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包郵 環(huán)境工程原理(普通高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)系列教材)
作者：任洪強(qiáng)
開本：
16開
頁數(shù)：
368
本類榜單：工業(yè)技術(shù)銷量榜
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環(huán)境工程原理(普通高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)系列教材) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030640178
- 條形碼：9787030640178 ; 978-7-03-064017-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
環(huán)境工程原理(普通高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)系列教材) 內(nèi)容簡介
本書包括環(huán)境工程原理基礎(chǔ)、環(huán)境污染控制技術(shù)原理、環(huán)境工程智能化控制原理三部分內(nèi)容，系統(tǒng)介紹環(huán)境污染物控制和生態(tài)修復(fù)單元過程的基本原理、基本理論、典型設(shè)備、典型工藝及其應(yīng)用。其中，“環(huán)境工程原理基礎(chǔ)”部分主要包括物理和化學(xué)原理、微生物原理、反應(yīng)器及反應(yīng)器設(shè)計(jì)；“環(huán)境污染控制技術(shù)原理”部分主要包括廢水處理工程原理、廢氣處理工程原理、固體廢物處理與處置原理、土壤污染控制原理、物理性污染控制原理；“環(huán)境工程智能化控制原理”部分主要包括環(huán)境工程監(jiān)測原理和環(huán)境工程智能化概述。 本書可作為高等學(xué)校環(huán)境工程、給水排水工程及相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)的科研人員、設(shè)計(jì)人員、工程技術(shù)人員等參考。
環(huán)境工程原理(普通高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)系列教材) 目錄
目錄
前言
**章 環(huán)境工程原理及方法 1
**節(jié) 環(huán)境工程學(xué)概述 1
一、環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程學(xué) 1
二、環(huán)境工程學(xué)研究內(nèi)容和應(yīng)用新領(lǐng)域 2
第二節(jié) 環(huán)境工程原理的基本任務(wù)與研究方法 2
一、環(huán)境工程原理的基本任務(wù) 3
二、環(huán)境工程原理的研究方法 3
第三節(jié) 環(huán)境工程原理的主要內(nèi)容 4
一、環(huán)境工程原理基礎(chǔ) 4
二、環(huán)境污染控制技術(shù)原理 4
三、環(huán)境工程智能化控制原理 4
第四節(jié) 環(huán)境工程學(xué)發(fā)展趨勢(shì) 5
思考題 5
參考文獻(xiàn) 5
第二章 環(huán)境工程物理和化學(xué)原理 6
**節(jié) 質(zhì)量、能量和動(dòng)量衡算 6
一、質(zhì)量衡算 6
二、能量衡算 10
三、動(dòng)量衡算 14
第二節(jié) 流體內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15
一、流體的狀態(tài) 15
二、邊界層 16
第三節(jié) 熱量傳遞 17
一、熱量傳遞方式 17
二、熱傳導(dǎo) 18
三、換熱器的間壁傳熱過程 20
第四節(jié) 質(zhì)量傳遞 21
一、質(zhì)量傳遞基本原理 21
二、相間傳質(zhì) 23
第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng) 29
一、化學(xué)反應(yīng)基本概念 29
二、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 29
三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 32
四、氧化還原反應(yīng)與電化學(xué) 33
思考題 37
參考文獻(xiàn) 38
第三章 環(huán)境工程微生物原理 39
**節(jié) 環(huán)境工程微生物分類 39
一、原核生物 39
二、真核生物 43
三、病毒 44
第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質(zhì)和生理代謝 44
一、微生物的化學(xué)組成 44
二、微生物營養(yǎng)物質(zhì) 45
三、微生物營養(yǎng)類型 46
四、污染物的生物可降解性 47
五、污染物生物降解的影響因素 48
第三節(jié) 微生物在碳、氮、磷循環(huán)中的作用 50
一、碳循環(huán) 50
二、氮循環(huán) 51
三、磷循環(huán) 54
第四節(jié) 難降解污染物的微生物降解轉(zhuǎn)化 57
一、微生物對(duì)難降解污染物的降解潛力 57
二、有機(jī)污染物的降解 58
三、重金屬污染物的微生物轉(zhuǎn)化 63
第五節(jié) 微生物分子生物學(xué)原理 64
一、分子生物學(xué)概述 64
二、分子生物學(xué)技術(shù)介紹 65
思考題 69
參考文獻(xiàn) 69
第四章 反應(yīng)器及反應(yīng)器設(shè)計(jì) 71
**節(jié) 反應(yīng)器類型及特征 71
一、反應(yīng)操作 71
二、反應(yīng)器 72
三、化學(xué)反應(yīng)器類型及特征 73
四、生物反應(yīng)器類型及特征 77
五、酶反應(yīng)器類型及特征 79
第二節(jié) 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 80
