内的迁移；
⑵交联网孔内的扩散；
⑶离子交换；
⑷交联网内的扩散；
⑸边界水膜内的迁移。
（342页）
离子交换速率的影响因素
⑴离子性质：包括化合价
和离子大小；
⑵树脂的交联度：树脂交
联度大，树脂难以膨胀，树脂网
孔就小，离子在树脂网孔内的扩
散就慢；
⑶树脂的粒径：其对液膜
扩散和孔道扩散都有影响；
⑷水中离子浓度：扩散依
靠浓度梯度推动，离子浓度大小
是影响扩散速率。
⑸溶液温度：温度升高，
溶液黏度降低，离子和水分子热
运动加剧，有利于离子交换速率。
⑹流速和搅拌速率：树脂
表面附近的水流紊动程度主要影
响树脂表面边界水膜的厚度，从
而影响液膜扩散。
萃取分离的特点
⑴在常温下操作，无相变；
⑵萃取剂选择适当可以获
得较高分离效率；
⑶对于沸点非常相近的物
质可以进行有效分离。
离子交换树脂的结构：
⑴固定部分：与骨架牢固
结合，不能自由移动；
⑵活动部分：能在一定空
间内自由移动，并与周围溶液中
的其他同性离子进行交换反应。
离子交换物理化学性质，
选择性，离子交换树脂对不同离
子亲和力强弱反映。
常用吸附剂主要特性
⑴吸附容量大：吸附过程
发生在吸附剂表面，吸附容量取
决于吸附剂表面积大小；
⑵选择性强；
⑶稳定性好：在较高温度
下解吸再生其结构不会发生太大
的变化；
⑷适当的物理特性：具有
良好的流动性和适当的堆积密
度，对流体的阻力较小。
⑸价廉易得。（可能是填空
题）
化学吸收特点
加快溶质传质速率，增加
吸收剂的吸收容量。溶质的气相
分压只与溶液中物理溶解态的溶
质平衡，因此，气相分压一定时，
化学吸收可以吸收更多的溶质；
溶质在液相扩散中途就发生反应
而消耗，是扩散有效膜减少，传
质阻力减小，且界面液相浓度降
低增加了传质推动力，使化学传
质速率增加。
与重力沉降比，离心沉降有什么
特点？
⑴沉降方向不是向下，而
是向外，即背离旋转中心；
⑵离心力随颗旋转半径变
化而变化，而重力沉降则是不变
的；
⑶离心沉降在数值上远大
于重力沉降，比重力沉降有效。
第十五章：反应动力学的解析方
法：（527）
1：积分法，是首先假设一个反应
速率方程求出浓度随时间变化的
积分形式，然后把实验得到的不
同时间的浓度数据与之比较，若
两者相符，则认为假设的方程式
是正确的。若不相符，可再假设
另外一个反应速率方程进行比
较，直到找到合适的方程为止。
比较时一般把假设的反应速率方
程线性化，利用作图法进行，也
可以进行非线性拟合。
2：微分法，是根据浓度随时间的
变化数据，利用图解微分法或数
值微分法计算出不同浓度是的反
应速率，然后以反应速率与反应
浓度的关系确定反应速率方程。
流化床反应的优缺点：
优点：1、热能效率高，而且床内
温度易于维持均匀；2、传质效率
高；3、所用颗粒一般较小，可以
减轻内扩散的影响，能有效发挥
催化剂的作用；4、反应器的结构
简单。
缺点：1、能量消耗大；2、颗粒
间的磨损和带出造成催化剂损
耗；3、气-固相反应的流动状态
不均匀，有时会降低气-固接触面
积；4、颗粒的流动基本上是全混
流，同时造成流体的反混，影响
反应速率。
固体催化剂的组成（454）：
1、活性物质:是催化剂中真正起
作用的部分，常被分散固定在多
孔物质的表面，常见的有：金属
催化剂（又称导体催化剂），多为
过度金属；金属氧化物和硫化物
催化剂（又称半导体催化剂）；绝
缘体催化剂，主要是非金属氧化
物和卤化物。
2、载体（担体）：常常是多孔性
物质。主要起以下作用：提供大
的表面和微孔，使催化活性物质
附着在外部和内部表面；提高催
化剂的机械强度；提高催化剂的
热稳定性；节省催化活性物质用
量，降低成本......
3、促进剂：又称助化剂，本身催
化活性很小，但......
4、抑制剂：是减小催化剂活性的
物质......
电渗析过程基本原理
参考新版教材381页，图
10.30.10，需要画图说明。
1.简述COD与BOD的差别？
?生化需氧量（BOD）是表示在有氧条件下，温度为20℃时，由于微生物(主要是细菌)的活动，使单位体积污水中
可降解的有机物氧化达到稳定
状态时所需氧的量(mg/L)。BOD
的值越高，表示需氧有机物越
多。（2`）
?化学需氧量是指在规定条件下用化学氧化剂（K2Cr2O7或KMnO4）氧化分解
水中有机物时，与消耗的氧化
剂当量相等的氧量(mg／L)。
（2`）
?与BOD5相比，CODCr 能够在较短的时间内(规定为2
小时)较精确地测出废水中耗
氧物质的含量，不受水质限制，因此得到了广泛的应用。缺点
是不能表示可被微生物氧化的
有机物量，此外废水中的还原
性无机物也能消耗部分氧，造
成一定误差。（2`）
2.普通活性污泥法生物吸附法和
完全混合曝气发各有什么优
点？从细菌生长为曲线看，他
们的基本区别在什么地方？
优点：
普通活性污泥法，出水水质好（1`）
生物吸附法，反应快（1`）
完全混合曝气法，耐冲击负荷（1`）
从细菌生长曲线看他们的基本区别在于：
普通活性污泥法中细菌经历了一个完整的生活周期，达到內源
消耗期（1`）；
生物吸附法中没有涉及到微生物的生长时期（或出于生长初期）（1`）；
完全混合曝气法微生物处于对数生长期或减数生长期，没有达
到內源呼吸阶段（1`）.
3.水处理中为什么要使用活性
炭？
（1）处理程度高，用于城市污水的深度处理，ηBOD5=99%；出水TOC=1~3mg/L。（1`）
（2）应用范围广，对绝大多数有机物都有效（1`）
（3）适应性强，对水量和有机物负荷的变动具有较强的适应性。（1`）
（4）粒状炭可再生重复使用。（1`）
（5）可回收有用物质。（1`）（6）设备紧凑、管理方便。（1`）
4. 影响烟气抬升和扩散的因素主要有哪些？
排放因素：源强，烟囱高度、排放速率等（2`）
气象因素：大气湍流、温度层结等（2`）
下垫面情况：地形、建筑物类型等（2`）5.简述导致酸雨温室效应以及臭
氧层破坏的原因？
答：1）酸雨中含有多种无机酸
和有机酸，绝大部分是硫酸和
硝酸。工业生产、民用生活燃
烧煤炭排放出来的二氧化硫，
燃烧石油以及汽车尾气排放出
来的氮氧化物，经过“云内成
雨过程”，即水汽凝结在硫酸
根、硝酸根等凝结核上，发生
液相氧化反应，形成硫酸雨滴
和硝酸雨滴；又经过“云下冲
刷过程”，即含酸雨滴在下降过
程中不断合并吸附、冲刷其他
含酸雨滴和含酸气体，形成较
大雨滴，最后降落在地面上，
形成了酸雨。
2）温室效应产生的原因是由于大
量的二氧化碳、甲烷等温室气体
的排放，阻碍了地表热量向外辐
射，从而导致气温升高。
3)臭氧层破坏的原因是氟氯烃化
合物(如氟里昂)和含溴卤化烷烃
等化学气体，它们不会在大气中
自然产生，大部分是人类社会的
工业生产和现代生活过程中，在
大量消耗化石能源后产生和扩散
出来的。在高空的平流层内，由
于强烈太阳紫外线的照射，能使
氟氯烃和含溴卤化烷烃分子发生
离解，释放出高活性的原子态的
氯和溴，氯和溴原子又会使臭氧
分子分解而失去氧原子，它们对
臭氧的破坏是以催化的方式进行
的，如此反复下去，加重了臭氧
层的缺失和破坏而形成臭氧层空
洞。
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。
固体废弃物的定义：人类活动过
程中产生的、且对所有者已经不
再具有使用价值而被废弃的固态
或半固态物质。“工业固体废物
(废渣)”、“城市垃圾”
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。
本课程的主要内容：
（1）环境工程原理基础：重点阐
述工程学的基本概念和基本理
论，主要内容有物料与能量守恒
原理以及热量与质量传递过程的
基本理论等。
（2）分离过程原理：主要阐述沉
淀、过滤、吸收、吸附、离子交
换、膜分离等基本分离过程的机
理和基本设计计算理论。
（3）反应工程原理：主要阐述化
学与生物反应计量学及动力学、
各类化学与生物反应器的解析与
设计理论等。
课程学习的目的：
(1)系统、深入学习环境净化与污
染控制工程的基本技术原理
(2)工程设计计算的基本理论以
及分析问题和解决问题的方法
(3)为后续的专业课程学习和解
决实际工程问题打下良好的基
础。
第二章质量衡算与能量衡算
通量：单位时间内通过单位面积
的物理量称为该物理量的通量。
通量是表示传递速率的重要物理
量。单位时间内通过单位面积的
热量，称为热量通量，单位为J/
（m2·s）；
单位时间内通过单位面积的某组
分的质量，成为该组分的质量通
量，单位为kmol/（m2·s）；
单位时间内通过单位面积的动
量，称为动量通量，单位为N/m2。
总衡算：研究一个过程的总体规
律而不涉及内部的详细情况；可
以解决环境工程中的物料平衡、
能量转化与消耗、设备受力，以
及管道内的平均流速、阻力损失
等。
微分衡算：探求系统内部的质量
和能量变化规律，了解过程的机
理；研究微元体各物理量随时间
和空间的变化关系。
稳态系统：系统中流速、压力、
密度等物理量只是位置的函数，
不随时间变化。
非稳态系统：系统中流速、压力、
密度等物理量随时间变化。
内能：e，物质内部所具有的能量，
是温度的函数
静压能：流动着的流体内部任何
位置上也具有一定的静压力。流
体进入系统需要对抗压力做功，
这部分功成为流体的静压能输入
系统。
第三章流体流动
动能：流体流动时具有的能量
位能：流体质点受重力场的作用
具有的能量，取决于它相对基准
水平面的高度
理想流体：连续、匀质、无黏性、
完全不可压缩
层流（滞流）：不同径向位置的流
体微团各以确定的速度沿轴向分
层运动，层间流体互不掺混。—
—流速较小时
湍流（湍流）：各层流体相互掺混，
流体流经空间固定点的速度随时
间不规则地变化，流体微团以较
高的频率发生各个方向的脉动。
——当流体流速增大到某个值之
后
判别：雷诺数Re
对于圆管内的流动：
Re<2000 时，流动总是层流型态，
称为层流区；
Re>4000时，一般出现湍流型态，
称为湍流区；
