胡洪营《环境工程原理》（第2版）笔记和课后习题详解

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内容简介
目录
　第一章　绪论
　　1.1　复习笔记
　　1.2　课后习题详解
第一篇　环境工程原理基础
　第二章　质量衡算与能量衡算
　　2.1　复习笔记
　　2.2　课后习题详解
　第三章　流体流动
　　3.1　复习笔记
　　3.2　课后习题详解
　第四章　热量传递
　　4.1　复习笔记
　　4.2　课后习题详解
　第五章　质量传递
　　5.1　复习笔记
　　5.2　课后习题详解
第二篇　分离过程原理
　第六章　沉降
　　6.1　复习笔记
　　6.2　课后习题详解
　第七章　过滤
　　7.1　复习笔记
　　7.2　课后习题详解
　第八章　吸收
　　8.1　复习笔记
　　8.2　课后习题详解
　第九章　吸附
　　9.1　复习笔记
　　9.2　课后习题详解
　第十章　其他分离过程
　　10.1　复习笔记
　　10.2　课后习题详解
第三篇　化学与生物反应工程原理
　第十一章　反应动力学基础
　　11.1　复习笔记
　　11.2　课后习题详解
　第十二章　均相化学反应器
　　12.1　复习笔记
　　12.2　课后习题详解
　第十三章　非均相化学反应器
　　13.1　复习笔记
　　13.2　课后习题详解
　第十四章　微生物反应器
　　14.1　复习笔记
　　14.2　课后习题详解
　第十五章　反应动力学的解析方法
　　15.1　复习笔记
　　15.2　课后习题详解
                                                                                                                                                                                                    内容简介                                                                                            


本书是胡洪营主编的《环境工程原理》（第2版）的配套电子书，主要包括以下内容：
（1）梳理知识脉络，浓缩学科精华。本书每章的复习笔记均对该章的重难点进行了整理，并参考了国内名校名师讲授该教材的课堂笔记。因此，本书的内容几乎浓缩了该教材的所有知识精华。
（2）详解课后习题，巩固重点难点。本书参考大量相关辅导资料，对胡洪营主编的《环境工程原理》（第2版）的课后习题进行了详细的分析和解答，并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。
（3）精编考研真题，培养解题思路。本书从历年考研真题中挑选最具代表性的部分，并对之做了详尽的解析。所选考研真题涵盖了每章的考点和难点，考生可以据此了解考研真题的命题风格和难易程度，并检验自己的复习效果。
（4）免费更新内容，获取最新信息。本书定期会进行修订完善，补充最新的考研真题和答案。对于最新补充的考研真题和答案，均可以免费升级获得。
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内容预览
第一章　绪论
1.1　复习笔记
【知识框架】

【重点难点归纳】
一、环境问题与环境学科的发展
1．环境概念及分类
“环境”是一个相对的概念，它是与某个中心事物相关的周围事物的总称。环境学科中涉及的环境，其中心事物从狭义上讲是人类，从广义上讲是地球上所有的生物。
环境学科所研究的环境包括自然环境和人工环境两种。自然环境是直接或间接影响到人类和生物的所有自然形成的物质、能量和自然现象的总体，是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条件及自然资源的总称，它包括阳光、空气、水、土壤、岩石、温度和气候等自然因素，也包括微生物、高等生物等。
2．环境科学概念及体系
环境学科是研究人类活动与其环境质量关系的科学，其主要任务是研究人类与环境的对立统一关系，认识两者之间的作用与反作用，掌握其发展规律，从而保护环境，并使其向对人类有利的方向演变。
图1-1为环境学科的分科体系，其中，环境工程学是环境学科的一个重要分支。

图1-1　环境学科体系
二、环境工程学科体系与本课程的任务
1．环境工程学的发展及其学科体系
（1）环境工程学的任务
环境工程学的主要任务是利用环境学科、工程学、管理学和社会学的基本方法，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。
（2）环境工程学的学科体系（见图1-2）

图1-2　环境工程学的学科体系
2．“环境工程原理”课程的基本任务和定位
“环境工程原理”课程的主要任务是系统、深入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他污染控制工程中涉及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。
三、环境净化与污染控制技术体系
1．环境污染的种类（见图1-3）

图1-3　环境污染的主要类型
2．水质净化与水污染控制技术
（1）水中的主要污染物（见图1-4）
水污染根据污染物的不同可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染三大类。

