环境工程原理 重点 整理

第七章

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、真空过滤、压力差过滤、离心过滤。

表面过滤（滤饼过滤）：常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层易形成的情况下

深层过滤：常发生在滤料内部、固体颗粒物浓度稀的情况下。它是利用过滤介质间的间隙进行过滤的过程。

过滤比阻是单位厚度过滤介质或滤饼层的阻力

目数：泰勒标准筛系列的各个筛以筛网上每英寸长度的孔数为其筛号，也称目数。

过滤水头损失曲线偏离理想曲线的原因在滤料表面有悬浮物沉积，造成表面的堵塞

可压缩滤饼：S=0.2~0.8 不可压缩滤饼：S=0

第八章

1.吸收：吸收是根据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度（或化学反应活性）

的不同，而将气体混合物分离的操作过程。

2.吸收的类型：按溶质和吸收剂之间发生的作用分：物理吸收和化学吸收；按混合气体中

被吸收组分的数目分：单组分吸收和多组分吸收；按在吸收过程中温度是否变化分：等温吸收和非等温吸收。在这些吸收过程中，单组分的等温物理吸收过程是最简单的吸收过程，也是其他吸收过程的基础。

3.溶质在气、液两相间的平衡关系就决定了溶质在相间传质过程的方向、极限以及传质推

动力的大小，是研究吸收传质过程的基础。

4.气-液平衡：在一定的条件（温度、压力等）下，气相溶质与液相吸收剂接触，溶质不

断地溶解在吸收剂中，同时溶解在吸收剂中的溶质也在向气相挥发。随着气相中溶质分压的不断减小，吸收剂中溶质浓度的不断增加，气相溶质向吸收剂的溶解速率与溶质从吸收剂向气相的挥发速率趋于相等，即气相中溶质的分压和液相中溶质的浓度都不再变化，保持恒定。此时的状态为气、液两相达到动态平衡状态。

5.亨利定律：在稀溶液条件下，温度一定，总压不大时，气体溶质的平衡分压和溶解度成

正比，其相平衡曲线是一条通过原点的直线，这一关系称为亨利定律。

6.亨利定律三种形式和三者的关系：1）PA*=EXa，PA*——溶质A在气相中的平衡分压，

Pa；XA——溶质A在液相中的摩尔分数；E——亨利系数，Pa。2）PA*=CA/H,H——溶解度系数，kmol/(m3.Pa).3)yA*=mxA,yA——与溶质平衡的气相中的溶质的摩尔分数，m——相平衡常数，无量纲。三者系数的关系：E=mp E=c0/H,c0——液相总物质的量的浓度，kmol/m3 (P270可能有补充)

7.吸收过程的机理：吸收过程是一种典型的溶质由气相向液相的两相传递过程，这个过程

可以分解为以下3个基本步骤：1、溶质由气相主体传递至气、液两相界面的气相一侧，即气相内的传递；2、溶质在两相界面由气相溶解于液相，即相际传递；3、溶质由相界面的液相一侧传递至液相主体，即液相内的传递。

8.双膜理论：1、相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一

层虚拟的停滞气膜和停滞液膜。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停滞膜内。（示意图在P274的图8.2.2）

传质阻力分析：总传质速率方程表明，传质速率与传质推动力成正比，与传质阻力成反比。

化学吸收：是气相中的溶质A被吸收剂吸收后，与吸收剂或其中的活性组分B发生化学反应的吸收过程。

化学吸收的特点：

1）溶质A被吸收剂吸收后，继续与吸收剂或者其中的活性组分B发生化学反应。

2）气液相际传质和液相内的化学反应同时进行。

3）如果反应速率很快，活性组分B的扩散速率也比较快：溶质A达到相界面后，立即被反应消耗，相界面上液相中的溶质A的浓度就很低。

4）如果反应速率比较慢，或者活性组分B的扩散速率慢：溶质A可能扩散到液相主体之后仍有大部分未能反应。

化学吸收过程为什么加快溶质的传质速率，增加吸收剂的吸收容量？

已经反应的溶质不再影响气液平衡关系。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。

第九章

温度、压力怎么样影响吸附：对于物理吸附，当吸附剂表面的引力大于气体分子热运动产生变得反作用力时，气体在吸附剂表面发生凝聚。平衡状态下吸附剂上吸附质的分压等于气相中该组分分压，气相分压下降或温度上升则被吸附的气体很容易地从吸附剂表面发生脱附。

1、吸附质附着到吸附剂表面的过程——吸附

吸附质从吸附剂表面逃逸到另一相的过程——解吸

2、常用吸附剂的主要特性：吸附容量大，选择性高，稳定性好，适当的物理特性，廉价易得。常用的吸附剂：活性炭。

3、吸附平衡：吸附是与吸附剂和吸附质的性质、吸附剂的表面特性及其他多种条件相关的复杂现象。

4、吸附平衡理论：在一定条件下吸附剂与吸附质接触时，吸附质会在吸附剂上发生凝聚，与此同时，凝聚在吸附剂表面的吸附质也会想气相中逸出。当两者的变化速率相等，吸附质在气固两相中的浓度不在随时间变化时，称这种状态为吸附平衡状态。q=f(p,T) 吸附量随T 的上升而减小，随p的升高而增大。

5、吸附等温线：在恒定温度下，吸附剂的平衡吸附量q与吸附在气相中的组分分压p的关系曲线。

第十章

1、在环境工程领域，离子交换主要用于水处理中的除盐软化及除重金属离子等。

2、离子交换树脂的物理化学性质：①交联度，交联度是指交联剂的用量（用质量分数表示）

②粒度③密度，真密度和视密度④溶胀性⑤交换容量：全交换容量：指单位质量（或体积）的树脂中可以交换的化学基团的总数，亦称理论交换容量。工作交换容量：指树脂在给定工作条件下实际可利用的交换能力。⑥选择性。

3、影响离子交换树脂选择性的因素：离子的水化半径：离子在水溶液中通常发生水化作用，离子在水溶液中的实际大小以水化半径来表征。水化半径越小的离子越易被交换。离子的化合价：离子的化合价越高，其与树脂的亲和力越强，越易被树脂交换。

4、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，