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、

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。