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
所以O 3浓度可以表示为
0.08×10－
6mol×48g/mol×（24.45L ）－
1＝157.05μg/m 3
（2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为
V 1＝V 0·P 0T 1/P 1T 0=22.4L×1.013×105Pa×288K/(0.83×105Pa×273K ）＝28.82L 所以O 3的物质的量浓度为
0.08×10－
6mol/28.82L ＝2.78×10－
9mol/L
2.2假设在25℃和1.013×105Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3，若允许值为0.14×10-6，问是否符合要求？ 解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即
3396
5
108.31429810400100.15101.0131064
A A RT pM ρ--???=??=???
大于允许浓度，故不符合要求
如果此方程在因次上是一致的，在国际单位制中A 的单位必须是什么？ 解：由题易得，A 的单位为kg/（m 3·K ）
2.5一加热炉用空气（含O 2 0.21,N 2 0.79）燃烧天然气（不含O 2与N 2）。分析燃烧所得烟道气，其组成的摩尔分数为CO 2 0.07，H 2O 0.14，O 2 0.056，N 2 0.734。求每通入100m 3、30℃的空气能产生多少m 3烟道气？烟道气温度为300℃，炉内为常压。
解：假设燃烧过程为稳态。烟道气中的成分来自天然气和空气。取加热炉为衡算系统。以N 2为衡算对象，烟道气中的N 2全部来自空气。设产生烟道气体积为V 2。根据质量衡算方程，有
0.79×P 1V 1/RT 1＝0.734×P 2V 2/RT 2
即
0.79×100m 3/303K ＝0.734×V 2/573K
V 2＝203.54m 3
2.8某河流的流量为
3.0m 3/s ，有一条流量为0.05m 3/s 的小溪汇入该河流。为研究河水与小溪水的混合状况，在溪水中加入示踪剂。假设仪器检测示踪剂的浓度下限为1.0mg/L 。为了使河水和溪水完全混合后的示踪剂可以检出，溪水中示踪剂的最低浓度是多少？需加入示踪剂的质量流量是多少？假设原河水和小溪中不含示踪剂。
解：设溪水中示踪剂的最低浓度为ρ
则根据质量衡算方程，有0.05ρ＝（3＋0.05）×1.0 解之得ρ＝61 mg/L
加入示踪剂的质量流量为61×0.05g/s ＝3.05g/s
2.9假设某一城市上方的空气为一长宽均为100 km 、高为1.0 km 的空箱模型。干净的空气以4 m/s 的流速从一边流入。假设某种空气污染物以10.0 kg/s 的总排放速率进入空箱，其降解反应速率常数为0.20h －
1。假设完全混合，
（1）求稳态情况下的污染物浓度；
（2）假设风速突然降低为1m/s ，估计2h 以后污染物的浓度。 解：（1）设稳态下污染物的浓度为ρ 则由质量衡算得
10.0kg/s －（0.20/3600）×ρ×100×100×1×109 m 3/s －4×100×1×106ρm 3/s ＝0
解之得
ρ＝1.05×10-2mg/m 3
（2）设空箱的长宽均为L ，高度为h ，质量流量为q m ，风速为u 。 根据质量衡算方程12m t
m m d q
q k V d ρ--=
有()22
t
m
d q
uLh k L h L h d ρρρ--=
带入已知量，分离变量并积分，得
23600
-6-50
1.0510t 10 6.610d d ρ
ρ
ρ
-?=-??
?
积分有
ρ＝1.15×10-2mg/m 3
2.10某水池内有1 m 3含总氮20 mg/L 的污水，现用地表水进行置换，地表水进入水池的流量为10 m 3/min ，总氮含量为2 mg/L ，同时从水池中排出相同的水量。假设水池内混合良好，生物降解过程可以忽略，求水池中总氮含量变为5 mg/L 时，需要多少时间？
解：设地表水中总氮浓度为ρ0，池中总氮浓度为ρ 由质量衡算，得
()0t
V V d V q q d ρρρ-=
即
1t 10(2)
d d ρ
ρ=
?-
积分，有
5
20
1t 10(2)
t
d d ρ
ρ=?-?
?
求得t ＝0.18 min
2.11有一装满水的储槽，直径1m 、高3m 。现由槽底部的小孔向外排水。小孔的直径为4cm ，测得水流过小孔时的流速u 0与槽内水面高度z 的关系u 0＝0.62（2gz ）0.5试求放出1m 3水所需的时间。
解：设储槽横截面积为A 1，小孔的面积为A 2 由题得A 2u 0＝－dV/dt ，即u 0＝－dz/dt×A 1/A 2 所以有－dz/dt ×（100/4）2＝0.62（2gz ）0.5
即有 －226.55×z -0.5dz ＝dt
z 0＝3m
z 1＝z 0－1m 3×（π×0.25m 2）-1＝1.73m
积分计算得t ＝189.8s
2.12给水处理中，需要将固体硫酸铝配成一定浓度的溶液作为混凝剂。在一配料用的搅拌槽中，水和固体硫酸铝分别以150kg/h 和30kg/h 的流量加入搅拌槽中，制成溶液后，以120kg/h 的流率流出容器。由于搅拌充分，槽内浓度各处均匀。开始时槽内预先已盛有100kg 纯水。试计算1h 后由槽中流出的溶液浓度。
解：设t 时槽中的浓度为ρ，dt 时间内的浓度变化为d ρ
由质量衡算方程，可得
()3012010060t
d t d ρρ-=
+???? 时间也是变量，一下积分过程是否有误？30×dt ＝（100＋60t ）dC ＋120Cdt
即（30－120C ）dt ＝（100＋60t ）dC 由题有初始条件t ＝0，C ＝0
积分计算得：当t ＝1h 时 C ＝15.23％
2.13有一个4×3m 2的太阳能取暖器，太阳光的强度为3000kJ/（m 2·h ），有50％的太阳能被吸收用来加热流过取暖器的水流。水的流量为0.8L/min 。求流过取暖器的水升高的温度。
解：以取暖器为衡算系统，衡算基准取为1h 。 输入取暖器的热量为3000×12×50％kJ/h ＝18000 kJ/h
设取暖器的水升高的温度为（△T ），水流热量变化率为m p q c T ? 根据热量衡算方程，有
18000 kJ/h ＝0.8×60×1×4.183×△TkJ/h.K
解之得
△T ＝89.65K
2.14有一个总功率为1000MW 的核反应堆，其中2/3的能量被冷却水带走，不考虑其他能量损失。冷却水来自于当地的一条河流，河水的流量为100m 3/s ，水温为20℃。
（1）如果水温只允许上升10℃，冷却水需要多大的流量； （2）如果加热后的水返回河中，问河水的水温会上升多少℃。 解：输入给冷却水的热量为
Q ＝1000×2/3MW ＝667 MW
（1）以冷却水为衡算对象，设冷却水的流量为V q ，热量变化率为m p q c T ?。 根据热量衡算定律，有
V q ×103×4.183×10 kJ/m 3＝667×103KW
Q ＝15.94m 3/s
（2）由题，根据热量衡算方程，得
100×103×4.183×△T kJ/m 3＝667×103KW
△T ＝1.59K
第三章流体流动
3.1如图3-1所示，直径为10cm 的圆盘由轴带动在一平台上旋转，圆盘与平台间充有厚度δ=1.5mm 的油膜。当圆盘以n=50r/min 旋转时，测得扭矩M=2.94×10-4
N·m 。设油膜内速度沿垂直方向为线性分布，试确定油的黏度。
解：在半径方向上取dr ，则有dM ＝dF·r 由题有
dF ＝τ·dA
d =d u
y
τμ?
