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第一章水质与水体自净§第一节水的循环与污染1.水污染:水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等特性改变,影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象。
2.水污染分类:A按来源:工业、农业、生活、矿山废水B按性质:化学性污染、物理性污染、生物性污染§第二节水质指标和水质标准1.水质指标:水中杂质的种类、成分和数量,判断水质的具体衡量标准。
2.水质指标分类:(※不定项选择题)(1)物理性水质指标:A感官:温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度;B其他:总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率;(2)化学性水质指标:A 一般化学性:pH、碱度、硬度、阳离子、阴离子、总含盐量、一般有机物;B有毒化学性:重金属、氰化物、多环芳烃、农药;C氧平衡:DO、COD、BOD、TOD;(3)生物学水质指标:细菌总数、总大肠杆菌数。
①浑浊度:不溶性物体对光线透过时所产生的阻碍程度;②水中固体(蒸发残渣):一定温度下将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量;103~105℃时蒸发称“总固体”溶解固体:过滤后,取滤液103~105 ℃烘干后质量悬浮固体:过滤后,取滤渣103~105 ℃烘干后质量固定性固体:灼烧后残余物质的质量。
挥发性固体(灼烧减重):600 ℃蒸发干燥后固体失去的重量;总固体=固定性固体+挥发性固体总固体=溶解固体+悬浮固体< 例题1-1(P20) >③总含盐量:水体中所含各种溶解性矿物盐类的总量。
④碱度:水接受质子的能力。
引起碱度的离子:HCO3-、CO32-、OH-(最主要)HSiO3-、H2BO3-、HPO42-等测定方法:中和滴定法指示剂:酚酞(变色范围pH8.3);甲基橙(变色范围pH4.4)酚酞碱度(P):酚酞作指示剂,总碱度的一部分;甲基橙碱度(T):总碱度;碱度计算表1-3(P23);注意:水样先加酚酞酸液滴定到变色(P)后加甲基橙继续滴定到变色时所用H+物质的量为M非T,T=P+M;⑤硬度:由于能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合生成水垢的二价金属离子(钙和镁离子)的存在而产生的。
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环境工程学复习资料引言:环境工程学是一门研究人类活动对环境的影响及对环境进行保护和修复的学科。
它涉及到水、土壤和空气等环境组成的分析和处理,旨在提高环境质量和人类健康。
本文档旨在提供环境工程学的复习资料,帮助读者回顾相关的知识点和概念。
一、环境工程的基础知识1. 环境工程的定义和发展历程- 环境工程的定义和范畴- 环境工程的发展历程和重要里程碑2. 环境工程的原理和方法- 环境质量的评价和监测方法- 环境污染物的传输与转化机理- 环境工程治理技术的分类和应用二、环境污染的成因和影响1. 大气污染- 大气污染的主要污染物和来源- 大气污染对生态系统和健康的影响- 大气污染治理的技术和措施2. 水体污染- 水体污染的主要污染物和来源- 不同类型水体的污染特点和处理方法 - 水体污染对生态系统和人类健康的影响3. 土壤污染- 土壤污染的主要污染物和来源- 土壤污染的评价和监测方法- 土壤污染治理的技术和措施三、环境工程治理技术1. 大气污染治理技术- 大气污染的减排技术- 大气污染的防治措施- 大气污染治理工程案例分析2. 水体污染治理技术- 水体污染的净化技术- 水体污染的防治措施- 水体污染治理工程案例分析3. 土壤污染治理技术- 土壤污染的修复技术- 土壤污染的防治措施- 土壤污染治理工程案例分析四、环境保护法律法规和政策1. 环境保护法律法规- 环境保护法和相关法律法规- 环境影响评价法律法规- 废物管理和排放标准法律法规2. 环境保护政策和行动计划- 国家环境保护政策和行动计划- 地方环境保护政策和行动计划- 国际环境保护政策和行动计划结论:环境工程学是一门关注人类活动对环境的影响并提供相应解决方案的学科。
通过本文档的复习资料,读者可以重新回顾和理解环境工程学的基础知识、环境污染的成因与影响以及环境工程治理技术。
此外,了解环境保护法律法规和政策对于环境工程实践也非常重要。
