环境工程原理幻灯片

,第一章 绪论,一、环境问题与环境学科的发展 二、环境污染与环境工程学 三、环境净化与污染控制技术概述 四、环境净化与污染控制技术原理 五、环境工程原理的主要研究内容和方法 六、环境工程原理课程的主要内容和目的,本章主要内容,一、环境问题与环境学科的发展,一、环境问题与环境学科的发展,环境的概念:指与某个中心事物相关的中心事物的总称。 环境学科所研究的环境包括自然环境和人工环境。自然环境是指直接或间接影响人类和生物的所有自然形成的物质、能量和自然现象的总体，是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条件及自然资源的总称。自然环境在人类出现之前就已存在，随着人类的出现，环境问题也伴随而生。产业革命以后环境问题日益突出。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边缘学科。,狭义:人类 广义:地球上所有生物,一、环境问题与环境学科的发展,环境问题的产生 产业革命以后，人类的生产力获得了飞速发展、技术水平迅速提高、人口迅速增长，人类活动的强度和范围逐渐增强和扩展，人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题也日趋突出。 人类面临的环境问题 生态破坏和环境污染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。,环境学科的诞生 “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。 环境学科的任务 环境学科是研究人类活动与环境质量关系的科学，其主要任务是研究人类与环境的对立统一关系，认识两者之间的作用与反作用，掌握其发展规律，从而保护环境并使其向有利于人类的方向演变。,一、环境问题与环境学科的发展,环境学科的体系 “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，因此具有丰富的学科内涵。,一、环境问题与环境学科的发展,环境学科是本世纪推动科学发展的核心学科，是改造传统学科的生长点。,一、环境问题与环境学科的发展,环境学科体系,二、环境污染与环境工程学,“环境工程学”的任务 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，以改善环境质量，保证人类的身体健康、舒适的生存和社会的可持续发展。 “环境工程学”的研究对象 水质净化与水污染控制技术、大气（包括室内空气）污染控制技术、固体废弃物处理处置与管理和资源化技术、物理性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）防治技术、自然资源的合理利用与保护、环境监测与环境质量评价等传统的内容，还包括生态修复与构建理论与技术、清洁生产理论与技术以及环境规划、管理与环境系统工程等。,环境工程学,二、环境污染与环境工程学,环境工程学的学科体系,（一）水质净化与水污染控制技术 1. 水中的主要污染物及其危害,三、环境净化与污染控制技术概述,悬浮固体（粒径0.10.45m）,胶体物质（粒径0.0010.1m）,水的物理处理法,处理方法,利用的主要原理,主要去除对象,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,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 物理阻截等 水与污染物的蒸发性差异,相对密度大于1的颗粒 相对密度大于1的颗粒 相对密度小于1的颗粒 悬浮物 粗大颗粒、悬浮物 无机盐等 较大分子污染物 非挥发性污染物,2. 水质净化与水污染控制技术,三、环境净化与污染控制技术概述,水的化学处理法,三、环境净化与污染控制技术概述,水的生物处理法,三、环境净化与污染控制技术概述,利用的,UASB：Upflow Anaerobic Sludge Blanket（升流式厌氧污泥床反应器）,（二）空气净化与大气污染控制技术 1. 空气中的污染物及其危害,三、环境净化与污染控制技术概述,2. 空气净化与大气污染控制技术,三、环境净化与污染控制技术概述,（三）土壤净化与污染控制技术 1. 土壤污染物及其危害,土壤中的污染物：重金属、挥发性有机物、原油等。 土壤污染的危害： (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。,三、环境净化与污染控制技术概述,土壤污染净化技术,2. 污染土壤净化技术,三、环境净化与污染控制技术概述,（四）固体废弃物处理处置与管理 1. 固体废弃物的种类及其危害,固体废弃物的定义： 人类活动过程中产生的、且对所有者已经不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质。 “工业固体废物(废渣)” 、“城市垃圾” 固体废弃物对环境的危害： (1)通过雨水的淋溶和地表径流的渗滤，污染土壤、地下水和地表水，从而危害人体健康； (2)通过飞尘、微生物作用产生的恶臭以及化学反应产生的有害气体等污染空气； (3) 固体废弃物的存放和最终填埋处理占据大面积的土地等。,三、环境净化与污染控制技术概述,2. 固体废弃物处理处置技术,三、环境净化与污染控制技术概述,（五）物理性污染控制技术 物理性污染的种类： 噪声、电磁辐射、振动、热污染等。 物理性污染控制技术： 隔离、屏蔽、吸收、消减技术等。,三、环境净化与污染控制技术概述,（六）废物资源化技术 废物的资源化途径：物质的再生利用、能源转化,三、环境净化与污染控制技术概述,环境净化与污染控制技术原理,1.环境净化与污染控制技术原理,稀释,四、环境净化与污染控制技术原理,2.环境工程原理的研究对象和内容,环境净化与污染控制工程的基本理论和技术原理（主要包括污染物分离与转化的宏观机理、微观过程）及其工程设计计算的基本理论。,设计计算基本理论：污染物净化装置的设计计算理论,五、环境工程原理的主要研究内容和方法,3.环境工程原理的目的,为提高环境净化与污染控制工程（污染物净化装置）的效率提供理论支持。 （从理论上指导环境净化与污染控制技术的选择，阐述提高污染物去除效率的思路、手段和方法）,五、环境工程原理的主要研究内容和方法,5.环境工程原理与其它学科的关系,环境工程原理,化工原理,传递过程,原理,原理,流体力学,工程学,环境工 程原理,化工原理,传递过程,原理,反应工程,流体力学,生物工程,工程学,五、环境工程原理的主要研究内容和方法,六、 环境工程原理课程的主要内容和目的,（1）环境工程原理基础：重点阐述工程学的基本概念和基本理论，主要内容有物料与能量守恒原理以及热量与质量传递过程的基本理论等。 （2）分离过程原理：主要阐述沉淀、过滤、吸收、吸附、离子交换、膜分离等基本分离过程的机理和基本设计计算理论。 （3）反应工程原理：主要阐述化学与生物反应计量学及动力学、各类化学与生物反应器的解析与设计理论等。,6. 本课程的主要内容,六、 环境工程原理课程的主要内容和目的,7. 课程学习的目的,系统、深入学习环境净化与污染控制工程的基本技术原理、工程设计计算的基本理论以及分析问题和解决问题的方法，为后续的专业课程学习和解决实际工程问题打下良好的基础。,第一章 绪论,(1) “环境工程学”的主要研究对象是什么？ (2) 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？各种方法的技术原理是什么？ (3) 简述土壤污染治理的技术体系。 (4) 简述废物资源化的技术体系。,本章思考题,第一章 绪论,(5) 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。 (6) 一般情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离和（或）转化技术原理，通过工程手段（利用各类装置），实现污染物的高效、快速去除。试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。,本章思考题,