第九章 吸附
9.1 25℃，101.3kPa 下，甲醛气体被活性炭吸附的平衡数据如下： q/[ g(气体)?g(活性炭)-1] 0 0.1 0.2 0.3 0.35 气体的平衡分压 /Pa
267
1600
5600
12266
试判断吸附类型，并求吸附常数。
如果25℃，101.3kPa 下，在1L 的容器中含有空气和甲醛的混合物，甲醛的分压为12kPa ，向容器中放入2g 活性炭，密闭。忽略空气的吸附，求达到吸附平衡时容器内的压力。
解：由数据可得吸附的平衡曲线如下
图9-1 习题9.1图中吸附平衡线
由上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir 或Freundlich 型。 由
11111m m
q q k p q =+，整理数据如下 1/q 10 5 3.3 2.86 1/p
0.00374
0.00062
0.00018
0.00008
作1/q 和1/p 的直线
图9-2 习题9.1图中1/q －1/p 的关系曲线
由ln 1/ln ln q n p k =+，整理数据如下：
ln p 5.59 7.38 8.63 9.41 ln q
-2.30
-1.61
-1.20
-1.05
作ln q 和ln p 的直线
图9-3 习题9.1图 ln q 和ln p 的关系曲线
由以上计算可知，用Freundlich 等温方程拟合更好一些。同时计算参数如下： 1/n=0.3336，n=3，lnk=-4.1266，k=0.016，所以等温线方程为1/30.016q p = 题设条件下，甲醛的物质的量为120000.001
0.00488.314298
pV n RT ?===?mol 质量为0.0048300.144m =?=g
假设达到吸附平衡时吸附量为
q ，则此时的压力为
()0.14428.314298/30
0.001
q p -??=
将1/30.016q p =代入，可以求得89p =Pa
所以此时甲醛的平衡分压已经很低，如果忽略的话，可以认为此时容器内的压力为101.31289.3-=kPa
9.2 现采用活性炭吸附对某有机废水进行处理，对两种活性炭的吸附试验平衡数据如下：
平衡浓度COD /(mg?L -1) 100
500
1000
1500
2000
2500
3000
A 吸附量/ [mg?g(活性
炭)-1]
55.6 192.3 227.8 326.
1
357.1
378.8 394.7
B 吸附量/[mg?g(活性
炭)-1]
47.6 181.8 294.1 357.
3
398.4 434.8
476.2 试判断吸附类型，计算吸附常数，并比较两种活性炭的优劣。 解：由数据可得吸附的平衡曲线如下：
Langmuir 吸附等温线方程为()11/1m q k q k ρρ=+，变形后可得11
m
m
q
q k q ρ
ρ
=
+
，整理数据如下：
ρ 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 ρ/q(A) 1.80 2.60 4.39 4.60 5.60 6.60 7.60 ρ/q(B)
2.10
2.75
3.40
4.20
5.02
5.75
6.30
作ρ/q 和ρ的直线
图9-4 习题9.2图吸附等温线
由直线可知，用Langmuir 吸附等温线方程可以很好地拟合吸附曲线。 分别求得方程的常数为
活性炭A ： 1/q m =0.0019，q m =526，1/k 1q m =1.8046，k 1=0.00105 活性炭B ： 1/q m =0.0015，q m =667，1/k 1q m =1.9829，k 1=0.00076
比较两种活性炭的吸附平衡常数，可以看到B 的饱和吸附量要大于A ，比表面积较大，吸附容量比较大；而A 的吸附系数比较大，吸附的性能较好。
9.3 有一初始浓度（比质量分数）为Y 0的流体，要求用吸附剂将其浓度降低到Y 2（对应的固体相的吸附质比质量分数为X 2）。试证明：两级错流吸附比单级吸附节约吸收剂。
证明：对单级吸附，由物料衡算有()()0220G Y Y L X X -=-
所以吸附剂的用量为()()0220/L G Y Y X X =--
对于二级错流吸附，第一级吸附剂用量为1L ，一级流出流体的浓度为1Y ，第一级吸附剂用量为2L ，一级流出流体的浓度为2Y
假设两级所用吸附剂总量为T L ，12T L L L =+，两级的物料衡算方程分别为
()()01110G Y Y L X X -=- ()()12221G Y Y L X X -=-
两式相加，并且设21L mL =
可得()()()0210201T G Y Y L m X X X X m -=
-+-????
+??
，
因为()()1020X X X X ->- 所以
()()()()
1020202011m X X X X m X X X X m m
-+--+->++
即
()()
()1020201m X X X X X X m
-+->-+ 所以
()()()()
()
020********G Y Y G Y Y m X X X X X X m
--<-+--+
上式即为T L L <
9.4 用活性炭固定床对生物处理出水进行深度处理，已知生物处理出水COD 浓度为100mg/L ，要求活性炭吸附后出水COD 浓度达到5mg/L 。在不同的空床速度和床层高度下，测得的穿透时间如下：
（1）求不同空床流速下的Bohart-Adams 公式的参数，并作空床流速对这些参数的曲线。
（2）在进水浓度和处理要求相同的情况下，求空床速度为12m/h ，床层高度为1.5m 时的穿透时间（认为此时仍然符合Bohart-Adams 公式）。
解：（1）固定床的穿透时间与床高的关系式为b t Bz A =-，其中0
0N B v
ρ=
， 001
ln 1B A K ρρρ??=
- ???
