环境工程原理名词解释.doc

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

m A

ρA；

V

物质的量浓度：单位体积混合

物中某组分的物质的量

n A；

c A

V

质量分数：混合物中某组分的

质量与混合物总质量之比

x mA m A；

m

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

xA n A；

n

质量比：混合物中某组分的质量

与惰性组分质量之比

X mA

mA；

m m A

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

X A

n A；

n n A

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，

d eV36V p；等表面积当

量直径， d eS

A

；等表

面积当量直径：

d

ea

6

。

a

7.旋风分离器主要用于除去气体

中颗粒在 5 m 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： K c 3000

；⑵超速离

心机：

3000 K c 50000 ；

⑶超高速离心机：

K c 50000 。 K c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、

Langmuir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。

答：1 ）酸雨中含有多种无机酸

和有机酸，绝大部分是硫酸和

1.简述 COD与 BOD 的差别硝酸。工业生产、民用生活燃

? 生化需氧量（BOD）是烧煤炭排放出来的二氧化硫，表示在有氧条件下，温度为燃烧石油以及汽车尾气排放出

20℃时，由于微生物(主要是细来的氮氧化物，经过“云内成

菌)的活动，使单位体积污水中雨过程”，即水汽凝结在硫酸

可降解的有机物氧化达到稳定根、硝酸根等凝结核上，发生

状态时所需氧的量 (mg/L) 。BOD 液相氧化反应，形成硫酸雨滴

的值越高，表示需氧有机物越和硝酸雨滴；又经过“云下冲

多。（ 2`）刷过程”，即含酸雨滴在下降过? 化学需氧量是指在规程中不断合并吸附、冲刷其他定条件下用化学氧化剂含酸雨滴和含酸气体，形成较

（K2Cr2O7 或 KMnO4）氧化分大雨滴，最后降落在地面上，

解水中有机物时，与消耗的氧形成了酸雨。

化剂当量相等的氧量(mg ／L)。2）温室效应产生的原因是由于大（2`）量的二氧化碳、甲烷等温室气体

的排放，阻碍了地表热量向外辐

? 与 BOD5 相比， CODCr 射，从而导致气温升高。

能够在较短的时间内(规定为 2 3) 臭氧层破坏的原因是氟氯烃化小时 )较精确地测出废水中耗氧合物 (如氟里昂 )和含溴卤化烷烃物质的含量，不受水质限制，等化学气体，它们不会在大气中因此得到了广泛的应用。缺点自然产生，大部分是人类社会的是不能表示可被微生物氧化的工业生产和现代生活过程中，在有机物量，此外废水中的还原大量消耗化石能源后产生和扩散性无机物也能消耗部分氧，造出来的。在高空的平流层内，由成一定误差。（ 2`）于强烈太阳紫外线的照射，能使

氟氯烃和含溴卤化烷烃分子发生

离解，释放出高活性的原子态的

2. 普通活性污泥法生物吸附法和氯和溴，氯和溴原子又会使臭氧

完全混合曝气发各有什么优点分子分解而失去氧原子，它们对从细菌生长为曲线看，他们的臭氧的破坏是以催化的方式进行基本区别在什么地方的，如此反复下去，加重了臭氧

优点：层的缺失和破坏而形成臭氧层空

普通活性污泥法，出水水质好（1`）洞。

生物吸附法，反应快（1`）

完全混合曝气法，耐冲击负荷（1`）

从细菌生长曲线看他们的基本区土壤中的污染物：重金属、挥发别在于：性有机物、原油等。

普通活性污泥法中细菌经历了一土壤污染的危害： (1)通过雨水淋个完整的生活周期，达到内源溶作用 ,可能导致地下水和周围地消耗期（ 1` ）；表水体的污染 ;(2)污染土壤通过土生物吸附法中没有涉及到微生物壤颗粒物等形式能直接或间接地的生长时期（或出于生长初期）为人或动物所吸入; (3)通过植物（1`）；吸收而进入食物链,对食物链上的完全混合曝气法微生物处于对数生物产生毒害作用等。