图1-4　污水中污染物分类
（2）水中污染物的危害（见表1-1）
表1-1　水中污染物的危害

污染物	危害
无机污染物	①氮磷是导致湖泊、水库、海湾等封闭性水域富营养化的主要元素；  ②许多重金属对人体和水生生物有直接的毒害作用
可生物降解性污染物	①排入水体以后，在微生物的作用下得到降解，消耗水中的溶解氧，引起水体的缺氧和水生动物的死亡，破坏水体功能；  ②在厌氧条件下有机物被微生物降解产生H2S、NH3、低级脂肪酸等有害或恶臭物质，H2S会与铁等形成黑色沉淀，引起水体的“黑臭”现象
难生物降解性污染物	①难生物降解性污染物，如农药、卤代烃、芳香族化合物、聚氯联苯等，排入环境以后长时间滞留，并通过生物链对人体健康造成危害；  ②一些新兴污染物，如持久性污染物（POPs）、内分泌干扰物（EDCs）以及药品和个人护理用品（PPCPs）对环境危害较大

（3）水质净化与水污染控制技术
水处理，包括自来水净化处理、城市污水处理、工业废水处理、污染水体修复、地下水污染治理等，其基本目的是利用各种技术，将水中的污染物分离去除或将其转化为无害物质，使水得到净化。水处理的方法可以分为物理法、化学法和生物法三大类。
①水的物理处理方法（见表1-2）
表1-2　水的物理处理法



②水的化学处理方法（见表1-3）
表1-3　水的化学处理法


③水的生物处理方法（见表1-4）
表1-4　水的生物处理法




3．空气净化与大气污染控制技术
（1）空气中的污染物及其危害
空气中的污染物分类见图1-5。空气中的主要污染物不但能引起各种疾病，危害人体健康，还能引起大气组分的变化，导致气候变化，从而影响树木（森林）、农作物等的生长。

图1-5　空气中的污染物分类
（2）空气净化与大气污染控制技术
①技术分类（见表1-5）
表1-5　空气净化与大气污染控制技术的分类

分类	定义
分离法	指利用污染物与空气的物理性质的差异使污染物从空气或废气中分离的一类方法
转化法	指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，从而使空气或废气得到净化与处理的一类方法

②空气净化与废气处理技术（见表1-6）
表1-6　空气净化与废气处理技术

4．土壤净化与污染控制技术
（1）土壤污染物及其危害（见表1-7）
表1-7　土壤污染物的种类、来源及其危害

土壤污染物	具体内容
种类	重金属、挥发性有机物和原油等
来源	①土壤的重金属污染主要是由于人为活动或自然作用释放出的重金属经过物理、化学或生物的过程，在土壤中逐渐积累而造成的；  ②土壤的有机污染主要是由化学品的泄漏、非法投放、原油泄漏等造成的
危害	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被人或动物所吸入；  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

（2）污染土壤净化技术
由于土壤的化学成分以及物理结构复杂，污染土壤的净化比废水与废气处理困难得多。污染土壤的净化技术可分为物理法、化学法和生物法。几种代表性的土壤净化方法见表1-8。
表1-8　土壤净化与污染控制技术

5．固体废物处理处置与资源化
（1）固体废物的种类及其危害（见表1-9）
表1-9　固体废物的定义、种类及其危害

固体废物	具体内容
定义	指人类活动过程中产生的、且对所有者已经不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质
种类	①生产活动中产生的固体废物俗称废渣，我国制定的《固体废物管理法》中将其定义为工业固体废物；  ②在生活活动中产生的固体废物俗称垃圾，在《固体废物管理法》中将其定义为城市垃圾
危害	①通过雨水的淋溶和地表径流的渗沥，污染土壤、地下水和地表水，从而危害人体健康；  ②通过飞尘、微生物作用产生的恶臭，以及化学反应产生的有害气体等污染空气；  ③固体废物的存放和最终填埋处理占据大面积的土地等

（2）固体废物处理处置技术
固体废物的处理处置往往与其中所含可利用物质的回收、综合利用联系在一起。常用的固体废物处理处置技术如表1-10所示。
表1-10　固体废物处理处置技术

（3）废物资源化技术
废物的资源化途径可分为物质的再生利用和能源转化。根据资源化对象的性质及其存在形式和含量，需采取不同的资源化技术，几种废物资源化技术及其原理如表1-11所示。
表1-11　废物资源化技术