22dA=(d )2d r r r r r πππ+-=?
d 2=d u nr y πδ
所以有
23d dM=2d 4d d u n r r r r r y μ
πμπδ
??= 两边积分计算得
2
4M=n
r μπδ
代入数据得
2.94×10－4N·m ＝μ×（0.05m ）4×π2×（50/60）s/（1.5×10－
3m ）
可得
μ＝8.58×10－
3Pa·s
3.2常压、20℃的空气稳定流过平板壁面，在边界层厚度为1.8mm 处的雷诺数为6.7×104。求空气的外流速度。 解：设边界层厚度为δ；空气密度为ρ，空气流速为u 。 由题，因为湍流的临界雷诺数一般取5×105＞6.7×104， 所以此流动为层流。对于层流层有
0.5
4.641=
Re x x δ
同时又有
x Re =
xu ρμ
两式合并有
0.54.641Re =
u ρδμ
?
即有
4.641×（6.7×104）0.5＝u×1×103kg/m 3×1.8mm/（1.81×10－
5Pa·s ）
u ＝0.012m/s
3.3污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两池水面差最大为10m ，管路摩擦损失为4J/kg ，流量为34 m 3/h 。求提升水所需要的功率。设水的温度为25℃。
解：设所需得功率为N e ，污水密度为ρ
N e ＝W e q v ρ＝（gΔz ＋∑h f ）q v ρ
=(9.81m/s 2×10m+4J/kg)×1×103kg/m 3×34/3600m 3/s =964.3W
3.4如图所示，有一水平通风管道，某处直径由400mm 减缩至200mm 。为了粗略估计管道中的空气流量，在锥形接头两端各装一个U 管压差计，现测得粗管端的表压为100mm 水柱，细管端的表压为40mm 水柱，空气流过锥形管的能量损失可以忽略，管道中空气的密度为1.2kg/m 3，试求管道中的空气流量。
图3-2习题3.4图示
解：在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程：
u 12/2＋p 1/ρ＝u 22/2＋p 2/ρ
由题有u 2＝4u 1
所以有u 12/2＋p 1/ρ＝16u 12/2＋p 2/ρ 即
15 u 12＝2×(p 1-p 2)/ρ=2×(ρ0-ρ)g(R 1-R 2)/ρ=2×（1000-1.2）kg/m 3×9.81m/s 2×（0.1m －0.04m ）/（1.2kg/m 3） 解之得
u 1＝8.09m/s
所以有
u 2＝32.35m/s
q v ＝u 1A ＝8.09m/s×π×（200mm ）2＝1.02m 3/s
3.5如图3-3所示，有一直径为1m 的高位水槽，其水面高于地面8m ，水从内径为100mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m ，水流经系统的能量损失（不包括出口的能量损失）可按
25.6u h
f
=∑计算，式中u 为水在管内的流速，单位为m/s 。试计算
（1）若水槽中水位不变，试计算水的流量；
（2）若高位水槽供水中断，随水的出流高位槽液面下降，试计算液面下降1m 所需的时间。
图3-3习题3.5图示
解：（1）以地面为基准，在截面1-1′和2-2′之间列伯努利方程，有
u 12/2＋p 1/ρ＋gz 1＝u 22/2＋p 2/ρ＋gz 2＋Σh f
由题意得p 1＝p 2，且u 1＝0 所以有
9.81m/s 2×（8m －2m ）＝u 2/2＋6.5u 2
解之得
u ＝2.90m/s
q v ＝uA ＝2.90m/s×π×0.01m 2/4＝2.28×10－
2m 3/s
（2）由伯努利方程，有
u 12/2＋gz 1＝u 22/2＋gz 2＋Σh f
即
u 12/2＋gz 1＝7u 22＋gz 2
由题可得
u 1/u 2＝（0.1/1）2＝0.01
取微元时间dt ，以向下为正方向 则有u 1＝dz/dt
所以有（dz/dt ）2/2＋gz 1＝7（100dz/dt ）2/2＋gz 2
积分解之得t ＝36.06s
3.7水在20℃下层流流过内径为13mm 、长为3m 的管道。若流经该管段的压降为21N/m 2。求距管中心5mm 处的流速为多少？又当管中心速度为0.1m/s 时，压降为多少？
解：设水的黏度μ=1.0×10-3Pa.s ，管道中水流平均流速为u m 根据平均流速的定义得：
4020
2
0d d 18d =8d f
f v m p r p q l u r A r l
πμπμ=-=- 所以
2
08m f u l p r μ?=-
代入数值得
21N/m 2＝8×1.0×10-3Pa·s×u m ×3m/（13mm/2）2
解之得
u m ＝3.7×10－
2m/s
又有
u max ＝2 u m
所以
u ＝2u m [1－（r/r 0）2]
（1）当r ＝5mm ，且r 0＝6.5mm ，代入上式得
u ＝0.03m/s
（2）u max ＝2 u m
Δp f ’＝u max ’/u max ·Δp f ＝0.1/0.074×21N/m
＝28.38N/m
3.8温度为20℃的水，以2kg/h 的质量流量流过内径为10mm 的水平圆管，试求算流动充分发展以后： （1）流体在管截面中心处的流速和剪应力； （2）流体在壁面距中心一半距离处的流速和剪应力 （3）壁面处的剪应力 解：（1）由题有 u m ＝q m /ρA
＝2/3600kg/s/（1×103kg/m 3×π×0.012m 2/4）
＝7.07×10－
3m/s
4
m e u d R ρμ
=＝282.8＜2000
管内流动为层流，故 管截面中心处的流速 u max ＝2 u m ＝1.415×10－
2m/s 管截面中心处的剪应力为0
（2）流体在壁面距中心一半距离处的流速： u ＝u max （1－r 2/r 02）
u 1/2＝1.415×10－
2m/s×3/4＝1.06×10－
2m/s 由剪应力的定义得
2
d 4d m u u r
r r μτμ
=-= 流体在壁面距中心一半距离处的剪应力： τ1/2＝2μu m /r 0 ＝2.83×10－
3N/m 2 （3）壁面处的剪应力：
τ0＝2τ1/2＝5.66×10－
3N/m 2
3.9一锅炉通过内径为3.5m 的烟囱排除烟气，排放量为3.5×105m 3/h ，在烟气平均温度为260℃时，其平均密度为0.6 kg/m 3，平均粘度为2.8×10
－
4Pa·s 。大气温度为
20℃，在烟囱高度范围内平均密度为1.15 kg/m 3。为克服煤灰阻力，烟囱底部压力较地面大气压低245 Pa 。问此烟囱需要多高？假
设粗糙度为5mm 。
解：设烟囱的高度为h ，由题可得
u ＝q v /A ＝10.11m/s Re ＝duρ/μ＝7.58×104
相对粗糙度为
ε/d ＝5mm/3.5m ＝1.429×10
－3
查表得
λ＝0.028
所以摩擦阻力
22
f h u h d λ=∑
建立伯努利方程有
u12/2＋p1/ρ＋gz1＝u22/2＋p2/ρ＋gz2＋Σh f
由题有
u1＝u2，p1＝p0－245Pa，p2＝p0－ρ空gh
即
（h×1.15 kg/m3×9.8m/s2－245Pa）/（0.6kg/m3）＝h×9.8m/s2＋h×0.028/3.5m×（10.11m/s）2/2
解之得
h＝47.64m
3.10用泵将水从一蓄水池送至水塔中，如图3-4所示。水塔和大气相通，池和塔的水面高差为60m，并维持不变。水泵吸水口低于水池水面2.5m，进塔的管道低于塔内水面1.8m。泵的进水管DN150，长60m，连有两个90°弯头和一个吸滤底阀。泵出水管为两段管段串联，两段分别为DN150、长23m和DN100、长100 m，不同管径的管道经大小头相联，DN100的管道上有3个90°弯头和一个闸阀。泵和电机的总效率为60％。要求水的流量为140 m3/h，如果当地电费为0.46元/（kW·h），问每天泵需要消耗多少电费？（水温为25℃，管道视为光滑管）
3.11如图3-5所示，某厂计划建一水塔，将20℃水分别送至第一、第二车间的吸收塔中。第一车间的吸收塔为常压，第二车间的吸收塔内压力为20kPa（表压）。总管内径为50mm钢管，管长为（30＋z0），通向两吸收塔的支管内径均为20mm，管长分别为28m和15m（以上各管长均已包括所有局部阻力当量长度在内）。喷嘴的阻力损失可以忽略。钢管的绝对粗糙度为0.2mm。现要求向第一车间的吸收塔供应1800kg/h的水，向第二车间的
吸收塔供应2400kg/h的水，试确定水塔需距离地面至少多高？已知20℃水的粘度为1.0×10－3 Pa·s，摩擦系数可由式
23
.0
Re
58
1.0?
