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环境工程复试重要知识点归纳第一部分 大气污染控制工程1） 大气：指环绕地球的全部空气的总和。其组成包括：干结空气、水蒸气、各种杂质。2）大气污染：指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够浓度，达到了足够时间，并因此危害了人体健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。大气污染范围分类：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。3）全球性大气污染问题：温室效应、臭氧层破坏、酸雨。 温室效应：大气中二氧化碳和其他微量气体包括甲烷、臭氧、CFCs、水蒸气等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减通过，却可以吸收地表长波辐射，由此引起全球气温升高的现象。 臭氧层破坏：CFCs、NOx是导致臭氧层破坏的主要原因。 酸雨：主要化石燃料燃烧和汽车尾气排放的SOx、NOx，在大气中形成硫酸和硝酸形成酸沉降。4）大气污染物：指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人和环境产生有害影响的物质。 大气污染物按其存在状态分类：颗粒污染物、气态污染物、气溶胶污染物。 一次污染物：SOx、NOx、COx、有机化合物。 二次污染物：硫酸烟雾、光化学烟雾、臭氧、H2O2、PAN等 中国大气污染物主要以煤烟为主，主要污染物：TSP、SO2 大气污染物危害：引起呼吸道疾病。导致大气能见度减低。 能见度：即在指定方向上仅能用肉眼看见和辨认的最大距离。5）大气污染综合防治：即为了达到区域环境空气质量控制标准，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济和理性、区域适应性、实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优控制方案的工程措施。 即：全面规划、合理布局；严格环境管理；控制大气污染技术措施：实施清洁生产、实施可持续发展战略、建立综合工业基地；控制污染的经济措施；绿化造林、安装废气净化装置。6）空气污染指数-API：可吸入颗粒物-PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧。影响燃烧四个因素：空燃比、温度、时间、湍流度。燃烧过程“3T”:温度、时间、湍流。空燃比：指单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。气象要素：表示大气状态的物理量和物理现象。露点：在一定气压下空气达到饱和状态时的温度。7）干绝热直减率：指干空气块绝热上升或下降单位高度（取100m），温度降低或升高的数值。大气温度层结：递减层结、中性层结、等温层结、逆温层结。大气稳定度：指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。逆温分类：辐射逆温、平流逆温、下沉逆温、锋面逆温、湍流逆温。大气烟流形状：波浪形、锥形、扇形、蔓延性、爬升性。 热力湍流：由于垂直方向上温度分布不均匀引起。 机械湍流：由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起。风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。 斯托克斯直径：指在同一流体中与颗粒密度相同和沉降速度相等的圆球直径。 空气动力学直径：指在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度圆球直径。8）粉尘流动性指标： 安息角/动安息角/堆积角：3555 滑动角：40-55 粉尘安息角和滑动角是评价粉尘流动性的主要指标。安息角越小，流动性越好。 粉尘润湿性：选用湿式除尘器主要依据。 粉尘颗粒间粘附力分为三种：分子力、毛细力、静电力9)评价净化装置性能指标：技术指标、经济指标 技术指标：包括处理气体流量、净化效率、压力损失。 