【现货速发】环境工程原理（第二版）

随着我国高等院校环境工程专业的迅猛发展，高等学校本科环境工程专业规范中“化工原理”与“环境工程原理”均可以入选作为核心基础课程的格局被打破，“环境工程原理”已经取代“化工原理”成为环境工程专业的一门重要的核心基础课程。本教材就是按照*高等学校环境工程专业教学指导分委员会发布的“环境工程原理”教学基本要求编写而成的。 全书以“三传一反”（动量传递、热量传递、质量传递及化学反应工程）为主线，并结合环境工程的特点，系统阐述了环境工程的基本概念与基本理论，并侧重介绍了其在环境工程中的应用。全书共分十一章，主要内容包括绪论、流体流动、沉降、过滤、热量传递、质量传递、吸收、吸附、萃取与膜分离等其他分离过程，以及反应动力学与反应器。 全书由来自武汉大学、太原理工大学、安徽科技学院、湖北师范大学、重庆大学、湖北大学和江苏大学等七所学校的老师共同修订而成，参加本次修订的有武汉大学张晖、张道斌，太原理工大学梁美生、叶翠平，安徽科技学院李粉茹、王艳，湖北师范大学严素定，重庆大学叶志洪，湖北大学徐银，江苏大学李宁、李潜、李维斌。全书由武汉大学张晖负责统筹与定稿。此外，武汉大学研究生康瑾、苗菲、岳喜婷、肖妍、汤慧玲、陈涵肖、王子任、张弛、都永霞、樊晓辉、程成、马亚慧和陈宣同等同学为本书的校订做了大量工作。 在本书编写过程中引用、借鉴了国内外相关教材、著作和论文，在此表示感谢。我们尽可能地将这些教材、著作和论文列入参考文献中，若有疏漏，敬请谅解并予以反馈！ 需要指出的是，本书并没有完全脱离《化工原理》等化工类教材的基本框架，加之编写时间有限，且囿于我们的知识背景与见识，对“环境工程原理”课程的理解还有待进一步提高，因此书中难免存在不妥之处，恳请广大读者不吝赐教。

《环境工程原理》（第二版）是在《化工原理》和《化学反应工程》等教材的基础上，结合环境工程的专业特点编写而成的，全书共分为11章。主要内容包括动量传递（流体流动）、热量传递、质量传递、吸收、吸附、沉降、过滤及其他分离过程，以及反应动力学与反应器等。本次修订基本保持了版的框架，对部分内容作了修改，增补了部分例题和习题，使环境工程及相关专业的学生掌握环境工程中常用单元操作与单元过程的原理、方法及其应用，为后续“水污染控制工程”、“大气污染控制工程”等专业课程的学习打下良好的基础。本书可作为高等院校环境工程、环境科学及相关专业的本科生教材，也可作为从事环境保护工作的专业技术人员和科研人员的参考用书。

《环境工程原理》（第二版）是在《化工原理》和《化学反应工程》等教材的基础上，结合环境工程的专业特点编写而成的，全书共分为11章。主要内容包括动量传递（流体流动）、热量传递、质量传递、吸收、吸附、沉降、过滤及其他分离过程，以及反应动力学与反应器等。本次修订基本保持了第一版的框架，对部分内容作了修改，增补了部分例题和习题，使环境工程及相关专业的学生掌握环境工程中常用单元操作与单元过程的原理、方法及其应用，为后续“水污染控制工程”、“大气污染控制工程”等专业课程的学习打下良好的基础。本书可作为高等院校环境工程、环境科学及相关专业的本科生教材，也可作为从事环境保护工作的专业技术人员和科研人员的参考用书。

