HUANJINGGONGCHENGI HEJISHOUC N环境工提 手 (修订版) 主编:魏先勋 副主编:陈信常马菊元韩绍昌 湖南科学技术出版社
目录 第一编大气污染控制设计 1.1基础知识 (1)1.5.4燃烧法及装置 1.1.1儿个物理参数的计算… 1.5.5催化转化法及装置 1..2流体力学基础知识 (4)1.5.6硫氧化物的脱除 425) 1.1.3颗粒的运动 (6)1.6含尘气流的净化 1.1.4污染物与污染物的散发量 1.6.1净化基础知识 (137) 1.2大气污染控制与标准 (21)1.6.2机械式除尘器 1.2.1控制的士要方式 (21)1.6.3过滤式除尘器 (155 1.2.2控制的指触 …(22)L.6.4电除生器 (73) 1.2.3控制的标准…… .6.5湿式除尘器 13排气罩设计 (42)1.7污染物的高空排放 (186) 1.3.1设计基础知识 7.娴囱设计计算…… .3.2排气置的类型及结构形式 (43)1.72烟肉设计注意事项 1.3.3排气罩的设计计算 …(46)1.8通风机和电动机 …(203) 1.3.4排气置设计注意事项 (61)1.8.1通风机… 1.4净化系统的风管设计 (62)1.8.2屯动桃… 1.4.1风管设计的基础知识 …(62)1.8.3三角胶带传动计算及基础槽孔的确定 .4.2风眢内气流流动参数的确定…………(65) 14.3风管的水力计算 (95)1.9气体净化系统的调试与运行管理 15有客气体的净化 9.1净化系统常用测试技术 1.5.1冷凝法及装置… …(107) 9.2净化系统的调试………… 48】 1.5.2吸收法及装置 (19)1.9.3净化系统的运行眢理…… 1.53吸附法及装置 (112) 第二编废水治理设计 21排水管渠 (251)2.4.3竖流式沉砂池 2.1.1管渠水力计算 (251)2.4.4曝气沉砂池 2.1.2管道设计 (253)25沉淀池 2.1.3管渠设计计算举例 58)2.5.1设计一般规定…… …(287) 2.2污水泵站 (261)2.5.2平流式沉淀池 21设计一般规定 2.5.3竖流式沉淀池 2.2.2选泵 ……(261)2.5.4辐流式沉淀油……… 2.3泵房布置 5斜板(管)沉淀池 2.24污水泵站计算举例 (273)2.6有机废水好氰生物处理设计一活性污 23格栅 (277) 泥法 (301) 2.3.1设计数据 (277)2.6,1鼓风曝气活性污泥法 (301) 2.3.2计算举例……… (278)2.6,2机械曝气活性污泥法………………………(37 2.3.3格栅清污机 (280)2.7污泥脱水 (326) 2,4沉砂池 (280)2.7.1污泥于化场… 2.4.!设计一般规定… (281)2.7.2污泥枧械脱水 .4.2平流式沉砂池… (281)2.7.3污沅烘干与焚化 (33I
2.7,4城市污水处理实例 ……………(331) 17.3离子交换设备 28工业废水预处理方法 ……(335)2.17.4离子交换器设计举例… (440) 2.8.1细固体杂质的去除 (35)2.18膜分离法 2.8.2均化 ……(339)2.18.1电渗析 2.9气浮法…… (343)2.18.2反渗透 2.9.1充气气浮 (343) 滤 加压溶气气浮 (347)2,19生物膜法 461) 2.10废水中和处理法 (356) 2.19.1高负荷生物滤池…… 2.10.1常用中和方法的比较及中和法常用药剂 19.2塔式生物滤池 (465) 356)2.19.3淹没式牛物滤池(接触氧化法 2.10.,2酸性废水中和处理…………38) 2.19,4生物流化床 2.10.3碱性废水的中和处理 (365)2.20活性污泥法的新进展 2.10.4中和处理法应用举例… (356)2.20.1纯氧活性污泥法 