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2009-3-25
发表于 2009-7-8 09:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
英语分类词汇
动物:

狼 wolf
鲸 whale
驼 tylopod
虎 tiger
貘 tapir
豕 suid
犀 rhinoceros
貉 raccoon dog
兔 rabbit
猪 pig
牛 ox
麝 musk deer
麂 muntjac
骡 mule
猴 monkey
貂 marten
狮 lion
豹 leopard
马 horse
狐 fox
马 equine
象 elephant
驴 donkey
狗 dog
豺 dhole
鹿 deer

猫 cat
犬 canine
熊 bear

斑马 zebra

野猫 wildcat
野猪 wild pig
野猪 wild boar
白鲸 white whale

水牛 water buffalo

松鼠 squirrel

绵羊 sheep


大鼠 rat
浣熊 raccoon

水獭 otter

獒犬 mastiff

猕猴 macaque

狮虎 liger

狐猴 lemur

袋鼠 kangaroo
ey
家鼠 house mouse

成猪 hog
河马 hippopotamus
刺猬 hedgehog

野兔 hare

山羊 goat

家猫 domestic cat
海豚 dolphin

母牛 cow

猎豹 cheetah

家牛 cattle
骆驼 camel

公牛 bull
水牛 buffalo
棕熊 brown bear

牛类 bovid

白鲸 beluga
蝙蝠 bat

野驴 ass

眼镜猴 tarsier

雪橇狗 sled dog

美洲狮 puma
哈巴狗 pug


灵长类 primate

北极熊 polar bear
四不像 Pere David's deer

小熊猫 panda





导盲犬 guide dog




大猩猩 gorilla

长颈鹿 giraffe

长臂猿 gibbon



果子狸 genet








食肉动物 carnivore






羚羊;瞪羚 gazelle



穿山甲;鲮鲤 pangolin



类人猿;猿类 ape


总结:奥运
田径: track&field
sprint/middle-distance/long run 短跑/中/长距离跑
marathon 马缤松
relay race;relay 接力
hurdles;hurgle race 跨栏
walking;walking race 竞走
steeplechase 障碍赛
high jump 跳高
pole jump;pole vault 撑竿跳高
long jump 跳远
high skip and jump 三级跳
shot put 推铅球
discus 铁饼
weight throw 链球
gavelock;javelin 标枪
decathlon 男子十项全能(100米跑、跳远、铅球、跳高、400米跑,110米跨栏跑、铁饼、撑竿跳高、标枪、1500米跑)
heptathlom 女子七项全能(100米跨栏跑、跳高、铅球、200米跑、跳远、标枪、800米跑)
triathlon 铁人三项:游泳(1500米);自行车(40公里);跑步(10公里)
射击: shooting
Men's/Women's shooting 10m Air Rifle
男子/女子10米气步枪
Men's/Women's Shooting 10m Air Pistol 男子/女子10米气手枪
shooting Trap 多向飞碟
Shooting 10m Running Target 10米移动靶
Shooting 25m Pistol 25米运动手枪
跳水:diving
Men's/Women's Diving Synchronised 10m platform男子/女子10米双人跳台
Men's/Women's 10m platform 男子/女子10米跳台
Men's/Women's 3m platform 男子/女子3米跳板
Men's/Women's Synchronized 3m springboard
男子/女子3米双人跳板
400 medley 400米混合泳
freestyle 自由泳
breaststroke 蛙泳
butterfly 蝶泳
backstroke 仰泳
Men's/Women's 4x100 freestyle 男子/女子4x100混合泳接力
划船:rowing
canoe/kayak 划皮艇
canoe slalom 轻舟激流
sailing 帆船运动
repechages (赛艇和击剑等运动的)补充赛
体操:gymnastics
rings 吊环
balance beam 平衡木
trampoline 鞍马
vaulting horse 跳马
Women's Artistic Gymnastics Uneven Bars 竞技体操女子高低杠
Women's Artistic Gymnastics Beam 竞技体操女子自由体操
Men's Artistic Gymnastics Parallel Bars 竞技体操男子双杠
Men's Artistic Gymnastics horizontal Bar 竞技体操男子单杠
Men's/Women's Artistic Gymnastics Team Finals 男子/女子团体竞技体操
Men's/Women's Artistic Gymnastics All-Around Finals 竞技体操男子/女子个人全能决赛
击剑:Fencing                 Men’s/Women’s Fencing Sabre 击剑男子/女子长剑
Men's Fencing (Team) Foil 击剑男子(团体)花剑
Women’s Fencing Foil 击剑女子花剑
Men's/Women’s Fencing (Team) Epee 击剑男子/女子(团体)重剑
举重:Weightlifting
Men's Weightlifting 77kg 男子77公斤级举重
Women's Weightlifting 75+ kg 女子75公斤以上级举重
clean and jerk 挺举
snatch 抓举


球类运动:ball games
golf 高尔夫球
cricket 板球
奥运
hockey 曲棍球
volleyball 排球
badminton 羽毛球
table tennis 乒乓球
baseball 棒球
basketball 篮球
football/soccer 足球
tennis 网球
rugby 橄榄球
softball 垒球
handball 手球
water polo 水球
拳击:boxing
跆拳道: taekwondo
滑冰: ice skating
figure skating 花样滑冰
摔跤: wrestling
freestyle wrestling 自由式摔跤
Greece-Roman wrestling 古典式摔跤
自行车: cycling
individual/team pursuit 个人/团队争先赛
Women's 500m Time Trial 女子500米计时赛
Men's 1km Time Trial
男子1公里计时赛
Men's/Women's Team Sprint 男子/女子个人追逐赛(男4000米,女3000米)
Men's Team Sprint 男子团队追逐赛(4000米)
Men's/Women's Points Race 男子/女子记分赛
Men's Keirin 绦林赛
Men's Madison 麦迪逊赛
Cycling Mountain Bike:Cross Country 山地车:越野
马术:equestrian
dressage 盛装舞步
jumping individual show jumping 单马超越障碍比赛2008夏季奥运会 2008 summer Olympics
国际奥委会 the International Olympic Committee (IOC)
申办城市 the bidding cities
候选城市 the candidate cities
申办2008年奥运会 bid for 2008 Olympics
北京奥申委 Beijing 2008 Olympic Games Bidding Committee (BOBCO)
主办2008年奥运会 host the 2008 Olympic Games
奥林匹克精神 the Olympic ideals; the Olympic spirit
世界奥林匹克日 the International Olympic Day
环境保护 protect the environment
城市基础设施建设 the city's infrastructure construction
最后的投票 make the final vote
绿色奥运 the Green Olympics
科技奥运 the Scientific Games
节水龙头 water-saving taps
再生纸 recycled writing paper
废电池 used batteries
无氟冰箱 Freon-free refrigerators
闭路电视 close-circuit television
友好大使 the Goodwill Ambassador
长跑 a long-distance running
奥林匹克徽记
国际奥委会批准的一种把奥林匹克五环标志与另一独特元素组合在一起的设计图案。
Olympic Emblem
A design, as approved by the IOC, integrating the Olympic Symbol with another distinctive element. 雅典奥运会一样,北京奥运会的比赛项目是大项28项,这28项为:
田径:Track and field 赛艇:Races boats
羽毛球:Badminton 垒球:Softball
篮球:Basketball 足球:Soccer
拳击:Boxing 皮划艇:Leather canoe 自行车:Bicycle 击剑:Fencing
体操:Gymnastics 举重:Weight lifting
手球:Handball 曲棍球:Hockey
柔道:Judo 摔跤:Wrestling
水上项目:Aquatic project 棒球:Baseball
现代五项:Modern five items马术:Horse-riding
跆拳道:Tae Kwon Do 网球:Tennis
乒乓球:Ping pong 射击:Fire
射箭:Archery 排球:Volleyball
铁人三项:Iron man three items
帆船帆板:Sailing ship windsurfboard
“同一个世界 同一个梦想”
奥林匹克运动会 Olympics
赛跑 race
滑冰 skating
跳水 diving
游泳 swim
举重 weight lifting
足球 soccer\football
篮球 basketball
排球 volleyball
Aquatics(水上运动)
Swimming 游泳
freestyle 自由泳
backstroke 仰泳
breaststroke 蛙泳
butterfly 蝶泳
individual medley 个人混合泳
freestyle relay 自由泳接力
medley relay 混合泳接力
Water polo 水球
Diving 跳水
10m platform event 十米跳台
3m springboard event 三米跳板
synchronised diving from 10 m platform 双人十米跳台
synchronised diving from 3 m springboard 双人三米跳板
Synchronised swimming 花样游泳
Archery(射箭)
Individual events 个人赛
Team events 团体赛
Athletics(田径)
Track 径赛
100 m, 200 m, 400 m 100米,200米,400米
800 m, 1,500 m, 5,000 m, 10,000 m 800米,1500米,5,000米,10,000米
110 m hurdles, 400 m hurdles 110米栏,400米栏
3,000 m steeplechase 3000米障碍赛
4 x 100 m relay, 4 x 400 m relay 4×100米接力,4×400米接力
Jumping 跳跃
high jump 跳高
pole vault 撑杆跳高
long jump 跳远
triple jump 三级跳远
Throwing 投掷
shot put 推铅球
discus 掷铁饼
hammer 掷链球
javelin 标枪
Decathlon 男子十项全能
Heptathlon 女子七项全能
Road events 公路赛
marathon 马拉松
walk 竞走
Ball Games(球类运动)
Badminton 羽毛球
men\'s singles 男子单打
women\'s singles 女子单打
men\'s doubles 男子双打
women\'s doubles 女子双打
mixed doubles 混合双打
Baseball 棒球
Basketball 篮球
Football 足球
Handball 手球
Hockey / Field Hockey 曲棍球
Softball 垒球
Table Tennis 乒乓球
Tennis 网球
Volleyball 排球
Beach Volleyball 沙滩排球
Cycling(自行车)
Road cycling 公路自行车赛
Track cycling 场地自行车赛
sprint 追逐赛
time trial 计时赛
points race 计分赛
pursuit 争先赛
Mountain bike 山地自行车赛
奥运会Olympic Games

奥运会选拔赛Olympic Trial

国际奥委会International Olympic Committee

奥运会会歌Olympic Anthem

奥运火炬Olympic Torch
奥运会代表团Olympic Delegation
奥运村Olympic Village
组委会organization committee
开幕式opening ceremony
闭幕式closing ceremony
吉祥物mascot
颁奖台podium
经济类
可持续性发展sustainable development
•风险投资risk in vestment
•通货紧缩deflation
•通货膨胀inflation
•扩大内需to expand domestic demand
•计算机辅助教学computer-assisted in struction (CAI)
•网络空间cyberspace
•虚拟现实virtual reality
•电脑犯罪computer crime
•电子商务the e-business
•网上购物shopping on line(on-line shopping)
•应试教育exam-oriented education
•学生减负to reduce study load
•全国人民代表大会(简称全国人大)National People’s Congress(NPC)
•全国人大代表deputy to the National People’s Congress
•中国人民政治协商会议全国委员会(简称全国政协)National Committee of the Chinese People’s Political Consultative Conference(CPPC~)
•中国政协委员member of the National Committee of CPPCC
•政府工作报告government’s work report
•新闻发布会press conference   
•弱势群体disadvantaged groups(例句:Special employment
•assistance should be given to members of disadvantaged groups.应对弱势群体给予特殊的就业援助
•加快经济结构调整accelerate economic restructuring
•城镇社会保障体系urban social security system
•下岗职工基本生活费subsistence allowances for laid-off workers
•离退休人员基本养老金basic pensions for retirees
•特困行业和企业industries and enterprises in dire straits
•全球经济衰退the global economic slump
•医疗改革health care reform
•扩大内需,刺激消费expand domestic demand and consumption   
•乡镇企业township enterprises    .
•关贸总协定(世界贸易组织的前身)GATT(General Agreement on Tariffs and Trade)
•世界贸易组织WTO (World Trade Organization)
•最惠国待遇(现通常称“正常贸易关系”)MFN (most-favored-nation)treatment
•实行国民待遇grant the national treatment to
•粮食安全food security
•知识产权IPRs (Intellectual property fights)
•最不发达国家 LDCs (Least-developed countries)
•AA制Dutch treatment; go Dutch
•奥委会Olympic Committee
•艾滋病(获得性免疫缺陷综合征)AIDS(Acquired Immune Deficiency Syndrome)
•爱心工程Loving Care Project
•爱鸟周Bird-Loving Week    .
•爱国统一战线patriotic united front
•安理会Security Council
•按劳分配distribution according to one’s performance
•按揭购房to buy a house on mortgage; to mortgage a house
•BP机beeper; pager
•手机mobile phone
•脱贫shake of poverty; lift oneself from poverty
•拜金主义money worship
•版权法copyright law
•白色污染white pollution   
•笔记本电脑notebook computer
•贬值devalue,devaluate,depreciate(of a currency)
•毕业生分配制度assignment of graduates
•闭关政策closed-door policy
•蹦迪disco dancing
•保持国民经济发展的良好势头maintain a good momentum of growth in the national economy
•保护生态环境preserve the ecological environment
•保护主义protectionism
•保健食品health-care food
•北约NATO(the North Atlantic Treaty Organization)
•不明飞行物unidentified flying object(UFO)
•重复建设building redundant projects; duplication of similar projects
•菜篮子工程shopping basket program
• 畅通工程Smooth Traffic Project
•从粗放经济转变为集约经济shift from extensive economy to intensive economy
•促进全球经济一体化foster integration with the global economy
•春运(passenger)transport during the Spring Festival around the Chinese lunar new year
•大学生创业university students’ innovative undertaking
•(食物)打包use doggy bags to take food home
•打假crack down on counterfeit goods/fake products
•带薪假期paid holiday
•盗版VCD pirated VCD   
•电话会议teleconference
•第三产业tertiary industry; service sector
•倒计时countdown
•地球村global village
•地方保护主义regional protectionism
•多媒体multimedia
•恶性循环vicious circle
•厄尔尼诺现象El Nino phenomenon
•防伪标志anti-fake label
•防洪工程flood-prevention project
•风险投资venture capital; risk investment
•疯牛病mad cow disease
•扶贫poverty alleviation
•反弹道导弹条约Anti-ballistic Missile Treaty(ABM)    •
•反腐倡廉combat corruption and build a clean government
•福利彩票welfare lotteries
•福利分房welfare-oriented public housing distribution system
•复合型人才inter-disciplinary talent
•个人所得税personal income tax
•高新技术产业开发区high and new technology industrial development zone
•国民生产总值gross national product(GNP)
•国际惯例international common practice
•国际货币基金组织IMF(International Monetary Fund)
•国脚player of the national football team; footballer of the national team
•国库券treasury bonds
•公费医疗medical services at state expense
•共同富裕common prosperity
•黑客hacker
•基因突变genetic mutation
•基因工程genetic engineering
•基本国情fundamental realities of the country
•基础设施infrastructure construction
•精神文明建设promote cultural and ideological progress; develop socialist culture and ethics     
•经济全球化economic globalization; economic Integration
•经济复苏economic resurgence
•可持续发展sustainable development
•可持续发展战略strategy of sustainable development
•宽带网broadband networks
•口蹄疫foot-and-mouth disease   
•科教兴国rely on science and education to rejuvenate the nation   
•考研take part in the entrance exams for postgraduate schools   
•贸易顺差trade surplus   
•贸易逆差trade deficit   
•欧元Euro   
•欧洲货币一体化European monetary integration   
•普通高等教育regular higher education   
•勤工俭学part-work and part-study system; work-study program
•申办奥运会bid for the Olympic Games
•生态旅游ecotourism
•售后服务after-sale services
•三维动画片three-dimensional animation
•三峡工程Three Gorges Project
•双向选择two-way selection
•双学位double degree
•双赢局面win-win situation
•实行股份制enforce stockholding system
•实事求是seek truth from facts; be practical and realistic; be true to facts
•实现中华民族伟大复兴bring about a great rejuvenation of the Chinese nation
•实话实说speak the plaint truth-tell it as it is
•首创精神pioneering spirit    .
•填鸭式教学cramming method of teaching
•团队精神team spirit    .
•网络经济cyber economy
•网上冲浪surf the Internet
•吸取世界文明成果assimilate the achievements of civilizations over the world
•现场直播live broadcast
•现代企业制度modem enterprise system; modem corporate system
•希望工程Project Hope
•西气东输transmit the natural gas from the western areas to East China; West-East natural gas transmission project
•西部大开发Western Development
•西电东送transmit the electricity from the western areas to East China; West-East electricity transmission project
•亚洲金融危机financial crisis in Asia
•依法治国manage state affairs according to law; run state affairs according to law
•忧患意识awareness of unexpected development; being prepared for unexpected development; being prepared for any eventualities
•有中国特色的社会主义道路road of socialism with Chinese characteristics
•与时俱进advance with times
•因材施教teach students according to their aptitude
•以法治国,以德治国to govern the country with law and moral
•义务教育compulsory education
•优化经济结构optimize the economic structure .
•优化资源配置optimize the allocation of resources
•应试教育体制examination-oriented education system
•振兴中华make China powerful and strong; revitalize the Chinese nation
•知识经济knowledge-based economy
•主页home page
•自由竞争free competition
•综合国力comprehensive national strength
1.count on 指望,依靠
  2.fair play 公平竞争
  3.financially 财务上
  4.secure 安全的
  5.pink slip <美口>解雇通知书(源出解雇通知书多用红色复写本)
  6.side effect 副作用
  7.budget 做预算
  8.parachute 保护伞;降落伞
  9.setback 挫折
  10.back-up 替补的,备份的
  11.lay off 解雇,使下岗
  12.weather 平安地渡过(风雨、困难等),经受住
  13.disruption 破坏
  14.make up 弥补
  15.stock market 股票市场
  16.fluctuation 波动(动词fluctuate)
  17.harsh 严酷的;刺耳的
  18.retiree 退休人员(结尾ee表示“处于某种情况下的人”或“受动者”)
  19.trade…for… 以…与…相交换
  20.investment return 投资回报
  21.legislative 立法的
  22.deductible (保险、税收等的)扣减额
  23.dose 剂(量);数量
  24.demographics 人口分布
  25.work against 对…不利
  26.odds 可能性,机会;冲突
  27.attendant 伴随的,随之产生的;出席的;n.出席者,服务员
  28.perspective 角度;透视
  29.wholesale 大批的,数量大的;批发的;n.批发(retail零售)
  30.verburdened 负担过重的
  31.fallout 附带结果,余波;放射性坠尘
  1.distinctly 突出地
  2.hostile 怀有敌意的(名词hostility)
  3.present 呈献;提出,提供
  4.superb <口>极好的;杰出的
  5.townsfolk 城镇居民;市民
  6.largely 主要地
  7.live off 靠…过日子,依赖…生活
  8.worthy 优秀的;值得的
  9.frankly 直率地,坦白地
  10.deliciously 有趣地,怡人地;可口地
  11.ironic 具有讽刺意味的(名词irony——反语)
  12.do one''s share of 分担;分享
  13.stream 一连串;川流不息
  14.sightseer (名词sightseeing观光)观光者
  15.playgoer(名词playgoing——看戏) (经常)看戏的人,戏迷
  16.contend 主张;竞争,斗争
  17.council 委员会;理事会
  18.contribute 贡献
  19.subsidy 补助,津贴
  20.cocktail 鸡尾酒
  21.lounge休息厅,休息室; 闲逛
  22.decorate 装饰,装修
  23.and so forth 等等
  24.in a row 连续
  25.rocket 飞速上升;n.火箭
  26.clientele <总称>顾客;委托人
  27.dedicated 专注的,献身的
  28.jean 牛仔裤;紧身工作裤
  29.box office 票房,售票处
1.bite one's nails 束手无策;咬指甲
  2.softening 变软弱,变温和,变软(动词soften)
  3.indicator 指标, 尺度(动词indicate)
  4.do without 免除,不用
  5.downscale 降低规模
  6.middle-brow 中产阶级趣味的(人);文化教养一般的(人)
  7.dealership 商品特许经销商
  8.lag 滞后
  9.temper 调和,使缓和;脾气
  10.sound alarms 敲响警钟,发出警报
  11.panic 恐慌,惊慌失措
  12.belt-tightening 紧缩开支
  13.despair 绝望
  14.gold rush 追逐暴利的热潮;淘金热
  15.predominantly 占主导地位地,显著地
  16.bonus 额外给予的东西;奖金
  17.frenzied 疯狂的,狂热的,极度激动的(名词frenzy)
  18.overbidding 出价高于(某物的)价值;出价过高
  19.real-estate broker 房地产经纪人
  20.silver linings 一线希望(或安慰)
  21.bubble 泡沫,气泡
  22.swing 摇摆
  23.ingredient 成分,因素
  24.sustained 持续的
  1.merge 合并(名词merger)
  2.heighten 使提高,加强
  3.monopoly 垄断
  4.freight 货物,运费
  5.substantial 可观的,大量的;实质的,真实的
  6.coordinated 协调的(coordinate)
  7.bulk (巨大的)体积,大量;(大)块
  8.have…by the throat 掐住…的脖子
  9.consolidation 巩固,加强(动词consolidate)
  10.appeal (to) 申诉,上诉;吸引
  11.captive 被俘虏的
  12.rate relief 费用减免
  13.discrimination 歧视;区别
  14.on the grounds that 基于…理由
  15.subscribe 同意,赞成;订购,订阅
  16.flourish 繁荣
  17.arbiter 裁决人,决定者;仲裁人
  18.brightening 光明的
  19.surging 急剧上升的(动词surge急剧上升;上涌)
1.decline 衰退;下降
  2.crude oil 原油
  3.barrel 桶
  4.triple 三倍
  5.scary 引起惊慌的
  6.quadruple 四倍
  7.gloom and doom 厄运
  8.suspend 暂停,中止;悬,挂
  9.grip 抓住
  10.hemisphere 半球
  11.muted 温和的,趋缓的;缄默的,无言的
  12.swing 摇摆;秋千
  13.conservation 保护;保存
  14.energy-intensive 能源密集型的
  15.emerging (economy) 新兴的(经济)(动词emerge浮现,显现,暴露)
  16.squeeze 挤,压榨
  17.against the background of 以…为背景
动物
狼 wolf
鲸 whale
驼 tylopod
虎 tiger
貘 tapir
豕 suid
犀 rhinoceros
貉 raccoon dog
兔 rabbit
猪 pig
牛 ox
麝 musk deer
麂 muntjac
骡 mule
猴 monkey
貂 marten
狮 lion
豹 leopard
马 horse
狐 fox
马 equine
象 elephant
驴 donkey
狗 dog
豺 dhole
鹿 deer
猫 cat
犬 canine
熊 bear
斑马 zebra
野猫 wildcat
野猪 wild pig
野猪 wild boar
白鲸 white whale
水牛 water buffalo
松鼠 squirrel