一、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本概念和計(jì)算方法 80
二、生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)概念和方法 87
三、酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本概念及研究方法 92
第三節(jié) 反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理 98
一、均相化學(xué)反應(yīng)器 98
二、非均相化學(xué)反應(yīng)器 105
三、生物反應(yīng)器 108
四、酶反應(yīng)器 112
第四節(jié) 反應(yīng)器放大及應(yīng)用 113
一、反應(yīng)器放大 113
二、化學(xué)反應(yīng)器案例 114
三、酶反應(yīng)器案例 117
四、生物反應(yīng)器案例 118
思考題 118
參考文獻(xiàn) 119
第五章 廢水處理工程原理 120
**節(jié) 廢水中污染物的組分與污染指標(biāo) 120
第二節(jié) 混凝與沉淀 123
一、混凝 123
二、沉淀 126
第三節(jié) 過濾 133
一、表面過濾 133
二、深床過濾 136
三、膜過濾 140
第四節(jié) 吸附 146
一、吸附劑的種類 147
二、吸附原理 147
三、活性炭吸附動(dòng)力學(xué) 149
第五節(jié) 氧化 152
一、化學(xué)氧化 152
二、高級(jí)氧化 155
第六節(jié) 水生物處理 159
一、活性污泥法反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 159
二、生物膜法反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 162
三、厭氧生物處理反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 164
思考題 166
參考文獻(xiàn) 167
第六章 廢氣處理工程原理 168
**節(jié) 廢氣污染物去除技術(shù)概述 168
一、顆粒物去除技術(shù) 168
二、氣態(tài)污染物去除技術(shù) 169
第二節(jié) 顆粒物控制技術(shù)原理 170
一、顆粒物的理化性質(zhì) 170
二、顆粒捕集原理 172
第三節(jié) 氣態(tài)污染物控制原理 181
一、氣體擴(kuò)散 181
二、氣體吸收 182
三、氣體吸附 187
四、氣體催化凈化 193
思考題 200
參考文獻(xiàn) 200
第七章 固體廢物處理與處置原理 201
**節(jié) 固體廢物的概念、分類和危害 201
一、固體廢物的概念 201
二、固體廢物的分類 201
三、固體廢物的危害 201
第二節(jié) 固體廢物的物化處理 202
一、固體廢物的脫水與干化 202
二、固體廢物的焚燒 207
三、固體廢物的熱解 209
四、固體廢物的固化 210
第三節(jié) 固體廢物的生物處理 212
一、固體廢物的好氧堆肥 212
二、固體廢物的厭氧發(fā)酵 213
第四節(jié) 固體廢物的*終處置 214
一、固體廢物處置基本概念 214
二、填埋場容量和場地規(guī)模估算 214
三、滲透水體積估算 215
四、填埋氣體產(chǎn)生量和速率估算 216
第五節(jié) 危險(xiǎn)廢物處理處置技術(shù) 217
一、危險(xiǎn)廢物的基本概念 217
二、危險(xiǎn)廢物的處理方法 217
第六節(jié) 固體廢物處理處置新技術(shù) 220
一、等離子體技術(shù) 220
二、超臨界水氧化技術(shù) 221
三、共處置技術(shù) 223
思考題 223
參考文獻(xiàn) 223
第八章 土壤污染控制原理 225
**節(jié) 土壤污染概述 225
一、土壤組成 225
二、土壤環(huán)境污染及其特點(diǎn) 226
第二節(jié) 土壤環(huán)境污染物的遷移轉(zhuǎn)化 228
一、污染物的土壤環(huán)境過程 228
二、污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化 236
第三節(jié) 土壤污染修復(fù)技術(shù) 249
一、土壤污染修復(fù)概述 249
二、土壤環(huán)境的自凈作用 250
三、污染土壤修復(fù)技術(shù) 253
思考題 259
參考文獻(xiàn) 259
第九章 物理性污染控制原理 261
**節(jié) 概述 261
一、物理性污染的種類及危害 261
二、物理性污染的特點(diǎn) 262
三、環(huán)境物理性污染控制工程 262
四、環(huán)境物理性污染控制工程研究的發(fā)展趨勢(shì) 263
第二節(jié) 環(huán)境噪聲污染控制 264
一、環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)原理 264
二、環(huán)境噪聲控制技術(shù) 271
第三節(jié) 環(huán)境振動(dòng)污染控制 274
一、環(huán)境振動(dòng)測量與評(píng)價(jià)原理 274
二、環(huán)境振動(dòng)污染控制技術(shù) 279
第四節(jié) 環(huán)境放射性污染控制 285
一、環(huán)境放射性污染評(píng)價(jià)原理 286
二、環(huán)境放射性污染防治技術(shù) 290
第五節(jié) 環(huán)境電磁輻射污染控制 291
一、電磁輻射的監(jiān)測 292
二、環(huán)境電磁輻射污染控制技術(shù) 292
第六節(jié) 環(huán)境熱污染控制 293
一、溫室效應(yīng) 294
二、熱島效應(yīng) 294
三、環(huán)境熱污染防治措施 296
第七節(jié) 環(huán)境光污染控制 299
一、環(huán)境光污染評(píng)價(jià)原理與標(biāo)準(zhǔn) 299
二、環(huán)境光污染的防治 301
思考題 302
