环境化工技术及应用PDF电子书下载

第1章 扩散传质技术及其在生态环境中的应用 1

1．1 质量守恒定律 1

1．1．1 质量守恒定律的基本方程式 1

1．1．2 物料衡算方程的基准 2

1．2 能量守恒定律 2

1．3 地球变暖 3

1．3．1 地球变暖过程的计算 3

1．3．2 温室气体对地球气候的影响 4

1．3．3 地球变暖的危害 6

1．3．3．1 自然生态系统的变化 6

1．3．3．2 对农业的影响 6

1．3．3．3 海平面上升 6

1．3．3．4 对人类的影响 6

1．3．4 防止地球变暖的对策 7

1．4 扩散传质原理 7

1．4．1 污染的扩散方程 8

1．4．2 大气污染 8

1．4．2．1 大气污染物的扩散模式 9

1．4．2．2 大气污染防治 14

1．4．3 河流的污染与净化 15

1．4．3．1 河流水质污染模型 17

1．4．3．2 水污染防治 19

1．5 守恒定律与扩散定律的应用实例 20

第2章 非均相分离技术及其应用 28

2．1 沉降分离的基本原理 28

2．1．1 颗粒粒度的表示 28

2．1．1．1 颗粒的当量直径 29

2．1．1．2 颗粒的形状系数 29

2．1．2 流体流过球形颗粒 30

2．1．3 颗粒在流体中的运动 31

2．1．3．1 重力沉降 31

2．1．3．2 离心沉降 31

2．1．3．3 静电沉降 32

2．1．4 沉降分离过程设计 32

2．1．4．1 理想的平推流型重力沉降装置(理想的沉淀池) 32

2．1．4．2 连续沉降浓缩装置 33

2．1．4．3 其他沉降设备简介 37

2．2 过滤的基本原理 37

2．2．1 过滤介质 38

2．2．2 助滤剂 38

2．2．3 过滤的分类 38

2．2．4 过滤理论 39

2．2．5 过滤设备 40

2．2．5．1 过滤装置分类及性能 40

2．2．5．2 固液分离机械的选型 41

2．3 除尘的基本原理 44

2．3．1 大气污染物在呼吸道上的沉淀 45

2．3．2 除尘操作 46

2．3．2．1 重力沉降室 47

2．3．2．2 旋风分离器 49

2．3．2．3 电除尘 51

2．3．2．4 袋滤器(滤布式过滤除尘装置) 53

2．3．2．5 惯性分离器 54

2．3．3 二噁英类物质排放的控制 54

2．4 非均相分离技术的应用实例 58

第3章 结晶技术及在水处理中的应用 66

3．1 前言 66

3．2 结晶成长理论 67

3．2．1 结晶的生长 67

3．2．2 扩散理论 67

3．2．3 晶核的形成 69

3．2．4 结晶过程中物料和热量衡算 69

3．2．5 △L定律 70

3．2．6 由全混结晶装置测定结晶成长速度 70

3．3 结晶设备及技术 71

3．3．1 结晶方法 71

3．3．2 结晶设备 73

3．3．3 结晶器的设计 73

3．4 结晶技术的应用实例 74

第4章 精馏技术及在废水处理中的应用 80

4．1 前言 80

4．2 蒸馏的基本原理 80

4．2．1 气液相平衡的分类 80

4．2．2 气液平衡关系的表达 81

4．2．3 简单蒸馏 82

4．2．4 精馏的基本原理 83

4．2．4．1 两组分体系连续精馏的计算 84

4．2．4．2 McCabe-Thiele图解法 86

4．2．4．3 加料位置 86

4．2．4．4 回流比的计算 86

4．2．4．5 简捷法求理论板数 87

4．2．4．6 塔板效率的计算 87

4．3 精馏塔的设计 89

4．3．1 塔径计算 90

4．3．2 液泛的校验 91

4．3．3 液沫夹带校核 91

4．3．4 漏液点的校核 91

4．3．5 压降 92

4．3．6 降液管内的停留时间 92

4．3．7 精馏塔设计步骤 93

4．4 特殊蒸馏简介 93

4．4．1 萃取精馏 93

4．4．2 间歇精馏 94

4．4．3 恒沸精馏 94

4．4．4 加盐精馏 94

4．4．5 水蒸气蒸馏 95

4．4．6 反应蒸馏 95

4．4．7 分子蒸馏 95

4．5 精馏技术在水处理中的应用实例 95

第5章 吸收技术及其在气体净化中的应用 108

5．1 前言 108

5．2 吸收过程的基本原理 111

5．2．1 气液平衡 111

5．2．2 气体吸收理论 111

5．2．2．1 双膜理论 111

5．2．2．2 其他传质理论 113

5．3 吸收装置的工艺设计 114

5．3．1 吸收过程的工艺设计 114

5．3．2 物理吸收塔的设计 117

5．3．3 反应吸收塔的设计 122

5．3．3．1 反应吸收理论 122

5．3．3．2 反应吸收装置的设计 125

5．4 吸收技术在环保中的应用实例 127

第6章 萃取技术及在废水处理中的应用 133

6．1 前言 133

6．2 液液萃取过程的基本原理 133

6．2．1 液-液相平衡关系 133

6．2．2 单级萃取过程的计算 134

6．2．2．1 萃取剂与原溶剂部分互溶的体系 135

6．2．2．2 萃取剂与原溶剂不互溶的体系 136

6．2．3 多级萃取 136

6．2．3．1 多级错流萃取 136

6．2．3．2 多级逆流萃取 137