绵羊 sheep
大鼠 rat
浣熊 raccoon
水獭 otter
獒犬 mastiff
猕猴 macaque
狮虎 liger
狐猴 lemur
袋鼠 kangaroo
ey 家鼠 house mouse
成猪 hog
河马 hippopotamus
刺猬 hedgehog
野兔 hare
山羊 goat
家猫 domestic cat
海豚 dolphin
母牛 cow
豹 cheetah
家牛 cattle
骆驼 camel
公牛 bull
水牛 buffalo
棕熊 brown bear
牛类 bovid
白鲸 beluga
蝙蝠 bat
野驴 ass
眼镜猴 tarsier
雪橇狗 sled dog
美洲狮 puma
哈巴狗 pug
灵长类 primate
北极熊 polar bear
四不像 Pere David's deer
小熊猫 panda
导盲犬 guide dog
大猩猩 gorilla
长颈鹿 giraffe
长臂猿 gibbon
果子狸 genet
食肉动物 carnivore
羚羊;瞪羚 gazelle
穿山甲;鲮鲤 pangolin
类人猿;猿类
水果词汇
almond杏仁
apple苹果
apple core苹果核
apple juice苹果汁
apple skin苹果皮
apricot杏子
apricot flesh杏肉
apricot pit杏核
areca nut槟榔子
banana香蕉
banana skin香蕉皮
bargain price廉价
beechnut山毛榉坚果
Beijing flowering crab海棠果
bitter苦的
bitterness苦味
bitter orange酸橙
blackberry黑莓
canned fruit罐头水果
carambola杨桃
cherry樱桃
cherry pit樱桃核
cherry pulp樱桃肉
chestnut栗子
Chinese chestnut板栗
Chinese date枣
Chinese gooseberry猕猴桃
Chinese walnut山核桃
coconut椰子
coconut milk椰奶
coconut water椰子汁
cold storage冷藏
cold store冷藏库
crisp脆的
cumquat金桔
damson plum西洋李子
Dangshan pear砀山梨
date枣
date pit枣核
decayed fruit烂果
downy pitch毛桃
dry fruit干果
duke公爵樱桃
early-maturing早熟的
fig无花果
filbert榛子
first class一等地,甲等的
flat peach蟠桃
flavour味道
flesh果肉
flesh fruit肉质果
fresh新鲜的
fresh litchi鲜荔枝
fruiterer水果商
fruit in bags袋装水果
fruit knife水果刀
fruits of the season应时水果
gingko白果,银杏
give full weigh分量准足
give short weight短斤缺两
grape葡萄
grape juice葡萄汁
grape skin葡萄皮
grapestone葡萄核
greengage青梅
Hami melon哈密瓜
Hard坚硬的
haw山楂果
hawthorn山楂
hazel榛子
honey peach水蜜桃
in season应时的
juicy多汁的
juicy peach水蜜桃
jujube枣
kernel仁
kumquat金桔
late-maturing晚熟的
lemon柠檬
litchi荔枝
litchi rind荔枝皮
longan桂圆,龙眼
longan pulp桂圆肉,龙眼肉
loguat枇杷
mandarine柑桔
mango芒果
mature成熟的
morello黑樱桃
muskmelon香瓜,甜瓜
navel orange脐橙
nut坚果
nut meat坚果仁
nut shell坚果壳
oleaster沙枣
olive橄榄
orange柑桔
orange peel柑桔皮
papaya木瓜
peach桃子
pear梨
perishable易腐烂的
pineapple菠萝
plum李子
plumcot李杏
pomegranate石榴
pomelo柚子,文旦
red bayberry杨梅
reduced price处理价
ripe成熟的
rotten fruit烂果
seasonable应时的
seedless orange无核桔
special-grade特级的
strawberry草莓
sultana无核小葡萄
superfine特级的
tangerine柑桔
tart酸的
tender嫩的
tinned fruit罐头水果
unripe未成熟的
walnut胡桃,核桃
walnut kernel核桃仁
water chestnut荸荠
watermelon西瓜tea table 茶几
coffee table 咖啡台
smoking set 烟具
ashtray 烟灰缸
thermos bottle/vacuum bottle 热水瓶
door knob 门把手
safety door hook 安全门钩
corridor 走廊
elevator 升降电梯
escalator 滚梯
rocking chair 摇椅
hanging seat 吊椅
swivel armchair 旋转扶椅
footstool 凳子
chaise longue 躺椅
folding chair 折叠椅
wardrobe 衣柜
cloth rail 挂衣服的栏杆
hook 钩子
wall shelf 装在墙上放东西的架子
bracket 墙上突出之托架
magazine file 装杂志等的架子
shoe cabinet/storage 鞋柜
wall cabinet 壁橱
hook rack 挂钩架
TV bench 电视柜
bookcase 书架
braked castor 装在家具脚上方便推行的轮子
10-drawer chest 十个抽屉的储存柜
bathroom 浴室,厕所
flushing system 冲水系统
flush toilet 抽水马桶
flush pipe 冲水管
foul drainage system 排污水系统
drainage 排水道
ventilation shaft/pipe 通风管道
toilet seat 马桶坐圈
toilet lid 马桶盖
squatting pot 蹲式马桶
urinal 小便池
toilet paper/tissue 卫生纸
toilet brush 马桶刷
bathtub 浴缸
hand shower 手握式淋浴器
shower nozzle 喷头
tap faucet 水龙头
plastic curtain 防水浴帘
shower cap 浴帽
bath slipper 洗澡用拖鞋
bath mat 防滑垫
towel hanger/holder 毛巾架
towel ring 毛巾环
bath towel 浴巾
soap stand 肥皂盒
comb 梳子
soap 肥皂
shampoo 洗发露
dryer 吹风机
razor 刮胡刀
toothpaste 牙膏
toothbrush 牙刷
slatted bed base 板条床
bedspread 床罩
sheet 床单
mat 席子
mattress 床垫 (厚的那种)
mattress pad 床垫 (薄的那种)
bed canopy 支在床上的篷子 (一般用于儿童床上的装饰)
bedside table 床头柜
blanket 毛毯
cushion 垫子
quilt 被子
cotton terry blanket 毛巾被
feather quilt 羽绒被
cotton quilt 棉被
bedding 床上用品
mosquito net 蚊帐
pillow 枕头
bolster 长枕
pillow case 枕套
tick 褥子
carpet 地毯 (一般指大的整块的,铺房间的那种)
rug 地毯(一般指小块的,放在沙发等边上的那种)
家居英语单词(五 - 卧室)
bed frame/bed base 床架
headboard 床头板
sofa bed 沙发床
folding guest bed 折叠床
water gauge 水表
plug 插头
outlet/recptacle 插座
paste 浆糊
glue 胶水
adhesive tape 胶条
packing paper 包装纸
string 绳子
carpenter 木工
electrician 电工
utility man 杂务工
plumber 管道工
painter 油漆工
vacuum hose holder 吸尘器管子的托架
watering can 浇水壶
laundry bag 洗衣袋
pail 洗衣桶
ironing board 烫衣板
steam and dry iron 蒸汽电熨斗
electric iron 电熨斗
laundry drier 烘干机
spin-drier 旋转式脱水机
washing machine 洗衣机
radiator 暖气片
electric fan 电扇
stand fan 落地电扇
oscillating fan 摇头电扇
bed light/bed lamp 床头灯
fluorescent lamp 日光灯
ceiling lamp/pendant lamp 吊灯
desk/table lamp 台灯
wall light 壁灯
floor lamp 落地灯
chandelier 枝状吊灯
refrigerator 冰箱
automatic rice cooker 电饭锅
steamer 蒸锅
oven 烤箱
grill 烧烤架
toaster 烤面包机
egg beater 打蛋器
ice crusher 刨冰机
food processor 食品加工机
paper towel 纸巾
apron 围裙
tableware 餐具
plate 盘子
dish 碟子
bowl 碗
cupboard 碗橱
dining table 餐桌
larder 食品柜
drop-leaf table 可以折叠边缘的桌子
chopping board 案板
cutlery tray 装餐具的容器
dish drainer 晾干餐具的容器(类似铁丝筐)
table cloth 桌布

牙刷toothbrush
锅-pot, pan
碗bowl
筷子chopstick
拖鞋 slipper
马桶 toliet
毛巾:towel
镜子 mirror
口红 lipstick, lipgloss
梳子 comb/hair brush
刀 knife
叉 fork
勺 spoon
化妆品:

洗面奶 - die Reinigungsmilch / die Waschmilch
洗脸水 - das Gesichtswasser / Wasch Gel
日霜 - die Tagescreme
晚霜 - die Nachtcreme
眼霜 - die Augenpflege
防晒霜 - die Sonnenmilch
护手霜 - die Handcreme
润唇膏 - die Lippenpflege
面膜 - die Maske
撕拉式面膜 - die Maske (Peel-off)
发胶 - Haarspary
摩斯 - der Schammfestiger
定型膏(保湿膏) - Glanz Gel
漱口水 - die Mundspuelung
指甲油 - der Nagellack
指甲油去处水 - der Nagellack Entferner
香水 - das Parfuem
口红,唇膏 - der Lippenstift
唇线笔 - Lipliner (Englisch) / die Lippenlinie
唇彩 - Lip Gloss (Englisch)/ Lip Polish / der Lippenglanz
眼影 - der Lidschatten
眼线笔 - Eyeliner (Englisch)/ die Augenlinie
睫毛膏 - Mascara
胭脂 - das Rouge
粉底 - Make up
电器类:

电炸锅 - die Friteuse
电风扇 - der Ventilator
电炉 - die Kochplatte
烧烤炉 - der Grill
缝纫机 - die Naehmaschine
咖啡机/咖啡壶 - der Kaffeeautomat
烧水器 - der Wasserkocher
搅拌器 - der Mixer
多用切碎机 - die Kuechenmaschine
烤面包机 - der Toaster
烤三明治机 - der Sandwich-Toaster
蒸汽电熨斗 - der Dampfbuegler
煮蛋器 - der Eierkocher
榨汁机 - Citruspresse
吹风机 - der Haartrockner
电推子 - die Haarschneidemaschine
电话答录机 - das Anrufbeantwort-Drive
女性剃毛器 - das Ladyshave
电动剃须刀 - der Rasierer
电冰箱 - der Kuehlschrank
冷冻柜/冰柜 - der Gefrierschrank
洗碗机 - der Geschirrspueler
全自动洗衣机 - der Waschautomat
烘干机 - der Trockner
电炉灶 - der Elektro-Herd
电话插座 - die Anschlussdose
电话插头 - der Adapter
电插座 - die Steckdose
电接线板 - die Tischsteckdose
电插头 - der Stecker
线钉/电线卡子 - die Iso-Schellen
绝缘胶布 - das Isolierband
保险管 - die Ersatzsicherung
试电笔 - der Spannungspruefer
灯泡 - die Lampe / Spotline
节能灯 - die Energiesparlampe
荧光灯管 - die Leuchtstofflampe
耳机 - der Stere**r
手电筒 - die Taschenlampe
电池充电器 - das Akku-Ladegeraet
电池 - die Batterie
闹钟 - die Tischuhr / der Wecker
居室厨房用品:

蜡烛 - die Kerze
温度计 - der Zimmerthermometer
体温计 - der Fieberthermometer
计时器 - der Kuechenwecker / der Kurzzeitmesser
烟灰缸 - der Ascherbecher
案板 - das Scheidebrett
红酒杯 - das Rotweinglas
葡萄酒杯 - das Weinglas
香槟杯 - der Sektkelch / das Sektglas
威士忌杯 - der Whiskybecher
啤酒杯 - die Biertulpe / das Weizenbierglas
鸡尾酒杯 - die Cocktailschale
烧酒杯 - der Likoerkelch
大腹杯 - das Schwenkglas
盘子 - der Teller
碗 - die Schuessel
餐刀 - das Messer
餐叉 - die Gabel
大汤匙 - die Suppenkelle
浇汁勺 - der Saucenloeffel
漏勺 - der Schaumloeffel
意大利面勺 - der Spaghettiloeffel
长柄勺 - der Schoepfloeffel
烤肉叉 - die Fleisch-Gabel
打蛋器 - der Schneebesen
黄油盒 - die Butterdose
剪子 - die Schere
擦丝器 - die Reibe
削皮刀 - der Sparschaeler /der Kartoffelnschaeler
开罐头器 - der Dosenoeffner
切蛋器 - der Eierschneider
木铲 - der Pfannenwander
吸管 - die Trinkhalme
牙签 - der Zahnstocher
奶锅 - der Milchtopf
煎炸锅 - der Bratentopf
平底锅 - die Pfanne
高压锅 - der Schnellkochtopf
饭盒 - die Kasserolle
保温暖瓶 - die Isolierkanne
保温杯 - die Isolierflasche
其他:

鞋油 - die Schuhcreme / Schuh-Fix
衣服架 - der Garderobe-Buegel / der Kleiderbuegel
裤子夹 - der Hosenspanner
晾衣架 - der Stand-Waeschetrockner
熨衣板 - der Buegeltisch
垃圾桶 - der Muelleimer / der Kosmetikeimer
纸篓 - der Papierkorb
背带 - der Hosentraeger
垫肩 - das Schulterpolster
鞋带 - der Senkel / der Schuhsenkel
线 - das Garn
棉线 - das Baumwollgarn
松紧带 - die Gummilitze
小窗帘 - die Gardine
大头针 - die Stecknadel
别针 - die Sicherheitsnadel
图钉 - der Reissbrettstift
皮尺 - das Massband
卷尺 - das Rollmassband
长筒袜 - der Kniestrumpf
袜子 - der Strumpf
手纸 - das Toilettenpapier
手巾纸 - die Taschentuecher (pl.) das Taschentuch
厨房用纸 - das Kuechenpapier
咖啡滤纸 - das Filterpapier
烤箱纸 - das Backpapier
吸尘器滤纸 - der Staubsauger-Beutel
抹布 - das Haushaltstuch
铝箔纸 - die Alu-Folie
保鲜膜 - die Frischhalte-Folie
垃圾袋 - der Muell-Beutel
刷碗海面 - der Topf-Reiniger / der Geschirr-Schwamm
洗涤灵 - das Spuelmittel
空气清新剂 - die Duft-Frische
卫生间清馨剂 - die WC-Frische
处厕剂 - der WC-Reiniger
洗衣粉 - das Waschpulver / das Waschmittel
卫生巾 - Pantyliner (Englisch) / das Pantyliner
洗发水 - das Shampoo
护法素 - das Haarpflegemittel
肥皂 - die Seife
香皂 - die Duftende-Seife
洗手液 - die Fluessigseife / die Cremeseife
浴液 - Dusch Gel / die Pflegendusche
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 楼主| 发表于 2009-7-8 09:38 | 显示全部楼层