希望读者能够通过本文档的学习,深化对环境工程学的理解,为环境保护和可持续发展做出贡献。
环境工程原理 复习资料

1.热量传递;2.衡算系统;3.物料总能量;4.空隙率;5.质量传递;6.离心分离因数;7.导热系数;8.导温系数;9.黑体;10.莫诺特方程;11.吸附平衡;12.传质单元;13.细胞产率系数;14.洗脱现象。
1.简述热量衡算方程的涵义。
2.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?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?4.穿透曲线。
5.简述漂移因子的涵义。
6.饱和系数K S。
7.简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。
8.简要分析颗粒在离心沉降过程中的受力情况。
9.过滤常数与哪些因素有关?10.双膜理论的基本论点是什么?1.沉淀池进水流量为5000 m3/d,悬浮物浓度为200 mg/L,出水悬浮物浓度为20 mg/L。
沉淀池排出的污泥含水率为99.8%,进入浓缩池停留一定时间后,排出的污泥含水率为96%,上清液中悬浮物含量为100 mg/L。
假设系统处于稳定状态,过程中没有生物作用。
污水和污泥的密度均为1000 kg/m3。
求整个系统的污泥产量和排水量,以及浓缩池上清液回流量。
2.外径为25 mm的钢管,其外壁温度保持350 ℃,为减少热损失,在管外包一层导热系数为0.2 W/(m·K)的保温材料。
已知保温层外壁对空气的对流传热系数近似为10 W/(m2·K),空气温度为20 ℃。
试求:(1)保温层厚度分别为2 mm、5 mm和7 mm时,每米管长的热损失及保温层外表面的温度;(2)保温层厚度为多少时热损失量最大?此时每米管长的热损失及保温层外表面的温度各为多少?(3)若要起到保温作用,保温层厚度至少为多少?设保温层厚度对管外空气对流传热系数的影响可忽略。
3.一套管式空气冷却器,空气在管外横向流过,对流传热系数为80 W/(m2·K);冷却水在管内流过,对流传热系数为5000 W/(m2·K)。
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环境工程原理复习资料环境工程原理是环境科学与工程中的重要部分,是环境保护工程师必须掌握的基础知识和技能。
环境工程原理主要包括水污染、空气污染、噪声污染、固体废弃物处理和环境监测等方面。
本文将就环境工程原理的复习资料进行探讨。
一、环境工程原理的基本概念环境工程原理是一门综合性学科,涉及多个学科领域。
其主要任务是研究环境保护的技术、方法和策略,以达到保护人类环境和生态系统的目的。
环境工程原理的理论基础包括物理学、化学、生物学、数学、计算机科学等方面。
在实践过程中,环境工程原理结合了机械工程、建筑工程、材料工程、电气工程等多个领域的技术手段。
二、环境工程原理的复习方法环境工程原理的学习和掌握需要付出较高的学习成本,需要深入理解各种理论知识和技术手段。
考虑到环境工程原理相关知识点繁多,我们需要采取科学有效的复习方法来提高学习效率。
具体的方法如下:1. 构建知识结构体系环境工程原理的相关知识点十分复杂,因此在学习的过程中需要按照思维导图的方法逐步梳理知识结构体系,以便将具体知识点融会贯通。
比如,在学习水污染处理时,先了解废水的来源、组成、性质等基本概念,接着朝着处理方法、处理设备、处理技术等方面学习,并将各种技术的原理、工作原理、应用场景等内容整合为一个完整的体系。
2. 练习解决实际问题环境工程原理不仅需要理论知识,更需要实践经验。
因此建议将所学知识运用到实际问题解决中,并在操作的过程中学习和巩固相关知识。
可以寻找一些相关实际问题,如水污染处理药剂的制定、设备故障维护等,通过分析问题并融合所学知识解决它们,提高教学质量和学习效果。
3. 多样化的学习方式在学习环境工程原理中,应该多途径、综合性地进行学习。
其中包括课堂讲解、实验课、考试、群体讨论、论文阅读等。
4. 复习考试题库环境工程原理所面对的考试难度较大,因此复习的考试题库一定不能忽视。
复习考试题库除了加强对所学知识点的掌握外,还能够有效提高解决实际问题的思维能力。
环境工程原理复习

环境工程原理复习第一章:绪论1. 水的化学处理法:中和法(酸碱反应)、化学沉淀法(沉淀反应、固液分离)、氧化法(氧化反应)、还原法(还原反应)、电解法(电解反应)、超临界分解法(热分解、氧化还原反应、游离基反应等)、气提法,吹脱法,萃取(污染物在不同相之间的分配)、吸附法(界面吸附)、离子交换法(离子交换)、电渗析法(离子迁移)、混凝法(电中和、吸附架桥作用)2. 废物资源化技术:焚烧(燃烧反应)、堆肥,沼气发酵(生物降解)、离子交换(离子交换)、溶剂萃取(萃取)、电解(电化学反应)、沉淀(沉淀)、蒸发浓缩(挥发)、湿式氧化、重力分选、离心分离、热解、微波热处理、破碎分选、气化发电、厌氧生物处理。
