环境工程原理课后答案(2-9章)
环境工程原理课后答案2
环境工程原理课后答案21 第九章吸附25℃，下，甲醛气体被活性炭吸附的平衡数据如下：q/[ g(气体)?g(活性炭)-1] 气体的平衡分压/Pa 0 0 267 1600 5600 12266 试判断吸附类型，并求吸附常数。
如果25℃，下，在1L的容器中含有空气和甲醛的混合物，甲醛的分压为12kPa，向容器中放入2g活性炭，密闭。
忽略空气的吸附，求达到吸附平衡时容器内的压力。
解：数据可得吸附的平衡曲线如下/g(气体)g(活性炭)-/Pa吸附平衡曲线1000015000 图9-1 习题图中吸附平衡线上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir或Freundlich型。
1q?11?1qmqmk1p，整理数据如下10 5 1/q 1/p 作1/q和1/p的直线2 1210y = + = // 图9-2 习题图中1/q－1/p的关系曲线lnq?1/nlnp?lnk，整理数据如下：lnp lnq - - - - 作lnq和lnp的直线= - = 图9-3 习题图lnq和lnp的关系曲线以上计算可知，用Freundlich等温方程拟合更好一些。
同时计算参数如下：1/n=，n=3，lnk=-，k=，所以等温线方程为q?/3 题设条件下，甲醛的物质的量为n?质量为m??30? 假设达到吸附平衡时吸附量为p?pVRT?12000??298? q，则此时的压力为??2q???298/ 3 将q?/3代入，可以求得p?89Pa 所以此时甲醛的平衡分压已经很低，如果忽略的话，可以认为此时容器内的压力为?12? 现采用活性炭吸附对某有机废水进行处理，对两种活性炭的吸附试验平衡数据如下：平衡浓度COD /(mg?L-1) A吸附量/ [mg?g(活性炭)-1] B吸附量/[mg?g(活性炭)-1] 100 500 1000 1500 326. 1 357. 3 2000 2500 3000 试判断吸附类型，计算吸附常数，并比较两种活性炭的优劣。
环境工程原理第二版课后答案
第I 篇 习题解答第一章 绪论1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。
解：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。
环境学科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，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。
图1-1是环境学科的分科体系。
图1-1 环境学科体系1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
图1-2 环境工程学的学科体系环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理生态修复与构建技术及原理清洁生产理论及技术原理环境规划管理与环境系统工程环境工程监测与环境质量评价水质净化与水污染控制工程空气净化与大气污染控制工程固体废弃物处理处置与管理物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术环境学科体系环境科学环境工程学环境生态学环境规划与管理1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
环境工程原理课后习题答案
环境工程原理课后习题答案环境工程原理课后习题答案环境工程是一门关于保护和改善环境的学科，它涉及到许多复杂的原理和技术。
在学习环境工程原理的过程中，课后习题是必不可少的一部分。
通过解答习题，我们可以巩固所学的知识，加深对原理的理解。
下面，我将为大家提供一些环境工程原理课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是环境工程？环境工程是一门综合性学科，旨在保护和改善环境，以实现人与环境的和谐共生。
它涉及到水、空气、土壤等环境介质的污染控制和治理，以及废弃物管理等方面的工作。
2. 什么是环境工程原理？环境工程原理是指环境工程学科中的基本原理和理论，它包括了环境介质的传质、传热、反应等基本过程，以及污染物的来源、迁移和转化规律等内容。
3. 请解释一下环境介质的传质过程。
环境介质的传质过程是指污染物在水、空气、土壤等介质中的扩散和迁移过程。
传质过程受到许多因素的影响，包括浓度差、温度、湍流等。
传质过程可以通过扩散方程和传质系数来描述。
4. 什么是水体污染控制？水体污染控制是指对水体中的污染物进行治理和控制，以保护水资源和维护生态环境的工作。
常见的水体污染控制方法包括物理处理、化学处理和生物处理等。
5. 请解释一下废水处理中的生物处理过程。
生物处理是废水处理中常用的一种方法，它利用微生物的代谢活动来降解和去除废水中的有机物和氮、磷等营养物。
生物处理过程包括好氧生物处理和厌氧生物处理两种方式。
6. 什么是大气污染控制？大气污染控制是指对大气中的污染物进行治理和控制，以减少空气污染对人类健康和环境的影响。
常见的大气污染控制方法包括排放控制、燃烧改进和气象条件调节等。
7. 请解释一下土壤污染治理中的修复技术。
土壤污染治理中的修复技术是指对受污染的土壤进行治理和修复，以恢复土壤的功能和质量。
常见的土壤修复技术包括物理修复、化学修复和生物修复等。
