胡洪营《环境工程原理》(第2版)配套辅导用书-第十章 其他分离过程【圣才出品】
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1. 增大传热的措施： 1. 增大传热面积 2.增大平均温差 3.提高传热系数 2.热量传递方式主要有：导热，热对流和热辐射 3. 萃取剂的选择： a 的大小反映了萃取剂对溶质 A 的萃取容易程度。若a>1，表示溶质 A 在萃取相中的相对含 量比萃余相中高，萃取时组分 A 可以在萃取相中富集， a 越大，组分 A 与 B 的分离越容易。若a=1，则组分 A 与 B 在两相中的组成比例相同，不能用萃取的方法分离。 4.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动力，使原料中的某组分选择 性地优先透过膜，从而达到混合物分离和产物的提取，浓缩，纯化等目的。条件：在选择分离因子时，应使其 值大于 1。如果组分 A 通过膜的速度大于组分B，膜分离因子表示为aA/B；反之。则为aB/A；如果 aA/B=aB/A=1, 则不能实现组分 A 与组分 B 的分离。 5.离子交换速率的影响因素： 1. 离子的性质 2.树脂的交联度 3.树脂的粒径 4.水中离子浓度 5. 溶液温度 6. 流速或搅拌速率 6.本征动力学方程实验测量中怎样消除对外扩散的影响：加大流体流动速度，提高流体湍流程度，可以减小边界 层厚度，使边界的扩散阻力小到足以忽略的程度。 7.吸附剂的主要特性： 1. 吸附容量大。 2. 选择性强。 3. 温定性好。 4. 适当的物理特性。 5. 价廉易得。常见 的吸附剂 ; 活性炭 , 活性炭纤维 , 炭分子筛 , 硅胶 , 活性氧化铝 , 沸石分子筛 8.固相催化反应过程：反应物的外扩散—反应物的内扩散—反应物的吸附—表面反应—产物的脱附—产物的内扩 散—产物的外扩散 9.测速管特点：测得的是点流速，特点：结构简单，使用方便，流体的能量损失小，因此较多地用于测量气体 的流速，特别适用于测量大直径管路中的气体流速。当流体中含有固体杂质时，易堵塞测压孔。 孔板流量计特点：结构简单，固定安装，安装方便，但流体通过孔板流量计时阻力损失较大。 文丘里流量计特点：阻力损失小，尤其适用于低压气体输送中流量的测量；但加工复杂，造价高，且安装时流量计 本身在管道中占据较长的位置。 转子流量计特点：必须垂直安装，流体自下而上流动，能量损失小，测量范围宽，但耐温，耐压性差。 10．物理吸收和化学吸收的区别 物理吸收仅仅涉及混合物分中某一祖分的简单传质过程，溶质在气液两相间的平衡关系决定了溶剂在相同传递过程 的方向，极限以及传质推动力 化学吸收指溶剂 A 被吸收剂吸收后，继续与吸收剂或者其中的活性组分 B 发生化学反应，气液相际传质和液相内的 化学反应同时进行 11. 简述温室效应产生的机理（资料：地球和太阳表面温度的平均温度分别为288K和5800K） 地球吸收太阳的辐射能量才能如此巨大的辐射能量，但是，太阳辐射在地球上的波长要远短于地球向空间辐射的波 长，这种波长的变化扮演了温室效应中至关重要的角色。二氧化碳及其他温室气体对于来自太阳的短波相对透明，但是 它们往往吸收那些由地球辐射出去的长波。所以在大气中积累的温室气体，就像一床包裹在地球表面的毯子， 搅乱了地球的辐射平衡，导致地球温度升高。 12.为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮 多孔材料的孔隙中保留大量气体，气体的导热系数小，从而起到保温效果。水的导热系数较大，如果保温材料受潮， 将会增大整体的导热系数，从而使得保温性能降低，所以要防潮. 13.球体在空气中运动，试分析在相同的逆压梯度下，不同流态的边界层对运动阻力的影响。 若球体体积较小，运动速度较快，球体主要受到阻力有摩擦阻力和形体阻力，且形体阻力占主导。在相同的逆压梯 度下，层流边界层靠近壁面侧速度梯度小，边界层分离点靠前，尾流区较大，形体阻力大。而湍流边界层速度梯度 大，边界层分离点后移，尾流区较小，形体阻力减小，运动阻力也相应减小。 14.．某工业废气中含有氨，拟采用吸收法进行预处理。根据你所学的知识，分析提高氨去除效率的方法和具体措 施 一、采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液；二、可采用喷雾等方法增大接触面积；三、适当增加压强；四、加快 废气流速，加强扰动；五、逆向流动等等。 15.边界层厚度 : 通常将流体速率达到来流速率 99%时的流体层厚度定义为边界层厚度。边 界层分离的必要条件：黏性作用和逆压梯度。 层流边界层比湍流层更容易分离。 16.圆管层流流动的平均速率为最大速率的一半。 17. 对于圆管层流流动的摩擦阻力，流量不变时，产生的能量损失:(1)当管长增加一倍时，阻力损失引起的压降增