生长期或减数生长期，没有达固体废弃物的定义：人类活动过到内源呼吸阶段（ 1` ）. 程中产生的、且对所有者已经不

3.水处理中为什么要使用活性炭再具有使用价值而被废弃的固态（ 1）处理程度高，用于城市污水或半固态物质。“工业固体废物 (废的深度处理，η BOD5=99%；出水渣)”、“城市垃圾”

：(1)通TOC=1~3mg/L。（1` ）固体废弃物对环境的危害

（ 2）应用范围广，对绝大多数有过雨水的淋溶和地表径流的渗

机物都有效（ 1`）滤，污染土壤、地下水和地表水，（ 3）适应性强，对水量和有机物从而危害人体健康；(2)通过飞尘、负荷的变动具有较强的适应性。微生物作用产生的恶臭以及化学（ 1`）反应产生的有害气体等污染空

（ 4）粒状炭可再生重复使用。（1`）气；(3) 固体废弃物的存放和最终（ 5）可回收有用物质。（ 1`）填埋处理占据大面积的土地等。（ 6）设备紧凑、管理方便。（ 1`）本课程的主要内容：热量，称为热量通量，单位为 J/ →流体具有“内摩擦”的作用→气分离。

（m2 ·s）；流动的流体内部存在内摩擦力→过滤分类：

单位时间内通过单位面积的某组壁面摩擦力——流动阻力 1.按过滤机理分：表面过滤和深层分的质量，成为该组分的质量通实际流体的流动具有两个基本特过滤

量，单位为 kmol/ （ m2· s）；征： (1)在固体壁面上，流体与固 2.按促使流体流动的推动力分：单位时间内通过单位面积的动体壁面的相对速度为零，这一特重力过滤：在水位差的作用下被

量，称为动量通量，单位为 N/m2 。征称为流动的无滑移（黏附）特过滤的混合液通过过滤介质进行

总衡算：研究一个过程的总体规征； (2)当流体之间发生相对运动过滤，如水处理中的快滤池。

律而不涉及内部的详细情况；可时，流体之间存在剪切力（摩擦真空过滤：在真空下过滤，如水

以解决环境工程中的物料平衡、力）。处理中的真空过滤机。

能量转化与消耗、设备受力，以边界层理论是分析阻力机理、进压力差过滤：在加压条件下过滤，

及管道内的平均流速、阻力损失行阻力计算的基础。边界层理论如水处理中的压滤滤池。

等。是分析热量、质量传递机理和强离心过滤：使被分离的混合液旋

微分衡算：探求系统内部的质量化措施的基础。转，在所产生的惯性离心力的作

和能量变化规律，了解过程的机普兰德边界层理论要点：（ 1）当用下，使流体通过周边的滤饼和

理；研究微元体各物理量随时间实际流体沿固体壁面流动时，紧过滤介质，从而实现与颗粒物的

和空间的变化关系。贴壁面处存在非常薄的一层区域分离。

稳态系统：系统中流速、压力、——边界层；（ 2 ）在边界层内，主要特征：随着过滤过程的进行，密度等物理量只是位置的函数，流体的流速很小，但速度梯度很流体中的固体颗粒被截留在过滤