2.11吹脱、汽提法 2.20.2问歇活性污泥法…… 2.11.1吹脱法 (368) 2.20.3投料活性污泥法 2.11.2汽提法 (376)2.20.4深井曝气法 2.20.5A-B活性污泥法 (486) 2,12萃取法 2.2)6气化沟 2.12.1举取剂的选择与再生 2.12.2萃取1艺及计算…… 2.20.7体化生活污水净化装置 (385)2.21有机废水厌氧生物处理法 93) 2.12.3萃取设备及其设计计算 2.124萃取法应用举例 2.21.1普通消化池 2.13化学沉淀法… (392)2.21.2:流式犬氧污泥床(UAB) 21.3氧流化床(UFB) 2.13.1基本原理 (507 2.13.2主要设备及设计订算 (392)222水质标准 2.13.3氢氧化物沉淀法 396)2.22.1生活饮用水卫生标准GB5749-85) (507) 2,13.4硫化物沉淀法 2.13.5铁氧体法及其他化学沉淀法… (39)2.22.2农村生活饮月水量卫什标准 (GB11730·89) 2.14氧化法 2.14.1钢化剂的选择及常川氧化剂 (403)2.223生活饮用水水源水质标准(C3020-93) (5]3) 2.14.2化学氧化法 2.14.3臭氧氡化 406)222.4城市用水分英标准(CJHT3070-1999 2.14.4电化学氧化法 2.15还原法 (442)2.22.5地下水质量标准(GHT14848·93 (517) 2.15.1常用的还原剂 (412)2.226渔业水质标准(G11607-89)及渔业 2.15.2药剂还原法 水质分析方法 (518) 2.15,3电解还原法… ……(414 2.15.4主要设备及设计计算…… (415)2.22.7农团灌溉水质标准(GB5094-92) (519) 2.16活性炭吸附法 9)2.2.8景观娱乐用水水质标准(〔B12941-91 2.16.]活性炭吸附法的基本原理 2.16.2活性炭的规格、性能… 0)2.22.9污水综合排放标准(GB8978-1996) 2.163活性炭吸附法在污水处理中的应用……(420) (522) 2.16.4吸附装置及其操作方式 2.22.10污水排入城市下水道水质标准 16.5吸附装置的设计 CJ3082-1999) (530) 2.16.6活性炭的再生 (428)2.22.11城市污水处理厂污水排放标准 2.17离于交换法 CJ325-93) (531) 2.171离子交换法处理工业废水的特点…(430)2.22.12造纸工业水污染物排放标准 2.172离子交换法在处理工业废水中的应用 WHB2-1999 (531) (432)2.22.13合成氨⊥业水污染物排放标准
(532)2.22.20纺织染整工业水污染物排放标准 2.22.14船舶污染物排放标准(GB3552-83 (G428792) (537) (532)2.22.21钢铁工业水污染物排放标准 222.15梯恩梯T业水污染物排放标准 (GB13456-92 (Gi4274-84) 3)2.22.22肉类加工工业水污染物排放标准 2.22.16黑索金工业水污染物排敢标准 B13457 (541) (GB4275-84) (534)2.2.23兵器上业污染物排放标准·火炸药 2.22.17二硝基重氮酚L业水污弟物排放标准 (GB14470.1…93)…………………543) (GB4278-84)… (535)2.22.24买器工业水污染物排放标准,火工品 2.22.18叠氨化铅、二硝基间苯二酚铅、DS共 (GB14470.2-93)… 544) 晶工业水污染物排放标准(#B4279 2.22.25兵器工业水污染物排放标准·弹的装 (536) 药(GB14470.3-93) (546) 2.22.19普钙工业水污染物排放标准 2.22.26苛性钠、聚氰乙烯工业水污染物排放 (GH4917-85) 标准((B1558 (547) 第三编噪声控制设计 3.