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^^沉淀的污水处理方法主要去除对象是_______。 A、相对密度＞1的颗粒 B、溶解性有机物 C、相对密度＜1的颗粒 D、难溶性有机物 ^^A ~~01|1|1|2|0 ^^污水湿地处理系统是一种_______。 A、生物膜法 B、好氧处理方法 C、生态处理技术 D、厌氧处理方法 ^^C ~~01|1|1|2|0 ^^大气污染控制技术中，化学吸收法主要去除对象是_______。 A、粉尘及飘尘 B、溶解性有机物 C、颗粒状污染物 D、气态污染物 ^^D ~~02|1|1|4|0 ^^环境污染问题具有强烈的_______。 A、综合性 B、时间特征 C、空间特征 D、地域特征 E、经济性 ^^A、B、D
^^按照化学性质分类，污水中的污染物可以分为_______。 A、悬浮固体 B、无机污染物 C、溶解性污染物 D、有机污染物 E、胶体性污染物 ^^B、D ~~02|1|2|4|0 ^^污水处理方法归纳起来可分为_______。 A、好氧处理法 B、化学法 C、物理法 D、厌氧处理法 E、生物法 ^^B、C、E ~~02|1|2|4|0 ^^主要用于固体废弃物的废物资源化技术是_______。 A、堆肥 B、离子交换 C、沼气发酵 D、焚烧 E、活性污泥法 ^^A、D ~~02|1|2|4|0 ^^从技术原理看，环境净化与污染控制技术可以分为_______。 A、隔离法 B、转化法 C、好氧处理法
D、分离法 E、厌氧处理法 ^^A、B、D ~~03|1|1|1|0 ^^隔离技术是利用污染物与污染介质或者其他污染物在物理性质或者化学性质上的差异使其与介质分离。（） ^^对 ~~01|1|2|2|0 ^^环境工程原理中的“三传”是指_______。 A、动能传递、势能传递、化学能传递 B、动能传递、内能传递、物质传递 C、动量传递、能量传递、热量传递 D、动量传递、质量传递、热量传递 ^^D ~~01|1|2|2|0 ^^若当地大气压力为1atm，p1(表)=0.4atm，p2(真空度)＝400mmHg，p3(绝压)=4000Pa，则实际压强_______。 A、p1＞p2＞p3 B、p2＞p1＞p3 C、p3＞p2＞p1 D、p1＞p3＞p2 ^^D ~~03|1|2|1|0 ^^重力沉降法可去除污水中相对密度＜1的颗粒。（） ^^错 ~~06|1|2|1|0 ^^在大气污染控制技术中，化学吸收法主要去除对象是______________。 ^^气态污染物 ~~03|1|2|1|0
第10章_其他分离过程(萃取)
第十章 其他分离过程
本章主要内容
第十章
第一节 萃取
其他分离过程
第二节 膜分离
第一节 萃取
本节的主要内容
一、萃取分离的特点 二、萃取过程的热力学基础 三、萃取剂的选择 四、萃取过程的流程与计算 其中的溶剂B 称为稀释剂
第一节 萃取
一、萃取分离的特点
? 利用混合液中被分离组分A在两相中分配差异的性 质，使该组分从混合液中分离。 ? 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。
第一节 萃取
萃取分离的特点
? 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。
第一节 萃取
在环境领域中的应用
? 萃取法主要用于水处理，通常用于萃取工业废水 中有回收价值的溶解性物质； ? 从染料废水中提取有用染料； ? 从洗毛废水中提取羊毛脂； ? 含酚废水的萃取处理等。
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第一节 萃取
二、萃取过程的热力学基础
