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环境工程学第二章课件

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目录

环境工程学概述

01

污染控制原理

03

大气污染控制工程

05

环境监测技术

02

水污染控制工程

04

固体废物处理与处置

06

环境工程学概述

01

定义与范畴

环境工程学的定义

环境工程学是应用工程原理解决环境问题，保护和改善环境质量的学科。

环境工程学的研究范畴

环境工程学涵盖水污染控制、大气污染治理、固体废物处理等多个领域。

环境工程学的应用领域

环境工程学在城市规划、生态保护、资源回收利用等方面有广泛应用。

发展历程

早期环境保护意识

19世纪工业革命后，人们开始关注污染问题，如伦敦烟雾事件，催生了现代环境工程学的萌芽。

国际合作与协议

国际间签署的《巴黎协定》等协议，促进了全球环境工程学领域的合作与知识共享。

环境立法的推动

技术革新与应用

20世纪中叶，美国《清洁空气法》等立法的出台，推动了环境工程学作为独立学科的发展。

随着科技进步，如生物处理技术、废物回收利用等创新技术的应用，环境工程学不断拓展其研究领域。

当前研究热点

环境工程学正聚焦于气候变化应对策略，如碳捕捉、利用和储存技术，以实现碳中和目标。

气候变化与碳中和

01

研究热点之一是开发新技术和策略，以提高水资源的可持续利用，应对全球水资源短缺问题。

可持续水资源管理

02

环境工程学正探索废物转化为能源的新途径，如厌氧消化和生物气化技术，以实现资源的循环利用。

废物转化与能源回收

03

环境监测技术

02

监测方法

利用卫星或飞机搭载的传感器，对地表环境进行远距离监测，广泛应用于森林覆盖度和污染扩散的评估。

遥感监测技术

通过观察特定生物对环境变化的反应，评估水质、土壤和空气质量，如使用苔藓监测大气污染。

生物监测技术

设置固定监测站点，使用自动化仪器连续收集数据，如空气质量自动监测站实时监测PM2.5等污染物浓度。

自动监测站

监测设备

气体监测仪用于检测空气中的污染物，如二氧化硫、氮氧化物等，确保空气质量符合标准。

气体监测仪

噪声监测站用于测量环境噪声水平，帮助评估和控制城市噪音污染，保护居民的听力健康。

噪声监测站

水质分析仪能够检测水体中的化学需氧量、重金属等指标，对污水处理和排放至关重要。

水质分析仪

01

02

03

数据分析与处理

在环境监测中，数据预处理包括清洗、归一化等步骤，以确保数据质量。

数据预处理

应用统计学原理，如均值、方差分析，来识别监测数据中的趋势和异常。

统计分析方法

构建数学模型来模拟环境过程，通过实际监测数据验证模型的准确性和可靠性。

模型建立与验证

利用图表和图形将复杂数据直观展示，帮助环境工程师快速理解监测结果。

数据可视化技术

污染控制原理

03

物理法原理

利用污染物与水或空气的密度差异，通过重力作用实现固体颗粒的分离和去除。

重力沉降

通过向水中注入气泡，使污染物附着在气泡上浮至水面，从而实现分离。

浮选技术

使用多孔介质如砂石、活性炭等过滤材料，截留水中的悬浮物和部分溶解性污染物。

过滤技术

化学法原理

通过酸碱中和反应，可以有效去除废水中的酸性或碱性污染物，达到净化目的。

中和反应

通过添加絮凝剂使微小颗粒聚集成大颗粒，加速沉降，从而去除水中的悬浮物。

絮凝沉淀

利用氧化剂或还原剂处理污染物，改变其化学性质，使之无害化或易于分离。

氧化还原反应

生物法原理

通过固定微生物在介质表面形成的生物膜来降解污染物，如生物滤池处理废气。

生物膜技术

植物通过根系吸收重金属等污染物，并在体内转化或积累，如水生植物净化水体。

植物吸收与转化

利用微生物分解有机污染物，如活性污泥法处理废水中的有机物。

微生物降解作用

水污染控制工程

04

水处理技术

通过沉淀、过滤等物理过程去除水中的悬浮物和大颗粒杂质，如砂滤池和沉淀池的应用。

物理处理方法

01

02

03

04

利用化学反应去除水中的溶解性污染物，例如使用混凝剂去除水中的胶体物质。

化学处理方法

通过微生物代谢作用降解水中的有机污染物，如活性污泥法和生物膜反应器的应用。

生物处理技术

利用半透膜分离水中的溶解固体和微生物，如反渗透和纳滤技术在水处理中的应用。

膜分离技术

污水处理工艺

通过沉淀、过滤等物理手段去除污水中的悬浮固体和漂浮物，为后续处理打下基础。

物理处理方法

利用微生物分解污水中的有机物，常见的有活性污泥法和生物膜法，有效降低BOD和COD。

生物处理技术

通过化学反应去除污水中的营养物质、重金属等，例如混凝、中和、氧化还原等方法。

化学处理过程

进一步处理已经经过初级和二级处理的污水，包括臭氧氧化、活性炭吸附等高级氧化过程。

深度处理技术

水资源回用

01

再生水指的是经过处理后达到一定标准的水，可广泛用于农业灌溉、工业冷却等领域。

02

采用先进的污水处理技术，如膜生物反应器(MBR)和