2000 时湍流，处于不稳定状态，称为 过渡区；取决于外界干扰条件。 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。 牛顿流体：流体黏性具有较大差 别，有一大类流体遵循牛顿定律， 所有气体和大多数低相对分子质 量的液体均属于此类流体，如水、 汽油、煤油、甲苯、乙醇等。 流态对剪切力的影响：①层流流 动：基本特征是分层流动，表现 为各层之间相互影响和作用较 小，剪应力主要是由分子运动引 起的。②湍流流动：存在流体质 点的随机脉动，流体之间相互影 响较大，剪应力除了由分子运动 引起外，还由质点脉动引起。 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； 单位面积上所受到的剪力称为剪 切应力。 流动阻力：流体具有“黏滞性” →流体具有“内摩擦”的作用→ 流动的流体内部存在内摩擦力→ 壁面摩擦力——流动阻力 实际流体的流动具有两个基本特 征：(1)在固体壁面上，流体与固 体壁面的相对速度为零，这一特 征称为流动的无滑移（黏附）特 征；(2)当流体之间发生相对运动 时，流体之间存在剪切力（摩擦 力）。 边界层理论是分析阻力机理、进 行阻力计算的基础。边界层理论 是分析热量、质量传递机理和强 化措施的基础。 普兰德边界层理论要点：（1）当 实际流体沿固体壁面流动时，紧 贴壁面处存在非常薄的一层区域 ——边界层；（2）在边界层内， 流体的流速很小，但速度梯度很 大；（3）在边界层内，黏性力可 以达到很高的数值，它所起的作 用与惯性力同等重要，在边界层 内不能全部忽略黏性；（4）在 边界层外的整个流动区域，可将 黏性力全部忽略，近似看成是理 想流体的流动。（5）流动分为 两个区域。 边界层分离条件：黏性作用和存 在逆压梯度是流动分离的两个必 要条件。 流态对分离的影响：层流边界层 和湍流边界层都会发生分离，在 相同逆压梯度下，层流边界层比 湍流边界层更容易发生分离，由 于层流边界层中近壁处速度随y 的增长缓慢，逆压梯度更容易阻 滞靠近壁面的低速流体质点，湍 流边界层的分离点延迟产生。 阻力损失起因：（1）内摩擦造成 的摩擦阻力（2）物体前后压强差 造成的形体阻力 摩擦阻力：边界层内的流动状态， 边界层的厚度 形体阻力：物体前后压强差，边 界层分离，尾流区域的大小 阻力损失的影响因素：（流动的雷 诺数、物体的形状、表面粗糙度 等）摩擦阻力：边界层内的流动 状态，边界层的厚度；形体阻力： 物体前后压强差，边界层分离， 尾流区域的大小。 （1）流态的影响：湍流时，摩 擦阻力较层流时大。但与层流时 相比，分离点后移，尾流区较小， 形体阻力将减小；层流时摩擦阻 力小，但尾流区较湍流时大，形 体阻力较大。（2）物体表面的粗 糙度的影响：粗糙表面摩擦阻力 大。但是，当表面粗糙促使边界 层湍流化以后，造成分离点后移， 形体阻力会大幅度下降，此时总 阻力反而降低。（3）几何形状的 影响 范宁公式： 第五章质量传递 传质机理：①分子扩散（慢）：由 分子的热运动引起；涡流扩散 （快）：由流体微团的宏观运动引 起。 单向扩散：只有气相组分从气相 向液相传递，而没有物质从液相 想气相作相反方向的传递，这种 现象可视为单向扩散（氨被水吸 收）。原理：P186 等分子扩散：在一些双组份混合 体系的传质过程中，当体系总浓 度保持均匀不变时，组分A在分 子扩散的同时伴有组分B向相反 方向的分子扩散，且组分B扩散 的量与组分A相等，这种传质过 程就叫等分子扩散。 第七章过滤 过滤过程：混合物（非均相）的 分离：液体或气体通过过滤介质， 固体颗粒被截留下来，而流体通 过过滤介质，从而实现固液或固 气分离。 过滤分类： 1.按过滤机理分：表面过滤和深 层过滤 2.按促使流体流动的推动力分： 重力过滤：在水位差的作用下被 过滤的混合液通过过滤介质进行 过滤，如水处理中的快滤池。 真空过滤：在真空下过滤，如水 处理中的真空过滤机。 压力差过滤：在加压条件下过滤， 如水处理中的压滤滤池。 离心过滤：使被分离的混合液旋 转，在所产生的惯性离心力的作 用下，使流体通过周边的滤饼和 过滤介质，从而实现与颗粒物的 分离。 主要特征：随着过滤过程的进行， 流体中的固体颗粒被截留在过滤 介质表面并逐渐积累成滤饼层。 滤饼层厚度：随过滤时间的增长 而增厚，其增加速率与过滤所得 的滤液的量成正比。 过滤速度：由于滤饼层厚度的增 加，因此在过滤过程中是变化的。 比表面积等于混合颗粒的比表面 积的颗粒粒径 颗粒i的等体积当量直径：各筛 上筛留物的平均直径 颗粒床层的当量直径：与床层空 隙体积的相等的床层直径 简化模型：将实际床层简化成由 许多相互平行的小孔道组成的管 束。 假设：流体流过颗粒床层的阻力 与通过这些小孔道管束的阻力相 等；管道长度与床层厚度成正比； 孔道的内表面积等于颗粒的总表 面积；孔道的流动空间等于床层 的空隙容积。 第八章吸收 一、吸收的定义与应用 混合气体分离最常用的操作方法 之一。 定义：依据混合气体各组分在同 一种液体溶剂中物理溶解度（或 化学反应活性）的不同，而将气 体混合物分离的操作过程。 本质上是混合气体组分从气相到 液相的相间传质过程 分离对象:有害气体，能够用吸收 法净化的气态污染物主要有： SO2，H2S, HF和NOx等。NH3,苯。。。 酸性有毒气体 二、吸收的类型 (1)按溶质和吸收剂之间发生的 反应： 物理吸收：水净化含SO2锅炉尾 气 化学吸收：碱液净化含SO2锅炉 尾气 (2)按混合气体中被吸收组分数 目： 单组分吸收：如用水吸收HCl气 体制取盐酸 多组分吸收：碱液吸收烟气（含 SO2, NOx, CO2, CO等） (3)按体系温度是否变化： 如果液相温度明显升高——非等 温吸收 如果液相温度基本保持不变—— 等温吸收 相平衡关系在吸收过程中的应用： 1.判断传质的方向 根据相平衡，计算平衡时溶质在气相或液相中的组成。与实际的组成比较，可以判断传质方向（解吸、吸收） 2.计算传质的推动力：实际组成与平衡组成之间的差距——推动力 3.确定传质过程的极限：溶质在气液两相间的传质过程不是无限制地进行，传质过程的极限状态就是平衡状态。 化学吸收作用： 化学吸收过程可以加快溶质的传质速率，增加吸收剂的吸收容量。原因:①已经反应的溶质不再影响气液平衡关系。②溶质在液相扩散中途即发生反应而消耗，增加了传质推动力。 第十章其他分离过程 离子交换反应p344-345 离子交换速度的影响因素： （1）离子性质：化合价越高，其孔道扩散速率越慢；水合半径越大，扩散速率越慢。 （2）树脂的交联度：交联度大，离子在树脂网孔内的扩散慢。 （3）树脂的粒径：粒径小整体交换速率快，但颗粒太小，会增加树脂层阻力，且反洗树脂容易流失。 （4）水中离子浓度：浓度高，其在水膜中的扩散很快，离子交换速率受孔道扩散控制。反之，为液膜扩散控制。 （5）溶液温度：温度升高有利于提高离子交换速率。 （6）流速或搅拌速率：增加树脂表面水流流速或增加搅拌速率，在一定程度上可提高液膜扩散速率，但增加到一定程度以后，其影响变小。 萃取分离的特点：利用混合液中被分离组分A在两相中分配差异(溶解度差异)的性质，使该组分从混合液中分离，均相分离。该过程称为液-液萃取，或溶剂萃取，或液体萃取。萃取过程是物质由一相转到另一相的传质过程。可在常温下操作，无相变；萃取剂选择适当可以获得较高分离效率；对于沸点非常相近的物质可以进行有效分离；利用萃取的方法分离混合液时，混合液中的溶质既可是挥发性物质，也可以是非挥发性物质，如无机盐类等。 三、反渗透和纳滤： 反渗透和纳滤是借助于半透膜对溶液中相对低相对分子质量溶质的截留作用，以高于溶液渗透压的压差为推动力，使溶剂渗透透过半透膜。 反渗透和纳滤在本质上非常相似，分离所依据的原理也基本相同。两者的差别仅在于所分离的溶质的大小。 反渗透：脱盐；纳滤：脱盐、小分子有机物 反渗透和纳滤膜可视为介于多孔膜（微滤、超滤）与致密膜（渗透蒸发、气体分离）之间的过程微滤和超滤 在微滤和超滤过程中采用的膜一 般为多孔膜。 超滤膜的孔径在0.05 m～1nm， 微滤膜孔径在10～0.05 m 超滤：主要分离生物大分子 微滤：主要分离悬浮物微粒、细 菌等 微滤或超滤的基本分离过程主要 有： ①在膜表面及微孔内被吸附（一 次吸附）； ②在膜孔中停留而被去除（阻 塞）； ③在膜面被机械截留（筛分）。 而一般认为物理筛分起主导作用 四、电渗析 电渗析过程的基本原理：电渗析 中使用的是阳离子交换膜（简称 阳膜，以符号CM表示）和阴离子 交换膜（简称阴膜，以符号AM表 示）。阴、阳离子交换膜具有带电 的活性基团，能选择性地分别使 阴离子或阳离子透过。 第十一章反应动力学基础 有关反应器操作的几个工程概 念： ①反应持续时间(reaction time)：简称反应时间，主要用于 间歇反应器，指达到一定反应程 度所需的时间。 ②停留时间 (retention time)： 亦称接触时间，指连续操作中一 物料“微元”从反应器入口到出 口经历的实际时间。 平均停留时间：在实际的反应 器中，各物料“微元”的停留时 间不尽相同，存在一个分布，即 停留时间分布。各“微元”的停 留时间的平均称平均停留时间。 ③空间时间（空时、空塔接触时 间）(space time)：反应器有效 体积(V)与物料体积流量(qv)之 比值。注意：①具有时间的单位， 但不是反应时间也不是接触时间 ②可视为处理与反应器体积相同 的物料所需要的时间。 ④空间速度（空速）(space velocity)：单位反应器有效体积 所能处理的物料的体积流量。注 意：单位为时间的倒数。表示单 位时间内能处理几倍于反应器体 积的物料，反映了一个反器的强 度。（SV＝2 h-1表示1h处理2倍 于反应体积的流体。）空速越大， 反应器的负荷越大。 反应器内反应物的流动与混合状 态：在实际的反应器中，一般存 在浓度、温度和流速的分布，从 而可能造成不同的“流团”间有 不同的停留时间、组分、浓度和 反应速率。 返混(back mixing)： 处于不同停留时间的“流团” 间的混合称返混。 混合后形成的新“流团”的组 分和浓度与原来的“流团”不同， 反应速率亦可能随之发生变化， 这将影响整个反应器的反应特 性。 