參考文獻(xiàn) 303
第十章 環(huán)境工程監(jiān)測原理 304
**節(jié) 概述 304
一、環(huán)境工程監(jiān)測目的和主要內(nèi)容 304
二、環(huán)境工程監(jiān)測的特點(diǎn) 305
第二節(jié) 水污染治理工程監(jiān)測 306
一、水污染治理工程監(jiān)測概述 306
二、水樣的采集 311
三、水樣的保存 314
第三節(jié) 大氣污染治理工程監(jiān)測 316
一、大氣污染治理工程監(jiān)測概述 316
二、大氣樣品處理過程及方法 323
第四節(jié) 土壤和固體廢物治理工程監(jiān)測 330
一、土壤治理工程監(jiān)測方案的制訂 330
二、固體廢物治理工程中的環(huán)境監(jiān)測 337
第五節(jié) 物理性污染監(jiān)測 344
一、噪聲污染監(jiān)測 344
二、放射性污染監(jiān)測 347
第六節(jié) 環(huán)境監(jiān)測管理和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證 350
一、環(huán)境監(jiān)測管理 350
二、實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證 352
思考題 353
參考文獻(xiàn) 353
第十一章 環(huán)境工程智能化概述 354
**節(jié) 環(huán)境質(zhì)量智能監(jiān)控和應(yīng)急處置 354
一、污染物監(jiān)測系統(tǒng) 354
二、信息采集和傳輸系統(tǒng) 355
三、用于存儲(chǔ)環(huán)境信息的云數(shù)據(jù)中心 356
四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 358
五、智能預(yù)警和應(yīng)急處置系統(tǒng) 360
第二節(jié) 水處理系統(tǒng)在線監(jiān)測與工藝優(yōu)化 360
一、水處理系統(tǒng)在線監(jiān)測 360
二、水處理系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù) 362
三、水處理系統(tǒng)監(jiān)測和控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 363
第三節(jié) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧環(huán)保 364
一、智慧環(huán)保概述 364
二、智慧環(huán)保的應(yīng)用 366
三、智慧環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì) 367
思考題 367
參考文獻(xiàn) 367
前言
**章 環(huán)境工程原理及方法 1
**節(jié) 環(huán)境工程學(xué)概述 1
一、環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程學(xué) 1
二、環(huán)境工程學(xué)研究內(nèi)容和應(yīng)用新領(lǐng)域 2
第二節(jié) 環(huán)境工程原理的基本任務(wù)與研究方法 2
一、環(huán)境工程原理的基本任務(wù) 3
二、環(huán)境工程原理的研究方法 3
第三節(jié) 環(huán)境工程原理的主要內(nèi)容 4
一、環(huán)境工程原理基礎(chǔ) 4
二、環(huán)境污染控制技術(shù)原理 4
三、環(huán)境工程智能化控制原理 4
第四節(jié) 環(huán)境工程學(xué)發(fā)展趨勢(shì) 5
思考題 5
參考文獻(xiàn) 5
第二章 環(huán)境工程物理和化學(xué)原理 6
**節(jié) 質(zhì)量、能量和動(dòng)量衡算 6
一、質(zhì)量衡算 6
二、能量衡算 10
三、動(dòng)量衡算 14
第二節(jié) 流體內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15
一、流體的狀態(tài) 15
二、邊界層 16
第三節(jié) 熱量傳遞 17
一、熱量傳遞方式 17
二、熱傳導(dǎo) 18
三、換熱器的間壁傳熱過程 20
第四節(jié) 質(zhì)量傳遞 21
一、質(zhì)量傳遞基本原理 21
二、相間傳質(zhì) 23
第五節(jié) 化學(xué)反應(yīng) 29
一、化學(xué)反應(yīng)基本概念 29
二、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 29
三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 32
四、氧化還原反應(yīng)與電化學(xué) 33
思考題 37
參考文獻(xiàn) 38
第三章 環(huán)境工程微生物原理 39
**節(jié) 環(huán)境工程微生物分類 39
一、原核生物 39
二、真核生物 43
三、病毒 44
第二節(jié) 微生物營養(yǎng)物質(zhì)和生理代謝 44
一、微生物的化學(xué)組成 44
二、微生物營養(yǎng)物質(zhì) 45
三、微生物營養(yǎng)類型 46
四、污染物的生物可降解性 47
五、污染物生物降解的影響因素 48
第三節(jié) 微生物在碳、氮、磷循環(huán)中的作用 50
一、碳循環(huán) 50
二、氮循環(huán) 51
三、磷循環(huán) 54
第四節(jié) 難降解污染物的微生物降解轉(zhuǎn)化 57
一、微生物對(duì)難降解污染物的降解潛力 57
二、有機(jī)污染物的降解 58
三、重金屬污染物的微生物轉(zhuǎn)化 63
第五節(jié) 微生物分子生物學(xué)原理 64
一、分子生物學(xué)概述 64
二、分子生物學(xué)技術(shù)介紹 65
思考題 69
參考文獻(xiàn) 69
第四章 反應(yīng)器及反應(yīng)器設(shè)計(jì) 71
**節(jié) 反應(yīng)器類型及特征 71
一、反應(yīng)操作 71
