环境工程原理第二版课后答案
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 。
《第二章 质量衡算与能量衡算》
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2.8 某河流的流量为3.0m3/s，有一条流量为0.05m3/s的
课
后
答
质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。
案
网
出，溪水中示踪剂的最低浓度是多少？需加入示踪剂的
ww w
1.0mg/L。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检
.k
hd
溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为
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
网
α1为管外流体 对流传热系数
rm1 3 28.47 mm 30 ln 27 30 43.28mm 60 ln 30 30 73.99mm 90 ln 60
rm 3
课
rm 2
后
答
案
网
解：设铝复合管、石棉、软木的对数平均半径分别为rm1、rm2、rm3
ww w
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hd
aw
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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。
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。
环境工程原理第二版胡洪营课后经典习题答案
4.2 某平壁材料的导热系数)1(0aT +=λλ W/(m·K)， T 的单位为℃。
若已知通过平壁的热通量为q W/m 2，平壁内表面的温度为1T 。
试求平壁内的温度分布。
解：由题意，根据傅立叶定律有q ＝－λ·dT/dy即q ＝－λ0（1＋αT ）dT/dy分离变量并积分 整理得此即温度分布方程4.3 某燃烧炉的炉壁由500mm 厚的耐火砖、380mm 厚的绝热砖及250mm 厚的普通砖砌成。
其λ值依次为1.40 W/(m·K)，0.10 W/(m·K)及0.92 W/(m·K)。
传热面积A 为1m 2。
已知耐火砖内壁温度为1000℃，普通砖外壁温度为50℃。
（1）单位面积热通量及层与层之间温度；（2）若耐火砖与绝热砖之间有一2cm 的空气层，其热传导系数为0.0459 W/(m·℃)。
内外壁温度仍不变，问此时单位面积热损失为多少？ 解：设耐火砖、绝热砖、普通砖的热阻分别为r 1、r 2、r 3。
（1）由题易得r 1＝b λ＝110.51.4mWm K--＝0.357 m 2·K/W r 2＝3.8 m 2·K/W r 3＝0.272·m 2 K /W所以有q ＝123Tr r r ∆++＝214.5W/m 2由题T 1＝1000℃ T 2＝T 1－QR 1 ＝923.4℃T 3＝T 1－Q （R 1＋R 2）＝108.3℃ T 4＝50℃（2）由题，增加的热阻为r’＝0.436 m 2·K/W q ＝ΔT/（r 1＋r 2＋r 3＋r’） ＝195.3W/m 24.4某一Φ60 mm×3mm 的铝复合管，其导热系数为45 W/(m·K)，外包一层厚30mm 的石棉后，又包一层厚为30mm 的软木。
石棉和软木的导热系数分别为0.15W/(m·K)和0.04 W/(m·K)。
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.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。
环境工程学课后题答案-完整-第二版-蒋展鹏
环境工程学课后题答案-完整-第二版-蒋展鹏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。
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-课后习题解答1绪论
绪论1、物料衡算问题反渗透装置可以将高盐分的海水分离成淡水和浓度更高的废盐水，用反渗透装置进行海水淡化，其流程如下，将含盐量为3.2%（质量分数，下同）、流量为1000kg/h 的海水与反渗透装置回流的废盐水混合成浓度为4%的盐水。
送入反渗透装置中进行淡化分离，淡水的含盐量为0.05%，废盐水的含盐量为5.25%，试求：（1）每小时获得的淡水量（2）回流液占生成废盐水的质量分数解：(1)对总物系进行物料衡算（盐水总量和盐分别进行衡算）221100210x q x q x q q q q +=+=)1000(%25.5%2.3100011⨯-+⨯=⨯q q q 1=605.77 kg/hq 2=394.23 kg/h(2) 对汇合处进行衡算（含盐量相等列等式）%4)1000(%25.5%2.3330⨯+=⨯+⨯q q qq 3=640 kg/h回流百分比：%37.5164077.605640313=+=+=q q q η2、物料衡算连续蒸发回收某废弃液中的FeCl3的流程，如下图。
废弃液的质量分数为20%，送入蒸发器的流量为1000kg/h 。
蒸发器中的废弃液被浓缩到50%时，用泵送入结晶器中冷却结晶，析出含4%结晶水的FeCl3晶体，结晶产品由结晶器底排出。
结晶器中质量分数为37.5%的母液被送回至蒸发器进口，与新的废弃液混合后进入蒸发器浓缩。
试求：（1）每小时由蒸发器排出的水汽量，结晶器排出的产品量；（2）每小时从结晶器回流的母液量和蒸发器送入结晶器的浓缩液的量。
（3）蒸发器进口混合液中FeCl3的浓度。
解：（1）总衡算：221100210w q w q w q q q q v v v v v v +=+= 代入数据： )04.01(%2010001000221-=⨯+=v v v q q q解得：hkg q hkg q v v /3.208/7.79121== （2）以结晶器为物料衡算单位 442233423)1(w q w q w q q q q v v v v v v +-=+= 4343375.096.03.2085.03.208v v v v q q q q +⨯=+= hkg q hkg q v v /5.766/8.97443== （3）%6.275.7661000375.05.7662.01000=+⨯+⨯3、微分热量衡算一污水池内有50m3的污水，温度为15℃，为加速消化过程，需将其加热到35℃。
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。
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。
(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。
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。
1.7 《环境工程原理》课程的任务是什么？解：该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程，即水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理处置与管理和资源化工程、物理性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）控制工程、自然资源的合理利用与保护工程、生态修复与构建工程以及其它污染控制工程中涉及到的具有共性的工程学基础、基本过程和现象以及污染控制装置的基本原理，为相关的专业课程打下良好的理论基础。
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。
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112212 3.0360003010000/8.87/3600010000V V m V V q q mg L mg L q q ρρρ+⨯+⨯===++ （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/m V V q q kg dkg dρ-⨯+=⨯+⨯=2.7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 ρ，则输出的浓度也为m ρ则由质量衡算，得120m m q q k V ρ--=即5×100mg/L －（5＋50）m ρm 3/s －10×106×0.25×m ρm 3/s ＝0解之得m ρ＝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/m 3（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 V d ρ--= 有()22tm d q uLh k L h L h d ρρρ--=带入已知量，分离变量并积分，得 23600-6-50 1.0510t 10 6.610d d ρρρ-⨯=-⨯⎰⎰ 积分有 ρ＝1.15×10-2mg/m 32.10 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。