完全混合流（亦称全混流、理想 混合）(complete mixing)：反应 物进入反应器后，能瞬间达到完 全混合，反应器内的浓度、温度 等处处相同。全混流可以认为返 混为无限大。 （平）推流（亦称活塞流、挤出 流）(plug/ piston flow)：反应 物以相同的流速和一致的方向移 动，即反应物在反应器内齐头并 进。返混为零。 理想流动状态：全混流和推流是 两种极端的流动状态，通称为理 想流。介于全混流和推流之间的 流态为非理想流态。 1、解释化学反应过程中，转化 率、收率、选择性的概念，并用 数学表达式说明三者之间的关 系。 答：转化率：化学反应中某反应 物的转化浓度与其其实浓度的比 值的百分比；收（产）率：按反 应物进行量的计算，生成目的产 物的百分比；选择性：在指定的 测量精确度下，共存组分的允许 量与待测组分含量的比值。 2、简述恒温恒容平推流反应器 的空时、反应时间、停留时间三 者之间的关系。 答：空时：是反应器的有效容积 与进料流体的容积流速之比；反 应时间：是反应物料进入反应器 后从实际反应的时刻起到反应达 某一程度所需要的时间；停留时 间：指进入反应器的时刻到离开 反应器内共停留的时间。由于平 推流反应器内物料不发生返混， 具有相同的停留时间且等于反应 时间，恒容时的空时等于体积流 速之比，故三者相等。 3、简述影响均相连续反应器內 反应物的转化率的主要因素。 答：物料浓度和反应温度。 4、希勒模数的物理意义？具体 说明希勒莫属的大小如何影响催 化剂的有效系数。 答：物理意义：以催化剂颗粒体 积为基准的最大反映速率与最大 内扩散速率的比值，反映了反应 过程受本征反应及内扩散的影响 程度。希勒模数的值越小，说明 扩散速率越大，反应速率受扩散 速率的影响越小。希勒模数的值 <0.1--0.3时，N≈1，此时可忽 略扩散的影响。希勒模数的值越 大，扩散速率越小，反应速率受 扩散速率的影响较大。希勒模 数>5—9时，N<0.1，扩散速率是 主要影响。 5、转子流量计在安装使用中注 意事项。 6、答：须垂直安装，倾斜1度将 造成0.8%的误差，且流体流动的 方向须自下而上，故必须安装在 垂直管路上。 7、土壤污染的主要危害体现在 那几个方面。 答：（1）通过雨水淋溶作用可能 导致地下水和周围地表水体污 染；（2）通过土壤颗粒物等形成 能直接或间接的为人或动物所吸 收；（3）通过植物吸收而进入食 物链，对生物产生毒害作用等。 8、水中主要污染物按化学成分 主要有哪几种危害。 答：无机污染物和有机污染物（可 生物降解、难生物降解），主要危 害：水体富营养化；对人体和水 生生物有毒害作用；引起水体缺 氧和水生动物死亡，破坏水体功 能；在厌氧时产生有害或恶臭物 质；通过生物体内富集和食物链 对人体健康造成危害。 9、空气中主要污染物及其危害。 答：颗粒、气溶胶状态污染物和 气态污染物。危害：引起各种疾 病，危害人体健康；引起大气组 分变化，导致气候变化，影响动 植物生长。 10、质量恒算的基本关系是什 么。 答：输入量—输出量+转化量=积 累量 11、能量热恒算的方程的含义。 答：输出系统物料总能量—输入 系统物料总能量+系统内物料能 量的积累=系统从外界吸收的热 量—系统对外界做的功 12、流体边界层理论要点。 答：在流体表面有一个薄层，在 此薄层中须考虑粘性力的作用， 此薄层称为边界层。要点：（1） 当实际流体沿固体壁面流动时， Re较大时，即使对于黏度很小的 流体，其黏性力仍可以达到很大 的数值，边界层内不能全部忽略 黏性力；（2）在外部流动区域， 在Re很大的情况下，可将黏性力 全部忽略，将流体的流动近似看 成是理想流体的流动。 13、简述温度、压力对液体和气 体黏度的影响。 答：温度上升，气体黏度上升， 液体黏度下降；压力上升，气体 黏度上升；低密度气体和液体的 黏度随压力变化小，一般可忽略。 14、什么是对流传热，列举强制 对流和自然对流的实例各一。 答：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，通常也指流体与固体壁面间 的热传递过程。实例：强制对流 ——由水泵、风机或其他外力引 起流体流动而产生的传热过程。 自然对流——由于流体内部温度 的不均匀分布形密度差，在浮力 作用下流体发生对流而产生传热 的过程。 15、菲克定律的物理意义和实用 条件。 答：菲克定律的物理意义：Naz= —Dab(dCa/dz)由浓度梯度引起 的组分A在Z方向上的质量通量= —（分子扩散的系数）×（Z方向 上组分A的质量浓度梯度）适 用条件：混合物无总体流动或处 于静止状态，发生由高浓度区域 向低浓度区域的分子扩散。 16、简述温度、压力对气体和液 体分子扩散系数的影响。 答：低密度气体、液体和固体的 扩散系数随温度升高而增大，随 压力增加而减小。 17、沉降分离的原理、类型和各 类型的基本特征。 答：原理：将含有颗粒物的流体 置于某种力场中，使颗粒物与连 续相的流体之间发生相对运动， 沉降至器壁、器底等表面而实现 颗粒物与流体的分离。类型： 重力、离心、电、惯性、扩散。 重力沉降和离心沉降是利用待 分离的颗粒与流体间的密度差， 在重力或离心力作用下使颗粒和 流体间发生相对运动；电沉降是 将颗粒置于电场中使之带电，并 在电场力作用下使带电颗粒在流 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 于流体中存在某种障碍物的作 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。 18、表面过滤和深沉过滤的主要 区别。 答：表面过滤通常发生在过滤流 体中颗粒物浓度较高，或过滤速 度较慢，滤饼层容易形成的情况 下，采用过滤介质的孔一般比待 滤流体中固体颗粒的粒级小；而 深层过滤一般发生在以固体颗粒 为过滤介质的操作中。由固体颗 粒物堆积而成的过滤介质层通常 较厚，过滤介质层的空隙大于待 过滤流体中的颗粒物的粒径。 19、亨利定律有那些表达形式、 意义、常数间如何换算 答：亨利定律：在稀溶液时，温 度一定，总压不大，气体溶质的 平衡分压和溶解度成正比， Pa=EXa；溶质的溶解度用物质 的量表示，Pa=Ca/H；溶质在 气液两相中的组成均以摩尔分数 表示，Ya=mXa 20、 21、 22、 23、 24、Langmuir方程的基本假设、 形式，适用范围。 答：基本假设：吸附剂表面性质 均一；气体分子在固体表面为单 层吸附；动态吸附；吸附类似气 体凝结，托附类似液体蒸发；凝 结速度正比于该组分的气相分 压；吸附在固体表面的气体分子 间无作用力。形式： p k pq k m 1 1 1 q + =范围：适用于 描述低、中压力范围的吸附等温 线。 25、Freundlich方程的形式适用 范围。 答：n kp1 q=表明吸附量与吸附 质分压的1/n次方成正比，由于 吸附等温线的斜率随吸附分压得 增大有较大变化，该方程特别不 能描述低压和高压区域内。 26、影响离子交换树脂选择性的 因素。 答：离子水化半径越小，亲和力 越高，交换越容易：化合价越高， 亲和力越大，交换越容易。 二、填空 1. 亨利定律的表达式为 P*=E x 或P*=C/H 或y*=mx ;它适用于 稀溶液 。 2. 气体的溶解度一般随温度的升高而 降低 （或减小） 。 3. 吸收操作中，压力 升高 和 温度 下降 都可提高气体在液体中的溶解度，而有利于吸收操作。 4. 对于脱吸过程而言，压力 降 低 和温度 升高 都有利于过程的进行。 5. 以分压差为推动力的总传质 速率方程可表示为N A =K G (P – P*)，N A 的单位为kmol/(m 2·s)，由此式可推知气相体积总传 质系数K G a 的单位是 kmol/(m 3 ·s ·ΔP) ，其中α代表 单位体积填料层中传质面积 。 6.若K G 、k G 、k L 分别为气相总传质 系数、气膜吸收系数和液膜吸收系数，H 为亨利系数，则它们之 间 的 关 系 式 为 L G G Hk k K 111+= 。 7．吸收总系数与分系数间的关系 可表示 为:G L L k H k K +=11，若 K L 近似等于k L ，则该吸收过程为 液膜 控制。 8．吸收操作中，温度不变，压力 增大，可使相平衡常数 减小 ， 传质推动力 增大 。 9. 假设气液界面没有传质阻 力，故Pi 与Ci 的关系为 平 衡 。如果液膜传质阻力远小于气膜的，则K G 与k G 的关系为 相等 。在填料塔中，气速越 大，K G 越 大 ;扩散系数D 越 大，K G 越 大 。 10. (l)d 在实验室用水吸收空气 中的CO 2基本属于 液膜 控制，其气膜中的浓度 梯度 大于 (大于，等于，小于)液膜中的浓度梯度。气膜阻力 小于 (大于，等于，小于)液膜阻力。 (2)吸收塔操作时，若脱吸困数1/S 增加，而气液进料组成不变，则溶质回收率将 减少 (增加，减少， 不变，不定)。 11.在一逆流吸收塔中，若吸收剂入塔浓度下降，其他操作条件 不变，此时该塔的吸收率 升高 ，塔顶气体出口浓度 降低 。 12． 漂流因数表示式为 p/p Bm ， 它反映 总体运动对吸收 的影响。当混合气体中组分A 的浓度很低时，漂流因数 近 似为1 ，当A 浓度高时，漂流 因数 大于1 。 13. 压力 降低 温度 升高 将有利于解吸的进行。吸收因数S 表示为q nL /mq nG ，当S ≥1 时，增加塔高，吸收率 增加 。 14. 解吸时，溶质由 液相 向 气相 传递，在逆流操作的填料塔中，吸收因数S= q nL /mq nG ，当S < 1时，若填料层高度h= ∞，则气液两相将在塔 底 达 到平衡。 15.在气体流量、气相进出口组成 和液相进口组成不变时，减少 吸收剂用量，则传质推动力将 减小 ，操作线将 向平衡线靠近 ，设备费用将 增加 。 16. (1)在一个低浓度液膜控制 的逆流吸收塔中，若其他操作条件不变，而液量与 气量同时成比例增加，则:气体出口组成 1 ;液体出口组成 2 ;回收率将 2 。 ①增加 ②减少 ③不变 ④不定 (2)传质速率等于分子扩散 速率的条件是 2，3 。 ①单向扩散 ②双向扩散 ③静止或层流流动 ④湍流流动 ⑤定流过程 17. 用水吸收空气中少量氨，总 气量V 、气温t 及气体进出口浓度均一定，而进塔水温提高 后，总传质单元数 增加 ，理论塔板数 增加 ，总传质单元高度 不变 ，最小液气比 提高 ，相平衡常数 提高 。 1水中被取出的杂质按颗粒大小 可分为：粗大颗粒物、悬浮物和胶体物质、溶解物质 三大类。 2据悬浮颗粒在水中沉降时的浓 度及特性可将沉淀分为四大类：自由沉降、絮凝沉降、拥挤沉降、 压缩沉降。 3根据微生物利用氧的能力可以将微生物分为好氧微生物、兼性 微生物、厌氧微生物三类。 4. 有机物厌氧消化过程在微生 物学上分为两个阶段：酸性消化阶段和碱性消化阶段，分别由非 产甲烷菌和产甲烷菌两类细菌作 用。 5. 人工湿地可以分为表面流湿 地、地下潜流湿地、垂直下渗湿 地三种类型。 6. 静电除尘器的除尘过程分为 气体电离 、 粒子荷电 、 荷电 粒子迁移 和 颗粒的沉降于 清除 等四个过程。 7. 噪声污染涉及 噪声源 、 传播途径 和 接 受者 三个环节组成的声 学系统。 8. 危险废物常用的固化方法 有 水泥固化 、 石灰 固化、热塑性材料固化、有机聚 合物固化、自交结固化和玻璃固化。 1.格栅、筛网和微滤机主要去除的对象是：（ A ） A 粗大颗粒物 B 悬浮物 C 胶 体 D 溶解物质 2.下列属于沉砂池去除的对象的 是： （ C ） A 树枝 B 汽油 C 煤渣 D 藻类 3.混凝的去除对象是：（ C ） A 粗大颗粒物 B 重金属 C 胶 体 D 溶解物质 4.下列不属于胶体脱稳机理的 是：（C ） A 压缩双电层 B 吸附电中和 C 絮凝 D 网捕作用 5.下列方法中不能去除悬浮物的是（ D ） A 絮凝 B 澄清 C 过滤 D 吸附 6.下列不属于去除水中硬度常用 方法的是（ C ） A 加热 B 药剂软化 C 电渗析 D 离子交换 7.下列不属于电化学方法的是（C ） A 电解气浮 B 点解絮凝 C 电渗 析 D 电化学氧化 8.下列技术不能进行浓缩的是 （ A ） A 离子交换 B 蒸发 C 萃取 D 反渗透 9.污泥浓缩过程中去除的是（A ） A 空隙水 B 毛细水 C 吸附水 D 内部水 10.空气污染主要发生在（ B ） A 平流层 B 对流层 C 中间层 D 暖层 问答题 第二编水的物理化学处理方法 1、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？ 自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；而拥挤沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀；利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。 2、理想沉淀池应符合哪些条件？根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？ 理想沉淀池应符合以下3个条件：1）颗粒处于自由沉淀状态；2）水流沿着水平方向流动；3）颗粒沉到池底即认为已被去除。根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度无关，与表面积成反比。 3、沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系如何？两者涵义有何区别？ 颗粒的截留沉速u0与沉淀池表面负荷Q/A相等。但含义不同，表面负荷代表自池顶A开始下沉所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速；而截留沉速u0反映了沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。 4、说明沉淀有哪几种类型？各有何特点，并讨论各种类型的内在联系和区别，各适用在哪些场合？ 5、设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别？ 6、试比较平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池的优缺点及其适用条件 7、简述浅池沉降的机理？ 8、什么叫折点加氯？试绘出需氯量曲线并对其进行解释。折点加氯有何影响？ 答：（1）见图。 1区：无余氯，消毒效果不可靠； 2区：氯与氨反应，有余氯的存在，所以有一定的消毒效果，但是主要是化合性氯，主要是NH2Cl； 3区：2NH2Cl+HOCl→N2↑+HCl+H2O，有效氯减少，NH2Cl被氧化成没有消毒作用的化合物，最后到达折点B； 4区：胺与HOCl反应完，自由性余氯增加。 （2）出现折点加氯的原因是：水中存在氨和氮的化合物 （3）折点加氯的利弊：当原水受到严重污染，一般的加氯量，不能解决问题时，采用折点加氯可取得明显的效果，它能降低水的色度，去除恶臭，降低水中有机物的含量，能提高混凝效果。但是，当发现水中有机物能与氯生成三氯甲烷、氯乙酸后，折点加氯来处理水源水引起人们担心，因而人们寻求去除有机物的预处理和深度处理方法和其它消毒方法。 9、废水处理工艺中有几种固液分离技术？扼要叙述各技术实现固液分离的基本原理。 答：废水处理工艺中固液分离技术有气浮法、沉淀法、膜分离法。 气浮法是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液分离。 沉淀法就是使污水中的悬浮物质在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，沉淀分为自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩。 膜分离法是利用隔膜使水同溶质或微粒分离的一种固液分离技术。根据溶质或溶剂透过膜的推动力不同，膜分离法可分为3类：1）以电动势为推动力的方法有：电渗析、电渗透；2）以浓度差为推动力的方法有：扩散渗析、自然渗透；3）以压力差为推动力的方法有：压渗析、反渗透、超滤、微孔过滤。 10、沉砂池有哪几种类型？各有何优缺点？ 答：可分为：①平流沉沙池，优点为：截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等，排砂的含水率低，排砂量容易计算；缺点为：沉砂池需要高架或挖小车通道；沉砂中约夹杂有15％的有机物，使沉砂的后续处理增加难度；②曝气沉砂池，优点：可克服平流沉砂池的第二个缺点，把排砂经清洗后有机物含量低于15％；③多尔沉砂池，优点：沉砂被旋转刮砂机刮至排砂坑，用往复齿耙沿斜面耙上，在此过程中，把附在砂粒上的有机物洗掉，洗下来 知识点1 静电除尘：原理是利用静电力从气流中分离悬浮粒子。特点是静电力作用在粒子上，对微小粒子也能有效捕集，除尘效率大于99%，处理气量大，能连续操作，可用于高温高压的场合。设备组成是放电电极和集尘电极。比电阻过高或过低都会大大降低静电除尘器的除尘效率，适宜围为104~5*1010Ω·cm。粒径大于1微米的颗粒，电场荷电占优势；粒径小于0.2微米的微粒，扩散荷电占优势；粒径为0.2~1微米的颗粒，两种荷电都必须考虑。静电除尘器的分类：1按集尘器的形式分：圆管型和平板型。2按荷电和放电空间布置分：一段式和二段式电除尘器。3按气流方向分：卧式和立式。电除尘器的结构：电晕电极、集尘电极、清灰装置、气流分布装置。袋式除尘器：原理是利用棉、冇或人造纤维等加工的滤布捕集尘粒的过程。特点是1、除尘效率高，对细尘也有很高的捕集效率，一般可达99%以上2、适应性强，能处理不同类型的颗粒污染物3、操作弹性大，入口气体含尘浓度变化较大时，对除尘效率影响不大，对气流速度的变化也具有一定稳定性4、结构简单、使用灵活、便于回收干料、不存在污泥处理。吸收是利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的过程。该法具有净化效率高、设备简单、一次性投资少等特点。吸附指气体混合物与适当的多孔性固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子引力或化学键力，把混合物中某一组分或某些组分吸留在固体表面上。吸附剂再生：1加热解吸再生：利用吸附剂的吸附容量在等压下随温度升高二降低的特点，在低温下吸附，然后再提高温度，在加热下吹扫脱附。 2降压或真空解吸：利用吸附容量在恒温下随压力降低而降低的特点，在加压下吸附，在降压或真空下解吸，或采用无吸附性的吹洗气可达到解吸的目的。 3置换再生法：对某些热敏性唔知，因其在较高温度下容易聚合，故可2采用亲和力较强的试剂进行置换再生，即用解吸剂置换，使吸附质脱附。催化剂由主活性物质、载体和助催剂组成。催化作用指化学反应速率因加入某种物质而改变，而加入物质的数量和性质在反应终了时却不变的作用。固体废物指人类一切活动过程产生的、对原过程已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质。处理原则：(1)无害化，指通过适当的技术对废物进行处理，使其不对环境产生污染，不至对人体健康产生影响。2)减量化指通过实施适当的技术，减少固体废物的产生量和容量。(3)资源化指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。城市垃圾处理技术：压实、破碎、分选、脱水和干燥。风力分选技术：原理是利用空气流作为携带介质，以实现轻、重颗粒分离的目的。风力分选机械有两种类型：水平风选与垂向风选机。水平风选机由工料输送带、送风机和带有隔断的分离室组成。垂向风选机有两种，第一种是常规槽型垂向风选机，第二种是锯齿形风选机。脱水与干燥：机械过滤脱水是以过滤介质两边的压力差为推动力，使水分被强制通过过滤介质，固体颗粒被截留，从而达到固液分离的目的。类型有三种：机械过滤设备包括真空抽滤脱水机、压滤机。