在萃取操作中至少涉及三个组分： 待分离混合液中的溶质A、稀释剂B和加入的萃取剂S 达到平衡时的两个相均为液相：萃取相和萃余相 当萃取剂和稀释剂部分互溶时，萃取相和萃余相均含有 三个组分，因此表示平衡关系时要用三角相图。
二元混 合物
第一节 萃取
纯溶质
（一）三角形相图
xmA=0.4 xmB=0.3 xmS=0.3
三元混 合物
纯稀释剂
纯溶剂相
三角形任何一个边上的任一点均代表一个二元混合物，如E点。 三角形内的任一点代表一个三元混合物，如M点。
第一节 萃取
（二）溶解度曲线与联结线
在萃取操作中，根据组分间互溶度的不同，可分为以下 三种情况： ① 溶质A可溶于稀释剂B和萃取剂S中，但稀释剂B和萃 取剂S之间不互溶。 ② 溶质A可溶于稀释剂B和萃取剂S中，但B和S之间部 分互溶。 ③ 组分A、B完全互溶，但B、S及A、S之间部分互溶。 第I类物系：第①和第②情况（以下主要讨论） 第II类物系：第③情况
第一节 萃取
在含有溶质A和稀释剂B的原混 合液中加入萃取剂S，经充分混 合，达到平衡。 ——形成萃取相E和萃余相R 如果改变萃取剂用量，将会建 萃取相 立新的平衡。 萃余相 溶解度曲线把三角形分为两个 区，曲线以内为两相区，以外 为均相区。
萃取相E及萃余相R：达到平衡时的共轭液相。 联结线：连线RE，都互不平行 P点：临界混溶点，溶液为均相
第一节 萃取
溶解度实测数据少时，如何处理？
辅助曲线： 连接F、G、H，得辅助曲线。 利用辅助曲线，可以求任一平衡 液相的共轭相，如从R点求E点。
第一节 萃取
（三）杠杆规则
混合物M分成任意两个相，或由任意 两个相E和R混合成一个相M, 则表示 组成的点M、E和R在一直线上。
E MR E MR …杠杆规则 = 或 = R ME M RE （10.2.1）
式中，E、R、M—混合液E、R及M的质量，E+R＝M。
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环境工程原理 思考题教程文件
环境工程原理思考题 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。 2.什么是“内摩擦力”？简述不同流态流体中“内摩擦力”的产生机理。 3.流体流动时产生阻力的根本原因是什么？ 4．什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？ 5．简述温度和压力对液体和气体黏度的影响。
环境工程原理必看
简答题 1.简述环境科学与环境工程的概念及其各自内容。 环境科学的定义：就是以人类与环境这对矛盾为对象，研究其对立统一关系的发生和发展调节和控制以及利用和改造的科学。环境科学要探索全球范围内的环境演化规律；人类活动与自然生态之间的关系；环境变化对人类生存的影响；以及区域环境污染的防治技术和管理措施。 环境工程的定义：运用工程和生态学的原理和方法，防治污染，合理利用自然资源，保护和改善环境质量。水质净化与水污染控制技术、大气（包括室内空气）污染控制技术、固体废弃物处理处置与管理和资源化技术、物理性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）防治技术、自然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传统的内容，还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。 2.什么是浊度？浊度的单位有哪些？它们之间是什么关系？ 浊度是用以表示水的浑浊程度的单位。浊度是由于不溶性物质的存在而引起液体的透明度降低的一种量度。不溶性物质是指悬浮于水中的固体颗粒物（泥沙、腐殖质、浮游藻类等）和胶体颗粒物。常见的单位有以下几种：JTU-杰克逊浊度,NTU-散射浊度,FTU-乌洛托品－硫酸肼配制浊度。1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。40度FTU=40度NTU≈40度JTU 3.简述活性污泥法的净化机理。 在活性污泥处理系统中，有机底物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。 