，由实验数据，作t b 和z 的直线
图9-6 习题9.4图t b 和z 的关系曲线
由直线的斜率和截距可以计算得到不同空床流速下的Bohart-Adams 公式的参数，
空床流速对这些参数的曲线如下
图9-7 习题9.4图空床流速与N0，K ，Z A 的关系
（2）当空床速度为12m/h ，由上图可以查得N 0=10.3×105 mg/L ，K =11.7×10-5 L/(mg·h)，可以求得B=858，A=251.2
此时的Bohart-Adams 公式为858251.2b t z =-
当塔高为1.5m 时，穿透时间为 858 1.5251.21035.8b t =?-=h
第十章 其他分离过程
10.1 用H 型强酸性阳离子交换树脂去除质量浓度为5%的KCl 溶液，交换平衡时，从交换柱中交换出来的H 离子的摩尔分数为0.2，试计算K 离子的去除
率。已知++K H K =2.5，溶液密度为1025 kg/m 3。
解：溶液中K +的摩尔浓度为
[K +]=501000/0.68874.51025????= ? ?????
mol/L
()
()
()()
10.21 2.510.21K K K K H K K K y x x K
x x y +++++++
+
--=
=
=--
所以0.09K x +=
K 离子的去除率为110.090.91K x +-=-=
10.2用H 型强酸性阳离子树脂去除海水中的Na +、K +离子（假设海水中仅存在这两种阳离子），已知树脂中H +离子的浓度为0.3mol/L ，海水中Na +、K +离子的浓度分别为0.1mol/L 和0.02mol/L ，求交换平衡时溶液中Na +、K +离子的浓度。已知
3.0
K
H K +
+=，
2.0Na
H K +
+
=。
解：()
()
1 3.01K K K H K K y x K
x y +++++
+
-=
=-，()()1 2.01Na Na Na H Na Na y x K
x y ++
+
+++
-=
=- 同时()
0.30.11Na Na y x ++=-，()0.30.021K K y x ++
=-
联立以上几式，求得
0.023K x +=，0.162Na x +=
所以平衡时溶液中的浓度Na +为0.0162 mol/L ，K +为0.00046 mol/L
10.3 某强碱性阴离子树脂床，床层空隙率为0.45，树脂颗粒粒度为0.25mm ，孔隙率为0.3，树脂交换容量为2.5mol/m 3，水相原始浓度1.2mol/m 3，液相与树脂相离子扩散系数分别为2
1 3.410D -=?m 2/h 、3
2.110r D -=? m 2/h ，溶液通过树脂床的
流速为4m/h 。试判断属哪种扩散控制。
解：彼克来准数
()()3
02
140.125100.008931310.45 3.410b ur Pe D ε--??===-?-??
Vermeulen 准数
1/2
011032
1/22
4.824.8 2.5 2.110 3.4100.30.008922.253.410 1.20.452r P b q D D Ve Pe
D c εε-----??=
+= ???
???????+?= ?????
所以属于液膜扩散控制。
10.4已知某条件下，丙酮（A ）—水（B ）—氯苯（S ）三元混合溶液的平衡数据如下：
根据以上数据：
（1）在直角三角坐标图上绘出溶解度曲线、联结线和辅助曲线； （2）依质量比组成绘出分配曲线（近似认为前五组数据B 、S 不互溶）； （3）水层中丙酮浓度为45%时，水和氯苯的组成： （4）与上述水层相平衡的氯苯层的组成；
（5）如果丙酮水溶液质量比浓度为0.4kg(A)/kg(B)，而且B/S=2.0，萃取剂为纯氯苯，在分配曲线上求出组分A 在萃余相中的组成；
（6）由0.12kg 氯苯和0.08kg 水构成的混合液中，加入多少丙酮可以使三元混合液成为均相溶液。
解：做图并依图解答，解略。
10.5 用三氯乙烷做萃取剂萃取污水中某种有机物（质量分数为0.3），原料液的流量为1000kg/h ，萃取剂的用量为800kg/h ，分别采用单级萃取和二级错流萃取（每级萃取剂用量相同），求萃取后萃余相中该有机物的含量。分配曲线如下图所示。
图10-1 习题10.5图示
解：（1）单级萃取
原液中丙酮的质量比为()0.3/10.30.428mF X =-= 操作线的斜率为()
100010.3/0.875800
B S ?--=-
=-
在分配曲线图上，过（0.428，0）作斜率为-0.875的操作线，交分配曲线于点（X mR ，Y mE ），即可以得到萃余相的组成，X mR =0.22。
所以萃余相中，丙酮的质量分数为0.18
图10-2 习题10.5图的操作线1
（2）二级错流
二级错流时，每级萃取剂的用量相同，所以每级操作线的斜率为
()
100010.3/ 1.75400
B S ?--=-
=-
在分配曲线图中过（0.428，0）作斜率为-1.75的第一级操作线，交分配曲线于点（X m1，Y m1），此点的坐标为第一级萃余相和萃取相的组成，然后过（X m1，0）作第一级操作线的平行线交分配曲线于（X m2，Y m2），即得到二级错流萃余相的组成X m2=0.145。
所以，萃余相中丙酮的质量分数为0.127。
图10-3 习题10.5图的操作线2
由于作图的缘故，最后的结果可能会有差异。
10.6 假设萃取剂S 和稀释剂B 完全不互溶，在多级错流萃取的情况下，如果平衡关系可以用Y kX =表示，且各级萃取剂用量相等，证明所需的理论级数为
()()
ln /ln 1/mF mN X X N kS B =
+
式中S 为每级萃取剂用量，XmN 为溶质A 在萃余相中的终浓度。 证明：在多级错流萃取中，每级的操作线方程可以分别表示如下（假设Y m0=0）：
()11m m mF B
Y X X S =-
-，因为11Y kX =，所以()
11/mF m X X kS B =
+ ()221m m m B
Y X X S =-
-，所以，()
22
1/mF m X X kS B =+ 。。。 。。。
()1mn mn mn B
Y X X S -=-
-，所以，()
1/mF mn n
X X kS B =+
所以()1/n
mF
mn
X kS B X +=
两边取对数，得()()ln 1/ln /mF mn n kS B X X += 所以()
()
ln /ln 1/mF mn X X n kS B =+
10.7 用45kg 纯溶剂S 萃取污水中的某溶质组分A ，料液处理量为39kg ，其中组分A 的质量比为0.3
mF
X
=，而且S 与料液组分B 完全不互溶，两相平衡方
程 1.5m m Y X =，分别计算单级萃取、两级错流萃取（每级萃取剂用量相同）和两级逆流萃取组分A 的萃出率。
解：（1）单级萃取
料液中B 的量为303.1/39==B kg 根据物料衡算mF mE mR B X S Y B X ?=?+? 又因为 1.5mE mR Y X =
所以萃余相溶质质量比为300.3
0.0921.530 1.545
mF mR BX X B S ?===++?
所以溶质A 的萃出率为69.3% （2）两级错流
两级错流的情况下，每级的萃取剂用量为22.5kg 则第一级萃余相的浓度为11300.3
0.141.530 1.522.5
mF mR BX X B S ?=
==++?