离心脱水机。污泥自然干化脱水。危险废物的处理方法：中和法、化学还原法。固化处理是利用物理或化学方法，讲危险废物固定或包容于惰性固体基质，使之呈现化学稳定性或密封性的一种无害化处理方法。氧垂曲线：在河流受到大量有机物污染时，由于有机物这种氧化分解作用，水体溶解氧发生变化，随着污染源到河流下游一定距离，溶解氧由高到低，再到原来溶解氧水平，可绘制成一条溶解氧下降曲线，称之为氧垂曲线 水体自净：1、物理过程：包括稀释、扩散、挥发、沉淀、上浮等过程 2、化学和物理化学过程：包括中和、絮凝、吸附、络合、氧化、还原等过程。 3、生物学和生物化学过程：进入水体中的污染物质，被水生生物吸附、吸收、吞食消化等过程，特别是有机物质由于水中微生物的代活动而被氧化分解并转化为无机物的过程。为我国按《地表水环境质量标准》规定，依据地表水水域环境功能和保护目标，将我国地表水按功能高低依次划分为五类： I 第一部分常用词义 1、环境： 环境是人们赖以生存和发展的物质条件的综合体。人类环境包括自然环境和社会环境。 2、环境保护： 环境保护是我国的一项基本国策。指人类为解决现实的或潜在的环境问题，协调人类与环境的关系，保障经济社会的持续发展而采取的各种行动的总称。其方法和手段有工程技术的、行政管理的，也有法律的、经济的、宣传教育的等。 3、环境影响： 环境影响是指人类活动（经济活动、政治活动和社会活动）对环境的作用和导致的环境变化以及由此引起的对人类社会和经济的效应。按影响的来源分，分为直接影响、间接影响和累积影响。按影响效果分，环境影响可分为有利影响和不利影响。按影响性质分，环境影响可分为可恢复影响和不可恢复影响。另外，环境影响还可分为短期影响和长期影响，地方、区域影响或国家和全球影响，建设阶段影响和运行阶段影响等。 4、环境影响评价（EIA）： 是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度。通俗说就是分析项目建成投产后可能对环境产生的影响，并提出污染防止对策和措施。 是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而使环境的质量降低，对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。具体包括：水污染、大气污染、噪声污染、放射性污染等。 6、环境价值： 传统经济学的价值观认为没有劳动参与的东西没有价值，也就是自然资源和环境没有价值，但这已不适应现在经济的发展。改变传统的环境资源无价的观念和理论，确立环境资源有价值的观念和理论，并将环境资源价值加以科学的计量，是经济社会发展的需要。 7、环境问题： 指人类在驾驭自然、开发利用自然资源中带来的环境污染以及形成的环境公害。具有阶段性、区域性的特征。 8、环境破坏： 指开发利用资源的过程造成的环境污染对环境总资源的破坏。 9、环境管理： 是对人类损害自然环境质量的活动施加影响（特别是水、大气和土地），也就是对人类生产、生活和社会活动实行控制性的影响，使外界事务按照人们的决策和计划方向进行和发展。 10、环境政策： 政府为解决一定历史时期的环境问题，落实环境保护战略，达到预定的环境目标而制定的行动指导原则。 名词解释——水处理篇 1．生化需氧量（Bio-Chemical Oxygen Demand，简称BOD），表示在有氧条件下（20℃），由于微生物（主要是）的活动，可降解有机物被微生物降解所需的氧量，常以BOD表示，5d生化需氧量BOD5和20d 生化需氧量BOD20。 2．化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，简称COD），在酸性条件下，以强氧化剂（我国法定用重铬酸钾）将有机物氧化为CO2和H2O所消耗的氧量，以COD cr 表示。如采用高锰酸钾为氧化剂，则写作COD Mn,由于高锰酸钾氧化作用较弱，测出的耗氧量值较低，故又称耗氧量，以OC表示。 3．总需氧量（Total Oxygen Demand，简称TOD），有机物主要组成元素是C、H、O、N、S等，被氧化后，分别产生CO2、H2O 、NO2和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量。TOD 以燃烧法测定，仅需几分钟。 4．总有机碳（Total Oxygen Carbon，简称TOC），总有机碳TOC是目前在国内外使用的表示污水被有机物污染的综合指标，它所显示的污水中有机物的总含碳量。 5．富营养化（Eutrophication）在缓慢流动的湖泊、水库、内海等水域，由于生物营养元素的增多，促进了藻类等浮游生物的繁殖。大量繁殖的藻类会在水面形成密集的“水花” 或“红潮”。藻类的死亡和腐化又会引起水中溶解氧的大量减少，使水质恶化，鱼类死亡，严重时会使水体消亡，这一过程称之为富营养化。 6．水体自净（Water Self-Purification）：污染物在进入天然水体后，通过物理、化学和生物因素的共同作用，使污染物的总量减少或浓度降低，层受污染的天然水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净。按其作用机制可分为物理净化、化学净化和生物净化。 7．氧垂曲线（Dissolved Oxygen Sag Curves），有机污染物排入水中后，经微生物降解而大量消耗水中溶解氧，使河水亏氧；另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，又会使溶解氧得到恢复。所以耗氧与复氧同时存在，污水排入河水后，DO曲线呈悬索状下垂，故称氧垂曲线。 8．水质评价（Water Quality Assessment），是根据监测取得的大量水质资料，对水体水质所作出的综合性定量评价。其目的是：对不同地区各个时期水质的变化趋势进行分析； 分析对工农业和生态系统的影响；分析对人体健康的影响。水质评价包括现状评价和预测评价，所用方法主要有综合指数法和水质质量系数法。 一、名词解释 ⒈物理量:由数值和计量单位两部分表示出来，物理量=数值×计量单位。 ⒉衡算系统：分析各种与质量传递和转化有关的过程时，首先确定一个用于分析特定区域，及衡算空间范围。 ⒊沉降分离：含有颗粒物的流体至于某种立场中，使颗粒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，从而实现颗粒与流体的分离。 ⒋临界直径：在旋风分离器中能从气体中全部分离出来的最小颗粒直径。用d e表示。 ⒌惯性沉降：由惯性力引起的颗粒与流线的偏离，使颗粒与障碍物上沉降的过程。 ⒍过滤：分离液体和气体非均匀相混合物的常用方法。 ⒎吸收：依据混合气体各组分在统一液体溶剂中的物理溶解度的不同，而将气体混合物分离的操作过程。 ⒏吸附分离：通过多孔固体物料与某一混合组分体系接触，有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。 ⒐萃取分离：在欲分离的原料混合液中加入一种或其不相溶或部分相溶的液体溶剂，形成两相体系，在充分混合条件下，利用混合液中被分离组分在两相中分配差异的性质，使该组分从混合液转移到液体溶剂中，从而实现分离。 ⒑反应速率：一般为单位时间单位体积反应层中该组分的反应量或生成量。 ⒒当量直径：不规则形状颗粒的尺寸可以用与它的某种几何量相等的球形颗粒的直径表示。 ⒔穿透点：当吸附区的下端达到床层底部时，出口流体的浓度急剧升高，这时（穿透曲线）对应的点。（326） ⒕离子交换：通过固体离子交换剂中的离子和溶液中的离子进行等当量的交换来除去溶液中某些离子的操作。 ⒖膜分离：是以具有选择透过功能的薄膜为分离介质，通过在膜两侧施加一种或多种推力，是原料中的某组分选择性地优先通过膜，从而到达混合物分离和产物的提取、浓缩、纯化等目的。 二、填空……… 1.根据污染物的不同，水污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染三大类。 物理处理法：沉淀、离心分离、气浮、过滤、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等； 化学性污染：中和法、化学沉淀法、氧化法、还原法、电解法、超临界分离法、汽提法、吹脱发、萃取法、吸附法等 生物处理法：好样处理法、生态技术、厌氧处理法等 2.空气净化与大气污染控制技术 可分为分离法和转化法两大类。 3.环境净化与污染控制技术可分 为隔离技术、分离技术和转化技术。 隔离：将污染物或污染介质隔离，从而切断污染物向周围环境的扩散途径，防止污染进一步扩大。分离：利用污染物与污染介质或其他污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。 转化：利用化学反应或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质。4.质量浓度：单位体积混合物中 某组分的A的质量 V m A A = ρ； 物质的量浓度：单位体积混 合物中某组分的物质的量 V n c A A =； 质量分数：混合物中某组分 的质量与混合物总质量之比 m m x A mA =； 摩尔分数：混合物中某组分的 物质的量与混合物总物质的量 之比 n n x A A =； 质量比：混合物中某组分的质 量与惰性组分质量之比 A A mA m m m X - =； 摩尔比：混合物中某组分的物 质的量与惰性组分物质的量 之比 A A A n n n X - = ； 流量：单位时间流过流动截 面的流体体积； 流速：单位时间内流体在流 动方向上流过的距离。 5.沉降分离包括：重力沉降、离 心沉降、点沉降、惯性沉降和扩 散沉降。 重力沉降和离心沉降：利用分离 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：将颗粒放在电场中使之 带电，在电场力作用下试颗粒与 流体发生相对运动； 惯性沉降：指颗粒与流体运动时， 流体守到障碍物作用，产生扰流， 而颗粒由于惯性偏离流体； 扩散沉降：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。 