噪声的量度评价及测量方法 (551)3.3.8隔声门的结构与设计 3.1.1噪声的量度及其评价………… (51)3,3.9隔卢窗的结构与设计 3.12噪声允许标准 3.3.10观察隔声窗和通风隔声窗 3.1.3噪声测量常用仪表 ……(561)3.3.11ⅫB型隔声消卢百叶窗 (631) 3.1.4标准声源 (577)3.3.12辆声罩 …(631) 3.1.5声学测试环境…………………………(578)3.3.13隔声室 …(635) 3.16消声案与吸声尖劈 (58)3.3.14高凨建筑轻质隔墙板 3.1.7工业噪声测量方法 581)3.4消声降噪 647 3.18业噪声测量项目 3)3.4.1消声器的种类和评价 3.1.9环境噪声测量 ……………(584)3.4.2阻性消卢器 3.2吸声降噪 (585)3.43扩张式消声器的设计 3.2.1吸声原理与吸声减噪计算 (585)3.4.4共振消声器 3.22吸声材料的要求与分类 3.4.5微穿孔板消声器 3.2.3多孔吸声材料 (588)3.4.6节流减压、小孔喷注消声器 3.2,4聚氨基甲酸酯等高分子材料和膜状材料 3.4.7缓冲式消声器 (594)3.48阻抗复合消声器 3.2.5影响吸声性能的因素 ……(596)3.5常用机电设备适配消声器… 3.2.6薄板振动吸声结构 597)3.5.1消声器的选用与安装 3.2.7亥姆霍兹共振吸声器……… (599)3.5.2锅炉噪声及其控制 3.28穿孔板共振吸声结构… …(599)3.5.3燃油燃气锅炉房噪声及其降低方法 3.29微穿孔板吸声结构 (601)3.54D系列罗茨鼓风机消声器反消声管道 3.2.10穿孔板、微穿孔板专业生产 …(603)3.5.5内燃机嗓声与适配消声器………………(678) 3.211吸声体 …(604)3.5.6空压机噪声及其适配消声器…………(680) 3.2,12JD型铝合金吊顶 (66)3.5.7中低压离心风机消声器 32.13吸声屏… 3.58高中压离心风机适配消声器 3.2.14吸声砖…… 6K)3.59轴流风机消声器… 3.3隔声降噪 (609)3.5.10电机噪声及消声器 33.1隔声性能的评价 ……(610)3.5.11排汽(气)放空消声 33.2单层结构的隔声性能 (611)3.5,12Q』型汽车尾气净化消声器 3.3.3双层隔声结构…… (615)3.5.13(ZF型电站锅炉送风机消声器 3.3.4复合隔声结构 616)3.5.14高炉相关设备适配消卢器 (703) 3.3.5楼板和屋顶结构与隔声 (619)3.5.15空气锤噪声及其适配消声器 3.3.6孔、洞、缝的透声 (620)3.5.16通风空调消声器 3.3.7室内隔声量计算 (621)3.5,17而型隧道通风组合式消声器 3
3.5.18Z)型垂直风井组合式消声器… (711)3.6.8管道隔振 3.6隔振降噪… (712)3.6.9阻它减振阵噪 (734) 3.6.1振动的产生和量度 (72)37常用低噪声机电设备 (736) 3.6.2振动的危害和允许标准…………(14)3.7.1低噪声空气、气体压缩机 …(736 3.6.3隔振原理 (18)3.7.2低噪声低振动复合阻尼钢板及其部分制品 3.6.4隔振弹性支承设计 (72) (737) 3.6.5金属弹簧隔振器… 3.7.3风机噪声降俱途径 3.6.6橡胶隔振器 3.74电机噪声降低途径 (743 3.6.7橡胶隔振垫 第四编固体废物处理设计及其他 4.1固体废物的基础知识 (747)4.4.1熙色冶金上业因体废物 4.1.