第六章 表面现象与吸附 …………………………………………………………………25
第一节 表面现象与吸附…………………………………………………………… 25
第二节 吸附剂及其再生…………………………………………………………… 27
第三节 吸附在环境工程的应用…………………………………………………… 27
第四节 吸附速率控制与吸附操作方式…………………………………………… 29
第七章 萃取与其他分离技术 ……………………………………………………………32
第一节 萃取………………………………………………………………………… 32
第二节 气浮 …………………………………………………………………………32
第三节 离子交换 ……………………………………………………………………33
一 课程性质和设置目的要求
水土污染与防治技术是一门综合专业基础课,由于后续本科段设置有水污染控制工程,大气污染控制工程等以具体污染控制工艺为主要内容的课程,本课程作为这些后续课程的基础,内容主要侧重于导致水土污染的各种污染物的控制技术原理,主要以物理化学知识为基础,分析各种治理工艺的基本理论,典型设备及其在环境工程中的应用.通过本课程系统学习,要求学生掌握环境工程污染治理各单元操作的基本原理及相关计算,了解典型设备的构造,性能.
本课程主要分为三部分内容:(1)流体流动,包括管路基础,流体输送机械.(2)沉降,过滤.(3)传质过程,包括吸收,萃取,吸附等.流体力学,传质的基本原理是各单元操作的理论基础.沉降与过滤是污水去除颗粒污染物的主要方法.吸收是去除废气中的气态污染物的主要措施,萃取一般应用于工业废水,土壤污染的治理.通过本课程学习,要求自学者能够具有从事污染控制方面所必需的基本理论知识和分析思考能力.
本课程讲述的是水,土等污染控制技术的原理,掌握本课程知识体系,有助于进一步的学习和了解各种具体的污染控制工艺.学习本课程应具备基本的物理化学知识,特别是一些常用物理量的含义及其相互之间区别与关联,如浓度的不同表示方式mg/L,mol/L,mg/g含义及三者相互换算关系.本课程第二章流体流动,第四章沉降与过滤和第六章表面现象与吸附是考核的重点,其中流体流动的动力学方程,吸附等温式的应用是学习时的难点,自学考试考生应花较多时间去学习理解.
二 考试内容与考核目标
第一章 绪论
(一)学习目的和要求
这部分的中心是阐述"环境工程原理的主要内容及基本概念".目的是表明学习本门课程的意义和必要性.要求了解本门课程的主要内容组成,理解物料衡算的基本步骤,掌握物理量的单位与量纲的基本知识.本章内容属于一般考核章节
(二)考试内容
一 物理量的单位与量纲
1.国际单位制与法定计量单位
由于科学技术的迅速发展和国际学术交流的日益频繁,国际计量会议制定了一种国际上统一的国际单位制,其代号为SI.国际单位制中的单位是由基本单位,辅助单位和具有专门名称的导出单位构成的,分别列于表0—1,表0—2及表0—3中;国际单位制中用于构成十进倍数和分数单位的词头,列于表0—4中(教材3-4页).
二 单元操作中常用的基本概念
在研究化工单元操作时,经常用到下列五个基本概念,即物料衡算,能量衡算,物系的平衡关系,传递速率及经济核算等.
1.物料衡算
依据质量守恒定律,进入(输入)与离开(输出)某一化工过程的物料质量之差,等于该过程中累积的物料质量,即 输入量一输出量=累积量
对于连续操作的过程,若各物理量不随时间改变,即为稳定操作状态时,过程中不应有物料的积累.则物料衡算关系为: 输入量=输出量
用物料衡算式可由过程的已知量求出未知量.物料衡算可按下列步骤进行:
1)首先根据题意画出各物流的流程示意图,物料的流向用箭头表示,并标上已知数据与待求量.
2)在写衡算式之前,要计算基准,一般选用单位进料量或排料量,时间及设备的单位体积等作为计算的基准.在较复杂的流程示意图上应圈出衡算的范围,列出衡算式,求解未知量.
2.能量衡算
能量衡算的依据是能量守恒定律.
3.物系的平衡关系
平衡状态是自然界中广泛存在的现象.例如,在一定温度下,不饱和的食盐溶液与固体食盐接触时,食盐向溶液中溶解,直到溶液为食盐所饱和,食盐就停止溶解,此时固体食盐表面已与溶液成动平衡状态.反之,若溶液中食盐浓度大于饱和浓度,液中的食盐会析出,使溶液中的固体食盐结晶长大,最终达到平衡状态.一定温度下食盐的饱和浓度,就是这个物系的平衡浓度.当溶液中食盐的浓度低于饱和浓度,则固体食盐将向溶液中溶解;当溶液中食盐的浓度大于饱和浓度,则溶液中溶解的食盐会析出,最终都会达到平衡状态.从这个例子可以看出,平衡关系可以用来判断过程能否进行,以及进行的方向和能达到的限度.

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