二、反應(yīng)器 72
三、化學(xué)反應(yīng)器類型及特征 73
四、生物反應(yīng)器類型及特征 77
五、酶反應(yīng)器類型及特征 79
第二節(jié) 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 80
一、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本概念和計(jì)算方法 80
二、生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)概念和方法 87
三、酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本概念及研究方法 92
第三節(jié) 反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理 98
一、均相化學(xué)反應(yīng)器 98
二、非均相化學(xué)反應(yīng)器 105
三、生物反應(yīng)器 108
四、酶反應(yīng)器 112
第四節(jié) 反應(yīng)器放大及應(yīng)用 113
一、反應(yīng)器放大 113
二、化學(xué)反應(yīng)器案例 114
三、酶反應(yīng)器案例 117
四、生物反應(yīng)器案例 118
思考題 118
參考文獻(xiàn) 119
第五章 廢水處理工程原理 120
**節(jié) 廢水中污染物的組分與污染指標(biāo) 120
第二節(jié) 混凝與沉淀 123
一、混凝 123
二、沉淀 126
第三節(jié) 過濾 133
一、表面過濾 133
二、深床過濾 136
三、膜過濾 140
第四節(jié) 吸附 146
一、吸附劑的種類 147
二、吸附原理 147
三、活性炭吸附動(dòng)力學(xué) 149
第五節(jié) 氧化 152
一、化學(xué)氧化 152
二、高級(jí)氧化 155
第六節(jié) 水生物處理 159
一、活性污泥法反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 159
二、生物膜法反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 162
三、厭氧生物處理反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 164
思考題 166
參考文獻(xiàn) 167
第六章 廢氣處理工程原理 168
**節(jié) 廢氣污染物去除技術(shù)概述 168
一、顆粒物去除技術(shù) 168
二、氣態(tài)污染物去除技術(shù) 169
第二節(jié) 顆粒物控制技術(shù)原理 170
一、顆粒物的理化性質(zhì) 170
二、顆粒捕集原理 172
第三節(jié) 氣態(tài)污染物控制原理 181
一、氣體擴(kuò)散 181
二、氣體吸收 182
三、氣體吸附 187
四、氣體催化凈化 193
思考題 200
參考文獻(xiàn) 200
第七章 固體廢物處理與處置原理 201
**節(jié) 固體廢物的概念、分類和危害 201
一、固體廢物的概念 201
二、固體廢物的分類 201
三、固體廢物的危害 201
第二節(jié) 固體廢物的物化處理 202
一、固體廢物的脫水與干化 202
二、固體廢物的焚燒 207
三、固體廢物的熱解 209
四、固體廢物的固化 210
第三節(jié) 固體廢物的生物處理 212
一、固體廢物的好氧堆肥 212
二、固體廢物的厭氧發(fā)酵 213
第四節(jié) 固體廢物的*終處置 214
一、固體廢物處置基本概念 214
二、填埋場容量和場地規(guī)模估算 214
三、滲透水體積估算 215
四、填埋氣體產(chǎn)生量和速率估算 216
第五節(jié) 危險(xiǎn)廢物處理處置技術(shù) 217
一、危險(xiǎn)廢物的基本概念 217
二、危險(xiǎn)廢物的處理方法 217
第六節(jié) 固體廢物處理處置新技術(shù) 220
一、等離子體技術(shù) 220
二、超臨界水氧化技術(shù) 221
三、共處置技術(shù) 223
思考題 223
參考文獻(xiàn) 223
第八章 土壤污染控制原理 225
**節(jié) 土壤污染概述 225
一、土壤組成 225
二、土壤環(huán)境污染及其特點(diǎn) 226
第二節(jié) 土壤環(huán)境污染物的遷移轉(zhuǎn)化 228
一、污染物的土壤環(huán)境過程 228
二、污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化 236
第三節(jié) 土壤污染修復(fù)技術(shù) 249
一、土壤污染修復(fù)概述 249
二、土壤環(huán)境的自凈作用 250
三、污染土壤修復(fù)技術(shù) 253
思考題 259
參考文獻(xiàn) 259
第九章 物理性污染控制原理 261
**節(jié) 概述 261
一、物理性污染的種類及危害 261
二、物理性污染的特點(diǎn) 262
三、環(huán)境物理性污染控制工程 262
四、環(huán)境物理性污染控制工程研究的發(fā)展趨勢(shì) 263
第二節(jié) 環(huán)境噪聲污染控制 264
一、環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)原理 264
二、環(huán)境噪聲控制技術(shù) 271
第三節(jié) 環(huán)境振動(dòng)污染控制 274
一、環(huán)境振動(dòng)測量與評(píng)價(jià)原理 274
二、環(huán)境振動(dòng)污染控制技術(shù) 279
第四節(jié) 環(huán)境放射性污染控制 285
一、環(huán)境放射性污染評(píng)價(jià)原理 286
二、環(huán)境放射性污染防治技術(shù) 290
第五節(jié) 環(huán)境電磁輻射污染控制 291
一、電磁輻射的監(jiān)測 292
二、環(huán)境電磁輻射污染控制技術(shù) 292
第六節(jié) 環(huán)境熱污染控制 293
一、溫室效應(yīng) 294
二、熱島效應(yīng) 294