张晖，1985年由武汉二中考入成都科技大学(现四川大学)，并于1989年和1992年先后获得化学工程工学学士和化学工程工学硕士学位，1995年在华南理工大学获得化学工程工学博士学位，同年分配到武汉大学环境科学系，任讲师。1998年5月-2000年6月在美国特拉华大学(University of Delaware)从事访问学者和博士后研究工作。2000年回国并晋升为副教授，2003年破格晋升为教授。2010年11-12月法国巴黎东马恩拉瓦雷大学(Universite Paris-Est Marne-la-Vallee)访问教授(Invited Professor)，2011年6-8月法国普瓦提埃大学(Universite de Poitiers)访问学者，2014年6-7月法国巴黎东马恩拉瓦雷大学(Universite Paris-Est Marne-la-Vallee)高级访问学者(Senior Visiting Fellow)，2016年6-7月法国巴黎东马恩拉瓦雷大学(Universite Paris-Est Marne-la-Vallee)访问教授(Invited Professor)。 主讲《环境工程原理》（本科生）、《高级环境工程原理》（硕士生）、《高级氧化技术》（硕士生）、《专业英语》（博士生）、《高级氧化技术选论》（博士生）等课程。 指导硕士研究生43人，博士研究生16人。 先后主持国家自然科学基金(探索、面上、国际合作交流和应急管理项目各1项)、国家高技术研究发展计划(863计划)、*留学回国人员科研启动基金、湖北省自然科学基金(面上、“杰青”和重点各1项)、湖北省科技攻关计划、武汉市科技局(晨光计划、 科技攻关计划和应用基础研究计划各1项)、深圳市环境科研课题和深圳市基础研究计划等项目。 主编《环境声化学》专著一部；主编《环境科学与工程专业英语》(、二版)、《环境工程原理》教材各一部；获准国家发明专利10项、实用新型专利7项；在《化学进展》、《化工学报》和《环境科学》等中文核心期刊发表/接收论文或综述22篇(均为通讯作者，其中SCI收录2篇、EI收录3篇)；在Environmental Science & Technology、Water Research和Applied Catalysis B: Environmental等英文SCI期刊发表/接收论文111篇(通讯作者106篇，现有ESI高被引论文6篇)；(目前收录的110篇论文)SCI他引次数总计2145次，H指数31。

第1章绪论(1)

1.1污染控制技术体系(2)

1.1.1水污染控制技术体系（2）

1.1.2大气污染控制技术体系（6）

1.1.3固体废物处理处置技术体系（7）

1.2污染控制技术原理的基本类型(9)

1.3环境工程原理的研究方法(9)

1.3.1实验研究方法（10）

1.3.2数学模型方法（10）

1.4常用物理量(10)

1.4.1常用物理量及单位换算（10）

1.4.2浓度的表示方法（12）

1.5质量衡算(15)

1.5.1衡算系统的概念（15）

1.5.2总质量衡算方程（16）

1.6能量衡算(19)

1.6.1总能量衡算方程（19）

1.6.2热量衡算方程（20）

思考与练习(22)

第2章流体流动(24)

2.1管流系统的衡算方程(24)

2.1.1质量衡算方程（24）

2.1.2能量衡算方程（26）

2.1.3实际流体的机械能衡算（29）

2.2流体流动的内摩擦力(31)

2.2.2流体的流动状态（33）

2.2.1牛顿黏性定律（34）

2.3边界层理论(35)

2.3.1边界层形成（35）

2.3.2边界层分离（36）

2.4流体流动的阻力损失(37)

2.4.1流体流动阻力损失的种类（37）

2.4.2圆直管内流体流动的沿程阻力损失（37）

2.4.3非圆形管道内流体流动的沿程阻力损失（41）

2.4.4管道内流体流动的局部阻力损失（41）

2.5管路计算(43)

2.5.1简单管路的计算（44）

2.5.2复杂管路的计算（46）

2.6流体测量(48)

2.6.1差压式流量计（49）

2.6.2转子流量计（53）

思考与练习(54)

第3章沉降(57)

3.1沉降分离的基本概念(57)

3.1.1沉降分离的一般原理和类型（57）

3.1.2流体阻力与阻力系数（58）

3.2重力沉降（61）

3.2.1重力场中颗粒的沉降过程（62）

3.2.2沉降速率（63）

3.3重力沉降设备（65）

3.3离心沉降(69)

3.3.1离心力场中颗粒的沉降分析（69）

3.3.2旋流器工作原理（71）

3.3.3离心机（76）

3.4其他沉降(78)

3.4.1电沉降（78）

3.4.2惯性沉降（79）

思考与练习(80)

第4章过滤(82)

4.1概述(82)

4.1.1过滤过程（82）

4.1.2过滤介质（82）

4.1.3过滤的分类（83）

4.1.4 助滤剂（85）

4.2表面过滤的基本理论(85)

4.2.1表面过滤的基本方程（85）

4.2.2过滤过程的计算（88）

4.2.3过滤常数的测定（91）

7.2.4滤饼洗涤（94）

7.2.5过滤设备及其计算（95）

4.3深层过滤的基本理论(100)