3 如何快速高效去除污染物:首先对隔离、分选、转化的方式进行优选组合,再对装置进行优化设计和对操作方式和操作条件进行优化,最后对介质的混合状态、流体流态进行优化和对物质能量的迁移和反应速率进行强化,从而达到污染物高效去除的目的。
5. 环境净化与污染控制技术原理:四大原理:隔离、分离、转化、稀释污染物处理工程的核心是利用隔离、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。
第二章:质量衡算和能量衡算:1. 质量衡算:(稳态系统)质量衡算的三要素,步骤计算P26三要素:划定衡算系统、确定衡算对象、确定衡算基准。
第三章:流体流动1.伯努利方程的作用:判定流动方向;选择流动机械;确定进出口断面的能量差。
2. 流体阻力损失的产生原因及影响因素:阻力损失起因于黏性流体的内摩擦力造成的摩擦阻力和物体前后压差引起的形体阻力。
流体阻力损失的影响因素:流体的流动形态、流体的性质、流体流过的距离、物体表面的粗糙度、物体的形状。
第四章:热量传递1. 热量传递主要有三种方式:热传导、对流传热和热辐射热传导又称热,使指通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。
对流传热指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之间的热传递过程。
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1.热量传递;2.衡算系统;3.物料总能量;4.空隙率;5.质量传递;6.离心分离因数;7.导热系数;8.导温系数;9.黑体;10.莫诺特方程;11.吸附平衡;12.传质单元;13.细胞产率系数;14.洗脱现象。
1.简述热量衡算方程的涵义。
2.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?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?4.穿透曲线。
5.简述漂移因子的涵义。
6.饱和系数KS。
7.简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。
8.简要分析颗粒在离心沉降过程中的受力情况。
9.过滤常数与哪些因素有关?10.双膜理论的基本论点是什么?1.沉淀池进水流量为5000 m3/d,悬浮物浓度为200 mg/L,出水悬浮物浓度为20 mg/L。
沉淀池排出的污泥含水率为99.8%,进入浓缩池停留一定时间后,排出的污泥含水率为96%,上清液中悬浮物含量为100 mg/L。
假设系统处于稳定状态,过程中没有生物作用。
污水和污泥的密度均为1000 kg/m3。
求整个系统的污泥产量和排水量,以及浓缩池上清液回流量。
2.外径为25 mm的钢管,其外壁温度保持350 ℃,为减少热损失,在管外包一层导热系数为0.2 W/(m·K)的保温材料。
已知保温层外壁对空气的对流传热系数近似为10 W/(m2·K),空气温度为20 ℃。
试求:(1)保温层厚度分别为2 mm、5 mm和7 mm时,每米管长的热损失及保温层外表面的温度;(2)保温层厚度为多少时热损失量最大?此时每米管长的热损失及保温层外表面的温度各为多少?(3)若要起到保温作用,保温层厚度至少为多少?设保温层厚度对管外空气对流传热系数的影响可忽略。
3.一套管式空气冷却器,空气在管外横向流过,对流传热系数为80 W/(m2·K);冷却水在管内流过,对流传热系数为5000 W/(m2·K)。
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3 (以气相分压差为推动力时) 在通常的吸收操作条件下,kG和kL的数值大致相当,而不同溶质的亨利系数值却相差很大。 对于易溶气体:H值很大,液膜阻力相对很小 ……称为气膜控制 用水吸收NH3、HCl等属于气膜阻力控制的传质过程。 对于难溶气体:H值很小, 液膜阻力相对很大 ……称为液膜控制 比如,用水吸收CO2, O2就属于液膜阻力控制的传质过程。 如果气膜、液膜传质阻力相当:两者都不可忽略,总传质速率由双膜阻力联合控制,比如,用水吸收SO2就属于这种情况。 *双膜理论: ① 相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面,界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜。 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。 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。 ⑵对流传热的影响因素 ①物性特征: a.流体的密度ρ或比热容Cp越大,流体与壁面间的传热速率越大; b.导热系数λ越大,热量传递越迅速; c.流体的粘度μ越大,越不利于流动,会削弱与壁面的传热。
