1 环境工程设计综述

环境工程工艺设计及制图
教师 黄力群 高级工程师
课时：32学时 课时：32学时 教材： 教材： 环境工程设计基础》 《环境工程设计基础》，陈杰瑢等编 参考书籍： 参考书籍： 环境工程设计基础》 金毓荃等编； 《环境工程设计基础》，金毓荃等编； 化工设计》 各种版本均可； 《化工设计》，各种版本均可； 给水排水工程专业工艺设计》 《给水排水工程专业工艺设计》，南国英等编 著 ； 化工制图》郑晓梅等编。 《化工制图》郑晓梅等编。
（3）农业及农村环境污染防治工程 农业及农村环境污染指由种植、养殖、 农业及农村环境污染指由种植、养殖、家 庭农产品加工和村民生活等引起的环境污染。 庭农产品加工和村民生活等引起的环境污染。 农业及农村的环境污染源点多面广， 农业及农村的环境污染源点多面广，不具有工 业污染源那样的集中、 业污染源那样的集中、快速改变环境状况的特 点。但日积月累的农业及农村环境污染已使农 村的环境状况受到了严重的破坏， 村的环境状况受到了严重的破坏，成为社会主 义新农村建设的一个制约因素。 义新农村建设的一个制约因素。 农业及农村环境污染防治工程正逐步受到 重视，已经开始起步。 重视，已经开始起步。
预防的技术方法举例： 预防的技术方法举例： a 无铅汽油就是通过改变生产方案消灭 污染物的事例。 污染物的事例。 在产品生产过程中， b 在产品生产过程中，通过优化工艺条 实现最佳操作控制， 件，实现最佳操作控制，降低原材料和能源消 从而减少废物产生量， 耗，从而减少废物产生量，就是通过改进控制 手段，实现减少污染物排放的事例。 手段，实现减少污染物排放的事例。
工程设计通常是集体劳动，由工程所涉及 工程设计通常是集体劳动， 的多个专业共同完成。 的多个专业共同完成。环境工程设计除以环境 工程工艺专业牵头外，一般还需要设备、土建、 工程工艺专业牵头外，一般还需要设备、土建、 电气、仪控、公用工程等专业参加。 电气、仪控、公用工程等专业参加。 环境工程工艺设计是环境工程设计的核心 内容，决定环境工程设计的概貌。工艺专业是 内容，决定环境工程设计的概貌。 龙头专业， 龙头专业，其他专业主要依据工艺专业提出的 条件和要求来开展设计。 条件和要求来开展设计。工艺专业需要有较宽 的知识面。 的知识面。
1.2 环境工程设计 1.2.1 环境工程设计概述 工程设计是工程建设的“作业指导书” 工程设计是工程建设的“作业指导书”，是 科技成果转化为工程设施或措施的桥梁和纽带。 科技成果转化为工程设施或措施的桥梁和纽带。 没有工程设计，这种转化是不可能完成的。 没有工程设计，这种转化是不可能完成的。 工程设计有优劣之分， 工程设计有优劣之分，优良的工程设计不 仅能够转化为生产力， 仅能够转化为生产力，而且对科技成果具有放 大效应；劣质的工程设计则不具有这种作用， 大效应；劣质的工程设计则不具有这种作用， 甚至会造成经济损失。可见， 甚至会造成经济损失。可见，工程设计人员责 任重大。 任重大。
即使是复杂和不常见的工艺技术， c 即使是复杂和不常见的工艺技术，有 本专业背景的人也容易学到。 本专业背景的人也容易学到。如果有障碍的 话，那主要是思想观念的束缚。 那主要是思想观念的束缚。 1.1.3 环境工程的分类 环境工程大体上可分为三类： 环境工程大体上可分为三类：企（事） 业环境工程、 业环境工程、市政环境工程和农业及农村环 境污染防治工程。 境污染防治工程。