因为第一级的萃余相浓度就是第二级的原料液浓度，因此可以计算第二级的萃余相浓度
122300.14
0.0661.530 1.522.5
mR mR BX X B S ?=
==++?
因此溶质A 的萃出率为78% （3）两级逆流 两级逆流的物料衡算为
()()112mF m m m B X X S Y Y ?-=?- ，()122m m m B X X SY ?-= 又根据相平衡方程 1.5m m Y X = 由以上三个方程式可以求得
036.02=X
所以溶质A 的萃出率为88%
10.8 采用多级逆流萃取塔，以水为萃取剂，萃取甲苯溶液中的乙醛。原料液流量为1000kg/h ，含有乙醛0.15，甲苯0.85（质量分数）。如果甲苯和水认为完全不互溶，乙醛在两相中的分配曲线可以表示为 2.2m m Y X =。如果要求萃余相中乙醛的含量降至0.01，试求：
（1）最小萃取剂用量；
（2）如果实际使用的萃取剂为最小萃取剂的1.5倍，求理论级数。 解：（1）原料液中乙醛的质量比为()0.15/10.150.176mF X =-= 最终萃余相中乙醛的质量比为()0.01/10.010.01mn X =-=
所以多级逆流操作的的操作线方程为过点（0.01，0）和点（0.176，Y m1）的直线，当点（0.176，Y m1）在分配曲线上时，对应最小萃取剂的用量。
此时，1 2.20.1760.387m Y =?= 所以操作线的斜率为max 0.387
2.210.175
δ== 最小萃取剂用量为min max
10000.85
384.62.21
B
S δ?=
=
=kg/h
（2）如果萃取剂的用量为 1.5384.6576.9S =?=kg/h 操作线的斜率为
850 1.47576.9
B S == 于是可以得到操作线和分配曲线图，用作图法可以求得理论级数为5。
图10-4 习题10.8图多级逆流萃取塔操作线和分配曲线图
10.9 用反渗透过程处理溶质为3%（质量分数）的溶液，渗透液含溶质为150×10-6。计算截留率β和选择性因子α，并说明这种情况下哪一个参数更适用。
解：溶质的量很少，可以忽略溶质对溶液体积和总摩尔数的影响，所以 截留率：
0.030.00015
0.9950.03
β-=
=
选择性因子：
//0.03/0.97
206/0.00015/0.99985
A B A B A B y y x x α=
== 在溶质的量与溶液相比很少，选择性因子很大时，采用截留率表征分离情况，结果更为清晰，容易理解。
10.10 用膜分离空气（氧20%，氮80%），渗透物氧浓度为75%。计算截留率β和选择性因子α，并说明这种情况下哪一个参数更适用。
解：氮气截留率：
80%25%
0.687580%
β-=
=
选择性因子：
//0.75/0.25
12/0.2/0.8
y y x x α=
=
=氧氮氧氮氧氮
由于分离的两个组分总体数量相差不大，两个参数比较，选择性因子更能反映膜分离空气的效率，所以这个参数更适用。
10.11含盐量为9000 mg(NaCl)/L 的海水，在压力5.6MPa 下反渗透脱盐。在25℃下，采用有效面积为12cm 2的醋酸纤维素膜，测得水流量为0.012cm 3/s ，溶质浓度为450mg/L 。求溶剂渗透系数、溶质渗透系数和脱盐率（已知该条件下，渗透压系数为1.8×103MPa ）。
解；原料液含盐摩尔分数0.0027AF x = 渗透液含盐摩尔分数0.00014AP x =
所以渗透压31.810(0.00270.00014) 4.61π?=??-=MPa 溶剂通量为51.010V N -=?m 3/(m 2s)
所以溶剂渗透系数5
5322321.010 1.0110m /(m sMPa) 3.6410m /(m hMPa)5.6 4.61
W K ---?==?=?-
溶质通量为57.6910n N -=?mol/(m 2s)
溶质渗透系数5
7-37.6910 5.2610m/s=1.8910m/h 153.87.69
A K --?=
=??- 脱盐率153.87.69
0.95153.8
β-==
10.12 20℃，20MPa 下，某反渗透膜对5000mg/L 的NaCl 溶液的截留率为90%，已知膜的水渗透系数为4.8×10-5g/（cm 2·s·MPa ），求30MPa 下的截留率。
解：进料侧盐摩尔浓度为5
0.0855mol/L 58.5
F c =
= 透过侧盐摩尔浓度为()10.00855mol/L P F c c β=-= 膜两侧的渗透压差为()MPa 375.01000
00855.00855.02293314.8=-???=
?π
由式（10.3.22），可得溶质渗透系数
()()
()541 4.810200.3750.1 1.0510/0.9
W A K p K cm s πββ
--?-?-??-?=
==?
假设当膜两侧压力为30MPa 时，截留率为β1 此时，膜两侧的渗透压差为1
18.31429320.08550.421000
βπβ?????=
=
所以()()()
()51154
14.810300.424.810300.42 1.0510W W A K p K p K πββπβ---?-???-==?-?+??-+? 可求得193.1%β=
10.13 用微滤膜处理某悬浮液，0.1MPa 下，滤膜的清水通量为150L/(m 2 h)，已知悬浮颗粒为0.1μm 的球形微粒，当滤饼层的厚度为6μm ，空隙率为0.2时，滤膜的通量为40 L/(m 2 h)，求此时的过滤压差。
解：微滤膜的阻力为61233
0.1103600 2.41015010 1.010m W p R N μ--???===????m -1 滤饼的比阻力为()()
()2
2
182
23
63
110.2180180 1.44100.1100.2c
p r d εε---=?
=?
