环境工程学原理过滤
环境工程原理第三版课后答案
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。
过滤的实验原理
过滤的实验原理
过滤实验原理是一种常用的分离技术，广泛应用于化学、生物学、环境科学等领域。
过滤实验通过选用不同孔径的过滤介质，使固体颗粒或液体成分得以分离。
实验过程中，将待过滤的混合物加入到过滤装置中，常使用的过滤装置有过滤漏斗、过滤瓶等。
过滤装置中设置有不同类型的过滤纸、滤网或滤膜等过滤介质，它们的孔径大小可根据实验需求进行选择。
当混合物被加入到过滤装置中后，由于过滤介质的孔径较小，固体颗粒或较大分子的物质无法通过过滤介质的孔隙，而只有小分子、溶液或液相物质能够通过孔隙，称为过滤液。
过滤液从过滤介质底部流出，而固体颗粒则停留在过滤介质上方，形成固体残渣。
这样，固体颗粒或大分子物质就被分离出来，而溶液或液相物质则通过过滤介质，实现了物质的分离。
过滤实验原理基于固体颗粒或较大分子物质无法通过过滤介质的孔隙，而溶液或液相物质能够通过孔隙的基本原理。
这种分离方法广泛应用于过滤固体颗粒、去除悬浮物、分离液体混合物等实验操作中，有助于实现物质的纯化、提取和分析。
环境工程原理的生活应用
环境工程原理的生活应用概述环境工程原理是研究和应用工程原理来解决环境污染和保护环境的科学。
环境工程原理的应用范围广泛，涵盖了水、空气和土壤等环境中各种污染物的处理和净化。
本文将介绍环境工程原理在生活中的应用，并列举几个具体的例子。
水处理水是人类生活的基本需求之一，而环境工程原理在水处理中扮演着重要的角色。
引用环境工程原理可以将污染水源中的有害物质去除，并确保水质符合安全标准。
以下是几个环境工程原理在水处理中的应用：•沉淀：沉淀是一种将悬浮的颗粒物从水中去除的方法。
通过引入化学反应剂，可以使悬浮颗粒形成沉淀，并随后被过滤去除。
这种方法广泛应用于废水处理厂和自来水处理厂等场所。
•活性炭吸附：活性炭具有高度微孔结构，可以吸附水中的有机物质和难以去除的污染物。
活性炭被广泛应用于水处理过程中，用于去除异味和有机污染物。
•膜技术：膜技术是一种高效的水处理方法，通过膜的微孔结构将水中的溶解物质和微生物截留。
膜技术广泛应用于海水淡化、污水处理和饮用水净化等领域。
空气净化空气质量对人们的健康和生活质量有着重要影响。
环境工程原理在空气净化中能够去除空气中的有害气体和颗粒物，提高空气质量。
以下是几个环境工程原理在空气净化中的应用：•过滤技术：过滤技术是最常见的空气净化方法之一。
通过引入过滤器，可以将空气中的颗粒物截留。
过滤器的选择和种类决定了过滤效果，从普通面罩到高效过滤器，都可以用来改善室内空气质量。
•吸附：吸附剂是一种可以吸附空气中有害气体的材料。
例如，活性炭可以吸附空气中的甲醛和苯等挥发性有机物。
•光催化氧化：光催化氧化是一种利用光催化剂来分解有害气体的技术。
光催化剂吸收光能产生活性氧化剂，可以有效地降解空气中的污染物。
垃圾处理垃圾处理是环境工程原理的重要应用领域之一。
合理处理垃圾可以减少对环境的污染和资源的浪费。
以下是几个环境工程原理在垃圾处理中的案例：•垃圾分类：垃圾分类是减少垃圾产生和实现资源回收的重要措施。
环境工程原理
1.2.3.简述土壤污染治理的技术体系。
处理技术利用的主要原理主要去除对象客土法隔离法清洗法（萃取法）吹脱法（通气法）热处理法电化学法焚烧法微生物净化法植物净化法稀释作用物理隔离（防止扩散）溶解作用挥发作用热分解作用、挥发作用电场作用（移动）燃烧反应生物降解作用植物转化、植物挥发、植物吸收/固定所有污染物所有污染物溶解性污染物挥发性有机物有机污染物离子或极性污染物有机污染物可降解性有机污染物重金属、有机污染物4.简述废物资源化的技术体系3.简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征。
原理：将含有颗粒物的流体（水或气体）置于某种力场（重力场、离心力场、电场或惯性场等）中，使颗粒物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，从而实现颗粒物与流体的分离。
4.比较重力沉降和离心沉降的主要区别。
与重力沉降相比，离心沉降有如下特征：①沉降方向不是向下，而是向外，即背离旋转中心②由于离心力随旋转半径而变化，致使离心沉降速率也随颗粒所处的位置而变，所以颗粒的离心沉降速率不是恒定的，而重力沉降速率则是不变的。
③离心沉降速率在数值上远大于重力沉降速率，对于细小颗粒以及密度与流体相近的颗粒的分离，利用离心沉降要比重力沉降有效得多。
④离心沉降使用的是离心力而重力沉降利用的是重力5.表面过滤与深层过滤的主要区别是什么？各自的定义？表面过滤: ①过滤介质的孔一般要比待过滤流体中的固体颗粒的粒径小②过滤时固体颗粒被过滤介质截留，并在其表面逐渐积累成滤饼③此时沉积的滤饼亦起过滤作用，又称滤饼过滤④通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢的情况。
