环境工程概论(教案)

环境工程概论（授课教案）课程体系（45课时）项目一水污染控制（20课时）项目二大气污染与控制（11课时）项目三固体废弃物处理与处置（6课时）项目四噪声控制方法（6课时）项目五其他物理污染和防护（2课时）考核方式出勤率（10％）–3次（0％），5次（取消考试资格）作业4－5次（20％）讨论（演讲）（20％）考试（50％）项目一水污染控制一、环保产业1、全球环保产业概况1992年全球环保产业的市场规模约为2500亿美元10年后已增至6000亿美元，年均增长率近8％，远远超过全球的经济增长率。到2010年预计全球环保产业的规模将是现在的3倍，可达1.8万亿美元。环保产业已成为世界瞩目的“朝阳产业”。根据国际经验,环境投资占GDP1.0%－1.5%时,可以基本控制污染,当达到2%—3%时,环境才可得到逐步改善。2、中国环保产业2004年中国的环保产业收入总额超过2500亿元，2005年预计达3000亿元，5年后将达到5000亿元左右。中国环保产品出口为14亿人民币，而全球环保产业每年的产值己达6000亿美元预计今后国家还要新建1000多家城市污水处理厂，到2010年城市污水处理投资需求将达到500亿～2000亿元。3、湖北省环保产业概况2002年底，全省城市污水处理率仅26.8％，城市垃圾无害化处理率也只有68.1％；2004年底，全省已投入运行污水厂22座，处理能力为147.10万立方米/日，全省城市污水处理率达到46.74％，居全国第13位。2004年底，垃圾无害化处理率达81.37％，全省23个设市城市中，只有12个城市的13座垃圾处理场为垃圾无害化处理场。全省44个县城中，只有2个县城的2座垃圾处理场为垃圾无害化处理场（厂）。全省有11个市、县的16座垃圾无害化处理场（厂）正在建设。全省在建并要求在2005年底建成通水的污水处理厂有14座，处理能力为46万立方米/日。4、湖北环境治理规划到2010年，全省城镇总污水量为540.22万立方米/日。到2010年，闽江流域城镇污水处理率为75.5％，九龙江流域城镇污水处理率为75.3％，晋江流域城镇污水处理率为84％。至2010年，设市城市生活垃圾无害化处理率达95％，县城生活垃圾无害化处理率达60％；设市城市和县城生活垃圾必须日产日清，清运率为100％。2006年至2010年，全省将新建、扩建污水处理厂78座，处理能力总规模为239.2万立方米/日，总投资约21.92亿元（不包括土地征购费及拆迁费）。至2010年底，全省城镇污水处理率平均达到60％，其中福、泉、厦城市污水处理率达到80％以上，其他城市达到60％，县城达到50％。至2010年底，全省沿海城市中重点城市再生水利用率达到8％—10％，其中福、厦、漳、莆再生水利用率达到8％，泉州市、石狮市、晋江市、南安市、惠安县城再生水利用率达到10％。在“十一五”期间，全省23个设市城市需新建或扩建（不包括在建）12座垃圾处理场（厂），44个县城需新建39座垃圾处理场（厂）。二、环境环境是指与某一体系有关的周围客观事物的总和。《中华人民共和国环境保护法》：“本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”。三、环境问题广义的环境问题是指由于自然原因和人类活动作用所引发的人们周围环境质量的变化，以及这种变化所产生的对人类的生产、生活和健康等一系列有害的影响问题。狭义的环境问题，即由人为因素引起的环境问题（通常所指的环境问题）。分类：原生环境问题：由自然力引起的次生环境问题：由人类活动引起的（环境科学主要研究对象）四、环境科学1、概述以人类与环境这对矛盾为特定研究系统介于社会科学、自然科学和技术科学之间的综合性新兴学科。目的–考察以人类为主体的生态系统–研究人类与环境的对立统一关系的发生与发展–掌握它们之间的客观规律–调节与控制这个系统中的物质和能量的交换过程–合理利用与改造环境，使之处于最佳运行状态，从而形成生态系统的良性循环。