=???m -2
滤饼的阻力为126181064.81061044.1?=???==-c c c l r R m -1 所以题中所求条件下的过滤压差为
()()3
31264010 1.010 2.48.64100.12310Pa 0.123MPa
3600
W m c p N R R μ--??=+=???+?=?=
10.14采用电渗析的方法除盐，已知料液的NaCl 浓度为0.3mol/L ，实验测得
传质系数为2
7.810bl
bl
D δ-=?m/s ，膜中Cl -离子的迁移数为0.52，边界层中Cl -离子迁移
数为0.31，求该电渗析过程的极限电流密度。
解：由式（10.3.43）得极限电流密度：
()23
3lim
17.81026.80.310 2.99100.520.31
bl b bl m bl ZD fc i t t δ-?????===?--A/m 2
第十一章 反应动力学基础
11.1根据间歇操作、半间歇操作及连续操作的特点，画出在下列反应器中或反应器出口处反应物A 的浓度随时间（或位置）的变化曲线。
d. 管式连续反应器（给出
C A 随位置的变化）e. 三级串联槽式连续反应器（给出
C A1 ,C A2,C A3随时间的变化）A
(d)(e)
图11-1 习题11.1图示
(a)间歇反应器(t =0,c A =c A0)；(b)半间歇反应器(t =0,c A =c A0,c B =0)； (c)槽式连续反应器；(d)管式连续反应器（给出c A 随位置的变化）；(e)三级串联槽式连续反应器（给出 c A1，c A2，c A3随时间的变化）
解：
t
t
c
t
c
(a) (b) (c)
x
c
t
c
(d) (e)
图11-2 习题11.1图中各类反应器中A 的浓度随时间的变化曲线
11.2 对于按反应式(1)和(2)进行的平行串联反应，设反应开始时系统中的总摩尔数为n 0，A 、B 、Q 、P 的摩尔数分别为：n A0、n B0、n Q0、n P0，A 和B 的摩尔分数分别为z A0和z B0。试给出t 时刻时A 和B 的摩尔分数z A 和z B 以及A 在反应(1)和(2)的转化率x A1和x A2之间的关系。
A+B=Q
(1) A+2Q=P
(2)
解：对于反应式（1）（2）有
)1(A2A1A0A x x n n --= A1A0B0B x n n n -=
A2A2P0P x n n n += A2A0A1A Q0Q 2x n x n n n -+=
A2A0A2A1A01A 0t x n x n n n δδ-+=
其中：
11)
11(11-=+-=
A δ 21
)21(12
-=+-=A δ
所以，t 时刻时A 和B 的摩尔分数为
201021021)
1(A A A A A A A A x z x z x x z z ----=
2
0101
0021A A A A A A B B x z x z x z z z ---=
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。 1.7《环境工程原理》课程的任务是什么？ 解：该课程的主要任务是系统、深入地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它污染控制工程中涉及到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，为相关的专业课程打下良好的理论基础。 第二章质量衡算与能量衡算 2.1某室内空气中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
制药工程原理与设备总 复习题 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
中药制药工程原理与设备：是运用化学工程学的原理与方法，研究和探讨中药制药过程中的原料、半成品到成品，利用相应的设备进行加工的过程和方法的一门学科。 单元操作：没有化学反应的纯物理过程的加工处理。 1．依据雷诺准数从高到低，管内流动流体的流动状态可划分为湍流、过渡流、层流。 2.对于液体，温度升高，黏度减小；对于气体，温度升高，黏度增大。 3.大气压强为×104Pa时，真空度1×104Pa对应的绝对压强是×104Pa。 定态流动：指任一点上流速、压强等物理量均不随时间而变，仅随位置而变。 非定态流动：指流体流速、压强等物理量随时间而变。 理想流体：若流体流动时没有流动阻力，即流体的流动阻力为零，这种流体称为 =绝对压强—大气压 粘滞力：运动着的流体内部相邻两流体层间的相互作用力。是流体粘性的表现, 称为粘滞力或粘性摩擦力。 粘性：流体在运动状态时抗拒内在向前运动的特性。 如何根据Re值的大小来判断流体在圆形直管内的流动状态雷诺公式：Re=Du ρ/μ m 、流体密度ρ和动力粘度μ）， Re<=2000（μ：动力粘度；D: 管内径；流速u m 时，层流；Re>=4000时，湍流；2000 第I 篇 习题解答 第一章 绪论 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 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 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。 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。 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。 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。 《环境工程原理》课程的任务是什么 《环境工程原理》试题库 试题一 二：填空题（18分） 1、某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=__8.7 02mH , ___pa 41053.8?_______Pa. 该地区的大气压为720mmHg 。 2、常温下水的密度为10003m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以53 10310.11000.3.1.0?===-μρdu R e s m 3 速度流动，其流动类型为 _湍流___。 3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以_层流、过渡流和湍流__. 4、气体的粘度随温度的升高而___增加__，水的粘度随温度的升高而 降低_。 5、水在管路中流动时，常用流速范围为__3-8__s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为___8-15___s m 。 6、离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量____. .往复泵_启动前不需灌液，开旁路阀、用旁路阀来调节流量的. 7、在非均相物糸中，处于_分散___状态的物质，称为分散物质，处于 _连续__状态的物质，称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括__过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。。 