8. 什么是固体废弃物管理？固体废弃物管理是指对生活垃圾和工业废弃物等固体废弃物进行处理和管理，以减少对环境的污染和资源的浪费。
[工学]环境工程原理第二版全部课后答案
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第I篇习题解答第一章绪论1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。
解：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。
环境学科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，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。
图1-1是环境学科的分科体系。
图1-1 环境学科体系1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
环境工程学环境净化与污染控制技术及原理生态修复与构建技术及原理清洁生产理论及技术原理环境规划管理与环境系统工程环境工程监测与环境质量评价水质净化与水污染控制工程空气净化与大气污染控制工程固体废弃物处理处置与管理物理性污染控制工程土壤净化与污染控制技术废物资源化技术环境学科体系环境科学环境工程学环境生态学环境规划与管理图1-2 环境工程学的学科体系1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。
环工原理
第02章质量衡算与能量衡算第二节质量衡算1、什么是稳态系统和非稳态系统?2、以物料的全部组分为衡算系统时，其衡算方程如何表述？3、以某种组分为衡算系统时，其衡算方程如何表述？4、什么是转化速率？如何确定其正负？第三节能量衡算1系统内部能量的变化与环境的关系如何？2什么是封闭系统和开放系统？3简述热量衡算方程的涵义。
4对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？热量衡算方程？5对于不对外做功的开放系统，系统能量变化率可如何表示？热量衡算方程？第03章流体流动第一节管道系统的衡算方程1用圆管道输送水，流量增加1倍，若流速不变或管径不变，则管径或流速如何变化？2当布水孔板的开孔率为30％时，流过布水孔的流速增加多少？3拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系，试简述这种关系，并说明该方程的适用条件。
4在管流系统中，机械能的损耗转变为什么形式的能量？其宏观的表现形式是什么？5对于实际流体，流动过程中若无外功加入，则流体将向哪个方向流动？6如何确定流体输送管路系统所需要的输送机械的功率？第二节流体流动的内摩擦力1简述层流和湍流的流态特征。
2流体流动时产生阻力的根本原因是什么？3什么情况下可用牛顿黏性定律计算剪切应力？牛顿型流体有哪些？4简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。
第四节流体流动的阻力损失1写出圆直管中阻力损失通式。
2试推导层流流动的速度分布和阻力损失公式。
（课后练习)3圆管内，层流流动的摩擦系数如何确定？4不可压缩流体在水平直管中稳态层流流动，试分析以下情况下，管内压力差如何变化：a.管径增加一倍；b.流量增加一倍；c.管长增加一倍。
5试分析圆管湍流流动的雷诺数和管道相对粗糙度对摩擦系数的影响。
第五节管路计算1管路设计中选择流速通常需要考虑哪些因素?2简单管路具有哪些特点？3分支管路具有哪些特点？4并联管路具有哪些特点？5分析管路系统中某一局部阻力变化时，其上下游流量和压力的变化。
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1.2简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
1.3去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。
1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。
解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：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。
1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。
隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。
分离技术是利用污染物与污染介质或其它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。
转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答2流体与固体颗粒分离
5、颗粒和流体的哪些性质会影响到颗粒所受到的流体阻力，怎样影响？
答：由于
阻力 Fd
A
u 2 2
而
f (Ret )
Re t
dut
所以影响颗粒所受到的阻力，主要包括如下几个方面： (1) 颗粒特性：颗粒密度、尺寸、及形状； (2) 流体性质：主要指流体的密度和粘度。
6、简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。