2.环境科学特点环境科学发展的综合性:–环境科学几乎涉及到现代科学的各个领域，包括科学技术、经济管理、社会行为、文化教育、人文法律、以及行业部门等人类社会的各个方面原生环境问题(第一环境问题)次生环境问题(第二环境问题)(地震、洪涝、干旱、滑坡等自然灾害)环境污染生态环境破坏环境问题分支学科形成的独特性–各传统学科运用本学科的理论和方法研究相应的环境问题，从而形成了环境化学、环境生物学、环境物理、环境经济学、环境医学、环境法学等多个交叉的分支学科。分析化学应用于环境污染物质分析，形成了环境化学应用现代工程技术解决“三废”及噪声污染的同时形成了环境工程学3、环境科学分类系统五、环境工程学（EnvironmentalEngineering）主要运用相关学科的基本原理和工程技术方法，研究保护和合理利用自然资源，防治环境污染，以改善环境质量保护人类健康的学科。美国土木工程师学会（简称ASCE）环境工程分会定义：通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生问题，包括几个方面：控制水、土壤和空气污染提供安全、可口和充足的公共给水适当处置与循环使用废水和固体废物建立城市和农村符合卫生要求的排水系统消除污染问题对社会和环境所造成的影响基础环境学环境社会学环境数学环境物理学环境化学环境生态学环境毒理学环境地质学环境声学辐射污染及其控制热污染及其控制环境科学应用环境学应用环境学环境控制学环境工程学环境污染防治工程技术及理由大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理及利用工程噪声及热污染控制工程环境污染综合防治技术和环境规划环境系统工程环境水利工程环境经济学环境医学环境法学环境工效学(研究环境因素与工作效率的关系)环境工程学的分类1.环境工程学的形成水污染防治方面：–中国，公元前2300年，陶土管修建的地下排水道形成了中国排水工程雏形，明朝以前开始采用明矾净水–英国，19世纪初开始用砂滤法净化自来水，19世纪末采用漂白粉消毒，19世纪中叶开始建立污水处理厂，20世纪开始采用活性污泥法(生化法)处理污水。–随后，给排水工程、污水处理工程、卫生工程等逐步发展起来，形成了一门防治水污染的技术科学。大气污染控制方面–美国，1885年发明了离心除尘器以消除工业生产造成的粉尘污染–当除尘、工业气体净化、空气调节、燃烧装置改造等工程技术逐渐发展后，形成防治大气污染的技术科学。固体废物处理方面–古希腊，约在公元前3000～1000年，开始对城市垃圾采用填埋处置方法–20世纪出现了利用工业废渣制造建筑材料等工程技术。噪声控制方面–有20世纪50年代，在对噪声控制问题广泛研究的基础上形成了环境声学。此后，研究工作从单项治理措施逐渐向综合防治措施过渡，同时对防治环境污染的措施进行综合的技术经济分析，使得环境系统工程和环境污染综合防治的研究工作迅速发展起来，最终形成了一门新的环境工程学科。2.环境工程学的研究内容大气污染防治工程水污染防治工程固体废物的处理和利用噪声控制光、热、放射性和电磁辐射污染与防治环保新技术、新材料及新能源的开发利用环境工程学环境污染防治工程技术及理由大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理及利用工程噪声及热污染控制工程环境污染综合防治技术和环境规划环境系统工程环境水利工程无毒新工艺的设计和应用工业污染系统控制环境污染综合防治的方法和措施污染控制技术中的控制法规与设计准则环境影响的预测、监测和评价的方法参与制订环境保护规划的方法与原则利用系统工程方法，从区域的整体上寻求解决环境问题的最优方案。（1）水污染防治工程采用物理处理、化学处理，生物处理和物理化学处理等方法对废水进行综合治理，并充分利用环境自净能力，以防止、减轻直至消除水体污染，改善和保持水环境质量。