大气污染控制工程习题集

《大气污染控制工程》作业习题
1.习题配备
本课程的习题包括三部分:教材《大气污染控制工程》共编入近40道例题,130多道习题,以帮助学生深入理解课堂内容,提高分析、解决问题能力;英文教材Air Pollution Control Engineering的例题、习题;《大气污染控制工程例题与习题集》,包含700多道例题、思考题和习题,是为引导学生进一步掌握课程的重点、难点,灵活运用课堂知识,而配合教材编写的,该辅助教材已由高等教育出版社出版。
每章的中英文习题以及习题答案请见本栏目的其他文件。
2.作业布置
本课程的作业来自教材《大气污染控制工程》(见主要教材1)每章后的习题,以及英文教材Air Pollution Control Engineering(见主要教材2)的课后习题。作业的布置采取学生自主选择的形式,每课结束后可以任选教材中该章的3~5道题目完成。下面给出每章的题目和学生选作题的统计:
章节
题目数(教材1)
要求最低习题数
学生平均做题数
1
7
3~5
5+1①
2
8
3~5
5+1①
3
10
3~5
6+1①
4
12
3~5
6+1①
5
15
3~5
6+1①
6
28
12~15
20+1①
7
12
5
6+1①
8
7
3~5
7+1①
9
12
3~5
5+1①
10
7
3~5
4+1①
11
8
3~5
6+1①
注:①从英文教材Air Pollution Control Engineering中选取的题目
3. 模拟试题
本课程的考试采取半闭卷形式,题目形式有简答题和计算题,考试时间为2小时。为方便学生考前复习,提供模拟试题4套。
作业习题
第一章 概 论
1.1 干结空气中N2、O2、Ar 和CO2 气体所占的质量百分数是多少?
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准,求出SO2、NO2、CO 三种污染物日平均
浓度限值的体积分数。
1.3 CCl4 气体与空气混合成体积分数为1.50×10-4 的混合气体,在管道中流动的流量为
10m3
N、/s,试确定:1)CCl4 在混合气体中的质量浓度 (g/m3
N)和摩尔浓度c(mol/m3
N);
2)每天流经管道的CCl4 质量是多少千克?
1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm3,假若每分钟呼吸15 次,空气中颗粒物的浓度为
200g /m3,试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数
为0.12。
1.5 设人体肺中的气体含CO 为2.2×10-4,平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变,
求COHb 浓度最终将达到饱和水平的百分率。
1.6 设人体内有4800mL 血液,每100mL 血液中含20mL 氧。从事重体力劳动的人的呼吸量
为4.2L/min,受污染空气中所含CO 的浓度为10-4。如果血液中CO 水平最初为:1)0%;
2)2%,计算血液达到7%的CO 饱和度需要多少分钟。设吸入肺中的CO 全被血液吸收。
1.7 粉尘密度1400kg/m3,平均粒径1.4m,在大气中的浓度为0.2mg/m3,对光的折射率为
2.2,计算大气的最大能见度。
Chapter 1
1. On May 18,1980, Mount Saint Helens in Washington ejected into the atmosphere an
estimated 540 million tons of ash.
a. How does that compare with the emissions of 10 PM from human activit ies for 1991
shown in Table 1.1?
b. Is it reasonable to make this comparison? Why or why not?
Table 1.1 National emissions estimates for 1991(tons/yr)
Source category
10 PM X SO CO X NO VOCs Pb
Transportation 1.51 0.99 43.49 7.26 5.08 0.00162
Fuel combustion 1.10 16.55 4.67 10.59 0.67 0.00045
Industrial processes 1.84 3.16 4.69 0.60 7.86 0.00221
Solid waste disposal 0.26 0.02 2.06 0.10 0.69 0.00069
Miscellaneous 0.73 0.01 7.18 0.21 2.59 0.00000
Total 5.44 20.73 62.09 18.76 16.89 0.00497
Percentage of 1982
total
97% 101% 69% 92% 87% 9.5%
2. The National Ambient Air Quality Standard for particulate matter (PM10 ,annual
average)is 50mg /m3 .Every time you breathe, you take in about 1 liter(» 1 quart) of
air.
a. Assuming the the air contains 50 3 mg /m of particulate mater, how many grams of
particulate matter do you take in with every breath?
b. Assuming that all the particles are spheres with a diameter of 0.5m,how many particles
do you take in with every breath?
c. If you are an industry representative, which of these numbers will you cite? If you
represent an environmental organizat ion, which will you cite?
3. The NAAQS for sulfur dioxide (annual average) is 80 3 mg /m . Every time you breathe,
you take in about 1 liter of air. Assume the air is exactly at the NAAQS for 2 SO
a. Whit every breath, how many grams of 2 SO do you take in?
b. How many molecules of 2 SO do you take in? A gram of 2 SO = 21 9.4´ 10
molecules.
4. If an automobile uses 1 gallon of fuel for each 25 miles traveled, if the fuel density is 6
lb/gal, and if the hydrocarbon (unburned gasoline) emission standard for autos is
0.41g/mile(in the exhaust gas) (Federal Standard for 1981 and later automobiles) and the
emissions equal this standard, what fraction of the fuel fed to the car is emitted
(unburned) in the exhaust gas?
5. 作业习题
6. 第二章 燃烧与大气污染
7.
8. 2.1 已知重油元素分析结果如下:C:85.5% H:11.3% O:2.0% N:0.2% S:1.0%,
试计算:1)燃油1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量;
9. 2)干烟气中SO2 的浓度和CO2 的最大浓度;
10. 3)当空气的过剩量为10%时,所需的空气量及产生的烟气量。
11.
12. 2.2 普通煤的元素分析如下:C65.7%;灰分18.1%;S1.7%;H3.2%;水分9.0%;
O2.3%。(含N 量不计)
13. 1)计算燃煤1kg 所需要的理论空气量和SO2 在烟气中的浓度(以体积分数计);
14. 2)假定烟尘的排放因子为80%,计算烟气中灰分的浓度(以mg/m3 表示);
15. 3)假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%。当Ca/S 为1.7(摩
尔比)时,计算燃煤1t 需加石灰石的量。
16.
17. 2.3 煤的元素分析结果如下S0.6%;H3.7%;C79.5%;N0.9%;O4.7%;灰分10.6%。
在空气过剩20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO2 的浓度。
18.
19. 2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下:H2S0.2%;CO25%;O20.2%;CO28.5%;H213.0%;
CH40.7%;N252.4%;空气含湿量为12g/m3
N, 1.2,试求实际需要的空气量和燃烧
时产生的实际烟气量。
20.
21. 2.5 干烟道气的组成为:CO211%(体积),O28%,CO2%,SO2120×10-6(体积分
数),颗粒物30.0g/m3(在测定状态下),烟道气流流量在700mmHg 和443K 条件下为
5663.37m3/min,水气含量8%(体积)。
22. 试计算:1)过量空气百分比;2)SO2 的排放浓度( 3 g /m );3)在标准状态下
(1atm 和273K),干烟道体积;4)在标准状态下颗粒物的浓度。
23.
24. 2.6 煤炭的元素分析按重量百分比表示,结果如下:氢50%;碳75.8%;氮1.5%;
硫1.6%;氧7.4%;灰8.7%,燃烧条件为空气过量20%,空气的湿度为0.0116molH2O/mol
干空气,并假定完全燃烧,试计算烟气的组成。
25.
26. 2.7 运用教材图2-7 和上题的计算结果,估算煤烟气的酸露点。
27.
28. 2.8 燃料油的重量组成为:C86%,H14%。在干空气下燃烧,烟气分析结果(基于
干烟气)为:O21.5%;CO600×10-6(体积分数)。试计算燃烧过程的空气过剩系数。
29.
30. Chapter 2
31. 1.We pass a gas stream through a fiber filter that collects 85 percent of the
particles present. If we were to use three such filters in series and if we assume that each
of them has an 85 percents efficiency, what woule the expected overall collection
efficiency be?
32.
33. 2.Figure below shows the frequency distribution of various values for the product
of H times u for Peoria, Illinois. If the average daily emission rate for carbon monoxide
for this city is 7 2 2醋10 g /(h mi ) and the standard to be met is 10 3 mg /m , what
fraction of the time must we implement intermittent control to meet this standard?
Assume that the simple box model(Section 6.2) applies, that the size of the city is 5 mi by
5 mi, and that the background concentration is 2 3 mg /m 。
34.
35.
36.
37. 3.Air at 2200 F 
and 1 atm is flowing at a rate of 000 lb/min out of the afterburner
on a hazardous waste incinerator.
38. a. How many scfm is this?
39. b. How many acfm is this?
40.
41. 4. a. Write the general equation for the mol fraction of water in a combustion
stack gas, on the assumption that the fuel is a hydrocarbon with formula x y C H ,that
the air moisture is X mol/mol of dry air, and that the excess air is E percent.
42. b.Using that formula, calculate the value of(y/x) that corresponds to 11.0
percent water vapor in the stack gas, for dry, stoichiometric air(X=E=0)
43. c. Show how much the answer to part (b) changes if we assume E=0.20 and
X=0.0116.
44.
作业习题
第三章 大气污染气象学
3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa,登山到达某高度后又测得气压为500 hPa,
试问登山运动员从山脚向上爬了多少米?
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示,试计算各层大气的气温直减率:
1.510  ,
1030  ,
3050  ,
1.530  ,
1.550  ,并判断各层大气稳定度。
高度 Z/m 1.5 10 30 50
气温 T/K 298 297.8 297.5 297.3
3.3 在气压为400 hPa 处,气块温度为230K。若气块绝热下降到气压为600 hPa 处,气块温
度变为多少?
3.4 试用下列实测数据计算这一层大气的幂指数m 值。
高度 Z/m 10 20 30 40 50
风速u/m.s-1 3.0 3.5 3.9 4.2 4.5
3.5 某市郊区地面10m 高处的风速为2m/s,估算50m、100m、200m、300m、400m 高度处
在稳定度为B、D、F 时的风速,并以高度为纵坐标,风速为横坐标作出风速廓线图。
3.6 一个在30m 高度释放的探空气球,释放时记录的温度为11.0。C,气压为1023 hPa。释
放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1)估算每一组数据发出的高度;2)以高
度为纵坐标,以气温为横坐标,作出气温廓线图;3)判断各层大气的稳定情况。
测定位置 2 3 4 5 6 7 8 9 10
气温/。C 9.8 12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6 0.8
气压/hPa 1012 1000 988 969 909 878 850 725 700
3.7 用测得的地面气温和一定高度的气温数据,按平均温度梯度对大气稳定度进行分类。
测定编号 1 2 3 4 5 6
地面温度/。C 21.1 21.1 15.6 25.0 30.0 25.0
高度/m 458 763 580 2000 500 700
相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0
3.8 确定题3.7 中所给的每种条件下的位温梯度。
3.9 假如题3.7 中各种高度处的气压相应为970、925、935、820、950、930 hPa,确定地面
上的位温。
3.10 在某一地区地面气温为18。C,而该月正常最高地表温度为30。C,在700m 高度处测得
气温为1)15。C;2)20。C。试确定两种情况下的最大混合层厚度。
Chapter 3
1.If a pancake is
1
4
in. thick(average for fluffy pancakes) and has the same ratio for thickness to
diameter as the atmosphere, what would its diameter be? If a pancake has a diameter of
6 in.(a typical value) and has the same thickness-to-diameter tation as the atmosphere,
what would its thickness be?
2. A meteorologist discussing a record-breaking hurricane said, “ It had a pressure of 850 mb in
the center, so it had winds of 250 miles/h!” Explain this statement in terms of Bernoulli’s
equation.
3.Starting with Eqs.(5.8) and (5.9), work out the following relat ions for the adiabat ic atmosphere:
2
1 1
(1 );
P
T R gM z
T C RT
D
= - 
2 /
1 1
(1 ) P C R
P
P R gM z
P C RT
D
= - 
where the subscripts 1 and 2 can stand for any two locations in the atmosphere. One may show
that
1
P
R k
C k
-
=
where k is the ratio of specific heats; one often sees these equations written with that
substitution. Some texts use g where we use k
( P dP C dT
P R T
= (5.8); , , ( )adiabatic perfect gas
p
dT gM
dz C
= - (5.9))
作业习题
第四章 大气扩散浓度估算模式
4.1 污染源的东侧为峭壁,其高度比污染源高得多。设有效源高为H,污染源到峭壁的距离
为L,峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风
时,这一模式又变成何种形式?
4.2 某发电厂烟囱高度120m,内径5m,排放速度13.5m/s,烟气温度为418K。大气温度288K,
大气为中性层结,源高处的平均风速为4m/s。试用霍兰德、布里格斯(x<=10Hs)、国家标
准GB/T13201-91 中的公式计算烟气抬升高度。
4.3 某污染源排出SO2 量为80g/s,有效源高为60m,烟囱出口处平均风速为6m/s。在当时
的气象条件下,正下风方向500m 处的m m y z   35.3 ,  18.1 ,试求正下风方向500m 处
SO2 的地面浓度。
4.4 在题4.3 所给的条件下,当时的天气是阴天,试计算下风向x=500m、y=50m 处SO2 的
地面浓度和地面最大浓度。
4.5 某一工业锅炉烟囱高30m,直径0.6m,烟气出口速度为20m/s,烟气温度为405K,大
气温度为293K,烟囱出口处风速4m/s,SO2 排放量为10mg/s。试计算中性大气条件下SO2
的地面最大浓度和出现的位置。
4.6 地面源正下风方向一点上,测得3 分钟平均浓度为3.4×10-3g/m3,试估计该点两小时的
平均浓度是多少?假设大气稳定度为B 级。
4.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源,其长为150m,据估计有机物的总排放量为
90g/s。当时风速为3m/s,风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离400m 处,风吹3
到15 分钟时有机物的浓度。假设当时是晴朗的秋天下午4:00。试问正对该线源的一个端
点的下风浓度是多少?
4.8 某市在环境质量评价中,划分面源单元为1000m×1000m,其中一个单元的SO2 排放量
为10g/s,当时的风速为3m/s,风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩
散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO2 的地面浓度。
4.9 某烧结厂烧结机的SO2 的排放量为180g/s,在冬季下午出现下沉逆温,逆温层底高度为
360m,地面平均风速为3m/s,混和层内的平均风速为3.5m/s。烟囱有效高度为200m。试计
算正下风方向2km 和6km 处SO2 的地面浓度。
4.10 某硫酸厂尾气烟囱高50m,SO2 排放量为100g/s。夜间和上午地面风速为3m/s,夜间
云量为3/10。当烟流全部发生熏烟现象时,确定下风方向12km 处SO2 的地面浓度。
4.11 某污染源SO2 排放量为80g/s,烟气流量为265m3/s,烟气温度为418K,大气温度为293K。
这一地区的SO2 本底浓度为0.05mg/m3,设/  0.5 z y   ,u 3m/ s 10  ,m=0.25,试按《环
境空气质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。
4.12 试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上,烟流中心线上的浓度与地面浓度
之比值等于1.38。
Chapter 4
1.Estimate the concentration of carbon monoxide at the downwind edge of a city. The city may be
considered to consist of three parallel strips, located perpendicular to the wind. For all of the
strips the wind velocity u equals 3 m/s. The properties of each of the strips are described in the
following table;
Name of strip Length, km Emission rate,
2 q, g / skm
Mixing height,
H,m
Upwind suburbs 5 100 400
Downtown 2 500 500
Downwind suburbs 5 100 400
Assume that the fixed-box model applies to each of the stripe. The background concentration b in
the air entering the upwind suburbs is 1mg/ 3 m
2.A large, poorly controlled copper smelter has a stack 150 m high and a plume rise of 75m. It is
currently emitting 1000g/s of 2 SO . Estimate the ground-level concentration of 2 SO from
this source at a distance 5 km directly downwind when the wind speed is 3 m/s and the stability
class is C.
3. The management of the smelter in the problem above has been informed that the concentration
calculated in that problem at that location and for those conditions is twice the allowable. They
propose to remedy this situation by installing a higher stack. How high must this stack be so that
the estimated concentration will be exactly one-half that in the above Problem? (The plume rise is
the same as in the above problem)
4. The maximum CO concentrations normally measured in downtown Salt Lake City (ear ly 1990s)
are about 3500 3 mg /m . These values of u and H as 0.5m/s and 100m, respectively. The
downtown area of Salt Lake City may be approximated as a 3-km by 3-km square. Estimate the
emission density ( 2 g / sm ) for CO for downtown Salt Lake City.
作业习题
第五章 颗粒污染物控制技术基础
5.1 根据以往的分析知道,由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布,为此在对
该粉尘进行粒径分布测定时只取了四组数据(见下表),试确定:1)几何平均直径和几何标
准差;2)绘制频率密度分布曲线。
粉尘粒径dp/m 0~10 10~20 20~40 >40
质量频率g/% 36.9 19.1 18.0 26.0
5.2 根据下列四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据,在对数概率坐标纸上绘出它们的
筛下累积频率曲线。
污染源 质量中位直径 集合标准差
平炉 0.36 2.14
飞灰 6.8 4.54
水泥窑 16.5 2.35
化铁炉 60.0 17.65
5.3 已知某粉尘粒径分布数据(见下表),1)判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布;
2)如果符合,求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积-
体积平均直径。
粉尘粒径/m 0~2 2~4 4~6 6~10 10~20 20~40 >40
浓度/ 3 g m
0.8 12.2 25 56 76 27 3
5.4 对于题5.3 中的粉尘,已知真密度为1900kg/m3,填充空隙率0.7,试确定其比表面积(分
别以质量、净体积和堆积体积表示)。
5.5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到:除尘器进口的气体流量为10000m3
N/h,含尘浓度
为4.2g/ m3
N。除尘器出口的气体流量为12000 m3
N/h,含尘浓度为340mg/ m3
N。试计算该除
尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率(分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算)。
5.6 对于题5.5 中给出的条件,已知旋风除尘器进口面积为0.24m2,除尘器阻力系数为9.8,
进口气流温度为423K,气体静压为-490Pa,试确定该处尘器运行时的压力损失(假定气体
成分接近空气)。
5.7 有一两级除尘系统,已知系统的流量为2.22m3/s,工艺设备产生粉尘量为22.2g/s,各级
除尘效率分别为80%和95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。
5.8 某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下,若除尘器总除尘效率为
98%,试绘出分级效率曲线。
粉尘间隔/m <0.6 0.6~0.7 0.7~0.8 0.8~1.0 1~2 2~3 3~4
质量频
率 /%
进口g1 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24.0
出口g2 7.0 1.0 2.0 3.0 14.0 16.0 29.0
粉尘间隔/m 4~5 5~6 6~8 8~10 10~12 20~30
质量频
率 /%
进口g1 13.0 2.0 2.0 3.0 11.0 8.0
出口g2 6.0 2.0 2.0 2.5 8.5 7.0
5.9 某种粉尘的粒径分布和分级除尘效率数据如下,试确定总除尘效率。
平均粒径/m 0.25 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10.0 14.0 20.0 >23.5
质量频率/% 0.1 0.4 9.5 20.0 20.0 15.0 11.0 8.5 5.5 5.5 4.0 0.8 0.2
分级效率/% 8 30 47.5 60 68.5 75 81 86 89.5 95 98 99 100
5.10 计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度,以及每种颗粒在30 秒钟内的
沉降高度。假定飞灰颗粒为球形,颗粒直径分别为为0.4、40、4000m,空气温度为387.5K,
压力为101325Pa,飞灰真密度为2310kg/m3。
5.11 欲通过在空气中的自由沉降来分离石英(真密度为2.6g/cm3)和角闪石(真密度为
3.5g/cm3)的混合物,混合物在空气中的自由沉降运动处于牛顿区。试确定完全分离时所允
许的最大石英粒径与最小角闪石粒径的最大比值。
5.12 直径为200m、真密度为1850kg/m3 的球形颗粒置于水平的筛子上,用温度293K 和
压力101325Pa 的空气由筛子下部垂直向上吹筛上的颗粒,试确定:1)恰好能吹起颗粒时的
气速;2)在此条件下的颗粒雷诺数;3)作用在颗粒上的阻力和阻力系数。
5.13 欲使空气泡通过浓盐酸溶液(密度为1.64g/m3,粘度1×10-4Pa.s),以达到干燥的目的。
盐酸装在直径为10cm、高12m 的圆管内,其深度为22cm,盐酸上方的空气处于298K 和
101325Pa 状态下。若空气的体积流量为127L/min,试计算气流能够夹带的盐酸雾滴的最大
直径。
5.14 试确定某水泥粉尘排放源下风向无水泥沉降的最大距离。水泥粉尘是从离地面4.5m 高
处的旋风除尘器出口垂直排出的,水泥粒径范围为25~500m,真密度为1960kg/m3,风
速为1.4m/s,气温293K,气压为101325Pa。
5.15 某种粉尘真密度为2700kg/ m3,气体介质(近于空气)温度为433K,压力为101325Pa,
试计算粒径为10 和500m的尘粒在离心力作用下的末端沉降速度。已知离心力场中颗粒
的旋转半径为200mm,该处的气流切向速度为16m/s。
Chapter 5
1.In the air pollution literature, particle concentrations in gas streams are often expressed in
grains/ft 3 (1 lbm=7000grains=7000gr; 1gr=0.065g)
a. For a typical concentration of 100gr/ ft 3 in a dirty gas stream, what is the weight percentage of
solids?
b. If the particles are 10 m spherical particles, how many are there in a ft 3 ?
c.What is the most likely historical origin of the grain as a unit of mass?
d. What other common materials normally have their masses expressed in grains?
2. A particle is a hollow sphere of a metal oxide. The density of the metal oxide is 2000kg/m 3 .
The hollow portion in the center of the sphere is full of air that has the same density as the
surrounding air through which the sphere is falling at its terminal velocity. The outside diameter of
the sphere is 10m and the thickness of its walls is 0.1m(i.e., the bubble in the center has a
diameter of 9.8m).How fast is it falling?
3. A group of particles is described by the log-normal distribution with D mean by weight =5m,
and s = 0.8 .
a. What fraction by weight of the particles have diameters less than 1 m?
b. What fraction by number of the particles have diameters less than 1 m?
4. The particles in an air stream are described by the log-normal distribution, with
D mean by weight =10m, and s = 1.5 .We now pass this dirty air stream through a collector
that is 100% efficient for particles with D³ 40m, 50% efficient for particles 10 to 40m in
diameter, and 0% efficient for particles smaller than 10m.
a.What fraction by mass is collected by this collector?
b. What is the mass median diameter of the particles that pass through uncollected?
作业习题
第六章 除尘装置
6.1 在298K 的空气中NaOH 飞沫用重力沉降室收集。沉降至大小为宽914cm,高457cm,
长1219cm。空气的体积流速为1.2m3/s。计算能被100%捕集的最小雾滴直径。假设雾滴的
比重为1.21。
6.2 直径为1.09m的单分散相气溶胶通过一重力沉降室,该沉降室宽20cm,长50cm,共
18 层,层间距0.124cm,气体流速是8.61L/min,并观测到其操作效率为64.9%。问需要设
置多少层可能得到80%的操作效率。
6.3 有一沉降室长7.0m,高12m,气速30cm/s,空气温度300K,尘粒密度2.5g/cm3,空气
粘度0.067kg/(kg.h),求该沉降室能100%捕集的最小粒径。
6.4 气溶胶含有粒径为0.63 和0.83m的粒子(质量分数相等),以3.61L/min 的流量通过多
层沉降室。给出下列数据,运用斯托克斯定律和坎宁汉校正系数计算沉降效率。L=50cm,
3  1.05g / cm ,W=20cm,h=0.129cm,  0.000182 g /(cm.s),n=19 层。
6.5 试确定旋风除尘器的分割直径和总效率,给定粉尘的粒径分如下:
平均粒径范围/m 0~1 1~5 5~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 >60
质量百分数/% 3 20 15 20 16 10 6 3 7
已知气体粘度为2×10-5,颗粒比重为2.9,旋风除尘器气体入口速度为15m/s,气体在旋风
除尘器内的有效旋转圈数为5 次;旋风除尘器直径为3m,入口宽度76cm。
6.6 某旋风除尘器处理含有4.58g/m3 灰尘的气流(   Pa  s 5  2.5 10 ),其除尘总效率为
90%。粉尘分析试验得到下列结果。
粒径范围/m 捕集粉尘的质量百分数/% 逸出粉尘的质量百分数/%
0~5 0.5 76.0
5~10 1.4 12.9
10~15 1.9 4.5
15~20 2.1 2.1
20~25 2.1 1.5
25~30 2.0 0.7
30~35 2.0 0.5
35~40 2.0 0.4
40~45 2.0 0.3
>45 84.0 1.1
1)作出分级效率曲线;2)确定分割粒径。
6.7 某旋风除尘器的阻力系数为9.9,进口速度15m/s,试计算标准状态下的压力损失。
6.8 欲设计一个用于取样的旋风分离器,希望在入口气速为20m/s 时,其空气动力学分割直
径为1m。
1)估算该旋风分离器的筒体外径;2)估算通过该旋风分离器的气体流量。
6.9 含尘气流用旋风除尘器净化,含尘粒子的粒径分布可用对数正态分布函数表示,且
Dm=20 m, 1.25。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为5 m,试基于颗粒
质量浓度计算该除尘器的总除尘效率。
6.10 在气体压力下为1atm,温度为293K下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为0.3m,
L=2.0m,气体流量0.075m3/s。若集尘板附近的平均场强E=100kV/m,粒径为1.0m的粉尘
荷电量q=0.3×10-15C,计算该粉尘的驱进速度w 和电除尘效率。
6.11 利用一高压电除尘器捕集烟气中的粉尘,已知该电除尘器由四块集尘板组成,板高和
板长均为366cm,板间距24.4cm,烟气体积流量2m3/s;操作压力为1atm,设粉尘粒子的驱
进速度为12.2cm/s。试确定:
1)当烟气的流速均匀分布时的除尘效率;
2)当供入某一通道的烟气为烟气总量的50%,而其他两个各供入25%时的除尘效率(参考
图6-27)。
6.12 板间距为25cm 的板式电除尘器的分割直径为0.9m,使用者希望总效率不小于98%,
有关法规规定排气中含尘量不得超过0.1g/m3。假定电除尘器入口处粉尘浓度为30g/m3,且
粒径分布如下:
质量百分比范围/% 0~20 20~40 40~60 60~80 80~100
平均粒径/m 3.5 8.0 13.0 19.0 45.0
并假定德意希方程的形式为kdp e  1 ,其中 捕集效率;K 经验常数;d 颗粒直径。试
确定:1)该除尘器效率能否等于或大于98%;2)出口处烟气中尘浓度能否满足环保规定;
3)能否满足使用者需要。
6.13 某板式电除尘器的平均电场强度为3.4kV/cm,烟气温度为423K,电场中离子浓度为
108 个/m3,离子质量为5×10-26kg,粉尘在电场中的停留时间为5s。试计算:
1)粒径为5m的粉尘的饱和电荷值;2)粒径为0.2m的粉尘的荷电量;
3)计算上述两种粒径粉尘的驱进速度。
假定:1)烟气性质近似于空气;2)粉尘的相对介电系数为1.5。
6.14 图6-49 汇总了燃煤电厂用电除尘器的捕集性能。对于煤的含硫量为1%、除尘效率为
99.5%的情况,试计算有效驱进速度we。
6.15 电除尘器的集尘效率为95%,某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上粉尘层的
比电阻,预期可使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。若工程师的推荐成立,试求使用该添
加剂后电除尘器的集尘效率。
6.16 烟气中含有三种粒径的粒子:10m、7m和3m,每种粒径粒子的质量浓度均占总
浓度的1/3。假定粒子在电除尘器内的驱进速度正比于粒径,电除尘器的总除尘效率为95%,
试求这三种粒径粒子的分级除尘效率。
6.17 对于粉尘颗粒在液滴上的捕集,一个近似的表达式为
exp[ (0.018 / 0.6 )] 0.5 2 M R R R      。其中M 是碰撞数的平方根,R=dp/dD,对于密度为
2g/cm3 的粉尘,相对于液滴运动的初速度为30m/s,流体温度为297K,试计算粒径为1)
10m;2)50m的粉尘在直径为50、100、500m的液滴上的捕集效率。
6.18 一个文丘里洗涤器用来净化含尘气体。操作条件如下:L=1.36L/m3,喉管气速为83m/s,
粉尘密度为0.7g/cm3 方程,烟气粘度为2.23×10-5Pa.s,取校正系数0.2,忽略Cc,计算除
尘器效率。烟气中粉尘的粒度分布如下:
粒径/m 质量百分数/%
<0.1 0.01
0.1~0.5 0.21
0.5~1.0 0.78
1.0~5.0 13.0
5.0~10.0 16.0
10.0~15.0 12.0
15.0~20.0 8.0
>20.0 50.0
6.19 水以液气比12L/m3 的速率进入文丘里管,喉管气速116m/s,气体粘度为
1.845×10-5Pa.s,颗粒密度为1.789g/cm3,平均粒径为1.2m,f 取0.22。求文丘里管洗涤
器的压力损失和穿透率。
6.20 设计一个带有旋风分离器的文丘里洗涤器,用来处理锅炉在1atm 和510.8K 条件下排
出的气流,其流量为7.1m3/s,要求压降为152.4cmH2O,以达到要求的处理效率。估算洗涤
器的尺寸。
6.21 直径为2mm 的雨滴以其终末沉降速度穿过300m 厚的大气近地层,大气中含有粒径为
3m的球形颗粒,颗粒的质量浓度为80 3 g /m 。
1)每个雨滴下降过程中可以捕集多少颗粒?
2)由于捕集这些颗粒,雨滴的质量增加了百分之几?
6.22 以2.5mm/h 的速率发生了大面积降雨,雨滴的平均直径为2mm,其捕集空气中的悬浮
颗粒物的效率为0.1,若净化空气中90%的悬浮颗粒物,这场雨至少要持续多长时间?
6.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体,试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系
统的操作条件:1atm,288K,进口处浓度9.15g/m3,布袋破裂前的出口浓度0.0458g/m3,被
污染气体的体积流量14158m3/h,布袋室数为6,每室中的布袋数100,布袋直径15cm,系
统的压降1500Pa,破裂的布袋数为2。
6.24 某袋式除尘器在恒定的气流速度下运行30min。此期间处理烟气70.8m3,系统的最初
和最终的压降分别为40Pa 和400Pa,假如在最终压力下过滤器再操作1 小时,计算另外的
气体处理量。
6.25 利用清洁滤袋进行一次实验,以测定粉尘的渗透率,气流通过清洁滤袋的压力损失为
250Pa,300K 的气体以1.8m/min 的流速通过滤袋,滤饼密度1.2g/cm3,总压力损失与沉积
粉尘质量的关系如下。试确定粉尘的渗透率(以m2 表示),假如滤袋面积为100.0cm2。
p / Pa
612 666 774 900 990 1062 1152
M/kg 0.002 0.004 0.010 0.02 0.028 0.034 0.042
6.26 除尘器系统的处理烟气量为10000m3/h,初始含尘浓度为6g/m3,拟采用逆气流反吹清
灰袋式除尘器,选用涤纶绒布滤料,要求进入除尘器的气体温度不超过393K,除尘器压力
损失不超过1200Pa,烟气性质近似于空气。试确定:
1)过滤速度;2)粉尘负荷;3)除尘器压力损失;4)最大清灰周期;5)滤袋面积;
6)滤袋的尺寸(直径和长度)和滤袋条数。
6.27 据报道美国原子能委员会曾运用2m 深的沙滤床捕集细粒子,卡尔弗特建议用下式估算
细粒子的穿透率。)
9
7
exp( 2
2
  c g
s pa
D
Zv D
P   。其中:Z=在气流方向上床的长度;vs=气体的表
面流速;Dpa=细粒子的空气动力学直径; 沙滤床的孔隙率;Dc=沙滤床的沙粒的直径;
 g  气体的粘度。
1)若dpa=0.5m,Dc=1.0mm,vs=6cm/s,  0.3,试估算沙滤床的捕集效率;
2)欲获得99.9%以上的捕集效率,床的厚度至少应多厚?
3)推导该效率方程式。
6.28 图6-50 表明滤料的粉尘负荷和表面过滤气速对过滤效率的影响。当粉尘负荷为
140g/m2 时,试求:
1)对于图中显示的四种过滤气速,分别求相应的过滤效率;
2)假定滤饼的孔隙滤为0.3,颗粒的真密度为2.0g/cm3,试求滤饼的厚度;
3)当烟气中含尘初始浓度为0.8g/m3 时,对于图中最低部的曲线,至少应操作多长时间才
能达到上述过滤效率?
Chapter 6
1.A cyclone separator is operating in condit ions where 10 CUT D = m. We are offered another
cyclone that is of the same design, but all the dimensions are one-half as big as the present one.
If we feed the same air stream(same total volumetric flow rate, same particle loading, same
particle size distribution) to this new cyclone, what will the new value of cut D be?
The pressure drop, which is proportional to 2 V will increase by a factor of 16!
2. The human nose and nasal passages remove particles from the air destined for our lungs.
Consider it as a cyclone separator, with N=0.25; its average dimensions perpendicular to flow
are 1cm´ 1cm, Assume that a typical breath is 1 litter, drawn in over a period of 1s. Estimate
the cut diameter of the human nose for paricles.( The observed behavior of the nasal system is
that few partiles larger than about 5 m reach the lungs, so the calculation here is only
approximately corret.)
3. We are passing a gas stream through a cyclone with 10 CUT D = m. We now must t reat twice
as much gas in the same cyclone, so the average gas velocity will be increased by a factor of 2.
We are told by the cyclone manufacturer that we shoule have no special troubles with
re-entrainment of disturbance of the flow patterns if we double the flow rate. What will the cut
diameter be at the new flow rate?
4.An ESP is treating a particle-laden air stream, collecting 95 percent of the particles. We now
double the air flow rate, keeping the particle loading constant. What is the new percent
recovery?
作业习题
第七章 气态污染物控制技术基础
7.1 某混合气体中含有2%(体积)CO2,其余为空气。混合气体的温度为30。C,总压强为
500kPa。从手册中查得30。C 时在水中的亨利系数E=1.88×10-5kPa,试求溶解度系数H 及
相平衡常数m,并计算每100g 与该气体相平衡的水中溶有多少gCO2。
7.2 20。C 时O2 溶解于水的亨利系数为40100atm,试计算平衡时水中氧的含量。
7.3 用乙醇胺(MEA)溶液吸收H2S 气体,气体压力为20atm,其中含0.1%H2S(体积)。
吸收剂中含0.25mol/m3 的游离MEA。吸收在293K 进行。反应可视为如下的瞬时不可逆反
应:      2 2 2 2 2 2 3 H S CH CHCH NH HS CH CHCH NH 。
已知:kAla=108h-1,kAga=216mol/m3.h.atm,DAl=5.4×10-6m2/h,DBl=3.6×10-6m2/h。
试求单位时间的吸收速度。
7.4 在吸收塔内用清水吸收混合气中的SO2,气体流量为5000m3
N/h,其中SO2 占5%,要求
SO2 的回收率为95%,气、液逆流接触,在塔的操作条件下,SO2 在两相间的平衡关系近似
为Y*=26.7X,试求:
1)若用水量为最小用水量的1.5 倍,用水量应为多少?
2)在上述条件下,用图解法求所需的传质单元数。
7.5 某吸收塔用来去除空气中的丙酮,吸收剂为清水。入口气体流量为10m3/min,丙酮含量
为11%(摩尔),要求出口气体中丙酮的含量不大于2%(摩尔)。在吸收塔操作条件下,丙
酮-水的平衡曲线(1atm 和299.6K)可表示为
2 1.95(1 ) 0.33 x y xe   。
1)试求水的用量,假设用水量取为最小用水量1.75 倍;
2)假设气相传质单元高度(以m 计) 0.33 0.33
0 3.3  H  G L y 。其中G 和L 分别为气、液相
的流量(以kg/m2.h 表示),试计算所需要的高度。
7.6 某活性炭填充固定吸附床层的活性炭颗粒直径为3mm,把浓度为0.15kg/m3的CCl4 蒸汽
通入床层,气体速度为5m/min,在气流通过220min 后,吸附质达到床层0.1m 处;505min
后达到0.2m 处。设床层高1m,计算吸附床最长能够操作多少分钟,而CCl4 蒸汽不会逸出?
7.7 在直径为1m 的立式吸附器中,装有1m 高的某种活性炭,填充密度为230kg/m3,当吸
附CHCl3 与空气混合气时,通过气速为20m/min,CHCl3 的初始浓度为30g/m3,设CHCl3
蒸汽完全被吸附,已知活性炭对CHCl3 的静活性为26.29%,解吸后炭层对CHCl3 的残留活
性为1.29%,求吸附操作时间及每一周期对混合气体的处理能力。
7.8 在温度为323K 时,测得CO2 在活性炭上吸附的实验数据如下,试确定在此条件下弗罗
德里希和朗格谬尔方程的诸常数。
单位吸附剂吸附的CO2 体积(cm3/g) 气相中CO2 的分压(atm)
30 1
51 2
67 3
81 4
93 5
104 6
7.9 利用活性炭吸附处理脱脂生产中排放的废气,排气条件为294K,1.38×105Pa,废气量
25400m3/h。废气中含有体积分数为0.02 的三氯乙烯,要求回收率99.5%。已知采用的活性
炭的吸附容量为28kg 三氯乙烯/100kg 活性炭,活性炭的密度为577kg/m3,其操作周期为4h,
加热和解析2h,备用1h,试确定活性炭的用量和吸附塔尺寸。
7.10 尾气中苯蒸汽的浓度为0.025kg/kg 干空气,欲在298K 和2atm 条件下采用硅胶吸附净
化。固定床保护作用时间至少要90min。设穿透点时苯的浓度为0.0025kg/kg 干空气,当固
定床出口尾气中苯浓度达0.020kg/kg 干空气时即认为床层已耗竭。尾气通过床层的速度为
1m/s(基于床的整个横截面积),试决定所需要的床高。
已知硅胶的堆积密度为625kg/m3,平均粒径Dp=0.60cm,平均表面积a=600m2/m3。在
上述操作条件下,吸附等温线方程为:Y*=0.167X1.5。
式中Y*=kg 苯/kg 干空气,X=kg 苯/kg 硅胶。假定气相传质单元高度
0.51 H 0.00237 (D G / ) OY p 
7.11 把处理量为250mol/min 的某一污染物引入催化反应器,要求达到74%的转化率。假设
采用长6.1m,直径3.8cm 的管式反应器,求所需要催化剂的质量和所需要的反应管数目。
假定反应速度可表示为:RA=-0.15(1-xA)mol/(kg 催化剂.min)。
催化剂堆积密度为580kg/m3。
7.12 为减少SO2向大气环境的排放量,一管式催化反应器用来把SO2转化为SO3。其反应方程式为:2SO2+O2->2SO3
总进气量是7264kg/d,进气温度为250。C,二氧化硫的流速是227kg/d。假设反应是绝热进行且二氧化硫的允许排放量是56.75kg/d。试计算气流的出口温度。SO2反应热是171.38kJ/mol,热容是0.20J/(g.K)。
Chapter 7
1. A flue gas containing 3% SO2 by volume is to be scrubbed by a fresh absorbent to remove 90% of the SO2 . At equilibrium, the dissolved SO2 mole fraction in the absorbent is 0.0027 when the mole fraction in the gas phase is 0.03 .What is the minimum L/G for the absorber? Assume that in this region the equilibrium line is straight.
2. A power plant flue gas contains 1000 ppm of NO and is emitted at a rate of 1000 m3 s-1 at 573K and 1 atm . A selective catalytic reduction system is to be used to achieve 75% removal of the NO. Calculate the quantity of ammonia needed in kg hr-1.
作业习题
第八章 硫氧化物的污染控制
8.1 某新建电厂的设计用煤为:硫含量3%,热值26535kJ/kg。为达到目前中国火电厂的排放标准,采用的SO2排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率?
8.2 某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫,脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为3.6%,含灰为7.7%。试计算:
1)如果按化学剂量比反应,脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO3;
2)如果实际应用时CaCO3过量30%,每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO3;
3)脱硫污泥中含有60%的水分和40%CaSO4.2H2O,如果灰渣与脱硫污泥一起排放,每吨燃煤会排放多少污泥?
8.3 一冶炼厂尾气采用二级催化转化制酸工艺回收SO2。尾气中含SO2为7.8%、O2为10.8%、N2为81.4%(体积)。如果第一级的SO2回收效率为98%,总的回收效率为99.7%。计算:
1)第二级工艺的回收效率为多少?
2)如果第二级催化床操作温度为420。C,催化转化反应的平衡常数K=300,反应平衡时SO2
的转化率为多少?其中,
0.5 ( )
2 2
3
SO O
SO
y y
y
K