深层过滤：①利用过滤介质间空隙进行过滤②通常发生在以固体颗粒为滤料的过滤操作中③滤料内部空隙大于悬浮颗粒粒径④悬浮颗粒随流体进入滤料内部，在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下颗粒附着在滤料表面上而与流体分开区别：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的情况，过滤介质的孔一般要比待过滤流体中的固体颗粒的粒径小。
(完整版)环境工程原理第三版课后答案
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。
环境工程学习心得解决与改善环境问题工程方案
环境工程学习心得解决与改善环境问题工程方案环境工程是一门涉及环境保护和改善的学科，通过应用科学和工程原理，致力于解决和预防环境问题。
在我的学习过程中，我深刻认识到环境工程的重要性和复杂性。
本文将探讨我对环境工程学习的心得，并提供一些解决和改善环境问题的工程方案。
1. 环境问题的严重性如今，全球面临各种环境问题，包括空气污染、水资源短缺、土壤污染和垃圾处理等。
这些问题影响着人类的生活质量和健康，需要我们采取积极的措施来解决。
环境工程学习让我认识到环境问题的严重性，激发了我为改善环境做出贡献的热情。
2. 环境工程的核心原理在环境工程学习中，我学到了一些核心原理，包括净化技术、废物处理和可持续发展等。
这些原理为解决和改善环境问题提供了指导。
例如，在空气净化方面，我们可以使用过滤器和化学吸附剂来去除有害气体。
在废物处理方面，我们可以采用焚烧、填埋和回收等方法来降低废物对环境的影响。
此外，可持续发展理念提醒我们在环境工程实践中要考虑资源的合理利用和生态系统的平衡。
3. 工程方案之水资源管理水资源是人类生活和工业发展的基础，但全球水资源短缺问题日益严峻。
因此，制定有效的水资源管理方案至关重要。
我认为，应该采取以下措施来解决水资源问题：首先，我们需要提高水资源利用的效率。
这可以通过推广节水器具和技术来实现。
例如，安装节水淋浴头和厕所冲洗器可以减少家庭用水量。
此外，鼓励农业使用灌溉技术和方法，如滴灌系统，可以减少农业用水的浪费。
其次，应加强水资源的监测和管理。
建立并完善水资源监测体系，可以及时了解水资源的供需情况和质量状况。
同时，制定合理的水资源分配政策，确保水资源的公平分配和合理利用。
最后，我们需要积极保护水资源的生态环境。
推动河流和湖泊的生态修复，加强水生态系统的保护，有助于维护水资源的可持续利用。
此外，减少水污染和非法采水行为也是保护水资源的重要措施。
4. 工程方案之环境污染治理环境污染是当前面临的一个严重问题，对人类健康和生态系统造成了巨大影响。
环境工程原理实验指导书修改版
实验1 板框过滤实验--------------------------------------------------------------------------- 实验2 传热系数及其准则关联式常数的测定---------------------------------------------- 实验3 填料吸收塔实验--实验1 板框过滤实验本实验设备由过滤板、过滤框、旋涡泵等组成，是一种小型的工业用板框过滤机。
本套装置可进行设计型、研究型、综合型实验。
由于设备接近工业生产状况，通过实验可培养学生的工程观念、实验研究能力、设计能力以及解决生产实际问题的能力。
一、实验任务根据实验指导教师要求，从下列实验任务中选择其中一项实验。
1．板框压滤机选型：工业用过滤机选型的依据是物料的性能、分离任务和要求。
为使过滤机的选型最为恰当，通常是用同一悬浮液在小型过滤实验设备中进行实验，以取得必要的过滤数据作为主要依据，然后从技术和经济两方面进行综合分析，确定过滤机的种类和型号。
现有某一工厂需过滤含CaCO3 5.0~5.5 % 的水悬浮液，过滤温度为25℃，固体CaCO3的密度为2930kg/m3。
工业过滤机在0.28MPa的压强差下进行过滤，规定每一操作循环处理悬浮液10m3，过滤时间为30min，滤饼不洗涤，过滤至框内全部充满滤渣时为止，卸饼、清洗、重装等辅助时间为20min。
请你利用实验室的小型板框压滤机（详见设备流程部分，该过滤机的最高过滤推动力（表压力）为0.24Mpa）进行实验，测定有关的过滤参数，根据表1所提供的过滤机型号与规格，从中选择一种合适型号的压滤机，并确定滤框的数目，求出该过滤机的生产能力，为工厂提供选型的技术依据。