不随时间变化。大；（ 3）在边界层内，黏性力可介质表面并逐渐积累成滤饼层。

非稳态系统：系统中流速、压力、以达到很高的数值，它所起的作滤饼层厚度：随过滤时间的增长

密度等物理量随时间变化。用与惯性力同等重要，在边界层而增厚，其增加速率与过滤所得

内能：e，物质内部所具有的能量，内不能全部忽略黏性；（ 4）在的滤液的量成正比。

是温度的函数边界层外的整个流动区域，可将过滤速度：由于滤饼层厚度的增

静压能：流动着的流体内部任何黏性力全部忽略，近似看成是理加，因此在过滤过程中是变化的。

位置上也具有一定的静压力。流想流体的流动。（ 5）流动分为比表面积等于混合颗粒的比表面

体进入系统需要对抗压力做功，两个区域。积的颗粒粒径

这部分功成为流体的静压能输入边界层分离条件：黏性作用和存颗粒 i 的等体积当量直径：各筛上系统。在逆压梯度是流动分离的两个必筛留物的平均直径

要条件。颗粒床层的当量直径：与床层空第三章流体流动流态对分离的影响：层流边界层隙体积的相等的床层直径

动能：流体流动时具有的能量和湍流边界层都会发生分离，在简化模型：将实际床层简化成由

位能：流体质点受重力场的作用相同逆压梯度下，层流边界层比许多相互平行的小孔道组成的管

具有的能量，取决于它相对基准湍流边界层更容易发生分离，由束。

水平面的高度于层流边界层中近壁处速度随y 假设：流体流过颗粒床层的阻力

理想流体：连续、匀质、无黏性、的增长缓慢，逆压梯度更容易阻与通过这些小孔道管束的阻力相

完全不可压缩滞靠近壁面的低速流体质点，湍等；管道长度与床层厚度成正比；

不同径向位置的流流边界层的分离点延迟产生。孔道的内表面积等于颗粒的总表

层流（滞流）：

体微团各以确定的速度沿轴向分阻力损失起因：（ 1）内摩擦造成面积；孔道的流动空间等于床层

层运动，层间流体互不掺混。—的摩擦阻力（ 2）物体前后压强差的空隙容积。

—流速较小时造成的形体阻力第八章吸收

湍流（湍流）：各层流体相互掺混，摩擦阻力：边界层内的流动状态，一、吸收的定义与应用

流体流经空间固定点的速度随时边界层的厚度混合气体分离最常用的操作方法

间不规则地变化，流体微团以较形体阻力：物体前后压强差，边之一。

高的频率发生各个方向的脉动。界层分离，尾流区域的大小定义：依据混合气体各组分在同——当流体流速增大到某个值之阻力损失的影响因素：（流动的雷一种液体溶剂中物理溶解度（或