?
?
?
?
+
=
d
ε
λ计算。
图3-5习题3.11图示
解：总管路的流速为
u0＝q m0/（ρπr2）＝4200 kg/h/（1×103kg/m3×π×0.0252m2）＝0.594m/s 第一车间的管路流速为
u1＝q m1/（ρπr2）＝1800kg/h/（1×103kg/m3×π×0.012m2）＝1.592m/s
第二车间的管路流速为
u2＝q m2/（ρπr2）＝2400 kg/h/（1×103kg/m3×π×0.012m2）＝2.122m/s
则Re0＝duρ/μ＝29700
λ0＝0.1（ε/d ＋58/Re ）0.23＝0.0308 Re 1＝duρ/μ＝31840
λ1＝0.1（ε/d ＋58/Re ）0.23＝0.036 Re 2＝duρ/μ＝42400
λ2＝0.1（ε/d ＋58/Re ）0.23＝0.0357 以车间一为控制单元，有伯努利方程
u 12/2＋gz 1＋p 1/ρ＋Σh f1＝gz 0＋p 0/ρ
p 1=p 0，故
（1.592m/s ）2/2＋9.8m/s 2×3m ＋0.0308×（0.594m/s ）2×（30＋z 0）m/（2×0.05m ）＋0.036×（1.592m/s ）2×28m/（2×0.02m ）＝9.8m/s 2×z 0 解之得
z 0＝10.09m
以车间二为控制单元，有伯努利方程
u 22/2＋gz 2＋p 2/ρ＋Σh f2＝gz 0＋p 0/ρ
（2.122m/s ）2/2＋9.8m/s 2×5m ＋20kPa/（1×103kg/m 3）＋0.0308×（0.594m/s ）2×（30＋z 0）m/（2×0.05m ）＋0.0357×（2.122m/s ）2×15m/（2×0.02m ）
＝9.8m/s 2×z 0
解之得
z 0＝13.91m
故水塔需距离地面13.91m
3.13某管路中有一段并联管路，如图3-7所示。已知总管流量为120L/s 。支管A 的管径为200mm ，长度为1000m ；支管B 分为两段，MO 段管径为300mm ，长度为900m ，ON 段管径为250mm ，长度为300m ，各管路粗糙度均为0.4mm 。试求各支管流量及M 、N 之间的阻力损失。
解：由题，各支管粗糙度相同，且管径相近，可近似认为各支管的λ相等，取λ＝0.02。
将支管A 、MO 、ON 段分别用下标1、2、3表示 对于并联管路，满足h fA ＝h fB ，所以有
222112233
123222
l u l u l u d d d λ
λλ=+
又因为MO 和ON 段串联，所以有
u 2×d 22＝u 3×d 32
联立上述两式，则有
2500 u 12＝2744.16 u 22
u 1＝1.048u 2
又q V ＝u 1πd 12/4＋u 2πd 22/4
解之得u 2＝1.158m/s ，u 1＝1.214m/s
q VA ＝u 1πd 12/4＝38.14L/s q VB ＝u 2πd 22/4＝81.86L/s h Fmn ＝λ×l 1×u 12/2d 1＝73.69m 2/s 2
第五章质量传递
5.1在一细管中，底部水在恒定温度298K 下向干空气蒸发。干空气压力为0.1×106pa 、温度亦为298K 。水蒸气在管内的扩散距离（由液面到管顶部）L ＝20cm 。在0.1×106Pa 、298K 的温度时，水蒸气在空气中的扩散系数为D AB ＝2.50×10-5m 2/s 。试求稳态扩散时水蒸气的传质通量、传质分系数及浓度分布。
解：由题得，298K 下水蒸气饱和蒸气压为3.1684×103Pa ，则
p A,i ＝3.1684×103Pa ，p A,0＝0
()
,0,5,,0,-0.984110Pa
ln B B i
B m B B i p p p p p =
=?
（1）
稳态扩散时水蒸气的传质通量：
()(),,042
A ,-N 1.6210mol
cm
s AB A i A B m D p p p RTp L
-=
=??
（2）
传质分系数：
()
()82,,0 5.1110mol cm s Pa A
G A i A N k p p -=
=???-
（3）由题有
(),0,,1111z
L A A A i A i y y y y ??--=- ? ?
-?
?
y A,i ＝3.1684/100＝0.031684 y A,0＝0
简化得(15z)A
y 10.9683-=-
5.2在总压为2.026×105Pa 、温度为298K 的条件下，组分A 和B 进行等分子反向扩散。当组分A 在两端点处的分压分别为p A,1＝0.4×105Pa 和p A,2＝0.1×105Pa 时，由实验测得k 0G ＝1.26×10-8kmol/(m 2·s·Pa)，试估算在同样的条件下，组分A 通过停滞组分B 的传质系数k G 以及传质通量N A 。
解：由题有，等分子反向扩散时的传质通量为()()
,1,20
,1,2AB A A A
G A A D p p N k p p RTL
-=-=
单向扩散时的传质通量为()(),1,2,1,2,AB A A A
G A A B m D p p p N
k p p RTp L
-=-=
所以有()
,1,2,A
G A A B m
p N
k p p p =-
又有
()
,2,1
5,,2,11.7510Pa ln B B B m B B p p p p p -=
=?
即可得0,G G
B m
p k k p ==1.44×10-5mol/(m 2·s·Pa)
()()2,1,20.44mol m s A G A A N k p p =-=?
5.3浅盘中装有清水，其深度为5mm ，水的分子依靠分子扩散方式逐渐蒸发到大气中，试求盘中水完全蒸干所需要的时间。假设扩散时水的分子通过一层厚4mm 、温度为30℃的静止空气层，空气层以外的空气中水蒸气的分压为零。分子扩散系数D AB ＝0.11m 2/h.水温可视为与空气相同。当地大气压力为1.01×105Pa 。
解：由题，水的蒸发可视为单向扩散(),,0,AB A i A A
B m D p p p N
RTp z
-=
30℃下的水饱和蒸气压为4.2474×103Pa ，水的密度为995.7kg/m 3故水的物质的量浓度为995.7×103/18＝0.5532×105mol/m 3 30℃时的分子扩散系数为
D AB ＝0.11m 2/h p A,i ＝4.2474×103Pa ，p A,0＝0
()
,0,5,,0,0.988610Pa ln B B i
B m B B i p p p p p -=
=?
又有N A ＝c 水V/(A·t)(4mm 的静止空气层厚度认为不变) 所以有
c 水V/(A·t)＝D AB p(p A,i －p A,0)/(RTp B,m z)
可得t ＝5.8h
5.5一填料塔在大气压和295K 下，用清水吸收氨－空气混合物中的氨。传质阻力可以认为集中在1mm 厚的静止气膜中。在塔内某一点上，氨的分压为
6.6×103N/m 2。水面上氨的平衡分压可以忽略不计。已知氨在空气中的扩散系数为0.236×10-4m 2/s 。试求该点上氨的传质速率。
解：设p B,1,p B,2分别为氨在相界面和气相主体的分压，p B,m 为相界面和气相主体间的对数平均分压
由题意得：()
B,2B,1
5B,m
B,2B,1p p p
0.9796310Pa ln p p -=
=?