表1 过滤机的型号与规格型号过滤面积m2框内尺寸mm框数框内总容积[l]工作压强[kg/cm2]BAS20/635-25 20 635×635×2526 260 8 BAS30/635-25 30 635×635×2538 380 8 BAS40/635-25 40 635×635×2550 500 8 BAY20/635-25 20 635×635×2526 ——BAY30/635-25 30 635×635×2538 ——BAY40/635-25 40 635×635×2550 ——BMS20/635-25 20 635×635×2526 260 8 BMS30/635-25 30 635×635×2538 380 8 BMS40/635-25 40 635×635×2550 500 8表1中板框压滤机型号如BMS20/635-25的意义为：B 表示板框压滤机，M 表示明流式（若为A ，则表示暗流式），S 表示手动压紧（若为Y ，则表示液压压紧），20表示过滤面积为20m 2，635表示滤框边长为635mm 的正方形，25表示滤框的厚度为25mm 。
环境工程原理知识点总结
第I I篇思考题第一章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么？2.去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？它们的技术原理是什么？3.简述土壤污染治理的技术体系。
4.简述废物资源化的技术体系。
5.阐述环境净化与污染控制技术原理体系。
6.一般情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离和（或）转化技术原理，通过工程手段（利用各类装置），实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1．什么是换算因数？英尺和米的换算因素是多少？2．什么是量纲和无量纲准数？单位和量纲的区别是什么？3．质量分数和质量比的区别和关系如何？试举出质量比的应用实例。
4．大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。
5．平均速度的涵义是什么？用管道输送水和空气时，较为经济的流速范围为多少？第二节质量衡算1.进行质量衡算的三个要素是什么？2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。
3.质量衡算的基本关系是什么？4.以全部组分为对象进行质量衡算时，衡算方程具有什么特征？5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？第三节能量衡算1．物质的总能量由哪几部分组成？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？5．对于不对外做功的开放系统，系统能量能量变化率可如何表示？第三章流体流动第一节管流系统的衡算方程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。
环境工程学-第05章 过滤
第三节
二、 滤料层
2、滤料
(1) 滤料的要求
① 有足够的机械强度。
快滤池
(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎)
② 有足够的化学稳定性。
(不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害物质)
③ 具有一定的大小和级配。
（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提供较大的比表面和孔 隙率，满足截留颗粒物的要求）
(1)冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚至会招致局
部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，造成漏砂现象。 (2)冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤料层中的杂
质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成“泥球”或“泥饼”。
第三节
2、配水系统的类型
（1）配水系统分类
快滤池
根据配水系统原理分为：
① 大阻力配水系统 ② 中阻力配水系统 ③ 小阻力配水系统
3、表面助冲加高速水流反冲洗。
第三节
六、冲洗废水的排出
快滤池
冲洗时，废水由冲洗排水槽两侧溢入槽内，各水槽内的废水汇
集到废水渠排出。
第三节
快滤池
七、冲洗水的供给
1、冲洗水的供给方式： A、冲洗水塔或冲洗水箱 B、冲洗水泵 2、冲洗水的水源： 滤池出水、自来水
第三节
八、滤池的运行方式
快滤池
当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水温一定时，随着过滤 的进行，滤料层的孔隙率将逐渐减小。