后诺数、物体的形状、表面粗糙度化学反应活性）的不同，而将气

判别：雷诺数 Re 等）摩擦阻力：边界层内的流动体混合物分离的操作过程。

状态，边界层的厚度；形体阻力：本质上是混合气体组分从气相到

对于圆管内的流动：物体前后压强差，边界层分离，液相的相间传质过程

Re<2000 时，流动总是层流型态，尾流区域的大小。分离对象 :有害气体，能够用吸收

称为层流区；（ 1）流态的影响：湍流时，摩法净化的气态污染物主要有：

Re>4000 时，一般出现湍流型态，擦阻力较层流时大。但与层流时

SO2，H2S, HF和 NOx等。NH3,

苯。。。

称为湍流区；相比，分离点后移，尾流区较小，酸性有毒气体

2000

时湍流，处于不稳定状态，称为力小，但尾流区较湍流时大，形(1)按溶质和吸收剂之间发生的反

过渡区；取决于外界干扰条件。体阻力较大。（ 2 ）物体表面的粗应：

黏度的影响因素：黏度随流体种糙度的影响：粗糙表面摩擦阻力物理吸收：水净化含SO2 锅炉尾类不同而不同，并随压强、温度大。但是，当表面粗糙促使边界气

变化而变化。（ 1）流体种类：一层湍流化以后，造成分离点后移，化学吸收：碱液净化含SO2 锅炉

4.影响烟气抬升和扩散的因素主要有哪些

排放因素：源强，烟囱高度、排放速率等（ 2`）

气象因素：大气湍流、温度层结等（ 2` ）

下垫面情况：地形、建筑物类型等（2`）

5.简述导致酸雨温室效应以及臭氧层破坏的原因（1）环境工程原理基础：重点阐

述工程学的基本概念和基本理论，

主要内容有物料与能量守恒原理以

及热量与质量传递过程的基本理论

等。

（2）分离过程原理：主要阐述

沉淀、过滤、吸收、吸附、离子

交换、膜分离等基本分离过程的

机理和基本设计计算理论。

（3）反应工程原理：主要阐述

化学与生物反应计量学及动力

学、各类化学与生物反应器的解

析与设计理论等。

课程学习的目的：

(1)系统、深入学习环境净化与污

染控制工程的基本技术原理

(2)工程设计计算的基本理论以及

分析问题和解决问题的方法

(3)为后续的专业课程学习和解决

实际工程问题打下良好的基础。

第二章质量衡算与能量衡算

通量：单位时间内通过单位面积

的物理量称为该物理量的通量。

通量是表示传递速率的重要物理

量。单位时间内通过单位面积的

般地，相同条件下，液体的黏度形体阻力会大幅度下降，此时总尾气

大于气体的黏度。（ 2 ）压强：气阻力反而降低。（ 3）几何形状的(2)按混合气体中被吸收组分数

体的黏度随压强的升高而增加，影响目：

低密度气体和液体的黏度随压强范宁公式：单组分吸收：如用水吸收 HCl 气体

的变化较小。对常见的流体，如第五章质量传递制取盐酸

水、气体等 , 黏度随压强的变化不传质机理：①分子扩散（慢）：由多组分吸收：碱液吸收烟气（含

大，一般可忽略不计。（3）温度：分子的热运动引起；涡流扩散SO2, NOx, CO2, CO等）

是影响黏度的主要因素。（快）：由流体微团的宏观运动引(3)按体系温度是否变化：

牛顿流体：流体黏性具有较大差起。如果液相温度明显升高——非等

别，有一大类流体遵循牛顿定律，单向扩散：只有气相组分从气相温吸收

所有气体和大多数低相对分子质向液相传递，而没有物质从液相如果液相温度基本保持不变——

量的液体均属于此类流体，如水、想气相作相反方向的传递，这种等温吸收

汽油、煤油、甲苯、乙醇等。现象可视为单向扩散（氨被水吸

流态对剪切力的影响：①层流流收）。原理： P186

动：基本特征是分层流动，表现等分子扩散：在一些双组份混合

为各层之间相互影响和作用较体系的传质过程中，当体系总浓

小，剪应力主要是由分子运动引度保持均匀不变时，组分 A 在分

起的。② 湍流流动：存在流体质子扩散的同时伴有组分 B 向相反

点的随机脉动，流体之间相互影方向的分子扩散，且组分 B 扩散

响较大，剪应力除了由分子运动的量与组分 A 相等，这种传质过

引起外，还由质点脉动引起。程就叫等分子扩散。

内摩擦力是流体内部相邻两流体第七章过滤

层的相互作用力，称为剪切力；过滤过程：混合物（非均相）的相平衡关系在吸收过程中的应

单位面积上所受到的剪力称为剪分离：液体或气体通过过滤介质，用：

切应力。固体颗粒被截留下来，而流体通 1.判断传质的方向

流动阻力：流体具有“黏滞性”过过滤介质，从而实现固液或固根据相平衡，计算平衡时溶质在

气相或液相中的组成。与实际的

组成比较，可以判断传质方向（解吸、吸收）

2.计算传质的推动力：实际组成与平衡组成之间的差距——推动力

3.确定传质过程的极限：溶质在气液两相间的传质过程不是无限制地进行，传质过程的极限状态就是平衡状态。

化学吸收作用：

化学吸收过程可以加快溶质的传质速率，增加吸收剂的吸收容量。原因 :①已经反应的溶质不再影响

气液平衡关系。②溶质在液相扩

散中途即发生反应而消耗，增加

了传质推动力。

第十章其他分离过程

离子交换反应 p344-345

离子交换速度的影响因素：

（1）离子性质：化合价越高，

其孔道扩散速率越慢；水合半径

越大，扩散速率越慢。

（2）树脂的交联度：交联度大，离子在树脂网孔内的扩散慢。

（3）树脂的粒径：粒径小整体

交换速率快，但颗粒太小，会增

加树脂层阻力，且反洗树脂容易

流失。

（4）水中离子浓度：浓度高，

其在水膜中的扩散很快，离子交

换速率受孔道扩散控制。反之，

为液膜扩散控制。

（5）溶液温度：温度升高有利

于提高离子交换速率。

（6）流速或搅拌速率：增加树

脂表面水流流速或增加搅拌速

率，在一定程度上可提高液膜扩

散速率，但增加到一定程度以

后，其影响变小。

萃取分离的特点：利用混合液中被分离组分 A 在两相中分配差异(溶解度差异 )的性质，使该组分从混合液中分离，均相分离。该过程称为液 -液萃取，或溶剂萃取，或液体萃取。萃取过程是物质由一相转到另一相的传质过程。可在常温下操作，无相变；萃取剂