 。
8.4 通常电厂每千瓦机组容量运行时会排放0.00156m3/s 的烟气(180。C,1atm)。石灰石烟
气脱硫系统的压降约为2600Pa。试问:电厂所发电中有多少比例用于克服烟气脱硫系统的
阻力损失?假定动力消耗=烟气流率×压降/风机效率,风机效率设为0.8。
8.5 石灰石(CaCO3)法洗涤脱硫采用喷雾塔设计,如果喷嘴产生雾滴的平均直径为3mm,
假定操作按表8-5 的典型工况进行,试计算:
1)液滴相对与塔壁的沉降速度是多少?
2)如果气体进口温度为180。C,离开塔顶时下降到55。C,计算雾滴的水分蒸发率?假定雾
滴可近似视为水滴。
3)脱硫液每经过一次喷雾塔,有多少分率的CaCO3 发生了反应?
8.6 在双碱法烟气脱硫工艺中,SO2 被Na2SO3 溶液吸收。溶液中的总体反应为:
Na2SO3+H2O+SO2+CO2->Na++H++OH-+HSO3
-+SO3
2-+HCO3
-+CO3
2-
在333K 时,CO2 溶解和离解反应的平衡常数为:
K M atm
P
CO H O
hc
CO
0.0163 /
[ ]
2
2 2  

, K M
CO H O
HCO H
c
6.35
1
2 2
3 10
[ ]
[ ] [ ] 
 
 


K M
HCO
CO H
c
10.25
2
3
2
3 10
[ ]
[ ] [ ] 

 
 

溶液中钠全部以Na+形式存在,即[Na]=[Na+];
溶液中含硫组分包括,[S]=[SO2.H2O]+[HSO3
-]+[SO3
2-]。
如果烟气的SO2 体积分数为2000×10-6,CO2 的浓度为16%,试计算脱硫反应的最佳pH。
8.7 根据表8-5 中所列的石灰石湿法烟气脱硫的典型操作条件,试计算:
1)脱硫液每循环经过一次洗涤塔,单位体积脱硫液中溶解了多少摩尔的SO2;
2)如果脱硫液进入洗涤塔时的pH 为5,则其流出洗涤塔时的pH 为多少。假定浆滴在洗涤
塔中的停留时间较短(通常为3~4s),CaCO3 尚未发生反应。
Chapter 8
1. The Henry’s law constant for 2 O in water at 20 C 
is 40,100atm. Estimate the equilibrium
oxygen content of water at 20 C 
. What ate the biological implicat ions of this value being so
small?
2.Assume that a single absorption sulfuric acid plant recovers 98 percent of its 2 SO as acid, and
a double absorption plant recovers 99.7 percent.
a. What fraction of the 2 SO passing from the first absorber must be captured by the final
conversion and absorption?
b. If the final catalyst bed operates at 420 C  , at which the equilibrium constant K» 300, what
fraction of the equilibrium conversion is this?
3. The price of chemicals change with time, but in 1994 typical prices were $70/ton for sulfur on
the U.S. Gulf Coast and $75/ton for sulfuric acid in the eastern United States. The railroad cost
of shipping bulk cargoes in the United States. The railroad cost of shipping bulk cargoes in the
United States was roughly $0.03 per ton mile.
a. If you buy sulfur and make it into sulfuric acid to sell, at these prices how much per ton of acid
can you afford to pay for the capital and operat ing costs of the sulfuric acid plant in order to
break even.
b. If you must ship sulfur or sulfuric acid 500 miles to a customer, what is the shipping cost per
ton of contained sulfur?
c. What do these answers tell you about the economics if shipping sulfur of sulfuric acid?
4. Ordinary coal-fired eclectic power plants produce about 3.3 acfm(0.00156m3 / s )of stack gas
(at 400 F  and 1 atm) per kilowatt of net power produced. Limestone scrubbers have pressure
drops of about 20 inche of water. What fraction of the power produced by the plant must be
used to overcome the pressure loss in the scrubber? Assume the following:
Power=(flow rate)(pressure drop/blower efficiency)
Blower efficiency=0.8
作业习题
第九章 固定源氮氧化物污染控制
9.1 某座1000MW 的火电站热效率为38%,基于排放系数,计算下述三种情况NOx的排放
量(t/d):
1)以热值为6110kcal/kg 的煤为燃料;2)以热值为10000kcal/kg 的重油为燃料;
3)以热值为8900kcal/m3 的天然气为燃料。
9.2 大型燃煤工业锅炉的NOx排放系数可取为8kg/t,试计算排烟中NOx的浓度。假定烟气
中O2 的浓度为6%,煤的组成见例2-2。
9.3 气体的初始组成以体积计为8.0%CO2、12%H2O、75%N2 和5%O2。假如仅考虑N2 与
O2 生成NO 的反应,分别计算下列温度条件下NO 的平衡浓度。
1)1200K;2)1500K;3)2000K。
9.4 假定煤的元素组成以重量百分比计为:氢3.7,碳75.9,硫0.9,氮0.9,氧4.7,其余的
为灰分。当空气过剩系数20%条件下燃烧时,假定燃烧为完全燃烧。如果不考虑热力型NOx
的生成,若燃料中氮1)20%,2)50%,转化为NO,试求烟气中NO 的浓度。
9.5 基于第二节给出的动力学方程,对于t=0.01、0.04 和0.1s,估算[NO]/[NO]e 的比值,假
定M=70,C=0.5。试问M=70 所对应的温度是多少?以K 表示。
9.6 对于M=50 和M=30 重复上面的计算。
9.7 对于反应N2+O2->2NO,平衡常数可表示为: f b K [NO] /[N ][O ] k / k 2 2
2   。根据
现有的数据,可以得到kf=9×1014exp[-13500/(RT)]和kb=4.1×1013exp[-91600/(RT)]。按表
9-3 中的温度,计算平衡常数K,并与表中的数据比较。
9.8 计算组成为95%N2 和5%O2 的烟气达到平衡时,原子态O 的浓度。假定平衡时的温度
为1)2000K;2)2200K;3)2400K。
9.9 典型的大型燃煤工业锅炉氮氧化物排放系数为8kg/t。假定煤的组成与习题9-4 相同,
烟气中氧浓度为6%,试计算烟气中NOx的浓度。
9.10 燃油锅炉的NOx排放标准为230×10-6(体积分数),假定油的化学组成C10H20Nx,当
空气过剩50%时发生完全燃烧。当燃料中50%的氮转化为NOx,忽略热力型NOx时,为满
足排放标准,氮在油中的最大含量为多少?
9.11 欲从燃烧烟气中用氨去除NOx,假定实际的反应为反应(9-17)和(9-18),烟气中
NO 占NOx 总量的90%,其余的为NO2。按习题9-1 的三种情况,若去除90%以上的NOx,
每天各需要多少吨氨?假定氨的残留量为5×10-6(体积分数)。
9.12 烟气中NOx的浓度经常以体积分数(10-6)表示,为了计算NOx排放总量,通常将其
转化为kgNO2/GJ 表示。试导出一个通用的转化公式,需引进的变量应尽可能少。若已知甲
烷在10%过剩空气下燃烧时NOx 的浓度为300×10-6,利用你导出的公式,将NOx 的浓度
转化为kgNO2/GJ。
Chapter 9
1. The Federal new source performance standards for coal-fired power plants require that the
emissions of nitrogen oxides be less than 0.6 lb of nitrogen oxides per million Btu of coal
burned. These are to be computed based on all the nitrogen oxides being in the form of
2 NO .If a plant emits 0.4 lb of NO and 0.1 lb of 2 NO per million Btu, what is its nitrogen
oxide emission, reported as 2 NO
2.By how much does preheating the air, as shown in Figure below (b), increase the thermal
efficiency of the preheated furnace, compared to one without preheating as shown in Figure
below (a)? Assume the fuel is methane ,the heating value is 21,502 Btu/lb, and there is 20%
excess air. The heat capacity of air and combustion gases is roughly 7 Btu/(lbmol F ×
).
3. Using Figure below, estimate the fraction of the fuel N is emitted as X NO
.
作业习题
第十章 挥发性有机物污染控制
10.1 查阅有关资料,绘制CO2 蒸汽压随温度变化曲线,接合CO2 物理变化特征对曲线进行
分析说明。
10.2 估算在40。C 时,苯和甲苯的混合液体在密闭容器中同空气达到平衡时,顶空气体中苯
和甲苯的摩尔分数。已知混合液中苯和甲苯的摩尔分数分别为30%和70%。
10.3 计算20。C 时,置于一金属平板上1mm 厚的润滑油蒸发完毕所需要的时间。已知润滑
油的密度为1g/cm3, 分子量为400g/mol,蒸汽压约为1.333 × 10 - 4Pa, 蒸发速率为
P
p
m s
mol
(0.5 ) 2 

10.4 利用溶剂吸收法处理甲苯废气。已知甲苯浓度为10000mg/m3,气体在标准状态下的流
量为20000m3/h,处理后甲苯浓度为150mg/m3,试选择合适的吸收剂,计算吸收剂的用量、
吸收塔的高度和塔径。
10.5 采用活性碳吸附法处理含苯废气。废气排放条件为298K、1atm,废气量20000m3/h,
废气中含有苯的体积分数为3.0×10-3,要求回收率为99.5%。已知活性炭的吸附容量为
0.18kg(苯)/kg(活性炭),活性炭的密度为580kg/m3,操作周期为吸附4 小时,再生3 小
时,备用1 小时。试计算活性炭的用量。
10.6 利用冷凝—生物过滤法处理含丁酮和甲苯混合废气。废气排放条件为388K、1atm、废
气量20000m3/h,废气中甲苯和丁酮体积分数分别为0.001 和0.003,要求丁酮回收率大于
80%,甲苯和丁酮出口体积分数分别小于3×10-5和1×10-4,出口气体中的相对湿度为80%,
出口温度低于40。C,冷凝介质为工业用水,入口温度为25。C,出口为32。C,滤料丁酮和
甲苯的降解速率分别为0.3 和1.2kg/m3.d,阻力为150mmH2O/m。比选设计直接冷凝—生物
过滤工艺和间接冷凝—生物过滤工艺,要求投资和运行费用最少。
10.7 丙烷充分燃烧时,要供入的空气量为理论量的125%,反应式为:
C H O CO H O 3 8 2 2 2  5 3  4 。问燃烧100mol丙烷需要多少摩尔空气?
Chapter 10
1.In test of incineration of herbicides, the incinerator temperature averaged 1500 C  ,and the time
spent by the material being burned at this temperature was 1.0s. The destruction of
dioxin(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dixoin),averaged over three testing periods,was 99.93。
2.Estimate the temperature required for an afterburner that will destroy 99.5%of the toluene
contained in an airstream with a residence time of 0.5s using the values in Table below, Compare
your results with the example calculat ion in Cooper and Alley, in which they show that three
different methods of making this estimate lead to answers of 1326° ,1263 ° ,and 1331° F
3.We are designing an afterburner to destroy solid particles of a new type of plastic with density
1g/ 3 cm .The particles will be spheres with diameter 10 m. The afterburner will operate at a
temperature of 1200° F. Our laboratory has tested the burning rate of this plastic and finds that
at 1200° F, the burning rate in air is 0.001g/( cm2s ).Based on this burning rate, estimate how
long the particles must be held at 1200° F, to burn up completely.
4. Pulverized-coal furnaces grind their coal so that 80+ percent is smaller than 200 microns in
diameter. These particles are completely burned in the approximately 2 s that they spend in the
combustion zone of the furnace. Estimate their surface burning rate.
作业习题
第十一章 城市机动车污染控制
11.1 设某汽车行驶速度为80km/h 时,4 缸发动机的转速为2000r/min,已知该条件下汽车的
油耗为8L/100km,请计算每次燃烧过程喷入发动机气缸的汽油量。
11.2 在冬季CO 超标地区,要求汽油中有一定的含氧量,假设全部添加MTBE(CH3OC4H9);
要达到汽油中(C8H17)重量比2.7%的含氧要求,需要添加多少百分比的MTBE?假设两者
密度均为0.75g/cm3;含氧汽油的理论空燃比是多少?
11.3 发动机燃烧过程如图11-29 所示,请计算汽缸内燃烧前,燃烧刚开始时,以及燃烧全
部完成后的气体温度。已知:汽油发动机的压缩比为7,在理论空燃比下工作,转速为
2000r/min,燃烧过程为上止点前后各15。C 区间。
11.4 试解释污染物形成与空燃比关系图(图11-5)中NOx 为何成圆拱状?
11.5 1)用与11.3 相似的方法估算发动机的排气温度(大约在上止点TDC 之后90 度);
2)实际排气温度比上述计算值要低,在怠速情况下,虽然其空燃比与满负荷时基本相同,
但排气温度却低很多,为什么?
11.6 由燃油蒸发控制装置控制的两个HC 排放源是:1)燃油泵和化油器;2)化油器和空
气滤清器;3)空气滤清器和燃油箱;4)燃油箱和化油器。
11.7 在汽油喷射系统中,汽油喷进空气是在:1)各燃烧室;2)进气歧管;3)化油器;4)
排气管。
11.8 减少发动机燃烧室表面积可以:1)减少废气中HC 含量;2)增加废气中HC 含量;3)
减少废气中NOx 的含量;4)以上都不是。
Chapter 11
1. Show the equation for the stoichiometric A/F of an HC in terms of the ratio y/x. Real gasolines
always contain some O,N, and S ,so this treatment, which assumes only C and H are present, is an
approximat ion, generally a good one. Of the common components in gasoline, the lowest y/x ratio
is 1.0, for benzene, and the highest is 2.5, for butane. (x/y=2.125)
2. How much gasoline is inserted into the combustion chamber of an auto engine for each
combustion? Assume 2000RPM, 60 mi/h, 25mi/gal,4-cylinder engine.
3. The charcoal canister in a typical auto contains 700 to 800 g of charcoal and can hold roughly
0.3g HC/g charcoal.
(a) If a typical gasoline tank filling is 12 gallons and the vapor in the tank before filling is in
equilibrium with liquid gasoline at 1000F, how much HC will be in the displaced vapor? Assume
that the gasoline has the same vapor pressure as in Problem 10.10
( 0 ln P(psia) 11.724 (5236.5 R) / T)
(b) Must the charcoal canister be enlarged if it must accommodate this amount of HC? By how
much?
4.Assume that the typical charcoal canister (see 13.13) is a cylinder with height=1.5 diameter and
that the charcoal pieces are spheres with diameter 1/8 inch. The bulk density of the charcoal is
30lb/ft3 and the external porosity ε=0.3.
(a) Estimate their pressure drop –volumetric flow rate relationship. See any f luid mechanics
books for data on flow through porous media.
(b) Estimate the pressure drop if a charcoal canister is used to capture the vapors from gas tank
fueling, which occurs at roughly 10gal/min.
作业习题解答
第一章 概 论
1.1 解:
按1mol 干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比,故nN2=0.781mol,nO2=0.209mol,
nAr=0.00934mol,nCO2=0.00033mol。质量百分数为
100% 75.51%
28.97 1
0.781 28.01
% 2  


N  , 100% 23.08%
28.97 1
0.209 32.00
% 2  


O  ;
100% 1.29%
28.97 1
0.00934 39.94
%  


Ar  , 100% 0.05%
28.97 1
0.00033 44.01
% 2  


CO  。
1.2 解:
由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下:
SO2:0.15mg/m3,NO2:0.12mg/m3,CO:4.00mg/m3。按标准状态下1m3 干空气计算,其
摩尔数为44.643mol
22.4
1 103


。故三种污染物体积百分数分别为:
SO2: 0.052 ppm
64 44.643
0.15 10 3


 
,NO2: 0.058 ppm
46 44.643
0.12 10 3


 
CO: 3.20 ppm
28 44.643
4.00 10 3


 

1.3 解:
1)  (g/m3
N) 3
3
4
1.031 /
22.4 10
1.50 10 154
N  g m

 
 

c(mol/m3
N) 3 3
3
4
6.70 10 /
22.4 10
1.50 10
N mol m 


 


 。
2)每天流经管道的CCl4 质量为1.031×10×3600×24×10-3kg=891kg
1.4 解:
每小时沉积量200×(500×15×60×10-6)×0.12g =10.8g
1.5 解:
由《大气污染控制工程》P14 (1-1),取M=210
0.2369
19.5 10
2.2 10
210 2
4
2 2



   


O p
p
M
O Hb
COHb

COHb 饱和度19.15%
1 0.2369
0.2369
1 /
/
2
2
2







COHb O Hb
COHb O Hb
COHb O Hb
COHb
CO 
1.6 解:
含氧总量为960mL
100
4800 20


。不同CO 百分含量对应CO 的量为:
2%: 2% 19.59mL
98%
960
  ,7%: 7% 72.26mL
93%
960
 
1)最初CO 水平为0%时 172.0min
4.2 10 10
72.26
4 3 
 
  t ;
2)最初CO 水平为2%时 125.4min
4.2 10 10
72.26 19.59
4 3 
 

  t 。
1.7 解:
由《大气污染控制工程》P18 (1-2),最大能见度为
m
K
d
L p p
v 11581 .8
2.2 0.2
2.6 2.6 1400 1.4


 
 



Chapter 1
1. Solution:
a. 540/5.44=99 So this was 99 times the annual man made 10 PM emissions.
b. Mixed. Most of that huge amount of material fell within 50 miles of the site, covering a
huge area up to a few feet thick. However it put enough fine material into the atmosphere
that we had world wide reddened sunsets for almost a year.
2. Solution:
a. M=cV= 6 3 3 9 10
3 50 10 10 50 10 1.1 10 1
g
m g b
m
创- - = ? - -
b.
9
5
3 4 3
3
50 10
3.8 10
2
(0.5 10 )
6 6
m g
N
g
D cm
cm
p p
r
-
-
´
= = =

c. Clearly industry will cite the » 10 10- pounds while environmentalists will cite the 0.4
million part icles. This shows that two people can both tell the truth, but lead their audience
to very different conclusions. We should strive to tell “the whole truth”
3. Solution
a.
3
6 3 9 10
3 80 10 10 80 10 / 1.8 10 1 /
g m
g breath b breath
m breath
创- - = ? - -
b. for 2 SO , M =64g/mol,
9 2 1 1 4 8 0 1 0 9 . 4 1 0 7 . 5 1 0 /
g m o l e c u l e s
N m o l e c u l e s b r e a t h
b r e a t h g
- = 创?
4. Solution:
0.41 /
0.00225 0.225%
1 6 454
15
g mile
gal lb g
mile gal lb
= =

作业习题解答
第二章 燃烧与大气污染
2.1 解:
1kg 燃油含:
重量(g) 摩尔数(g) 需氧数(g)
C 855 71.25 71.25
H 113-2.5 55.25 27.625
S 10 0.3125 0.3125
H2O 22.5 1.25 0
N 元素忽略。
1)理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg
设干空气O2:N2 体积比为1:3.78,则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。
即474.12×22.4/1000=10.62m3
N/kg 重油。
烟气组成为CO271.25mol , H2O 55.25+11.25=56.50mol , SO20.1325mol , N23.78 ×
99.1875=374.93mol。
理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即502.99×22.4/1000=11.27
m3
N/kg 重油。
2)干烟气量为502.99-56.50=446.49mol/kg 重油。
SO2 百分比浓度为100% 0.07%
446.49
0.3125
  ,
空气燃烧时CO2 存在最大浓度100% 15.96%
446.49
71.25
  。
3)过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×10.62=11.68m3
N/kg 重油,
产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m3
N/kg 重油。
2.2 解:
相对于碳元素作如下计算:
%(质量) mol/100g 煤 mol/mol 碳
C 65.7 5.475 1
H 3.2 3.2 0.584
S 1.7 0.053 0.010
O 2.3 0.072 0.013
灰分 18.1 3.306g/mol 碳
水分 9.0 1.644g/mol 碳
故煤的组成为CH0.584S0.010O0.013,
燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为18.26g /molC
5.475
100
 。燃烧方程式为
0.584 0.010 0.013 2 2 2 2 2 2 CH S O  n(O  3.78N )CO  0.292H O 0.010SO  3.78nN
n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495
1)理论空气量1000 22.4 10 m / kg 6.74m / kg
18.26
1.1495 (1 3.78) 3 3 3    
   ;
SO2 在湿烟气中的浓度为100% 0.174%
18
1.644
1 0.292 0.010 3.78 1.1495
0.010
 
    
2)产生灰分的量为80% 144.8g / kg
100
1000
18.1  
烟气量(1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18)×1000/18.26×22.4×10-3=6.826m3/kg
灰分浓度为3 10
6.826
144.8
 mg/m3=2.12×104mg/m3
3)需石灰石103.21kg
35%
1.7 40
32.00
1000 1.7%

 

/t 煤
2.3 解:
按燃烧1kg 煤计算
重量(g) 摩尔数(mol) 需氧数(mol)
C 795 66.25 66.25
H 31.125 15.5625 7.78
S 6 0.1875 0.1875
H2O 52.875 2.94 0
设干空气中N2:O2 体积比为3.78:1,
所需理论空气量为4.78×(66.25+7.78+0.1875)=354.76mol/kg 煤。
理论烟气量CO2 66.25mol,SO2 0.1875mol,H2O 15.5625+2.94=18.50mol
N2 280.54mol
4.78
3.78 354.76


总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤
实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg 煤,SO2 浓度为100% 0.043%
436.43
0.1875
  。
2.4 解:
取1mol 煤气计算
H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol
CO2 0.05mol 0
CO 0.285mol 0.143mol
H2 (0.13-0.004)mol 0.063mol
CH4 0.007mol 0.014mol
共需O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中N2:O2 体积比为3.78:1,则
理论干空气量为0.223×(3.78+1)=1.066mol。取 1.2 ,则实际干空气 1.2×
1.066mol=1.279mol。
空气含湿量为12g/m3
N,即含H2O0.67mol/ m3
N,14.94L/ m3
N。故H2O 体积分数为1.493%。
故实际空气量为1.298mol
1 1.493%
1.279



烟气量SO2:0.002mol,CO2:0.285+0.007+0.05=0.342mol,N2:0.223×3.78+0.524=1.367mol,
H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol
故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol
2.5 解:
1)N2%=1-11%-8%-2%-0.012%=78.99%
由《大气污染控制工程》P46 (2-11)
空气过剩100% 50.5%
0.264 78.99 (8 0.5 2)
8 0.5 2
 
   
 
2)在测定状态下,气体的摩尔体积为
L mol
P
T
T
PV
V 39.46 /
273 700 133.322
101325 22.4 443
2
2
1
1 1
2 
 
 
   ;
取1m3 烟气进行计算,则SO21 20×10-6m3,排放浓度为
6
3
3
120 10
(1 8%) 64 0.179 /
39.46 10
g m



   


3) 3 22.4
5663.37 (1 8%) 2957 /min
39.46 N     m 。
4) 3 52.85 /
22.4
39.46
30.0 N   g m 。
2.6 解:
按1kg 煤进行计算
重量(g) 摩尔数(mol) 需氧数(mol)
C 758 63.17 63.17
H 40.75 20.375 10.19
S 16 0.5 0.5
H2O 83.25 4.625 0
需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol
设干空气中N2:O2 体积比为3.78:1,则干空气量为73.86×4.78×1.2=423.66mol,
含水423.66×0.0116=4.91mol。
烟气中:CO2 63.17mol;SO2 0.5mol;H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol;
N2:73.86×3.78=279.19mol;过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol
其中CO2 100% 14.25%
443.38
63.17
  ;SO2 100% 0.11%
443.38
0.5
  ;
H2O 100% 6.74%
443.38
29.91
  ; N2 100% 75.55%
443.38
279.19 0.79 70.61
 
  。
O2 100% 3.33%
443.38
70.61 0.209
 
 。
2.7 解:
SO2 含量为0.11%,估计约1/60 的SO2 转化为SO3,则SO3 含量
5 1.83 10
60
1
0.11%     ,即PH2SO4=1.83×10-5,lg PH2SO4=-4.737。
查图2-7 得煤烟气酸露点约为134 摄氏度。
2.8 解:
以1kg 油燃烧计算,
C 860g 71.67mol;
H 140g 70mol,耗氧35mol。
设生成CO x mol,耗氧0.5x mol,则生成CO2 (71.67-x)mol,耗氧(71.67-x)mol。
烟气中O2 量
6 600 10
1.5%
 
x 。
总氧量 x x x
x
0.5 (71.67 ) 35 106.67 24.5
600 10
1.5%
6      
 
,干空气中N2:O2 体积比
为3.78:1,则含N2 3.78×(106.67+24.5x)。根据干烟气量可列出如下方程:
6 6 600 10
71.67 3.78(106.67 24.5 )
600 10
1.5%
  
   

x
x
x ,解得x=0.306
故CO2%: 100% 13.99%
600 10
0.306
71.67 0.306
6
 




N2%: 100% 84.62%
600 10
0.306
3.78(24.5 0.306 106.67)
6
 

 

由《大气污染控制工程》P46 (2-11)
空气过剩系数1.07
0.264 84.62 (1.5 0.5 0.06)
1.5 0.5 0.06
1 
   
 
  
Chapter 2
1. Solution:
3 ( ) (0.15) 0.00337; n
l p = p = =
h = 1 - p = 9 9 . 6 6 %
2.Solution:
7
2 2
3
(2 10 5 )
1000
2158
3600 1609
(10 2)
u
g
in mi
qL mi mg in mi m H
c b mg g s m s
m

