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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