环境工程学（第2版）

绪论

一、环境科学与环境工程学

二、环境工程学的形成与发展

三、环境工程学的主要内容

思考题与习题

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 水的循环与污染

一、地球上水的分布

二、水循环

三、自然污染和人为污染

四、水污染的分类和影响

第二节 水质指标与水质标准

一、水质指标

二、水质标准

第三节 废水的成分与性质

一、生活污水

二、工业废水

三、农业废水

第四节 水体自净作用与水环境容量

一、废水在水体中的稀释和扩散

二、水体的生化自净

三、水体中细菌的死亡

四、水环境容量

第五节 水处理的基本原则和方法

一、给水处理的基本方法

二、废水处理的基本方法

思考题与习题

第二章 水的物理化学处理方法

第一节 水中粗大颗粒物质的去除

一、格栅、筛网和微滤机

二、沉砂池

三、离心分离

第二节 水中悬浮物质和胶体物质的去除

一、沉淀

二、混凝

三、澄清

四、过滤

五、气浮

第三节 水中溶解物质的去除

一、水的软化和除盐

二、离子交换法

三、吸附法

四、膜分离技术

第四节 水中有害微生物的去除

一、概述

二、氯消毒

三、其他消毒法

第五节 水的其他物理化学处理方法

一、中和法

二、高级氧化技术

三、化学还原法

四、化学沉淀法

五、电化学法

六、磁力分离法

七、溶剂萃取

八、吹脱与汽提

九、蒸发、结晶和冷冻

思考题与习题

第三章 水的生物化学处理方法

第一节 废水处理微生物学基础

一、废水处理中的微生物

二、微生物的生理学特性

三、细菌生长曲线及Monod公式

第二节 好氧悬浮生长处理技术

一、活性污泥法

二、氧化塘

第三节 好氧附着生长处理技术

一、生物膜的构造及其对有机物的降解机理

二、生物滤池

三、生物转盘

四、生物接触氧化法

五、生物流化床

六、高效生物膜法工艺

第四节 厌氧生物处理技术

一、厌氧生物处理的机理

二、影响厌氧生物处理的主要因素

三、污泥的厌氧消化

四、有机废水的厌氧生物处理

五、厌氧生物处理技术的发展

六、厌氧-好氧联合处理系统

第五节 生物脱氮除磷技术

一、生物脱氮处理技术

二、生物脱磷处理技术

三、同步脱氮除磷处理技术

第六节 水处理厂污泥处理技术

一、污泥的性质

二、污泥浓缩

第七节 废水土地处理技术

一、土地处理系统的类型

二、土地处理过程机理

三、水力负荷与污染物负荷

四、上地使用面积

第八节 废水人工湿地处理技术

一、人工湿地的类型

二、湿地系统的净化机理

三、湿地系统设计

思考题与习题

第四章 水处理工程系统与废水最终处置

第一节 给水与排水工程系统

一、给水工程系统

二、排水工程系统

第二节 再生水系统

一、水的回用与废水资源化

二、污水回用标准体系

三、水再生处理工艺流程

第三节 废水的最终处置

一、废水最终处置的途径与水污染控制

二、废水湖泊（水库）处置及数学分析

三、废水江河处置

四、废水河口处置

五、废水排海处置

思考题与习题

第二篇 大气污染控制工程

第五章 大气质量与大气污染

第一节 大气的结构及组成

一、大气结构

二、大气组成

第二节 大气污染

一、大气污染的定义

二、大气污染物的种类

三、大气污染物的来源和发生量

第三节 大气环境质量控制标准

一、环境空气质量标准

二、排放标准

三、环境技术标准

第四节 大气污染控制的基本方法

一、大气污染控制的含义

二、废气排放控制系统

思考题与习题

第六章 颗粒污染物控制

第一节 除尘技术基础

一、粉尘粒径

二、粒径分布

三、除尘装置的捕集效率

第二节 重力沉降

一、颗粒沉降速度

二、重力沉降室的设计

第三节 旋风除尘

一、旋风除尘器的工作原理

二、旋风除尘器的分离性能

三、旋风除尘器的分类及选型

四、旋风除尘器的设计

第四节 静电除尘

一、静电除尘的基本原理

二、静电除尘器分类及结构

三、静电除尘器的效率

四、静电除尘器的设计

第五节 袋式除尘

一、袋式除尘的原理

二、袋式除尘器的结构形式

三、袋式除尘器的性能

四、袋式除尘器的选择与设计

第六节 湿式除尘

一、湿式除尘机理

二、气-液界面及除尘器的形式

三、湿式除尘器的捕集效率

四、文丘里洗涤器的设计计算

思考题与习题

第七章 气态污染物控制

第一节 吸收净化

一、吸收平衡

二、吸收速率方程