经济指标：包括设备费、运行费、占地面积。 分割粒径：即除尘效率为50%的粒径。10)根据主要除尘机理，目前主要除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。湿式除尘器：即喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器、文丘里洗涤器。11)异常荷电现象：沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘机上发生反电晕现象；当气流中微小粒子浓度高时，形成空间电荷大，严重抑制电晕电流产生。当含尘量大到某一数值，电晕现象消失，颗粒得不到电荷，电晕电流几乎为0，失去除尘作用，即电晕闭塞。12)除尘器合理选择： 选用除尘器必须满足排放标准规定的排放要求：旋风除尘器除尘效率和压力损失，随处理烟气量增加而增加；但大多数除尘器除尘效率随处理烟气量增加而下降；颗粒物物理性质对除尘器影响较大；气体含尘浓度：降低除尘器入口含尘浓度，可提高袋式除尘器过滤速度，防止产生电晕闭塞；烟气温度：高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器；烟气含有SO2、NOx可采用湿式除尘器；选择除尘器必须考虑粉尘处理问题。13)气体吸附：即利用多孔固体吸附剂将气体混合物中一种或多种组分被浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。 特点：能够有效脱除一般方法难于分离的低浓度有害物质，具有净化效率高，可回收有用组分，设备简单，易实现自动化控制等；缺点是吸附容量较小，设备体积大。 吸附剂性质：具有较大内表面、对不同气体具有选择吸附作用、机械强度和化学稳定性好、吸附容量大、造价低、良好再生性能； 吸附容量：指在一定温度和一定吸附质浓度下，单位质量或体积吸附剂所能吸附的最大吸附质质量。 常用工业吸附剂：活性炭、活性氧化铝、硅胶、白土、沸石分子筛。 吸附剂活性：即单位吸附剂所能吸附吸附质的量。 静活性：指在一定温度下，吸附达到平衡时，单位吸附剂所能吸附吸附质的量。 动活性;指吸附过程还未达到平衡时单位吸附剂所能吸附吸附质的量。 吸附剂再生方法：加热解析再生、降压或真空解吸再生、溶剂萃取再生、置换再生、化学转换再生。14)催化转化：指气态污染物通过催化剂床层经催化反应，使污染物转化为无害或易于处理和回收利用物质的方法。 催化剂组成：活性组分、助催化剂、载体。 活性组分：催化剂主体；助催化剂：本身无活性，但具有提高活性组分的作用； 载体：起承载活性组分作用，增大催化活性，节约活性组分，并具有传热和稀释作用。 催化剂性能:主要是活性、选择性、稳定性 催化反应器表征参数： 停留时间：反应物通过催化床的时间。 空间速度：指单位时间内通过单位体积催化床的反应物料体积。第二部分 环境化学1)环境污染：指人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏生态系统和人们的正常生活和生产条件。2)环境化学主要研究内容:有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应。 物质循环：溶解作用、光合作用、生物降解、同化作用、沉淀作用；土壤吸附、降解、修复污染问题：大气颗粒物、酸沉降、臭氧损耗、全球气候变暖、光化学烟雾、酸雨；主要污染物：重金属、持久性有毒有机污染物 3)环境污染物：即进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类变化的物质。 环境污染物类别： 环境要素：大气污染物、水体污染物、土壤污染物 存在状态：气体、液体、固体污染物 污物性质：化学、物理、生物污染物 优先污染物：指从种类繁多的化学污染物中筛选出一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广泛的污染物优先进行控制。 当前世界范围最关注的化学污染物主要是：持久性有机污染物、“三致”污染物。4)环境效应：指自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化。 环境物理效应：噪声、光污染、地面沉降、城市热岛效应、温室效应 城市热岛效应：即燃料的燃烧会发出大量热量，和街道、建筑辐射的热量，导致城市气温高于周围地区。 