一般将这整个净化反应过程分为三个阶段： 1)初期吸附；(吸附) 2)微生物代谢；(稳定) 3)活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩(分离) 简述除尘的本质机理。 4.简述除尘的本质机理。 将含尘气体引入一种或几种力作用的机器，使颗粒相对运载气流产生一定的位移，并从气流中分离出来，最后沉降到捕集器表面上。其中作用力包括：外力（重力，离心力，惯性力，静电力，磁力，热力等），流体阻力，颗粒间相互作用力。 5.煤的工业分析是工业用煤中最常用的分析方法，同时也是评价工业用煤的主要指 标，试简要说明其测定内容。 在国家标准中，煤的工业分析是指包括煤的水分（M ）、灰分（A ）、挥发分（V ）和固定碳（Fc ) 四个分析项目指标的测定的总称。煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标，也是评价煤质的基本依据。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定，又叫煤的全工业分析。 6.工程上常把固体废物沼气化处理的生物化学反应分为液化阶段和气化阶段，试简 述液化阶段和气化阶段中的微生物类型及其在有机固体废物沼气化过程中的作用。 产液阶段：主要菌为非产甲烷菌，分为水解菌和酸化菌。主要的作用：为产甲烷菌提供养分，创造适宜的氧化还原环境，为产甲烷菌消除部分有毒物质。和产甲烷菌共同维持发酵系统的
环境工程原理知识重点归纳
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？ 第四章热量传递 第一节热量传递的方式 1.什么是热传导？ 2.什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 3.简述辐射传热的过程及其特点 4.试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。 5.若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？ 第二节热传导 1. 简述傅立叶定律的意义和适用条件。 2．分析导温系数和导热系数的涵义及影响因素。 3．为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮？
第八章 原子吸收光谱分析法作业
第八章原子吸收光谱分析法 一、简答题 1.原子吸收光谱和原子荧光光谱是如何产生的？比较两种分析方法的特点。 2.解释下列名词： ⑴谱线轮廓；⑵积分吸收；⑶峰值吸收；⑷锐线光源；⑸光谱通带。 3.表征谱线轮廓的物理量是哪些？引起谱线变宽的主要因素有哪些？ 4.原子吸收光谱法定量分析的基本关系式是什么？原子吸收的测量为什么要用锐线光源？ 5.原子吸收光谱法最常用的锐线光源是什么？其结构、工作原理及最主要的工作条件是什么？ 6.空心阴极灯的阴极内壁应衬上什么材料？其作用是什么？灯内充有的低压惰性气体的作用是什么？ 7.试比较火焰原子化系统及石墨炉原子化器的构造、工作流程及特点，并分析石墨炉原子化法的检测限比原子化法高的原因。 8.火焰原子化法的燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响？试举例说明。 9.原子吸收分光光度计的光源为什么要进行调制？有几种调制的方式？ 10.分析下列元素时，应选用何种类型的火焰？并说明其理由： ⑴人发中的硒；⑵矿石中的锆；⑶油漆中的铅。 11.原子吸收光谱法中的非光谱干扰有哪些？如何消除这些干扰？ 12.原子吸收光谱法中的背景干扰是如何产生的？如何加以校正？ 13.说明用氘灯法校正背景干扰的原理，该法尚存在什么问题？ 14.在测定血清中钾时，先用水将试样稀释40倍，再加入钠盐至0.8mg/mL，试解释此操作的理由，并说明标准溶液应如何配制？ 15.产生原子荧光的跃迁有几种方式？试说明为什么原子荧光的检测限一般比原子吸收低？ 二、填空题 1.原子吸收光谱分析法与发射光谱分析法，其共同点都是利用原子光谱，但二者