塞，配水均匀性较好，强度高，耐 腐蚀。
第三节
（3）中阻力配水系统
二次配水的穿孔滤砖 用钢筋混凝土或陶瓷制成。每 平方米滤池面积上铺设 6 块。开孔 比为：上层 1.07 ％，下层0.7% ，属 中阻力配水系统。
快滤池
环境工程原理公式整理
1、 平均温差
P135 Δ������������ = Δ������2 − Δ������1 Δ������ ln (Δ������2 ) 1
2、传热单元数 P138(注意单位换算) 由换热器的热量衡算及总传热速率方程，得 ������ = ������������������ ������������ℎ (������������1 − ������������2 ) = ������������Δ������������ 3、恒压过滤 P208 （1）考虑过滤介质阻力
������������������������ = √ 最小沉降速率
������������ ∙ 18������ (������������ − ������)������
������������ = 雷诺数分层检验 ������������������ = 8、总传热系数 P131 以管外表面积为基准时的传热系数
K 为常数——0.8×10-6m2/s
4、全塔物料衡算式 ������������������ (������1 − ������2 ) = ������������������ (������1 − ������2 ) 下标“1”代表填料层下底截面， 下标“2”代表填料层上顶截面。 qnG—惰性气体 B 的摩尔流量 kmol/s； qnL—纯吸收剂 S 的摩尔流量 kmol/s； Y— 溶质 A 在气相中的摩尔比； X—溶质 A 在液相中的摩尔比。
Y1,Y2—为进、出塔溶质 A 在气相中摩尔比； X1,X2—为出、进塔溶质 A 在吸收液中摩尔比
环境工程原理
1、表面过滤：采用的过滤介质的孔一般要比待过滤的固体颗粒的粒径小，过滤时这些固体颗粒被过滤介质截留，并在其表面逐渐积累成滤饼，此时沉积的滤饼亦起过滤作用，因此表面过滤又称滤饼过滤。
2、深层过滤：在过滤时，颗粒物随流体进入过滤介质层，在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下附着在介质表面上而与流体分开。
3、吸收：依据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度的不同，而将气体混合物分离的过程。
4、吸收剂：混合气体组分从气相到液相的相同传质过程，所用的液体溶剂称为吸收剂。
5、吸附：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。
6、吸附剂：能有效的从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。
7、停留时间：假设某一直径为d的颗粒处于入流断面的顶部，随流体的水平运动，从入口到出口所需的时间，即为颗粒在沉淀池或降尘室中的停留时间t停。
8、溶差极化：当含有不同大小分子的混合液流动通过膜面时，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反向扩散到主体溶液中，这就是超滤过程中的浓差极化现象。
9、渗透汽化：利用被分离混合物中某组分有优先选择性通过膜的特点，使进料侧的优先组分透过膜并在膜下游侧气体去除。
液态进料。
10、电渗析：在电场力作用下，溶液中的反离子发生定向迁移并通过膜，以达到去除溶液中离子的一种膜分离过程。
11、反渗透：借助于半透膜对溶液中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。
12、重力沉降：利用非均匀混合物中待分离颗粒与流体之间的密度差，在重力场中根据所受的重力的不同，将颗粒物从流体中分离的方法。
简答题1、简述土壤污染治理的技术？答:2、简述固体废物资源化的技术/废弃物资源化的技术有哪些？3、简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征？答：基本原理：将含有颗粒物的流体（水或气体）置于某种力场（重力场、电场或惯性场等）中，使颗粒物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，从而实现颗粒物与流体的分离。
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答1绪论
环境工程原理课后思考题解答
一、绪论
1、环境工程原理研究的内容是什么？
答：环境净化与污染防治过程中的宏观分离单元操作、传热单元操作、流体输送单元操作的基本理论、典型设备结构及设计计算方法。
2、环境工程原理应遵循哪些规律
答：动量传递、热量传递和传质的基本规律