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环境工程原理复习资料一、名词解释1、量纲和无量纲准数:(P20)描述物体或系统物理状态的可测量性质称为量纲,量纲是可测量的性质,而单位是测量的标准。
无量纲准数是由各种变量和参数组合而成的没有单位的群数。
2、通量:(P26)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。
3、平均速度的涵义:(P26)平均速度按体积流量的相等的原则定义,单位时间内以平均速度流过截面的流体体积与按实际上具有速度分布时流过同一截面的流体体积相等,其定义式为u m =∫u ⅆA A A =q νA4、衡算系统:(P27)用于分析质量迁移的特定区域,即衡算的空间范围,称为衡算系统。
衡算系统的大小和几何形状应按照便于研究问题的原则选取。
5、开放系统和封闭系统:(P35)当物质和能量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、可压缩流体与不可压缩流体:(P45)可压缩流体,流体体积随压力变化而变化,一般指气体;不可压缩流体,流体体积不随压力变化而变化,一般指液体。
7、边界层:(P58)实际流体沿固体壁面流动,紧贴壁面处存在非常薄的一层区域即边界层。
8、边界层分离:(P62)在某些情况下,如物体表面曲率较大时,往往会出现边界层与固体壁面相脱离的现象。
此时壁面附近的流体将发生倒流并产生漩涡,导致流体能量大量损失,这种现象称为边界层分离。
9、传热边界层:(P112)壁面附近因传热而使流体温度发生较大变化的区域,称为传热边界层,也称热边界层或温度边界层。
传质边界层:(P168)将壁面附近梯度较大的流体层称为传质边界层。
10、质量传递:(P155)是指物质在浓度差、温度差、压力差、电场或磁场场强差等的推动力作用下,从一处向另一处的转移。
11、主体流动:由于组分A 被溶剂吸收,使气相主体与相界面之间形成总压梯度,在梯度推动下,气相主体向界面处流动。
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物理吸收:如果气体溶质与吸收剂不发生明显反应,而是由于在吸收剂种的溶解度人而被吸收,成为物理吸收。
化学吸收:如果溶质与吸收剂(或其中的活性成分)发生化学反应被吸收。
吸附平衡:在一定条件下,当流体(气体或液体)和吸附剂接触,流体中的吸附质将被吸附剂所吸附。
当吸附速率和解吸速率相等时,气固相屮的吸附质浓度不再改变时。
反应操作:利用化学或生物反应进行工业牛产或污染物处理时,需要通过反应条件等的控制,使反应向有利的方向进行。
为达到这种目的而采取的一系列工程措施通称为反应操作。
导温系数:是物质的物理性质,它反映了温度变化在物体中的传播能力。
导热系数:是导热物质在单位面积、单位温度梯度下的导热速率、表明物质导热性的强弱, 即导热能力的人小。
绝对黑体:表示落在物体表面上的辐射能力能全部被物理吸收,这种物体称为绝对黑体。
黑体具有最大的吸收能力,也具有最大的耦射能力。
绝对白体:表示落在物体表面上的辐射能全部被反射出去,若入射角等于反射角,侧物体称为镜休,若反射情况为漫反射,该物体称为绝对口体。
化学平衡:化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中,化学反应正逆反应速度相等,反应物和生成物各组分浓度不在改变的状态。
1、环境学科的任务:环境学科是研究人类活动与环境质量关系的科学,其主要任务是研究人类与坏境的对立统一关系,认识两者Z间的作用与反作用,掌握其发展规律,从而保护坏境并使其向有利于人类的方向演变。
2、环境工程学的任务:利用环境学科与工程学的方法,研究环境污染控制理论、技术、措施和政策,以改善环境质屋,保证人类的身体健康、舒适的生存和社会的可持续发展。
3、环境工程学的研究对象: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、清洁牛产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。