层流区：
24 Ret
Re t
dut
湍流区： 0.44
由上式可知：在层流区，由流体粘度引起的表面摩擦力占主要地位，流体粘度与阻力系数成 正比；在湍流区，流体粘性对沉降速度已无影响，由流体在颗粒后半部出现的边界层分离所 引起的形体阻力占主要地位。
9、流体温度对颗粒沉降的主要影响是什么？ 答：通常，但颗粒在液体中沉降时，升温使液体粘度下降，可提高沉降速度。对气体，升高 温度，粘度增大，不利于沉降
18、分析说明决定降尘室除尘能力的主要因素。
答：单层降尘室的生产能力：Vs blut
生产能力只与沉降面积 bl 和颗粒的沉降速度 ut 有关，与降尘室高度 H 无关。
19、通过重力沉降过程可以测定颗粒和流体的哪些物性参数，请你设计一些测定方法。
答：根据颗粒沉降原理，可测定液体的粘度。
d
2(s )g 18ut
第二章 流体与固体颗粒分离
1、 简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征。 答：沉降发生的前提条件是：分散相和连续相之间存在密度差，同时存在外力场的作用，以 造成两相的相对运动。
实现沉降操作的作用力可以分为重力或离心力，因此，沉降过程有重力沉降和离心沉降 两种方式。
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现测得粗管端的表压为 100mm 水柱，细管端的表压为 40mm 水柱，空气流过锥形管的能量损失可以忽略，管道中空气的密度为 1.2kg/m3，试求管道
中的空气流量。
A
8.314 298 103 1.013105 64
400 109
0.15 106
大于允许浓度，故不符合要求
如果此方程在因次上是一致的，在国际单位制中 A 的单位必须是什么？
解：由题易得，A 的单位为 kg/（m3·K）
2.5 一加热炉用空气（含 O2 0.21,N2 0.79）燃烧天然气（不含 O2 与 N2）。分析燃烧所得烟道气，其组成的摩尔分数为 CO2 0.07，H2O 0.14，O2 0.056，N2 0.734。求每通入 100m3、30℃的空气能产生多少 m3 烟道气？烟道气温度为 300℃，炉内为常压。
4
（2）由题，根据热量衡算方程，得 第三章流体流动
qV ×103×4.183×10 kJ/m3＝667×103KW
Q＝15.94m3/s
100×103×4.183×△T kJ/m3＝667×103KW △T＝1.59K
3.1 如图 3-1 所示，直径为 10cm 的圆盘由轴带动在一平台上旋转，圆盘与平台间充有厚度 δ=1.5mm 的油膜。当圆盘以 n=50r/min 旋转时，测得
解：设地表水中总氮浓度为 ρ0，池中总氮浓度为 ρ
由质量衡算，得
qV
0
qV
d
V
dt
即
dt
10
1 (2
)
d
积分，有
t
dt
5
1
d
0
20 10 (2 )
求得 t＝0.18 min
环境工程原理课后答案
第二章 质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa 、25℃下，用μg/m 3表示该浓度； （2）在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0＝22.4L×298K/273K＝24.45L所以O 3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L ）－1＝157.05μg/m 3（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K ）＝28.82L所以O 3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度，故不符合要求2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位：质量：1.5kgf·s 2/m= kg密度：13.6g/cm 3= kg/ m 3压力：35kgf/cm2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝kW比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）流量：2.5L/s= m3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：1.5kgf·s2/m=14.709975kg密度：13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3压力：35kg/cm2=3.43245×106Pa4.7atm=4.762275×105Pa670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）流量：2.5L/s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
环境工程原理课后答案(2-9章)
（2）若高位水槽供水中断，随水的出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m所需的时间。
图3-3习题3.5图示
解：（1）以地面为基准，在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程，有
