绪论1

一、环境工程学与环境工程原理1

二、污染治理与单元操作2

三、物料和能量衡算4

四、物理量的单位换算7

思考题10

习题10

第一章流体流动与输送机械12

第一节流体动力学基本方程12

一、基本概念12

二、伯努利方程13

第二节流体流动类型20

一、层流和湍流现象20

二、流型判据——雷诺数21

三、流体在圆管内的速度分布22

第三节流体流动的阻力损失25

一、直管沿程阻力损失25

二、局部阻力损失32

第四节流体流动的应用36

一、管路计算36

二、液体输送设备——离心泵41

三、气体输送设备59

思考题62

习题62

第二章流体与固体颗粒分离和流化床65

第一节概述65

一、非均相物系概念及应用65

二、颗粒及颗粒群的物理性质66

第二节重力沉降68

一、重力沉降速度68

二、重力沉降计算72

第三节离心沉降75

一、离心沉降速度75

二、分离因数77

第四节环境工程中应用的沉降分

离设备77

一、重力分离设备77

二、离心力分离设备82

第五节过滤分离95

一、过滤基本原理95

二、滤液通过滤饼层时的压降98

三、滤饼层过滤速率基本方程100

四、过滤基本方程应用103

五、滤饼洗涤速率108

六、过滤常数的测定110

第六节环境工程中常用的过滤设备

及计算111

一、板框压滤机111

二、转鼓真空过滤机115

三、加压叶滤机119

四、带式压榨过滤机120

第七节固体流态化122

一、流态化的基本概念122

二、流化床的操作范围124

三、流化床的主要特点126

四、环境工程中的流态化设备简介126

思考题130

习题131

第三章传热133

第一节基本概念133

一、热量传递的基本方式133

二、对流传热中的几种热交换接触

方式134

三、传热在环境工程中的应用135

第二节热传导135

一、热传导的基本理论135

二、傅里叶定律在导热过程中的应用138

第三节间壁式热交换144

一、对流传热机理144

二、对流传热速率方程和对流传

热系数145

三、影响对流传热系数的因素147

四、间壁式换热的总传热速率方程149

五、间壁传热过程计算150

第四节对流传热系数经验关联式166

一、对流传热过程的无量纲特征数166

二、对流传热系数关联式168

第五节传热在环境工程中应用实例

及计算171

一、管道或设备的热损失171

二、保温及保温层厚度171

三、换热器在环境工程中的应用174

四、强化传热的途径176

第六节常用换热器结构简介180

一、管式换热器180

二、板式换热器183

第七节管壳式换热器的选型计算186

一、管壳式换热器的型号与系列标

准介绍187

二、选型计算步骤187

三、校核计算188

思考题195

习题195

第四章吸收199

第一节吸收过程概述199

一、吸收的基本概念199

二、吸收过程分类199

三、吸收剂的选用201

四、吸收单元操作在环境工程中

的应用201

第二节吸收传质机理与传质速率202

一、分子扩散与菲克定律202

二、气液相平衡与亨利定律203

三、定态分子扩散速率及扩散系数209

四、对流传质214

五、吸收过程机理与吸收速率方程215

第三节吸收塔填料层理论高度计算220

一、物料衡算和操作线方程221

二、吸收剂用量的计算222

三、填料层理论高度计算224

四、化学吸收235

五、吸收系数获得240

第四节解吸及其计算243

一、解吸方法244

二、解吸过程的计算244

第五节填料塔的设计计算247

一、方案确定247

二、填料塔尺寸的计算253

三、填料层压降的计算258

四、填料吸收塔设计步骤261

思考题265

习题265

第五章吸附268

第一节基本概念268

一、吸附概念268

二、吸附剂269

三、吸附剂颗粒群性能的表示方式271

第二节物理吸附速率与吸附平衡271

一、吸附平衡271

二、吸附速率274

第三节吸附设备及吸附计算276

一、吸附在环境治理中的应用276

二、吸附设备277

三、吸附设备计算279

第四节离子交换法284

一、离子交换的工艺和设备284

二、离子交换法在废水处理中的应用285

思考题288

第六章膜分离技术290

第一节概述290

一、膜的概念290

二、膜分离过程291

三、膜分离技术在环境工程中的应用292

第二节压力差为推动力的膜分离293

一、膜组件293

二、超滤及微滤膜分离295

三、反渗透膜分离299

第三节电渗析305

一、电渗析原理305

二、离子交换膜及其性质306

第四节其他膜过程310

一、气体膜分离混合技术310

二、渗透汽化311

思考题314

附录一单位换算及常见物质的物

性参数315

附录二常用单元操作设备的规格

型号329

参考文献353 2100433B

环境治理工程中常应用化工工艺流程中的单元操作。本书即是在化工原理的基础上，结合环境治理工程中涉及的单元操作编写而成的。每章均列举了其单元操作在环境治理工程中的应用实例，对于膜分离新技术，除了列举应用实例外，相应章节还提出了可以应用的领域。