三、吸收设备及设计

第二节 吸附净化

一、吸附过程

二、吸附装置

三、固定床吸附装置的设计计算

第三节 催化转化

一、催化作用与催化剂

二、气-固相催化反应器及其计算

第四节 燃烧转化

一、燃烧转化原理

二、燃烧过程及装置

第五节 生物净化

一、废气的微生物处理原理

二、生物净化方法

三、生物净化装置及设计计算

第六节 气态污染物的其他净化法

一、电子束照射法

二、膜分离法

思考题与习题

第八章 污染物的稀释法控制

第一节 影响污染物在大气中扩散的气象因素

一、气象的动力因子

二、气象的热力因子

第二节 烟气抬升高度

一、烟气抬升高度及其影响因素

二、烟气抬升高度的计算公式

第三节 污染物落地浓度

一、高斯扩散模式的基本形式

二、一般气象条件下的扩散模式

三、特殊气象条件下的扩散模式

四、扩散参数的确定

五、影响浓度的时间因素

第四节 烟囱计算

一、烟囱高度的计算

二、烟囱出口直径的计算

思考题与习题

第三篇 固体废物污染控制工程及其他污染防治技术

第九章 固体废物管理系统

第一节 固体废物的产生、分类与管理系统简介

二、固体废物的涵义

二、固体废物产生的途径与分类

三、固体废物对人类环境的危害

四、固体废物与城市垃圾管理系统简介

第二节 固体废物的性质

一、城市垃圾的物理组成与分析方法

二、城市垃圾的物理性质

三、城市垃圾的化学性质

四、危险废物的鉴别

第三节 固体废物的产量与减少产量的途径

一、城市垃圾与工业固体废物的产量与测算方法

二、城市垃圾与工业固体废物产率统计分析法

三、减少固体废物产量的途径

第四节 城市垃圾的收集、储存与运输

一、城市垃圾的就地管理

二、城市垃圾的收集

三、城市垃圾的转运

思考题与习题

第十章 城市垃圾处理技术

第一节 城市垃圾压实技术

一、压实的含义与性质

二、压实机械

三、城市垃圾压实工程设计要点

第二节 城市垃圾破碎技术

一、城市垃圾破碎的意义

二、破碎机械

三、城市垃圾破碎工程设计要点

第三节 城市垃圾分选技术

一、分选方法评述

二、分选效果

三、风力分选技术

四、磁选

五、筛选

六、其他分选技术简介

第四节 固体废物的脱水与干燥

一、固体废物的脱水与脱水设备

二、城市垃圾干燥设备

第五节 危险废物的化学处理与固化

一、危险废物的化学处理

二、危险废物的固化处理

思考题与习题

第十一章 固体废物资源化、综合利用与最终处置

第一节 固体废物资源化的意义与资源化系统

一、固体废物资源化的意义

二、城市垃圾资源化系统

第二节 材料回收系统

一、建立材料回收系统的条件

二、材料回收系统流程与设计要点

第三节 生物转化产品的回收

一、城市垃圾堆肥化

二、城市垃圾厌氧消化处理与沼气回收

三、生物化学处理新技术在固体废物资源化中的应用

第四节 城市垃圾焚烧与热转化产品的回收

一、城市垃圾焚烧技术的发展

二、焚烧过程的基本条件与热量、物料衡算

三、城市垃圾焚烧系统

四、焚烧炉的效率

五、焚烧炉类型

六、固体废物热解处理

七、热转化产品与能源的利用

第五节 固体废物的最终处置

一、最终处置的涵义与处置途径

二、城市垃圾陆地填埋处置

三、危险废物安全填埋场的结构与安全措施

思考题与习题

第十二章 噪声、电磁辐射、放射性与其他污染防治技术

第一节 噪声污染与防治技术

一、噪声的基本概念

二、噪声对人体的危害

三、噪声的测量

四、噪声的控制技术

第二节 电磁辐射污染与防治技术

一、电磁辐射危害

二、电磁污染的测量

三、电磁辐射的控制技术

第三节 放射性污染与防治技术

一、放射性废物的危害性

二、放射性污染的特点

三、放射性污染的控制技术

第四节 其他物理性污染及其防治技术

一、振动污染及其防治技术

二、光污染及其防治技术

思考题与习题

主要参考书目 2100433B

《环境工程学》全面、系统地论述了环境工程的基本理论、污染防治技术与控制工程及其发展趋势。全书分为3篇，共12章。第一篇水质净化与水污染控制工程，内容包括水质与水体自净、水的物理化学处理方法、水的生物化学处理方法以及水处理工程系统与最终处置。第二篇大气污染控制工程，内容包括大气质量与大气污染、颗粒污染物控制、气态污染物控制以及污染物的稀释法控制。第三篇固体废物污染控制工程及其他污染防治技术，内容包括固体废物管理系统，城市垃圾处理技术，固体废物资源化、综合利用与最终处置，以及噪声、电磁辐射、放射性、振动和光污染的防治技术。