= = 创?
-
-
3.Solution
a. 3 1000 1000
42.24 7.04 10
100 60min min
l mols kgcoal g h mol
n
gdrycoal hr kg
= 创?
3 1 3 8 6
7 . 0 4 1 0 5 . 9 8 6
m i n 4 5 4 1
m o l bm o l s c t
Q s c f m
m o l bm o l
= 创?
= 5 9 8s6c f m? ( 8 6 0R / 5 2R8 ) 9a7c4f9m  
4. Solution:
a )
2
(1 )
( );
2 0.21 sr
y x E
molH O n
+
= +
t ot al
( 1 )
[ ( 1 ) 1 ] ;
0.21 st
y E
mols x n x
x
+
= + + + -
4 st
y
n = x +
mol fr 2
(1 )
/ 2 ( )
0.21
(1 )
/ 4 (1 ) 1
0.21
st
st
x E
y n
H O
E
x y n x
+
+
=
禳+ 镲镲
+ + + - 睚镲镲

mol fr 2
/ (2 0.5 / )( (1 )
0.21
(1 )
2 / (2 0.5 / ) (1 ) 1
0.21
x
y x y x E
H O
x
y x y x E
+ + +
=
禳+ 镲镲
+ + + + - 睚镲镲

b )
to save writing let y / x = a (1 )
0.21
x
+ E = b ;
(1 )
(1 ) 1
0.21
X
E g
禳+ 镲镲
+ - = 睚镲镲

, mol
fr 2 w H O = y
then
(2 0.5 )
2 (2 0.5 ) w y
a a b
a a g
+ +
=
+ + +
2( (1 ) )
1 0.5 (1 0.5 )
w
w
y
y
g b
a
b g
- + -
=
+ - - +
for X=E=0, we have
1
0; 1 3.76
0.21
b = g = - =
2 (1 3.76) 9.51
1 (1 0.5 3.76) 1 2.88
w w
w w
y y y
x y y
a
+
= = =
- + ?
and for 0.11 water y = this corresponds to
9.52 0.11
1.53
1 2.88(0.11)
y
x
a
´
= = =
-
c )
For this plausible choice of X and E, we have
(0.0116 1.2)
0.0663
0.21
b
´
= =
1.0116 1.2
1 4.781
0.21
g
禳´ 镲镲
= - = 睚镲镲

2(0.11 (1 4.781) 0.0663
1.72
1 0.5 0.0663 0.11 (1 0.5 4.781)
y
x
a
? -
= = =
+ ? ?
作业习题解答
第三章 大气污染气象学
3.1 解:
由气体静力学方程式,大气中气压随高度的变化可用下式描述:
dP  g dZ (1)
将空气视为理想气体,即有
m
PV RT
M
 可写为
m PM
V R T
   (2)
将(2)式带入(1),并整理,得到以下方程:
dP gM
dZ
P RT
 
假定在一定范围内温度T 的变化很小,可以忽略。对上式进行积分得:
ln
gM
P Z C
RT
   即 2
2 1
1
ln ( )
P gM
Z Z
P RT
   (3)
假设山脚下的气温为10。C,带入(3)式得:
500 9.8 0.029
ln
1000 8.314 283
Z

  

得Z  5.7km
即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。
3.2 解:
d K m
z
T
   


 


   2.35 /100
10 1.5
297.8 298
1.5 10 ,不稳定
d K m
z
T
   


 


   1.5 /100
30 10
297.5 297.8
10 30 ,不稳定
d K m
z
T
   


 


   1.0 /100
50 30
297.3 297.5
30 50 ,不稳定
d K m
z
T
  


 


   1.75 /100
30 1.5
297.5 298
1.5 30 ,不稳定
d K m
z
T
  


 


   1.44 /100
50 1.5
297.3 298
1.5 50 ,不稳定。
3.3 解:
0.288
0
1
0
1 ( )
P
P
T
T
 ,
K
P
P
T T ) 258.49
400
600
( ) 230( 0.288 0.288
0
1
1 0   
3.4 解:
由《大气污染控制工程》P80 (3-23), m
Z
Z
u u ( )
1
1  ,取对数得lg lg( )
1 1 Z
Z
m
u
u

设y
u
u

1
lg , x
Z
Z
lg( ) 
1
,由实测数据得
x 0.301 0.477 0.602 0.699
y 0.0669 0.1139 0.1461 0.1761
由excel 进行直线拟合,取截距为0,直线方程为:y=0.2442x
故m=0.2442。
3.5 解:
1 0.07 0.07
1 0
0
50
( ) 2 ( ) 2.24 /
10
Z
u u m s
Z
    , 2 0.07 0.07
2 0
0
100
( ) 2 ( ) 2.35 /
10
Z
u u m s
Z
   
3 0.07 0.07
3 0
0
200
( ) 2 ( ) 2.47 /
10
Z
u u m s
Z
    , 4 0.07 0.07
4 0
0
300
( ) 2 ( ) 2.54 /
10
Z
u u m s
Z
   
5 0.07 0.07
5 0
0
400
( ) 2 ( ) 2.59 /
10
Z
u u m s
Z
    。
稳定度D,m=0.15
m s
Z
Z
u u ) 2.55 /
10
50
( ) 2 ( 0.15 0.15
0
1
1 0     , m s
Z
Z
u u ) 2.82 /
10
100
( ) 2 ( 0.15 0.15
0
2
2 0    
m s
Z
Z
u u ) 3.13 /
10
200
( ) 2 ( 0.15 0.15
0
3
3 0     , m s
Z
Z
u u ) 3.33 /
10
300
( ) 2 ( 0.15 0.15
0
4
4 0    
m s
Z
Z
u u ) 3.48 /
10
400
( ) 2 ( 0.15 0.15
0
5
5 0     。
稳定度F,m=0.25
m s
Z
Z
u u ) 2.99 /
10
50
( ) 2 ( 0.25 0.25
0
1
1 0     , m s
Z
Z
u u ) 3.56 /
10
100
( ) 2 ( 0.25 0.25
0
2
2 0    
m s
Z
Z
u u ) 4.23 /
10
200
( ) 2 ( 0.25 0.25
0
3
3 0     , m s
Z
Z
u u ) 4.68 /
10
300
( ) 2 ( 0.25 0.25
0
4
4 0    
m s
Z
Z
u u ) 5.03 /
10
400
( ) 2 ( 0.25 0.25
0
5
5 0    
风速廓线图略。
3.6 解:
1)根据《Air Pollution Control Engineer ing》可得高度与压强的关系为dz
RT
gM
P
dP
 
将g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得T
P
dP
dz  29.21 。
当t=11.0。C,气压为1023 hPa;当t=9.8。C,气压为1012 hPa,
故P=(1023+1012)/2=1018Pa,T=(11.0+9.8)/2=10.4。C=283.4K,dP=1012-1023=-11Pa。
因此dz 283.4m 89m
1018
11
29.21 

  ,z=119m。
同理可计算其他测定位置高度,结果列表如下:
测定位置 2 3 4 5 6 7 8 9 10
气温/。C 9.8 12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6 0.8
气压/hPa 1012 1000 988 969 909 878 850 725 700
高度差/m 89 99 101 163 536 290 271 1299 281
高度/m 119 218 319 482 1018 1307 1578 2877 3158
2)图略
3) d K m
z
T
  


 


 


 1.35 /100
89
11 9.8
1 2
1 2
1 2 ,不稳定;
2.22 /100 0
99
9.8 12
2 3
2 3
2 3   


 


 


 K m
z
T
 ,逆温;
1.98 /100 0
101
12 14
3 4
3 4
3 4   


 


 


 K m
z
T
 ,逆温;
0.61 /100 0
163
14 15
4 5
4 5
4 5   


 


 


 K m
z
T
 ,逆温;
d K m
z
T
  


 


 


 0.37 /100
536
15 13
5 6
5 6
5 6 ,稳定;
0
290
13 13
6 7
6 7
6 7 


 


 


 z
T

d K m
z
T
  


 


 


 0.15 /100
271
13 12.6
7 8
7 8
7 8 ,稳定;
d K m
z
T
  


 


 


 0.85 /100
1299
12.6 1.6
8 9
8 9
8 9 ,稳定;
d K m
z
T
  


 


 


 0.28 /100
281
1.6 0.8
9 10
9 10
9 10 ,稳定。
3.7 解:
1.22 /100 0
458
26.7 21.1
1
1
1  




 K m
z
T
G ,故0 1 1   G  ,逆温;
K m
z
T
G 0.72 /100
763
15.6 21.1
2
2
2  




 ,故
d   G  0.72K /100m  2 2
,稳定;
K m
z
T
G 1.16 /100
580
8.9 15.6
3
3
3  




 ,故
d   G 1.16K /100m  3 3
,不稳定;
K m
z
T
G 1 /100
2000
5.0 25.0
4
4
4  




 ,故d   G 1K /100m  4 4 ,不稳定;
K m
z
T
G 2 /100
500
20.0 30.0
5
5
5  




 ,故d   G  2K /100m  5 5 ,不稳定;
0.43 /100 0
700
28.0 25.0
6
6
6  




 K m
z
T
G ,故0 6 6   G  逆温。
3.8 解:
以第一组数据为例进行计算:假设地面大气压强为1013hPa,则由习题3.1 推导得到的公式
2
2 1
1
ln ( )
P gM
Z Z
P RT
   ,代入已知数据(温度T 取两高度处的平均值)即
458
8.314 297
9.8 0.029
1013
P
ln 2 


=- ,由此解得P2=961hPa。
由《大气污染控制工程》P72 (3-15)可分别计算地面处位温和给定高度处位温:
K
P
T ) 293
1013
1000
) 294.1(
1000
( 0.288 0.288   
地面
地面地面 ,
K
P
T ) 303.16
961
1000
) 299.7(
1000
( 0.288 0.288
1
1 1     ,
故位温梯度= 2.18K /100m
0 458
293 303



同理可计算得到其他数据的位温梯度,结果列表如下:
测定编号 1 2 3 4 5 6
地面温度/。C 21.1 21.1 15.6 25.0 30.0 25.0
高度/m 458 763 580 2000 500 700
相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0
位温梯度/
K/100m
2.22 0.27 -0.17 -0.02 -1.02 1.42
3.9 解:
以第一组数据为例进行计算,由习题3.1 推导得到的公式2
2 1
1
ln ( )
P gM
Z Z
P RT
   ,设地面
压强为P1,代入数据得到: 458
8.314 297
9.8 0.029
P
970
ln
1



=- ,解得P1=1023hPa。因此
K
P
T ) 292.2
1023
1000
) 294.1(
1000
( 0.288 0.288   
地面
地面地面
同理可计算得到其他数据的地面位温,结果列表如下:
测定编号 1 2 3 4 5 6
地面温度/。C 21.1 21.1 15.6 25.0 30.0 25.0
高度/m 458 763 580 2000 500 700
相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0
地面压强/hPa 1023 1012 1002 1040 1006 1007
地面位温/。C 292.2 293.1 288.4 294.7 302.5 297.4
3.10 解答待求。
Chapter 3
1. Solution:
t/D=20/16000=0.00125
a. D=0.25 inches/0.00125=200inches
b. T=0.00125*6=0.0075 inches
2. Solution:
2
3
2 2(163 ) 10
165
1.2
a P mb P m
V
Kg mb S
m
r
D
= = ?
3. Solution:
for this condition the average molecular weight is
m= 0 . 9 8 8?5 2 9 0 . 0?1 1 5 1 8 g 2m8o. 8l 7 /
and the average heat capacity is
0.9885 3.5 0.0115 4.1 3.5069 p C = ? R ? R R
So that
8.232
/ / P M C g mol
R
= , For dry air this ratio is
8.232
g / mol
R
So that the computed value of dT/dz is muttiplied by a factor of
8.232
0.9935
8.2851
=
And the calculated adiabatic lapse rate is 99.35% of the adiabatic lapse rate which ignores
non-condensing water.
作业习题解答
第四章 大气扩散浓度估算模式
4.1 解:
吹南风时以风向为x 轴,y 轴指向峭壁,原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁,则有
]}
2
( )
] exp[
2
( )
){exp[
2
exp(
2
( , , , ) 2
2
2
2
2
2
'
y z y z z
y z H z H
u
Q
x y z H
     


 

  
现存在峭壁,可考虑 为实源与虚源在所关心点贡献之和。
实源]}
2
( )
] exp[
2
( )
){exp[
2
exp(
2 2
2
2
2
2
2
1
y z y z z
y z H z H
u
Q
     


 

  
虚源]}
2
( )
] exp[
2
( )
]{exp[
2
(2 )
exp[
2 2
2
2
2
2
2
2
y z y z z
L y z H z H
u
Q
     


 



 
因此]}
2
( )
] exp[
2
( )
){exp[
2
exp(
2 2
2
2
2
2
2
y z y z z
y z H z H
u
Q
     


 

   +
]}
2
( )
] exp[
2
( )
]{exp[
2
(2 )
exp[
2 2
2
2
2
2
2
y z y z z
L y z H z H
u
Q
     

 




= ]}
2
( )
] exp[
2
( )
]}{exp[
2
(2 )
) exp[
2
{exp(
2 2
2
2
2
2
2
2
2
y z y y z z
y L y z H z H
u
Q
      

 



  
刮北风时,坐标系建立不变,则结果仍为上式。
4.2 解:
霍兰德公式
D m
T
T T
u
v D
H
s
s s a 5) 96.16
418
418 288
(1.5 2.7
4
13.5 5
(1.5 2.7 )  

 



   。
布里格斯公式
v D kW kW
T
T T
Q s
s
s a
H 13.5 5 29521 21000
418
418 288
9.6 10
2.7
9.6 10
2.7 2
3
2
3    







  
且x<=10Hs。此时 1/ 3 2/ 3 1 1/ 3 1 2/ 3 2 / 3 H 0.362Q x u 0.362 29521 4 x 2.80x H        

按国家标准GB/T13201-91 中公式计算,
因QH>=2100kW,Ts-Ta>=130K>35K。
H n Q H u m n
s
n
H 1.303 29521 120 4 244.93 1 1/ 3 2 / 3 1
0
  1 2       
(发电厂位于城市近郊,取n=1.303,n1=1/3,n2=2/3)
4.3 解:
由《大气污染控制工程》P88(4-9)得
3
2
2
2
2
) 0.0273 /
2 18.1
60
exp(
6 35.3 18.1
80
)
2
exp( mg m
H
u
Q
y z z



  
  
    

4.4 解:
阴天稳定度等级为D 级,利用《大气污染控制工程》P95 表4-4 查得x=500m 时
m m y z   35.3 ,  18.1 。将数据代入式4-8 得
3
2
2
2
2
) 0.010 /
2 18.1
60
)exp(
2 35.3
50
exp(
6 35.3 18.1
80
(500,50,0,60)  mg m




  


 。
4.5 解:
由霍兰德公式求得
D m
T
T T
u
v D
H
s
s s a 0.6) 5.84
405
405 293
(1.5 2.7
4
20 0.6
(1.5 2.7 )  

 



   ,烟囱
有效高度为H H H m s     30  5.84  35.84 。
由《大气污染控制工程》P89 (4-10)、(4-11)
y
z
uH e
Q




max 2
2
 时, m
H
z 25.34
2
35.84
2
    。
取稳定度为D 级,由表4-4 查得与之相应的x=745.6m。
此时m y   50.1 。代入上式3
max 2 0.231 /
50.1
25.34
4 35.84
2 10
g m
e


  
 

 。
4.6 解:
由《大气污染控制工程》P98 (4-31)
1
0.3
1
1
2
2 1 ) 3.02
0.05
2
( ) ( y y
q
y y  


    (当1h 100h 2   ,q=0.3)
3 3
3
1
2
2
2
1.12 10 /
3.02
3.4 10
3.02
)
2
exp( g m
H
u
Q
y z z


 

   

   

4.7 解:
有限长线源dP
H P
u
Q
x H
P
P
z z
L )
2
exp(
2
1
)
2
exp(
2
2
( ,0,0, )
2
2
2
2
1
       
 。
首先判断大气稳定度,确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午4:00,太阳高度角30~
35。左右,属于弱太阳辐射;查表4-3,当风速等于3m/s 时,稳定度等级为C,则400m 处
m m y z   43.3 ,  26.5 。
其次判断3 分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于0.5h,所以不必考虑采样
时间对扩散参数的影响。3 分钟时,污染物到达的距离x  ut  3360  540m 400m,
说明已经到达受体点。
有限长线源dP
H P
u
Q
x H
P
P
z z
L )
2
exp(
2
1
)
2
exp(
2
2
( ,0,0, )
2
2
2
2
1
       

距离线源下风向4m 处, P1= - 75/43.3= - 1.732 , P2=75/43.3=1.732 ;
/( ) 0.6 /( )
150
90
Q g m s g m s L     。代入上式得
3
1.732
1.732
2
) 5.52 /
2
exp(
2
1
2 3 26.5
2 0.6
(400,0,0,0) dp mg m
P
  
 

   
 。
端点下风向P1=0,P2=150/43.3=3.46,代入上式得
3
3.46
0
2
) 3.0 /
2
exp(
2
1
2 3 26.5
2 0.6
(400,0,0,0) dp mg m
P
  
 

   

4.8 解:
设大气稳定度为C 级, m m y z 6.98
2.15
15
232.56 ,
4.3
1000
0 0       。
当x=1.0km, m m y z   99.1 ,  61.4 。由《大气污染控制工程》P106 (4-49)
]}
( ) ( )
[
2
1
exp{
( )( )
( , ,0, ) 2
0
2
2
0
2
y y0 z z0 y y z z
y H
u
Q
x y H
        





 

5 3
2
2
] 4.57 10 /
(61.4 6.98)
15
2
1
exp[
3 (99.1 232.56)(61.4 6.98)
10
g m   

 
   


4.9 解:
设大气稳定度为C 级。m x m
D H
z D 74.42 1226.5
2.15
360 200
2.15
  



 
当x=2km 时,xD<x<2xD,按x= xD 和x=2xD 时浓度值内插计算。
x= xD 时, m m y z  118.26 ,  74.42 ,代入《大气污染控制工程》P88 (4-9)得
3
2
2
2
2
1 ) 0.050 /
2 74.42
200
exp(
3.5 118.26 74.42
180
)
2
exp( mg m
H
u
Q
y z z



  
  
    

x= 2xD 时, m m y z   221.41 ,  139.10 ,代入P101 (4-36)得
3
2
2
2 0.257 /
2 3.5 360 221.41
180
)
2
exp(
2
mg m
y
uD
Q
y y

  
  
   
 ;
通过内插求解3 (2000 1226.5) 0.181 /
1226.5
0.257 0.050
0.05   mg m

  
当x=6km>2xD 时, m y   474 , 3 0.120 /
2 3.5 360 474
180
 mg m
  



计算结果表明,在xD<=x<=2xD 范围内,浓度随距离增大而升高。
4.10 解:
由所给气象条件应取稳定度为E级。查表4-4得x=12km 处, m m y z   4277 ,  87.4 。
m
H
yf y 433.25
8
50
427
8
      ,h H m f z   2  50  287.4  224.8
4 3 1.365 10 /
2 3 224.8 433.25
100
2
(12000 ,0,0,50) g m
uh
Q
f yf
F
  
  
 
  
 。
4.11 解:
按《大气污染控制工程》P91 (4-23)
kW kW
T
T
Q P Q
s
H a v 2.810 10 2100
418
418 293
0.35 0.35 1013 265 4   

   


由P80 (3-23) 0.25 0.25
10
10 ) 1.687
10
( ) 3( s
m s H
H
Z
Z
u  u  
按城市及近郊区条件,参考表4-2,取n=1.303,n1=1/3,n2=2/3,代入P91(4-22)得
5 /12
1/ 4
1/ 3 2 / 3
1
0 23.48
1.687
1.303 28100
1 2
s
s
n s
s
n
H H
H
H
H n Q H u 
 
  


《环境空气质量标准》的二级标准限值为0.06mg/m3(年均),代入P109(4-62)
H
eu
Q
H
y
z
b
s   




 (  )
2
0
= H
H H s
 
     
  


0.25 6
3
3.142 2.718 1.687( ) (0.06 0.05) 10
2 80 10 0.5
解得H H H H m s s s 23.48 357.4 5 /12     
于是Hs>=162m。实际烟囱高度可取为170m。
烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5 倍,即uv>=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s。
但为保证烟气顺利抬升,出口流速应在20~30m/s。取uv=20m/s,则有
m
u
Q
D
v
v 4.1
20
4 4 265



 
 
,实际直径可取为4.0m。
4.12 解:
高架连续点源出现浓度最大距离处,烟流中心线的浓度按 P88(4-7)
y z H
y z y z z
y z H z H
u
Q
 

 

   2 0,
2
2
2
2
2
1 ]}
2
( )
] exp[
2
( )
){exp[
2
exp(
2     

y z y z u
Q
H
H
u
Q
   2  
1.018
]
2 / 2
4
[1 exp[
2 2
2


   (由P89(4-11)
2
H
z   )
而地面轴线浓度
y
z
uH e
Q



    
2 max 2
2

因此, 1.38
2
1.018
)
2
4(
1.018
4
1.018
)
2
/(
2
1.018
/
2
2
2
2
1 2 2      
e
H
H e H e
uH e
Q
u
Q
y z
z
y z  

   
 
得证。
Chapter 4
1. Solution:
Use equat ion
qL
c b
uH
  , with the concentration at the downwind side of each strip being the
background concentration for the strip downwind of it. Then
2
3
1 3 2 6 2
100
1 5 / 3 0.4 1 0.416 /
10
mg g m km
C km km mg m
m km s s m
= +   ? +
2 6
1
1.416 500 2 / 3 0.5
10
C = +  
3
3 C = 2.088+ 0.416 = 2.498mg /m
2.Solution:
Using Equat ion
2 2 2
2 2 2
( ) ( )
( , , , ) exp( ){exp[ ] exp[ ]}
2 2 2 2 y z y z z
Q y z H z H
x y z H
u

     
 
     , and
computing or looking up 438 y s = m , 264 z s = m we have
2 3 1000 / 1 225
exp[ ( ) ] 638 /
2 264
( )(3 )(438 )(246 )
g s m
c ug m
m m
m m
s
p
= - =
3. Solution:
By simple rearrangement of Equation
2
1
exp 0.5
y z z
cu H
Q   
   
    
   
6
3
2 1/ 2 1/ 2
638
10
[ 2 ln( ) ] [ 2 264 ln( 2 3 438 264 )]
1000 / z y z
g
C m m H m m m
Q g s s
s pms s p
- ´
= - = - 创创
= 383.7m
so h = H - Dh= 383.7- 75 = 308.7 m
One can solve the problem in a more general way, in terms of init ial and final values as
2
2
exp[ 0.5( ) ]
0.5
exp[ 0.5( ) ]
final
final z
initial initial
z
H
C
C H
s
s
-
= =
-
which leads to the same result.
4. Solution:
Using Equat ion 2
2
(c b)uH
q
L


4
3 2
0.001 (0.5 / )(100 )
( ) (35 5)( ) 5 10
3000
uH g m s m g
q c b
L m m m s
- = - ? - =
作业习题解答
第五章 颗粒污染物控制技术基础
5.1 解:
在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线,
读出d84.1=61.0m、d50=16.0m、d15。9=4.2m。3.81
50
84.1  
d
d
g  。
作图略。
5.2 解:
绘图略。
5.3 解:
在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线,读出质量中位直径d50
(MMD)=10.3m、d84.1=19.1m、d15。9=5.6m。1.85
50
84.1  
d
d
g  。
按《大气污染控制工程》P129(5-24) MMD NMD NMD m g ln ln 3ln  3.31 2     ;
P129(5-26) d NMD d m L g L ln  4.00
2
1
ln ln 2     ;
P129(5-29) d NMD d m sv g sv ln  8.53
2
5
ln ln 2     。
5.4 解:
《大气污染控制工程》P135(5-39)按质量表示cm g
d
S
sv P
m 3.7 10 /
6 3 2   

P135(5-38)按净体积表示3 2 3 7.03 10 /
6
cm cm
d
S
sv
V   
P135(5-40)按堆积体积表示3 2 3 2.11 10 /
6(1 )
cm cm
d
S
sv
b  




5.5 解:
气体流量按P141(5-43)Q Q Q m s N N N N ( ) 11000 /
2
1 3
1 2    ;
漏风率P141(5-44) 100% 20%
10000
2000
100%
1
1 2    


N
N N
Q
Q Q
 ;
除尘效率:
考虑漏风,按P142(5-47) 90.3%
4.2 10000
0.340 12000
1 1
1 1
2 2 


   
N N
N N
Q
Q



不考虑漏风,按P143(5-48) 91.9%
4.2
0.340
1 1
1
2     
N
N



5.6 解:
由气体方程RT
M
m
PV  得g L
RT
PM
V
m
0.832 /
8.31 423
(1.01 10 490) 29 5


  
  


m s
A
Q
v 17.9 /
0.24 3600
273
423
10000



 
按《大气污染控制工程》P142(5-45) P 17.9 1311Pa
2
0.832
9.8 2      。
5.7 解:
按《大气污染控制工程》P145(5-58)
1 (1 )(1 ) 1 (1 95%)(1 80%) 99% 1 2           T
粉尘浓度为3 3 / 10 /
2.22
22.2
g m  g m ,排放浓度10(1-99%)=0.1g/m3;
排放量2.22×0.1=0.222g/s。
5.8 解:
按《大气污染控制工程》P144(5-52)
i
i
i g
g
P
1
2   1 (P=0.02)计算,如下表所示:
粉尘间隔/m <0.6 0.6~0.7 0.7~0.8 0.8~1.0 1~2 2~3 3~4
质量频
率 /%
进口g1 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24.0
出口g2 7.0 1.0 2.0 3.0 14.0 16.0 29.0
/% i 
93 95 90 91.4 92 94.7 97.6
粉尘间隔/m 4~5 5~6 6~8 8~10 10~12 20~30 其他
质量频
率 /%
进口g1 13.0 2.0 2.0 3.0 11.0 8.0 24.0
出口g2 6.0 2.0 2.0 2.5 8.5 7.0 0
/% i 
99.1 98 98 98.3 98.5 98.2 100
据此可作出分级效率曲线。
5.9 解:
按《大气污染控制工程》P144(5-54)   72.86% T i 1i   g 。
5.10 解:
当空气温度为387.5K时3 5 0.912 / , 2.3 10   kg m    。
当dp=0.4m时,应处在Stokes 区域。
首先进行坎宁汉修正: m s
M
RT
v 532.2 /
3.142 28.97 10
8 8 8.314 387.5
3 
 