在本质上有区别，前者利用的是现象，而后者利用的是现象。 2.根据玻耳兹曼分布定律，基态原子数远大于激发态原子数，所以发射光谱法比原子吸收法受的影响要大，这就是原子吸收法比发射光谱法较好的原因。 3.澳大利亚物理学家瓦尔什提出用吸收来代替吸收，从尔解决测量吸收的困难。 4.空心阴极灯发射的光谱，主要是的光谱，光强度随着的增大而增大。 5.Mn共振线是403.3073nm，若在Mn试样中含有Ga，那么用原子吸收法测Mn时，Ga的共振线403.2982nm将会有干扰，这种干扰属于干扰，可采用的方法加以消除。 6.在原子吸收光谱线变宽的因素中，多普勒变宽是由于；洛伦兹变宽是由于所一起的。 7.火焰原子化法中，妨碍灵敏度进一步提高的原因是试样的雾化效率低（约10%）和火焰高速燃烧的稀释作用降低了和。 8.试样在原子吸收过程中，除离解反应外，可能还伴随着其他一系列反应，在这些反应中较为重要的是、、反应。 9.测定鱼、肉和人体内脏器官等生物组织中汞，较简单的方法可采 用。 3-的干扰，常加入的释放剂为； 10.原子吸收法测定钙时，为了抑制 PO 4 测定镁时，为了抑制 Al3+的干扰，常加入的释放剂为；测定钙和镁时，为了抑制Al3+的干扰，常加入保护剂或。 11.原子吸收分光光度计带有氘灯校正装置时, 由于空心阴极灯发射辐射,因此吸收和吸收均不能忽略；而氘灯则是发射光谱,所以吸收可以忽略。 12.在原子吸收法中, 提高空心阴极灯的灯电流可增加 ,但若灯电流过大, 则随之增大, 同时会使发射线。
胡洪营环境工程原理标准答案
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。 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。
2017年环境工程原理的知识点归纳总结
环境工程原理知识点归纳总结 一、填空题 1、从技术原理上看，环境污染控制技术可以分为隔离技术、分离技术和转化技术三大类。 2、环境污染控制技术中，转化技术是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，从而使污染物质得到净化与处理。 3、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，而其随时间变化时，则称为非稳态系统。 4、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，其数学特征是α/αt=0。 5、当能量和物质都能够穿越系统的边界时，该系统称为开放系统；只有能量可以穿越边界而物质不能穿越边界的系统称为封闭系统。 6、流体流动存在两种运动状态：层流和湍流，脉动是湍流流动资基本的特征。 7、雷诺数综合反映了流体的物理属性、流体的几何特征和流动速度对流体运动特征的影响，可用以判别流体的流动状态。 8、流动阻力指流体在运动过程中，边界物质施加于流体且与流动方向相反的一种作用力。阻力损失起因于粘性流体的内摩擦造成的摩擦阻力和物体前后压强差引起的形体阻力。 9、管道内局部阻力损失的计算一般采用两种方法，即阻力系数法和当量长度法。 10、以伯努利方程为基础的测量装置可分为变压头流量计和变截面流量计两大类，转子流量计就是后者中常见的一种。 11、热量传递主要有三种方式：热传导、对流传热和辐射传热。传热可以以其中一种方式进行，也可以同时以两种或三种方式进行。 12、导热系数是物质的物理性质，气体的导热系数对温度的升高而增大，液体的导热系数对温度的升高而减小。 13、换热器传热过程的强化措施多从以下三方面考虑：增大传热面积、增大平均温差和提高传热系数。 14、在深层过滤中，流体的悬浮颗粒随流体进入滤料层进而被滤料捕获，该过程主要包括以下几个行为：迁移行为、附着行为、脱落行为。 15、重力场中颗粒的沉降过程受到重力、浮力和流体阻力的作用，当三者达到平衡时，颗粒以恒速作下沉运动，此时的速度称为沉降速度。 16、反映旋风分离器分离性能的主要指标有临界直径和分离效率。 17、反应器一般主要有三种操作方式，即间歇操作、连续操作和半间歇或半连续操作。 18、反应器设计经常用到四类基本方程：反应动力学方程、连续方程、热量方程、动量方程。 19、单位时间单位体积反应层中某组分的反应量或生成量称为该组分的反应速率，有时可用反应物浓度减少到初始浓度的1/2时所需要的时间即半衰期来表达。20、反应器设计经常用到的基本方程主要基于质量恒定原理、能量守恒定律和动量守恒定律，它们都符合“输入=输出+消耗+累积”模式。
山东大学期末考试复习-水分析化学[第八章气相色谱法和原子吸收光谱法]山东大学期末考试知识点复习