选择适当可以获得较高分离效率；对于沸点非常相近的物质可

以进行有效分离；利用萃取的方

法分离混合液时，混合液中的溶

质既可是挥发性物质，也可以是

非挥发性物质，如无机盐类等。三、反渗透和纳滤：

反渗透和纳滤是借助于半透膜对

溶液中相对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，使溶剂渗透透

过半透膜。

反渗透和纳滤在本质上非常相似，分离所依据的原理也基本相

同。两者的差别仅在于所分离的

溶质的大小。

反渗透：脱盐；纳滤：脱盐、小

分子有机物

反渗透和纳滤膜可视为介于多孔

膜（微滤、超滤）与致密膜（渗

透蒸发、气体分离）之间的过程

微滤和超滤

在微滤和超滤过程中采用的膜一

般为多孔膜。

超滤膜的孔径在 m ～1nm ，微滤膜孔径在 10～m

超滤：主要分离生物大分子

微滤：主要分离悬浮物微粒、细菌等

微滤或超滤的基本分离过程主要

有：

①在膜表面及微孔内被吸附（一

次吸附）；

②在膜孔中停留而被去除（阻

塞）；

③在膜面被机械截留（筛分）。

而一般认为物理筛分起主导作用

四、电渗析

电渗析过程的基本原理：电渗析中

使用的是阳离子交换膜（简称

阳膜，以符号 CM 表示）和阴离子

交换膜（简称阴膜，以符号 AM 表

示）。阴、阳离子交换膜具有带电的

活性基团，能选择性地分别使

阴离子或阳离子透过。

第十一章反应动力学基础

有关反应器操作的几个工程概念：

①反应持续时间(reaction time) ：

简称反应时间，主要用于间歇反

应器，指达到一定反应程度所需

的时间。

②停留时间 (retention time) ：亦称

接触时间，指连续操作中一物

料“微元”从反应器入口到出口

经历的实际时间。

平均停留时间：在实际的反应

器中，各物料“微元”的停留时间

不尽相同，存在一个分布，即停留

时间分布。各“微元”的停留时间

的平均称平均停留时间。③空间

时间（空时、空塔接触时间）

(space time) ：反应器有效体

积(V)与物料体积流量 (qv)之比值。

注意：①具有时间的单位，但不是反

应时间也不是接触时间②可

视为处理与反应器体积相同的物

料所需要的时间。

④空间速度（空速） (space

velocity) ：单位反应器有效体积所

能处理的物料的体积流量。注意：

单位为时间的倒数。表示单位时

间内能处理几倍于反应器体积的

物料，反映了一个反器的强度。

（SV＝2 h-1 表示 1h 处理 2 倍于反

应体积的流体。）空速越大，反应

器的负荷越大。

反应器内反应物的流动与混合状

态：在实际的反应器中，一般存在

浓度、温度和流速的分布，从而可

能造成不同的“流团”间有不同的

停留时间、组分、浓度和

反应速率。

返混(back mixing) ：

处于不同停留时间的“流团”