4.3.1流体通过颗粒床层的流动（101）

4.3.2深层过滤的机理（105）

4.3.3深层过滤的水力学（106）

思考与练习(109)

第5章热量传递(111)

5.1概述(111)

5.1.1热量传递的基本方式 （111）

5.2热传导(112)

5.2.1傅里叶定律（112）

5.2.2通过平壁的稳态热传导（116）

5.2.3通过圆筒壁的稳态热传导（120）

5.3对流传热(122)

5.3.1对流传热概述（123）

5.3.2对流传热速率方程和对流传热系数（124）

5.3.3管路保温层的临界直径（129）

5.3.4间壁传热过程（130）

5.4辐射传热(143)

5.4.1辐射传热的基本概念（143）

5.4.2黑体和灰体的辐射能力（144）

5.4.3两固体间的辐射传热（145）

5.4.4气体的热辐射（147）

5.5换热器(148)

5.5.1间壁式换热器的类型与结构（148）

5.5.2强化传热的途径（151）

思考与练习(153)

第6章质量传递(155)

6.1质量传递的基本概念及机理(155)

6.1.1传质机理（156）

6.1.2分子扩散（156）

6.2分子传质(160)

6.2.1气相中稳定的分子扩散（160）

6.2.2液相中稳定的分子扩散（165）

6.3对流传质(165)

6.3.1对流传质过程机理（165）

6.3.2单相中的对流传质过程（166）

6.3.3典型情况对流传质系数（167）

思考与练习(168)

第7章吸收(170)

7.1吸收的定义及类型(170)

7.1.1吸收的定义与应用（170）

7.1.2吸收的类型（170）

7.2物理吸收(171)

7.2.1物理吸收的热力学基础（171）

7.2.2物理吸收的动力学基础（175）

7.3化学吸收(180)

7.3.1化学吸收的特点（180）

7.3.2化学吸收的平衡关系（181）

7.3.3化学吸收的传质速率（182）

7.4吸收设备的主要工艺和计算(183)

7.4.1吸收设备工艺简述（184）

7.4.2填料塔吸收过程的物料衡算与操作线方程（184）

7.4.3吸收剂用量的计算（185）

7.4.4塔径的计算（186）

7.4.5填料层高度的基本计算（186）

7.4.6吸收过程的计算类型（190）

7.5吸收塔设备(192)

7.5.1板式塔（192）

7.5.2填料塔（193）

7.5.3吸收塔性能评价（195）

思考与练习(196)

第8章吸附(198)

8.1吸附分离操作的类型及应用(198)

8.1.1吸附分离操作的类型（198）

8.1.2吸附分离操作的应用（198）

8.2吸附剂(199)

8.2.1常用的吸附剂（199）

8.2.2工业吸附剂（200）

8.2.3吸附剂选择的影响因素（200）

8.2.4吸附剂再生（202）

8.3吸附平衡(202)

8.3.1吸附平衡与平衡吸附量（202）

8.3.2吸附等温线（203）

8.3.3气体混合物吸附平衡（205）

8.4吸附动力学(206)

8.4.1吸附剂颗粒外表面扩散速率（206）

8.4.2吸附剂颗粒内表面扩散速率（207）

8.4.3总传质速率方程（207）

8.4.4吸附扩散速率计算（207）

8.4.5吸附热（208）

8.5吸附过程与吸附穿透曲线(209)

8.5.1吸附工艺（209）

8.5.2吸附过程（209）

8.5.3吸附器与穿透曲线（210）

思考与练习(218)

第9章其他分离过程(220)

9.1萃取(220)

9.1.1概述（220）

9.1.2液液相平衡原理（223）

9.1.3萃取过程的计算（227）

9.2膜分离(232)

9.2.1概述（232）

9.2.2膜分离过程传递理论基础（239）

8.2.3微滤和超滤（242）

9.2.4反渗透和纳滤（244）

9.2.5电渗析（250）

思考与练习(258)

第10章化学反应动力学(260)

10.1反应的计量关系(260)

10.1.1反应式与计量方程（260）

10.1.2反应的分类（261）

10.1.3反应进度与转化率（262）

10.2化学反应动力学计算(264)

10.2.1反应速率方程（264）

10.2.2均相反应动力学（273）

10.3化学反应动力学解析方法(276)