第八章气相色谱法和原子吸收光谱法 一、气相色谱法 （一）气相色谱法概述 色谱法是一种分离技术，该技术应用于分析化学中，就是色谱分析。它的分析 原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中静止不动的一相称固定相，另 一携带混合物流过此固定相的流体称作流动相。 当流动相中所含混合物经过固定 相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异， 与固定相发 生作用的大小、强弱也有差 异。因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中 的滞留时间的长短不同，从而按先后次序从固定相中流过。这种借助物质在两相 间分配的原理而使混合物中各组分分离的技术，称为色谱分离技术或色谱法 （对 称色层法，层析法） 1 ?色谱法分类 色谱法从不同的角度出发，有多种分类法。 （1）按流动相的物态分类 气相色谱：流动相是气体的色谱。液相色谱：流动相是液体的色谱。 按两相状态色谱分为四类: （2）按固定相的性质分类 柱色谱（填充柱色谱、毛细管色谱）、纸色谱（又叫纸层析）、薄层色谱（又叫薄 板层析) 2 ．气相色谱特点 气相色谱 弐一固色错 (1) 优点：分离效能高、高选择性、高灵敏性、分析速度性、应用广泛。 (2) 局限性 1)定性时需要标准样品。 2)样品要有一定的挥发性。 3)强极性的大分子不稳定化合物不能直接分析，但对部分高分子或生物大分子可用裂解色谱法，分析其裂解产物。 4)一般不能分析无机物，但部分无机物可转化为金属卤代物，金属螯合物等再进行分析。 ( 二) 气相色谱法的基本原理 气一固色谱分析中的固定相是一种具有多孔性及表面积较大的吸附剂颗粒。被测物质中各组分的分离是基于各组分在吸附剂上的吸附能力不同。试样由载气携带进入色谱柱，被测组分在吸附剂表面进行反复的物理吸附、脱附过程。较难被吸附的组分先流出色谱柱，容易被吸附的组分后流出色谱柱。 气一液色谱分析中的固定相是在化学隋性的固体微粒( 此固体是用来支持固定液的，称为担体) 表面，涂上一层高沸点有机化合物液膜，这种高沸点有机化合物称为固定液。在气一液色谱柱内，被测物质中各组分的分离是基于各组分在固定液中溶解度的不同。当载体携带被测物质进入色谱柱，和固定相接触时，气相中的被测组分立即溶解到固定液中去。载气连续流经色谱柱，溶解在固定液中的被测组分会从固定液中挥发到气相中。随着载气的流动，挥发至气相中的被测组分分子又会溶解在前面的固定液中。这样反复多次溶解、挥发、再溶解、再挥发。由于各组分在固定液中溶解能力不同，溶解度大的组分就较难挥发，停留在柱中的时间就长些，往前移动得就快些，而溶解度小的组分，则相反。经过一定 第二章质量衡算与能量衡算 2.1 某室空气中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/L 2.2 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 33 965108.31429810400100.15101.0131064 A A RT pM ρ--???=??=??? 大于允浓度，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= Pa 4.7atm= Pa 670mmHg= 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 表面力：70dyn/cm= N/m 5 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=3.43245×106Pa 4.7atm=4.762275×105Pa 670m mHg=8.93244×104Pa 功率：10马力＝7.4569kW 《环境工程原理》模拟试卷（一） 一：填充题（20分） 1、牛顿粘性定律_____________，粘度在SI制中的单位是___________。 2、常用测定流量的流___________._____________._________________。 3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。