 
   

m
v
8 9.4 10
0.499
   


 , 0.47
0.4
2 2 9.4 10 2

 
 

p d
Kn

。则
)] 1.61
1.10
 1 [1.257  0.4exp( 
Kn
C Kn , gC m s
d
u p p
s 1.41 10 /
18
5
2
   



当dp=4000m时,应处于牛顿区, g m s
d
u p p
s 17.34 /
( )
1.74 



 

2750 500
2.3 10
4000 10 0.912 17.34
Re 5
6
 

  
  


d u p
p ,假设成立。
当dp=0.4m时,忽略坎宁汉修正, g m s
d
u p p
s 0.088 /
18
2
 


。经验证Rep<1,符合Stokes
公式。
考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间内就十分接近us,因此计算沉降高度时可近似按
us 计算。
dp=0.4m h=1.41×10-5×30=4.23×10-4m;
dp=40m h=0.088×30=2.64m;
dp=4000m h=17.35×30=520.5m。
5.11 解:
设最大石英粒径dp1,最小角闪石粒径dp2。由题意, g
d
g
d p p p p



 1 1 2 2 1.74  1.74
故1.35
2.6
3.5
1
2
2
1   
p
p
p
p
d
d



5.12 解:
在所给的空气压强和温度下,  kg m   Pa  s 3 5  1.205 / , 1.81 10 。dp=200m时,
考虑采用过渡区公式,按《大气污染控制工程》P150(5-82):
m s
d g
u p p
s 1.03 /
(1.81 10 ) 1.205
0.153 ( ) 0.153(200 10 ) 1850 9.81
5 0.428 0.286
6 1.14 0.714 0.714
0.428 0.286
1.14 0.714 0.714





 

 
 
13.85
1.81 10
200 10 1.03 1.205
Re 5
6


  
 

p
,符合过渡区公式。
阻力系数按P147(5-62) 3.82
Re
18.5
0.6  
p
P C 。阻力按P146(5-59)
F C A u N p D p
2 6 2 2 8 (200 10 ) 1.205 1.03 7.83 10
4
3.82
2
1
2
1           

 。
5.13 解:
圆管面积2 3 2 7.85 10
4
1
A d m      。据此可求出空气与盐酸雾滴相对速度
m s
A
Q
us 0.27 /
7.85 10 60
127 10
3
3

 

  

。考虑利用过渡区公式:
0.428 0.286
1.14 0.714 0.714 0.153 ( )
 
d   g
u p p
s


代入相关参数kg m kg m Pa s p       3 3 3 5  1.19 / , 1.64 10 / , 1.82 10 及us=0.27m/s
可解得dp=66m。
1.17 1
1.82 10
66 10 1.19 0.27
Re 5
6
 

  
 

p ,符合过渡区条件。故能被空气夹带的雾滴最大
直径为66m。
5.14 解:
粒径为25m,应处于Stokes 区域,考虑忽略坎宁汉修正:
g m s
d
u p p
s 3.69 10 /
18
2
2
   


。竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑,则下落时间
s
u
H
t
s
122
3.69 10
4.5
2 

  
,因此L=v.t=1.4×122m=171m。
5.15 解:
在给定条件下 kg m   Pa  s 3 5  0.815 / , 2.5 10 。
当dp=10m,粉尘颗粒处于Stokes 区域:
m s
R
d u
u p p t
c 0.768 /
0.2
16
18 2.5 10
(1 10 ) 2700
18
2
5
2 2 6 2
 
 
 
   




dp=500m,粉尘颗粒处于牛顿区:
R
u
d u d t
p c p p
2
2 2 3
6
1
0.55     。因此
m s
R
d u
u p p t
c 80.2 /
3.03 2
 


。经验证,Rep=1307>500,假设成立。
Chapter 5
1. Solution:
a. From inside the back cover,the mass of a cubic foot of gas in 0.075 lb.The mass of particles is
(100/7000)=0.0143 lb, so the ratio is
0.0143
0.16 16%
0.075 0.0143
= =
+
b. The mass of one particle is
3 3 3 12
3 2 (10 ) 2.3 10
6 6 454 p
g lb
m V D cm bm
cm g
p p
r r - - = = =   ?
so that the number of particles is
3
9 9 3
12
0.0143 /
6.2 10 6 10 /
2.3 10 /
mT lb ft
n particles ft
mr lb part - = = = 碄
´
c. The logical guesses are a grain of sand or a grain of wheat. If we assume a specific gravity of 1
we can compute the diameter of a sphere which weigh a grain, finding
3
1/ 3 1/ 3 6 6
( ) ( ) 0.0163 0.196 4.99
7000 62.3
mp lb ft
D ft inch mm
p r p lb
= = 创= = =
2. Solution:
The density of the sphere is its mass divided by its volume
3 3 3
1
1 3
3 3
3 0
0
( )
6 (1 ) 2 (1 0.98 ) 0.1176
6
solid o
solid
D D
m D g g
v D cm cm
D
p
r
r r
p
- 骣
= = = - ç ÷÷ = - = çç ÷÷ ç桫
We can then substitute into Stokes’ law and find the terminal settling velocity as
5 2
2 2 3
4
5
(9.81 )(10 ) (117.6 )
3.56 10 0.0356
18
(18)(1.8 10 )
P
m kg
m
gD s m m cm V
kg s s
m s
r
m
-
-
-
= = = ?
´

3. Solution:
a.
ln( )
ln(1/ )
2.01
0.8
m
D
D s
z
s
= = = -
z=2.01, f = 0.9772 , so that 1- f = 0.0228 = 2.28%
b. 2 5 exp( 3)(0.8) 0.733 M D = m - = m
l n 1 / 0 . 7 3 3
0 . 3 8 8 ;
0 . 8
z = = f » 0 . 6 5
4. Solution:
a. First we compute that for 40m particles ,and 10m particles
40
ln 40 / 10
0.924
1.5
z = = f = 0.82 ,1- f = 0.18;
10
ln 10 / 10
0
1.5
z = = f = 0.5
Then we make up the following table
D( m)
Df
n p
å pDf
0-10 0.5 0 1.00 0.5
10-40 0.38 0.5 0.5 0.16
40+ 0.18 1.00 0 0
0.66
b. 66% pass through uncollected, so the 50% point of that group corresponds to the 33% point of
the original distribution. For it
f = 0 . 3 ,3 1- f = 0.67; z = - 0.45
D = 10mexp(- 0.45? 1.5) 5.09m
作业习题解答
第六章 除尘装置
6.1 解:
计算气流水平速度m s
A
Q
v 2.87 10 /
9.14 4.57
1.2 2
0
  

  。设粒子处于Stokes 区域,取
  Pa  s 5  1.82 10 。按《大气污染控制工程》P162(6-4)
m m
gL
v H
d
p



17.2 10 17.2
1.21 10 9.81 12.19
18 18 1.82 10 2.87 10 4.57 6
3
5 2
0
min   
  
    
  
 
即为能被100%捕集的最小雾滴直径。
6.2 解:
按层流考虑,根据《大气污染控制工程》P163(6-5)
22.2
64.9
80
18
1
2
2 1
2
1
2
1      




n n
n
n
,因此需要设置23 层。
6.3 解:
 kg mh   Pa  s 5  0.067 /( . ) 1.86 10
m m m
gL
v H
d
p
 


8.4 10 84 100
2.5 10 9.81 7
18 18 1.86 10 0.3 12 5
3
5
0
min    
  
   
  

,符合层
流区假设。
6.4 解:
设空气温度为298K,首先进行坎宁汉修正:
m s
M
RT
v 466.6 /
3.142 28.97 10
8 8 8.314 298
3 
 
 
   

m
v
8
5
6.6 10
0.499 1.185 466.6
1.82 10
0.499


 
 

 


 , 0.21
0.63
2 6.6 10 2

 


Kn
1 0.21[1.257 0.4 0.21 ] 1.264
1.10
   

C e 。故gC m s
d
u p p
s 1.58 10 /
18
5
2
   


0.525
3.61 10 / 60
( 1) 1.58 10 0.5 0.2 20
3
5


   


 

Q
u LW n s
i 
。用同样方法计算可得0.83m粒
子的分级效率为0.864。
因此总效率  0.5(0.525  0.864)  0.695 i 
6.5 解:
按《Air Pollution Control Engineer ing》公式 )]
9
1 exp[ (
2

 

i
c p
W
NV D
   。
令 =50%,N=5,Vc=15m/s, p  =2.9×103kg/m3,W=0.76m,   Pa  s 5  2 10 ,代入上
式得dc=11.78m。
利用《大气污染控制工程》P170(6-18)
2
2
1 ( / )
( / )
pi c
pi c
i d d
d d

  计算各粒径粉尘分级效率,
由此得总效率 i i  55.3%   g
6.6 解:
根据《大气污染控制工程》P144(5-53)
i i
i Pg g2 3  /



 (P=0.1)计算分级效率,结
果如下表所示:
粉尘间隔/m 0~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 >45
质量
频率 /%
捕集g3 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0
出口g2 76.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 1.1
/% i 
5.59 49.41 79.17 90.00 92.65 96.26 97.30 97.83 98.36 99.85
据此可作出分级效率曲线。由上表可见,5~10m去除效率为49.41。因此在工程误差允许
范围内,dc=7.5m。
6.7 解:
据《大气污染控制工程》P169(6-13) p v 9.9 1.293 15 1440 Pa
2
1
2
1 2 2
1         。
6.8 解:
根据《Air Pollution Control Engineer ing》P258 公式 )]
9
1 exp[ (
2

 

i
c p
W
NV D
   。
因( / )
1000 3
2
2
kg m
D
D
p
pa p p
单位取单位
 

  ,故p D  2 =1000
2
pa D ;
由题意,当V m s c   50%,  20 / 。取  Pa  s 5  1.82 10 ,N=10,代入上式
)]
9 1.82 10
10 20 (1.0 10 ) 1000
50% 1 exp[ ( 5
6 2


 
    
  
i W

,解得Wi=5.5mm 。
根据一般旋风除尘器的尺寸要求,D0=4Wi=2.2cm;H=2 Wi=1.1cm。
气体流量Q=A.V=H.W.Vc=1.21×10-3m3/s
6.9 解:
按《大气污染控制工程》P170(6-18)
2
2
2
2
2
2
1 ( / 5) 25
( / 5)
1 ( / )
( / )
pi
pi
pi
pi
pi c
pi c
i
d
d
d
d
d d
d d





  ;
 


 
0 2
2
1
0 25 pi
pi
pi
i pi qdd
d
d
  qdd 。
dg=20m, 1.25, ) ]
0.32
20
ln
exp[ (
1.79
) ]
2 ln
ln
exp[ (
2 ln
1 2 2
pi
g pi
g
pi
pi g
d
d
d
d
d
q    
  
代入上式,利用Matlab 积分可得96.3%
1
0
  i pi    qdd 。
6.10 解:
驱进速度按《大气污染控制工程》P187(6-33)
m s
d
qE
w
p
p 0.176 /
3 1.81 10 1 10
0.3 10 100 10
3 5 6
15 3

   
  
   

 

2 A dL   0.3 2  1.885m ,Q=0.075m3/s,代入P188(6-34)
0.176) 98.8%
0.075
1.885
1 exp( ) 1 exp(   i i w
Q
A
 。
6.11 解:
1)Q’=2/3=0.667 m3/s,S=3.662=13.4m2, 0.122) 99.3%
0.667 / 2
13.4
 1 exp(   i 

2) 1.5
1/ 3
0.5 max  
v
v
,查图6-27 得Fv=1.75
故1 (1 )Fv 1 (199.3%)1.75  98.8% i   。
6.12 解:
1)由题意0.5  1 exp(k  0.9)k  0.77
dp=3.5m, 1 exp( 0.77 3.5) 93.2% 1      
dp=8.0m, 1 exp( 0.77 8.0) 99.8% 2      
dp=13.0m, 1 exp( 0.77 13.0) 100% 3      
故  0.293.2% 0.299.8%1 0.23  98.6%  98%
2)
30
98.6% 1 2i 
  ,则
2i  =0.42g/m3>0.1g/m3。不满足环保规定和使用者需要。
6.13 解:
1)由《大气污染控制工程》P183(6-31)电场荷电为
q d E C p
12 6 2 5 16
0
2
0 8.85 10 (5 10 ) 3.4 10 3.04 10
3.5
1.5
3
2
3            

  



扩散荷电按P184 (6-32)计算,与电场荷电相比很小,可忽略。
因此饱和电荷值3.04×10-16C。
2)电场荷电为
q d E C p
12 6 2 5 19
0
2
0 8.85 10 (0.2 10 ) 3.4 10 4.86 10
3.5
1.5
3
2
3            

  



扩散荷电与电场荷电相比很小,可忽略,故粉尘荷电量4.86×10-19C。
3)取  Pa  s 5  2.5 10
dp=5m时, m s
d
qE
w
p
p 0.088 /
3 2.5 10 5 10
3.04 10 3.4 10
3 5 6
16 5

   
  
   

 

dp=0.2m时, m s
d
qE
w
p
p 3.51 10 /
3 2.5 10 0.2 10
4.86 10 3.4 10
3
3
5 6
19 5

 

 
   
  
 
 

6.14 解:
查图得集气板面积约1000m3.(1000m3/min)-1。根据1 exp( ) i i w
Q
A
    ,
0.995=1-exp(-wi)解得wi=5.30m/min。
6.15 解:
1 exp( w)  95%
Q
A
 ,故exp( w)  0.05
Q
A
,exp( 2w)  0.0025
Q
A
因此'1 exp( 2w) 1 0.0025  99.75%
Q
A
 。
6.16 解:
设3 种粒子的分级效率分别为
1  、
2  、
3  ,则
(1 ) (1 ) (1 ) 3 0.95 0.6586 10 7 3
1 2 3                e e e k k k k   
因此99.9% 1   , 99.0% 2   , 86.1% 3   。
6.17 解:
1)粉尘粒径dp=10m
当液滴直径为50m时,R=0.2;碰撞数366.3
18
( ) 2



C
p p p D
I D
d u u
N


,  19.14 I N 。
由给出计算公式可得  50.3%
同理可得液滴直径为100m、500m时捕集效率为42.6%、10.1%。
2)dp=50m
用同样方法计算可得颗粒在直径为50m、100m、500m的液滴上捕集效率分别为
0、10.2%、25.0%。
6.18 解:
按《大气污染控制工程》P211(6-53)
cmH O
Q
Q
p v
g
l
T 2
3 2 3 2 2 3   1.0310 ( )  1.0310 (8310 ) 1.36 10  96.5   
由(6-55)
2 0.33
2
9 2 2
]
6.1 10
exp[ d p
g
l g C p
i e
C d f p
P 


 
 

 
粒径小于0.1m所占质量百分比太小,可忽略;粒径大于20.0m,除尘效率约为1;因此
0.0152%
100
8.0
100
12.0
100
16.0
100
13.0
100
0.78
100
0.21
2 2
2 2 2 2
0.33 12.5 0.33 17.5
0.33 0.3 0.33 0.75 0.33 3 0.33 7.5
    
       
   
       
e e
P e e e e
故  1 P  98.48%。
6.19 解:
cmH O
Q
Q
p v
g
l
T 2
3 2 3 2 3   1.0310 ( )  1.0310 (11600 ) 12 10 1663   
坎宁汉修正1.143
1.2
0.172
1
0.172
 1   
p
C d
C
] 0
(1.845 10 )
6.1 10 1 1.789 1.143 1.2 0.22 1663
exp[
]
6.1 10
exp[
4 2
9 2 2
2
9 2 2


      
 
 
 



g
l g C p
i
C d f p
P

 
6.20 解:
设气液比1L/m3,dp=1.2m, 3 1.8g / cm p   ,f=0.25。在1atm与510.K下查得
Pa s g    5  2.99 10 。
由v cmH O
Q
Q
p v
g
l
T 2
3 2 3 2 3   1.0310 ( )  1.0310  1.010 152.4    可解得
v=121.6m/s。故喉管面积2 0.058
121.6
7.1
S   m ,DT=272mm。
取喉管长度300mm,通气管直径D1=544mm。 24 1   ,  6 2   ,则
ctg mm m
D D
L T 640 0.64
2 2
1 1
1  



, ctg m
D D
L T 3.13
2 2
2 2
2 



(取D2=600mm)。
6.21 解:
由《Air Pollution Control Engineer ing》P300 9.48 式 D t M D zc

  2
4
。t 
通过P293 Figure
9.18 读取。取3 3 2 10 kg /m p    ,雨滴Db=2mm,处于牛顿区,利用《大气污染控制工
程》P150(5-83)v 1.74[2.0 10 (1.0 10 1.205) 9.81/1.205] 7.0m/ s 3 3 1/ 2        。因
此,
0.912
18 1.82 10 2 10
2 10 (3 10 ) 7.0
18 5 3
2 3 6 2

   
   
   

b
p p
s D
d v
N


。从Figure 9.18 读出t 
=0.11(Cylinder)。
故M= g

(2 10 ) 300 80 0.11 0.0083
4
3 2        。
而液滴本身M D  g 3 3 4.19 10
6
1
'   。故质量增加了1.98×10-4%。
6.22 解:
由《Air Pollution Control Engineer ing》公式 t
A
Q
C D
C L
D
   
1.5
ln
0
。代入已知数据
t t h
A
A
12.3
2.5 10
0.1
2 10
1.5
ln 0.1
3
3   

 

 

,即需持续半天左右的时间。
6.23 解:
100% 99.5%
9.15
9.15 0.0458
 

 
设破裂2 个布袋后气体流量分配不变,近似求得出口浓度如下:
3
0 0 0.0761 /
600
2
(1 )
600
598
C' C   C  g m 。因此100% 99.2%
9.15
9.15 0.0761
 

  。
6.24 解:
设恒定速度v1,则40 1 v 
K
x
f
g f 
, 400 1 1  v 
K
x
v
K
x
p
g p
f
g f  

若在400Pa 压降下继续,则400 2
2
2
1
2   v 
K
x
v
K
x
v
K
x
p
g p
p
g p
f
g f   
400
70.8
400 360
400
40 360 360
1
2 2
2
1
2
1 1
2
2
1
2
1
      
v
Q v
v
v
v
v Q
Q
v
v
v
v
400 169.5 2.15 400
70.8
360 30
70.8
400 30 2
2
2 2
2
2 2    




dt
dQ
Q
dt
dQ
dt
Q dQ
dt
dQ
解此微分方程得Q2=90.1m3。
6.25 解:
当T=300K时,   Pa  s 5  1.86 10 ,v=1.8m/min=0.03m/s。
M x S p   ,
1.2 10 100 10 12 3 4
M M
S
M
xp 
  
   
p K
M
p b 1.86 10 0.03 /
12
5        。利用所给数据进行线性拟和,
p  13146 x  616.51,即1.86 10 0.03 / 13146
12
5     
p K
M
,Kp=3.53×10-12m2。
6.26 解:
1)过滤气速估计为vF=1.0m/min。
2)除尘效率为99%,则粉尘负荷2 W v Ct 0.99 6t 5.94tg /m F      。
3)除尘器压力损失可考虑为t E p P  P  P  P
t P为清洁滤料损失,考虑为120Pa; P S v Pa E E F     350 ;
9.5 1 5.94 56.43 , 9.50 min/( ) 2 2 P R v Ct t tPa R N g m p p p        取  ;
故P P P P 350 120 56.43t(Pa) 470 56.43t(Pa) t E p             。
4)因除尘器压降小于1200Pa,故470  56.43t(Pa)  1200, t  12.9min 即最大清灰周期。
5) 2 240
60 1 273
10000 393
60
m
v
Q
A
F

 

  。
6)取滤袋d=0.8m,l=2m。2 a dl  5.03m ,   47.7
a
A
n ,取48 条布袋。
6.27 解:
1)将已知数据代入所给公式即有
] 0.0139
(1 10 ) 0.3 1.82 10
2 0.06 (0.5 10 ) 1000
9
7
exp[ 3 2 5
6 2

   
   
    

P ,  98.6%
2)由) 0.001
9
7
exp( 2
2
  
  c g
s pa
D
Zv D
P 可得z>=3.23m。
3)由《Air Pollution Control Engineer ing》公式,穿透率)
9
exp(
2

 
i
c p
W
NV D
P  
取Wi=0.25Dc,而N=0.5Z/Dc,Vc=Vs/ , pa pa D D  2 2  ,代入上式
)
9
7
) exp(
9
2
exp( 2
2
2
2
   

c g
s pa
c g
s pa
D
ZV D
D
ZV D
P     (近似取2  7)
6.28 解:
1)过滤气速为3.35m/min 效率100% 82.5%
0.8
0.8 0.14
 

 
过滤气速为1.52m/min 效率100% 97.75%
0.8
0.8 0.014
 

 
过滤气速为0.61m/min 效率100% 99.89%
0.8
0.8 0.0009
 

 
过滤气速为0.39m/min 效率100% 99.92%
0.8
0.8 0.0006
 

 
2)由2.0×(1-0.3)xp=140×10-4,xp=0.01cm;
3)由(0.8-0.0006)×0.39t=140,t=449min=7.5h。
Chapter 6
1. Solution:
Here the new inlet width is 50% of the ole intel width, the inlet area is 1/4 that of the old design ,
so that the new inlet veloc ity is 4 times the ole inlet velocity.
1 1
10 3.54
2 4
ines cold
cnew cold
iold cnew
w V
D D
w V
=  = m  = m
The pressure drop, which is proportional to 2 V will increase by a factor of 16!
2. Solution:
N=0.25, Wi=1cm, and
3 3
3
2
10 /
10 10
1
cm s cm m
V
cm s s
= = =
so that
1/ 2
5
6
3
( )(0.01 )(1.8 10 / )
7.18 10 7.2
(2 )(0.25)(10 )(2000
C
g m kg m s
D m
m kg
s m
m
p
-
-
轾犏
犏´
= = ? 犏犏犏臌

3. Solution:
2 2
/(1 )
C C
D D
n
D D
骣鼢骣= 珑珑鼢鼢+ 桫珑珑鼢桫
so that
D
C
D
D
h P Dw
Dwp eDwp
1 0.2 0.0385 0.962 0.33 0.317 0.317
5 1.0 0.5 0.5 0.33 0.165 0.482
10 2 0.8 0.2 0.34 0.068 0.550
The collection efficiency is 1-0.55=0.45=45%.
4. Solution:
before double p=0.05=exp( )
wA
Q
-
3 . 0
WA
Q
= , After the double ,
3
1.5
2
WA
Q
= =
p = e x p -( 1 . 5=) 0 .h2=2 ;1- p = 0.78
作业习题解答
第七章 气态污染物控制技术基础
7.1 解:由亨利定律P*=Ex,500×2%=1.88×105x,x=5.32×10-5。
由y*=mx,m=y*/x=0.02/5.32×10-5=376。
因x=5.32×10-5 很小,故CCO2=2.96mol/m3。
2.96 10 /( )
500 2% 10
2.96 4 3
* 3 mol m Pa
P
C
H   
 
  
100g 与气体平衡的水中约含44×100×5.32×10-5/18=0.013g。
7.2 解:
在1atm 下O2 在空气中含量约0.21。0.21=4.01×104x
解得O2 在水中摩尔分数为x=5.24×10-6。
7.3 解:
20》C 时H2S E=0.489×105kPa,分压20atm×0.1%=2.03kPa。
P*=Ex,x=P*/E=4.15×10-5,故C*H2S=2.31mol/m3。
H=C/P*=2.3/(2.03×103)=1.14×10-3mol/(m3.Pa)=115mol/(m3.atm)
由1 0.542, 1.85
108
1
216
1 1 115       K  h
k k
H
K Al
Al g l

( ) 1.85 2.31 4.3 /( ) 3
2
*
2 N K C C mol m h A Al H S H S       。
7.4 解:
GB=5000×0.95=4750m3
N/h。
Y1=0.053, 3
2 5% 2.63 10
4750
(5000 4750)    

Y  ;
25.4
0.053 / 26.7
0.053 0.00263
0
( )
max
1 2
min 





X
Y Y
G
L
B
S 。
因此用水量Ls=25.4GB×1.5=1.81×105m3
N/h。
由图解法可解得传质单元数为5.6。
7.5 解:
GB=10×0.89=8.9m3/min,Y1=0.124,Y2=0.02。作出最小用水时的操作线,xmax=0.068。
故1.53
0.068
0.124 0.02
( )min 


B
s
G
L
,Ls=1.53×1.75×8.9=23.8m3/min。
图解法可解得传质单元数为3.1。m
L
a
Hy 3.3 ( ) 2.39 0.33    。Hy=2.39×3.1=7.4m。
7.6 解:
利用公式
0   KL  ,将已知数据代入
  
 
 
0
0
505 0.2
220 0.1


K
K
,解得
  


65min
2850 min/
0 
K m
因此2850 1 65 2785 min max      。
7.7 解:
m
V
a
K b 95.8min/
20 30 10
(0.2629 0.0129 ) 230
3
0

 
 
   

