環(huán)境工程導(dǎo)論

前言

《環(huán)境工程導(dǎo)論》（第4版）與前一版的風(fēng)格和內(nèi)容相似，主要面向環(huán)境工程專業(yè)大學(xué)二年級學(xué)生，其內(nèi)容深度也適合更高級的課程學(xué)習(xí)使用。本書涵蓋了基本的、傳統(tǒng)的課程內(nèi)容，介紹了環(huán)境科學(xué)與工程的基本原理，這些內(nèi)容是學(xué)習(xí)更高級課程的基礎(chǔ)。我們已講授該書內(nèi)容60多次。該書也適合生物學(xué)、化學(xué)、資源開發(fā)、漁業(yè)和野生動植物學(xué)、微生物學(xué)和土壤科學(xué)等專業(yè)的大學(xué)生學(xué)習(xí)，其內(nèi)容對這些專業(yè)的學(xué)生沒有困難。使用本書的學(xué)生需學(xué)習(xí)過化學(xué)、物理和生物學(xué)，他們還應(yīng)當具備足夠的數(shù)學(xué)知識，理解微分和積分的基本概念。在該書每章的開頭部分介紹了相關(guān)的化學(xué)和環(huán)境化學(xué)的基本概念，這種安排使化學(xué)基礎(chǔ)知識與其環(huán)境應(yīng)用有機地結(jié)合起來，為學(xué)生提供了分析與理解環(huán)境工程問題的工具。此外，還介紹了相關(guān)的基礎(chǔ)化學(xué)知識。本書有100多道與化學(xué)相關(guān)的習(xí)題。同樣，在廢水處理一章中介紹了微生物學(xué)的重要基本概念。在數(shù)學(xué)公式方面，僅給出了一些簡單的推導(dǎo)。根據(jù)我們的經(jīng)驗，嚴格的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)對工程專業(yè)的新生益處不大，有時甚至?xí)鹄Щ?。在該書的編寫過程中始終貫穿兩個主題。一是引入物質(zhì)與能量平衡的概念，并將其作為理解環(huán)境過程及解決環(huán)境問題的工具。這個概念在全新并獨立的一章中引入，并應(yīng)用于水文學(xué)中的質(zhì)量守恒系統(tǒng)（水文循環(huán)、公式推導(dǎo)、水庫設(shè)計）。該主題在第4章中擴展到污泥的質(zhì)量平衡，在第5章中擴展到溶解氧的氧垂曲線。在第6章，推導(dǎo)出完全混合式活性污泥系統(tǒng)的設(shè)計方程。在第7章，質(zhì)量平衡被用于解釋煤燃燒過程中二氧化硫的產(chǎn)生量以及吸收塔設(shè)計方程的推導(dǎo)。在第10章，質(zhì)量平衡方法被用于廢物審計。該書有100多道涉及物質(zhì)與能量平衡內(nèi)容的習(xí)題。該書的第二個主題是可持續(xù)性的概念。在第1章首先引入了廢物減量化的方法，在后續(xù)章節(jié)的相關(guān)主題中進行了討論，如節(jié)約用水、水處理過程中的污泥小量化、廢水的土地處理、臭氧層保護、全球變暖、資源保護及固體廢物回收、危險廢物管理以及放射性廢物的減容等。

內(nèi)容概要

　　《環(huán)境工程導(dǎo)論（第4版）》包含環(huán)境工程導(dǎo)論課程需要的基本的科學(xué)與工程原理，可以作為學(xué)習(xí)環(huán)境工程專業(yè)更高級課程的基礎(chǔ)教程。Davis和Cornwell將可持續(xù)發(fā)展的理念以及物質(zhì)與能量平衡作為解決環(huán)境工程問題的手段?！董h(huán)境工程導(dǎo)論（第4版）》各章后含富有啟發(fā)性的問題討論與習(xí)題。　　第4版的新穎之處：　　將物質(zhì)和能量平衡單列為一章?！　「接?00多道新的習(xí)題，包括計算機應(yīng)用問題?！　「铝顺杀緮?shù)據(jù)、水質(zhì)和空氣污染標準，以及機動車排放控制、臭氧消耗、全球變暖、室內(nèi)空氣以及酸雨等部分內(nèi)容。　　對于倫理學(xué)、噪聲污染以及廢水處理標準等進行了更廣泛、深入的討論。　　《環(huán)境工程導(dǎo)論（第4版）》內(nèi)容豐富、易于理解，可作為高等院校環(huán)境類及相關(guān)專業(yè)的教材，并供從事環(huán)境保護的科技工作者參考。