6.等体积当量直径， 3 6 π p eV V d=；等表面积当 量直径， π A d eS =；等表 面积当量直径： a d ea 6 =。 7.旋风分离器主要用于除去气体 中颗粒在m μ 5以上的粉尘。 反映旋风分离器的分离性能的主 要指标临界直径和分离效 率，其中分离效率又有两种表示 方式为总效率和分效率。 8.离心沉降机分为：⑴常速离心 机：3000 < c K；⑵超速离 心机： 50000 3000< < c K； ⑶超高速离心机： 50000 > c K。 c K为分离 因数。 9.过滤按过滤机理可分为表面过 滤和深层过滤 ⑴表面过滤：采用过滤介质的孔 比过滤流体中的固体颗粒的粒径 小，过滤时固体颗粒被过滤介质 截留，在表面积累成滤饼； ⑵深层过滤：由固体颗粒堆积而 成的过滤介质层通常较厚，过滤 通道长而曲折，过滤介质层的空 隙大于待过滤流体中的颗粒物的 粒径。 10. 11.在深层过滤中，流体中的悬浮 颗粒随流体进入滤料层进而被滤 料层捕获，该过程主要包括以下 三个行为：迁移行为、附着行为、 脱落行为。 12.吸收过程类型： ⑴按溶质和吸收剂之间发生的作 用,可分为物理吸收和化学吸 收； 物理吸收：在吸收剂中的溶解度 大而被吸收； 化学吸收：溶质与吸收剂发生化 学反应而被吸收。 ⑵按混合气体中被吸收组分的数 目：可分为单组分吸收和多组 分吸收； ⑶按吸收过程中温度是否变化： 可分为等温吸收和非等温吸 收。 13.物理吸收热力学讨论的主要问 题是过程发生的方向、极限及推 动力。 14.相际传质的助力全部集中在 两层停滞膜中，即双助力模型。 （选择） 15.传质总阻力包括气模阻力和 液膜阻力两部分。 16.吸附平衡三理论： Freundlich方程、 方程、BET方 程。 在一定的平衡压力下，随着温度 升高，吸附量减少。 17.萃取剂的选择原则应考虑一下 几方面：选择性、物理性质、 化学性质、回收的难易、其他 指标。 18.反应器一般有三种操作方式： 间歇操作、连续操作和半间 歇操作。 ⑴间歇操作：没有物料的输入， 也没有物料的输出，不存在物料 的进与出； ⑵连续操作：物料连续输入，连 续输出，时刻伴随着物料的流动； ⑶半间歇操作：具有间歇操作和 连续操作的某些特点。 三、问答题 循环反应器三种形式（474） ⑴将排出反应器的混合物的一部 分不经过任何处理直接返送到入 口处； ⑵在反应器出口设一分离装置， 将反应产物分离取出，只把未反 应的物料送到反应器入口； ⑶在反应器出口设置菌体分离 器，将反应产生的菌体浓缩，把 浓缩后的菌体一部分或全部送到 反应器。 双膜理论（熟记270） 1、相互接触的气、液两相流体间 存在着稳定的相界面，相界面两 侧分别有一层虚拟的气膜和液 膜，溶质分子以稳态的分子扩散 连续通过这两层膜； 2、在相界面处，气、液两相在瞬 间即可达到平衡，界面上没有传 质阻力，溶质在界面上两相的组 成存在平衡关系； 3、在膜层以外，气、液两相流体 都充分湍动，不存在浓度梯度， 组成均一，没有传质阻力；溶质 在每一相中的传质阻力都集中在 虚拟的膜层内。 因此，相际传质的阻力就全部集 中在两层膜中，故该模型又称为 双阻力模型。 浓差极化现象指什么 当含有不同大小分子的混 合液流动通过膜面时，在压力差 作用下，混合液中小于莫孔的组 分透过膜，而大于膜孔的组分被 截留，这些被截留的组分在紧邻 膜表面形成浓度边界层，使边界 层的溶质浓度大大高于主体溶液 中的浓度，形成由膜表面到主体 溶液之间的浓度差。浓度差的存 在导致紧靠膜面的溶质方向扩散 到主体溶液中，这就是浓差极化 现象。 膜分离特点： 1、膜分离过程不发生相 变，与其它相比能耗较低，能量 的转化率较高； 2、膜分离过程可以在常温 下进行，特别适于对热敏感无知 的分离； 3、不需要加入其他物质， 节省化学药剂，有利于不改变分 离物质原有的特性； 4、在膜分离过程中，分离 和浓缩同时进行，有利于回收有 价值的物质； 5、膜分离装置简单，可以 实现连续分离，适应性强，操作 简单且易容易实现自控。 离子交换速率的控制步骤： ⑴边界水膜内的迁移； ⑵交联网孔内的扩散； ⑶离子交换； ⑷交联网内的扩散； ⑸边界水膜内的迁移。 （342页） 离子交换速率的影响因素 ⑴离子性质：包括化合价 和离子大小； ⑵树脂的交联度：树脂交 联度大，树脂难以膨胀，树脂网 孔就小，离子在树脂网孔内的扩 散就慢； ⑶树脂的粒径：其对液膜 扩散和孔道扩散都有影响； ⑷水中离子浓度：扩散依 靠浓度梯度推动，离子浓度大小 是影响扩散速率。 ⑸溶液温度：温度升高， 溶液黏度降低，离子和水分子热 运动加剧，有利于离子交换速率。 ⑹流速和搅拌速率：树脂 表面附近的水流紊动程度主要影 响树脂表面边界水膜的厚度，从 而影响液膜扩散。 萃取分离的特点 ⑴在常温下操作，无相变； ⑵萃取剂选择适当可以获 得较高分离效率； ⑶对于沸点非常相近的物 质可以进行有效分离。 离子交换树脂的结构： ⑴固定部分：与骨架牢固 结合，不能自由移动； ⑵活动部分：能在一定空 间内自由移动，并与周围溶液中 的其他同性离子进行交换反应。 离子交换物理化学性质， 选择性，离子交换树脂对不同离 子亲和力强弱反映。 常用吸附剂主要特性 ⑴吸附容量大：吸附过程 发生在吸附剂表面，吸附容量取 决于吸附剂表面积大小； ⑵选择性强； ⑶稳定性好：在较高温度 下解吸再生其结构不会发生太大 的变化； ⑷适当的物理特性：具有 良好的流动性和适当的堆积密 度，对流体的阻力较小。 ⑸价廉易得。（可能是填空 题） 化学吸收特点 加快溶质传质速率，增加 吸收剂的吸收容量。溶质的气相 分压只与溶液中物理溶解态的溶 质平衡，因此，气相分压一定时， 化学吸收可以吸收更多的溶质； 溶质在液相扩散中途就发生反应 而消耗，是扩散有效膜减少，传 质阻力减小，且界面液相浓度降 低增加了传质推动力，使化学传 质速率增加。 与重力沉降比，离心沉降有什么 特点 ⑴沉降方向不是向下，而 是向外，即背离旋转中心； ⑵离心力随颗旋转半径变 化而变化，而重力沉降则是不变 的； ⑶离心沉降在数值上远大 于重力沉降，比重力沉降有效。 第十五章：反应动力学的解析方 法：（527） 1：积分法，是首先假设一个反应 速率方程求出浓度随时间变化的 积分形式，然后把实验得到的不 同时间的浓度数据与之比较，若 两者相符，则认为假设的方程式 是正确的。若不相符，可再假设 另外一个反应速率方程进行比 较，直到找到合适的方程为止。 比较时一般把假设的反应速率方 程线性化，利用作图法进行，也 可以进行非线性拟合。 2：微分法，是根据浓度随时间的 变化数据，利用图解微分法或数 值微分法计算出不同浓度是的反 应速率，然后以反应速率与反应 浓度的关系确定反应速率方程。 流化床反应的优缺点： 优点：1、热能效率高，而且床内 温度易于维持均匀；2、传质效率 高；3、所用颗粒一般较小，可以 减轻内扩散的影响，能有效发挥 催化剂的作用；4、反应器的结构 简单。 缺点：1、能量消耗大；2、颗粒 间的磨损和带出造成催化剂损 耗；3、气-固相反应的流动状态不 均匀，有时会降低气-固接触面积； 4、颗粒的流动基本上是全混流， 同时造成流体的反混，影响反应 速率。 固体催化剂的组成（454）： 1、活性物质:是催化剂中真正起 作用的部分，常被分散固定在多 孔物质的表面，常见的有：金属 催化剂（又称导体催化剂），多为 过度金属；金属氧化物和硫化物 催化剂（又称半导体催化剂）；绝 缘体催化剂，主要是非金属氧化 物和卤化物。 2、载体（担体）：常常是多孔性 物质。主要起以下作用：提供大 的表面和微孔，使催化活性物质 附着在外部和内部表面；提高催 化剂的机械强度；提高催化剂的 热稳定性；节省催化活性物质用 量，降低成本...... 3、促进剂：又称助化剂，本身催 化活性很小，但...... 4、抑制剂：是减小催化剂活性的 物质...... 电渗析过程基本原理 参考新版教材381页，图，需要 画图说明。 《环境工程学》试卷 一、名词解释（每小题2分，共20分） 1．COD；2. 厌氧生物处理法；3. 泥龄；4. 好氧硝化；5. A/A/O法； 6. 反电晕； 7. 二次扬尘； 8. 电场荷电； 9. FGD；10. SCR法。 二、选择题（每小题2分，共20分） 1．BOD是化学性水质指标之一，其含义是（）。 A 溶解氧； B 化学需氧量； C 生化需氧量。 2．废水处理方法很多，其中混凝沉淀法可去除废水中的（）。 A 可生物降解有机物； B 不溶性有机物；C悬浮物质。 3．废水二级处理技术属于（）。 A 生物方法； B 化学方法；C物理方法。 4．A2/O法产生的污泥量比活性污泥法（）。 A 多； B 少； C 一样。 5．下列哪种技术属于废水三级处理技术（）？ A 臭氧氧化； B 气浮； C 好氧悬浮处理技术。 6．脱硫技术很多，跳汰选煤脱硫技术属于（）。 A 炉前脱硫技术； B 炉内脱硫技术； C 炉后脱硫技术。 7．电除尘器最适宜捕集的粉尘是（）。 A 低比电阻粉尘； B 中比电阻粉尘； C 高比电阻粉尘。 8．常被用来作为高效除尘器的前级预除尘器的是（）。 A 机械力除尘器； B 电除尘器； C 过滤式除尘器。 9．既能捕集颗粒污染物，又能脱除部分气态污染物的除尘器是（）。 A 机械力除尘器； B 电除尘器； C 湿式除尘器。 10．SCR法烟气脱硝的主要机理是（）。 A 催化转化； B 化学吸收； C 化学吸附。 三、填空题（每题2分，共10分） 1．MLSS,MLVSS,SVI,SBR分别为、、、。 2．活性污泥法有效运行的基本条件为、、、。 3．SCR法烟气脱硝机理分为、、、。 4．影响湿法脱硫效率的主要因素包括：、、、。 5．控制颗粒污染物的主要方法包括：、、、。 四、简答题（每小题3分，共30分） 1．什么是废水的一级处理，二级处理和深度处理？ 2．厌氧生物处理的基本原理是什么？ 