间的混合称返混。

混合后形成的新“流团”的组

分和浓度与原来的“流团”不同，

反应速率亦可能随之发生变化，

这将影响整个反应器的反应特性。

完全混合流（亦称全混流、理想

混合）(complete mixing) ：反应物

进入反应器后，能瞬间达到完全

混合，反应器内的浓度、温度等

处处相同。全混流可以认为返混

为无限大。

（平）推流（亦称活塞流、挤出

流）(plug/ piston flow) ：反应物以

相同的流速和一致的方向移动，

即反应物在反应器内齐头并进。

返混为零。

理想流动状态：全混流和推流是

两种极端的流动状态，通称为理想

流。介于全混流和推流之间的流态

为非理想流态。

1、解释化学反应过程中，转化

率、收率、选择性的概念，并用

数学表达式说明三者之间的关

系。

答：转化率：化学反应中某反应

物的转化浓度与其其实浓度的比

值的百分比；收（产）率：按反

应物进行量的计算，生成目的产

物的百分比；选择性：在指定的

测量精确度下，共存组分的允许

量与待测组分含量的比值。

2、简述恒温恒容平推流反应器

的空时、反应时间、停留时间三

者之间的关系。

答：空时：是反应器的有效容积

与进料流体的容积流速之比；反

应时间：是反应物料进入反应器

后从实际反应的时刻起到反应达

某一程度所需要的时间；停留时

间：指进入反应器的时刻到离开

反应器内共停留的时间。由于平

推流反应器内物料不发生返混，

具有相同的停留时间且等于反应

时间，恒容时的空时等于体积流

速之比，故三者相等。

3、简述影响均相连续反应器内

反应物的转化率的主要因素。

答：物料浓度和反应温度。

4、希勒模数的物理意义具体说

明希勒莫属的大小如何影响催化

剂的有效系数。

答：物理意义：以催化剂颗粒体

积为基准的最大反映速率与最大

内扩散速率的比值，反映了反应

过程受本征反应及内扩散的影响

程度。希勒模数的值越小，说明

扩散速率越大，反应速率受扩散

速率的影响越小。希勒模数的值 <

时，N 1，此时可忽略扩散的影

响。希勒模数的值越大，扩散速

率越小，反应速率受扩散速率的

影响较大。希勒模数 >5— 9 时，

N<，扩散速率是主要影响。

5、转子流量计在安装使用中注

意事项。

6、答：须垂直安装，倾斜 1 度将造

成 %的误差，且流体流动的方向须

自下而上，故必须安装在垂直

管路上。

7、土壤污染的主要危害体现在

那几个方面。

答：（1 ）通过雨水淋溶作用可能

导致地下水和周围地表水体污染；

（2 ）通过土壤颗粒物等形成能直

接或间接的为人或动物所吸收；

（3 ）通过植物吸收而进入食物

链，对生物产生毒害作用等。

8、水中主要污染物按化学成分

主要有哪几种危害。

答：无机污染物和有机污染物（可

生物降解、难生物降解），主要危

害：水体富营养化；对人体和水

生生物有毒害作用；引起水体缺

氧和水生动物死亡，破坏水体功

能；在厌氧时产生有害或恶臭物

质；通过生物体内富集和食物链

对人体健康造成危害。

9、空气中主要污染物及其危害。

答：颗粒、气溶胶状态污染物和

气态污染物。危害：引起各种疾

病，危害人体健康；引起大气组

分变化，导致气候变化，影响动

植物生长。

10、质量恒算的基本关系是什么。

答：输入量—输出量 +转化量 =积累

量

11、能量热恒算的方程的含义。

答：输出系统物料总能量—输入系

统物料总能量 + 系统内物料能量的

积累 =系统从外界吸收的热量—系

统对外界做的功

12、流体边界层理论要点。

答：在流体表面有一个薄层，在

此薄层中须考虑粘性力的作用，

此薄层称为边界层。要点：（1）当

实际流体沿固体壁面流动时，Re 较

大时，即使对于黏度很小的流体，其

黏性力仍可以达到很大

的数值，边界层内不能全部忽略黏

性力；（ 2）在外部流动区域，

在 Re 很大的情况下，可将黏性

力全部忽略，将流体的流动近似

看成是理想流体的流动。

13、简述温度、压力对液体和气

体黏度的影响。

答：温度上升，气体黏度上升，液

体黏度下降；压力上升，气体黏度

上升；低密度气体和液体的黏度随

压力变化小，一般可忽略。14、什

么是对流传热，列举强制对流和自

然对流的实例各一。

答：对流传热：流体中质点发生

相对位移而引起的热量传递过程，