u12/2＋p1/ρ＋gz1＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σhf
由题意得
p1＝p2，且u1＝0
流量：2.5L/s= m3/h
表面张力：70dyn/cm= N/m
5 kgf/m= 14.709975kg
密度：13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3
压力：35kg/cm2=3.43245×106Pa
4.7atm=4.762275×105Pa
670mmHg=8.93244×104Pa
功率：10马力＝7.4569kW
比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）
3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）
流量：2.5L/s=9m3/h
表面张力：70dyn/cm=0.07N/m
5 kgf/m=49.03325N/m
2.4密度有时可以表示成温度的线性函数，如
解：设溪水中示踪剂的最低浓度为ρ
则根据质量衡算方程，有
0.05ρ＝（3＋0.05）×1.0
解之得
ρ＝61 mg/L
加入示踪剂的质量流量为
61×0.05g/s＝3.05g/s
2.9假设某一城市上方的空气为一长宽均为100 km、高为1.0 km的空箱模型。干净的空气以4m/s的流速从一边流入。假设某种空气污染物以10.0 kg/s的总排放速率进入空箱，其降解反应速率常数为0.20h－1。假设完全混合，
2.6某一段河流上游流量为36000m3/d，河水中污染物的浓度为3.0mg/L。有一支流流量为10000 m3/d，其中污染物浓度为30mg/L。假设完全混合。
环境工程原理第二版课后答案
第I 篇 习题解答第一章 绪论1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。
解：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。
环境学科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，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。
图1-1是环境学科的分科体系。
图1-1 环境学科体系1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
图1-2 环境工程学的学科体系1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理生态修复与构建技术及原理清洁生产理论及技术原理环境规划管理与环境系统工程环境工程监测与环境质量评价水质净化与水污染控制工程空气净化与大气污染控制工程固体废弃物处理处置与管理物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术环境学科体系环境科学环境工程学环境生态学环境规划与管理解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
环境工程原理课后答案
第二章 质量衡算与能量衡算某室内空气中O 3的浓度是×10-6（体积分数），求：（1）在×105Pa 、25℃下，用μg/m 3表示该浓度； （2）在大气压力为×105Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0＝×298K/273K＝所以O 3浓度可以表示为×10－6mol×48g/mol×（）－1＝μg/m 3（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0=××105Pa×288K/×105Pa×273K ）＝所以O 3的物质的量浓度为×10－6mol/＝×10－9mol/L假设在25℃和×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值为×10-6，问是否符合要求解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度，故不符合要求试将下列物理量换算为SI 制单位：质量：·s 2/m= kg密度：cm 3= kg/ m 3压力：35kgf/cm2= Pa= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝kW比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）流量：s= m3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：·s2/m=密度：cm3=×103kg/ m3压力：35kg/cm2=×106Pa=×105Pa670mmHg=×104Pa功率：10马力＝比热容：2Btu/(lb·℉)= ×103J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）=×104J/（kg·K）流量：s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=m5 kgf/m=m密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
环境工程原理课后习题答案..