6．3 萃取设备 138

6．4 萃取技术的开发 140

6．4．1 溶剂选择 141

6．4．1．1 物理溶解萃取过程的溶剂选择 141

6．4．1．2 反应萃取过程的溶剂选择 142

6．4．2 中试 143

6．4．2．1 物理溶解萃取工艺的中试 143

6．4．2．2 反应萃取工艺的中试 144

6．4．3 设备放大 144

6．4．4 萃取技术的应用 144

6．5 萃取技术在废水处理过程中的应用实例 147

第7章 吸附技术及应用 150

7．1 前言 150

7．2 吸附平衡 153

7．2．1 气相吸附等温线方程 154

7．2．2 液相吸附等温线方程 155

7．3 吸附设备设计 156

7．3．1 吸附塔的设计 156

7．3．1．1 吸附过程的基本原理 157

7．3．1．2 穿透曲线与传质区 158

7．3．2 吸附设备简介 160

7．3．2．1 固定床吸附器 160

7．3．2．2 移动床吸附设备 160

7．3．2．3 流化床吸附器 160

7．3．2．4 模拟移动床 161

7．3．3 吸附剂的再生 162

7．4 吸附技术的应用实例 162

第8章 膜分离技术及应用 166

8．1 前言 166

8．2 膜分离过程的基本原理 166

8．2．1 膜的种类 166

8．2．2 膜分离过程 167

8．2．3 膜分离原理 168

8．2．3．1 反渗透 168

8．2．3．2 气体分离 171

8．2．3．3 电渗析 173

8．3 膜组件简介 175

8．4 膜分离过程的应用 176

8．4．1 反渗透 176

8．4．1．1 反渗透过程中使用的膜 176

8．4．1．2 反渗透膜组件 177

8．4．1．3 反渗透工程的设计 177

8．4．1．4 反渗透过程的应用 178

8．4．2 气体分离 178

8．4．2．1 气体分离膜 178

8．4．2．2 气体分离膜组件 179

8．4．2．3 气体膜分离过程的工业应用及其经济性分析 179

8．4．3 电渗析 180

8．4．3．1 离子交换膜 180

8．4．3．2 电渗析的应用 181

8．5 膜分离技术的应用实例 181

第9章 泡沫分离技术及在废水处理中的应用 185

9．1 前言 185

9．2 泡沫分离过程的基本原理 185

9．2．1 泡沫分离操作 185

9．2．2 疏水性与浮选 185

9．2．3 浮选系统中气泡的形成 186

9．2．4 固体颗粒尺寸与浮选能力 186

9．2．5 气泡-颗粒的聚集 186

9．2．6 浮选剂 187

9．2．7 吸附平衡、吸附速度 187

9．3 泡沫分离设备 188

9．4 鼓泡分离技术在废水处理中的应用实例 189

第10章 化学反应技术及应用 192

10．1 前言 192

10．2 反应速度理论 193

10．2．1 反应热力学 193

10．2．2 均相反应速度方程 193

10．2．2．1 化学反应速度的定义 193

10．2．2．2 反应速度常数 194

10．2．2．3 等温恒容过程 195

10．2．2．4 等温变容过程 198

10．2．3 生化反应过程动力学 199

10．2．3．1 均相酶催化反应得Michaelis-Menten方程 199

10．2．3．2 细胞生长、产物生成及底物消耗动力学 201

10．2．4 生物补救法 202

10．3 反应器理论 203

10．3．1 间歇操作反应器 203

10．3．1．1 等温操作 203

10．3．1．2 非等温操作 204

10．3．2 半间歇操作反应器 205

10．3．3 全混反应器(Completely Mixed Flow Reactor) 206

10．3．3．1 等温操作 206

10．3．3．2 非等温操作 207

10．3．3．3 多级全混反应器的设计 208

10．3．3．4 带循环的全混反应器的设计 208

10．3．4 活塞流反应器(Piston Flow Reactor：PFR) 210

10．3．4．1 等温操作反应器的设计 210

10．3．4，2 非等温平推流反应器的计算 210

10．3．4．3 平推流反应器的串联、并联或并串联 211

10．3．4．4 全混和平推流的比较 212

10．4 非理想流动模型 212

10．4．1 混合模型：混合扩散模型、串级模型 213

10．4．1．1 混合扩散模型 213

10．4．1．2 串级模型 215

10．4．2 组合模型 215

10．5 催化反应 218

10．5．1 催化反应动力学 218

10．5．2 有效扩散系数 218

10．5．3 有效系数 219

10．5．4 固定层催化反应器的设计 221

10．6 化学反应技术的应用实例 222

第11章 化工技术在环境危险评价中的应用 241

11．1 前言 241

11．2 环境危险评价理论 241

11．2．1 环境问题中重要的物理化学参数的定义 241

11．2．2 致癌危险评价 245

11．2．3 非致癌性危险 247

11．2．4 生物富集作用 247

11．3 危险评价理论的应用实例 248

附录 程序 253

参考文献 262