3、污水、废气、固体废物治理工程中涉及哪些单元操作
污水：
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、气提、萃取、吸附、吹脱、
废气：
机械除尘、过滤、静电除尘、湿法除尘、物理吸收、化学吸收、催化氧化、燃烧法、稀释固废：
压实、破碎、分选、脱水、干燥、固化、堆肥、焚烧、填埋
4、在SI单位制中，基本单位有哪些？
长度、米；质量，千克；时间、秒；电流、安培；热力学温服、开尔文；物质的量、摩尔；发光强度、坎德拉。
5、我国的法定计量单位依据什么单位制？
以国际单位制为基础，适当增加了一些其他的单位
6、物料衡算和能量衡算依据什么定律，其计算的基本公式有哪些？
依据质量守恒和能量守恒定律。
输入=输出+累计+转化。
环境工程原理考试第二部分试题
p = 常数 K = 常数 q = q12 + Kt
（2）压缩指数为 0.5 时函数关系如下： 恒速阶段： 图略
p = = ut
恒压阶段 图略
p = 常数 K = 常数 q = q12 + Kt
三、采用长为 10m，宽为 5m 的重力式平流沉淀池处理含悬浮物的污水，假设在沉淀池中能 完全去除的颗粒直径为 50μm，颗粒密度为 1500kg/m3，求沉淀池的最大进水流量为多少？ － 水的密度为 1000kg/m3，黏滞系数为 1×10 3Pas。 r2=1.0m， 如果改用转筒离心机分离污水中的悬浮物， 已知转筒尺寸为 h＝5m， r1＝0.2m， 离心机转速为 200r/min。问完全去除相同尺寸的颗粒，离心机的最大进水流量为多少？（20 分） 解： （1）假设颗粒沉降在层流区 图略
ut =
2 ( ρ p − ρ ) gd p
18μ
d p ut ρ
= 6.81×10−4 m / s
校和 Re p =
μ
= 0.034 p 2 成立。
qV ≤
Vut = Sut = 0.034m3 h 18μ r ln 2 2 d ( ρ P − ρ )ω r1
2 c
（2） t沉 =
h π (r22 − r12 )h t停 = = ui qV
（3）吸收塔足够高时，出口处气体与吸收液平衡
Y2 = 1.5 X 2 = 0.015
环4
《环境工程原理》——分离过程原理
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一、问答题（每题 6 分，共 30 分） 1. 采用某萃取剂分离混合物中的溶质 A 和溶质 B，如何判断能否将这两种物质通过萃取分 离开来？ 2. 分别采用反渗透进行海水淡化，超滤膜过滤含高浓度乳化油废水，试分析这两种情况下 增加过滤压力，膜水通量将如何变化？ 3. 采用活性炭固定床吸附某染料废水，假使废水中染料浓度为ρ0, 当达到吸附平衡时，如果 将废水中染料浓度提高两倍， 再次通入到活性炭固定床， 问活性炭固定床是否可以再吸附染 料？为什么？ 4. 在深层过滤中，为什么要尽量避免表层滤料的堵塞？ 5. 空气中含有 SO2 和 CO 气体，其分压相同，试判断哪种污染物更易被水吸收？如果采用 化学吸收，哪个物质的吸收速率提高更大？为什么？ 二、用过滤机过滤某悬浮液，先恒速过滤 10min，得到滤液 2m3, 然后保持当时的压力恒压 过滤 30min, 求： （1）共得到多少滤液（忽略介质阻力）？ （2）若滤饼不可压缩，画出恒速过滤阶段和恒压过滤阶段，过滤压力与时间、过滤常数 K 与时间、单位面积过滤液量与时间的关系示意图。 （3）若滤饼压缩指数为 0.5, 上述三个关系式如何变化？请画图说明。 （30 分） 三、采用长为 10m, 宽为 5m 的重力式平流沉淀池处理含悬浮物的污水，假设在沉淀池中能 求沉淀池的最大进水流量为多少？水 完全去除的颗粒直径为 50μm, 颗粒密度为 1500kg/m3， 3 -3 的密度为 1000kg/m ，黏滞系数为 1×10 Pa s。 如果改用转筒离心机分离污水中的悬浮物，已知转筒尺寸为 h=5m, r1=0.2m, r2=1.0m， 离心机转速为 200r/min。问完全去除同样尺寸的颗粒，离心机的最大进水流量为多少？ （20 分） 四、采用逆流式吸收法处理某气态污染物。已知气液两相的相平衡关系为 Y*＝1.5X。假设 气体中污染物的摩尔比为 0.4，吸收液中污染物的摩尔比为 0.01，液气比为 2。 （1）要求气体出口处气体中污染物摩尔比为 0.05，请画出操作线和平衡线的关系示意图。 计算气体进口和出口处的推动力。 （2）要使气体出口处气体中污染物摩尔比达 0.05，最小液气比为多少？ （3）在上述最小液气比下进行吸收处理后的气体，再次与吸收液逆流接触，计算在吸收塔 足够高时，气体出口处的污染物摩尔比为多少？ （20 分）
五大过滤原理
五大过滤原理通常指的是在不同领域中用于筛选、清洁和提纯过程的五种基本原理。
在环境工程、化学工程、生物工程、水处理和空气净化等领域，这些原理是过滤技术的基础。
