本书可作为高等学校给水排水工程、环境工程、环境科学及其他相关专业的本科生教材，适用课内教学学时数为40～60，对于40学时的课程，可以酌情安排部分内容自学。本书也可供研究生和设计单位、生产单位的科技人员参考。

目录

0绪论

0.1环境保护设备的定义和分类

0.1.1定义

0.1.2分类

0.2机械类与容器类环保设备

0.2.1机械类环保设备

0.2.2容器类环保设备

0.3标准化知识简介

0.3.1标准化简史

0.3.2标准化的主要作用

0.3.3标准化和标准的定义

0.3.4标准的分类

0.3.5标准的代号和编号

0.3.6iso9000和iso14000简介

0.4环保设备的选用与设计原则

0.4.1成套设备中的单体设备

0.4.2通用设备的选用原则

0.4.3专用设备的设计原则

1环境保护设备材料

1.1材料的基本性能

1.1.1化学性能

1.1.2物理性能

1.1.3机械性能

1.1.4加工工艺性能

1.2碳钢与铸铁

1.2.1铁碳合金的组织结构

1.2.2铁碳合金状态图

1.2.3钢的热处理

1.2.4碳钢

1.2.5铸铁

1.3合金钢

1.3.1合金钢的分类与编号

1.3.2合金元素对钢的影响

1.3.3可焊接的低合金高强度结构钢

1.3.4专业用钢

1.3.5特殊性能钢

1.4有色金属及其合金

1.4.1铝及其合金

1.4.2铜及其合金

1.4.3钛及其合金

1.4.4镍及其合金

1.5非金属材料与复合材料

1.5.1无机非金属材料

1.5.2有机非金属材料(有机高分子材料)

1.5.3复合材料

1.6材料的腐蚀与防腐

1.6.1腐蚀与防护基本原理

1.6.2防止和减缓腐蚀的方法

1.6.3金属腐蚀的评定方法

1.7环保设备材料选择

1.7.1材料的物理、力学性能

1.7.2材料的耐腐蚀性

1.7.3材料的经济性

2容器设计与制造

2.1容器设计概述

2.1.1常压容器与压力容器

2.1.2容器的分类

2.1.3容器设计的基本要求

2.1.4容器的零部件标准化

2.1.5容器材料的选择

2.2内压薄壁容器设计

2.2.1回转壳体的几何特性

2.2.2回转壳体薄膜应力分析

2.2.3典型回转壳体的应力分析

2.2.4内压薄壁容器强度计算

2.2.5设计参数的确定

2.2.6容器的压力试验

2.3内压容器封头设计

2.3.1凸形封头

2.3.2锥形封头

2.3.3平板形封头

2.4容器法兰连接

2.4.1法兰连接的种类和结构

2.4.2法兰标准与选用

2.5容器的支座

2.5.1卧式容器的支座

2.5.2立式容器的支座

2.6容器附件与开孔补强

2.6.1容器附件

2.6.2容器的开孔与补强

2.7金属容器焊接

2.7.1电弧焊

2.7.2焊接接头和坡口形式

2.7.3焊接缺陷和质量检验

2.8容器结构设计中的防腐蚀问题

2.8.1腐蚀裕量的确定

2.8.2合理的结构设计原则

2.9常压容器

2.9.1常压容器的设计参数

2.9.2圆筒形常压容器设计

2.9.3立式圆筒形储罐设计

2.9.4矩形容器设计

2.10容器新材料与新技术

2.10.1双折边螺旋咬合容器

2.10.2搪瓷复合钢板拼装容器

2.10.3玻璃钢容器

2.10.4工程塑料容器

3管道与阀门

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本书以全国高等给水排水工程学科专业指导委员会确定的教学大纲和教学基本要求为基础，编写时由同济大学环境科学与工程学科专业指导委员会对其进行了修改。本书为了突出设备设计知识的基础性和避免与专业课重复，不是介绍设备构造与尺寸的设计方法，而是介绍了环保设备设计的标准规范和规范化知识、环境保护设备使用的材料、容器的设计与制造方法、管道与阀门的选择方法，从而使读者从共性上明确了设备设计的方法。为了便于读者理解，本书还精选了四种典型环保设备的设计实例，从而增加了全书的直观性。