综合治理： 综合治理： 一是治理不能局限于达标排放， 一是治理不能局限于达标排放，而应着眼于资 源的综合利用与达标排放相结合。 源的综合利用与达标排放相结合。废物中如果有能 够直接回收的，要尽可能地回收； 够直接回收的，要尽可能地回收；不能直接回收 可考虑通过处理后回收；本企业不能回收的， 的，可考虑通过处理后回收；本企业不能回收的， 可考虑交给别人回收或利用；仅对确实不能回收， 可考虑交给别人回收或利用；仅对确实不能回收， 以及回收资源后剩余的污染物，实行达标排放治理。 以及回收资源后剩余的污染物，实行达标排放治理。 二是治理的技术措施不应是孤立的或单一的， 二是治理的技术措施不应是孤立的或单一的， 而应是根据技术经济最优化的原则， 而应是根据技术经济最优化的原则，对污染物实行 综合治理。 综合治理。
（2）环境工程的基本内容 广义环境工程内容包括现有环境污染 源和新增环境污染源的防治， 源和新增环境污染源的防治，以及对已被 污染环境的修复。 污染环境的修复。通常所说的环境工程是 指现有和新增环境污染源的防治， 指现有和新增环境污染源的防治，这也是 当前环境工程的主攻方向。 当前环境工程的主攻方向。但对已被污染 环境的修复， 环境的修复，也开始列入国家有关部门的 规划之中，正在成为研究的热点。 规划之中，正在成为研究的热点。
1.2.2 环境工程设计的方法 （1）从生产或服务的源头预防和削减污 染。 通过采用清洁的原材料， A 通过采用清洁的原材料，避免原材料 带入的杂质污染物。例如硫酸工业， 带入的杂质污染物。例如硫酸工业，采用硫 磺制酸比采用硫铁矿制酸污染小得多。 磺制酸比采用硫铁矿制酸污染小得多。 通过采用清洁的能源， B 通过采用清洁的能源，避免烟气污染 物排放。例如用天然气代替煤作一次能源， 物排放。例如用天然气代替煤作一次能源， 可以避免环境污染。 可以避免环境污染。
（2）市政环境工程 市政环境工程主要是针对城市（ 市政环境工程主要是针对城市（镇）生 活所造成的环境污染的防治， 活所造成的环境污染的防治，属于城市公用 事业。常见的市政环境工程设施有城市（ 事业。常见的市政环境工程设施有城市（镇） 污水处理厂、城市（ 污水处理厂、城市（镇）固体废物处理场 医疗废物处理中心、 （站)、医疗废物处理中心、危险废物处理中 心等。 心等。 市政环境工程通用性较强， 市政环境工程通用性较强，是市政工程 专业学习和研究的重点。 专业学习和研究的重点。
环境工程工艺设计及制图
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 环境工程设计综述 工艺设计方案的选择与设计 工艺流程设计 物料衡算与能量衡算 设备选用与设计 总平面布置与车间布置 非工艺专业设计 管路设计 工程经济简介 建筑制图简介
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环境工程设计综述
1.1 环境工程概述 全面和正确理解环境工程的概念，是本节的学习重点。 全面和正确理解环境工程的概念，是本节的学习重点。 1.1.1 环境工程的基本内容 （1）环境工程的定义 本课程所涉及的环境工程是以环境污染防治为特征的工 程与技术。 程与技术。 其中“环境污染”主要指水污染、大气污染、 其中“环境污染”主要指水污染、大气污染、固体废弃 物 污染、噪声污染、放射性及其他物理污染等； 防治” 污染、噪声污染、放射性及其他物理污染等；“防治”包括 预 防和治理环境污染两个方面； 工程与技术” 防和治理环境污染两个方面；“工程与技术”指污染防治工 程 与污染防治技术。 与污染防治技术。