环境化学效应：在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应。 环境生物效应：环境因素导致生态系统变异而产生的后果。5)污染物迁移：即污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散、消失的过程。 污染物转化：即污染物在环境中通过物理、化学、生物作用改变存在状态或转变为另一种物质的过程。 土壤是自然环境中微生物最活跃的场所-生物降解作用；6)大气层结构：根据温度随海拔高度的变化情况 对流层：最显著特点：气温随海拔高度增加而降低；密度大，大气总质量大部分集中；大气污染物主要集中在对流层边界层；自然界主要天气过程形成出现在自由大气层；对流层顶层大气屏障作用：防止水分子进入平流层而在紫外辐射作用下发生光解。 平流层：同温层：即对流层至30-35km以下，温度几乎不变；30-35km以上，温度随海拔高度增加而明显增加；空气没有对流运动、平流运动；很少出现天气现象；第三部分 环境工程学 水污染：即水体因某种物质介入导致其物理、化学、生物或放射性德国方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人群健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。人为污染：生活污水、工业污水、农田排水、矿山排水。水污染分类：化学性污染、物理性污染、生物学污染。水体富营养化：生活污水和工业废水、农田排水中含有一定数量的N、P等植物营养物质，导致水体N、P含量较高，使湖泊等缓流水体中藻类等浮游生物、水草大量繁殖的现象。 其危害：使水体外观呈红色，通气不良，造成水体溶解氧含量下降，水质恶化，鱼类等水生生物大量死亡。杂质按其存在状态分类：悬浮物质、溶解物质、胶体物质。水质：指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理、化学、生物的综合性质。物理水质指标：温度、色度、臭和味、浑浊度、透明度；悬浮固体、溶解固体化学水质指标： 一般化学指标：PH、碱度、硬度、含盐量等； 有毒化学指标：重金属、氰化物、持久性污染物； 氧平衡指标：溶解氧DO、化学需氧量COD、生化需氧量BOD、总需氧量TOD；生物水质指标：细菌总数、总大肠菌群、病原细菌；真色：即水中所含溶解物质或胶体物质所致。即除去水中悬浮物质后呈现的颜色。表色：包括溶解物质、胶体物质、悬浮物质共同引起的颜色。水中固体按其溶解性分为：溶解固体DS-表盐类含量；悬浮固体SS-表不溶解固体含量；水中固体按其挥发性分为：挥发性固体VS-表有机物质含量；固定性固体FS-表武技物质含量；水质碱度测定方法：中和滴定法-即用标准浓度盐酸溶液滴定水样，以酚酞和甲基橙作指示剂。最重要的致硬金属离子：Ca、Mg离子；目前最为普遍使用的有机物质综合指标：化学需氧量、耗氧量、生化需氧量；化学需氧量COD：即在一定酸性条件下，用强氧化剂将1L水样中还原性物质氧化所消耗的氧化剂量，以mg/L表示。生化需氧量BOD：即在有氧条件下，水体中好氧微生物将有机物氧化分解所需要的氧量。细菌学指标：细菌总数：100个/L；总大肠菌群：3个/L； 游离余氯：在接触30分钟后不低于0.3mg/L；集中式给水管网管网末梢不低于0.05mg/L；生活污水特征：水质充分较稳定、但浑浊、深色且具有恶臭、呈碱性、一般不含有毒物质；水体自净:未经处理的生活污水、工业废水、农田排水排入天然水体，导致水中物质组成发生变化，破坏了原有物质平衡，造成水质恶化。经过一系列物理、化学、生物作用，使污染物质被分离转化，水体基本恢复原有状态。水体自净机理： 物理过程：稀释、扩散、沉淀、上浮； 化学过程：中和、絮凝、吸附、氧化还原； 生化过程：生物降解水体自净主要作用过程：稀释、扩散、生化降解；水环境容量：即自然环境对污染物质一定的降解、容纳能力。反映了水体对污染物的自净能力。地表水给水处理工艺：混凝、沉淀、过滤、消毒；废水处理基本方法：物理法、化学法、生物法； 物理作用：即利用物理作用分离废水中悬浮状态物质，在处理中不改变其化学性质。