三、環(huán)境熱污染防治措施 296
第七節(jié) 環(huán)境光污染控制 299
一、環(huán)境光污染評(píng)價(jià)原理與標(biāo)準(zhǔn) 299
二、環(huán)境光污染的防治 301
思考題 302
參考文獻(xiàn) 303
第十章 環(huán)境工程監(jiān)測原理 304
**節(jié) 概述 304
一、環(huán)境工程監(jiān)測目的和主要內(nèi)容 304
二、環(huán)境工程監(jiān)測的特點(diǎn) 305
第二節(jié) 水污染治理工程監(jiān)測 306
一、水污染治理工程監(jiān)測概述 306
二、水樣的采集 311
三、水樣的保存 314
第三節(jié) 大氣污染治理工程監(jiān)測 316
一、大氣污染治理工程監(jiān)測概述 316
二、大氣樣品處理過程及方法 323
第四節(jié) 土壤和固體廢物治理工程監(jiān)測 330
一、土壤治理工程監(jiān)測方案的制訂 330
二、固體廢物治理工程中的環(huán)境監(jiān)測 337
第五節(jié) 物理性污染監(jiān)測 344
一、噪聲污染監(jiān)測 344
二、放射性污染監(jiān)測 347
第六節(jié) 環(huán)境監(jiān)測管理和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證 350
一、環(huán)境監(jiān)測管理 350
二、實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證 352
思考題 353
參考文獻(xiàn) 353
第十一章 環(huán)境工程智能化概述 354
**節(jié) 環(huán)境質(zhì)量智能監(jiān)控和應(yīng)急處置 354
一、污染物監(jiān)測系統(tǒng) 354
二、信息采集和傳輸系統(tǒng) 355
三、用于存儲(chǔ)環(huán)境信息的云數(shù)據(jù)中心 356
四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 358
五、智能預(yù)警和應(yīng)急處置系統(tǒng) 360
第二節(jié) 水處理系統(tǒng)在線監(jiān)測與工藝優(yōu)化 360
一、水處理系統(tǒng)在線監(jiān)測 360
二、水處理系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù) 362
三、水處理系統(tǒng)監(jiān)測和控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 363
第三節(jié) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧環(huán)保 364
一、智慧環(huán)保概述 364
二、智慧環(huán)保的應(yīng)用 366
三、智慧環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì) 367
思考題 367
參考文獻(xiàn) 367
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環(huán)境工程原理(普通高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)系列教材) 節(jié)選
**章 環(huán)境工程原理及方法 本章導(dǎo)讀 本章主要介紹環(huán)境工程原理的學(xué)科定位、基本任務(wù)與研究方法，環(huán)境工程原理的主要內(nèi)容以及未來發(fā)展趨勢(shì)。目的是使讀者從總體上把握環(huán)境工程原理及方法。學(xué)習(xí)本章應(yīng)注意從宏觀上把握環(huán)境工程原理的基本任務(wù)及主要內(nèi)容，培養(yǎng)解決環(huán)境工程問題的基本思路和技術(shù)方法，并結(jié)合相關(guān)學(xué)科發(fā)展了解環(huán)境工程原理的發(fā)展動(dòng)態(tài)。 **節(jié) 環(huán)境工程學(xué)概述 一、環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程學(xué) 環(huán)境科學(xué)是為了解決人類面臨的環(huán)境問題而產(chǎn)生，隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)發(fā)展而逐步形成的綜合性科學(xué)體系，其主要任務(wù)是研究在人類活動(dòng)的影響下環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律和環(huán)境變化對(duì)人類生存的影響，以及保護(hù)和改善環(huán)境質(zhì)量的理論、技術(shù)和方法。 環(huán)境科學(xué)涉及的內(nèi)容豐富，與自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中許多重要學(xué)科相互滲透、相互交叉，因而形成了許多分支學(xué)科(圖1-1)，如環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境地學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境物理學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境管理學(xué)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境法學(xué)等。 圖1-1 環(huán)境科學(xué)的分支學(xué)科 環(huán)境科學(xué)是一門正在蓬勃發(fā)展的科學(xué)，隨著環(huán)境問題的發(fā)展和人類認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深化，環(huán)境科學(xué)的研究范圍和內(nèi)涵不斷擴(kuò)展，各分支學(xué)科也必將不斷地充實(shí)與完善。 