环保设备是用于环境污染防治、环境质量改善的机械设备和构筑物及其系统。本书共分为五篇，第一篇为“环保设备设计基础”，共四章，主要介绍环保设备设计基础知识和基本材料；第二篇为“水污染控制设备”，共九章，主要介绍水处理的各种工艺设备的结构、选型和设计计算，并以实例加以说明；第三篇为“大气污染控制设备”，共四章，主要介绍常用的除尘设备、主要的净化设备和输送设备与管材；第四篇为“噪声控制设备设计”，共五章，主要介绍主要的噪声控制设备、方法、原理和设计过程。第五篇为“固体废物处理处置设计”，共四章，主要介绍固体废物处理处置的方法、原理、设备设计与选型等。

《普通高等教育十一五国家级规划教材：环境工程设计基础》共九章，全面、科学、系统地介绍了环境工程设计的基础知识、基本原则、设计程序、技术规范、环境工程工艺设计、环保设备设计基础、环境工程施工图设计、环境工程技术经济分析等知识。

第1章环保设备设计基础001

1.1设备设计概述001

1.1.1环保设备、环保工业、环保产业的概念001

1.1.2环保设备的分类002

1.1.3环保产业发展现状及特点002

1.1.3.1发达国家环保产业的现状及特点002

1.1.3.2我国环保产业的现状及特点003

1.2力学基础004

1.2.1基本概念004

1.2.1.1力及力的效应004

1.2.1.2力的要素004

1.2.1.3牛顿运动定律004

1.2.2力的基本规律005

1.2.3约束与约束反力006

1.2.4物体的受力分析与受力图007

1.2.5平面力系的平衡010

1.2.5.1平面汇交力系的合成与平衡010

1.2.5.2平面汇交力系合成的几何法与平衡的条件010

1.2.5.3平面汇交力系合成的解析法012

1.2.5.4平面汇交力系的平衡方程013

1.3常用环保材料015

1.3.1材料的力学性能015

1.3.1.1拉伸实验与拉伸曲线015

1.3.1.2强度017

1.3.1.3刚度和塑性 017

1.3.1.4硬度018

1.3.1.5冲击韧性019

1.3.1.6疲劳强度020

1.3.2常用金属材料020

1.3.2.1钢020

1.3.2.2铸铁025

1.3.2.3有色金属及其合金026

1.3.2.4金属材料的腐蚀与防护030

1.3.2.5常用非金属材料033

第2章污水处理典型设备设计037

2.1格栅与调节池设计037

2.1.1格栅池设计037

2.1.1.1格栅的分类037

2.1.1.2格栅设计040

2.1.1.3常见机械格栅选型及应用043

2.1.2调节池设计058

2.1.2.1调节池的功能和分类058

2.1.2.2调节池设计要点060

2.1.2.3调节池设计计算例题060

2.2沉砂池设计065

2.2.1平流式沉砂池设计066

2.2.1.1平流式沉砂池构造与工作原理066

2.2.1.2平流式沉砂池设计计算067

2.2.2曝气沉砂池设计069

2.2.2.1曝气沉砂池构造与工作原理069

2.2.2.2曝气沉砂池设计计算069

2.2.3涡流沉砂池设计071

2.2.3.1涡流沉砂池构造与工作原理071

2.2.3.2设计参数074

2.2.3.3计算公式074

2.3混凝设备设计074

2.3.1混凝工艺流程及原理074

2.3.2混凝剂的选择、配置与投加075

2.3.2.1混凝剂的选择075

2.3.2.2混凝剂的配置076

2.3.2.3混凝剂的投加方式及选用077

2.3.2.4混合方式及选用078

2.3.2.5反应设备及选用080

2.3.3机械絮凝池设计计算081

2.3.3.1设计参数081

2.3.3.2设计计算公式082

2.3.3.3设计计算例题082

2.4沉淀池设计084

2.4.1沉淀池的选用084

2.4.2平流式沉淀池设计085

2.4.2.1平流式沉淀池构造与工作原理085

2.4.2.2平流式沉淀池设计要求及参数086

2.4.2.3计算公式087

2.4.2.4计算举例089