本书可作为环境工程及相关专业本科教学用书，也可供从事环境工程的工作人员作为参考资料使用。

• 课程资源

《环境工程原理（第三版）》有配套的Abook数字课程，该课程包含电子教案和课程视频等内容。

环境工程原理（第三版）修订情况

《环境工程原理（第三版）》是在《环境工程原理（第二版）》的基础上，遵照教育部高等学校环境科学与工程类专业教学指导委员会制定的基本要求修订而成的。

该次修订的主要内容如下：

1.梳理了“第一章绪论”的内容，增加了污染治理的新原理和新技术。

2.将第二版中“第十四章微生物反应器”分为两章，即“第十四章微生物反应动力学基础”和“第十五章微生物反应器”，增加了生物膜反应器的相关内容。

3.增加了物料衡算、强化传质、沉降分离设备、固相催化反应器等在环境工程中的应用案例。

4.对部分章节的思考题和习题进行了补充和调整。与《环境工程原理（第二版）》相同，该教材对一些理论性强或拓展性的选修内容进行了标注。

各章修订、编写人如下：胡洪营编写了第一章、第十一章、第十二章、第十三章、第十四章、第十五章和第十六章；张旭编写了第二章、第三章、第四章和第五章；黄霞编写了第六章、第七章、第八章和第十章；王伟编写了第九章；席劲瑛参与了第一章、第九章和第十五章的部分内容。清华大学“环境工程原理”课程助教博士生汤芳、庄林岚、许雪乔、黄南、罗希和王运宏等为教材的修订做了文字编辑等工作。