第I 篇 习题解答第一章 绪论1 . 1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。
解：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。
环境学科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，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。
图1-1是环境学科的分科体系。
图1-1 环境学科体系1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
图1-2 环境工程学的学科体系1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：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、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：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、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
环境工程学环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术环境学科体系环境科学环境工程学环境生态学环境规划与管理1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
环境工程原理课后答案解析
第二章质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少？解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0＝22.4L×298K/273K＝24.45L所以O3浓度可以表示为0.08×10－6mol×48g/mol×（24.45L）－1＝157.05μg/m3（2）由题，在所给条件下，1mol空气的体积为V1＝V0·P0T1/ P1T0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K）＝28.82L所以O3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa的条件下，SO2的平均测量浓度为400μg/m3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064A A RT pM ρ--⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ 大于允许浓度，故不符合要求2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位：质量：1.5kgf ·s 2/m= kg密度：13.6g/cm 3= kg/ m 3压力：35kgf/cm 2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝ kW比热容：2Btu/(lb ·℉)= J/（kg ·K ）3kcal/（kg ·℃）= J/（kg ·K ）流量：2.5L/s= m 3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：质量：1.5kgf ·s 2/m=14.709975kg密度：13.6g/cm 3=13.6×103kg/ m 3压力：35kg/cm 2=3.43245×106Pa4.7atm=4.762275×105Pa670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）流量：2.5L/s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
(整理)环境工程原理课后答案2
第九章 吸附9.1 25℃，101.3kPa 下，甲醛气体被活性炭吸附的平衡数据如下： q/[ g(气体)•g(活性炭)-1] 0 0.1 0.2 0.3 0.35 气体的平衡分压 /Pa2671600560012266试判断吸附类型，并求吸附常数。
如果25℃，101.3kPa 下，在1L 的容器中含有空气和甲醛的混合物，甲醛的分压为12kPa ，向容器中放入2g 活性炭，密闭。
忽略空气的吸附，求达到吸附平衡时容器内的压力。
解：由数据可得吸附的平衡曲线如下图9-1 习题9.1图中吸附平衡线由上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir 或Freundlich 型。