環(huán)境工程學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)分支，又是工程學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它源于早期的土木工程、衛(wèi)生工程、化學(xué)工程等學(xué)科，又融入了其他自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的原理和方法，是一門運(yùn)用環(huán)境科學(xué)及工程學(xué)、管理學(xué)和社會(huì)學(xué)的基本方法，研究保護(hù)和合理利用自然資源，控制和防治環(huán)境污染與生態(tài)破壞，以改善環(huán)境質(zhì)量，使人們得以健康、舒適地生存與發(fā)展的學(xué)科。 近三十年來，環(huán)境工程學(xué)的發(fā)展非常迅速，反應(yīng)工程、應(yīng)用微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物工程、計(jì)算機(jī)與信息工程及社會(huì)學(xué)的各個(gè)學(xué)科都向其滲透，其學(xué)科理論體系日趨完善、學(xué)科分支日趨擴(kuò)展，目前已經(jīng)成為具有鮮明特色的、獨(dú)立的學(xué)科體系。 二、環(huán)境工程學(xué)研究內(nèi)容和應(yīng)用新領(lǐng)域 傳統(tǒng)認(rèn)為，環(huán)境工程學(xué)是研究污染防治技術(shù)的原理和方法的學(xué)科。近年來，隨著環(huán)境治理和生態(tài)保護(hù)力度的加大，以及“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念的提出，環(huán)境工程學(xué)的內(nèi)涵不斷豐富，不僅包括水質(zhì)凈化與水污染控制工程、大氣(包括室內(nèi)空氣)污染控制工程、固體廢物處理處置與管理工程、土壤污染控制工程、物理性污染(熱污染、輻射污染、噪聲、振動(dòng))控制工程、自然資源的合理利用與保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等傳統(tǒng)的內(nèi)容，還包括生態(tài)修復(fù)工程、清潔生產(chǎn)、污染預(yù)防與全過程污染控制工程，以及環(huán)境規(guī)劃與管理、環(huán)境系統(tǒng)工程等。環(huán)境工程學(xué)的研究內(nèi)容和應(yīng)用新領(lǐng)域見圖1-2。 圖1-2 環(huán)境工程學(xué)研究內(nèi)容和應(yīng)用新領(lǐng)域 第二節(jié) 環(huán)境工程原理的基本任務(wù)與研究方法 環(huán)境工程原理是我國高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程于2003年在清華大學(xué)首先開設(shè)，受到積極關(guān)注。2004年8月，教育部高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在四川大學(xué)召開的會(huì)議上將“環(huán)境工程原理”列為高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)九門核心課程之一。2007年起，教育部高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)起草制定的《環(huán)境工程專業(yè)規(guī)范》和《環(huán)境工程專業(yè)認(rèn)證補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》中均明確規(guī)定“環(huán)境工程原理”為專業(yè)課程。 2017年以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，明確要培養(yǎng)適應(yīng)未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型人才，為新時(shí)期環(huán)境工程原理課程的發(fā)展指明了方向。 一、環(huán)境工程原理的基本任務(wù) 環(huán)境工程原理以環(huán)境工程學(xué)中污染物控制和生態(tài)修復(fù)過程為研究對(duì)象，研究內(nèi)容包括過程的原理、基本理論、典型設(shè)備、典型工藝及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用。該課程教學(xué)的基本任務(wù)是： (1) 正確理解污染物控制和生態(tài)修復(fù)過程的基本原理，了解典型設(shè)備的構(gòu)造、性能和操作方法，經(jīng)濟(jì)有效地滿足特定處理過程的要求。 (2) 熟悉單元過程及設(shè)備的計(jì)算方法，能正確使用各種常用的工程計(jì)算圖表、工具書和資料。 (3) 掌握單元過程的基本規(guī)律，初步具備選擇適宜操作條件、探索強(qiáng)化過程途徑的能力。 (4) 了解環(huán)境工程單元過程的新發(fā)展、新技術(shù)、新工藝及相關(guān)學(xué)科的新發(fā)展。 環(huán)境工程原理不僅是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程，也是環(huán)境科學(xué)、給水排水工程及其他相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。 二、環(huán)境工程原理的研究方法 環(huán)境工程原理通過總結(jié)凝練共性技術(shù)原理及工程設(shè)計(jì)計(jì)算基本理論，為環(huán)境污染控制及生態(tài)修復(fù)工程等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。它遵循“宏觀現(xiàn)象—微觀機(jī)理—數(shù)學(xué)表達(dá)”的基本思路，以提高環(huán)境污染控制和生態(tài)修復(fù)效率為根本目標(biāo)(宏觀過程)，通過小試/中試實(shí)驗(yàn)研究，分析反應(yīng)過程物質(zhì)及能量流動(dòng)，解析各微觀反應(yīng)過程機(jī)理及控制因素，建立簡化數(shù)學(xué)模型，為宏觀過程的定量計(jì)算(反應(yīng)器及工程設(shè)計(jì))提供理論依據(jù)。