書籍目錄

第1章 概論1.1 什么是環(huán)境工程1.1.1 專業(yè)的、學(xué)術(shù)性的及其他的1.1.2 什么是工程1.1.3 關(guān)于環(huán)境工程1.2 環(huán)境工程引論1.2.1 本書的主題1.2.2 本書內(nèi)容提要1.3 環(huán)境系統(tǒng)概論1.3.1 系統(tǒng)1.3.2 水資源管理系統(tǒng)1.3.3 空氣資源管理系統(tǒng)1.3.4 固體廢物管理1.3.5 多介質(zhì)系統(tǒng)1.3.6 可持續(xù)性1.4 環(huán)境立法與法規(guī)1.4.1 法規(guī)、法律和條例1.4.2 水質(zhì)管理1.4.3 空氣質(zhì)量管理1.4.4 噪聲污染控制1.4.5 固體廢物1.4.6 危險廢物1.4.7 原子能與輻射1.5 環(huán)境倫理1.6 本章復(fù)習(xí)1.7 習(xí)題1.8 問題討論1.9 參考文獻第2章 物質(zhì)與能量平衡2.1 引言2.2 物質(zhì)與能量守恒理論2.2.1 物質(zhì)守恒2.2.2 能量守恒2.2.3 物質(zhì)和能量守恒2.3 物質(zhì)平衡2.3.1 基本原理2.3.2 時間因素2.3.3 更復(fù)雜的系統(tǒng)2.3.4 效率2.3.5 混合狀態(tài)2.3.6 包含反應(yīng)2.3.7 反應(yīng)器2.3.8 反應(yīng)器分析2.4 能量平衡2.4.1 熱力學(xué)第一定律2.4.2 基本原理2.4.3 熱力學(xué)第二定律2.5 本章復(fù)習(xí)2.6 習(xí)題2.7 問題討論2.8 參考文獻第3章 水文學(xué)3.1 基礎(chǔ)理論3.1.1 水文循環(huán)3.1.2 地表水水文學(xué)3.1.3 地下水水文學(xué)3.1.4 水文質(zhì)量平衡3.2 降雨分析3.3 徑流分析3.3.1 地表徑流量的估算3.3.2 到達時間的估算3.3.3 發(fā)生概率的估算3.4 水庫儲存量3.4.1 水庫的分類3.4.2 水庫的容量3.5 地下水與水井3.5.1 水井的構(gòu)造3.5.2 降落漏斗3.5.3 術(shù)語3.5.4 水井水力學(xué)3.5.5 地下水污染3.6 廢水減量與節(jié)約用水的可持續(xù)性3.7 本章復(fù)習(xí)3.8 習(xí)題3.9 問題討論3.10 參考文獻第4章 水處理4.1 引言4.1.1 水化學(xué)4.1.2 反應(yīng)動力學(xué)4.1.3 水質(zhì)4.1.4 物理性質(zhì)4.1.5 化學(xué)性質(zhì)4.1.6 微生物學(xué)性質(zhì)4.1.7 放射性4.1.8 水質(zhì)標準4.1.9 水的分類與處理系統(tǒng)4.2 混凝4.2.1 膠體穩(wěn)定性4.2.2 膠體脫穩(wěn)4.2.3 混凝4.3 軟化4.3.1 石灰一蘇打軟化4.3.2 石灰一蘇打軟化的高級概念4.3.3 離子交換軟化4.4 混合和絮凝4.4.1 快混4.4.2 絮凝4.4.3 動力要求4.5 沉淀4.5.1 概述4.5.2 沉淀原理4.5.3 VS的確定方法4.5.4 VO的確定方法4.6 過濾4.6.1 濾料粒徑特性4.6.2 過濾水力學(xué)4.7 消毒4.7.1 消毒動力學(xué)4.7.2 水中加氯反應(yīng)4.7.3 氯消毒4.7.4 氯一氨反應(yīng)4.7.5 水氯化的實踐應(yīng)用4.7.6 二氧化氯4.7.7 臭氧4.7.8 紫外光照射4.7.9 高級氧化工藝4.8 吸附4.9 膜工藝4.10 水廠廢物管理4.10.1 污泥產(chǎn)生量和特性4.10.2 污泥產(chǎn)生量最小化的可持續(xù)性4.10.3 污泥處理4.10.4 最終處置4.11 本章復(fù)習(xí)4.12 習(xí)題……第5章 水質(zhì)管理第6章 廢水處理第7章 空氣污染第8章 噪聲污染第9章 固體廢物管理第10章 危險發(fā)物管理第11章 電離輻射附錄A 空氣、水和其他化學(xué)物質(zhì)的功能附錄B 噪聲計算用表和圖解法用圖