2.4.3竖流式沉淀池设计090

2.4.3.1竖流式沉淀池构造与工作原理090

2.4.3.2竖流式沉淀池设计参数091

2.4.3.3竖流式沉淀池计算公式092

2.4.3.4计算举例092

2.4.4辐流式沉淀池设计093

2.4.4.1辐流式沉淀池构造与工作原理093

2.4.4.2辐流式沉淀池设计参数094

2.4.4.3辐流式沉淀池计算公式096

2.4.4.4计算举例097

2.4.5斜板（管）沉淀池设计098

2.4.5.1斜板（管）沉淀池构造与工作原理098

2.4.5.2斜板（管）沉淀池设计参数099

2.4.5.3斜板（管）沉淀池计算公式099

2.4.5.4计算举例100

2.5生化处理设备设计101

2.5.1生物膜法101

2.5.1.1生物膜法概述101

2.5.1.2生物转盘设计102

2.5.1.3生物滤池107

2.5.1.4生物接触氧化池113

2.5.2活性污泥法116

2.5.2.1曝气池的设计117

2.5.2.2污泥负荷法设计推流式曝气池设计实例120

2.5.3氧化沟及其设计方法123

2.5.3.1氧化沟概述123

2.5.3.2氧化沟的类型和

基本形式123

2.5.3.3卡鲁塞尔氧化沟124

2.5.4间歇式活性污泥法128

2.5.4.1设计概述128

2.5.4.2经典SBR工艺设计129

2.5.4.3实例设计130

2.6气浮设备132

2.6.1概述132

2.6.1.1设备介绍132

2.6.1.2气浮原理132

2.6.2气浮设备的类型133

2.6.2.1布气气浮133

2.6.2.2溶气气浮134

2.6.2.3加压溶气气浮设备135

2.6.2.4溶气浮法的设计与计算137

2.7膜分离设备设计142

2.7.1膜分离技术概述142

2.7.1.1膜技术的发展142

2.7.1.2膜分离技术的基本原理和特点143

2.7.1.3膜分离技术的分类143

2.7.1.4膜分离技术在水处理方面的应用144

2.7.2电渗析系统设计147

2.7.2.1离子交换膜的选择设计147

2.7.2.2电渗析的工艺设计149

2.7.2.3电渗析设备的设计计算151

2.7.3超滤系统设计153

2.7.3.1截留分子量曲线与截留分子量153

2.7.3.2透水通量154

2.7.3.3UF工艺设计155

2.7.4反渗透系统设计155

2.7.4.1反渗透分离原理155

2.7.4.2透水量155

2.7.4.3脱盐率和透盐量156

2.7.4.4回收率（Y）156

2.7.4.5浓缩倍率（CF）157

2.7.4.6机械强度157

2.7.4.7RO膜的工艺设计计算157

2.8消毒设备160

2.8.1液氯消毒161

2.8.1.1设计概述161

2.8.1.2设计参数161

2.8.1.3设计实例163

2.8.2二氧化氯消毒164

2.8.2.1设计概述164

2.8.2.2设备设计164

2.8.2.3设计实例164

2.8.3臭氧消毒165

2.8.3.1设备概述165

2.8.3.2设计参数165

2.8.3.3设计实例167

2.8.4紫外线消毒168

2.8.4.1设计概述168

2.8.4.2紫外线消毒设备169

2.8.4.3设计要点169

2.8.4.4设备设计169

2.8.4.5设计实例170

2.9污水处理工程工艺设备设计及计算案例170

2.9.1格栅170

2.9.2沉砂池172

2.9.3沉淀池174

2.9.4氧化沟176

2.9.5二沉池179

2.9.6接触消毒池与加氯间180

第3章大气污染控制设备设计182

3.1颗粒污染物净化设备设计182

3.1.1机械除尘设备设计184

3.1.1.1重力除尘器184

3.1.1.2惯性除尘器186

3.1.1.3旋风除尘器188

3.1.2袋式除尘设备设计191

3.1.2.1袋式除尘器的工作原理192

3.1.2.2袋式除尘器的性能192