以下是五种常见的过滤原理：1. 机械过滤（Mechanical Filtration）:这是最直观的过滤方式，通过物理尺寸来阻拦颗粒。
过滤介质有微小的孔隙，能够阻挡大于这些孔隙的颗粒。
常见于空气和水过滤系统中，如居家用的空气净化器的预过滤网和水处理厂的沙滤池。
2. 吸附过滤（Adsorption Filtration）:这种过滤是基于颗粒在过滤介质表面的吸附作用。
活性炭是一种常见的吸附过滤材料，能够有效地从水和空气中移除有机物、氯化物和化学污染物。
3. 生物过滤（Biological Filtration）:在水处理中，特别是污水处理中，使用微生物将污水中的有机物质转化为无害物质。
这种过滤过程通常需要较长时间，因为它依赖微生物的生长和代谢。
4. 化学过滤（Chemical Filtration）:这种过滤涉及到化学反应，可以转化过滤介质流过的物质。
例如，通过离子交换过滤掉水中的硬度造成的矿物质（如钙和镁），或在空气净化中使用化学介质去除有害气体。
5. 膜过滤（Membrane Filtration）:膜技术使用半透膜按照物质的大小或者特定的物理化学特性进行分离。
膜过滤包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）。
这些技术可以从水中移除细菌、病毒、悬浮固体和溶解固体。
每种过滤原理都有其特定的应用场景和效果。
在实际的过程中，通常会根据所需的过滤效果和特点，结合使用不同的过滤技术来达到最佳的清洁和提纯效果。
环境工程原理要点
第一章 绪论1、环境净化与污染控制技术原理：稀释：降低污染物浓度的一种方法，以减轻污染物对生物和人体的短期毒害作用。
隔离：将污染物或者是污染介质隔离，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。
第二章 质量衡算1、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数，而不随时间变化，称为稳态系统；当上述物理量不仅随位置变化，而且随时间变化时，则称为非稳态系统。
稳态过程的数学特征是：0t=∂∂，即物理量只是空间坐标的函数，与时间t 无关。
2、质量平衡关系式：输入速率-输出速率+转化速率=积累速率；即dtdmqm qm -qm r 21=+； 稳态非反应系统：21qm qm =第三章 流体流动1、层流：当流体流速较小时，处于管内不同径向位置的流体微团各自以确定的速率沿轴向分层运动，层间流体互不掺混，不存在径向流速，这种流动形态称为层流或滞流。
稳态流动下，流量不随时间变化，管内各点的流速也不随时间变化。
2、紊流：当流体流速增大到某个值之后，各层流体相互掺混，应用激光测速仪可以检测到，此时流体流经空间固定点的速率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，这种流动形态称为湍流或紊流。
脉动是湍流流动最基本的特征。
3、雷诺数：流体的流动状况不仅与流体的流速u 有关，而且与流体的密度ρ、黏度μ和流道的几何尺寸有关。
雷诺将这些因素组成一个量纲为1的数，用以判别流体的流动形态，称为雷诺数Re ，即μρuLRe =。
式中：u ——特征速度，m/s ；L ——特征尺寸，对于圆管，常采用管内径d ，m 。
雷诺数综合反映了流体的物理属性、流场的几何特征和流动速率对流体运动特征的影响。
流动状态转变时的雷诺数称为临界雷诺数，小于临界雷诺数时，流动为层流。
环境工程原理_名词解释
n
质量比：混合物 中 某组分的质量 与 惰性组分质量 之比 X m ；
mA A
m mA
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 n ； X
A A
Байду номын сангаас
n nA
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 。 4.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；
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 流态对分离的影 的混合液通过过滤 响： 层流边界层和 介质进行过滤，如 湍流边界层都会发 水处理中的快滤 生分离，在相同逆 池。 压梯度下，层流边 真空过滤：在真空 界层比湍流边界层 下过滤，如水处理 更容易发生分离， 中的真空过滤机。 由于层流边界层中 第五章 质量传递 压力差过滤：在加 近壁处速度随 y 的 传质机理：①分子 压条件下过滤，如 增长缓慢，逆压梯 扩散（慢） ：由分子 水处理中的压滤滤 度更容易阻滞靠近 的热运动引起；涡 池。 壁面的低速流体质 流扩散（快） ：由流 离心过滤：使被分 点，湍流边界层的 体微团的宏观运动 离的混合液旋转， 分离点延迟产生。 