環(huán)境工程原理復(fù)習(xí)材料考試必備.doc

1、學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考物理吸收 ：如果氣體溶質(zhì)與吸收劑不發(fā)生明顯反應(yīng)，而是由于在吸收劑種的溶解度大而被吸收，成為物理吸收?；瘜W(xué)吸收 ：如果溶質(zhì)與吸收劑（或其中的活性成分）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被吸收。吸附平衡 ：在一定條件下，當(dāng)流體（氣體或液體）和吸附劑接觸，流體中的吸附質(zhì)將被吸附劑所吸附。當(dāng)吸附速率和解吸速率相等時(shí)，氣固相中的吸附質(zhì)濃度不再改變時(shí)。反應(yīng)操作 ： 利用化學(xué)或生物反應(yīng)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)或污染物處理時(shí)，需要通過(guò)反應(yīng)條件等的控制，使反應(yīng)向有利的方向進(jìn)行。為達(dá)到這種目的而采取的一系列工程措施通稱為反應(yīng)操作。導(dǎo)溫系數(shù) ：是物質(zhì)的物理性質(zhì)，它反映了溫度變化在物體中的傳播能力。導(dǎo)熱系數(shù) ：是導(dǎo)熱物質(zhì)在

2、單位面積、單位溫度梯度下的導(dǎo)熱速率、表明物質(zhì)導(dǎo)熱性的強(qiáng)弱，即導(dǎo)熱能力的大小。絕對(duì)黑體 ：表示落在物體表面上的輻射能力能全部被物理吸收，這種物體稱為絕對(duì)黑體。黑體具有最大的吸收能力，也具有最大的輻射能力。絕對(duì)白體 ：表示落在物體表面上的輻射能全部被反射出去，若入射角等于反射角， 側(cè)物體稱為鏡體，若反射情況為漫反射，該物體稱為絕對(duì)白體?；瘜W(xué)平衡 ：化學(xué)平衡是指在宏觀條件一定的可逆反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)正逆反應(yīng)速度相等，反應(yīng)物和生成物各組分濃度不在改變的狀態(tài)。1、環(huán)境學(xué)科的任務(wù)：環(huán)境學(xué)科是研究人類活動(dòng)與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系的科學(xué)，其主要任務(wù)是研究人類與環(huán)境的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系， 認(rèn)識(shí)兩者之間的作用與反作用， 掌握其發(fā)展

3、規(guī)律， 從而保護(hù)環(huán)境并使其向有利于人類的方向演變。2、環(huán)境工程學(xué)的任務(wù)： 利用環(huán)境學(xué)科與工程學(xué)的方法，研究環(huán)境污染控制理論、技術(shù)、措施和政策，以改善環(huán)境質(zhì)量，保證人類的身體健康、舒適的生存和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。3、環(huán)境工程學(xué)的研究對(duì)象： 水質(zhì)凈化與水污染控制技術(shù)、大氣（包括室內(nèi)空氣）污染控制技術(shù)、固體廢棄物處理處置與管理和資源化技術(shù)、物理性污染（熱污染、輻射污染、噪聲、振動(dòng)） 防治技術(shù)、自然資源的合理利用與保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)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)與構(gòu)建理論與技術(shù)、 清潔生產(chǎn)理論與技術(shù)以及環(huán)境規(guī)劃、 管理與環(huán)境系統(tǒng)工程等。4、污染物處理工程的核心： 利用隔離、分離、轉(zhuǎn)化等技術(shù)原理，

4、通過(guò)工程手段，實(shí)現(xiàn)污染物的高效、快速去除。5、環(huán)境工程學(xué)主要研究對(duì)象有：水質(zhì)凈化和水污染的防治和處理、大氣質(zhì)量?jī)艋痛髿馕廴镜姆乐魏吞幚?、固體廢棄物污染的防治和資源利用、物理性污染的防治和處理、對(duì)自然資源的合理利用和保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。6、闡述實(shí)現(xiàn)污染物高效、快速去除的基本技術(shù)路線：首先對(duì)隔離、分選、轉(zhuǎn)化的方式進(jìn)行優(yōu)選組合， 再對(duì)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和對(duì)操作方式和操作條件進(jìn)行優(yōu)化，最后對(duì)介質(zhì)的混合狀態(tài)、流體流態(tài)進(jìn)行優(yōu)化和對(duì)物質(zhì)能量的遷移和反應(yīng)速率進(jìn)行強(qiáng)化，從而達(dá)到污染物高效去除的目的。7、當(dāng)系統(tǒng)中流速、壓力、密度等物理量只是位置的函數(shù)，不隨時(shí)間變化，稱為穩(wěn)態(tài)系統(tǒng) ；當(dāng)上述物理量不