通常也指流体与固体壁面间的热传

递过程。实例：强制对流——由水

泵、风机或其他外力引起流体流动

而产生的传热过程。

自然对流——由于流体内部温度

的不均匀分布形密度差，在浮力

作用下流体发生对流而产生传热

的过程。

15、菲克定律的物理意义和实用

条件。

答：菲克定律的物理意义：Naz=

— Dab(dCa/dz) 由浓度梯度引起的

组分 A 在 Z 方向上的质量通量 =—

（分子扩散的系数）×（Z 方向上

组分 A 的质量浓度梯度）适用

条件：混合物无总体流动或处于

静止状态，发生由高浓度区域向

低浓度区域的分子扩散。

16、简述温度、压力对气体和液

体分子扩散系数的影响。

答：低密度气体、液体和固体的

扩散系数随温度升高而增大，随

压力增加而减小。

17、沉降分离的原理、类型和各

类型的基本特征。

答：原理：将含有颗粒物的流体

置于某种力场中，使颗粒物与连

续相的流体之间发生相对运动，

沉降至器壁、器底等表面而实现

颗粒物与流体的分离。类型：

重力、离心、电、惯性、扩散。

重力沉降和离心沉降是利用待

分离的颗粒与流体间的密度差，

在重力或离心力作用下使颗粒和

流体间发生相对运动；电沉降是

将颗粒置于电场中使之带电，并

在电场力作用下使带电颗粒在流

体中产生相对运动；惯性沉降是

指颗粒物与流体一起运动时，由

于流体中存在某种障碍物的作

用，流体产生绕流，而颗粒物由

于惯性偏离流体；扩散沉降是利

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。

18、表面过滤和深沉过滤的主要

区别。

答：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，滤饼层容易形成的情况

下，采用过滤介质的孔一般比待

滤流体中固体颗粒的粒级小；而

深层过滤一般发生在以固体颗粒

为过滤介质的操作中。由固体颗

粒物堆积而成的过滤介质层通常

较厚，过滤介质层的空隙大于待

过滤流体中的颗粒物的粒径。

19、亨利定律有那些表达形式、

意义、常数间如何换算

答：亨利定律：在稀溶液时，温

度一定，总压不大，气体溶质的

平衡分压和溶解度成正比，

Pa=EXa；溶质的溶解度用物质

的量表示， Pa=Ca/H；溶质在气液

两相中的组成均以摩尔分数

表示， Ya=mXa

20、

21、

22、

23、

24、 Langmuir 方程的基本假设、

形式，适用范围。

答：基本假设：吸附剂表面性质

均一；气体分子在固体表面为单

层吸附；动态吸附；吸附类似气

体凝结，托附类似液体蒸发；凝

结速度正比于该组分的气相分

压；吸附在固体表面的气体分子

间无作用力。形式：

k1 pq m

q范围：适用于

1k1 p

描述低、中压力范围的吸附等温

线。

25、 Freundlich 方程的形式适用

范围。

1

答：q kp n表明吸附量与吸附

质分压的 1/n 次方成正比，由于吸

附等温线的斜率随吸附分压得增大

有较大变化，该方程特别不能描述

低压和高压区域内。

26、影响离子交换树脂选择性的

因素。

答：离子水化半径越小，亲和力越

高，交换越容易：化合价越高，亲

和力越大，交换越容易。

二、填空

1. 亨利定律的表达式为P*=Ex

或 P*=C/H 或 y*=mx ; 它适用于稀

溶液。

2.气体的溶解度一般随温度的

升高而降低（或减小）。

3.吸收操作中，压力升高和温度下降都可提高气体在液体中的溶解度，而有利于吸收操作。

4.对于脱吸过程而言，压力降低和温度升高都有利于过程的进行。

5.以分压差为推动力的总传质

速率方程可表示为N A=K G(P–

P*) ，N A的单位为kmol/(m

2·s)，

由此式可推知气相体积总传

质系数K G a的单位是

kmol/(m 3·s·Δ P)，其中α

代表单位体积填料层中传

质面积。

6.若 K G、k G、k L分别为气相总传质

系数、气膜吸收系数和液膜吸

收系数， H 为亨利系数，则它们之间的关系式为

111。

K G k G Hk L

7．吸收总系数与分系数间的关系

变，不定 ) 。

11.在一逆流吸收塔中，若吸收剂

入塔浓度下降，其他操作条件

不变，此时该塔的吸收率升高