在生产（服务）的源头及过程削减乃至 在生产（服务） 消灭污染是最佳减污和灭污之路， 消灭污染是最佳减污和灭污之路，符合经济 规律，是社会可持续发展的必然要求。 规律，是社会可持续发展的必然要求。 先污染后治理已被西方工业发展史所证明 是危害严重和代价高昂的。在我国的现阶段， 是危害严重和代价高昂的。在我国的现阶段， 先污染后治理也是受国家产业政策限制的，与 先污染后治理也是受国家产业政策限制的， 科学发展观相违背， 科学发展观相违背，是注定要被淘汰的生产方 式。
例如： 例如： 在废水生化处理之前， a 在废水生化处理之前，采用物理方法 和物化方法对废水作预处理， 和物化方法对废水作处理负荷，并稳定生化处理的进水水 质。 锅炉烟气脱硫， b 锅炉烟气脱硫，烟气通常先要经过电 除尘，再脱硫； 除尘，再脱硫；而脱硫剂饱和后还要经过处 理或处置。 理或处置
1.1.2 环境工程的技术方法 环境工程不等同于“三废”处理，也不等 环境工程不等同于“三废”处理， 同于污染治理，后者只是前者的一部分内容。 同于污染治理，后者只是前者的一部分内容。 环境工程包括预防和治理环境污染两个方面 其中预防是首选和首要的。 ，其中预防是首选和首要的。
（1）环境污染预防的技术方法 预防：使生产或服务过程少产生， 预防：使生产或服务过程少产生，甚至 不产生环境污染物的技术措施。实践证明， 不产生环境污染物的技术措施。实践证明， 通过改进，或者改变生产（服）的方案、流 通过改进，或者改变生产（ 的方案、 程及控制手段，可以有效地减少、 程及控制手段，可以有效地减少、甚至可以 消灭污染物的产生。 消灭污染物的产生。这就是通常所说的清洁 生产方法（ 生产方法（Method of Cleaner Production ）。
（2）环境污染治理的技术方法 治理： 治理：对产生的污染物进行全面与综合 治理的技术措施。 治理的技术措施。在工程上治理污染物不宜 采用孤立的方法，而应采用全面与综合的技 采用孤立的方法， 术措施。 术措施。 全面治理： 全面治理：就是将所涉及的全部污染物 都纳入治理的范围，不遗漏，更不能回避。 都纳入治理的范围，不遗漏，更不能回避。 如果治理过程有二次污染产生， 如果治理过程有二次污染产生，其二次污染 也要纳入治理的范围。 也要纳入治理的范围。
工业企业的环境工程包括企业现有污染 源的防治工程和企业的新建、改建、 源的防治工程和企业的新建、改建、扩建建 设项目的污染源防治工程。长期以来，我国 设项目的污染源防治工程。长期以来， 经济基本上是以高投入、高消耗、 经济基本上是以高投入、高消耗、高污染的 方式发展，至今也没有从根本上改变。 方式发展，至今也没有从根本上改变。工业 企业种类繁多，差异很大， 企业种类繁多，差异很大，甚至有些企业排 放的污染物尚缺乏有效的治理方案。 放的污染物尚缺乏有效的治理方案。工业企 业环境工程是环境工程重点和难点，也是我 业环境工程是环境工程重点和难点， 们专业学习和研究的重点。 们专业学习和研究的重点。
通过采用先进的生产工艺， C 通过采用先进的生产工艺，减少污 染物排放。例如硫酸工业，采用“两转两吸” 染物排放。例如硫酸工业，采用“两转两吸” 工艺比采用传统的“一转一吸” 工艺比采用传统的“一转一吸”工艺原料转化 率高，生产能力大，污染物排放少。 率高，生产能力大，污染物排放少。 通过采用先进的技术装备， D 通过采用先进的技术装备，减少污染 物排放。例如氯碱工业， 物排放。例如氯碱工业，采用离子膜电解槽 比采用隔膜电解槽效率高，过程清洁。 比采用隔膜电解槽效率高，过程清洁。