5、僅隨位置變化，而且隨時(shí)間變化，稱為非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。8、用來(lái)描述物體或系統(tǒng)物理狀態(tài)的可測(cè)量性質(zhì)稱為它的量綱 。 量綱與單位的區(qū)別：量綱是可測(cè)量的性質(zhì)；單位是測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，用這些標(biāo)準(zhǔn)和確定的數(shù)值可以定量地描述量綱。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考1、若冬季和夏季的室溫均為18，人對(duì)冷暖的感覺(jué)是否相同？在哪種情況下覺(jué)得更暖和？為什么？首先， 冬季和夏季最大的區(qū)別就是室外溫度不一樣。夏季室外溫度比室內(nèi)高，因此通過(guò)墻壁的熱量傳遞放向是室外傳向室內(nèi)。冬季室外氣溫比室內(nèi)低，通過(guò)墻壁的熱量傳遞方向是由室內(nèi)傳向室外。因此冬季和夏季墻壁的內(nèi)表面溫度不同，夏季高冬季低。因此， 盡管冬季室內(nèi)溫度比夏季高， 但人體在冬季

6、通過(guò)的輻射與墻壁的散熱要比夏季高得多。人體對(duì)冷的感受主要是熱散量高，因此在冬季比在夏季感覺(jué)冷。2、熱力學(xué)討論的是：過(guò)程發(fā)生的方向、所能達(dá)到的極限及推動(dòng)力。物理吸收僅僅涉及某一組分的簡(jiǎn)單傳質(zhì)過(guò)程。溶質(zhì)在氣液兩相間的平衡關(guān)系是研究吸收熱力學(xué)的基礎(chǔ)。/3、雙膜理論：相互接觸的氣液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)分別有一層虛擬的氣膜和液膜。 在相界面處， 氣液兩相在瞬間即可達(dá)到平衡，界面上沒(méi)有傳質(zhì)阻力。 在膜層以外，氣液兩相流體都充分湍動(dòng)，不存在濃度梯度，組成均一，沒(méi)有傳質(zhì)阻力4、總傳質(zhì)速率方程表示了什么？傳質(zhì)速率與傳質(zhì)推動(dòng)力成正比，與傳質(zhì)阻力成反比。增加溶質(zhì)的氣相分壓或者減少液相濃度，都可以增

7、加傳質(zhì)推動(dòng)力，從而增加傳質(zhì)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)對(duì)液相 傳質(zhì)速率的影響可以用 增大傳質(zhì)推動(dòng)力或增大傳質(zhì)系數(shù) 兩種方法來(lái)表示。5、吸附分離操作的分類按作用力性質(zhì)分類： 物理吸附和化學(xué)吸附。 按吸附劑再生方法分類：變溫吸附和變壓吸附。按原料組成分類：大吸附量分離和雜質(zhì)去除。按分離機(jī)理分類：位阻效應(yīng)、動(dòng)力學(xué)效應(yīng)和平衡效應(yīng)。6、吸附劑的主要特性：吸附容量大：由于吸附過(guò)程發(fā)生在吸附劑表面，所以吸附容量取決于吸附劑表面積的大小。選擇性高 ：對(duì)要分離的目的組分有較大的選擇性。穩(wěn)定性好 ：吸附劑應(yīng)具有較好的熱穩(wěn)定性， 在較高溫度下解吸再生其結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生太大的變化。同時(shí)，還應(yīng)具有耐酸堿的良好化學(xué)穩(wěn)定性。適當(dāng)?shù)奈锢硖匦?