包括：离心分离、超滤、反渗透、重力沉降； 沉淀法-去除废水中相对密度大于1的悬浮颗粒； 气浮法-去除乳状油或相对密度接近1的悬浮物质； 筛网过滤-去除纤维、纸浆； 化学作用：即利用化学反应处理水中溶解性物质或胶体物质。包括：中和法、氧化还原法、混凝法、电解法、萃取法、吸附法、离子交换法、电渗析法； 生物作用：即利用微生物作用使废水中呈溶解和胶体物质的有机污染物转化为无害物质。目前常用生物法分为：好氧生物法、厌氧生物法；活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘、土地处理系统；废水处理系统分级： 一级处理：去除废水中较大颗粒悬浮物质。 二级处理：去除废水中呈溶解和胶体状态物质。最常用二级处理方法：生物处理法 水中被去除杂质按颗粒大小分为：粗大颗粒物质、悬浮物质和胶体物质、溶解物质；粗大颗粒物质去除借助物理处理法：筛滤截留法、重力沉降法、离心分离法；处理设备包括：格栅、筛网、微滤机、沉砂池、离心机、旋流分离器； 格栅和筛网：主要作用是去除水中粗大物质、保护处理长机械设备并防止管道堵塞。 截留污物处置方法：填埋、堆肥发酵、焚烧、消化处理。 筛网：主要去除水中纤维、纸浆、藻类等稍小杂物，用于工业废水预处理、处理后出水最终处理；筛网装置：转鼓式、旋转式、转盘式、振动筛； 微滤机：截留细小悬浮物筛网过滤装置。具有占地面积小、过滤能力大、操作方便特点。用于工业用水过滤处理、工业废水有用物质回收、废水最终处理。 沉砂池：主要去除水中沙粒、煤渣等相对密度较大的无机颗粒杂质、少量较大较重有机物质； 沉砂池类型：平流式、竖流式、曝气式；普通沉淀池主要缺点：悬浮物质去除率不高、体积庞大、占地面积大。采取措施：改善悬浮物质沉降性能；改进沉淀池结构；即：投加混凝剂和助凝剂等化学药剂-改善悬浮物质沉降性能；斜板斜管沉淀池是改进沉淀池的结构；斜板斜管沉淀池提高处理能力：增加沉淀池表面积、改善了水利条件；根据水流和泥流相对方向，斜板斜管沉淀池分为：异向流、同向流、横向流；混凝：即向水中投加化学药剂破坏胶体和悬浮颗粒形成的稳定分散体系，使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体，然后用重力沉降法去除。混凝包括：凝聚和絮凝 凝聚：指胶体脱稳并聚集为微絮粒的过程； 絮凝：指微絮粒吸附、卷带成为更大絮体；混凝机理： 压缩双电层：向水中投加铁盐、铝盐等混凝剂后，提供大量反粒子涌入扩散层甚至吸附层，增加吸附层及扩散层正离子浓度，会使扩散层渐薄，电位降低，斥力下降，易发生凝聚； 吸附电中和：与胶粒表面带电相反的胶粒或高分子和胶粒中和部分电荷，使粒子静电斥力降低，易于其他颗粒互相吸附； 吸附架桥：铝盐、铁盐或高分子混凝剂溶于水中，水解或聚缩形成链高分子聚合物，一端吸附胶粒后，另一端吸附胶粒发挥架桥作用是胶粒互相絮凝； 网捕作用：混凝剂溶于水中水解生产沉淀物，能集卷、网捕水中胶体颗粒。混凝处理对象;自然沉降法不能去除的悬浮物质或胶体物质。处理阶段:混合、反应阶段、絮凝体与水分离；混凝剂：水处理工程中把为使胶体颗粒脱稳沉淀而投加的电解质。最常用混凝剂：铝盐、铁盐；铁盐和铝盐作为混凝剂在水处理中发挥作用： 脱稳凝聚作用、网捕絮凝作用、桥连絮凝作用；常用助凝剂： 酸碱类：用以调节水的PH； 绒粒核心类：用以改善矾花结构； 氧化剂类：用以去除干扰混作用的有机物；混凝剂投加法：干投法、湿投法；混合目的：在于使药剂迅速均匀扩散到水中，溶解并形成胶体，产生矾花； 搅拌强度大、混合流速在1.5m/s以上、混合时间短，10-30s，不超过2min；澄清池：集水和药剂混合、反应、絮凝体与水分离三个阶段于一体的专门设备。决定澄清处理效果的关键：保持悬浮状态、浓度稳定、均匀分布的泥渣区；过滤：粒状介质过滤：即水和废水通过粒状滤料床层时，其中悬浮颗粒和胶体被截留在滤料表面和内部空隙中，通过粒状介质分离不溶性污染物的方法。过滤机理： 阻力截留：污水自上向下通过粒状滤料时，粒径较大的悬浮颗粒和胶体首先被截留在滤料空隙中，使滤料空隙变小，截污能力增强，结构形成一层有被截留的固体颗粒构成的滤膜起主要过滤作用； 重力沉降：原水通过滤料层时，众多滤料表面提供了巨大沉降面积； 接触絮凝：巨大表面积与悬浮颗粒之间有较强的物理吸附作用。过滤工艺过程包括：过滤、反洗阶段配水系统作用：保证反洗水均匀分布在整个滤池断面上，而在过滤时均匀收集水；大阻力配水系统：配水均匀、运行工作可靠，是主要的配水方式。