由11111m mq q k p q =+，整理数据如下 1/q 10 5 3.3 2.86 1/p0.003740.000620.000180.00008作1/q 和1/p 的直线图9-2 习题9.1图中1/q －1/p 的关系曲线由ln 1/ln ln q n p k =+，整理数据如下：ln p 5.59 7.38 8.63 9.41 ln q-2.30-1.61-1.20-1.05作ln q 和ln p 的直线图9-3 习题9.1图 ln q 和ln p 的关系曲线由以上计算可知，用Freundlich 等温方程拟合更好一些。
同时计算参数如下： 1/n=0.3336，n=3，lnk=-4.1266，k=0.016，所以等温线方程为1/30.016q p = 题设条件下，甲醛的物质的量为120000.0010.00488.314298pV n RT ⨯===⨯mol 质量为0.0048300.144m =⨯=g假设达到吸附平衡时吸附量为q ，则此时的压力为()0.14428.314298/300.001q p -⨯⨯=将1/30.016q p =代入，可以求得89p =Pa所以此时甲醛的平衡分压已经很低，如果忽略的话，可以认为此时容器内的压力为101.31289.3-=kPa9.2 现采用活性炭吸附对某有机废水进行处理，对两种活性炭的吸附试验平衡数据如下：平衡浓度COD /(mg•L -1) 10050010001500200025003000A 吸附量/ [mg•g(活性炭)-1]55.6 192.3 227.8 326.1357.1378.8 394.7B 吸附量/[mg•g(活性炭)-1]47.6 181.8 294.1 357.3398.4 434.8476.2 试判断吸附类型，计算吸附常数，并比较两种活性炭的优劣。
环境工程原理课后习题答案2-8章
课
后
答
案
网
ww w
.k
hd
3.4如图所示，有一水平通风管道，某处直径由400mm减缩至200mm。 为了粗略估计管道中的空气流量，在锥形接头两端各装一个U形管 压差计，现测得粗管端的表压为100mm水柱，细管端的表压为40mm 水柱，空气流过锥形管的能量损失可以忽略，管道中空气的密度为 1.2kg/m3，试求管道的空气流量 。
R 21rm1 b1 22 rm 2 b2 23rm3 b3
网
每米管段的冷损失量： Q T 5 105 46.85W / m
21rm1
答
（2）
案
R
3 30 30 2 45 28.47 2 0.04 43.28 2 0.15 73.99 3.189 K / W
aw
.c om
课
（2）管径增加一倍： um变为原来的1/4，μ和l不变，阻力损失变为原来的1/16
后
答
案
（1）管长增加一倍：阻力损失增加一倍
网
ww w
2 8uml 32uml l um p f 2 2 r0 d d 2
.k
hd
aw
3.6水在圆形直管中呈层流流动，若流量不变，说明在下列情况 下，因流动阻力而产生的能量损失的变化情况： （1）管长增加一倍 （2）管径增加一倍。
A1 19 19 1.12 19 15 Am 16.9 19 ln 15 A1 19 1.27 A2 15
1 0.002 1 0.00026 0.000176 458 45 3490 2.95 10 3 m 2 K / W
课
后
答
案
环境工程学课后题答案
环境⼯程学课后题答案绪论环境⼯程学的发展和内容0-1名词解释：环境：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、草地、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。
环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于⼈类⽣存和发展的现象，均概括为环境问题。
环境污染：由于⾃然或⼈为（⽣产、⽣活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或⽣物体，其数量或强度超过了环境的⾃净能⼒，使环境质量变差，并对⼈或其它⽣物的健康或环境中某些有价值物质产⽣了有害影响的现象。
污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。
公害：由⼈为原因引起化学污染物滋事⽽产⽣的突发事件通常称为公害。
环境科学：研究⼈类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在⼈类活动的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，以及改善环境质量的理论、技术和⽅法。
0-2 试分析⼈类与环境的关系。
“环境”⼀词是相对于⼈类⽽⾔的，即指的是⼈类的环境。
⼈类与其环境之间是⼀个有着相互作⽤、相互影响、相互依存关系的对⽴统⼀体。
⼈类从周围环境中获得赖以⽣存、发展的空间和条件，同时其⽣产和⽣活活动作⽤于环境，⼜会对环境产⽣影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对⼈类的⾝⼼健康和经济发展等造成不利影响。
0-3试讨论我国的环境和污染问题0-4什么是环境⼯程学？他与其他学科之间的关系怎样？环境⼯程学应⽤环境科学、⼯程学和其它有关学科的理论和⽅法，研究保护和合理利⽤⾃然资源，控制和防治环境污染和⽣态破坏，以改善环境质量，使⼈们得以健康、舒适地⽣存与发展的学科。
环境⼯程学是环境科学的⼀个分⽀，⼜是⼯程学的⼀个重要组成部分。