4、污染物处理工程的核心:利用隔离、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。
5、环境工程学主要研究对象有:水质净化和水污染的防治和处理、大气质量净化和大气污染的防治和处理、固体废弃物污染的防治和资源利用、物理性污染的防治和处理、对自然资源的合理利用和保护、环境监测、环境质量的检测少评价。
6、阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线:首先对隔离、分选、转化的方式进行优选组合,再对装置进行优化设计和对操作方式和操作条件进行优化,最后对介质的混合状态、流体流态进行优化和对物质能量的迁移和反应速率进行强化,从而达到污染物髙效去除的目的。
7、当系统中流速、压力、密度等物理量只是位置的函数,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,称为非稳态系统。
8、用來描述物体或系统物理状态的可测量性质称为它的量纲。
量纲与单位的区别:量纲是可测虽:的性质;单位是测虽:的标准,用这些标准和确定的数值可以定量地描述量纲。
1、若冬季和夏季的室温均为18°C,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?首先,冬季和夏季最大的区别就是室外温度不一样。
夏季室外温度比室内高,因此通过墙壁的热量传递放向是室外传向室内。
冬季室外气温比室内低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。
因此冬季和夏季墙壁的内表面温度不同,夏季高冬季低。
因此,尽管冬季室内温度比夏季高,但人体在冬季通过的辐射•墙壁的散热要比夏季高得多。
人体对冷的感受主要是热散量高,因此在冬季比在夏季感觉冷。
2、热力学讨论的是:过程发牛的方向、所能达到的极限及推动力。
物理吸收仅仅涉及某一组分的简单传质过程。
溶质在气液两相间的平衡关系是研究吸收热力学的基础。
〃、双膜理论:相互接触的气液两相流体间存在着稳定的相界面,界面两侧分别冇一层虚拟的气膜和液膜。
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。
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,没冇传质阻力4、总传质速率方程表示了什么?传质速率与传质推动力成正比,与传质阻力成反比。
增加溶质的气相分压或者减少液相浓度,都可以增加传质推动力,从而增加传质速率。
化学反应对液相传质速率的影响可以用增大传质推动力或增大传质系数两种方法来表示。
5、吸附分离操作的分类按作用力性质分类:物理吸附和化学吸附。
按吸附剂再生方法分类: 变温吸附和变压吸附。
按原料组成分类:大吸附量分离和杂质去除。
按分离机理分类:位阻效应、动力学效应和平衡效应。
6、吸附剂的主要特性:吸附容量大:由于吸附过程发生在吸附剂表面,所以吸附容量取决于吸附剂表面积的大小。
选择性高:对要分离的冃的组分冇较大的选择性。
稳定性好:吸附剂应具有较好的热稳定性,在较高温度下解吸再生其结构不会发生太大的变化。
同吋,还应具有耐酸碱的良好化学稳定性。
适当的物理特性:适当的堆积密度和强度。
廉价易得7、气体吸附等温线测定方法:重量法、容量法8、液相吸附的特点:液相吸附的机理比气相复杂。
在吸附质发生吸附时,溶剂也有可能被吸附。
液相吸附影响因素包括:除温度和溶质浓度外,溶剂种类、吸附质的溶解度和离子化、各种溶质Z间的相互作用等。
9、吸附剂从流体中吸附吸附质的传质过程:(1)吸附质从流体主体扩散到吸附剂外表面一一外扩散(2)吸附质由吸附剂的外表面向微孔小的内表面扩散一一内扩散(3)吸附质在吸附剂的内部表而上被吸附。
10、动态吸附量与静态吸附量:动态吸附虽:在流体流动的情况下,流体和吸附剂之间的平衡关系,与体系及温度、压力、物质的传质速率、流体的流动形状以及吸附剂的形状尺寸等性质有关。
静态吸附量:静止时的吸附平衡(吸附等温线)。
动态吸附量一般小于静态吸附量。
11>离子交换树脂分类方法有多种:(1)按物理结构:凝胶型、大孔型和等孔型。
(2)按合成单体:苯乙烯系、酚醛系和内烯系等。
(3)按活性基团性质:阳离了交换树脂、阴离了交换树脂等。
12、离子交换树脂是具有特殊网状结构的高分子化合物,山空间网状结构骨架(即母体)和附着在骨架上的许多活性基团所构成。
13、离子交换速度的控制步骤:①边界水膜内的迁移②交联网孔内的扩散③离了交换④交联网内的扩散⑤边界水膜内的迁移。