【同体废物的概念 4.4.2有色冶金渣 (805) 4.1.2体废物的来源及分类 (147)4.4.3电力工业固体废物 4.1.3固体废物的污染及其危害 4.4.4煤硏石的利用 4.L.4控制闳体废物污染的技术政策………(750 4.4.5化1渣 42固体废物处理技术与设备 (751)4.4.6石油化学工业固体废物 4.2.固体废物的压实处理 (751)“.47⊥.业放射怍体废物… 4.2.2崮体废物的破碎……… 48水处理污泥 4.2.3固体废物分选 (759)45城市生活垃圾的处理与处置… 872) 4.2,4固体废物固化… (769)4.5.1.城市垃圾的收集与运输 …(872) 43固体废物的最终处置 堆肥处押工程 (877) 4.3.【士地填埋 …(72)4.5.3城市生活垃圾热解 4.3.2深井灌注 (779)4.5.4城市生活垃圾焚烧技术 902) 44工业固体废物的处理与利用 ……6780) 第五编工程中的常用材料与防腐 1工程中的常用材料… 5.3.1涂刚防腐蚀涂料 5.1.1金属材料 5.3.2喷镀防腐蚀材料 5.L.2非金属材料 3.3金属电镀与化学镀 52材料的耐蚀性能 (952).3.4非金属材料里……… 5.2.1命属材料的耐蚀性能… 5便用复介材料 5.2.2非金属材料的耐蚀性能 5.3.6选用耐稠蚀材料 5.3常用的防腐蚀措施 (955) 5.3.7推荐使用扑金属材料 附录 附录一单位换算… 附录六液体的物理特性 附录二空气的物理参数… 附录七某些固体的热物理特性 附录三气体的物理特性 (970)附录八常用的物理常数值 (976) 附录四饱和水蒸气的物理参数…… (971)附录九惊子量表 …(976) 附录五水的物理参数
第一编大气污染控制设计 1.1基础知识 1.1.1几个物理参数的计算 、气体的湿度 (一)绝对湿度pn 1/为湿气体中含有的水蒸气质量与湿气体体积的比值,即在水蒸气分压力下的水蒸气密度,按式 1计算 式中:A为绝对湿度,kg/m3(湿气体);p为湿气体中水蒸气分压力,Pa;R为水蒸气的气体常数 J/(kgK);T为湿气体的温度,K。 (二)相对湿度φ g为湿气体的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度比值的百分数,亦称饱和度,如式1.L.2所示。式 中g愈小,水蒸气距离饱和状态愈远,湿气体吸收水分的能力愈大。 =P×100% 式中:相对湿度%;P—饱和绝对湿度.kg/m3(萍气体);p—饱和水蒸气压方,Pa (三)含湿量d d为气体中所含水蒸气的质量m与干气体质量m的比值:d为湿气体中所含水蒸气的质量m与 所含干气体在标准状态下的体积V的比值。 d=0.6229p,/(p-gp) (1.1.3) d=0.8049)./(p-ypn) d与d的关系为da=d 式中:d含湿量,kg/kg干空气;p大气压,Pa;c-标准状态下(o℃,101,325kPa)干气体 的密度。 (四)水燕气的体积分数y 若以湿气体中水蒸气所占体积分数y或摩尔分数x表示气体的湿度时,则对任一种湿气体都有: =x0.804+do (1.1.6) 或 dn=0.804x/(1-xn) d=0.84xm/〔(1x)· (l.1.6b)
以上,d单位为:kg/m3(干气体),d单位为:kgkg(干气体) 二、黏度的计算 (一)黏度的定义和单位 在作相对运动的流体中,单位面积的剪应力与速度梯度的比值,称为流体的动力黏度或黏度,亦称绝 对黏度;动力黏度p与流体密度P之比称为运动黏度vc F一d (1.1.7) (1.1.8) 式中:F一单位面积上的剪应为,N2;d-速度梯度,1 黏度单位在工程中常用泊(P)、厘泊(d)或徵泊(PP),它们之间的换算关系为 IP=L0cP-10RP=0.LPas (1.1.9) (二)气体黏度与温度的关系 气体黏度随气体温度升高而增大,其关系多为经验公式。