6．物理性污染控制技术
物理性污染主要包括噪声、电磁辐射、振动和热污染等，其主要控制技术包括隔离、屏蔽、吸收和消减技术等。
7．生物污染控制技术
（1）环境中的微生物种类
①环境中的微生物包括致病性微生物和非致病性微生物，能够引起疾病的微生物称为致病性微生物，包括细菌、病毒和原生动物等，由病原微生物起的污染是生物污染的主要类型；
②环境中的病原微生物一般并不是环境中原有的微生物，大部分是从外界环境污染而来，特别是人和其他温血动物的粪便污染。
（2）病原微生物污染控制技术
消毒是控制病原微生物污染的主要技术，常用的消毒技术及其原理见表1-12。另外，过滤（如砂滤、纳滤等）也具有一定的消毒作用，其主要原理是物理截留作用。
表1-12　常用的消毒技术及其原理

8．面源与移动源污染防治技术（见表1-13）
表1-13　面源与移动源污染防治技术的定义、分类及控制

要点	面源污染	移动源污染
定义	面源污染，又称非点源污染，是指污染物从非特定地点，在降水、融雪或排灌水的冲刷作用下，通过径流汇入地表水或渗入地下水，引发水污染的污染类型，面源污染具有“晴天积累，雨天排放”的显著特点	移动污染源是指因其本身动力而移动的污染源
分类	①农业面源污染物，来源主要是农田养分和农药等污染物流失、山林水土流失等；  ②城市面源污染，主要由地表径流冲刷城区地面和房顶累积的污染物引起，它随降雨而产生，污染排放具有间歇性	主要分道路型移动污染源和非道路移动污染源两大类
控制	①控制农业面源污染的工程型措施主要有人工湿地、植被过滤带和草地、河岸缓冲带、暴雨蓄积池和沉淀塘；  ②非工程型措施则有施肥管理、农药等有害物质综合管理、生物废弃物的资源化利用等	控制措施主要是控制发生源

四、环境净化与污染控制技术原理（见表1-14）
表1-14　环境净化与污染控制技术分类及原理

分类	原理	作用
稀释	毒性减轻	降低污染物浓度的一种方法，以减轻污染物对生物和人体的短期毒害作用，不改变污染物的分子结构和性质
隔离	阻拦、固化、稳定化	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，防止污染进一步扩大，不改变污染物的分子结构和性质
分离	不同介质间的迁移	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，不改变污染物的分子结构和性质
转化	化学、生物反应	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

五、“环境工程原理”课程的主要内容
1．提高污染治理工程效率的基本思路和技术路线
（1）污染治理工程的目的
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。“高效去除”不仅是指污染物的去除率高，也包括处理药剂等的资源利用率高和能源效率高；“快速去除”是指单位时间、单位体积装置的污染物去除量大，即去除速率快。
（2）提高污染治理工程效率的基本思路和技术路线（见图1-6）

图1-6　污染治理工程中实现高效、快速去除污染物的基本思路和技术路线
2．“环境工程原理”课程的主要内容
“环境工程原理”的主要研究对象是环境净化与污染控制工程的基本理论和技术原理，以及工程设计计算的基本理论和方法。
（1）环境工程原理基础
重点阐述环境工程学的基本概念和基本理论，主要内容包括物料与能量衡算以及流体流动、热量传递和质量传递过程基本理论等。
（2）分离过程与隔离原理
阐述沉淀、过滤、吸收、吸附、离子交换和膜分离等基本理论。
（3）化学与生物反应工程原理
阐述化学与生物反应力学及动力学、各类化学与生物反应器的解析及基本设计理论等。
六、“环境工程原理”的基本方法
“物料与能量衡算”、“微观过程解析”和“变化速率的数学表达”是环境工程原理分析问题的基本方法。“环境工程原理”分析问题的思路和基本方法及其关联如图1-7所示。

图1-7　“环境工程原理”分析问题的基本方法
1．物料衡算与能量衡算
物料衡算是指利用质量守恒原理，对某一环境系统内各种物质的输入、输出、积累和不同物质间的转化关系进行质量平衡关系分析和定量计算的一种方法；能量衡算是指利用能量守恒原理，对某一环境系统内的能量输入、输出和转化平衡关系进行分析和定量计算的一种方法。
2．微观过程解析
微观过程解析是指对某一宏观现象（过程），如吸附、吸收等分离过程和固相催化反应等转化过程进行剖析，揭示宏观现象（机理）的产生机制和微观步骤（微观过程）。
3．变化速率的数学表达
目的是实现宏观过程的定量计算，它是工程设计计算的基础。客观分析和掌握各个微观过程往往是建立数学表达的前提，但通常需要对微观过程进行科学、合理的简化，才能得到具体的数学表达式，同时大幅度简化计算过程，提高设计计算效率。

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