8、：適當(dāng)?shù)亩逊e密度和強(qiáng)度。廉價(jià)易得7、氣體吸附等溫線測(cè)定方法：重量法、容量法8、液相吸附的特點(diǎn) ：液相吸附的機(jī)理比氣相復(fù)雜。在吸附質(zhì)發(fā)生吸附時(shí)，溶劑也有可能被吸附。液相吸附影響因素包括：除溫度和溶質(zhì)濃度外，溶劑種類、 吸附質(zhì)的溶解度和離子化、各種溶質(zhì)之間的相互作用等。9、吸附劑從流體中吸附吸附質(zhì)的傳質(zhì)過(guò)程：（ 1）吸附質(zhì)從流體主體擴(kuò)散到吸附劑外表面外擴(kuò)散（ 2）吸附質(zhì)由吸附劑的外表面向微孔中的內(nèi)表面擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散（ 3）吸附質(zhì)在吸附劑的內(nèi)部表面上被吸附。10、動(dòng)態(tài)吸附量與靜態(tài)吸附量：動(dòng)態(tài)吸附量：在流體流動(dòng)的情況下，流體和吸附劑之間的平衡關(guān)系， 與體系及溫度、壓力、物質(zhì)的傳質(zhì)速率、流體的流動(dòng)形狀以及吸

9、附劑的形狀尺寸等性質(zhì)有關(guān)。靜態(tài)吸附量：靜止時(shí)的吸附平衡（吸附等溫線）。動(dòng)態(tài)吸附量一般小于靜態(tài)吸附量。11、離子交換樹(shù)脂分類方法有多種：（ 1）按物理結(jié)構(gòu)：凝膠型、大孔型和等孔型。（ 2）按合成單體：苯乙烯系、酚醛系和丙烯系等。（ 3）按活性基團(tuán)性質(zhì)：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂等。12、離子交換樹(shù)脂 是具有特殊網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 骨架（即母體）和附著在骨架上的許多活性基團(tuán) 所構(gòu)成。13、離子交換速度的控制步驟：邊界水膜內(nèi)的遷移交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)的擴(kuò)散離子交換交聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的擴(kuò)散邊界水膜內(nèi)的遷移。離子交換速度實(shí)際上是由液膜擴(kuò)散或者孔道擴(kuò)散步驟控制。14、離子交換速度的影響因素：（ 1）離

10、子性質(zhì)：（ 2）樹(shù)脂的交聯(lián)度： （ 3）樹(shù)脂的粒徑： （ 4）水中離子濃度： （ 5）溶液溫度：（ 6）流速或攪拌速率：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考1. 萃取分離的原理和特點(diǎn)是什么？原理 ：在欲分離的原料混合液中加入一種與其不相溶或部分互溶的液體溶劑，形成兩相體系，在充分混合的條件下，利用混合液中被分離組分在兩相中分配差異的性質(zhì)，使該組分從混合液轉(zhuǎn)移到液體溶劑中，從而實(shí)現(xiàn)分離。特點(diǎn) ：可在常溫操作，無(wú)相變；萃取劑選擇適當(dāng)可以獲得較高分離效率；對(duì)于沸點(diǎn)非常相近的物質(zhì)可以進(jìn)行有效分離；混合液的溶質(zhì)既可以是揮發(fā)性物質(zhì)，也可以是非揮發(fā)性物質(zhì)。萃取劑的選擇 ：1.萃取劑的選擇性2.萃取劑的物理性

11、質(zhì)：3.萃取劑的化學(xué)性質(zhì)4.萃取劑回收的難易：5.廢水常用的萃取劑：苯及焦油類、酯類、醇類。2、膜分離過(guò)程的分類根據(jù)推動(dòng)力的不同：壓力差 ：微濾、超濾、反滲透、氣體分離、滲透蒸發(fā) 濃度差 ：滲析 電位差 ：電滲析、膜電解溫度差 ：膜蒸餾3、膜分離特點(diǎn)： 1膜分離過(guò)程不發(fā)生相變，能耗較低，能量轉(zhuǎn)化效率高。2 可在常溫下進(jìn)行，特別適于對(duì)熱敏感物質(zhì)的處理。3 不需要投加其他物質(zhì)，可節(jié)省化學(xué)藥劑，并有利于不改變分離物質(zhì)原有的屬性。 4 在膜分離過(guò)程中， 分離和濃縮同時(shí)進(jìn)行，能回收有價(jià)值的物質(zhì)。5 膜分離裝置簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)分離，適應(yīng)性強(qiáng)，操作容易且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。4、膜種類按分離機(jī)理分類：反應(yīng)膜、離