若以上各量既随__________而变，又随__________而变，称为不稳定流动。 4、等边三角形的边长为a，其当量直径为____________________。 5、流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线， 其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数 与e R的关系为______________。 6、泵是指_______________________________，按其工作原理来分可分为 __________._____________._____________.__________________。 7、气体按压缩比来分，可分为________._______._________._________。 8、降沉室内颗粒得以沉降的条件________________________________。 9、过滤操作实际上是滤液通过_________和__________ 的流动过程， 过滤速率是指___________________________________________。 10、传热一般采用逆流操作，但为 __________________.________________ 时采用并流操作。 11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。 12、蒸发是利用溶液中溶质的________，用加热的方法使部分溶剂汽化并除去___________溶液的浓度或析出溶质。 13、金属的导热糸数大都随其纯度的增加而_____，随其温度的升高___。 14、对流传热的热阻主要集中在______________,因 ____________________ 强化对流传热的重要途径。 15、工程上流体流经换热器的压降通常限定在__________Kpa。 二：问答题（30分） 1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？ 2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 3、采用多级压缩的优点有哪些？ 4、列管式换热器为何要进行热补偿？ 5、单层圆筒壁的内、外半径分别为1r和2r，壁表面温度分别为'T 和't，若't〈'T，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？ 三：计算题（50分） 1.增大传热的措施：1.增大传热面积 2.增大平均温差 3.提高传热系数 2.热量传递方式主要有：导热，热对流和热辐射 3.萃取剂的选择：a的大小反映了萃取剂对溶质A的萃取容易程度。若a>1，表示溶质A在萃取相中的相对含量比萃余相中高，萃取时组分A可以在萃取相中富集，a越大，组分A与B的分离越容易。若a=1，则组分A与B 在两相中的组成比例相同，不能用萃取的方法分离。 4.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动力，使原料中的某组分选择性地优先透过膜，从而达到混合物分离和产物的提取，浓缩，纯化等目的。条件：在选择分离因子时，应使其值大于1。如果组分A通过膜的速度大于组分B，膜分离因子表示为aA/B；反之。则为aB/A；如果aA/B=aB/A=1,则不能实现组分A与组分B的分离。 5. 离子交换速率的影响因素：1.离子的性质 2.树脂的交联度 3.树脂的粒径 4.水中离子浓度 5.溶液温度 6.流速或搅拌速率 6. 本征动力学方程实验测量中怎样消除对外扩散的影响：加大流体流动速度，提高流体湍流程度，可以减小边界层厚度，使边界的扩散阻力小到足以忽略的程度。 7. 吸附剂的主要特性：1.吸附容量大。2.选择性强。3.温定性好。4.适当的物理特性。5.价廉易得。 常见的吸附剂;活性炭,活性炭纤维,炭分子筛,硅胶,活性氧化铝,沸石分子筛 8. 固相催化反应过程：反应物的外扩散—反应物的内扩散—反应物的吸附—表面反应—产物的脱附—产物的内扩散—产物的外扩散 9. 测速管特点：测得的是点流速，特点：结构简单，使用方便，流体的能量损失小，因此较多地用于测量气体的流速，特别适用于测量大直径管路中的气体流速。