《环境工程学》可作为普通高等院校环境科学、环境工程、化工等专业学生的教材，也可供相关领域的科技人员参考使用。

迄今为止，人们对环境工程学这门学科还存在着不同的认识。有人认为，环境工程学是研究环境污染防治技术的原理和方法的学科，主要是研究对废气、废水、固体废物、噪声，以及对造成污染的放射性物质、热、电磁波等的防治技术;有人则认为环境工程学除研究污染防治技术外还应包括环境系统工程、环境影响评价、环境工程经济和环境监测技术等方面的研究。

尽管对环境工程学的研究内容有不同的看法，但是从环境工程学发展的现状来看，其基本内容主要有大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用、环境污染综合防治、环境系统工程等几个方面。

每个人都通过呼吸作用，不停地同大气进行气体交换。一个成年人一天内同大气之间的气体交换量约10~12立方米。通常，一个人五星期不吃东西，或五天不喝水，尚能活命;但是五分钟不呼吸就会丧生。所以说，空气尤其是清洁的空气是人的生命须臾不可缺少的。

然而，20世纪中叶以来，进入大气中的污染物的种类和数量不断增多。已经对大气造成污染的污染物和可能对大气造成污染而引起人们注意的物质就有100种左右，其中影响面广，对环境危害严重的主要有硫氧化物、氮氧化物、氟化物、碳氢化合物、碳氧化物等有害气体，以及飘浮在大气中含有多种有害物质的颗粒物和气溶胶等。

大气中的污染物有的来自自然界本身的物质运动和变化，有的来自人类的生产和消费活动。人类生产活动排放的有害气体治理，和工业废气中颗粒物的去除原理和方法的研究是大气污染防治工程的主要任务。

水是一切生物生存和发展不可缺少的。水体中所含的物质非常复杂，元素周期表中的元素几乎都可在水体中找到。人类生产和生活消费活动排出的废水，尤其是工业废水、城市污水等大量进入水体造成水体污染。

因此，采用废水物理处理法、废水化学处理法、废水生物处理法和废水物理化学处理法等方法进行治理，以及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，并要制定废水排放标准，合理地利用水资源，加强水资源管理，就成为水污染防治工程的主要任务。

人类在开发资源、制造产品和改进环境的过程中都会产生固体废物，而且任何产品经过消费也会变成废弃物质，最终排入环境中。随着人类生产的发展和生活水平的提高，固体废物的排放量日益增加，污染水体、土壤和大气。

然而，固体废物具有两重性，对于某一生产或消费过程来说是废弃物，但对于另一过程来说往往是有使用价值的原料。因此，固体废物处理和利用既要对暂时不能利用的废弃物进行无害化处理，如对城市垃圾采取填埋、焚化等方法予以处置;又要对固体废物采取管理或工艺措施，实现固体废物资源化，如利用矿业固体废物、工业固体废物制造建筑材料，利用农业废弃物制取沼气等。

废气、废水和固体废物的污染，是各种自然因素和社会因素共同作用的结果。控制环境污染必须根据当地的自然条件，弄清污染物产生、迁移和转化的规律，对环境问题进行系统分析，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，改革生产工艺和设备，开发和利用无污染能源，利用自然净化能力等，以便取得环境污染防治的最佳效果。环境污染综合防治是在对废水、废气、固体废物单项治理的基础上发展起来的。

环境问题往往具有区域性特点。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。

环境系统工程方法还可应用于不同的规模、等级、剖面的系统，如大气系统(大气污染模型、大气扩散等)、地面水系统(河流污染、湖泊污染的分析和城市污水再生利用)、地下水系统、海洋系统以及某一环境工程单元过程系统等。

环境工程学是一个庞大而复杂的技术体系。它不仅研究防治环境污染和公害的措施，而且研究自然资源的保护和合理利用，探讨废物资源化技术、改革生产工艺、发展少害或无害的闭路生产系统，以及按区域环境进行运筹学管理，以获得较大的环境效果和经济效益，这些都成为环境工程学的重要发展方向。

自然资源的有限和对自然资源需求的不断增长，特别是环境污染的控制目标和对能源需求之间的矛盾，促使环境工程学对现有技术和未来技术发展进行技术发展的环境影响评价和环境影响评价，为保护自然资源和社会资源提供依据。