9、传热的基本方式为____热传导、对流传热、热辐射。 10、工业上的换热方法有__间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、α称为_对流传热膜糸数_，其物理意义为当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。提高管内α值的有效方法增加流程。 提高管外α值的有效方法_加拆流挡板。 12、蒸汽冷凝有二种方式，即__滴状冷凝和膜状冷凝。其中， 由于滴状冷凝 成小液滴沿壁面直接落下__，其传热效果好。 试题二 一：填充题（20分） 1、牛顿粘性定律_dy dw .μτ=_，粘度在SI 制中的单位是2.m s N _。 2、常用测定流量的流孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。 3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_位置_而变，不随_时间_而变，称为稳定流动。若以上各量既随_时间__而变，又随__位置__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__a 33_。 制药工程学作业一 一、名词解释 1、项目建议书 2、设计任务书 3、预审 4、复审 5、调试原则 6、风玫瑰图 二、填空 1、一般大、中型工程项目的可行性研究报告由（）或各省、市、自治区的主管部门负责预审，报国家计委审批，或由（）委托有关单位审批。 2、重大项目和特殊项目的可行性研究报告，由国家计委会同有关部门预审，报（）审批。小型工程项目按隶属关系报（）批准即可。 3、初步设计阶段成果主要有（）和（）。 4、在初步设计阶段，（）是整个设计的关键。 5、按照深度不同，可行性研究可分为（）、（）和（）三个阶段。 6、初步可行性研究偏差范围应在（）以内。可行性研究应在（）以内。 7、我国的制药工程项目，一般采用两阶段设计，即先进行（），经审查批准后再进行（）。 8、厂址方案比较侧重于厂址的（）、（）和（）三个主要方面的综合分析和比较。 9、厂址地区的主导风向是指（）。风向频率是在一定的时间内，某风向出现的次数占（）的百分比。 10、原料药生产区应布置在全年主导风向的（），而洁净区、办公区、生活区应布置在常年主导风向的（）， 以减少有害气体和粉尘的影响。 三、问答 1、简述一个工程项目从计划建设到交付生产一般要经历以下的基本工作程序。 2、简述厂址选择的基本原则。 3、简述总平面设计的原则 4、请回答总平面设计的技术经济指标都是什么。 5、什么是厂区划分？ 6、什么是地理测量坐标系和建筑施工（AB）坐标系？ 7、空气的洁净等级都有什么？ 8、请回答洁净厂房总平面设计原则。 参考答案 项目建议书是投资决策前对工程项目的轮廓设想，主要说明项目建设的必要性，同时初步分析项目建设的可能性。项目建议书是为工程项目取得立项资格而提出的，是设计前期各项工作的依据。设计任务书是确定工程项目和建设方案的基本文件，是设计工作的指令性文件，也是编制设计文件的主要依据。 预审由预审主持单位负责进行，或委托有关单位组织设计、科研、企业等方面的专家参加，在广泛听取意见的基础上，提出预审意见。 复审是为了杜绝可行性研究报告有原则性错误或研究的基础依据或社会环境发生重大变化时而举行的。 调试原则：从单机到联机到整条生产线；从空车到以水代料到实际物料。当以实际物料试车，并生产出合格产品(药品)，且达到装置的设计要求时，制药工程项目即告竣工。此时，应及时组织竣工验收。 当地气象部门根据多年的风向观测资料，将各个方向的风向频率按比例和方位标绘在直角坐标系中，并用直线将各相邻方向的端点连接起来，构成一个形似玫瑰花的闭合折线，这就是风玫瑰图。 一般大、中型工程项目的可行性研究报告由国家主管部门或各省、 XXXXXX 2016至2017学年第 1 学期 环境工程原理 考查试卷 考试方式： 开卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的70% 教研室主任复核 本试卷可能用到的计算值： ln2=0.693, ln3=1.099, ln5=1.609，g=10 m/s 2 ，＝ 1.4 π＝3.14， ＝1.44 一、填空题：（每空0.5分 .共20分） 1. _______________和________________是目前人类面临的两大类环境问题，它们已经成为影响社会可持续发展、人类可持续生存的重大问题。 2. 水污染根据污染物的不同可分为___________________、___________________和________________三大类。 3. 空气净化与大气污染控制技术可分为_________________和_______________两大类。 4. 压强用国际单位制单位导出的表示结果为_________________。 5. 李白诗中有“白发三千丈，缘愁似个长”句，用国际单位制表示李白描述的白发长度为________________。释印肃诗中有“黄金万两非堪比，东西南北至分明”，用国际单位制表示诗中描述的黄金质量是_____________________。 6. 百分比浓度的量纲为_______________。 7. 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。质量衡算依据的基本定律是________________，能量衡算依据的基本定律是____________________。 8. 考古学家发掘出长、宽、高分别为160 cm 、40 cm 、30 cm 的古代排水砖管，壁厚为3 cm ，则流过其中的流体的当量直径为____________。 9. 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λ与Re 的关系为______________。 10. 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。 11. 能量衡算方程中涉及的能量中机械能包括_______________、_______________和____________，不能直接转变为机械能的能量包括_______________和____________。 12. 流体流动有两种典型的形态，即_________和_________，判别方法是用___________的值来判断，判断临界值分别为____________和_______________。 13. 测流量的装置主要有_______________、________________和______________。 14. 热量传递主要三种方式分别为________________、______________和______________，其中____________不能发生在固体中，________________可以发生在真空中。 15. 费克定律的表达式为_______________。 16. 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体之间的____________，在重力或离心力的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动。 二、判断题:（每小题1分，共10分） 1. 对于土壤的污染只能产生局部污染。 （ ） 2. 对于两种气体组成的混合体系来说，两种组分的质量比等于摩尔比。 （ ） 系部名称： 专业班级： 姓名 学号： 密 封 线 内 不 得 答 ：题 -----------------------------密 封 线----------------------------------------密 封 线-----------------------------------------密 封 线-------------- 制药工程学作业三 1、某反应物的转化率可用该反应物的（）与反应物的（）之比来表示，即 2、某产物的收率（产率）可用（）与（）之比来表示，即 也可用该产物的（）与（）之比来表示，即 3、若反应体系中存在副反应，则在各种主、副产物中，（）与（）之比称为反应的选择性，即 4、综上，收率=（）×选择性 5、产品的生产工艺过程通常由若干个物理工序和化学反应工序所组成，各工序都有一定的收率，各工序的（）即为总 收率。 6、物理变化热是指（）或（）时所产生的热效应，常见的有（）和（）。 7、空间时间不等于物料在反应器内的停留时间。只有对于（），空间时间才与物料的停留时间相等，并为管式反应器内物料的（），即 8、对于等温等容过程，同一反应在（）下，达到相同转化率时，在间歇釜式反应器中所需要的反应时间与在（）中所需要的空间时间相同。 9、通过搅拌，可以加速（）之间的混合，提高（）速率，促进反应的进行或加快物理变化过程。10、试述推进式搅拌器的机理和特点。 11、试述涡轮式搅拌器的机理和特点。 12、液体的（）越大，流动阻力就越大；而在达到完全湍流区之前，随着液体（）的增大，流动阻力也随之增大。因此，当小直径高转速搅拌器用于中高粘度的液体搅拌时，其（）会因巨大的流动阻力而大为缩小。对于（）粘度液体的搅拌，宜采用大直径低转速搅拌器。 13、平浆式搅拌器可使液体产生切向和径向运动，可用于简单的（）、溶解和（）等过程。但是，即使是斜浆式搅拌器，所造成的轴向流动范围也不大，故当釜内液位较高时，应采用（），或与（）配合使用。当旋转直径达到釜径的0.9倍以上，并设置多层浆叶时，可用于（）粘度液体的搅拌。 14、锚式和框式搅拌器在层流状态下操作，主要使液体产生（）流动，基本不产生轴向流动，故难以保证轴向混合均匀。但此类搅拌器的搅动范围很大，且可根据需要在浆上增加（），以进一步增大搅拌范围，所以一般不会产生死 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。 1.7《环境工程原理》课程的任务是什么？解：该课程的主要任务是系统、深入地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它污染控制工程中涉及到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，为相关的专业课程打下良好的理论基础。 第二章质量衡算与能量衡算 2.1某室内空气中03的浓度是0.08 X10-6（体积分数），求： （1）在1.013 X05Pa、25C下，用口g/n3表示该浓度； （2）在大气压力为0.83 X05Pa和15C下，03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 《环境工程原理》复习题 一、填空题 1、球形颗粒在静止流体中作重力沉降，经历________和_______两个阶段。沉降速度是指_______阶段，颗粒相对于流体的运动速度。 2、在流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。 3、某室内空气中O 的浓度是0.08×10-6（体积分数），在1.013×105Pa、25℃下， 3 该浓度可表示为 __ _ __ μg/m3。 4、若某气体在水中的亨利系数E值很大，说明该气体为＿＿＿＿＿气体。在吸收操作中＿＿压力和＿＿＿＿＿温度可提高气体的溶解度，有利于吸收。 5、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为__________。 6、当系统中流速、压力和密度等物理量只是___ ___的函数，而不随_ ____变化，该系统称为稳态系统。 7、传热的基本方式有、和辐射三种，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。 8反映旋风分离器分离性能的主要指标有 和。 9、边界层的形成是流体具有__ ___的结果。 10、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：__ ___、附着行为、__ ___。11、常用吸附剂的主要特性有：（1）__ ___；（2）__ ___； （3）稳定性好；（4）适当的物理特性；（5）价廉易得。 12、所谓气膜控制，即吸收总阻力集中在______一侧，而______一侧阻力可忽略；如果说吸收质气体是属于难溶气体，则此吸收过程是________控制。 13、在流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___ ____倍。 14、传热的基本方式有、和辐射三种，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。 15、在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向 有、逆流、错流、 __ ______四种。 16、长方形的长为2a，宽为 a，其当量直径为__________。 17、当系统中流速、压力和密度等物理量只是___ ___的函数，而不随_ ____变化，该系统称为稳态系统。 18、某化工厂，用河水在一间壁式换热器内冷凝有机蒸汽，经过一段时间运行后，发现换热器的传热效果明显下降，分析主要原因 是。 19、反映旋风分离器分离性能的主要指标有 和。 20、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：__ ___、附着行为、__ ___。 21、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。 第1章 1.稳态流动、非稳态流动、理想流体、表压强、真空度、直管阻力、局部阻力2．依据雷诺准数从高到低，管内流动流体的流动状态可划分为层流 区、 过渡区、湍流区。 3.大气压强为9.81×104Pa时，真空度1×104Pa对应的绝对压强是 8.81*10^4 Pa。 4. 一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，流速将为原 来的（ A）倍。 A 0.25 B 0.5 C 2 D 4 5.某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半， 假定管内的相对粗糙度不变，则层流时，流动阻力变为原来的(C )。 A．4 倍 B．8 倍 C．16 倍 D．32 倍 6.大气压强为9.81×104Pa时，表压1.2×103Pa对应的绝对压强是（A ）Pa. A 9.93×104 B9.69×104 C 9.81×104 D 9.69×103 7. 水以2m·s-1的流速在?35mm×2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s， 密度为1000kg·m-3,其流动类型为（ B ）。 A. 层流 B. 湍流 C. 过渡流 D.