())
AB A,1A,222A B,m D p p p N 6.5710mol m s RTp L
--=
=-??
5.6一直径为2m 的贮槽中装有质量分数为0.1的氨水，因疏忽没有加盖，则氨以分子扩散形式挥发。假定扩散通过一层厚度为5mm 的静止空气层。在1.01×105Pa 、293K 下，氨的分子扩散系数为1.8×10-5m 2/s ，计算12h 中氨的挥发损失量。计算中不考虑氨水浓度的变化，氨在20℃时的相平衡关系为P=2.69×105x(Pa)，x 为摩尔分数。
解：由题，设溶液质量为a g
氨的物质的量为0.1a/17mol 总物质的量为(0.9a/18＋0.1a/17)mol 所以有氨的摩尔分数为
0.1a 17x 0.1053
0.9a 180.1a 17
=
=+
故有氨的平衡分压为p ＝0.1053×2.69×105Pa ＝0.2832×105Pa 即有p A,i ＝0.2832×105Pa ，P A0＝0
()
B,0B,i
5B,m B,0B,i p p p 0.860810Pa ln p p -=
=?
所以())AB A,i A,022A
B,m D p p p N
4.9110mol m s RTp L
--=
=??
2
3A d n=N t 6.6610mol 4
π?
?=?
5.8溴粒在搅拌下迅速溶解于水，3min 后，测得溶液浓度为50％饱和度，试求系统的传质系数。假设液相主体浓度均匀，单位溶液体积的溴粒表面积为a ，初始水中溴含量为0，溴粒表面处饱和浓度为c A,S 。
解：设溴粒的表面积为A ，溶液体积为V ，对溴进行质量衡算,有
d(Vc A )/dt ＝k(c A,S －c A )A
因为a ＝A/V ，则有
dc A /dt ＝ka （c A,S －c A ）
对上式进行积分，由初始条件，t ＝0时，c A ＝0，得
c A /c AS ＝1－e -kat
所以有()1131A A,S c 0.5ka=t ln
1180s ln 1 3.8510s c 1----????--=--=? ? ? ????
?
第六章沉降
6.1直径60μm 的石英颗粒，密度为2600kg/m 3，求在常压下，其在20℃的水中和20℃的空气中的沉降速度（已知该条件下，水的密度为998.2kg/m 3，黏度为1.005×10-3Pa·s ；空气的密度为1.205kg/m 3，黏度为1.81×10-5Pa·s ）。
解：（1）在水中
假设颗粒的沉降处于层流区，由式（6.2.6）得：
()()()
2
62
33
2600998.29.816010 3.13101818 1.00510
P P
t gd u ρρμ
----???-=
=
=???m/s
检验：
633
6010 3.1310998.20.18621.00510
P t eP d u R ρ
μ
---????=
==
()
()()
3
63
2
2
560109.81 1.2052600
20.3361.8110P P d g K ρρρμ
--????-=
≈
=
所以可判断沉降位于层流区，由斯托克斯公式，可得：
()()2
625
26009.8160100.281818 1.8110
P P t
gd u ρρμ
--???-=
≈
=??m/s
6.2密度为2650kg/m 3的球形颗粒在20℃的空气中自由沉降，计算符合斯托克斯公式的最大颗粒直径和服从牛顿公式的最小颗粒直径（已知空气的密度为1.205kg/m 3，黏度为1.81×10-5Pa·s ）。
解：如果颗粒沉降位于斯托克斯区，则颗粒直径最大时，2P t eP
d u R ρ
μ
=
=
所以
2
t P u d μρ=，同时
()2
18P
P t gd u ρρμ
-=
所以
p d 57.2210p
d -=?m
同理，如果颗粒沉降位于牛顿区，则颗粒直径最小时，1000P t eP
d u R
ρ
μ
=
=
所以
1000
t P u d μρ
=，同时
t u =
所以
p d =31.5110p d -=?m 第七章过滤
7.1用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为
252610V V A t -+=?
式中：t 的单位为s
（1）如果30min 内获得5m 3滤液，需要面积为0.4m 2的滤框多少个？ （2）求过滤常数K ，qe ，te 。 解：（1）板框压滤机总的过滤方程为2
52610V V A t -+=?
在s 18006030=?=t
内，3m 5=V ，则根据过滤方程
180010655252??=+-A
求得，需要的过滤总面积为2m 67.16=A 所以需要的板框数42675.414
.067
.16≈==
n
（2）恒压过滤的基本方程为t KA VV V e 22
2=+
与板框压滤机的过滤方程比较，可得/s m 10625-?=K
3m 5.0=e V ，23/m m 03.067
.165.0===
A V q e e s 1510
603.05
2
2
=?==-K q t e e e t 为过滤常数，与e q 相对应，可以称为过滤介质的比当量过滤时间，K
q t e
e 2
=
7.2如例7.3.3中的悬浮液，颗粒直径为0.1mm ，颗粒的体积分数为0.1，在9.81×103Pa 的恒定压差下过滤，过滤时形成不可压缩的滤饼，空隙率为0.6，过滤介质的阻力可以忽略，滤液黏度为1×10-3 Pa·s 。试求：
（1）每平方米过滤面积上获得1.5m 3滤液所需的过滤时间； （2）若将此过滤时间延长一倍，可再得多少滤液？ 解：（1）颗粒的比表面积为4610a
=?m2/m3
滤饼层比阻为()
()()
2
2
2
42103
3
561010.651 1.33100.6
a r εε
???--=
=
=?m -2
过滤得到1m 3滤液产生的滤饼体积
0.10.1/0.90.61/310.610.6f ????
=-?= ?
?--????
过滤常数
3310
229810
4.4310110 1.33101/3
p K rf μ--??=
==?????m 2/s 所以过滤方程为2q Kt =
当q=1.5时，2
3
1.55084.4310
t -=
=?s （2
）时间延长一倍，获得滤液量为 2.1q m 3
所以可再得0.6m 3的滤液。
7.3用过滤机处理某悬浮液，先等速过滤20min ，得到滤液2m 3，随即保持当时的压差等压过滤40min ，则共得到多少滤液（忽略介质阻力）？ 解：恒速过滤的方程式为式（7.2.18a ）
22112
KA t V =
所以过滤常数为
2121
2V K A t =
此过滤常数为恒速过滤结束时的过滤常数，也是恒压过滤开始时的过滤常数，在恒压过滤过程中保持不变，所以由恒压过滤方程式（7.2.15），
222
2
2
2
2222111
1
212
211
22V V V V KA t V V A t V V t A t t -=?-=?-= 所以222
2212112224022020
V V t V t ?=+=?+= 所以总的滤液量为 4.47V =m 3
第八章吸收8.1在30℃，常压条件下，用吸收塔清水逆流吸收空气-SO 2混合气体中的SO 2，已知气-液相平衡关系式为
47.87y x *=，入塔混合
气中SO 2摩尔分数为0.05，出塔混合气SO 2摩尔分数为0.002，出塔吸收液中每100 g 含有SO 2 0.356 g ，试分别计算塔顶和塔底处的传质推动力，用
y ?、
x ?、p ?、c ?表示。
第九章解：（1）塔顶
出塔SO 2的摩尔分数为20.002y =，入塔吸收液中SO 2的摩尔分数为2
0x =
所以与出塔气相平衡的吸收液摩尔分数为*520.002/47.87 4.1710x -==?
与入塔吸收液平衡的气相摩尔分数为20y *= 所以*55222
4.17100 4.1710x x x --?=-=?-=?