在環(huán)境工程的研究中，常采用兩種基本的學(xué)習(xí)研究方法，即實(shí)驗(yàn)研究方法和數(shù)學(xué)模型方法。 (一) 實(shí)驗(yàn)研究方法 環(huán)境工程的過程往往十分復(fù)雜，涉及的影響因素很多，各種影響因素不能用迄今已掌握的物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)等基本原理定量地分析預(yù)測，必須通過實(shí)驗(yàn)來解決，具體分析方法包括量綱分析和相似理論方法。對(duì)于較復(fù)雜的環(huán)境工程過程，一般采用逐級(jí)放大的方法，即先在小型裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定各種因素的影響規(guī)律和適宜的工藝條件，然后進(jìn)行較大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，*后進(jìn)行大裝置的設(shè)計(jì)，逐級(jí)放大的級(jí)數(shù)或每級(jí)的放大倍數(shù)根據(jù)情況而異，主要依靠理論分析與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 (二) 數(shù)學(xué)模型方法 用數(shù)學(xué)模型方法研究環(huán)境工程過程時(shí)，首先要在充分認(rèn)識(shí)過程機(jī)理的基礎(chǔ)上建立簡化的物理模型；然后用數(shù)學(xué)方法來描述此物理模型得到數(shù)學(xué)模型，再用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法求解數(shù)學(xué)模型，得到反映過程特性的參數(shù)(模型參數(shù))；*后通過實(shí)驗(yàn)求出模型參數(shù)并檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目煽啃浴Ｔ摲椒▽儆诎肜碚摪虢?jīng)驗(yàn)的方法，近年來，隨著計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的求解成為可能，因此該方法已逐步發(fā)展成為主要的研究學(xué)習(xí)方法。 第三節(jié) 環(huán)境工程原理的主要內(nèi)容 環(huán)境工程原理充分吸收和借鑒了流體力學(xué)、傳遞過程原理、化工原理、反應(yīng)工程原理、生物工程等課程(學(xué)科)的比較成熟的理論，但它又是基于環(huán)境污染治理系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立在環(huán)境污染控制工程基礎(chǔ)上的一門獨(dú)立的課程，有其明確的目標(biāo)和課程任務(wù)，其研究對(duì)象、理論體系和工程目標(biāo)等與上述學(xué)科有明顯的區(qū)別。環(huán)境工程原理的主要內(nèi)容包括：環(huán)境工程原理基礎(chǔ)、環(huán)境污染控制技術(shù)原理、環(huán)境工程智能化控制原理。 一、環(huán)境工程原理基礎(chǔ) 環(huán)境工程原理基礎(chǔ)重點(diǎn)闡述環(huán)境工程學(xué)的基本原理，主要內(nèi)容包括環(huán)境工程物理和化學(xué)原理、環(huán)境工程微生物原理、反應(yīng)器及反應(yīng)器設(shè)計(jì)。 環(huán)境工程物理和化學(xué)原理主要介紹質(zhì)量和能量衡算等環(huán)境工程中分析問題的基本方法，以及流體的動(dòng)量傳遞和熱量、質(zhì)量傳遞的基礎(chǔ)理論。 環(huán)境工程微生物原理主要介紹環(huán)境工程微生物基礎(chǔ)、生理代謝和生態(tài)學(xué)等基本知識(shí)，以及環(huán)境工程微生物應(yīng)用過程中的分子生物學(xué)原理，包括分子生物學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)、DNA指紋技術(shù)、微生物原位雜交技術(shù)、16S rRNA序列分析技術(shù)及宏基因組技術(shù)。 反應(yīng)器及反應(yīng)器設(shè)計(jì)主要介紹化學(xué)反應(yīng)、酶反應(yīng)及生物反應(yīng)的計(jì)量學(xué)、動(dòng)力學(xué)及其研究方法、各種均相與非均相反應(yīng)器，并結(jié)合污染控制實(shí)例闡述反應(yīng)器在實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)、基本內(nèi)容及放大特征。 二、環(huán)境污染控制技術(shù)原理 環(huán)境污染控制技術(shù)原理主要以各環(huán)境要素的污染控制為核心，重點(diǎn)闡述廢水處理工程原理、廢氣處理工程原理、固體廢物處理與處置原理、土壤污染控制原理、物理性污染控制原理。 廢水處理工程原理主要介紹廢水處理中各個(gè)單元操作如混凝、沉淀、化學(xué)氧化、膜分離、生物處理的基本原理。 廢氣處理工程原理主要介紹工業(yè)廢氣顆粒污染物和氣態(tài)污染物控制技術(shù)的基本原理。 固體廢物處理與處置原理主要介紹固體廢物處理與處置過程中物化處理、生物處理及*終處置等單元過程的基本原理。 土壤污染控制原理主要介紹污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化特征，以及土壤污染修復(fù)單元過程的基本原理。 物理性污染控制原理主要介紹物理性污染控制單元過程的基本原理。 三、環(huán)境工程智能化控制原理 借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，現(xiàn)階段環(huán)境保護(hù)已轉(zhuǎn)向數(shù)字環(huán)保、智慧環(huán)保階段。