10.3.1微分法（276）

10.3.2初始速率法（278）

10.3.3半衰期法（278）

10.3.4积分法（278）

思考与练习(280)

第11章反应器(282)

11.1反应器的分类(282)

11.1.1常用分类方法（282）

11.1.1理想反应器（284）

11.1.2非理想反应器（285）

11.2均相反应器(289)

11.2.1间歇反应器（289）

11.2.2完全混合流反应器（292）

11.2.3平推流反应器（295）

11.3非均相反应器(297)

11.3.1气固相催化反应器（297）

11.3.2气液相反应器（309）

11.4微生物反应器(317)

11.4.1微生物反应（317）

11.4.2微生物反应动力学（318）

11.4.3微生物反应器的操作与设计（324）

思考与练习(329)

附录(331)

附录A常用单位的换算(331)

附录B水的物理性质(333)

附录C干空气的物理性质(335)

附录D饱和水蒸气的物理性质(336)

《环境工程原理》（第二版）是在《化工原理》和《化学反应工程》等教材的基础上，结合环境工程的专业特点编写而成的，全书共分为11章。主要内容包括动量传递（流体流动）、热量传递、质量传递、吸收、吸附、沉降、过滤及其他分离过程，以及反应动力学与反应器等。本次修订基本保持了版的框架，对部分内容作了修改，增补了部分例题和习题，使环境工程及相关专业的学生掌握环境工程中常用单元操作与单元过程的原理、方法及其应用，为后续“水污染控制工程”、“大气污染控制工程”等专业课程的学习打下良好的基础。本书可作为高等院校环境工程、环境科学及相关专业的本科生教材，也可作为从事环境保护工作的专业技术人员和科研人员的参考用书。

张晖，1985年由武汉二中考入成都科技大学(现四川大学)，并于1989年和1992年先后获得化学工程工学学士和化学工程工学硕士学位，1995年在华南理工大学获得化学工程工学博士学位，同年分配到武汉大学环境科学系，任讲师。1998年5月-2000年6月在美国特拉华大学(University of Delaware)从事访问学者和博士后研究工作。2000年回国并晋升为副教授，2003年破格晋升为教授。2010年11-12月法国巴黎东马恩拉瓦雷大学(Universite Paris-Est Marne-la-Vallee)访问教授(Invited Professor)，2011年6-8月法国普瓦提埃大学(Universite de Poitiers)访问学者，2014年6-7月法国巴黎东马恩拉瓦雷大学(Universite Paris-Est Marne-la-Vallee)高级访问学者(Senior Visiting Fellow)，2016年6-7月法国巴黎东马恩拉瓦雷大学(Universite Paris-Est Marne-la-Vallee)访问教授(Invited Professor)。 主讲《环境工程原理》（本科生）、《高级环境工程原理》（硕士生）、《高级氧化技术》（硕士生）、《专业英语》（博士生）、《高级氧化技术选论》（博士生）等课程。 指导硕士研究生43人，博士研究生16人。 先后主持国家自然科学基金(探索、面上、国际合作交流和应急管理项目各1项)、国家高技术研究发展计划(863计划)、*留学回国人员科研启动基金、湖北省自然科学基金(面上、“杰青”和重点各1项)、湖北省科技攻关计划、武汉市科技局(晨光计划、 科技攻关计划和应用基础研究计划各1项)、深圳市环境科研课题和深圳市基础研究计划等项目。 主编《环境声化学》专著一部；主编《环境科学与工程专业英语》(、二版)、《环境工程原理》教材各一部；获准国家发明专利10项、实用新型专利7项；在《化学进展》、《化工学报》和《环境科学》等中文核心期刊发表/接收论文或综述22篇(均为通讯作者，其中SCI收录2篇、EI收录3篇)；在Environmental Science & Technology、Water Research和Applied Catalysis B: Environmental等英文SCI期刊发表/接收论文111篇(通讯作者106篇，现有ESI高被引论文6篇)；(目前收录的110篇论文)SCI他引次数总计2145次，H指数31。

全书以“三传一反”（动量传递、热量传递、质量传递及化学反应工程）为主线，并结合环境工程的特点，系统阐述了环境工程的基本概念与基本理论，并侧重介绍了其在环境工程中的应用，贴合环境工程及相关专业的教学特点。