*2220.00200.002y y y ?=-=-=
22101.325101.3250.0020.2026p y ?=??=?=kPa
忽略吸收液中溶解的SO 2，则摩尔浓度可计算为1000/1855.6c ==mol/L
52255.655.6 4.17100.00232c x -?=??=??=mol/L
（2）塔底
入塔SO 2的摩尔分数为10.05y =，出塔吸收液中SO 2的摩尔分数为10.356/64
0.001
100/18x == 所以与入塔气相平衡的吸收液摩尔分数为*10.05/47.870.0010444x ==
与出塔吸收液平衡的气相摩尔分数为1147.8747.870.0010.04787y x *==?=
所以*51
110.00104440.001 4.4410x x x -?=-=-=?
*1110.050.047870.00213y y y ?=-=-=
11101.325101.3250.002130.2158p y ?=??=?=kPa 51155.655.6 4.44100.00247c x -?=??=??=mol/L
8.2吸收塔内某截面处气相组成为
0.05y =，液相组成为
0.01x =，两相的平衡关系为2y x *
=，如果两相的传质系数分别为
5
1.2510y k -=?kmol/(m 2·s)，
5
1.2510x k -=?kmol/(m 2·s)，试求该截面上传质总推动力、总阻力、气液两相的阻力和传质速率。
解：与气相组成平衡的液相摩尔分数为220.010.02y x *==?=
所以，以气相摩尔分数差表示的总传质推动力为*0.050.020.03y y y ?=-=-= 同理，与液相组成平衡的气相摩尔分数差为*
0.05/20.025x ==
所以，以液相摩尔分数差表示的总传质推动力为*0.0250.010.015x x x ?=-=-=
以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为
()()
555110.8310
1/1/1/1.25101/2 1.2510x x y K k mk ---=
==?+?+??kmol/(m 2·
s) 以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为
55/0.8310/20.4210y x K K m --==?=?kmol/(m 2·
s)
传质速率570.83100.015 1.2510A x N K x --=?=??=?kmol/(m 2·
s) 或者570.42100.03 1.2610A
y N
K y --=?=??=?kmol/(m 2·
s) 以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数分析传质阻力 总传质阻力()
551/1/0.8310 1.2010x
K -=?=?(m 2·s)/kmol
其中液相传质阻力为()
551/1/1.25100.810x k -=?=?(m 2·s)/kmol
占总阻力的66.7% 气膜传质阻力为()551/1/2 1.25100.410y
mk
-=??=?(m 2·
s)/kmol 占总阻力的33.3%
8.3用吸收塔吸收废气中的SO 2，条件为常压，30℃，相平衡常数为26.7m =，在塔内某一截面上，气相中SO 2分压为4.1kPa ，液相中SO 2浓
度为0.05kmol/m 3，气相传质系数为
2
105.1-?=G k kmol/(m 2·h·kPa)，液相传质系数为
0.39
L k =m/h ，吸收液密度近似水的密度。试求：
（1）截面上气液相界面上的浓度和分压； （2）总传质系数、传质推动力和传质速率。
解：（1）设气液相界面上的压力为
i p ，浓度为i c
忽略SO 2的溶解，吸收液的摩尔浓度为01000/1855.6c ==kmol/m 3 溶解度系数
0206.0325
.1017.266.5500=?==
mp c H kmol/(kPa·m 3)
在相界面上，气液两相平衡，所以i i p c 0206.0= 又因为稳态传质过程，气液两相传质速率相等，所以()()G
i L i k p p k c c -=-
所以()()05.039.01.4105.12
-?=-??-i i c p
由以上两个方程，可以求得52.3=i p kPa ，0724.0=i c kmol/m 3
（2）总气相传质系数
()
00523.039.00206.0/1015.0/11/1/11=?+=+=
L G G Hk k K kmol/(m 2·
h·kPa) 总液相传质系数254.00206.0/00523.0/===H K K G L m/h 与水溶液平衡的气相平衡分压为43.20206.0/05.0/*===H c p kPa 所以用分压差表示的总传质推动力为67.143.21.4*=-=-=?p p p kPa
与气相组成平衡的溶液平衡浓度为084.01.40206.0*=?==Hp c kmol/m 3
用浓度差表示的总传质推动力为034.005.0084.0*=-=-=?c c c
kmol/m 3
传质速率0087
.067.100523.0=?=?=p K N G A kmol/(m 2·h)
或者0086.0034.0254.0=?=?=c K N L A
kmol/(m 2·
h) 8.4 101.3kPa 操作压力下，在某吸收截面上，含氨0.03摩尔分数的气体与氨浓度为1kmol/m 3的溶液发生吸收过程，已知气膜传质分系数为
6
510G k -=?kmol/(m 2·s·kPa)，液膜传质分系数为
4
1.510L k -=?m/s ，操作条件下的溶解度系数为0.73H =kmol/(m 2·kPa)，试计算：
（1）界面上两相的组成；
（2）以分压差和摩尔浓度差表示的总传质推动力、总传质系数和传质速率；
（3）分析传质阻力，判断是否适合采取化学吸收，如果采用酸溶液吸收，传质速率提高多少。假设发生瞬时不可逆反应。
解：（1）设气液相界面上的压力为i p ，浓度为i c
因为相界面上，气液平衡，所以i
i c Hp =，0.73i i c p =
气相中氨气的分压为0.03101.3 3.039p =?=kPa 稳态传质条件下，气液两相传质速率相等，所以()()G
i L i k
p p k c c -=-
()()64510 3.039 1.5101i i p c --??-=??-
根据上面两个方程，求得 1.44i p =kPa ， 1.05i c =kmol/m 3
（2）与气相组成平衡的溶液平衡浓度为
0.03101.30.73 2.22c Hp *==??=kmol/m 3
用浓度差表示的总传质推动力为
2.221 1.22c c c *?=-=-=kmol/m 3
与水溶液平衡的气相平衡分压为
*/1/0.73 1.370p c H ===kPa
所以用分压差表示的总传质推动力为 3.039 1.370 1.669p p p *?=-=-=kPa
总气相传质系数
()()
664
11 4.78101/1/1/5101/0.73 1.510G G L K k Hk ---=
==?+?+??kmol/(m 2
·s·kPa) 总液相传质系数66/ 4.7810/0.73 6.5510L G K K H --==?=?m/s
传质速率664.7810 1.6697.97810A
G N K p --=?=??=?kmol/(m 2·
s) 或者666.5510 1.227.99110A L N K c --=?=??=?kmol/(m 2·s) （3）以气相总传质系数为例进行传质阻力分析 总传质阻力()651/1/ 4.7810 2.09210G
K
-=?=?(m 2·
s·kPa)/kmol 其中气膜传质阻力为()651/1/510210G
k
-=?=?(m 2·
s·kPa)/kmol 占总阻力的95.6%
液膜传质阻力为()431/1/0.73 1.5109.110G
Hk -=??=?(m 2·
s·kPa)/kmol 占总阻力的4.4%
所以这个过程是气膜控制的传质过程，不适合采用化学吸收法。
如果采用酸液吸收氨气，并且假设发生瞬时不可逆反应，则可以忽略液膜传质阻力，只考虑气膜传质阻力，则
6510G G K k -≈=?kmol/(m 2·s·kPa)，仅仅比原来的传质系数提高了4.6%，如果传质推动力不变的话，传质速率也只能提高4.6%。当然，采用
酸溶液吸收也会提高传质推动力，但是传质推动力提高的幅度很有限。因此总的来说在气膜控制的吸收过程中，采用化学吸收是不合适的。
8.5利用吸收分离两组分气体混合物，操作总压为310kPa ，气、液相分传质系数分别为
3
3.7710y k -=?kmol/(m 2·s)、
4
3.0610x k -=?kmol/(m 2·s)，气、液两相平衡符合亨利定律，关系式为
41.06710p x *=?（p*的单位为kPa ）
，计算：
（1）总传质系数； （2）传质过程的阻力分析；