引起。 在所产生的惯性离 阻力损失起因： （1） 单向扩散 ：只有气 心力的作用下，使 内摩擦造成的摩擦 相组分从气相向液 流体通过周边的滤 阻力（2）物体前后 相传递，而没有物 饼和过滤介质，从 压强差造成的形体 质从液相想气相作 而实现与颗粒物的 阻力 相反方向的传递， 分离。 摩擦阻力：边界层 这种现象可视为单 主要特征：随着过 内的流动状态，边 向扩散（氨被水吸 滤过程的进行，流 界层的厚度 收） 。原理：P186 体中的固体颗粒被 形体阻力：物体前 等分子扩散： 在一 截留在过滤介质表 后压强差，边界层 些双组份混合体系 面并逐渐积累成滤 分离，尾流区域的 的传质过程中，当 饼层。 大小 体系总浓度保持均 滤饼层厚度：随过 阻力损失的影响因 匀不变时，组分 A 滤时间的增长而增 素： （ 流 动 的 雷 诺 在分子扩散的同时 厚，其增加速率与 数、物体的形状、 伴有组分 B 向相反 过滤所得的滤液的 表面粗糙度等） 摩 方向的分子扩散， 量成正比。 擦阻力：边界层内 且组分 B 扩散的量 过滤速度：由于滤 的流动状态，边界 与组分 A 相等，这 饼层厚度的增加， 层的厚度；形体阻 种传质过程就叫等 因此在过滤过程中 力：物体前后压强 分子扩散。 是变化的。 差，边界层分离， 第七章 过滤 比表面积等于混合 尾流区域的大小。 过滤过程 ：混合物 颗粒的比表面积的 （1）流态的影响： （非均相）的分离： 颗粒粒径 湍流时，摩擦阻力 液体或气体通过过 颗粒 i 的等体积当 较层流时大。但与 滤介质，固体颗粒 量直径 ：各筛上筛 层流时相比，分离 被截留下来，而流 留物的平均直径 点后移，尾流区较 体通过过滤介质， 颗粒床层的当量直 小，形体阻力将减 从而实现固液或固 径： 与床层空隙体
环境工程专业 环境工程原理(第二版)胡洪营
环境工程原理总结思考题1.简要阐述环境净化与污染控制技术原理体系以及在实际工程中实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
答：（1）原理体系：利用稀释隔离、分离、转化等技术原理，通过工程手段，实现污染物的高效、快速去除。
（2）技术路线：通过隔离/分离/转化方式的优选与组合，实现对污染物的高效（去除效率、能耗）、快速地去除。
即通过对装置的优化设计以及对操作方式和操作条件的优化，实现对介质的混合状态和流体流态的优化和对迁移（物质、能量）和反应速率的强化，从而实现对污染物的高效（去除效率、能耗）、快速去除。
3.流体在直管内流动时，同时发生传热或传质过程。
当流速增加致使流态变为湍流时，对流动和传递过程产生什么影响？当流体流过弯管时，与直管有什么不同？答：流动转化为湍流后，流动阻力增加，传热或传质阻力减少。
流体流过弯管时，由于离心力作用，扰动加剧，使阻力损失增加，传热过程被强化。
4.一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？答：流动状态不同，将使反应器内的浓度分布、湿度分布和流速分布不同，可能造成反应器各“流团”停留时间分布，组分分布和反应速率的不同，直接影响反应过程和传递过程，从而影响反应的结果。
5.流体沿平壁面流动，当流度增加致使流动状态由层流变为湍流时，试分析流动边界层厚度的变化以及对流动阻力和传质阻力产生的影响？答：边界层厚度随流速增加而减少；层流变湍流速度梯度变大，摩擦力增加，流动阻力增加；边界层厚度减少，而传质阻力主要集中在边界层，湍流加大了液体的对流，浓度梯度增大，传质阻力减少。
（注：直管中相似，弯管中产生环流，易发生边界层分离，扰动剧烈，摩擦力增大，流动阻力增大，利于传质）6．流体沿壁面流动时，有时会出现边界层分离的现象。
（1）边界层分离的条件；（2）流动状态对边界层分离和流动阻力的影响。
答：（1）边界层分离的条件：存在黏性作用和逆压梯度（2）层流边界层速度变化较湍流小，慢速流体更容易被阻滞。
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第一节 过滤操作的基本概念
本节思考题
(1)过滤过程在环境工程领域有哪些应用？ (2)环境工程领域中的过滤过程，使用的过滤介质
主要有哪些？ (3)过滤的主要类型有哪些？ (4)表面过滤和深层过滤的主要区别是什么？
第二节 表面过滤的基本理论
本节的主要内容
一、过滤基本方程 二、过滤过程的计算 三、过滤常数的测定 四、滤饼洗涤 五、过滤机生产能力的计算
或： dV A2p
dt r f (V Ve )
……(7.2.8)
第二节 表面过滤的基本理论
滤饼层的比阻r有两种情况：
•不可压缩滤饼：滤饼层的颗粒结构稳定，在压 力的作用下不变形，r与p无关
•可压缩滤饼：在压力的作用下容易发生变形
经验式：
r r0p s
(7.2.9)
r0：单位压差下滤饼的比阻，m-2 Pa-1； s：滤饼的压缩指数，
滤饼过滤