12、子交換膜、滲透膜等。按膜的性質(zhì)分類：天然膜（生物膜）和合成膜（有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜）。按膜的形狀分類：平板膜、管式膜、中空纖維膜。按膜的結(jié)構(gòu)分類：對(duì)稱膜、非對(duì)稱膜和復(fù)合膜5、膜分離的特征通常用兩個(gè)參數(shù)來(lái)表征：滲透性和選擇性。1.滲透性： 滲透性也稱為通量和滲透速率，表示單位時(shí)間通過(guò)單位面積膜的滲透物的通量2.選擇性：指膜將混合物中的組分分離開(kāi)來(lái)的能力。溶解 -擴(kuò)散模型： 主要用于描述致密膜（無(wú)孔膜）的傳遞過(guò)程（滲透蒸發(fā)、氣體分離）。溶劑和溶質(zhì)透過(guò)膜的過(guò)程分為3 步：溶劑和溶質(zhì)在膜上游側(cè)吸附溶解；溶劑和溶質(zhì)在化學(xué)位梯度下，以分子擴(kuò)散形式透過(guò)膜；透過(guò)物在膜下游側(cè)表面解吸。溶劑和溶質(zhì)的滲透能力取決于物質(zhì)在

13、膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)。即：滲透系數(shù)（K）溶解度系數(shù)（ H） 擴(kuò)散系數(shù)（ D）反滲透和納濾： 反滲透和納濾是借助于半透膜對(duì)溶液中相對(duì)低相對(duì)分子質(zhì)量溶質(zhì)的截留作用，以高于溶液滲透壓的壓差為推動(dòng)力，使溶劑滲透透過(guò)半透膜。反滲透和納濾過(guò)程機(jī)理： 1.氫鍵理論 2.優(yōu)先吸附 -毛細(xì)孔流機(jī)理：當(dāng)水溶液與多孔膜接觸時(shí)，如果膜的物化性質(zhì)使膜對(duì)水具有選擇性吸水斥鹽的作用，則在膜與溶液界面附近的溶質(zhì)濃度就會(huì)急劇下降， 而在膜界面上形成一層吸附的純水層。在壓力作用下， 優(yōu)選吸附的水就會(huì)滲透通過(guò)膜表面的毛細(xì)孔，從而獲得純水。當(dāng)膜毛細(xì)孔孔徑接近或等于純水層厚度t 兩倍時(shí)，滲透通量最高； 2t 稱為膜的“臨界孔徑”3.

14、溶解 -擴(kuò)散模型：超濾：主要分離生物大分子。微濾：主要分離懸浮物微粒、細(xì)菌等微濾或超濾的基本分離過(guò)程主要機(jī)理有：在膜表面及微孔內(nèi)被吸附（一次吸附）；在膜孔中停留而被去除（阻塞）；在膜面被機(jī)械截留（篩分）。而一般認(rèn)為物理篩分起主導(dǎo)作用濃差極化現(xiàn)象：當(dāng)含有不同大小分子的混合液流動(dòng)通過(guò)膜面時(shí)，在壓力差的作用下，混合液中小于膜孔的組分透過(guò)膜，而大于膜孔的組分被截留。這些被截留的組分在緊鄰膜表面形成濃度邊界層， 使邊界層中的溶質(zhì)濃度大大高于主體溶液中的濃度，形成由膜表面到主體溶液之間的濃度差。 濃度差的存在導(dǎo)致緊靠膜面的溶質(zhì)反向擴(kuò)散到主體溶液中。影響：但超濾過(guò)程中的濃差極化對(duì)通量的影響則十分明顯。一旦膜

15、投入運(yùn)行，濃差極化現(xiàn)象不可避免可逆學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考說(shuō)明凝膠層的形成過(guò)程以及對(duì)膜分離的影響。凝膠層的形成過(guò)程：當(dāng)膠體或大分子溶質(zhì)在膜表面上的濃度超過(guò)其在溶液中的溶解度時(shí)，便會(huì)在膜表面形成凝膠層。影響：凝膠層一旦形成， 膜表面上的凝膠層溶質(zhì)濃度和主體溶液溶質(zhì)濃度梯度即達(dá)到最大值，此時(shí)，滲透速率就與超濾壓差無(wú)關(guān)。說(shuō)明電滲析中濃差極化的形成過(guò)程以及極限電流密度的出現(xiàn)和影響。電滲析過(guò)程的基本原理：電滲析中使用的是陽(yáng)離子交換膜（簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，以符號(hào)CM 表示）和陰離子交換膜（簡(jiǎn)稱陰膜，以符號(hào)AM 表示）。陰、陽(yáng)離子交換膜具有帶電的活性基團(tuán)，能選擇性地分別使陰離子或陽(yáng)離子透過(guò)。電滲析中的傳遞