它脱胎于⼟⽊⼯程、卫⽣⼯程、化学⼯程。
机械⼯程等母系学科，⼜融⼊了其他⾃然科学和社会科学的有关原理和⽅法。
0-5环境⼯程学的主要任务是什么？环境⼯程学应⽤环境科学、⼯程学和其它有关学科的理论和⽅法来研究控制环境污染、保护和改善环境质量，合理利⽤⾃然资源的技术途径和技术措施。
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第二章质量衡算与能量衡算2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求：（1）在1.013×105Pa 、25℃下，用μg/m 3表示该浓度；（2）在大气压力为0.83×105Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0＝22.4L ×298K/273K ＝24.45L所以O 3浓度可以表示为0.08×10－6mol ×48g/mol ×（24.45L ）－1＝157.05μg/m 3（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0=22.4L ×1.013×105Pa ×288K/(0.83×105Pa ×273K ）＝28.82L所以O 3的物质的量浓度为0.08×10－6mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L2.2 假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即33965108.31429810400100.15101.0131064AART pM 大于允许浓度，故不符合要求2.3 试将下列物理量换算为SI 制单位：质量：1.5kgf ·s 2/m=kg 密度：13.6g/cm 3=kg/ m3压力：35kgf/cm2= Pa4.7atm= Pa670mmHg= Pa功率：10马力＝kW比热容：2Btu/(lb·℉)= J/（kg·K）3kcal/（kg·℃）= J/（kg·K）流量：2.5L/s= m3/h表面张力：70dyn/cm= N/m5 kgf/m= N/m解：s2/m=14.709975kg质量：1.5kgf·密度：13.6g/cm3=13.6×103kg/ m3压力：35kg/cm2=3.43245×106Pa5Pa4.7atm=4.762275×10670mmHg=8.93244×104Pa功率：10马力＝7.4569kW3J/（kg·K）比热容：2Btu/(lb·℉)= 8.3736×103kcal/（kg·℃）=1.25604×104J/（kg·K）流量：2.5L/s=9m3/h表面张力：70dyn/cm=0.07N/m5 kgf/m=49.03325N/m2.4 密度有时可以表示成温度的线性函数，如ρ＝ρ0+At式中：ρ——温度为t时的密度，lb/ft3；ρ0——温度为t0时的密度，lb/ft3。
t——温度，℉。
如果此方程在因次上是一致的，在国际单位制中A的单位必须是什么？解：由题易得，A的单位为kg/（m3·K）2.5 一加热炉用空气（含O 2 0.21, N 2 0.79）燃烧天然气（不含O 2与N 2）。
分析燃烧所得烟道气，其组成的摩尔分数为CO 2 0.07，H 2O 0.14，O 2 0.056，N 2 0.734。
求每通入100m 3、30℃的空气能产生多少m 3烟道气？烟道气温度为300℃，炉内为常压。
解：假设燃烧过程为稳态。
烟道气中的成分来自天然气和空气。
取加热炉为衡算系统。
以N 2为衡算对象，烟道气中的N 2全部来自空气。
设产生烟道气体积为V 2。
根据质量衡算方程，有0.79×P 1V 1/RT 1＝0.734×P 2V 2/RT 2即0.79×100m 3/303K ＝0.734×V 2/573KV 2＝203.54m 32.6某一段河流上游流量为36000m 3/d ，河水中污染物的浓度为3.0mg/L 。
有一支流流量为10000 m 3/d ，其中污染物浓度为30mg/L 。
假设完全混合。
（1）求下游的污染物浓度（2）求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。
解：（1）根据质量衡算方程，下游污染物浓度为1122123.0360003010000/8.87/3600010000V V mV V qq mg L mg Lq q （2）每天通过下游测量点的污染物的质量为312()8.87(3600010000)10/408.02/mV V q q kg d kg d2.7某一湖泊的容积为10×106m 3，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50m 3/s 。
一工厂以 5 m 3/s 的流量向湖泊排放污水，其中含有可降解污染物，浓度为100mg/L 。
污染物降解反应速率常数为0.25d －1。
假设污染物在湖中充分混合。
求稳态时湖中污染物的浓度。
解：设稳态时湖中污染物浓度为m，则输出的浓度也为m则由质量衡算，得12m m q q k V 即5×100mg/L －（5＋50）mm 3/s －10×106×0.25×m m 3/s ＝0解之得m ＝5.96mg/L2.8某河流的流量为3.0m 3/s ，有一条流量为0.05m 3/s 的小溪汇入该河流。