本書介紹的主要內(nèi)容包括環(huán)境工程監(jiān)測原理和環(huán)境工程智能化概述。 環(huán)境工程監(jiān)測原理主要介紹水污染治理工程監(jiān)測、大氣污染治理工程監(jiān)測、土壤和固體廢物治理工程監(jiān)測及物理性污染監(jiān)測的基本原理，以及環(huán)境監(jiān)測管理和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證要求。 環(huán)境工程智能化概述主要介紹環(huán)境工程智能化在環(huán)境監(jiān)測和水處理領(lǐng)域的應(yīng)用以及基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧環(huán)保的原理和應(yīng)用實(shí)例，并對(duì)環(huán)境工程智能化控制的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。 第四節(jié) 環(huán)境工程學(xué)發(fā)展趨勢(shì) 伴隨世界范圍內(nèi)的科技創(chuàng)新、生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略需求和環(huán)境工程領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)，未來環(huán)境工程學(xué)的發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)： (1) 在環(huán)境工程基礎(chǔ)原理方面，趨向于膜、光(太陽光)、電、磁、超導(dǎo)、超聲等物理新技術(shù)原理以及微生物原位識(shí)別、多組學(xué)、高通量解析新技術(shù)原理的應(yīng)用。 (2) 在環(huán)境污染控制技術(shù)原理方面，趨向于以綠色化、資源化和系統(tǒng)化為導(dǎo)向的自然與生態(tài)學(xué)或水、土、氣、生等多介質(zhì)污染協(xié)同控制原理的應(yīng)用，以及借助生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)、工程技術(shù)、數(shù)理科學(xué)的進(jìn)步開發(fā)復(fù)合污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控原理并推廣應(yīng)用。 (3) 在環(huán)境工程智能化控制原理方面，趨向于基于化學(xué)自組裝、生物芯片、納米材料等發(fā)展出的新一代環(huán)境傳感技術(shù)，以高通量、高內(nèi)涵、快速準(zhǔn)確為核心的立體監(jiān)測技術(shù)，以及以“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)等支撐的環(huán)境信息傳輸、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與融合處理技術(shù)原理的應(yīng)用。 思考題 1. 闡述環(huán)境工程學(xué)的主要任務(wù)及其學(xué)科體系。 2. 環(huán)境工程原理課程的任務(wù)是什么？ 3. 環(huán)境工程原理的研究方法有哪些？ 4. 闡述提高污染物控制工程效率的基本思路和技術(shù)路線。 參考文獻(xiàn) 賀文智， 李光明. 2014. 環(huán)境工程原理. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 胡洪營， 張旭， 黃霞， 等. 2015. 環(huán)境工程原理. 3版. 北京: 高等教育出版社. 李永峰， 陳紅. 2012. 現(xiàn)代環(huán)境工程原理. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 威廉W納扎洛夫， 莉薩 阿爾瓦雷斯-科恩. 2006. 環(huán)境工程原理. 漆新華， 劉春光， 譯. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 張暉， 吳春篤. 2011. 環(huán)境工程原理. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社. 周長麗. 2007. 環(huán)境工程原理. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社. Davis M L， Masten S J. 2007. 環(huán)境科學(xué)與工程原理. 王建龍， 譯. 北京: 清華大學(xué)出版社. 第二章 環(huán)境工程物理和化學(xué)原理 本章導(dǎo)讀 傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)的單元操作所涉及的物理化學(xué)原理包括“傳質(zhì)、傳熱、動(dòng)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)”(三傳一反)。而在環(huán)境工程過程中涉及的污染物在水、氣、固各個(gè)介質(zhì)中的濃度普遍比較低，所以可以將環(huán)境中的污染介質(zhì)視為污染物的稀釋溶液(或氣體、固體等)，從而利用一些化工原理中的基本分析方法來描述水處理、廢氣處理和固體廢物處置過程所涉及的物理和化學(xué)原理。基于此思想，本章將從環(huán)境流體的質(zhì)量衡算、能量衡算、動(dòng)量衡算、流體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)等基本原理出發(fā)，闡述環(huán)境工程中分析問題的物理和化學(xué)基本理論及其方法。 **節(jié) 質(zhì)量、能量和動(dòng)量衡算 一、質(zhì)量衡算 質(zhì)量衡算又稱物料衡算，其理論基礎(chǔ)在于物質(zhì)既不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失，但是物質(zhì)的存在形式可以轉(zhuǎn)換(如發(fā)生化學(xué)和生物
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