无法确定 8. 装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa, 此 设备进出口之间的绝对压强差为( A )kPa。 A. 150 B. 50 C. 75 9. 如左图安装的压差计，当拷克缓慢打开时，压差 计中的汞面将（ B ）。 A. 左低右高 B. 等高 C. 左高右低 D. 无法确定 10.现要输送45m3.h-1的水，若管内水的流速约取2.5m.s-1，则可选（B ）钢管。 A. φ76×3mm B. φ88.5×4mm C. φ108×4mm 11.请用所学知识，解释空气能够托起沉重的飞机飞行的原因。 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，其研究围和涵不断扩展，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。 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 图1-2 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。 环境工程原理期末考试试题(反应工程原理部分 2006年1月12日 一、简答题(每题6分,共24分 1.简要阐述环境净化与污染控制技术原理体系以及在实际工程中实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。 2.对于不可逆液相反应,利用间歇反应器和理想平推流反应器进行反应操作时的基本方程有何异同?简要分析其理由。 3.简述影响球形催化剂有效系数的主要因素及其产生的影响。 4.分析气-液相快速反应的特点。根据气-液相拟一级快速反应的宏观速率方程,简述提高反应速率的措施。 二、对于二级不可逆液相反应αA A+αB B→P,试分别给出利用间歇反应器、半间歇反应器(B 一次性加入,A连续加入和连续反应器进行反应操作情况下,A和B的转化率的定义式。(10分 三、某研究单位拟利用以粒状活性炭为载体的二氧化钛催化剂进行水中低浓度有机污染物A 的分解研究。已知A的分解反应为不可逆反应,现需要确定该反应的本征速率方程(-r A=kc A n。请你为该研究单位设计一个系统的、可操作性强的实验方案(利用间歇反应器。(20分 四、对于一级不可逆液相反应A → P,利用有效体积为1m3的完全混合流连续反应器进行动 力学实验。将A的浓度为60mmol/m3的液体以0.1m3/h速度流入反应器,在 20o C条件下,A的转化率达为80%,试回答以下问题。(共25分 (1在同样的反应物料流量和温度条件下,利用2个有效体积为0.5m3的完全混合流连 续反应器进行串联操作,试计算A的转化率? (2在同样的反应物料流量和温度条件下,利用5个有效体积为0.2m3的完全混合流连 续反应器进行串联操作,试计算A的转化率? (3在同样的反应物料流量和温度条件下,利用有效体积为1m3的理想平推流反应器进 行反应操作,试计算A的转化率? (4在同样的温度条件下,利用间歇反应器进行反应操作,要使A的去除率达到80%, 反应时间应为多少? (5根据以上计算结果,讨论反应器操作方式对转化率的影响并简要解释其原因。 五、利用如图所示的细胞循环反应器进行某细菌的培养,进料速率q v0=1 m3/h, S0=2 g/m3, X0=0, V=1m3。已知该细菌的比生长速率μ与基质浓度S之间的关系符合Monod方程,已知μmax,A=2 h-1, K s =0.5 g/ m3,每消耗2g基质生成1g细胞。试回答以下问题。(21分 制药工程学模拟试卷 1 答案及评分标准 专业 _____ 班级 _______学号________ _________ 题号一二三四五总分 分数 评卷人 一、单项选择题 (每题 2 分，30 题，共 60 分) 1. 化工及制药工业中常见的过程放大方法有____D____。 A. 逐级放大法和相似放大法 B. 逐级放大法和数学模拟放大法 C. 相似放大法和数学模拟放大法 D. 逐级放大法、相似放大法和数学模拟放大 法 2. 釜式反应器可以采用的操作方式有____D____。 A. 间歇操作和连续操作 B. 间歇操作和半连续操作 C. 连续操作和半连续操作 D. 间歇操作、半连续操作及连续 操作 3. 釜式反应器串联操作时，串联的釜数以不超过____C____个为宜。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 4. 自催化反应宜采用____B____。 A. 间歇操作搅拌釜 B. 单釜连续操作搅拌釜 C. 多个串联连续操作搅拌釜 D. 管式反应器 5. 理想管式反应器中进行的反应，反应器的空间时间 C 与物料在反应器中的停留时间之间的关系为：____D____。 A.> C B.= C C.< C D. 不能确定 6. 对于等温等容过程，同一反应在相同条件下，为了达到相同转化率，在间歇 理想釜式反应器所需要的反应时间与在管式理想流动反应器中所需要的空间 时间 C 之间的关系为：____B____。 第 1 页共7 页 A.> C B.= C C.< C D. 不能确定 7. 对于反应级数大于零的同一反应，达到一定转化率时，理想管式流动反应器 所需要的反应器体积与理想连续釜式反应器所需要的有效容积之比(称为容积效 率)为____E____。 A.=1 B. 1 C.=0 D.0 E.0 1 8. 对于平行反应，若主反应级数高于副反应级数，则不宜选用____A____。 A. 连续釜式反应器 B. 管式反应器 C. 间歇釜式反应器 9. 正常操作时，物料呈阶跃变化的反应器是____C____。 A. 间歇操作搅拌釜 B. 单釜连续操作搅拌釜 C. 多个串联连续操作搅拌釜 D. 管式反应器 10. 理想反应器中的物料流型有____C____。 A. 滞流和湍流 B. 对流和涡流 C. 理想混合 D. 稳定流动和不稳定流动 E.并流和逆流 和理想置换 11. 在反应系统中, 反应消耗掉的反应物的摩尔数与反应物的起始摩尔数之比称 为____D____。 A. 瞬时收率 B. 总收率 C. 选择率 D. 转化 率 E. 反应速率 12. 在反应过程中，反应器的物料组成等参数与位置无关的基本反应器是 ____B____。 A. 间歇反应釜 B. 理想混合反应器 C. 理想置 换反应器 D. 多个串联反应釜 E. 实际管式反应器. 13. 有一平行反应： a 1 1 C C ，活化能为 E1 A+B R (目的产物) r k R 1 A B a 2 2 A+B S r k C C ，活化能为 E2 S 2 A B 若 E1>E2 时，则提高温度将使选择性____A____。 A. 提高 B.降低 C.不变 D. a1>a2，b1>b2 时提高 E. a1 59. 一球形石英颗粒, 在空气中按斯托克斯定律沉降, 若空气温度由20℃升至50℃, 则其沉降速度将___________ 。 60. 降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关, 而与__________无关。 61.03007过滤介质阻力忽略不计, 滤饼不可压缩, 则恒速过滤过程中滤液体积 由Ｖ 1 增多至Ｖ 2 ＝２Ｖ 1 时则操作压差由ΔＰ 1 增大至ΔＰ 2 ＝＿＿＿＿＿＿＿。 62. 