3.1.2.3滤料的选择194

3.1.2.4袋式除尘器的选型设计195

3.1.2.5简易袋式除尘器197

3.1.2.6机械振打袋式除尘器198

3.1.2.7脉冲袋式除尘器199

3.1.2.8反吹袋式除尘器202

3.1.2.9扁袋式除尘器203

3.1.3湿式除尘设备设计205

3.1.3.1塔式洗涤除尘器205

3.1.3.2文丘里洗涤除尘器207

3.1.3.3水膜除尘器208

3.1.3.4冲激式除尘器211

3.1.4电除尘设备设计214

3.1.4.1电除尘器的分类214

3.1.4.2电除尘器的性能参数215

3.1.4.3电除尘器的选择计算215

3.1.4.4设计实例218

3.1.5颗粒层除尘设备设计221

3.1.6复合式除尘设备设计223

3.1.6.1惯性冲击静电除尘设备设计223

3.1.6.2静电旋风除尘设备设计223

3.1.6.3静电增强纤维过滤除尘设备设计224

3.2气态污染物净化设备设计225

3.2.1吸收设备设计225

3.2.1.1吸收原理225

3.2.1.2吸收设备的设计与选型226

3.2.1.3吸收净化法工艺配置228

3.2.1.4吸收净化设计实例229

3.2.2吸附设备设计230

3.2.2.1吸附原理230

3.2.2.2吸附设备的设计与选型231

3.2.2.3吸附净化工艺配置233

3.2.2.4吸附净化设计实例234

3.2.3催化净化设备设计236

3.2.4其他净化设备设计237

3.2.4.1冷凝法237

3.2.4.2膜分离法237

3.2.4.3电子束照射法237

3.3集气罩与管道设施设计238

3.3.1集气罩的设计238

3.3.1.1集气罩的类型238

3.3.1.2集气罩性能239

3.3.1.3集气罩的设计计算240

3.3.2气体管道设计242

3.3.2.1除尘管道计算242

3.3.2.2管道中压力损失244

3.4脱硫脱硝典型案例设备设计245

3.4.1脱硫工艺设备设计245

3.4.1.1脱硫工艺类型245

3.4.1.2脱硫工艺设计计算246

3.4.2脱硝工艺设备设计247

3.4.2.1SNCR脱硝系统设计249

3.4.2.2SNCR脱硝系统构成250

第4章隔声污染控制工程设计252

4.1隔声技术252

4.1.1隔声结构的特性252

4.1.2隔声材料与隔声构件的设计

应用253

4.1.2.1隔声构件选用253

4.1.2.2隔声板材254

4.1.2.3隔声罩254

4.1.2.4隔声室256

4.1.2.5隔声屏障256

4.1.3隔声设计257

4.1.3.1民用建筑隔声设计258

4.1.3.2工业企业中的隔声设计261

4.2吸声技术265

4.2.1吸声原理265

4.2.1.1吸声系数265

4.2.1.2正入射吸声系数和无规入射吸声系数266

4.2.1.3吸声量及平均吸声系数266

4.2.2吸声材料266

4.2.2.1多孔性吸声材料266

4.2.2.2多孔吸声材料的种类267

4.2.2.3多孔吸声材料的特性267

4.2.2.4空间吸声体267

4.2.2.5吸声结构268

4.2.3吸声降噪的设计270

4.2.4吸声设计271

4.2.4.1吸声设计程序271

4.2.4.2设计计算271

4.3消声技术272

4.3.1消声器的性能评价273

4.3.2消声器的分类273

4.3.2.1阻性消声器273

4.3.2.2抗性消声器277

4.3.2.3宽频带型消声器280

4.3.2.4排气喷流消声器282

4.4振动控制技术284

4.4.1振动的危害与标准284

4.4.1.1振动对人体的危害284

4.4.1.2振动对精密仪器设备的影响285

4.4.2振动的评价与标准285

4.4.2.1环境振动的评价量285

4.4.2.2环境振动的标准285

4.4.3振动测量286

4.4.3.1局部振动测量286