（3）根据传质阻力分析，判断是否适合采取化学吸收，如果发生瞬时不可逆化学反应，传质速率会提高多少倍？ 解：（1）相平衡系数4.34310
10067.14
=?==p E m
所以，以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为
()()
43
41005.310
77.34.34/11006.3/11/1/11---?=??+?=+=
y x x mk k K kmol/(m 2·s) 以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为
541089.04.34/1005.3/--?=?==m K K x y kmol/(m 2·s) （2）以液相摩尔分数差为推动力的总传质阻力为
341028.310
05.31
111?=?=+=-y x x mk k K 其中液膜传质阻力为()
341027.31006.3/1/1?=?=-x k ，占总传质阻力的99.7%
气膜传质阻力为()71.71077.34.34/1/13=??=-y
mk ，占传质阻力的0.3%
所以整个传质过程为液膜控制的传质过程。
（3）因为传质过程为液膜控制，所以适合采用化学吸收。如题设条件，在化学吸收过程中，假如发生的是快速不可逆化学反应，并且假设扩散速率足够快，在相界面上即可完全反应，在这种情况下，可等同于忽略液膜阻力的物理吸收过程，此时
13.01077.34.343=??==-y x mk K kmol/(m 2·s) 与原来相比增大了426倍
8.6已知常压下，20℃时，CO 2在水中的亨利系数为1.44×10-5kPa ，并且已知以下两个反应的平衡常数
《环境工程学》试卷 一、名词解释（每小题2分，共20分） 1．COD；2. 厌氧生物处理法；3. 泥龄；4. 好氧硝化；5. A/A/O法； 6. 反电晕； 7. 二次扬尘； 8. 电场荷电； 9. FGD；10. SCR法。 二、选择题（每小题2分，共20分） 1．BOD是化学性水质指标之一，其含义是（）。 A 溶解氧； B 化学需氧量； C 生化需氧量。 2．废水处理方法很多，其中混凝沉淀法可去除废水中的（）。 A 可生物降解有机物； B 不溶性有机物； C悬浮物质。 3．废水二级处理技术属于（）。 A 生物方法； B 化学方法； C物理方法。 4．A2/O法产生的污泥量比活性污泥法（）。 A 多； B 少； C 一样。 5．下列哪种技术属于废水三级处理技术（） A 臭氧氧化； B 气浮； C 好氧悬浮处理技术。 6．脱硫技术很多，跳汰选煤脱硫技术属于（）。 A 炉前脱硫技术； B 炉内脱硫技术； C 炉后脱硫技术。 7．电除尘器最适宜捕集的粉尘是（）。 A 低比电阻粉尘； B 中比电阻粉尘； C 高比电阻粉尘。 8．常被用来作为高效除尘器的前级预除尘器的是（）。 A 机械力除尘器； B 电除尘器； C 过滤式除尘器。 9．既能捕集颗粒污染物，又能脱除部分气态污染物的除尘器是（）。 A 机械力除尘器； B 电除尘器； C 湿式除尘器。 10．SCR法烟气脱硝的主要机理是（）。 A 催化转化； B 化学吸收； C 化学吸附。 三、填空题（每题2分，共10分） 1．MLSS,MLVSS,SVI,SBR分别为、、、。 2．活性污泥法有效运行的基本条件为、、、。 3．SCR法烟气脱硝机理分为、、、。 4．影响湿法脱硫效率的主要因素包括：、、、。 5．控制颗粒污染物的主要方法包括：、、、。 四、简答题（每小题3分，共30分） 1．什么是废水的一级处理，二级处理和深度处理
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
实验九 填料塔吸收实验 一．实验目的 1．了解填料吸收装置的设备结构及操作。 2．测定填料吸收塔的流体力学特性。 3．测定填料吸收塔的体积吸收总系数K Y α。 4．了解气体空塔流速与压力降的关系。 二．实验原理 1．填料塔流体力学特性 吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。 填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。 气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如左图中AB 线，其斜率为1.8～2。当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB 线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD 段。随气速的进一步增加出现载点（图中D 点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图中DE 段。当气速增大到E 点，填料层 持液量越积越多，气体的压强几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，此点E 称为泛点。 2．传质实验 填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续的。但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需计算的是完成一定吸收任务所需填料的高度。填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法等。气相体积吸收总系数K Y α是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量，它是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料高度的重要数据。 本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨。混合气体中氨的浓度很低。吸收所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律（即平衡线在x-y 坐标系为直线）。故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力，相应的传质速率方程式为： m p Y A Y V K G ???=α （1） 所以 )/(m p A Y Y V G K ??=α （2） 其中 2 2112211ln ) ()(e e e e m Y Y Y Y Y Y Y Y Y -----= ? （3）
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
实验一 柏努利实验 一、实验目的 1、通过实测静止和流动的流体中各项压头及其相互转换，验证流体静力学原理和柏努利方程。 2、通过实测流速的变化和与之相应的压头损失的变化，确定两者之间的关系。 二、基本原理 流动的流体具有三种机械能：位能、动能和静压能，这三种能量可以互相转换。在没有摩擦损失且不输入外功的情况下，流体在稳定流动中流过各截面上的机械能总和是相等的。在有摩擦而没有外功输入时，任意两截面间机械能的差即为摩擦损失。 流体静压能可用测压管中液柱的高度来表示，取流动系统中的任意两测试点，列柏努利方程式： ∑+++=++f h p u g Z P u g Z ρ ρ22 221 21122 对于水平管，Z 1=Z 2，则 ∑++=+f h p u p u ρ ρ22 212122 若u 1=u 2, 则P 2
u 2 , p 1
装置由一个液面高度保持不变的水箱，与管径不均匀的玻璃实验管连接，实验管路上取有不同的测压点由玻璃管连接。水的流量由出口阀门调节，出口阀关闭时流体静止。 四、实验步骤及思考题 1、关闭出口阀7，打开阀门3、5，排出系统中空气；然后关闭阀7、3、5，观察 并记录各测压管中的液压高度。思考：所有测压管中的液柱高度是否在同一标 高上？应否在同一标高上？为什么？ 2、将阀7、3半开，观察并记录各个测压管的高度，并思考： （1）A、E两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？ （2）B、D两管中，C、D两管中液位高度是否相等？若不等，其差值代表什么？ 3、将阀全开，观察并记录各测压管的高度，并思考：各测压管内液位高度是否变 化？为什么变化？这一现象说明了什么？ 五、实验数据记录 . 液柱高度 A B C D E 阀门 关闭 半开 全开