3．曝气池在好氧活性污泥法中的作用是什么？ 4. 简述污水中的氮在生物处理中的转化过程？ 5. 什么是曝气？曝气的作用有哪些？ 6．控制废气中气态污染物的方法有哪些？ 7. 评价除尘器性能的指标有哪些？ 8．实现电除尘的基本条件是什么？ 9. 影响SCR法烟气脱硝效率的因素有哪些？ 10．影响湿法烟气脱硫效率的主要因素有哪些？ 五、计算题（每小题10分，共20分） 1．某水处理厂在沉淀池后设置快砂滤池，滤池的设计负荷率为32 m d m 。试计算在设计流量0. 53/ 200/() m s下，滤池表面积为多大？若每个滤池表面积限制在552 m以下，共需建多少个滤池？ 2．已知某线—板式电除尘器的收尘面积A=6000m2，所处理的烟气量Q=684000m3/h，烟气粘度η=1.8×10－5Pa·s, 对其施加的平均电场强度E=3.0kV/cm, 试计算粉尘的平均粒径dp=0.1μm、1.0μm、10μm时电除尘器的除尘效率？（取K m=1.36，ε0=8.85×10－12F/m, D=2.0）。 常用环境保护名词解释 1、工业废水排放总量：指经过企业厂区所有排放口排到企业外部的工业废水量。包括生产废水、外排的直接冷却水、超标排放的矿井地下水和与工业废水混排的厂区生活污水，不包括外排的间接冷却水（清污不分流的间接冷却水应计算在内）。 2、直接排入海的：指经企业位于海边的排放口，直接排入海的废水量。直接排放是指废水经过工厂的排污口直接排入海，而未经过城市下水道或其他中间体，也不受其他水体的影响。匠工业废水排放达标量指各项指标都达到国家或地方排放标准的外排工业废水量，包括经过处理后外排达标的和未经处理外排达标的两部分。排放标准见GB8978 --1996 。 3、工业废水排放达标率：指工业废水排放达标量占工业废水排放量的百分率。计算公式是：工业废水排放达标率＝（工业废水排放达标量＊工业废水排放量）、100 % 4、工业废水中污染物排放量：指排放的工业废水中所含汞、锡、六价铬、铅等重金属和砷、挥发酚、氰化物、化学需氧量、石油类等一般无机物和有机物等污染物本身的纯重量。它可以通过工业废水排放量和其中污染物的浓度相乘求得，也可以通过物料衡算或经验计算公式求得。（可参考《工业污染物产生和排放系数手册》） 污染物纯重量＝污染物的平均浓度x 报告期工业废水排放量 污染物的浓度，均以在企业排放口所测的数字为准（含有一类污染物的废水一律在车间或车间处理设施排出口取样测定），无论测出的浓度是否符合排放标准，均应统计在内。 5、废水治理设施数：指企业用于防治水污染和经处理后综合利用水资源的实有设施（包括构筑物）数，以一个废水治理系统为单位统计。附属于设施内的水治理设备和配套设备不单独计算。已报废的设施不统计在内。 6、废水治理设施运行费用：指维持废水治理设施运行所发生的费用，包括能源消耗、设备折旧、设备维修、人员工资、管理费、药剂费及与设施运行有关的其他费用等。 7、工业废水中污染物去除量：是指企业生产过程排出的废水，经过各种水 一、选择题 1、为使得好氧反应器正常运行，污水中所含的营养物质应比例适当，其所需要的主要营养物质比例为BOD5:N:P=【】。 A.10：5：1； B.1:5:10； C.100:5:1； D.1:5:100。 2、根据曝气池内混合液的流态，活性污泥法分为【】两种类型。 A.好氧与厌氧； B.推流和完全混合式； C.活性污泥和生物膜法； D.多投水法和生物吸附法 3、一般情况下，污水的可生化性取决于【】 A、BOD5/COD的值 B、BOD5/TP的值 C、DO/BOD5的值 D、DO/COD的值 4、污泥回流的目的主要是保持曝气池中一定【】 A、溶解氧 B、MLSS C、温度 D、pH 5、在生物滤池中，为保证微生物群生长发育正常，溶解氧应保持在一定的水平，一般以【】为宜 A、1-2mg/L B、2-4mg/L C 4-6mg/L D 6-8mg/L 6、好氧微生物生长的适宜pH范围是【】 A、4.5-6.5 B、6.5-8.5 C、8.5-10．5 D、10.5-12.5 7、城市污水厂，初次沉淀池中COD的去除率一般在【】之间 A、10%-20% B、20%-40% C、40%-60% D、60%-80% 8、某工业废水的BOD5/COD为0.5，初步判断它的可生化性为【】 A较好B可以C较难 D 不易 9、生物膜法产泥量一般比活性污泥的【】 A多 B少C一样多Ｄ不确定 10、下列四种污水中的含氮化合物，【】很不稳定，很容易在微生物的作用下，分解为其他三种。 A.有机氮； B.氨氮； C.亚硝酸盐氮； D.硝酸盐氮 11、城市污水处理厂污泥的主要成分是【】。 A.无机物； B.简单有机物； C.有机物； D.砂砾 12、污泥中温消化控制的温度范围为【】。 A. 20℃~ 25℃； B. 25℃~ 30℃； C. 30℃~ 37℃； D. 40℃~ 45℃ 13、传统活性污泥法的曝气时间为【】。 A.4~6h； B.6~8h； C.16~24h； D.8~10h； 14、厌氧消化池中的微生物种类主要属于【】 A.好氧菌； B.厌氧菌； C.兼性菌； D.厌氧菌和兼性菌 15、下列不属于污水二级处理工艺的是【】 A.SBR； B.氧化沟； C.A2/O； D.混凝沉淀 16、环境保护“三同时”制度是【】。 A.同时审批、同时施工、同时投产 B.同时设计、同时施工、同时投产 C.同时设计、同时改造、同时投产 D.同时审批、同时改造、同时投产 17、斜板沉淀池【】。 A不宜作为二次沉淀池 B.不宜作为初次沉淀池 C.适宜已建污水处理厂扩大处理时采用 D.适宜作为初次和二次沉淀池 18、一般活性污泥系统选择在【】阶段工作。 A 适应期 B 对数期 C 平衡期（稳定期） D 衰亡期 19、污泥沉降比是一定量的曝气池混合液静止【】后，沉淀污泥与混合液的体积比。 A 10分钟 B 30分钟 C 60分钟 D 100分钟 20、活性污泥净化废水主要阶段【】。 A 粘附 B 有机物分解和有机物合成 C 吸附 D 有机物分解 21、国内外普遍采用的BOD培养时间是【】天。 A 5 B 20 C 1 D 30 22、如果二沉池大量翻泥说明【】大量繁殖。 A 好氧菌 B 厌氧菌 C 活性污泥 D 有机物 23、曝气池有臭味说明【】。 A 进水pH值过低 B 丝状菌大量繁殖 C 曝气池供养不足 D 曝气池供养充足 . 一、名词解释题： 1.混凝：包括凝聚与絮凝两种过程，指胶体被压缩双电层而脱稳的过程（凝聚）和胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程（絮凝） 2.接触凝聚区：在澄清池中，将沉到池底的污泥提升起来，并使这处于均匀分布的悬浮状态，在池中形成稳定的泥渣悬浮层，此层中所含悬浮物的浓度约在3～10g/L,称为～。 3.絮凝沉淀：初沉池后期、二沉池初期；固体颗粒有明显的絮凝性，沉淀过程中通过絮凝作用使得粒径越来越大、沉淀越来越快。 4.自由沉淀：沉沙池、初沉池初期，固体颗粒絮凝性差、粒径较大、浓度较低，沉淀过程中互不干扰，独立完成沉淀过程。 5.反冲洗时滤层的膨胀率：反冲洗时，滤池膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比 6.活性污泥法：污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。 7.悬浮生长：在活性污泥法中，微生物形成絮状，悬浮在混合液中不停地与废水混合和接触。 8.BOD污泥负荷：单位重量的活性污泥在单位时间内所承受的有机物的数量，或生化池单位有效体积在单位时间内去除的有机物的数量，单位 kgBOD5/(kgMLVSS.d)。 9.污泥龄：是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天数，也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，或工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值。 10.污泥容积指数（SVI）：简称污泥指数，曝气池出口处混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占的容积（以mL计）。 11.污泥沉降比：指曝气池中混合液沉淀30min后，沉淀污泥体积占混合液总体积的百分数。 12.生物膜法 biofilm-process：污水生物处理的一种方法。该法采用各种不同载体，通过污水与载体的不断接触，在载体上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物，脱落下来的生物膜与水进行分离。 13.厌氧生物法：在无分子氧条件下，通过兼性菌和厌氧菌的代谢作用降解污泥和废水中的有机污染物，分解的最终产物主要是沼气，可作为能源。 14.生物脱氮：活性污泥中有的异养菌，在无溶解氧的条件下，能利用硝酸盐中的氧（结合氧）来氧化分解有机物，这种细菌从氧利用形式分，它属于兼性厌氧菌。兼性厌氧菌利用有机物将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气的反应称为反硝化生物脱氮（简称脱氮），参与反硝化脱氮反应的兼性厌氧菌称为脱氮菌。 15.吸附容量：吸附平衡时单位质量吸附剂上所吸附的吸附质的质量。 16.吸附平衡：废水与吸附剂接触后，一方面吸附质被吸附剂吸附，另一方面，一部分已被吸附的吸附质因热运动的结果而脱离吸附剂表面，又回到液相中去，前者称为吸附过程，后者称为解吸过程。当吸附速度和解吸速度相等时，即达到 1、生态位：是指自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。或者说群落内一个种与其他种的相关的位置 2、种群：同一物种在一定空间和一定时间的个体的集合体. 是具有潜在互配能力的个体. 