在常压下气体黏度与温度之间的关系可用下 列幂函数表示 阵- (x) (L.L.10) 表1.1.1 部分气体的经验指数 物质化学式 4(Pa·s) 物质化学式 (Pas) 166×10350.6 NH, 甲烷CH 戊醇CH20.620×10 096甲醇cHO 氖 2.971×10-5 酶(3HO0.686×10-5 氧化碳 1.657×10-5 0.698×105 01110 1.02 溴甲烷 1.226×10-5 皮烷 CoHn 0.635×10-5 丁烷 内烷 H0.750×1050 丁醇(4Hn(0.60×10 0.98 丙醇(31()0.717×10-51.00 氢 H0.836×1030.678甲苯C;H0.6×10-30.89 水蒸气HO「0.24×105 氯化甲烷CHC0:981×1051.02 空气 1.716×10-1 0.683 氯仿cH30.962×105 0.94 e烷cH 0.590×10 1.03环己烷c 0.907 氦气 1.844×10-3 四氯化碳 )924 0.92 庚烷|CH10.3515 乙烷 Hb0.87×X1050 二氧化硫 206×1-5 0.912 乙酸乙酯CHO20.691×105 1.01 二氧化碳 1,402 乙醇C2HO|0.784 1.0 氧气 0.692 乙醚CH12O0.685×105 式中:—温度T(K)时气体的黏度,Pas;p—温度T。=273.l5K时的气体黏度,Pas;m 经验指数,可从表1.1,1查到。 (三)混合气体的黏度 低压混合气体的黏度计算式多为经验公式,式1.1.11为平方根法公式
Σy,M 式中:x,为混合气体中组分的摩尔分数;共为混合气体中分的黏度,PasM为混合气体中;组分 的分了量。 三、气体密度的计算 (一)标准状态下气体密度的计算 任一种气体标准状态下的密度可由其摩尔质量M按下式确定: P=M22,4I4 (1.1.12) 混合气体标准状态下的密度Q可按式1.1.3计算 1.J.13) 式中:N—混合气体中i组分气体在标准状态下的密度,kgNm';x—混合气体中;组分气体的摩 尔分数或体积分数 (二)不同状态的气体密度 由于气体的密度具有随温度、湿度和压力变化的性质,所以在空气污染控制工程中,常用式1.1.14 计算不同状态下的气体密度 p二乎pn, 中:p为工况密度,kg/m;p为况压力,Pa;z为上况状态下的压缩因了;N为标准状态下干气体 的密度,kgNm3;p为标准压力,Pa;Z、为标准状态卜的压缩因子;p,为干空气分压力,P g为相对湿度,%。 四、气休体积的换算 在环境工程设计中,常有将T况气体体积换算成标态体积或其相反的情况任一状态下任一种气体的 体积换算可用式1.1.15计算 v=37v, =37v .=3(+0)=3168,1(15 因干气体的p=0.x=0,dn=0,d=0,则式1.1.15式为 =v Pvt T (1.1.16) 式中:V为工况体积,m3;V为标态体积,m3;p为绝对大气压,Pa;T为工况温度,K;p为干空 气分压力,Pa;d为含湿量,kg/k十空气;p为标态密度,kgNm;x。为水蒸气摩尔分数;q 为相对湿度,% 例〕某锅炉烟气成分(体积百分数)为:CO:65%;CO2:18%;N:16.5%;O2:4.5%,经湿 式除尘后达到饱和状态,其温度为70℃,饱和含湿量d=0.164kNm3,试求烟气的黏度。 〔解)①查分子量:H2O=18;(O=28;(O2-44;N2=28;O2-32 ②水蒸气的摩尔分数x=0.804+a=0.84+01.164=0.169 ③子烟气的摩尔分数x=1-xm=1-0.169=0.831 ④湿烟气中各组分的摩尔分数 X(=0.831×0.65=0.540 x(,=0.831×0.18=0.150 XN,-0.831×0.165=0.137 0.831×0.045-0.037 ⑤由表11.查标准状态下物质的黏度与m值