有人认为预测科学技术进步所产生的副作用，实质上就是预测未来的环境问题。美国从60年代中期开始探讨一些科学技术革命带来的二次影响。如建设原子能电站，虽然与传统的能源工业相比，二氧化碳和二氧化硫的污染大约减少了一半，但是增加了放射性污染。因此，资源、生态、经济三者发展的动态平衡决定着环境工程未来的发展趋势。

第1章 概论

1.1 环境工程学实验的教学目的、实施过程与考核方式

1.2 环境工程学实验的基本要求

1.2.1 实验前的准备工作

1.2.2 实验过程中的要求

1.3 环境工程学实验的教学步骤

第2章 实验设计与实验数据的分析整理

2.1 实验设计方法

2.1.1 正交试验设计方法的特点

2.1.2 正交表的种类

2.1.3 正交试验设计法的一般步骤

2.1.4 正交试验结果分析

2.2 实验数据的分析与整理

2.2.1 实验数据分析

2.2.2 实验数据处理

第3章 环境工程学实验基础

3.1 流体力学基础

3.1.1 基本概念

3.1.2 流体流动的种类和状态

3.1.3 流动过程中的能量损失

3.1.4 流体的连续性方程

3.1.5 流体的静力学方程

3.1.6 伯努利能量方程及其具体应用

3.2 反应器设计基础

3.2.1 反应器的分类及有关特征

3.2.2 反应器设计的基本内容

3.2.3 几类主要反应器的设计

3.3 环境工程学实验常用仪器仪表

3.3.1 流量计

3.3.2 恒流泵、空气压缩机

3.4 环境工程学实验常用分析指标及有关分析方法

3.4.1 水处理实验中常用指标及分析方法

3.4.2 大气污染控制实验中常用指标及分析方法

3.4.3 固体废物处理与处置实验中常用指标及分析方法

第4章 水的物理化学处理

实验一 自由沉淀实验

实验二 絮凝沉淀实验

实验三 过滤处理与反冲洗实验

实验四 混凝沉淀工艺实验

实验五 超临界流体萃取法分离实验

实验六 水的超滤净化实验

实验七 给水处理工艺设计实验

第5章 水的生物处理

5.1 细菌的生长期及其特点

实验八 细菌生长曲线的测定实验

5.2 废（污）水的可生化性处理

实验九 有机物的可生物降解性实验

实验十 工业废水的生物处理方案设计实验

5.3 好氧生物处理

实验十一 曝气池的充氧效果实验

实验十二 活性污泥法动力学系数的测定实验

实验十三 完全混合曝气池处理污水实验

实验十四 生活污水的接触氧化法处理实验

5.4 厌氧生物处理

实验十五 废水的厌氧接触法处理实验

实验十六 厌氧折流板反应器（ABR）处理废水实验

实验十七 升流式厌氧污泥床反应器（UASB）处理废水实验

5.5 好氧厌氧联合处理

实验十八 序批式反应器（SBR）处理废水实验

实验十九 水解"para" label-module="para">

5.6 污水处理工艺过程的数学模拟

实验二十 污水处理工艺模拟与设计实验

第6章 大气污染控制

6.1 颗粒污染物的性质、特征及其净化技术

实验二十一 粉尘粒径分布的测定实验

实验二十二 除尘器的除尘性能测定实验

6.2 气态污染物的污染特征与净化技术

实验二十三 亚胺法回收低浓度SO2实验

实验二十四 多功能气体净化器的性能测定与再生实验

第7章 固体废物处理与处置

7.1 污泥处理与处置

实验二十五 污泥的脱水性能实验

实验二十六 污泥浓缩实验

7.2 固体废物堆存过程中的渗滤作用

实验二十七 生活垃圾的渗滤实验及渗滤液的处理方案设计

7.3 城市生活垃圾的堆肥处理

实验二十八 好氧堆肥处理生活垃圾实验

附录

附录1 污水生物处理工艺中常见微生物

附录2 实验中常用溶解氧和黏度数据

附录3 正交试验设计中的常用正交表

附录4 相关系数检验表（n为测量次数，α为显著水平）

附录5 主要污染控制标准

附录6 供实验室采用的经济合作与发展组织OECD 301B法——“Ready Biodegradability：Modified Sturm Test”161

附录7 污水处理厂模拟软件GPS"para" label-module="para">

附录8 环境工程学实验中常用英文缩语

参考文献

• 办刊宗旨

促进国内外环境工程学领域高水平的学术交流，推动中国环境工程学科和环保事业的发展。