3、生态平衡（自然平衡）：在一定时期内，生态系统的生产者、消费者和分解者之间保持着动态平衡，系统内的能量流动和物质平衡，在较长时间内保持稳定的状态。 4、循环经济：将资源节约和环境保护结合到生产、消费和废物管理的过程中所进行的减量化、再利用和资源化活动的总称 5、。清洁生产：联合国定义：为提高生态效率和降低人类及环境风险而对生产过程、产品和服务持续实施的一种综合性、预防性的战略措施中国定义：清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。 6、国家财富：：由人造资本、自然资本、人力资本和社会资本等四部分组成。 7、ODP：臭氧损耗潜势：为了评估各种臭氧层损耗物质对全球臭氧破坏的相对能力所采用的参数 GWP 8、物种灭绝：一个物种在整个地球上丢失。不可以恢复。物种消失：一个物种在其大部分分布区内丢失，但在个别分布区有存活。 9、生态赤字：当一个地区的生态承载力小于生态足迹时，就会出现赤字，期待小等于生态承载力减去生态足迹的差值。生态盈余：当一个地区的生态承载力大于生态足迹时，就会出现盈余，其大小等于生态承载力减去生态足迹的余数10、有效积温：植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数。 11、碳循环：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。 12、固体废物污染防治的三化原则：减量化、资源化、无害化 13、酸沉降：大气中的酸性组分通过降水等方式迁移到地表（湿沉降），或酸组成分在气流的作用下，或者通过重力沉降直接迁移到地表（干沉降） 14、城市热岛效应：由于空气组成成分和下垫面改变等原因，导致太阳段半波反射，反射率、长波辐射、大气温度等均不同与乡村自然生态系统，即随着人口密度，建筑密度有城市内向外逐渐降低，城市气温呈现出由中心向外递减的现象。 15、城市冠层：直接受到下垫面建筑物和人类活动的影响，内部流场结构被该变的地面至建筑屋顶层的大气层。表现为内部分文特征复杂，湍流运动紊乱，风速降低 16、生态衍替：随着时间的推移，一种生态系统类型（或阶段）被另一种生态系统类型（或阶段）替代的顺序过程。 17、自然资源：天然存在的自然物质，如土地资源、矿产资源、水资源、生物资源等，是生产的原料来源和布局场所。稀缺性、整体性、地域性是自然资源的三大基本属性。 18、生态系统：是指一定空间由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单 污水水质指标 目录 作用及意义 污水所含的污染物质千差万别，可用分析和检测的方法对污水中的污染物质做出定性、定量的检测以反映污水的水质。国家对水质的分析和检测制定有许多标准，其指标可分为物理、化学、生物三大类。 一、物理性指标 （1）温度 许多工业排出的废水都有较高的温度，这些废水排入水体使其水温升高，引起水体的热污染。水温升高影响水生生物的生存和对水资源的利用。氧气在水中的溶解度随水温的升高而减小，这样，一方面水中溶解氧减少，另一方面水温升高加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化。 （2）色度 色度是一项感官性指标。一般纯净的天然水是清澈透明的，即无色的。但带有金属化合物或有机化合物等有色污染物的污水呈各种颜色。将有色污水用蒸馏水稀释后与参比水样对比，一直稀释到二水样色差一样，此时污水的稀释倍数即为其色度。 （3）嗅和味 嗅和味同色度一样也是感官性指标，可定性反映某种污染物的多寡。天然水是无嗅无味的。当水体受到污染后会产生异样的气味。水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。不同盐分会给水带来不同的异味。如氯化钠带咸味，硫酸镁带苦味，硫酸钙略带甜味等。 （3）固体物质 水中所有残渣的总和称为总固体（TS），总固体包括溶解物质（DS）和悬浮固体物质（SS）。水样经过过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（SS）。固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体（VS）和固定性固体（FS）。将固体在600℃的温度下灼烧，挥发掉的量即是挥发性固体（VS），灼烧残渣则是固定性固体（FS）。溶解性固体表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质的量，挥发性固体反映固体中有机成分的量。 水体含盐量多将影响生物细胞的渗透压和生物的正常生长。悬浮固体将可能造成水道淤塞。挥发性固体是水体有机污染的重要来源。 微生物：肉眼看不见的、必须自电子显微镜或光学显微镜下才能看见的所有微小生物的统称。 病毒：没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小生物。他们只具有简单的独特结构，可通过细菌过滤器。 蛋白质衣壳：由一定数量的衣壳粒（由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位）按一定的排列组合构成的病毒外壳。 核酸内芯：即核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA） 装配：借用宿主细胞的合成机构复制核酸，进而合成噬菌体的蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体。 毒性噬菌体：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体 温和噬菌体：不引起宿主细胞裂解的噬菌体（当它侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸共同复制，宿主细胞不裂解而继续生长。） 溶原细胞：含有温和噬菌体核酸的宿主细胞（溶原性是遗传特性） 原噬菌体（或前噬菌体）：溶原细胞内的温和噬菌体核酸 噬菌斑：原代或传代单层细胞被病毒感染后，一个个细胞被病毒蚀空成空斑（亦称蚀斑）。 PFU：病毒空斑单位——单位体积内含有病毒数：ηPFU=（n瓶内空斑平均数*病毒稀释度）/每瓶的病毒接种数 原核微生物：无核膜包被，只有称作核区的裸露DNA的原始微生物。 极端微生物（亦叫嗜极微生物）：喜在极端恶劣环境中生活的微生物。组要包括嗜酸菌、嗜盐菌、嗜热菌、嗜冷菌及嗜压菌等。 细胞壁：包围在细菌体表最外层的、坚韧而有弹性的薄膜。 原生质体：包括细胞质膜（原生质膜）、细胞质及内含物、拟核。 细胞质膜：紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜。是半渗透膜。 核糖体：原核微生物的核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的部位。 内含颗粒：细菌生长到成熟阶段，因营养过剩形成的一些贮藏颗粒。 荚膜：一些细菌在其细胞表面分泌的一种把细胞壁完全包围封住的黏性物质。 黏液层：有些细菌不产荚膜，其细胞表面仍可分泌黏性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面上，与外界没有明显边缘。 菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定得排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团。（一定要先形成荚膜、黏液层才能黏成菌胶团） 衣鞘：丝状体表面的黏液层或荚膜硬质化，形成一个透明空韧的空壳。（水生境中的丝状菌多数有衣鞘） 芽孢：某些细菌在它的生活史中某一个阶段或某些细菌在它遇到外界不良环境时，在其细胞内形成的一个内生孢子。（抗逆性休眠体，是细菌的分类鉴定依据之一） 鞭毛：由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状丝状物。 菌落：由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。 菌落特征：细菌在固体培养基上的培养特征。 光滑型菌落：具有荚膜，表面光滑、湿润、黏稠的菌落。 粗糙型菌落：不具有荚膜，表面干燥、皱褶、平坦的菌落。 菌苔：细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落。 真核微生物：有发育完好的细胞核，有高度分化的细胞器，进行有丝分裂的微生物。 原生动物：动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。 全动性营养：全动性营养的原生动物以其他生物（如细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、藻类、比自身小的原声动物和有机颗粒）为食。 植物性营养：有色素的原生动物，在有光照的条件下，吸收CO2和无机盐进行光合作用，合成有机物供自身营养。腐生性营养：某些无色鞭毛虫和寄生的原生动物，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性有机物作为营养。胞囊：若环境条件变坏，如水干涸、水温、pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物积累过多，污水中的有机物浓度超过原生动物的适应能力等情况，都可使原生动物不能正常生活而形成胞囊。胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体。 微型后生动物：原生动物以外的多细胞动物叫后生动物，有些后生动物形体微小，要借助光学显微镜看清，故称为后生动物。环境工程学命题(名词解释+问答)环科2005级.
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