《环境工程微生物学》课程综合复习资料 一、填空题 1、我国大耜提出的六界分类系统为：、、、、、。 2、病毒的分类依据有多种,按照核酸分类，病毒可分为、。 3、细菌的原生质体包括，和三大部分。 4、根据古菌的生活习性和生理特性，古菌可分为、、三大类型。 5、在《伯杰氏系统细菌学手册》中，将古菌分为五大类群：、、、、。 6、放线菌的革兰氏染色反应：除为外，其余均为。 7、在废水生物处理中起重要作用的三种原生动物包括，和。作为指示生物，指示处理效果差的是和。 8、真菌中的、和在有机废水和有机固体废物的生物处理中都起着积极作用。 9、从化学组成来看，酶可分为和两类。 10、、、、四种元素是所有生物体的有机元素。 11、微生物最好的碳源是，尤其是、，它们最易被微生物吸收和利用。 12、环境工程微生物学中,根据形态特点，细菌可分为四种形态,即、、、。 13、按培养基组成物的性质不同，可把培养基分为、、。 14、好氧活性污泥的组成中，微生物成分主要是。 15、菌种复壮法有、、三种。 16、污水生物处理法很多，根据微生物与氧的关系分为和两类。 17、原生动物可划分为四个纲，即、、和。 18、在污废水生物处理中，原生动物和微型后生动物的作用体现在：、和。 19、现在普遍接受的五界分类系统为：、、、、。 20、部分细菌有特殊结构：、、、、和。 21、20世纪70年代开始在水平上研究生物的研究生物的进化和系统发育。沃斯以的相关性，将一类有别于细菌的、在特殊环境的单独列出，与细菌和真核生物并列于系统发育树中。 22、细胞质膜的化学组成包括、、。 23、微生物学家根据rRNA序列的不同，将所有细胞生物分为三大域，即、、。 24、根据专性宿主分类，病毒可分为、、、、、。
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
山东轻工业学院 10/11学年第一学期《 环境工程学》期末考试试卷 （A 卷） （本试卷共9页） 一、选择题（本题满分25分） 1. Monod 公式说法错误的是： A. 米－门公式是在前人工作的基础上，采用纯酶进行动力学试验，并根据中间产物学说提出的关于底物浓度与酶促反应之间的关系式。 B. 在废水生物处理工程中，米－门公式是常用的一个反应动力学公式，在具体应用中要采用微生物浓度代替酶浓度。 C. Monod 公式是在米－门公式的基础上提出的，它反映了微生物增长速度和微生物本身的浓度、底物浓度之间的关系。 D. 米－门公式和Monod 公式中的饱和常数含义不同。 2.城市污水处理厂，平流式沉砂池的设计最小流速应为( )m ／s 。 A. 0.15 B. 0.3 C. 0.6 D. 1.0 3.城市污水处理厂，沉砂池砂斗容积不应大于( )d 的沉砂量。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 4.城市污水处理厂，沉淀池的有效水深宜采用( )m 。 A. 1～2 B. 2～4 C. 4～5 D. 5～6 5.沉淀池出水堰最大负荷，二次沉淀池不宜大于( )L ／(s·m)。 A. 0. 5 B. 1. 0 C. 1. 7 D. 2. 9 6.生物滤池的布水设备应使污水能( )在整个滤池表面上。布水设备可采用活动布水器，也可采用固定布水器。
A. 集中分布 B. 不集中分布 C. 不均匀分布 D. 均匀分布 7.低负荷生物滤池的设计当采用碎石类填料时，应符合下列要求：当采用固定喷嘴布水时的喷水周期宜为( )min。 A. 1～3 B. 3～5 C. 5～8 D. 8～10 8.塔式生物滤池的设计，应符合下列要求。填料应采用塑料制品，滤层总厚度应由试验或参照相似污水的实际运行资料确定，一般宜为( )m。 A. 2～4 B. 4～6 C. 6～8 D. 8～12 9.曝气池的布置，应根据普通曝气、阶段曝气、吸附再生曝气和完全混合曝气各自的工艺要求设计，并宜能调整为按( )运行。 A. 两种或两种以上方式 B. 两种方式 C. 一种方式 D. 两种以上方式 10.( )一般宜采取在曝气池始端1／2～3／4的总长度内设置多个进水口的措施。 A. 普通曝气池 B. 吸附再生曝气池 C. 完全混合曝气池 D. 阶段曝气池 11.( )的吸附区和再生区可在一个池子内时，沿曝气池长度方向应设置多个出水口；进水口的位置应适应吸附区和再生区不同容积比例的需要；进水口的尺寸应按通过全部流量计算。 A. 普通曝气池 B. 吸附再生曝气池 C. 完全混合曝气池 D. 阶段曝气池 12.完全混合曝气池可分为合建式和分建式。合建式曝气池的设计，应符合下列要求。( )的表面水力负荷宜为0. 5～1. 0m3／(m2·h) 。 A. 曝气区 B. 沉淀区 C. 导流区 D. 出水区 13. 氧化沟宜用于要求出水水质较高或有脱氮要求的中小型污水厂，设计应符合下列要求。氧化沟前可不设( )。 A. 沉砂池 B. 初次沉淀池 C. 粗格栅 D. 细格栅 14. 采用( )叶轮供氧时，应符合下列要求。叶轮的线速度采用3.5～5m／s。曝气池宜有调节叶轮速度或池内水深的控制设备。
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。
3.6 水在圆形直管中呈层流流动。若流量不变，说明在下列情况下，因流动阻力而产生的能量损失的变化情况： （1）管长增加一倍；（2）管径增加一倍。 解：因为对于圆管层流流动的摩擦阻力，有 220328d l u r l u p m m f μμ==? （1）当管长增加一倍时，流量不变，则阻力损失引起的压降增加1倍 （2）当管径增加一倍时，流量不变，则 u m,2＝u m,1/4 d 2=2d 1 ,2f p ?=,1f p ?/16 即压降变为原来的十六分之一。 4.10在套管换热器中用冷水将100℃的热水冷却到50℃，热水的质量流量为3500kg/h 。冷却水在直径为φ180×10mm 的管内流动，温度从20℃升至30℃。已知基于管外表面的总传热系数为2320 W/（m 2·K ）。若忽略热损失，且近似认为冷水和热水的比热相等，均为4.18 kJ/（kg·K ）.试求 （1）冷却水的用量； （2）两流体分别为并流和逆流流动时所需要的管长，并加以比较。 解：（1）由热量守恒可得 q mc c pc ΔT c ＝q mh c ph ΔT h q mc ＝3500kg/h×50℃/10℃＝17500kg/h （2）并流时有 ΔT 2＝80K ，ΔT 1＝20K 2121 802043.2880ln ln 20m T T K K T K T T ?-?-?===?? 由热量守恒可得 KAΔT m ＝q mh c ph ΔT h 即
KπdLΔT m ＝q mh c ph ΔT h 23500/ 4.18/()50 3.582320/()0.1843.28mh ph h m q c T kg h kJ kg K K L m K d T W m K m K ππ????= ==????? 逆流时有 ΔT 2＝70K ，ΔT 1＝30K 2121 703047.2170ln ln 30m T T K K T K T T ?-?-?===?? 同上得 23500/ 4.18/()50 3.282320/()0.1847.21mh ph h m q c T kg h kJ kg K K L m K d T W m K m K ππ????===????? 比较得逆流所需的管路短，故逆流得传热效率较高。 8.2吸收塔内某截面处气相组成为0.05y =，液相组成为0.01x =，两相的平衡关系为2y x *=，如果两相的传质系数分别为51.2510y k -=?kmol/(m 2·s)，51.2510x k -=?kmol/(m 2·s)，试求该截面上传质总推动力、总阻力、气液两相的阻力和传质速率。 解：与气相组成平衡的液相摩尔分数为220.010.02y x *==?= 所以，以气相摩尔分数差表示的总传质推动力为*0.050.020.03y y y ?=-=-= 同理，与液相组成平衡的气相摩尔分数差为*0.05/20.025x == 所以，以液相摩尔分数差表示的总传质推动力为*0.0250.010.015x x x ?=-=-= 以液相摩尔分数差为推动力的总传质系数为 ()()555110.83101/1/1/1.25101/2 1.2510x x y K k mk ---===?+?+?? kmol/(m 2·s)
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。
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＿＿＿。
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
环境工程学复习题 （课程代码272336） 一、名词解释 1、堆肥化 参考答案：利用自然界中广泛存在的微生物，通过人为的调节和控制，促进可生物降解的有机物向腐殖质转化的生物过程。 2、逆温 参考答案：指对流层中某层次出现气温上热下冷的现象。 3、中位径(d c50) 参考答案：指粒子群中将颗粒质量平分一半时所对应的颗粒的粒径。 4、富营养化 参考答案：水体中N、P营养物质富集，引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象 5、农业退水 参考答案：农作物栽培、牲畜饲养、农产品加工过程中排出的污水。 6、水环境容量 参考答案：在满足水环境质量标准要求的前提下的最大允许污染负荷量，或称纳污能力。 7、污泥负荷 参考答案：指单位时间单位微生物质量所承受的有机物的量，单位为kgBOD5/(kgMLVSS·d)。 8、物理性污染 参考答案：物理环境中声、振动、电磁辐射、放射性、光、热等在特定时间和空间中的强度过高或过低，危害人体健康、生态环境、仪器设备，造成的污染或异常，就是物理性污染。 9、热解 参考答案：指将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、油脂和燃料气的过程。 10、自养型微生物 参考答案：自养型微生物以无机物为底物(电子供体)，其终点产物为二氧化碳、氨和水 1 / 20