4.4.3.2城市区域环境振动测量286

4.4.3.3住宅建筑室内振动测量287

4.4.4振动控制技术和方法287

4.4.4.1振源控制287

4.4.4.2振动传递过程中的控制288

4.4.4.3常见的隔振设备288

4.4.4.4对防振对象采取的振动控制措施289

4.4.5隔振设计291

4.4.5.1隔振设计资料291

4.4.5.2隔振方式与设计原则291

4.5噪声污染控制工程典型案例设备设计293

4.5.1风机房降噪系统设计与实施293

4.5.1.1工程概况293

4.5.1.2噪声治理方案及其比较294

4.5.1.3噪声治理结果296

4.5.1.4案例评析296

4.5.2220t/h煤粉炉球磨机的噪声治理296

4.5.2.1项目概况296

4.5.2.2设计依据和治理方案296

4.5.2.3隔声吸声和通风散热计算297

4.5.2.4磨煤机用声及吸声处理298

4.5.2.5通风和除尘系统298

4.5.2.6磨煤机噪声治理前后噪声测试情况298

4.5.2.7案例分析298

4.5.3城市综合体冷却塔消声降噪299

4.5.3.1项目概述299

4.5.3.2设计方案及计算299

4.5.3.3消声装置安装施工工艺302

4.5.3.4案例评析302

4.5.4噪声控制设计实践303

4.5.4.1实践目的和任务303

4.5.4.2实践方式303

4.5.4.3实践方法与步骤303

第5章固体废物处理设备设计304

5.1收集与运输设备304

5.1.1固体废物收集设备304

5.1.1.1概述304

5.1.1.2固体废物收集设备304

5.1.2固体废物运输设备306

5.1.2.1概述306

5.1.2.2固体废物运输设备306

5.2预处理设备308

5.2.1固体废物的压实设备308

5.2.1.1压实原理308

5.2.1.2压实设备308

5.2.1.3压实设备的选用309

5.2.2固体废物的破碎设备309

5.2.2.1破碎的方法309

5.2.2.2破碎设备310

5.2.2.3特殊破碎方法313

5.2.3固体废物的分选设备314

5.2.3.1筛分设备314

5.2.3.2重力分选315

5.2.3.3磁力分选318

5.2.3.4静电分选319

5.2.3.5浮选320

5.2.3.6光分选320

5.2.3.7涡电流分选320

5.3处理处置设备设施321

5.3.1固体废物焚烧处理设备321

5.3.1.1固体废物焚烧处理概述321

5.3.1.2固体废物焚烧处理基本工艺设备321

5.3.2固体废物卫生填埋处理设备 325

5.3.2.1固体废物卫生填埋处理概述325

5.3.2.2固体废物卫生填埋处理基本工艺设备326

5.3.3固体废物热解处理设备332

5.3.3.1固体废物热解处理概述332

5.3.3.2固体废物热解处理基本工艺设备333

5.3.4固体废物堆肥化处理336

5.3.4.1固体废物堆肥化处理概述336

5.3.4.2固体废物堆肥化处理基本工艺设备336

5.4固体废物处理处置典型案例设备设计340

5.4.1收集与运输设备设计案例340

5.4.1.1工程概况340

5.4.1.2工程建设规模340

5.4.1.3收运系统342

5.4.1.4工程方案设计343

5.4.2垃圾填埋场设计案例351

5.4.2.1工程背景351

5.4.2.2工程特性汇总351

5.4.2.3总图与运输工程设计352

5.4.2.4填埋库区工程方案设计353

5.4.2.5场地平整与土方平衡354

5.4.2.6防渗工程355

5.4.2.7地下水导排系统工程356

5.4.2.8垃圾坝工程及挡土墙工程356

5.4.2.9洪水、雨水导排系统357

5.4.2.10清污分流系统设计357

5.4.2.11渗滤液处理工程方案设计357

5.4.2.12填埋气体的处理359

5.4.2.13封场设计（略）360

参考文献3612100433B