95.8mi n '   KL  ,x aSL kg b 1 1 230 45.2
4
1
(0.2629 0.0129) 2           。
7.8 解:
XT cm3/g P atm lgXT lgP P/V
30 1 1.477 0 0.033
51 2 1.708 0.301 0.039
67 3 1.826 0.477 0.045
81 4 1.909 0.602 0.049
93 5 1.969 0.699 0.054
104 6 2.017 0.778 0.058
依据公式n
T X kP
1
 ,对lgXT~lgP 进行直线拟合: 0.7 X 30P T  ,即K=30,n=1.43;
依据公式
m m V
P
V BV
P
 
1
,对P ~P/V 进行直线拟合: P
V
P
 0.0289  0.005 ,
即Vm=200,B=0.173。
7.9 解:
三氯乙烯的吸收量V=2.54×104×0.02×99.5%=505.46m3/h,M=131.5。
由理想气体方程RT
M
m
PV  得
kg h
RT
PVM
m 3.75 10 /
8.31 294
1.38 10 505.46 131.5 3
5
 

  
 
因此活性炭用量m kg 3 4
0 3.75 10 4 5.36 10
28
100
      ;
体积3
4
0 92.9
577
5.36 10
m
m
V 

 


7.10 解:
Y1=0.025kg 苯/kg 干空气, kg苯kg硅胶
Y
X ) 0.282 /
0.167
( 1.5
1
1
1   ,Y2=0,X2=0。
故操作线方程为X=11.28Y。
当Y=Yb=0.0025kg 苯/kg 干空气时,X=11.28×0.0025=0.0282kg 苯/kg 硅胶。
Y*=0.167×0.02821.5=0.0008kg 苯/kg 干空气。
588.08
1
* 
Y  Y
,由此可求得 
Y
Yb Y Y
dY
*
近似值;
同时,  


 
    
We
Wb
a
b
a
b
We
Wb
A A
b
w
w w
w
w dw w
Y
Y
W
dw
Y
Y
Y W
Q
f (1 ) (1 )( )
0 0 0






 

  

We
Wb Ye
Yb
Y
Yb
Ye
Yb
Y dY
Yb
Y Y
dY
Y Y
dY
Y Y
dY
Y Y
dY
Y
Y
(1 )( )
*
*
*
*
0
由此求得f 的近似值,列表如下:
Y Y*
*
1
Y  Y
* Y Y
dY

 
Y
Yb Y Y
dY
*
a
b
W
W W
0
1
Y
Y

A W
dw
Y
Y
(1 )
0
  
we
wb
A W
dw
Y
Y
(1 )
0
Yb=
0.0025
0.0008 588.08 0 0 0 0.9 0 0
0.0050 0.0022 361.90 1.184 1.184 0.1990 0.8 0.1692 0.1692
0.0075 0.0041 294.93 0.821 2.005 0.3371 0.7 0.1035 0.2727
0.0100 0.0063 272.24 0.709 2.714 0.4563 0.6 0.0775 0.3502
0.0125 0.0088 273.37 0.682 3.396 0.5709 0.5 0.0631 0.4133
0.0150 0.0116 296.12 0.712 4.108 0.6906 0.4 0.0539 0.4671
0.0175 0.0146 350.46 0.808 4.916 0.8265 0.3 0.0476 0.5147
Ye=
0.0200
0.0179 475.00 1.032 5.948 1.0000 0.2 0.0434 0.5580
NOG=5.948,f=0.5580;2atm,298K 时,  =2.37kg/m3,因此2.37 /( ) 2 G  v  kg m  s ,
故HOG= m
D G
a
p ) 0.07041
1.835 10
0.60 10 2.31
(
600
1.42
( )
1.42 0.51
5
2
0.51 

 
  



因此吸附区高度为H2=HOG.NOG=0.07041×5.948=0.419m。
对单位横截面积的床层,在保护作用时间内吸附的苯蒸汽量为
(0.025-0)×2.37×60×90=320(kg 苯/m2)
而吸附床饱和区吸附苯蒸汽量( ) ( 0) 2    b T H H  x
吸附床未饱和区吸附苯蒸汽量( 0)(1 ) 2 H x f b T    
因此总吸附量 (H  0.419) 625  0.282  0.419  625  0.282  0.442  320
解得H=2.05m,此即所需要的最小床高。
7.11 解:
反应管转化率为xA 时,反应速度为RA=-0.15(1-xA)mol/(kg 催化剂.min)。
根据单管物料平衡可列出如下方程:
A A 0.15(1 x )Adx Qdx
其中2 2 3 2 (3.8 10 ) 1.1 10
4
A m       

,Q 单位为mol/min。
数据代入并整理得
A
A
x
dx
dx Q


1
0.098668 ,对等式两边积分,即
  

0.74
0
6.1
0 1
0.098668
A
A
x
dx
dx Q ,解得Q=0.447mol/min。
反应管数目:250/0.447=560 个。
7.12 解:
Q kJ 5
3 171.38 4.56 10
64 10
227 56.75
  


 
由Q  cmT 得K
cm
Q
T 314
0.2 7264
4.56 105



   。
Chapter 7
1. Solution:
If the equilibrium line can be assumed to be straight, then its slope is 0.03/0.0027=11.1. The
entering mole fraction of SO2 is 0.03 and that leaving is 0.003. A fresh absorbent implies that there
is no dissolved SO2 in the entering liquid , i.e., x1=0. The value of (L´/ G´)min is obtained from the
slope of the line between (x1,y1)=(0,0.003) and (0.0027,0.03), namely
10
0.0027 0
0.03 0.003



2. Solution:
The flue gas contains 1000 ppm of NO, a volume fraction of 0.001. At a rate of 1000 m3 s-1, this is
1 m3 NO s-1 . The number of moles of NO in 1
m3 s-1 at 573K and 1 atm is
6
1 (1)(10 )
21.27
(82.05)(573)
PV
n g moles NO s
RT
    
For 75% removal, 15.95 g-moles NO s-1 are to be removed. The stoichiometric reaction for
selective catalytic reduction is
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
Thus a NH3 feed rate of 15.95 g-moles s-1 , 271.2 g s-1 , or 976.3 kg h-1, is required.
作业习题解答
第八章 硫氧化物的污染控制
8.1 解:
火电厂排放标准700mg/m3。
3%硫含量的煤烟气中SO2 体积分数取0.3%。
则每立方米烟气中含SO2 64 10 8571mg
22.4
3 3    ;
因此脱硫效率为100% 91.8%
8571
8571 700
 


8.2 解:
1)       3 2 2 3 2 2 CaCO SO 2H O CaSO 2H O CO
m 1kg
100 64
 m=1.5625kg
2)每燃烧1t 煤产生SO2 约2t 72kg
100
3.6
  ,约去除72×0.9=64.8kg。
因此消耗CaCO3 m 132kg
64
100 64.8
1.3 

  。
3)CaSO4.2H2O 生成量 172 174kg
64
64.8
  ;则燃烧1t 煤脱硫污泥排放量为435t
0.4
174
 ,
同时排放灰渣77kg。
8.3 解:
1)由1 (1 )(1 ) 1 2      T
,99.7% 1 (1 98%)(1 ) 2     ,解得85% 2   。
2)设总体积为100,则SO27.8 体积,O210.8 体积,N281.4 体积。经第一级催化转化后余
SO20.156 体积,O26.978 体积,N281.4 体积。设有x 体积SO2 转化,则总体积为)
2
(88.5
x
 。
因此,
0.5 ]
88.5 / 2
6.978 / 2
[
88.5 / 2
0.156
)
2
/(88.5
300
x
x
x
x
x
x






 ,由此解得x=1.6×10-3;
故转化率为99%
0.156
1.6 10
1
3




8.4 解:
动力消耗K W 5.07W
0.8
0.00156 2600


 ,即约0.51%用于克服阻力损失。
8.5 解:
1)取平均温度为T C 。117.5
2
180 55


 ,此时气体密度  0.94g / l (分子量取30)。
显然雾滴处于牛顿区,u m s s 1.74[3 10 9.8 1000 / 0.94] 9.73 / 3 1/ 2       ,因气体流速
为3m/s,则液滴相对塔壁的沉降速度为6.73m/s。
2)工况条件:液气比9.0L/m3,Ca/S=1.2,并假设SO2 吸收率为90%。
在117.5。C 下,水汽化热2212.1kJ/kg,空气比热1.025kJ/(kg.K)
由(180-55)×1.025×0.94=2212.1m,解得m=0.054kg,因此水分蒸发率
100% 0.6%
9.0
0.054
  。
3)CaCO3 反应分率为100% 75%
1.2
0.9
  。
8.6 解:
在373K 时,Khs=0.41,Ks1=6.6×10-3,Ks2=3.8×10-8。
[Na]-[S]=[Na+]-[SO2.H2O]-[HSO3
-]-[SO3
2-]
=[OH-]-[H+]+[SO3
2-]+2[CO3
2-]+[HCO3
-]-[SO2.H2O]
2
2 2 3 2 1 2
3 [ ] [ ]
[ ]
[ ]  

  
H
K K K P
H
K HSO
SO s s s hs so ,
2
2 2 3 2 1 2
3 [ ] [ ]
[ ]
[ ]  

  
H
K K K P
H
K HSO
CO s c c hc co ,
[ ]
[ ] 1 2
3 
 
H
K K P
HCO c hc co 。
代入得
4
9
2
20
2
14 13
8.166 10
[ ]
1.2 10
[ ]
2 6.55 10
[ ]
2.1 10
[ ]
[ ]
10
[ ] [ ] 









 


 


   
H H H
H
H
Na S
代入不同的[H+]浓度,可得pH 在4~5 时[Na]-[S]接近于0。因此脱硫最佳pH 值4~5。
8.7 解:
工况条件:液气比9.0L/m3,Ca/S=1.2,并假设SO2 吸收率为90%。因此,单位体积(1.0L)
通过烟气1/9m3,可吸收SO2 4.0 10 90% 0.018mol
22.4
1000
9
1 3       。
取温度T=373K,则Khs=0.147,Ks1=0.0035,Ks2=2.4×10-8。
进水PSO2=4.0×10-4atm,[SO2.H2O]=PSO2.Khs=5.88×10-5,
[HSO3
-]=Ks1[SO2.H2O]/[H+]=0.0206,[SO3
2-]= 2 3 5 4.94 10
[ ]
[ ] 


 
H
K HSO s ;
则反应后[S]’=[SO2.H2O]+[HSO3
-]+[SO3
2-]+0.018=0.0387
此时PSO2’=4.0×10-3atm,[SO2.H2O]’=5.88×10-4 且



  
   
   
   
8
3
2
3
4 3
3
[ ]'[ ]' [ ]' 2.4 10
[ ]'[ ]' 5.88 10 3.5 10
SO H HSO
HSO H
物料守恒得 [SO2.H2O]’+[HSO3
-]’+[SO3
2-]’ =0.0387
由上述方程可解得[H+]=5.4×10-5,pH=4.27
Chapter 8
1. Solution:
6 1
0.21 5.23 10
40,100
P atm
y
H atm
c - = = =
2.Solution:
a. p= 0.003/0.02=0.15,
h = 1 - 0 . 1 5= 0 . 8=5 8 5 %
b. the answer depends on the final oxygen concentration.
2
0 . 1 0 8 0 . 0 7 8 / 2 0 . 0 6 9 O y = - =
and 3
2 2
1/ 2
SO
SO O
y
K
y y
=

, 3
2
2
1/ 2 1/ 2 300(0.069) 79 SO
O
SO
y
Ky
y
= = =
2
2
3
3 3
/ 79
0.012
(1 1/ 79)
SO SO
equilibrium
SO SO SO
y y
p
y y y
= = =
+ +
equilibr ium h = 98.8%
85%
/ 86%
98.8% equilibrium h h = =
3. Solution:
a. one pound of sulfur makes(98/32) pounds of sulfuric acid, so that (sales minus raw material
costs) are
32
$98 / ( )$70 / $52.14 /
98
ton - ton = ton of acid
If this is exactly equal to the capital and operating costs, you break even.
b. Five hundred miles ´ $0.03/ton mile=$15/ton.
If this is per ton of contained sulfur then there are (98/32) tons of acid and the cost is
$46/ton of contained sulfur.
c. It costs roughly 1/3 as much to ship sulfur as to ship the equivalent amount amount of
sulfuric acid. For this reason, if one needs a large amount of acid, one most often ships
the sulfur to the place where the acid is needed,and makes the acid there.
4. Solution:
3
2
0
(0.00156 / )( _ _ )
0.8 0.0040
Q P m s w in H O Pa
P in
n
D
= = 2 H O=9.75w
=0.00975kw
作业习题解答
第九章 固定源氮氧化物污染控制
9.1 解:
1)设每天需燃煤Mt,则有M.6110×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600
解得M=8.9×103t。取NOx 平均排放系数12kg/t 煤,则每日排放NOx 量约为
107t
10
8.9 10 12
3
3

 

2)同理M.10000×103×103×4.18×38%=1000×106×24×3600,M=5439t。
取重油密度为0.8×103kg/m3,折合体积约为6800m3,去排放系数12.5kg/m3,则每日排放
NOx 约为85.0t
10
6800 12.5
3 

3)8900×103×4.18×38%V=1000×106×24×3600,解得V=6.1×106m3。
每日排放NOx 量约为38.2t
10 10
6.1 10 6.25
3 3
6


 

9.2 解:
取1kg 煤计算,排放NOx 约8g,在常规燃烧温度下,近似认为NO2 浓度很小,NOx 均以
NO 存在。
1kg 煤中,含C772g,H52g,N12g,S26g,O59g,灰分为79g。充分燃烧后,生成CO264.3mol,
H2O26mol,SO20.812mol,NO0.267mol。需O22504-59=2445g,约76.4mol。
引入N2 76.4 287.4mol
0.21
0.79
  。燃烧本身过程中产生N2 8) / 28 0.3mol
30
14
(12    。
即在O2 恰好耗尽时烟气含CO264.3mol,H2O26mol,SO20.812mol,NO0.267mol,N2287.7mol。
由题意,空气过剩,设过剩空气量为xmol,则0.06
379.1
0.21

 x
x
,由此解得x=152mol。
故NOx 浓度为4 5.0 10
379.1 152
0.267   

(体积分数)。
9.3 解:
1)1200K 下,Kp=2.8×10-7。设有xN2 转化为NO,则7
2
2.8 10
(75 )(5 )
(2 )   
 x  x
x
解得x=0.00512;故NO 平衡浓度为4 1.02 10
100
2 0.00512   

(体积分数)
2)1500K 时,同理5
2
1.1 10
(75 )(5 )
(2 )   
 x  x
x
解得x=0.032,故NO 平衡浓度为
4 6.4 10
100
0.032 2   

(体积分数)
3)2000K 时, 4
2
4.0 10
(75 )(5 )
(2 )   
 x  x
x
解得x=0.190,故NO 平衡浓度为0.0038。
9.4 解:
考虑1kg 燃煤含氢37g,碳759g,硫9g,氮9g,氧47g。烟气中含CO263.25mol,含H2O 18.5mol,
含SO20.28mol。因此需O2 2392-47=2281g 约71.3mol,则引入N2268.2mol。
若空气过剩20%,则烟气中O2为0.2×71.3=14.26mol,N2 268.2+53.6+9/28=322.1mol。
即若不考虑N 转化,则烟气中含CO263.25mol,H2O18.5mol,SO20.28mol,O214.26mol,
N2322.1mol。
1)N2 转化率20%,则NO 浓度为4 3.1 10
418.4
0.2 9 /14   

(体积分数)
2)N2 转化率50%,则NO 浓度为4 7.7 10
418.4
0.5 9 /14   

(体积分数)
9.5 解:
按《大气污染控制工程》P361(9-13)(1 ) (1 ) exp( ) 1 1 Y Y Mt C C      
将M=70,C=0.5 代入
当t=0.01s 时 1.5 0.5 0.7 (1 ) (1 )   Y Y  e ,解得Y=0.313;
当t=0.04s 时 1.5 0.5 2.8 (1 ) (1 )   Y Y  e ,解得Y=0.811;
当t=0.1s 时 1.5 0.5 7 (1 ) (1 )   Y Y  e ,解得Y=0.988。
由)
58400
5.7 10 exp( 15 1 1/ 2
T
M   T P   ,取P=1atm,将M=70 代入得T=2409K。
9.6 解:
M=50



    
    
    
 
 
 
0.1 , (1 ) (1 ) , 0.955
0.04 , (1 ) (1 ) , 0.686
0.01 , (1 ) (1 ) , 0.232
1.5 0.5 5
1.5 0.5 2.0
1.5 0.5 0.5
t s Y Y e Y
t s Y Y e Y
t s Y Y e Y
M=30



    
    
    
 
 
 
0.1 , (1 ) (1 ) , 0.824
0.04 , (1 ) (1 ) , 0.487
0.01 , (1 ) (1 ) , 0.144
1.5 0.5 3
1.5 0.5 1.2
1.5 0.5 0.3
t s Y Y e Y
t s Y Y e Y
t s Y Y e Y
9.7 解:
)
43400
exp(
4.1 10
9 10
13
14
RT
K 


 (R=1.987cal/mol.K)。将所给温度代入公式计算K 值,列表
如下:
T(K) 300 1000 1200 1500 2000 2500
Kp(计算值) 5.3×10-31 7.0×10-9 2.7×10-7 1.0×10-5 4.0×10-4 3.5×10-3
Kp(表中值) 10-30 7.5×10-9 2.8×10-7 1.1×10-5 4.0×10-4 3.5×10-3
9.8 解:
假设O 浓度很小,平衡时O2 的浓度仍可近似认为5%。利用O2 分解的平衡反应式O 2O 2 
及《大气污染控制工程》P360(9-11)式求解:
1/ 2
,
1/ 2
2
( )
[ ]
[ ]
RT
O K
O e P O
e  。因反应前后分子个
数不同,平衡常数有量纲,公式中浓度单位为mol/m3,即
1)2000K 时,Kp,o=6.63×10-4,平衡时3
2 0.305 /
0.0224 2000 / 273
0.05
[O ] mol m e 


故6 3
4
1/ 2
,
1/ 2
2 2.84 10 mol /
8.314 2000
0.305 6.63 10
( )
[ ]
[ ] m
RT
O K
O e P O
e
-  

 
 

2)2200K 时,Kp,o=2.68×10-3,平衡时3
2 0.277 /
0.0224 2200 / 273
0.05
[O ] mol m e 


故5 3
3
1/ 2
,
1/ 2
2 1.04 10 mol /
8.314 2200
0.277 2.68 10
( )
[ ]
[ ] m
RT
O K
O e P O
e
-  

 
 

3)2400K 时,Kp,o=8.60×10-3,,平衡时3
2 0.254 /
0.024 2400 / 273
0.05
[O ] mol m e 


故5 3
3
1/ 2
,
1/ 2
2 3.07 10 mol /
8.314 2400
0.254 8.60 10
( )
[ ]
[ ] m
RT
O K
O e P O
e
-  

 
 

9.9 解:
取1kg 煤计算,排放NOx 约8g,在常规燃烧温度下,近似认为NO2 浓度很小,NOx 均以
NO 存在。
1kg 煤中,含C759g,H37g,N9g,S9g,O47g。充分燃烧后,生成CO263.25mol,H2O18.5mol,
SO20.28mol,NO0.267mol。需O22333-47=2286g,约71.4mol。
引入N2 71.4 268.8mol
0.21
0.79
  。燃烧本身过程中产生N2 8) / 28 0.19mol
30
14
(9    。
即在O2恰好耗尽时烟气含CO263.25mol,H2O18.5mol,SO20.28mol,NO0.267mol,N2269.0mol。
由题意,空气过剩,设过剩空气量为xmol,则0.06
351.3
0.21

 x
x
,由此解得x=140.5mol。
故NOx 浓度为4 5.43 10
351.3 140.5
0.267   

(体积分数)。
9.10 解:
燃烧1mol C10H20Nx,产生10molCO2,10molH2O,需O215mol,引入N2 量56.4mol。
空气过剩50%,则总氮气量为56.4×1.5=84.6mol,O2 量为7.5mol。
由题意, 6 230 10
20 84.6 0.5 7.5
0.5   
  x 
x
,解得x=0.052
因此氮在油中的最大含量为100% 0.52%
0.052 14 120 20
0.052 14
 
  


9.11 解:
1)以热值为6110kcal/kg 的煤为燃料,每日排放NOx量约107t,其中NO210.7t,NO96.3t。
反应方程式为:
NH NO O N H O 3 2 2 2 4  4  4  6 NH NO N H O 3 2 2 2 8  6 7 12
3 0.9 96.3 10
4 4 30
 


x
3 0.9 10.7 10
8 6 46
 


y
解得x=2889kmol,y=279kmol
生成N2 279) 3133kmol
8
7
(2889    ,H2O 279) 4752 kmol
8
12
2889
4
6
(    
因此残留氨量为(3133+4752)×5×10-6=0.04kmol,可忽略。
故每天消耗氨的量为(2889+279)×17/103=53.9t。
2)以热值为10000kcal/kg 的重油为燃料,每日排放NOx量约85t,其中NO28.5t,NO76.5t。
反应方程式为:
NH NO O N H O 3 2 2 2 4  4  4  6 NH NO N H O 3 2 2 2 8  6 7 12
3 0.9 76.5 10
4 4 30
 


x
3 0.9 8.5 10
8 6 46
 


y
解得x=2295kmol,y=222kmol
生成N2 222) 2489 kmol
8
7
(2295    ,H2O 222) 3776 kmol
8
12
2295
4
6
(    
因此残留氨量为(2489+3776)×5×10-6=0.03kmol,可忽略。
故每天消耗氨的量为(2295+222)×17/103=42.8t。
3)以热值为8900kcal/m3 的天然气为燃料,每日排放NOx量约38.2t,其中NO23.8t,NO34.4t。
反应方程式为:
NH NO O N H O 3 2 2 2 4  4  4  6 NH NO N H O 3 2 2 2 8  6 7 12
3 0.9 34.4 10
4 4 30
 


x
3 0.9 3.8 10
8 6 46
 


y
解得x=1032kmol,y=99kmol
生成N2 99) 1119 kmol
8
7
(1032    ,H2O 99) 1696 kmol
8
12
1032
4
6
(    
因此残留氨量为(1119+1696)×5×10-6=0.01kmol,可忽略。
故每天消耗氨的量为(1032+99)×17/103=19.2t。
9.12 解:
甲烷燃烧方程式为:CH O CO H O 4 2 2 2  2   2
取1mol 甲烷进行计算,则理论耗氧量为2mol,生成CO21mol,H2O2mol。当空气过剩10%
时,烟气中还含有O20.2mol,N2 2.2 8.32mol
0.21
0.79
  。故烟气总体积3+8.32+0.2=11.52mol。
其中,NOx量折合成NO2 为:46×11.52×300×10-6=1.59×10-4kg。
甲烷燃烧热值为802.3kJ/mol,故浓度转化结果为:
kgNO /GJ 0.198kgNO /GJ
802.3 10
1.59 10
6 2 2
4






通用公式的推导:
假设燃料组成为CxHyOzNmSt(适用于大部分燃料),空气过剩系数为 ,燃料的热值
Q(kJ/mol)。
燃烧方程为2 2 2 2 2 2
1
2
1
)
4 2
( O xCO yH O tSO mN
y z
C H O N S x t x y z m t         ,故
取1mol 燃料进行计算,则产生CO2xmol,H2Oy/2mol,SO2tmol,N2m/2mol。耗氧
(x+t+y/4-z/2)mol,考虑空气过剩系数,引入氮气3.76 (x+t+y/4-z/2)mol,剩余O2
( -1)(x+t+y/4-z/2)mol。因此烟气总体积为
(x+y/2+t+m/2)+ 3.76 (x+t+y/4-z/2)+( -1)(x+t+y/4-z/2)mol。
若产生NOx(以NO2 计)浓度为F,则生成NO2 质量为
0.046F[(x+y/2+t+m/2)+ 3.76 (x+t+y/4-z/2)+( -1)(x+t+y/4-z/2)]kg
因此浓度转化结果为
-6 Q 10
0.046F[(x + y/2 + t +m/2) + ( 4.76 1)(x + t + y/4 - z/2)]

 
kgNO2/GJ
将x=1,y=4,z=0,m=0,t=0,Q=802.3kJ/mol, 1.1,F=300×10-6 代入上式可得
题目所给甲烷燃烧时的结果为0.197 kgNO2/GJ,与计算结果吻合。
Chapter 9
1. Solution:
2 2
2 6
46
0.46 ( ) 0.1 0.613 0.1 0.73
30 10
lbNO lbNO
E lbNO lbNO
lbNO Btu
= ? = + =
2. Solution:
_ _ _
( ) /( )
_ p c
Heat loss to stack
nC T n H
Heat input
= D D
_ 7
(12.56 )( )(750 70) /(21,502 16 ) 0.1737
_
mol gas Btu Btu
F
mol methane lbmol F mol
= - ? 

in Figure 12.7b the corresponding quantity is
_ _ _ 12.56 7 (250 70)
0.046
_ 21502 16
Heat loss to stack
Heat input
创-
= =
´
so that the increase in thermal efficiency is Dh = 0.1737- 0.046 = 0.128 = 12.8%
one could also say
0.128
15.5%
1 0.1737
Dh = =
-
3. Solution:
From Figure 12.3 it appears that the X NO expressed as 2 NO is about 140g/GJ.If all the N in
the coal were converted to 2 NO the emission factor would be
6
46
0.015
14 454 10 1641 /
13006 / 1.055
lb
lb g Btu K EF g GJ
Btu lb lb KJ G
´
= 创?
thus, the emission factor reported in Figure 12.3 is
140 /
8.6%
1631 /
g GJ
Fraction
g GJ
= =
作业习题解答
第十章 挥发性有机物污染控制
10.1 解:
见《大气污染控制工程》P379 图10-1。
10.2 解:
由Antoine 方程
t C
B
P A

lg   可分别计算得到40。C 时
苯的蒸汽压P1=0.241atm;甲苯的蒸汽压P2=0.078atm。
因此0.0723
1
0.241
0.3 1    
P
P
y x苯苯, 0.0546 2  
P
P
y x甲苯甲苯。
10.3 解:
列式
M
lA
t
P
p
A