等无机物，同时放出能量。 11、容积负荷 参考答案：单位为：kgBOD5/(m3·d)，指单位时间单位反应器容积所承受的有机物的量。 12、废物固化 参考答案：指用物理-化学方法将有害废物固定或包封在惰性基材中，使之呈现化学稳定性或密封性的一种无害化处理方法。 13、理论烟气体积 参考答案：燃料在供给理论空气量下完全燃烧，且生成的烟气中只有CO2、SO2、H2O、N2这四种气体，此时烟气所具有的体积为理论烟气体积（又称湿烟气体积）。 14、表面水力负荷 参考答案：单位为m3/(m2·d)，指单位时间内通过单位沉淀池表面积的污水流量。 15、噪声 参考答案：噪声是声波的一种，具有声音的所有特征。从物理学的特点来看，噪声是指声波的频率和强弱变化毫无规律、杂乱无章的声音。 16、放射性废物 参考答案：放射性废物是含有放射性核素或被放射性核素污染，其浓度或活度大于国家审管部门规定的清洁解控水平，并且预计不再利用的物质。 17、破碎比 参考答案：指在破碎过程中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值。表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数，也表征废物被破碎的程度。 18、浸出率 参考答案：指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物质的浸出速度。 19、堆肥 参考答案：指废物经过堆肥化处理，制得的成品。 20、焚烧 参考答案：在高温炉内（800-1000。C），废物中的可燃组分与空气中的O2发生剧烈的化学反应，转化为高温气和性质稳定的固体残渣并释放热量的过程。 21、吸声系数 参考答案：材料吸收的声能与入射到材料上的总声能的比值。 22、滤波器 2 / 20
《环境工程原理》试题库 试题一 一：问答题（36分） 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量 损 失变为原来的多少倍？ 2、何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2）传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 二：填空题（18分） 1、某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH , __________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s m 3 速度流动，其流动类型为 ______________。 3、流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范围为_______________________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_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 三：计算题(46分) 1、如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数 为03.0=λ，现发现压力表上的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体 的流量及阀的局部阻力糸数？
化工原理实验教程 合肥工业大学 2011年9月
前言 化工原理是一门工程应用科学，它利用自然科学的原理来考察、研究化工单元操作中的实际问题，研究强化过程的方法，寻找开发新技术的途经。化工原理课程要求理论联系实际，其发展离不开实验研究与数学模型分析，所以化工原理实验是化工原理课程的一个重要教学环节，也是化工、制药、环境、食品、生物工程等院系或专业教学计划中的一门必修课程，属于工程实验范畴，与一般化学实验相比，其不同之处在于它具有工程特点，每个实验项目都相当于化工生产中的一个单元操作，通过实验能建立起一定的工程概念，同时，随着实验课的进行，会遇到大量的工程实际问题，对理工科学生来说，可以在实验过程中更实际、更有效地学到更多工程实验方面的原理及测试手段，发现复杂的真实设备与工艺过程同描述这一过程的数学模型之间的关系，也可以认识到对于一个看起来似乎很复杂的过程，一经了解，可以只用最基本的原理来解释和描述。因此，在实验课的全过程中，学生在思维方法和创新能力方面都得到培养和提高，为今后的工作打下坚实的基础。通过教学实验，达到以下目的： 1.验证化工单元操作的基本理论与经验公式，将书本知识转变为感性知识，并使学生在运用理论对实验进行分析的过程中巩固和加深对课程教学内容的理解。 2.通过实验环节熟悉化工单元操作设备的结构、性能，掌握测试方法，培养学生的实际操作技能。 3.在实验环节中学习如何根据实验任务制订实验方案，学会如何控制和测量操作参数，如何获得准确、完整的数据，以及如何整理、分析实验数据与结果，从而使学生掌握科学实验的全过程，提高学生独立分析与解决问题的能力，为今后从事科学研究活动打下良好的基础。 根据教学计划的变更和化学工程与工艺专业认证对化工原理课程和实验教学新的要求，我室在原有实验装置的基础上新添置了“液-液萃取塔的操作及其传质单元高度的测定”和“流化床干燥器的操作及其干燥速率曲线的测定”两个实验，各套实验数据均采用计算机处理，可直接得到实验结果与图表，以直观地验证实验过程的准确性。由于各专业教学要求有所不同，实验内容也可有不同，但至少要选做五至七个实验，即使同一个实验，其具体的实验任务也可有所侧重，每个实验全过程包括四个环节：预习、实验操作、实验数据处理与实验报告编写等四个环节，每个学生均必须严格按照要求保质保量完成实验。 本实验教程由魏凤玉、刘雪霆、何兵、路绪旺、姚路路等编写，由于时间仓促，作者水平有限，文中不妥之处，恳请指正。 2011年9月于斛兵塘
环境工程专业 班级1 第一次 1.现今普遍接受的五界分类系统是？（黄学进） 2.微生物的特点？（杨学豹） 3.微生物应用于环境工程的优势？（邓玉辉） 4.病毒的繁殖方式？（邓玉辉） 5.真核微生物包括蓝藻、酵母菌、霉菌、伞菌、原生动物和微型后生动物等，请问是否正确？（李帆） 14环境工程1班 第一次答案 1.原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界。 2.个体极小、分布广、种类繁多、繁殖快、易变异、适应力强。 3.环保、经济、针对面广、高效。 5. 错，蓝藻是原核生物。 班级2 第一次 为什么生物法会在环境工程处理污染物中占据重要位置？（贺松岩01号） 微生物学对于环境工程应用的优缺点(02号赵保华) 哪些生物属于微生物，微生物学的主要研究内容是什么？(03号曹素娟) 5界分类系统中，原核生物界和原生生物界的区别？(04号罗思洁) 原生生物都是真核生物。（06号黄柯靓判断题）
14环境一班 第二次 1.病毒粒子有哪两种类型？（杨炳煌） 2.判断题：一个病毒粒子可以同时含有DNA和RNA。（黄学进） 3.病毒的蛋白质衣壳中，蛋白质的功能是什么？（王佳豪） 4.什么是溶原细胞？（李帆） 5.填空题：利用颗粒计数法测定病毒数量，病毒的浓度可由样品中_______和_________计算得出。（杨学豹） 1.病毒粒子有两种：一种是不具被膜的裸露的裸露病毒粒子，另一种是在核衣壳外面由被膜包围所构成的病毒粒子（杨炳煌） 2.错，只有含有DNA和RNA其中的一种（黄学进） 3.蛋白质的功能是保护病毒使其免受环境因素的影响，决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感细胞表面特定部位有特异亲和力，病毒可牢固地附着在敏感细胞上。病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性（王佳豪） 4.溶原细胞是由温和噬菌体感染的，噬菌体的核酸附着并整合在宿主染色体上，宿主细胞不裂解而继续生长，这种含有温和噬菌体核酸的宿主细胞就被称作溶原细胞;原噬菌体随宿主细胞分裂传给子代细胞，子代细胞也称为溶原细胞。（李帆） 5.两种颗粒的比例和乳胶颗粒浓度（杨学豹） 14环境二班 第二次 1.病毒的繁殖方式是什么？（冯倩文） 2.判断题：病毒被膜的功能是决定病毒遗传，变异和对敏感宿主细 胞的感染力。（马丽钧） 3.什么是温和噬菌体（吴宛桐） 4.病毒有哪几种构型？这几种构型的形成原因是什么？（毕艳容）