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。
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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：