16、過(guò)程 ：反離子的遷移是主要的傳遞過(guò)程。 反離子遷移同性離子遷移電解質(zhì)的濃差擴(kuò)散水的（電）滲析壓差滲漏水的電解離子交換膜的種類： （ 1）按活性基團(tuán)分類：陽(yáng)離子交換膜（簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜）、陰離子交換膜（簡(jiǎn)稱陰膜） 和特種膜。（ 2）按膜的結(jié)構(gòu)分類： 異相膜（或稱非均相膜） ：均相膜： 半均相膜 （ 3）按材料性質(zhì)分類有機(jī)離子交換膜和無(wú)機(jī)離子交換膜對(duì)離子交換膜的性能要求：（ 1）具有較高的選擇透過(guò)性（2）較好的化學(xué)穩(wěn)定性（ 3）較低的離子反擴(kuò)散和滲水性（4）較高的機(jī)械強(qiáng)度（ 5）較低的膜電阻離子交換膜的選擇透過(guò)機(jī)理： 離子交換膜在化學(xué)性質(zhì)上和離子交換樹(shù)脂很相像，都是由某種聚合物構(gòu)成的，含有由可交換離子組成

17、的活性基團(tuán)。陰陽(yáng)離子交換膜具有帶電的活性基團(tuán)，能選擇性地分別使陰離子和陽(yáng)離子透過(guò)。以 NaCl 溶液在電滲析中的遷移過(guò)程為例：邊界層和主流層之間出現(xiàn)濃度差（ cb-cm）。當(dāng)電流密度增大到一定程度時(shí)，離子遷移被強(qiáng)化，使膜邊界層內(nèi)Cl-濃度 cm 趨于零時(shí)，邊界層內(nèi)的水分子就會(huì)被電離成 H+和 OH-，OH-將參與遷移，以補(bǔ)充Cl-的不足。 這種現(xiàn)象即為濃差極化現(xiàn)象。使 cm 趨于零時(shí)的電流密度稱為極限電流密度。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考間歇操作的主要特點(diǎn)： 操作特點(diǎn)： 反應(yīng)過(guò)程中既沒(méi)有物料的輸入，也沒(méi)有物料的輸出，不存在物料的進(jìn)與出?；咎卣鳎洪g歇反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)非穩(wěn)態(tài)的過(guò)程，反應(yīng)器內(nèi)

18、組成隨時(shí)間變化而變化。主要優(yōu)點(diǎn)：操作靈活，設(shè)備費(fèi)低，適用于小批量生產(chǎn)或小規(guī)模廢水的處理。主要缺點(diǎn)：設(shè)備利用率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，每批的操作條件不易相同，不便自動(dòng)控制。連續(xù)操作的主要特點(diǎn)： 操作特點(diǎn)物料連續(xù)輸入，產(chǎn)物連續(xù)輸出，時(shí)刻伴隨著物料的流動(dòng)?；咎卣鬟B續(xù)反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程，反應(yīng)器內(nèi)各處的組成不隨時(shí)間變化。 （反應(yīng)組分、濃度可能隨位置變化而變化。 ）主要優(yōu)點(diǎn)便于自動(dòng)化，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，反應(yīng)程度與產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。規(guī)模大或要求嚴(yán)格控制反應(yīng)條件的場(chǎng)合，多采用連續(xù)操作。主要缺點(diǎn)靈活性小，設(shè)備投資高。反應(yīng)持續(xù)時(shí)間：簡(jiǎn)稱反應(yīng)時(shí)間，主要用于間歇反應(yīng)器，指達(dá)到一定反應(yīng)程度所需的時(shí)間。停留時(shí)間： 亦稱接觸時(shí)間 ，指連續(xù)操作中一物料 “微元” 從反應(yīng)器入口到出口經(jīng)歷的實(shí)際時(shí)間?？臻g時(shí)間（空時(shí)、空塔接觸時(shí)間） ：反應(yīng)器有效體積 (V)與物料體積流量(qv)之比值?？臻g速度（空速） ：?jiǎn)挝环磻?yīng)器有效體積所能處理的物料的體積流量。等分子反應(yīng) ：計(jì)量方程中計(jì)量系數(shù)的代數(shù)和等于零。非等分子反應(yīng) ：計(jì)量系數(shù)的代數(shù)和非為零（可正、可負(fù)）。膨脹因子 ：每消耗 1mol 的某反應(yīng)物所引起的反應(yīng)系統(tǒng)總物質(zhì)的量的變化量()稱為該反應(yīng)物的膨脹因子。半間歇反應(yīng)器有哪幾種操作方式？