环境工程原理-第一章-绪论

第一章：绪论环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材第一节:环境问题与环境学科的发展第二节：环境污染与环境工程学第三节：环境净化与污染控制技术概述第四节：环境净化与污染控制技术原理第五节：主要目的和内容环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材第一节:环境问题与环境学科的发展1、环境概念“环境”是一个相对概念，是与某个中心事物相关的周围事物的总称。环境学科所涉及的环境，其中心事物从狭义上讲是人类，广义上讲是地球上所有的生物。环境学科所研究的环境包括自然环境和人工环境两种。2、环境问题的产生产业革命以后，生产力水平得到快速发展、技术水平亦日新月异，人类活动的强度和范围大幅增强和扩展，造成人类与环境的矛盾以及由此带来的环境问题日趋突出。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材3、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。4、“环境科学”学科的诞生“环境科学”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。它从20世纪60年代起逐渐发展成为一门独立的新兴学科。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材5、“环境科学”的任务“环境科学”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，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发展。6、环境学科的体系“环境学科”是一门正在快速发展的学科，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科众多，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。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材第二节环境污染与环境工程学环境污染是人类面临的主要环境问题之一，它主要是由于人类活动造成的环境质量恶化，从而破坏了原生的生态系统、生物生存和人类生活条件的一种现象。量评价环境工程检测与环境质统工程环境规划管理与环境系理清洁生产理论与技术原原理生态修复与构建技术及废物资源化技术工程土壤净化与污染物控制物理性污染控制工程管理固体废弃物处理处置与控制工程空气净化与大气污染物工程水质净化与水污染控制术及原理环境净化与污染控制技环境工程学环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材1、“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、舒适的生存环境和社会的可持续发展。2、“环境工程学”的研究对象环境工程学的研究对象不仅包括水污染控制技术、大气（包括室内空气）污染控制技术、固体废物处理与处置、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、环境规划、环境管理与环境系统工程等。目前其研究范围仍在继续扩展。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材3、环境工程学的学科体系环境工程学是在吸收给排水工程、土木工程、卫生工程、化学工程、机械工程等经典学科基础理论和技术的基础上，为了改善环境质量而逐步形成的一门新兴的学科。它虽然脱胎于上述经典学科，但无论是学科任务还是研究对象都与这些学科有显著的区别。近年来，大量其他学科知识，如生物工程与生物技术、化学、材料学、生态学、矿物加工工程、植物学、计算机与信息工程以及社会学等诸多学科都向其渗透，使其学科理论体系日趋完善，已经成为具有鲜明特色的独立的学科体系。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材1水质净化与水污染控制技术1.1水中的主要污染物及其危害根据污染物的不同，水污染可分为物理、化学和生物污染三大类。第三节、环境净化与污染控制技术概述无机污染物有机污染物按化学性质分可生物降解性污染物难生物降解性污染物悬浮固体(SS∶粒径0.1－0.45微米以上)胶体性物质(粒径0.1－0.001微米)溶解性物质按物理形态分环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材1.2水质净化与水污染控制技术水处理是利用各种技术和手段，将污水中的污染物分离去除或将其转化为无害物质，使污水得到净化的过程。水处理方法种类很多，总的来说可以分为物理法、化学法和生物法三大类。•物理法是利用物理作用分离水中污染物的方法，在处理过程中不改变污染物的化学性质。•化学法是利用化学反应的作用通过改变污染在水中的存在形式（如沉淀、上浮等），使之从水中去除，或者使污染物彻底氧化分解、转化为无害物质的处理水中污染物的方法。•生物法是利用生物的作用，使水中的污染物分解、转化成无害物质的方法。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材2空气净化与大气污染控制技术2.1空气中的污染物及其危害空气中污染物的种类繁多，根据其存在的状态，可分为颗粒物/气溶胶状态污染物和气态污染物。)VOCHFHClNHNO)COCO,SHSO/S3222有机物（挥发性有机物），卤素化合物（），氮化物（碳的氧化物（），硫化物（无机物气态污染物雾黑烟飞灰烟粉尘气溶胶状态污染物颗粒空气中的污染物环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材2.2空气净化与大气污染控制技术分为分离法和转化法两大类。