离子交换速度实际上是由液膜扩散或者孔道扩散步骤控制。
14、离子交换速度的影响因素:(1)离子性质:(2)树脂的交联度:(3)树脂的粒径:(4)水小离子浓度:(5)溶液温度:(6)流速或搅拌速率:1、萃取分离的原理和特点是什么?原理:在欲分离的原料混合液屮加入一种与其不和溶或部分互溶的液体溶剂,形成两相体系, 在充分混合的条件下,利用混合液中被分离组分在两相屮分配差异的性质,使该组分从混合液转移到液体溶剂中,从而实现分离。
特点:①可在常温操作,无相变;②萃収剂选择适当可以获得较高分离效率;③对于沸点非常相近的物质可以进行有效分离;④混合液的溶质既可以是挥发性物质,也可以是非挥发性物质。
萃取剂的选择:1.萃取剂的选择性2.萃取剂的物理性质:3.萃取剂的化学性质4.萃取剂冋收的难易:5.废水常用的萃取剂:苯及焦油类、酯类、醇类。
2、膜分离过程的分类根据推动力的不同:压力差:微滤、超滤、反渗透、气体分离、渗透蒸发浓度差:渗析电位差:电渗析、膜电解温度差:膜蒸谓3、膜分离特点:1膜分离过程不发牛:相变,能耗较低,能量转化效率高。
2可在常温下进行,特别适于对热敏感物质的处理。
3不盂要投加其他物质,可节省化学药剂,并冇利于不改变分离物质原有的属性。
4在膜分离过程屮,分离和浓缩同时进行,能回收有价值的物质。
5膜分离装置简单,可实现连续分离,适应性强,操作容易且易于实现自动控制。
4、膜种类按分离机理分类:反应膜、离子交换膜、渗透膜等。
按膜的性质分类:天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜)。
按膜的形状分类:平板膜、管式膜、屮空纤维膜。
按膜的结构分类:对称膜、非对称膜和复合膜5、膜分离的特征通常用两个参数来表征:渗透性和选择性。
1 •渗透性:渗透性也称为通量和渗透速率,表示单位时间通过单位血积膜的渗透物的通量乙选择性:指膜将混合物中的组分分离开来的能力。
溶解■扩散模型:主要用于描述致密膜(无孔膜)的传递过程(渗透蒸发、气体分离)。
溶剂和溶质透过膜的过程分为3步:溶剂和溶质在膜上游侧吸附溶解;溶剂和溶质在化学位梯度下,以分子扩散形式透过膜;透过物在膜下游侧表面解吸。
溶剂和溶质的渗透能力取决于物质在膜中的溶解度和扩散系数。
即:渗透系数(K)=溶解度系数(H) X扩散系数(D)反渗透和纳滤:反渗透和纳滤是借助于半透膜对溶液屮相对低和对分了质最溶质的截留作用,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。
反渗透和纳滤过程机理:1•氢键理论2.优先吸附■毛细孔流机理:当水溶液与多孔膜接触吋, 如果膜的物化性质使膜对水貝有选择性吸水斥盐的作用,则在膜与溶液界血附近的溶质浓度就会急剧卜•降,而在膜界面上形成一层吸附的纯水层。
在压力作川卜,优选吸附的水就会渗透通过膜表而的毛细孔,从而获得纯水。
当膜毛细孔孔径接近或等于纯水层厚度r两倍时, 渗透通量最高;2r称为膜的“临界孔径” 3•溶解■扩散模型: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机理有:①在膜表血及微孔内被吸附(一次吸附);②在膜孔中停帘而被去除(阻塞);③在膜面被机械截帘(筛分)。
而一般认为物理筛分起主导作用浓差极化现象:当含有不同人小分了的混合液流动通过膜而时,在压力差的作用下,混合液小小于膜孔的组分透过膜,而人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,使边界层中的溶质浓度大大高丁主体溶液中的浓度,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血的溶质反向扩散到主体溶液中。
影响:但超滤过程中的浓差极化对通量的影响则十分明显。
一旦膜投入运行,浓差极化现象不可避免可逆说明凝胶层的形成过程以及对膜分离的影响。
凝胶层的形成过程:当胶体或人分了溶质在膜表面上的浓度超过其在溶液屮的溶解度时,便会在膜表面形成凝胶层。
影响:凝胶层一旦形成,膜表血上的凝胶层溶质浓度和主体溶液溶质浓度梯度即达到最大值, 此时,渗透速率就与超滤压差无关。
说明电渗析中浓差极化的形成过程以及极限电流密度的出现和影响。
电渗析过程的基本原理:电渗析屮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。
电渗析中的传递过程:反离子的迁移是主要的传递过程。
①反离子迁移②同性离子迁移③电解质的浓差扩散④水的(电)渗析⑤压差渗漏⑥水的电解离子交换膜的种类:(1)按活性基团分类:阳离了交换膜(简称阳膜)、阴离了交换膜(简称阴膜)和特种膜。