0308已知ｑ为单位过滤面积所得滤液体积Ｖ／Ｓ, ｑ e 为Ｖ e ／Ｓ, Ｖ e 为过 滤介质的当量滤液体积( 滤液体积为Ｖ e 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介 质的阻力) , 在恒压过滤时, 测得Δτ／Δｑ＝3740ｑ＋200 则过滤常数Ｋ＝ ＿＿＿＿＿＿＿, ｑ e ＝＿＿＿＿＿＿＿。 63.03013 一个过滤操作周期中, ”过滤时间越长生产能力越大”的看法是＿＿＿＿＿, ”过滤时间越短, 生产能力越大”的看法是＿＿＿＿＿。过滤时间有一个＿＿＿＿＿值, 此时过滤机生产能力为＿＿＿＿＿＿。 64.03014 过滤机操作循环中, 如辅助时间τ D 越长则最宜的过滤时间将＿＿＿＿＿＿。 65. 03015 对不可压缩性滤饼ｄＶ／ｄτ正比于ΔＰ的＿＿＿＿方, 对可压缩滤饼ｄＶ／ｄτ正比于ΔＰ的＿＿＿＿方。１; １－Ｓ 66.03016 对恒压过滤, 介质阻力能够忽略时, 过滤量增大一倍, 则过滤速率为原来的＿＿＿＿＿＿＿＿。 67. 03017对恒压过滤, 当过滤面积Ｓ增大一倍时, 如滤饼不可压缩, 则过滤速率增大为原来的＿＿＿＿倍, 如滤饼可压缩, 过滤速率增大为原来的＿＿＿＿倍。 69.03025按φ s ＝Ａ p ／Ａ定义的球形度( 此处下标ｐ代表球形粒子) , 最大值 为＿＿＿φ s 越小则颗粒形状与球形相差越＿＿＿。 环境工程原理试题及 答案 华南农业大学期末考试试卷（A卷） 2011-2012学年第1 学期考试科目：环境工程原理基础 考试类型：（闭卷）考试考试时间： 120 分钟 学号姓名年级专业 一、单项选择（本大题共8 小题，每小题 2 分，共 16分） 1、圆形直管管径增加1倍，流量、长度及摩擦系数均不变时，流体在管内流动的沿程阻力损失变为原来的多少倍（） A 、2 B、4 C、1/16 D、1/32 2 、关于无量纲准数，下列说法正确的是（） A 、量纲为1 B、无量纲、有单位 C、有量纲、无单位 D、数值大小取决于所采用单位制 3 、流体流动的内摩擦力与（）成正比 A 、动能梯度 B、流量梯度C、速度梯度 D、压力梯度 4 、关于气体黏度，下列说法正确的是（） A 、基本不受压力影响 B、基本不受温度影响 C、随压力升高而减小 D、随温度升高而减小 5、某一含有A、B两种组分的气相混合体系总体处于静止状态，其中B浓度远大于A且分布均匀一致，A在水平方向存在浓度分布，则下列说法正确的是（） A 、2组分在水平方向进行反向扩散 B、A组分扩散通量与AB组分平均浓度差成正比 C、B组分扩散通量与AB组分平均浓度差成反比 D、A组分扩散通量与A的浓度差成正比 6 、旋风分离器临界直径是指（） A、能够进入其中的最小颗粒直径 B、能够进入其中的最大颗粒直径 C、能全部分离出来的最小颗粒的直径 D、能全部分离出来的最大颗粒的直径 7 、滤料通常是指（）过滤介质 A、颗粒状 B、织物状 C、多空固体 D、多孔膜 8、 活性炭对水中某种高分子有机物在25℃吸附实验发现吸附容量q 和平衡浓度c 之间具有如下关系：c c q 21+= ，这个关系符合下列哪种吸附等温曲线（ ） A 、弗兰德里希(Freundlich)方程 B 、朗缪尔(Langmuir)方程。 C 、亨利方程。 D 、 Bet 方程。 二、填空题（本大题共8 小题，每小题 2 分，共16 分） 1、 “环境工程学”的任务是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____。 2、 污染物处理工程的核心：利用环境工程基本技术原理，通过_____工程___手段，实现污染物的_____高效___、快速去除。 3、 环境工程原理分析问题的基本思路是通过_____微观___过程分析看本质，通过_____数学___表达进行定量解析。 4、若质量为m 、体积为V 的流体进入某静压强为p 、面积为A 的截面，则输入系统的功为____pV____，这种功称为_____流动___功，即是流体的静压能。 5、 根据伯努利方程，流体在流动过程中若存在能量损失，且无外功加入，系统的总机械能沿流动方向将逐渐____减少____。 6、 分子扩散过程由分子的____微观____运动而导致的，只有在固体、静止流体或层流流动的流体中才会________发生。 河南工程学院 2009 至 2010 学年第 1 学期 环境工程原理试卷A 卷 考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 % 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 核分人 得分 复查总分 总复查人 （本题 10 分）一、判断题 1.( F )对于所有废水，其COD 一定大于BOD 5的浓度。 2.( T ) 滤料应有足够的机械强度，足够的化学稳定性,其孔隙率和比表面积越大越 好。 3.( T ) 完全混合式曝气池比推流式曝气池抗冲击负荷能力强。 4.( T ) 在电除尘器电场中，颗粒荷电愈多，所处位置的电场强度愈大，则迁移的速度愈大。 5.( T ) 吸附净化废气中化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力产生的。 6.( T ) 活性污泥去除有机物分吸附和氧化与合成两个阶段 7.( F )通常认为COD/ BOD 5比值在0.3以上的才认为该废水具有可生化处理性。 8.( T )氯化消毒过程中在可能产生致癌性的三氯甲烷等化合物。 9.( T ) SVI 低，活性污泥沉降性能好。 10.( F )当γ>γd 时，层结处于稳定状态。 （本题 30 分）二、填空题 1.水中被取出的杂质按颗粒大小可分为：粗大颗粒物、悬浮物和胶体物质、溶解物质 三大类。 2据悬浮颗粒在水中沉降时的浓度及特性可将沉淀分为四大类：自由沉降、絮凝沉降、拥挤沉降、压缩沉降。 3根据微生物利用氧的能力可以将微生物分为好氧微生物、兼性微生物、厌氧微生物三类。 4. 有机物厌氧消化过程在微生物学上分为两个阶段：酸性消化阶段和碱性消化阶段，分别由非产甲烷菌和产甲烷菌两类细菌作用。 5. 人工湿地可以分为表面流湿地、地下潜流湿地、垂直下渗湿地三种类型。 6. 静电除尘器的除尘过程分为 气体电离 、 粒子荷电 、 荷电粒子迁移 和 颗粒的沉降于清除 等四个过程。 7. 噪声污染涉及 噪声源 、 传播途径 和 接受者 三个环节组成的声学系统。 8. 危险废物常用的固化方法有 水泥固化 、 石灰固化、热塑性材料固化、有机聚合物固化、自交结固化和玻璃固化。 （本题 20 分）三、选择题 1.格栅、筛网和微滤机主要去除的对象是：（ A ） A 粗大颗粒物 B 悬浮物 C 胶体 D 溶解物质 2.下列属于沉砂池去除的对象的是： （ C ） A 树枝 B 汽油 C 煤渣 D 藻类 3.混凝的去除对象是：（ C ） A 粗大颗粒物 B 重金属 C 胶体 D 溶解物质 4.下列不属于胶体脱稳机理的是：（C ） 系部名称： 专业班级： 姓名： 学号： 密 封 线 内 不 得 答 题 线 封 密 得分 评卷人 得分 评卷人 得分 评卷人环境工程原理第二版课后答案
最新环境工程原理试题库(1)
制药工程学作业及参考答案1
环境工程原理试题(卷)与答案解析
制药工程学作业及参考答案
环境工程原理第三版课后答案
环境工程原理期末考试复习题及参考答案-专升本
制药工程原理与设备习题集.
环境工程原理(第二版)全部课后答案
清华大学2006年环境工程原理期末试卷(反应工程原理部分)_.
制药工程学复习题和答案
环境工程原理复习题样本
环境工程原理试题及答案word版本
环境工程原理试卷答案
相关主题
文本预览