章節(jié)摘錄

插圖：廢水量與供水量受相同因素的影響，但有一個例外。主要的例外是地下水。地下水因為滲漏會對系統(tǒng)中的水量產(chǎn)生很大的影響。飲用水配水系統(tǒng)因為有壓力，所以相對密封。污水下水道系統(tǒng)利用重力輸送，因此相對開放。地下水可以入滲（infiltrate）或漏入到該系統(tǒng)中。當下水道系統(tǒng)入孔位置較低時，可能會有雨水通過入孔蓋人流（inflow）進入下水道。其他可能進入的途徑還包括屋頂側(cè)溝和下流管以及抽水機從地下室抽出的水直接排入。入滲和入流（infiltration and inflow，I＆I）在有暴雨時顯得特別重要。由入滲和人流產(chǎn)生的額外水量，可能會引起下水道的水力負荷過高，從而使水倒流回房間，并且會降低廢水處理廠的效率。新的施工技術(shù)和材料，已經(jīng)使入滲和入流降低到了最低程度。下水道可分為三類：污水、雨水和合流式下水道。污水下水道（sanitary sewers）設(shè)計用來輸送住宅及商業(yè)區(qū)污水。工業(yè)廢水經(jīng)適當預(yù)處理后也可排入污水下水道。雨水下水道（storm sewers）設(shè)計用來處理過量的雨水以防止低洼地區(qū)水淹。污水下水道將廢水送到廢水處理廠，而雨水下水道通常使雨水排人河流、小溪。合流式下水道（combined sewers）同時接納污水和雨水。設(shè)計這些下水道系統(tǒng)是為了在干旱期間，使廢水進入處理設(shè)施；在暴雨期間，使過量的水不經(jīng)過處理，直接排入河流、小溪或湖泊。不幸的是，暴雨會與未經(jīng)處理的污水混合?，F(xiàn)代設(shè)計不鼓勵采用合流式下水道。為持續(xù)改善我們的自然水體，要求將原有的合流式下水道系統(tǒng)逐步改為分流式下水道系統(tǒng)。當無法使用重力流方式或下水管埋設(shè)太深而不經(jīng)濟時，需考慮使用水泵。廢水被垂直泵送到較高處的重力下水道里。該污水泵所處的位置稱為提升站（1ift station）。在廢水處理廠進行廢水處理以去除水中廢物，使其不容易腐臭。廢水處理廠的出水可以排放到海洋、湖泊或河流（稱為受納水體），也可排至（或排入）土壤，或處理后回用。廢水處理廠產(chǎn)生的副產(chǎn)物污泥，也必須用經(jīng)濟上可以接受的方法進行處置。確定廢水是排放至土壤或是排入受納水體時，需要注意不可超過土壤或水體的納污能力。即使排放的廢水比河水干凈，如不滿足排放標準，也不允許將其排放至河流中。在此可用一句名言說明這一道理：“稻草可以壓斷駱駝的脊背”（straw breaks the camels back）?？傊Y源管理是管理水質(zhì)與水量的過程，應(yīng)該在不破壞水的可利用性和純度的情況下，滿足人們對水的需求。

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