，塔顶气体出口浓度降低

。

12．漂流因数表示式为p/p Bm

，它反映总体运动对吸收

的影响。当混合气体中组分 A

的浓度很低时，漂流因数近

似为 1，当A浓度高时，漂流

因数大于1。

13. 压力降低温度升高

将有利于解吸的进行。吸收因

数 S 表示为 q nL /mq nG，当 S ≥1

时，增加塔高，吸收率增加

。

14. 解吸时，溶质由液相向

气相传递，在逆流操作的填

料塔中，吸收因数S= q nL/mq nG

，当 S < 1 时，若填料层高度

h=∞，则气液两相将在塔底

达到平衡。

2据悬浮颗粒在水中沉降时的浓

度及特性可将沉淀分为四大类：自

由沉降、絮凝沉降、拥挤沉降、压

缩沉降。

3根据微生物利用氧的能力可以

将微生物分为好氧微生物、兼性

微生物、厌氧微生物三类。

4.有机物厌氧消化过程在微生物学

上分为两个阶段：酸性消化阶段和

碱性消化阶段，分别由非产甲烷菌

和产甲烷菌两类细菌作用。

5.人工湿地可以分为表面流湿

地、地下潜流湿地、垂直下渗湿地

三种类型。

6.静电除尘器的除尘过程分为

气体电离

、粒子荷电、荷电粒

子迁移和颗粒的沉降于清

除等四个过程。

7. 噪声污染涉及噪声源

、传播途径和接

受者三个环节组成的声

学系统。

8.危险废物常用的固化方法有

水泥固化、石灰固

化、热塑性材料固化、有机聚合

物固化、自交结固化和玻璃固化。

1.格栅、筛网和微滤机主要去除的

对象是：（ A ）

A 粗大颗粒物

B 悬浮物

C 胶

体 D 溶解物质

2.下列属于沉砂池去除的对象的

是：（C）

可表示15.在气体流量、气相进出口组成

1 1 H 和液相进口组成不变时，减少为 : ，若 K L 吸收剂用量，则传质推动力将A树枝B汽油C煤渣D藻类

3.混凝的去除对象是：（ C ）

A 粗大颗粒物

B 重金属

C 胶体

D 溶解物质

K L k L k G

近似等于k L，则该吸收过程为

液膜控制。

8．吸收操作中，温度不变，压力

增大，可使相平衡常数减小，传质推动力增大。

9.假设气液界面没有传质阻力，

故 Pi 与 Ci 的关系为平衡。

如果液膜传质阻力远小于气膜

的，则 K G与 k G的关系为相等

。在填料塔中，气速越大，K G 越大;扩散系数 D 越大， K G 越大。

10.(l)d 在实验室用水吸收空气中的

CO2基本属于液膜控

制，其气膜中的浓度梯度

大于 (大于，等于，小于 )

液膜中的浓度

梯度。气膜阻力小于

(大于，等于，小于) 液

膜阻力。

(2)吸收塔操作时，若脱吸困

数 1/S 增加，而气液进料

组成不变，则溶质回收率

将减少 (增加，减少，不

减小，操作线将向平衡线靠

近，设备费用将增加。

16.(1)在一个低浓度液膜控制的

逆流吸收塔中，若其他操

作条件不变，而液量与气

量同时成比例增加，则:

气体出口组成1 ;液体

出口组成

将2。

① 增加

③不变④不定

(2)传质速率等于分子扩散速

率的条件是2，3。

①单向扩散②双向扩散

③静止或层流流动

④湍流流动⑤定流过程

17.用水吸收空气中少量氨，总

气量 V、气温 t 及气体进出口浓

度均一定，而进塔水温提高

后，总传质单元数增加，理论

塔板数增加，总传质单元高度

不变，最小液气

比提高，相平衡常数提高。

1水中被取出的杂质按颗粒大小

可分为：粗大颗粒物、悬浮物和

胶体物质、溶解物质三大类。

4.下列不属于胶体脱稳机理的是：

（C ）

A 压缩双电层

B 吸附电中和 C

絮凝 D 网捕作用

5.下列方法中不能去除悬浮物的

是（D）

A絮凝B澄清C过滤D吸

附

6.下列不属于去除水中硬度常用

方法的是（ C ）

A 加热

B 药剂软化

C 电渗析

D离子交换

7.下列不属于电化学方法的是（ C

）

A 电解气浮

B 点解絮凝

C 电渗

析 D 电化学氧化

8.下列技术不能进行浓缩的是

（ A ）

A 离子交换

B 蒸发

C 萃取 D

反渗透

9.污泥浓缩过程中去除的是（ A ）

A 空隙水

B 毛细水

C 吸附水

D 内部水

10.空气污染主要发生在（B ）

A 平流层

B 对流层

C 中间层

D 暖层

② 减少

2 ;回收率