H,O x101.942×100.824×10 0.695 0.82 0.68 0.692 ⑥H式].1.10计算烟气各组分的黏度 p=0.824×10 =1084×103=1.657×10 =1.942×10 x2=1.42X105/343) 1.691×105 y2=1.67×105(343)""=1.947×103 ⑦由式1.1.11计算烟气黏度 =0.169×1.084×10×185+0.54×1.942×10-3×2845+0.15×1.69×105×445 +0.137×1.947×105×28"5+0.037×2.274×105×32050.169×18.5+0.54 283+0.15×4405+0.137×285+0.037×323=1.798×105(Pas) 1.1.2流休力学基础知识 、连续性原理、连续性方程式 (一)连续性原理 刈于封闭流管(图1.1.1)中流体连续恒定流动,且流体为不可压缩时,任意选取的过流断面1、2之 间空间体积不变,依据质量守恒定律,则进入断面1与流出晰面2的质量流量是相等的,故体积流量Q 与Q2亦相等,即 或 式中:Q为封闭流管总流的体积流量,m/s;Q1、Q2分别为断面1、2 处的体积流量,m3/s;A为总流的过流断面面积,m2;A1、A 分别为断面1、2处的过流断面面积,m2;v为总流过流断面的平 均流速,m/s;v、分别为断面I、2处的平均流速,m/s 对于可压缩流体,密度ρ发生了变化,关系式应为 P1A1 v1=P2 A2 U2=pAu (].1.18) 式中:p总流流体的密度,kg/m3;p、P2分别为断面1、2处流体的密度,kg/m3 (二)连禁性方程式 取单元体dx、dy、dk(图1.12),速度u的分量为 l4r、l4、、M 密度为ρ,时间为to 不可压缩流体的连续方程式为: 司 可压缩流体的连续方程式为 (1.1.20) 二、流体运动方程式 图1.1.2 根据动量守恒定律推出
du. dt 2ux,32u,a2 P (1.1.21) 式中;, un为沿x、y、z轴方向流速,m/s;p为作用在单元体分面I上的压力,Pa;X、Y、z 为作用在单元体上的其他外力在x、y、z轴方向上的分量;p为流体的密度,kg/m3;ν为流体的 运动黏度,m2/so 量方程式 表示随着流体流动而产的热传递的-般表达式: (1.1.22) 式中:,、2、u2为单元体沿r、y,x方向的流速,ms;:为流体的温度,℃;a为流体的热扩散率 囚、伯势利定律 伯努利定律是表示流体运动中能量守恒定律的定理。当理想流体(无黏滞性,不可压缩的)进行恒定 流动时(图1.1.3),在断面1处的总能量恒等于流体在断面2处所有的总能量,即流管内的任意一点,其 全压不变,表达式为 +号可+ 号时+ (1.1.23) 式中:p、户2断面1、2处的压强,Pa; 群 v、v2—断面1、2处的平均流速,m/s 基准面 断面1、2中心相对于基准面的高度,m; 流体的密度,kgm3;g重力加速度,m/s2 1.1.3 当流体为空气时,因ρ很小,z与z2之差可以忽略不计,则有 p,+2=p+2可=常数 (1.124) 实际上,空气流动时会由于摩擦而产生能量损失,则有 是=p+2 (1..25) 式中:△p12-流体流动时,从断面1至断面2之间的压力损失。 五、托理拆利定理 流体自容器下部孔口流出(图1.1.4)时,流出速度与水 位差的平方根成正比。即 式中:w2—孔口流出速度,m/s;h—容器水面与孔口之间 的水位差,m 六、誓内摩擦定律 (一)哈根-泊肃叶定律 表示流体在光滑管内为层流(雷诺数Re<2320)流动时 的流量Q、管径d、管长l、流体的动力黏度μ与压强损失之间关系的定律 128yQ=3y2 (1.1.27) 5