当流体中含有固体杂质时，易堵塞测压孔。 孔板流量计特点：结构简单，固定安装，安装方便，但流体通过孔板流量计时阻力损失较大。 文丘里流量计特点：阻力损失小，尤其适用于低压气体输送中流量的测量；但加工复杂，造价高，且安装时流量计本身在管道中占据较长的位置。 转子流量计特点：必须垂直安装，流体自下而上流动，能量损失小，测量范围宽，但耐温，耐压性差。 10．物理吸收和化学吸收的区别 物理吸收仅仅涉及混合物分中某一祖分的简单传质过程，溶质在气液两相间的平衡关系决定了溶剂在相同传递过程的方向，极限以及传质推动力 化学吸收指溶剂A被吸收剂吸收后，继续与吸收剂或者其中的活性组分B发生化学反应，气液相际传质和液相内的化学反应同时进行 11.简述温室效应产生的机理（资料：地球和太阳表面温度的平均温度分别为 288K 和 5800K） 地球吸收太阳的辐射能量才能如此巨大的辐射能量，但是，太阳辐射在地球上的波长要远短于地球向空间辐射的波长，这种波长的变化扮演了温室效应中至关重要的角色。二氧化碳及其他温室气体对于来自太阳的短波相对透明，但是它们往往吸收那些由地球辐射出去的长波。所以在大气中积累的温室气体，就像一床包裹在地球表面的毯子，搅乱了地球的辐射平衡，导致地球温度升高。 12.为什么多孔材料具有保温性能？保温材料为什么需要防潮 多孔材料的孔隙中保留大量气体，气体的导热系数小，从而起到保温效果。水的导热系数较大，如果保温材料受潮，将会增大整体的导热系数，从而使得保温性能降低，所以要防潮. 13.球体在空气中运动，试分析在相同的逆压梯度下，不同流态的边界层对运动阻力的影响。 若球体体积较小，运动速度较快，球体主要受到阻力有摩擦阻力和形体阻力，且形体阻力占主导。在相同的逆压梯度下，层流边界层靠近壁面侧速度梯度小，边界层分离点靠前，尾流区较大，形体阻力大。而湍流边界层速度梯度大，边界层分离点后移，尾流区较小，形体阻力减小，运动阻力也相应减小。 14. ．某工业废气中含有氨，拟采用吸收法进行预处理。根据你所学的知识，分析提高氨去除效率的方法和具体措施 一、采用吸收能力较强的洗液，如酸性溶液；二、可采用喷雾等方法增大接触面积；三、适当增加压强；四、加快废气流速，加强扰动；五、逆向流动等等。 15. 边界层厚度:通常将流体速率达到来流速率99%时的流体层厚度定义为边界层厚度。 边界层分离的必要条件：黏性作用和逆压梯度。 层流边界层比湍流层更容易分离。 16.圆管层流流动的平均速率为最大速率的一半。 17.对于圆管层流流动的摩擦阻力，流量不变时，产生的能量损失:(1)当管长增加一倍时，阻力损失引起的压降增 1.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2.简述废物资源化的技术体系 资源化技术主要原理应用对象 焚烧 堆肥 离子交换 溶剂萃取 电解 沉淀 蒸发浓缩 沼气发酵 燃烧反应 生物降解作用 离子交换 萃取 电化学反应 沉淀 挥发 生物降解作用 有机固体废弃物的能源化 城市垃圾还田 工业废水、废液中金属的回收；废酸的再生利用 工业废水、废液中金属的回收；废酸的再生利用 工业废水、废液中金属的回收；废酸的再生利用 工业废水、废液中金属的回收 废酸的再生利用 高浓度有机废水/废液利用 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？ 1. 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 2.简述废物资源化的技术体系 资源化技术主要原理应用对象 焚烧 堆肥 离子交换溶剂萃取电解 沉淀 蒸发浓缩沼气发酵燃烧反应 生物降解作用 离子交换 萃取 电化学反应 沉淀 挥发 生物降解作用 有机固体废弃物的能源化 城市垃圾还田 工业废水、废液中金属的回收；废酸的再生利用 工业废水、废液中金属的回收；废酸的再生利用 工业废水、废液中金属的回收；废酸的再生利用 工业废水、废液中金属的回收 废酸的再生利用 高浓度有机废水/废液利用 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。环境工程原理课后答案
环境工程原理模拟试卷一及答案
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