该教材由清华大学教授郝吉明院士担任主审。山东理工大学马骁轩在清华大学环境学院访问交流期间审读了全书并提出了意见。

环境工程原理（第三版）出版工作

2015年8月11日，《环境工程原理（第三版）》由高等教育出版社出版。

绪论1

一、人类与环境1

二、环境科学与环境工程学2

三、环境工程原理课程的性质、内容和任务2

四、环境工程原理课程的特点3

第一章流体流动4

学习目标4

第一节流体的基本物理量5

一、流体的密度5

二、流体的压强7

三、流体的流量与流速8

四、流体的黏度9

第二节流体静力学11

一、流体静力学基本方程式11

二、流体静力学基本方程式的应用12

第三节稳定流动系统的能量衡算17

一、稳定流动与不稳定流动17

二、稳定流动系统的物料衡算——连续性方程18

三、流动系统的能量19

四、稳定系统的能量衡算式——伯努利方程 20

五、伯努利方程的应用22

第四节流体在管内流动时的摩擦阻力25

一、流动阻力产生的原因——内摩擦25

二、流体的流动类型25

三、圆管中的速度分布与流动边界层概念27

第五节管路29

一、管路的分类30

二、管路的基本构成30

三、管路的布置与安装33

第六节流体在管内流动时的能量损失35

一、流体在直管中的流动阻力35

二、摩擦系数35

三、局部阻力38

四、系统的总能量损失40

阅读材料44

本章小结45

复习与思考题46

习题46

符号说明50

第二章流体输送机械52

学习目标52

第一节概述52

第二节 离心泵53

一、离心泵的主要部件及工作原理53

二、离心泵的主要性能参数与特性曲线56

三、影响离心泵性能的主要因素 58

四、离心泵的汽蚀现象与安装高度59

五、离心泵的工作点与流量调节62

六、离心泵的型号与选用66

七、离心泵的安装与操作70

第三节其他类型泵71

一、往复泵71

二、齿轮泵73

三、旋涡泵73

第四节气体输送机械75

一、通风机75

二、鼓风机78

三、压缩机79

四、真空泵82

阅读材料83

本章小结84

复习与思考题84

习题85

符号说明86

第三章沉降与过滤88

学习目标 88

第一节概述88

一、机械分离88

二、机械分离方法在工业生产中的应用89

第二节重力沉降及设备89

一、重力沉降速度89

二、重力沉降设备94

第三节离心沉降及设备100

一、离心沉降速度100

二、离心沉降设备101

第四节过滤108

一、过滤操作的基本概念108

二、过滤基本方程式109

三、恒压过滤111

四、过滤设备114

第五节离心机120

一、基础知识120

二、离心机的类型121

第六节气体的其他净制设备123

一、中心喷雾式旋风洗涤器123

二、文丘里洗涤器123

三、泡沫除尘器124

四、静电除尘器124

阅读材料127

本章小结129

复习与思考题130

习题130

符号说明132

第四章吸收134

学习目标134

第一节概述134

一、工业吸收过程134

二、吸收的分类135

三、吸收在环境治理中的应用136

四、吸收设备的主要类型136

五、吸收操作的经济性136

第二节吸收净化的基本原理137

一、吸收过程的气液相平衡137

二、相平衡与吸收过程的关系139

三、吸收传质机理140

第三节吸收传质速率方程142

一、气膜和液膜吸收速率方程142

二、总吸收速率方程及对应的总吸收系数143

第四节吸收计算146

一、吸收塔的物料衡算与操作线方程146

二、吸收剂用量的确定148

三、塔径的计算149

四、吸收塔高的计算150

五、吸收塔的操作与调节155

第五节解吸156

一、解吸方法156

二、气提解吸的计算156

第六节吸收设备158

一、填料吸收塔158

二、板式塔160

第七节吸收气体污染物的工艺配置160

一、吸收剂的选择160

二、吸收工艺流程中的配置161

阅读材料162

本章小结165

复习与思考题166

习题166

符号说明168

第五章吸附170

学习目标170

第一节概述170

一、吸附与解吸170

二、吸附剂的基本特征173

三、常用的吸附剂174

四、影响吸附的因素176

第二节吸附平衡与吸附速率177

一、吸附平衡177

二、吸附速率179

第三节吸附分离工艺简介180

一、固定床吸附181

二、模拟移动床吸附183

三、变压吸附184

四、其他吸附分离方法186

第四节吸附分离在环境工程中的应用189

一、用于气态污染物的控制189

二、用于污水处理193

阅读材料193

本章小结195

复习与思考题196

符号说明197

第六章液液萃取198

学习目标198

第一节概述198

一、液液萃取过程198

二、两相接触方式200

三、萃取操作在环境工程中的应用201

第二节三元体系的液液相平衡202

一、三角形相图202

二、部分互溶物系的相平衡204

三、液液相平衡与萃取操作的关系206

四、萃取剂的选择207

第三节单级萃取过程计算208

第四节萃取设备210

一、萃取设备的主要类型210

二、萃取设备的选择215

阅读材料216

本章小结219

复习与思考题219

习题220

符号说明220

第七章膜分离技术221

学习目标221

第一节概述221

一、膜和膜分离的分类221

二、对膜的基本要求223

三、膜分离技术在环境工程中的应用223

四、膜分离设备224

第二节反渗透228

一、反渗透原理228

二、影响反渗透的因素——浓差极化229

三、反渗透组件及其技术特征230

四、反渗透过程工艺流程230

五、反渗透技术的应用231

第三节超滤234

一、超滤原理234

二、超滤的浓差极化234

三、超滤膜234

四、超滤过程的工艺流程235

五、超滤技术的应用236

第四节电渗析239

一、电渗析原理及适用范围239

二、电渗析的流程241

三、电渗析技术的应用242

第五节微滤244

一、微滤原理244

二、影响微滤膜分离效果的因素244

三、微滤的操作流程245

四、微滤的应用245

阅读材料247

本章小结250

复习与思考题251

符号说明251

第八章其他传质分离方法253

学习目标253

第一节离子交换分离253

一、离子交换的基本原理253

二、离子交换设备256

三、离子交换技术的应用256

第二节气浮分离257

一、气浮分离原理257

二、气浮分离设备气浮池258

三、气浮分离在环境工程中的应用259

第三节电解分离技术259

一、电解分离原理259

二、电解设备电解槽260

三、电解分离在环境工程中的应用260

第四节生物处理技术261

一、好氧生物处理261

二、厌氧生物处理266

三、生物处理技术在环境工程中的应用268

阅读材料269

本章小结270

复习与思考题272

符号说明272

附录273

附录一法定计量单位及单位换算273

附录二某些气体的重要物理性质275

附录三某些液体的重要物理性质275

附录四空气的重要物理性质277

附录五水的重要物理性质278

附录六水在不同温度下的黏度278

附录七饱和水蒸气表279

附录八液体黏度共线图和密度282

附录九气体黏度共线图283

附录十管子规格284

附录十一常用离心泵规格（摘录）285

附录十二47211型离心式通风机的规格 291

2100433B