为研究河水与小溪水的混合状况，在溪水中加入示踪剂。
假设仪器检测示踪剂的浓度下限为 1.0mg/L 。
为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出，溪水中示踪剂的最低浓度是多少？需加入示踪剂的质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。
解：设溪水中示踪剂的最低浓度为ρ则根据质量衡算方程，有0.05ρ＝（3＋0.05）×1.0解之得ρ＝61 mg/L加入示踪剂的质量流量为61×0.05g/s ＝3.05g/s2.9假设某一城市上方的空气为一长宽均为100 km 、高为1.0 km 的空箱模型。
干净的空气以 4 m/s 的流速从一边流入。
假设某种空气污染物以10.0 kg/s 的总排放速率进入空箱，其降解反应速率常数为0.20h －1。
假设完全混合，（1）求稳态情况下的污染物浓度；（2）假设风速突然降低为1m/s ，估计2h 以后污染物的浓度。
解：（1）设稳态下污染物的浓度为ρ则由质量衡算得10.0kg/s －（0.20/3600）×ρ×100×100×1×109 m 3/s －4×100×1×106ρm 3/s ＝0 解之得ρ＝1.05× 10-2mg/m3（2）设空箱的长宽均为L ，高度为h ，质量流量为q m ，风速为u 。
根据质量衡算方程12m tm m d q q k Vd 有22tmd q uLhk L hL h d 带入已知量，分离变量并积分，得23600-6-51.0510t106.610dd 积分有ρ＝1.15×10-2mg/m32.10 某水池内有 1 m 3含总氮20 mg/L 的污水，现用地表水进行置换，地表水进入水池的流量为10 m 3/min ，总氮含量为 2 mg/L ，同时从水池中排出相同的水量。
假设水池内混合良好，生物降解过程可以忽略，求水池中总氮含量变为 5mg/L 时，需要多少时间？解：设地表水中总氮浓度为ρ0，池中总氮浓度为ρ由质量衡算，得tVVd V q q d 即1t10(2)d d积分，有50201t10(2)t d d求得t ＝0.18 min2.11有一装满水的储槽，直径1m 、高3m 。
现由槽底部的小孔向外排水。
小孔的直径为4cm ，测得水流过小孔时的流速u 0与槽内水面高度z 的关系u 0＝0.62（2gz ）0.5试求放出1m 3水所需的时间。
解：设储槽横截面积为A 1，小孔的面积为A 2由题得A 2u 0＝－dV/dt ，即u 0＝－dz/dt ×Ａ1/A 2所以有－dz/dt ×（100/4）2＝0.62（2gz ）0.5即有－226.55×ｚ-0.5dz ＝dtz 0＝3mz 1＝z 0－1m 3×（π×0.25m2）-1＝1.73m 积分计算得t ＝189.8s2.12 给水处理中，需要将固体硫酸铝配成一定浓度的溶液作为混凝剂。
在一配料用的搅拌槽中，水和固体硫酸铝分别以150kg/h 和30kg/h 的流量加入搅拌槽中，制成溶液后，以120kg/h 的流率流出容器。
由于搅拌充分，槽内浓度各处均匀。
开始时槽内预先已盛有100kg 纯水。
试计算1h 后由槽中流出的溶液浓度。
解：设t 时槽中的浓度为ρ，dt 时间内的浓度变化为d ρ由质量衡算方程，可得3012010060tdtd 时间也是变量，一下积分过程是否有误？30×dt ＝（100＋60t ）dC ＋120Cdt即（30－120C ）dt ＝（100＋60t ）dC由题有初始条件t ＝0，C ＝0积分计算得：当t ＝1h 时C ＝15.23％2.13 有一个4×3m 2的太阳能取暖器，太阳光的强度为3000kJ/（m 2·h ），有50％的太阳能被吸收用来加热流过取暖器的水流。
水的流量为0.8L/min 。
求流过取暖器的水升高的温度。
解：以取暖器为衡算系统，衡算基准取为1h 。
输入取暖器的热量为3000×12×50％kJ/h ＝18000 kJ/h设取暖器的水升高的温度为（△T ），水流热量变化率为m p q c T根据热量衡算方程，有18000 kJ/h ＝0.8×60×1×4.183×△TkJ/h.K解之得△T ＝89.65K2.14 有一个总功率为1000MW 的核反应堆，其中2/3的能量被冷却水带走，不考虑其他能量损失。
冷却水来自于当地的一条河流，河水的流量为100m 3/s ，水温为20℃。
（1）如果水温只允许上升10℃，冷却水需要多大的流量；（2）如果加热后的水返回河中，问河水的水温会上升多少℃。
解：输入给冷却水的热量为Q ＝1000×２/3MW ＝667 MW（1）以冷却水为衡算对象，设冷却水的流量为V q ，热量变化率为m p q c T 。
根据热量衡算定律，有V q ×103×4.183×10 kJ/m 3＝667×103KWQ ＝15.94m 3/s（2）由题，根据热量衡算方程，得100×103×4.183×△T kJ/m3＝667×103KW△T＝1.59K第三章流体流动3.1 如图3-1所示，直径为10cm 的圆盘由轴带动在一平台上旋转，圆盘与平台间充有厚度δ=1.5mm 的油膜。