第二节 表面过滤的基本理论
表面过滤过程
被过滤的颗粒粒 径较小的情况
多孔性 介质
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 度较慢的情况。 给水处理：慢滤池 污泥脱水：使用的各类脱水机（如真空过滤机、板框式压 滤机等）
第二节转筒表真面空过过滤滤的机基本理论 回转真空过滤机工作过程示意图
第一节 过滤操作的基本概念
三、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。
第七章 过滤
本章主要内容
第一节 过滤操作的基本概念 第二节 表面过滤的基本理论 第三节 深层过滤的基本理论
第一节 过滤操作的基本概念
本节的主要内容
一、过滤过程 二、过滤介质 三、过滤分类
第一节 过滤操作的基本概念
一、过滤过程
• 混合物的分离：液体和气体混合物 • 什么现象属于过滤？
混合物中的流体在推动力（重力、压力、离心力）的 作用下通过过滤介质，固体粒子被截留，而流体通过 过滤介质，从而实现流体与颗粒物的分离。 液-固分离，气-固分离 如砂滤池、袋式除尘器、口罩…… • 过滤分离的对象？ 粗大颗粒、细微粒子、细菌、病毒和高分子物质等
（一）恒压过滤
在过滤过程中，过滤压差自始自终保持恒定。
对于指定的悬浮液，K为常数。
对式(7.2.11)或式(7.2.12)进行积分：
V
0 2(V Ve )dV
t KA2dt
0
q
t
0 2(q qe )dq
Kdt
0
V 2 2VVe KA2t
(7.2.13a)
q2 2qqe Kt
(7.2.13b)
第二节 表面过滤的基本理论 带式脱水机
第二节 表面过滤的基本理论
一、过滤基本方程
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。
过滤速度是描述过滤过程的关键！ 推动力 其他因素
第二节 表面过滤的基本理论
过滤过程的主要参数
处理量：处理的流体流量或 分离得到的纯流体量V，单位为 m3
过滤推动力：由流体位差、压差或离心力场 造成的过滤压差p
过滤面积：表示过滤设备的大小A，单位为m2 过滤速度：单位时间通过单位面积的滤液量u
第二节 表面过滤的基本理论
第二节 表面过滤的基本理论
假设每过滤1m3滤液得滤饼f，单位为m3
fV LA
L fV A
V：滤液体积，m3
(7.2.4)
另外，可把过滤介质的阻力转化成厚度为Le的滤饼层阻力
rm Lm rLe (7.2.6)
Le
fVe A
(7.2.7)
则： u dV Ap
Adt r f (V Ve )
(7.2.8)
第一节 过滤操作的基本概念
二、过滤介质
•固体颗粒：由一定形状的固体颗粒堆积而成，包括天 然的和人工合成的。
天然：石英砂、无烟煤、磁铁矿粒等。 人工：聚苯乙烯发泡塑料球等。 固体颗粒过滤介质在水处理中的各类滤池中应用广泛， 通常称为滤料。
第一节 过滤操作的基本概念
• 织物介质：又称滤布，如棉、麻、丝、毛、合成纤维、金 属丝等编制成的滤布。 • 多孔固体介质：如素烧陶瓷板或管、烧结金属板或管等。 • 多孔膜：由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜，根据 分离孔径的大小，可分为微滤、超滤等。
u p
(Rm Rc )
(7.2.2)
Rm：过滤介质过滤阻力, 1/m Rc：滤饼层过滤阻力, 1/m
假设rm，r分别为过滤介质和滤饼层的过滤比阻, 1/m2 Rm= rmLm；Rc= rL
u
p
(rmLm rL)
(7.2.3) Ruth 过滤方程
r：与过滤介质上形成的滤饼层的孔隙结构特性有关。 L：与滤液量有关，在过滤过程中是变化的。
dq K dt 2(q qe )
(7.2.12)（滤饼过滤基本方程）
第二节 表面过滤的基本理论
K：过滤常数，如何测定?与下列因素有关：
•滤饼的颗粒性质 •悬浮液浓度 •滤液黏度 •滤饼的可压缩性 qe：过滤介质特性参数
第二节 表面过滤的基本理论
二、过滤过程的计算
确定滤液量与过滤时间和过滤压差等之间的关系。
第二节 表面过滤的基本理论
对于可压缩滤饼，s=0.2～0.8，
对于不可压缩滤饼，s=0 。
第二节 表面过滤的基本理论
将比阻计算式代入式（7.2.8），得：
dV
Ap1s
Adt r0 f (V e )
(7.2.10)
假设 K 2p1s
r0 f
则： dV KA Adt 2(V Ve )
(7.2.11)
令q=V/A，qe=Ve/A（qe称为过滤介质比当量滤液体积），则
p Lm
过滤 压差
相应的滤液量为V
某一过滤时间t时的过滤状态
过滤速度u定义为：
（表观） u dV Adt
（7.2.1）
dt——微分过滤时间, s dV——dt时间内通过过滤面的滤液量, m3 A——过滤面积, m2
第二节 表面过滤的基本理论
过滤速度与推动力之间的关系可用下式Darcy 定律表示：