分离法是利用污染物与空气的物理性质的差异使污染物从空气（废气）中分离的一类方法。转化法是利用化学反应或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使空气（废气）得到净化与处理的方法。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材3土壤净化与污染控制技术3.1土壤污染物及其危害土壤中的污染物主要有重金属、挥发性有机物、原油等。土壤的重金属污染主要是由人为活动或自然作用释放出的重金属在土壤中逐渐积累而造成的。土壤的有机污染主要是由化学品的泄漏、非法投放、原油泄漏等造成的。与水污染和大气污染不同，土壤污染通常是局部性的污染，但是在特殊情况下通过地下水的扩散，也会造成区域性污染。土壤污染的危害主要有: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。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材3.2污染土壤净化技术由于土壤的物理结构和化学成分较复杂，污染土壤的净化比废水与废气处理困难得多。污染土壤的净化技术也可分为物理法、化学法和生物法。处理技术主要原理主要去除对象客土法稀释所有污染物隔离法物理隔离（防止扩散）所有污染物清洗法（萃取法）溶解溶解性污染物吹脱法（通气法）挥发挥发性有机物热处理法热分解作用、挥发有机污染物电化学法电场作用（移动）离子或极性污染物焚烧法燃烧反应有机污染物微生物净化法生物降解可降解性有机污染物植物净化法植物转化、植物挥发、植物吸收/固定重金属、有机污染物环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材4固体废弃物处理外置与管理4.1固体废弃物的种类及其危害《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定，固体废弃物是是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。固体废弃物对环境的危害包括:①通过雨水的淋溶和地表径流的渗沥，污染土壤、地下水和地表水，从而危及人体健康;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。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材4.2固体废弃物处理处置技术固体废弃物的处理处置往往与其中所含可利用物质的回收、综合利用联系在一起。处理技术主要原理主要去除对象压实压强（挤压）高孔隙率固体废弃物破碎冲击、剪切、挤压、破碎大型固体废弃物分选重力、磁力、表面物理化学性质、电性、光学特性等所有固体废弃物脱水/干燥过滤、干燥含水量高的固体废弃物中和法中和反应酸性、碱性废渣氧化还原法氧化还原反应氧化还原性废渣）固化法固化与隔离有毒有害固体废物堆肥生物降解有机垃圾焚烧燃烧反应有机固体废弃物填埋处理隔离无机等稳定性固体废弃物环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材5物理性污染控制技术物理性污染主要包括噪声、电磁辐射、振动及热污染等，其主要控制技术包括隔离、屏蔽、吸收、消减技术等。6废物资源化技术废物的资源化途径可分为物质的再生利用和能源转化。根据废弃物的特性以及资源化对象的性质、存在形式和含量，需采取不同的资源化技术。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材第四节、环境净化与污染控制技术原理随着人类活动范围的扩展，强度的增加和形式的多样化，生产和使用的化学物质的种类日益增加，登录在《化学文摘》上的化学物质，总数已达6000多万种，目前仍在高速增加。据统计，仅日常生活和工业生产中经常使用的化学物质就有6～8万种之多，这使得环境污染物的种类越来越多,由于污染物的物理和化学性质千差万别,在环境中的迁移转化规律也异常复杂,造成由化学物质引起的环境污染问题越来越复杂。此外,不同的地区以及同一地区在不同时期的环境条件、社会条件和经济条件也各不相同,人与环境间的矛盾也随时间、空间的变化而变化,因此环境污染问题具有强烈的综合性和时间及地域特征。所以环境污染控制应根据不同的对象以及社会经济条件,选择最优的方案。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材）转化（化学、生物反应移）分离（不同介质间的迁隔离（扩散控制）术原理环境净化与污染控制技隔离技术是将污染物或污染介质隔离,切断污染物向周围环境的扩散途径,防止污染进一步扩大;分离技术是利用污染物与污染介质在物理或化学性质上的差异使其与介质分离,达到污染物去除或回收利用的目的;转化技术是利用化学反应或生物反应，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“十二五”环境科学与工程规划教材第五章、主要目的和内容5.1.环境工程的目的系统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论，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。环境工程原理“十二五”环境科学与工程规划教材5.2“环境工程原理”课程的主要内容(1)环境工程原理基础：重点阐述环境工程学的基本概念和基本理论,主要内容包括物料与能量衡算以及流体流动、热量传递和质量传递过程基本理论等。(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基本设计理论等。环境工程原理