并且要合理地利用水源，加强水资源的管理工作，制定废水排放标准。（2）大气污染防治工程应用化学和物理的基本原理，采用各种工程技术方法去除工业废气的颗粒物，治理排放的有害气体，制定不同类型的废气排放标准，保持进入大气的有害物质在大气的自净化能力范围之内。（3）固体废物的处置和利用按照减量化、无害化和资源化要求，从工程技术角度解决固体废物的填埋、焚化等方案的具体实施，以及工业固体废物的资源化处理方法，使某些固体废物成为有用产品的原料，得到有效利用。（4）噪声控制设法从声源上控制它，如采取用无声的或低噪声的工艺和设备代替高噪声的工艺和设备。在技术上控制噪声的传播途径，如采取吸声、消声、隔声、隔振、阻尼等噪声控制技术，根据不同时间、不同地区和人处于不同行为状态来制定环境噪声标准。（5）环境系统工程利用系统工程的原理和方法，对区域性的环境问题和防治技术措施进行整体的系统分析，以求取得最优化方案，是环境系统工程的主要任务。根据当地的自然条件对环境问题进行系统分析，弄清污染物产生，迁移和转化的规律采取经济手段，管理手段和工程技术手段相结合的综合防治措施，以便取得环境污染防治的最佳效果。环境工程图纸：高程布置图、平面布置图、管道布置图作业一：p4；0－2，0－3第一篇水质净化与水污染控制工程第一章水质与水体自净第一节概述一立方米水的作用有多大？炼钢100kg生产水泥2000kg发电2500度生产食用油250kg炼油2000kg生产电视机11台造纸100kg生产红砖200块一、水循环自然循环社会循环：生活用水、工业生产用水、农业生产用水二、水资源1、世界水资源状况目前，世界上已有超过一半的陆地面积、遍及一百多个国家和地区缺水，二十亿人饮水困难。公元前每天人均耗水约12升，中世纪时人均耗水增加到20－40升，18世纪增加到60升，当前发达国家一些大城市人均每天耗水500升。人类正以每15年增加1倍的淡水需求消耗着水资源。到目前为止，人类淡水消费量已占全世界可用淡水的54％。阿拉伯联合酋长国被迫从1984年起每年从日本进口雨水2000万立方米2.我国水资源的状况我国水资源总储量约2.81万立方米，居世界第六位，但人均水资源量不足2400立方米，仅为世界人均占水量的1/4，相当于美国的1/5,前苏联的1/7,，加拿大的1/48，世界排名110位，被列为全球13个人均水资源贫乏国家之一。城市每年缺水60亿立方米，全国668个城市中有400多个供水不足，其中108个严重缺水。因缺水每年造成工业损失2300多亿元。3、我国水资源特点水量在地区分布上不平衡水资源分布呈东南多、西北少；53％的东南沿海地区，拥有水资源总量的93％，西北广大地区却只有7％的水资源量。水量在时程分配上很不均匀在广大的北方和西部地区，降水多集中于一年的6～9月份，约占年降水总量的70％以上，而其他季节降水稀少，气候干旱。水土资源组合不相适应东北、西北、黄淮河流域径流量只占全国总量的17%，但土地面积却占全国的65%；长江以南江河径流量占全国的83%，土地面积仅占35%。4.水资源的主要用途农业灌溉（最主要和用水量最大的部门）生活饮用工业用水城市供水畜禽用水牧草灌溉、林业繁育生态及环境用水水力发电、航运、渔业、工程及河道冲淤等5、水资源开发利用中存在的主要问题水体污染中国目前排放污水已近1.7亿t/天（80％以上未经任何处理）水源枯竭生态环境恶化展示一些环境污染的图片第二节水体的主要污染源水体海洋、湖泊、河流、沼泽、水库、地下水的总称。按水体的类型，又可将水体分为海洋水体和陆地水体（地表水水体和地下水水体）。水体污染由于人类活动排放出大量的污染物，这些污染物质通过不同的途径进入水体，使水体的感官性状(如色度、味、浑浊度等)、物理化学性质(如温度、电导率、氧化还原电位、放射性等)、化学成分(有机物和无机物)、水中的生物组成(种群、数量)以及底质等发生变化，水质变坏，水的用途受到影响的情况水体污