 0.5  ,故
s Y
p
P
M
l
t 120
1.333 10
1.01 10
400 10
1.0 10 1.0 10
2 2 4
5
3
3 3





  
     
 
10.4 解:
取温度为100oF=310.8K
进口甲苯浓度:1m3 气体中含1000mg,则体积为
3 3
3
2.772 10
273
310.8
0.0224
92
10000 10
m 

   

,即浓度为2772ppm。
同理可计算出口甲苯浓度为41.6ppm。
《Air Pollution Control Engineer ing》P366 Example10.14 选择C14H30 作吸收剂,但本题出口
甲苯浓度过低,分压41.6×10-6atm,小于C14H30 100oF 时分压47×10-6ppm,因此不能选
择C14H30,而应该选择蒸汽压更低的吸收剂,此处选择C16H34,在100 oF 下蒸汽压约
10×10-6atm,分子量M=226。
* *
*
14.3
0.07
1
y y
atm
atm
p
Py
x
toluene
toluene    ,取xi bottom=0.8x=0.8×14.3×0.002772=0.032,
因此0.085
0.032 0
2772 41.6







ib it
ib it
x x
y y
G
L

又G=20000m3/h=784.3kmol/h=13.93lb/s=28.8lbmol/min。
故L=0.085G=0.085×28.8=2.45lbmol/min,即吸收剂用量251.2kg/min。
由CRC Handbook of Chemistry 查得100 oF 下,C16H34
2 48lbm/ ft L   ,  2.4cp,
  0.75。) 0.008
48
0.071
(
92
226
( ) ( ) 0.085
'
' 0.5 0.5 0.5      
L
G
G
L
L
G
M
M
G
L
G
L




 ;
代入2 log  1.6798 1.0662 log   0.27098(log  ) 中解得  0.23。
由lb ft s
F
g
G
L g
G F L G
G
 
 
  
   2
0.2 0.2
0
0
2 0.2
0.75 /
50 0.75 2.4
0.23 48 0.071 32.2
'
'

 
 

 得
取75%,则G’=0.56lb/ft2.s,故2 24.9
0.56
13.93
'
ft
G
m
A gas    , ft m
A
D 5.63 1.72
4
  


传质单元数]
(1 / ) ( / ) ( / )
(1 / ) ( / ) ( / )
ln[
(1 / )
1
B B B
T B B
y HG PL H P x HG PL y
y HG PL H P x HG PL y
HG PL
N
  
  



H/P=0.07/1=0.07,HG/PL=0.07/0.085=0.824,1-HG/PL=0.176。代入上式解得N=13.3。
ft m
KaPA
NL
h 60 19.6 6
4 1 24.9
13.3 2.45
  
 

 
10.5 解:
废气中苯的含量y1=20000×3.0×10-3=60m3/h,由气体方程RT
M
m
PV  得
kg h
RT
PVM
m 191.5 /
8.314 298
1.01 10 60 78 10 5 3


   
 


根据去除要求,实际去除量为m’=191.5×99.5%=190.5kg/h
则一个周期所需活性炭量为8468 .1kg
0.18
190.5 8


,体积3 14.6
580
8461.5
V   m
10.6 待求。
10.7 解:
实际需O2 1.25×5×100=625mol,空气量625/0.21=2976mol。
Chapter 10
1. Solution:
5
2 2
4
1 1
ln ln10
1.58;
ln ln(7 10 )
t p
t p
-
-
D
= = =
D
Dt = 1.58s
2. Solution;
1
ln( )
ln(1/ ) 0.005 10.6 ;
0.5
p
K s
t s
= = =
D
K = Ae x p-( E /R T )
/
1001 1342
( / )
E R
T K F
LN K A
-
= = = 
3. Solution:
3 3
0
3
(10 )(1 / )
0.5
2 2(0.001 / )
D cm g cm
t s
v g cm s
r -
D = = =
×
4. Solution:
3
0 3 2 (0.2 )(1.2 / )
6 10 /
2 2 10
D mm g cm cm
g cm s
t s mm
r
g - = = ?
D

习题作业解答
第十一章 城市机动车污染控制
11.1 解:
汽车行驶100km 耗时h
v
s
t 1.25
80
100
  
若发动机转速为2000r/min,则1min 内喷油1000 次,1.25h 内喷油7500 次。
故每次喷入气缸油量V L L 4 1.067 10
75000
8
'    
单缸喷入V V L 5 ' 2.67 10
4
1     。
11.2 解:
设MTBE 添加质量x,C8H17 含量为y,则
( )2.7%
88
16
x   x  y 解得100%  14.85%


x y
x
P 。
设燃料100g,则含C8H1785.15g,C5H12O14.85g
由C H O O CO H O 5 12 2 2 2  7.5 5  6 C H O CO H O 8 17 2 2 2 12.25 8 8.5
1
7.5
14.85
88
n
 解得n1=1.27mol
2
12.25
85.15
113
n
 解得n2=9.23mol
则需O21.27+9.23=10.5mol,则含N23.76×10.5=39.5mol。
空气质量10.5×32+39.5×39.5=1442g,则空燃比AF=14.42。
11.3 解:
燃烧前取温度为293K,由K
V
V
T T R R
R
Cp R
R
( ) 293 73.5 638
2
1
2 1      
开始燃烧时,按《Air Pollution Control Engineer ing》P486 13.11 式:
F K
mCp
m h
T
combustionproducts
fuel combustion 3629 2016
15.88 0.33
1 19020
 




  。
通常取85%的升高温度,则T3=T2+2016×0.85=2352K
燃烧完成 T 4607 F 2559 K
15.88 0.26
1 19020
 


  。
同样取85%,则T4=T2+2559×0.85=2813K。
11.4 解:
NOx 在高温时易生成,而理论空燃比附近燃烧充分,温度较高,因此NOx 产生量最大。
11.5 解:
K
V
V
T T R R
R
Cp R
R
) 1080
7
1
( ) 2352( 3.5
2
1
2 1     
怠速时可燃混合气处于空气过剩系数小于1 的状态,残余废气系数较大;发动机转速低,
气缸压缩比小,燃烧很不充分,易形成失火;壁面淬熄效应对火焰迅速冷却,因此造成温度
下降。
11.6 解:
4)燃油箱和化油器 (《大气污染控制工程》P448)
11.7 解:
2)进气歧管(《大气污染控制工程》P442)
11.8 解:
1)减少废气中HC 含量
Chapter 11
1. Solution:
1
(1 )(137.28)
( / 4)(32 3.76 28) 4
12 12 /
y
A x y x
F x y y x
+
+ +
= =
+ +
the possible range for conventional fuels is not very broad. For benzene(y/x=1) it is 13.2,for
butane(y/x=2.5)it is 15.4
2. Solution:
 
m
combustion
gal 60mi hr min 2r 1 3.765l
to each cylinder
25mi hr 60min 2000r combustion 4 gal
cc
0.03785
combustion
      

For a typical gasoline density of 0.75 g/cm3 this is about 0.0285g. An ordinary chemistry
laboratory buret produces about 20 drops per g, or an average mass of 0.05g/drop. Thus the
amount per cylinder per combustion is about half the volume of a typical drop from a
typical laboratory buret.
3. Solution:
(a)
0 lnP(psia) 11.724 (5236.5 R) /T=  11.724-(5236.5/560);
P=11.73 psia
Y(gasoline )=10.73/14.7=0.73; gasoline=80 (assumed)
V(molar)=359.02(560/492)=408.6 ft3/lb.mol=3056 gal /lb.mol
n(expelled)=
12gal
n(expelled) 0.00393lb.mol 1.78mol
3056gal / lb.mol
  
gasoline(expelled)=1.78mol*0.73*8g/mol=104g
(b) The estimated capacity of the canister is 700g*0.3=210g.This is less than the value estimated
above, suggesting that there is probably enough capacity. The current canister is designed of very
low flow rates. It might need serious changes to accommodate the =10gal/min of air expelled
from the gasoline tank during fueling. The solution to the next problem suggests that even this
need not be serious problem.
4.Solution:
a.the particle diameter=0.125 inch=0.00317m, The diameter and length are roughly 11cm and
16.5cm, thus
2
2 3
150 (1 )
S
P
x
p V
D
m e
e
- D
D =
5 2
3 2 2
(150)(1.8 10 / )(0.7) (0.1647 )
562
(3.17 10 ) (0.3) / s s
kg m s m Pa
V V
m m s
-
-

= ?
´
c. for 10gal/min
3
2
10 /min 0.003785 min
0.066 /
60
(0.1098 )
4
s
Q gal m
V m s
A gal s
m
p
= = 创=
d. 2 560 0.066 / 37 0.148
/
a
a
p
p m s P inH O
m s
D = ? =
作业习题解答
第十二章 大气污染和全球气候
12.1 解:
a.吸收法净化尾气应选择石灰浆液、Ca(OH)2 等,或利用双碱法Na2SO3 溶液吸收。
b.通过植树造林,吸收单位CO2 成本降低;但绿化工作完成需一定时间积累和人力物力投入。
12.2 解:
由于温室气体能够吸收红外长波辐射,而臭氧层能够有效防止紫外线辐射。相比之下,大气
层中几乎没有吸收可见光的成分,因此可见光对应于太阳辐射最大值。
12.3 解:
设温度升高前海平面高度h1,升高后海平面高度为h2,则(1 ) 2 1 h  h t
h h h h t 1000 0.00012 1 0.12m 2 1 1         
12.4 解:
1)单位换算1hm2=2.47 英亩。每年每公顷雨林减少CO2 的排放量2.71t
40 48000
520 104




则每英亩减少1.10t
2.47
2.71

2)每年每亩产生木材12 2 0.6t
44
1.10
  
3)每年每棵树木材产量 0.0015t
400
0.6

4)设煤热值6110kal/kg,设耗煤mkg,则有
0.35 6110 4.18 10 800 10 365 0.7 3600 24 3 6    m       ,m=1.98×106t。
因此产生CO2 量为1.98×106×2.83=5.6×106t(假设1t 煤燃烧产生CO22.83t)。
12.5 解:
(a)详细性质可参见
http://unit.xjtu.edu.cn/unit/epe ... yszl/zqys-zlj-1.htm
(b)主要替代物 含氢氯氟烃HCFC。
12.6 解:
简化考虑认为       2
3 2 2 CaCO 2H H O CO Ca
湖泊H+消耗量(10-4.5-10-6.5)×107×103=3.13×105mol
故可求得1 年投加CaCO3 的量为0.5×3.13×105×100×10-6t=15.65t。
Chapter 12
1. Solution:
a. the only alkali available on that scale is lime or limestone. However to make it alkaline
2 CO must be driven off. If we wanted to do that, we would want to produce the lime in
plants where the 2 CO was produced in concentrated form, and then disposed of some way
b. That is an interesting short term solution. However once the new vegetative cover is
established, somewhere where there is none, thus removing a suitable amount of 2 CO from
the atmosphere, the vegetation at steady state will return as much 2 CO to the atmosphere as
it removes. If the vegetation is harvested and burned for fuel, thereby replacing an equivalent
mass of fossil fuels,then this would have positive effects on the global 2 CO balance.
2. Solution:
x x c t (1000m)(0.00012/ C)(1 C) 12cm 鞍D = 鬃D = =
3. Solution:
10 log p = A- B /(T + C); 10 T + C = B /(A- log p)
For 10mm Hg
10 T + C = 9845.4/(7.829- log 10) = 1442.13K
4.Solution:
a. 10 12 3.7 10 10 0.037 / l pc d s - = 创=
dc / dt = - kc; 1/ 2 t = ln 2 / t ;
1/ 2
ln 2
dc / dt ( ) c
t
= -
0 . 3 7 l n 2
s 3.8
- -
=
4 3.8 24 3600 0.037
1.75 10
ln 2 3
s
c atoms

= ?
b.
4
18
23
4 1.75 10 /
2.8 10
6.023 10 / 24.055 R DON
atoms L
y
atoms L
-
D

= =
´
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污水处理工艺详解及比较

AAO(A2/O)污水处理技术
AAO工艺(A2/O工艺)是一种有效的除磷脱氮工艺分为厌氧缺氧好氧三个阶段,在除磷方面利用聚磷菌的好氧聚磷,厌氧释磷起到除磷效果,脱氮方面在好氧阶段硝化,厌氧阶段反硝化起到脱氮的作用。氮磷含量较多时建议使用,生活污水处理方面应用较多,例如芜湖市朱家桥污水处理厂。




  AO工艺于20世纪80年代初开发,是目前广泛采用的城市污水生物脱氮工艺之一,它的最大优点是可以充分利用原水中的有机碳源进行反硝化,能有效的去除BOD和含氮化合物。而A2O工艺是在AO工艺基础上增设厌氧区而具有脱氮和除磷能力的新型污水处理工艺。它能够在去除有机物的同时去除氮和磷营养物质。对于那些已建的无生物脱氮功能的传统活性污泥法污水处理厂经过适当改造,很容易改造成为具有脱氮能力的AO工艺或者具有脱氮和除磷能力的A2O工艺。
  



摘要:通过短时厌氧环境的生化特性、厌氧/缺氧环境倒置效应和小型系统平行对比试验,较系统地研究了倒置A2/O工艺的原理和工艺特点。指出:聚磷菌厌氧有效释磷水平的充分与否,并不是决定其在后续曝气条件下过度吸磷能力的充分必要条件。推进聚磷菌过度吸磷的本质动力与厌氧区HRT和厌氧环境的厌氧程度有关。
  


Principle and Characteristics of Reversed A2/O Process
ZHANG Bo 1,GAO Ting yao 2
(1Departof EnvironEng,Qingdao Construction Institute,Qingdao 266033,China;2 State Key Labof Pollution Control and Resource Reuse,Tongji Univ,Shanghai 200092, China)

  Abstract:The biochemical characteristics of short time retention in anaerobic zone and sequence reversing of anaerobic and anoxic zones on phosphorus release and uptakewere studied in bench scale experiments The results showed that1) the effective phosphorus release, fully or not, is not the sufficient and necessary condition deciding the ability of excess Puptake To a certain extent,a relativelylonger HRT and a more sufficient anaerobic environment produce a stronger potential of excess Puptake in the following aerobic condition(2) a much better effect of N-P removal can be obtained in biological nutrient removal process by reversing the position of anaerobic and anoxic zones and turning into reversed A2/O process Its phosphorus and nitrogen removal rates are markedly higher thanthat of conventional A2/O process, whereas the COD removal rates are about equal
  Keywords: wastewater treatment;nitrogen removal;phosphorus removal;reversed A2/O process

  常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(A1)/缺氧(A2)/好氧(O)的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识,即:聚磷微生物有效释磷水平的充分与否,对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义,厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷[1]。但是,①由于存在内循环,常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际上只有一少部分经历了完整的释磷、吸磷过程,其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区,这对于除磷是不利的;②由于缺氧区位于系统中部,反硝化在碳源分配上居于不利地位,因而影响了系统的脱氮效果;③由于厌氧区居前,回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响,为了避免该影响而开发的一些新工艺(如UCT等)趋于复杂化;④实际运转经验表明,按照缺氧—好氧两段设计的脱氮工艺系统也常常表现出良好的除磷能力[2、3]。因此,常规生物脱氮除磷工艺(A1/A2/O)布置的合理性值得进一步探讨。

1 材料与方法

  活性污泥取自污水生物脱氮除磷小型试验系统,污水取自实际城市污水。污水和污泥的性质见表1。

表1  污水和污泥的性质  污水 污泥
COD(mg/L) 400-800 MLSS(g/L) 3.0-4.0
BOD5(mg/L) 150-450 VSS/SS 0.60-0.64
TN(mg/L) 45-65 N含量(mgN/gVSS) 110-130
TP(mg/L) 2.5-10.0 P含量(mgN/gVSS) 48-60
VFA(mg/L) 25-173 SVI 180-230

2 试验结果与讨论

2 1短时厌氧环境及其对聚磷菌的影响
  短时厌氧环境在生物脱氮除磷系统中具有关键性作用,本试验目的是考察短时厌氧环境的生化特性及其对聚磷菌释、吸磷行为的影响。
  ①试验采用2只完全相同的有机玻璃柱,有效体积均为30 L(见图1)。柱1装有随中心轴一起转动的弹性立体填料,柱2不装填料,由搅拌桨搅拌。电机转速为15~20 r/min,柱上方均设有盖板。



  柱1作挂膜运行,HRT=20~30 h,温度为24~29℃。为了单独考察城市污水在短时厌氧环境污水中VFA的变化,试验未引入小试系统活性污泥。柱内微生物完全为厌氧环境下由污水自然接种生长起来的厌氧或兼性细菌,显然其厌氧程度较一般脱氮除磷系统的厌氧区更为充分。柱2作为对比,未作任何处理。正式试验时,将两柱瞬时放空,注入新鲜污水,然后启动电机,每隔2h取样,分析污水中VFA随时间的变化规律,结果见图2。


   图2表明,在本试验条件下,短时厌氧环境并不能增加污水中VFA的量,在厌氧区放置填料则会加剧该区VFA的消耗。
  根据厌氧消化理论,污水中的大分子有机物转化为VFA需要经历水解和产酸(产氢)两个过程。尽管早期的研究曾认为在此过程中兼性细菌属于优势种群,但关于生活污水污泥消化的研究指出,事实正好相反,专性厌氧细菌较兼性细菌多100倍以上。从总体上说,最重要的水解反应和发酵反应都是通过专性厌氧细菌进行的,同时由于专性厌氧细菌的生化效率很低,上述过程需要较长的水力停留时间。Andrews和Pearson(1965)曾利用溶解性有机和无机合成污水对厌氧发酵过程的VFA产生动力学规律进行了研究,结果表明,当 HRT =2.5 d时反应器的VFA浓度最高。


摘要:目前,AB法在欧洲已经得到广泛应用,近年来,国内有关单位也对AB法进行了研究,并取得了一些成果,实践证明该工艺是近代污水处理技术中的一项新发展。本文就AB工艺的运行原理与特性给予了阐述。

关键词:AB工艺 原理 特性

 一、前言
  目前,AB法在欧洲已经得到广泛应用,到1987年止,已经有22家AB法污水处理厂投产,21家在建设和规划中。近年来,国内有关单位也对AB法进行了研究,并取得了一些成果,实践证明该工艺是近代污水处理技术中的一项新发展。AB工艺由A级曝气池、中间沉淀池、B级曝气池和最终沉淀池组成。AB工艺的主要特征是:
  1.A级污泥负荷很高,B级污泥负荷较低。
  2.A级和B级的微生物群体特性明显不同,并通过互不相关的两套回流系统严格分开。
  3.不设一沉池,使A级成为一个开放性的生物动力学系统。
  4.A级可以根据污水组分的不同实行好氧或缺氧运行。
AB工艺的典型设计参数 表1
级别F/M
kgBOD5/kgMLSS•d水力停留时间hMLSS
g/L 泥龄DO
A级2~60.52.04~10h0.2~0.7
B级0.10~0.302~43.515~20d0.7~1.5

  二、AB工艺的运行机理
  1.A级对BOD、COD和SS的去除
  实际上AB工艺是由城市排水管网和污水处理厂构成的处理系统。城市居民连续不断地排泄细菌,其中约5-10%的细菌能在好氧/兼性厌氧条件下存活和增殖。在排水管网中发生细菌的增殖、适应和选择等生物学过程,使原污水中出现生命力旺盛、能适应原污水环境的微生物群落。因此,城市污水实质上是污染物和微生物群体的共存体。在AB工艺的A级中充分利用了原污水中存在的生物动力学潜力。泰安市污水处理试验中观测到的现象表明,A级对BOD和COD的去除不是以细菌的快速增殖降解作用为主,而是以细菌的絮凝吸附作用为主。静态试验表明原污水中存在大量已适应原污水的微生物,这些微生物具有自发絮凝性。当它们进入A级曝气池后,在A级内原有菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起,絮凝物结构与菌胶团类似,絮凝的同时絮凝物与原有的菌胶团结合在一起,成为A级污泥的组成部分,并具有较强的吸附能力和极好的沉降性能。被絮凝的微生物量与A级污泥浓度有关,污泥浓度低于1g/L时,絮凝效果差。与絮凝吸附发生的同时,微生物出现程度有限的增殖,这种增殖可能与A级污泥的促絮凝作用(或物质)的产生有关。根据泰安市污水处理试验,进水中以SS形式表达的微生物量按150mg/L计,A级出水微生物量为70mg/L。那么A级中由进水微生物形成的污泥浓度Xi可按下式计算:
  Xi=Q△SQ c /V
  式中:Q——进水流量;
  Q c ——A级的泥龄;
  △S——A级截留的微生物量;
  V——A级曝气池体积。
  将各项数据代入上式:
  Xi=4L/h×80mg/L×10h/2L =1600mg/L。
  A级的实际污泥浓度为2000mg/L,也就是说A级污泥中进水微生物占80%左右,仅20%左右由增殖作用产生。因此,A级中絮凝去除占A级BOD去除的65%左右,吸附和增殖导致的去除约占35%。增殖作用去除的BOD基本上是溶解性BOD。
  2.A级对难降解物质的去除
  当进水是城市生活污水与工业废水的混合水或只是工业废水时,污水中往往含有许多难降解物质,比如多环芳香族的化合物、卤代烃。若完全用好氧方法处理,不仅消耗大量氧气,而且BOD去除往往达不到所要求的指标。当进水中难降解物质含量高时,A级实行缺氧运行,在这种情况下,A级中的一部分微生物能通过厌氧消化和不完全氧化等方式把BOD 5 检测不出、COD可以检测出的难降解有机物转化成BOD 5 易检出的易降解有机物,这种转化在好氧条件下往往难以实现。
  3.A级的抗冲击负荷能力
  A级中的微生物群体对有机污染物和毒物的冲击负荷有显著的缓冲能力,冲击负荷停止后A级能很快地恢复正常,因此A级的存在使进水水质的变化、污染物和有毒物质的冲击负荷不影响后续工艺的稳定运转。
  A级的抗冲击负荷能力除了与吸附作用有关外,还与下面两种生物学过程密切相关。
  (1)微生物突变
  活性污泥中的任何细菌群体都能以各种各样的方式对环境变化作出反应。新环境形成的初期,不适应新环境的细菌死亡,随后从系统中消失。与此同时,新环境为其它细菌的优势增殖提供了有利条件。适应性细菌的重要来源是突变,致突变物质能导致突变,即遗传物质发生变化。这些突变中仅千分之一是能存活的正突变,其余都是致死突变。考虑到A级内活性污泥中细菌数量很高,在每一人口当量中每日出现7.5×10 5 个正突变是可能的。除X射线和Y射线外,亚硝酸盐等化学物质也是诱变物质。污水中普遍存在的酸、碱和有毒物质的长期影响也能诱发突变。突变为活性污泥适应新环境、降解难降解物质提供了生物遗传学基础。而A级污泥对毒物的抗性则来源于:
  (2)质粒的转移
  在医疗方面,质粒转移往往造成抗药性基因的迅速传播,从而造成医疗困难,AB工艺中的A级环境特别有利于质粒的转移。质粒是环形的DNA分子,它们不受染色体支配,能侵入菌体并利用菌体的复制系统自我复制增殖。质粒普遍携带抗性基因,有的质粒还携带一般细菌不具备的特殊基因,如降解PCB的基因。众多的质粒构成了细菌的抗性基因库和降解特殊有机物的基因库。在选择性工艺环境中(如冲击负荷),质粒的抗毒性基因和降解特殊物质基因赋予细菌明显的优势。在正常的细胞分裂中,质粒能传给子细胞。质粒还能通过接合作用以携质粒细菌转移到无质粒细菌内,接合过程不受细菌种属和质粒来源的限制,A级中高密度悬浮细菌的存在对接合有利。在A级中占优势地位的肠道细菌的接合过程需花费1.5-2.0h。假设A级泥龄为8h,那么在A级微生物中至少能发生4次接合,在此期间约10%的细菌受到质粒侵入。质粒在活性污泥中的传播,提高了活性污泥对环境变化、特别是化学变化的抗性。对污水处理厂(特别是工业废水处理厂)来说,处理效果和工艺稳定性的好坏与质粒的存在与否密切相关。
  4.AB工艺与氮、磷去除
  由于水体富营养化和水资源短缺问题日益严重;许多污水必须经过除磷脱氮处理,然后排入水体或回用。如果用其它工艺取代AB工艺的B级,可以使AB工艺具有深度处理效果。
  (1)具有脱氮功能的AB工艺
  在这类工艺中,B级由好氧工艺变成前置反硝化工艺(例如缺氧/好氧工艺)。
  A级对氮和有机物的去除比常规机械处理高许多倍,明显改善了B级的硝化条件,使B级污泥中硝化菌比例明显提高,硝化速率随之大幅度提高,曝气区体积可以相应降低。对反硝化来说,可以通过改变A级的污泥负荷和运行方式调节A级的去除率,使反硝化所需的BOD 5 /TN比值(3左右)得到最优调节。试验结果表明B级污泥中,反硝化菌比例比常规生物脱氮系统的污泥高,反硝化率高2~3倍,例如,ARAkrefeld污水处理厂的B级污泥在无外加碳源的情况下反硝化速率为6.3mgNO 3 -N/gMLSS•h。由于具脱氮功能的AB工艺硝化和反硝化速率高,工艺总体积比常规生物脱氮工艺节省20%左右。
  (2)具有除磷功能的AB工艺
  由于污泥含磷量较高,排泥量大,A级能去除进水总磷的20~50%。如果把B级换成厌氧/好氧(A/O)除磷工艺,工艺终沉出水的磷浓度将很低(0.5mg/L以下)。也可以在B级中增设化学法除磷。前者的投资费用比普通活性污泥法低10%左右,后者则高5~20%。前者的运行费用比普通活性污泥法低10~20%,后者则高10%以上。
  (3)AB工艺与生物除磷脱氮工艺的结合
  泰安市污水处理厂将采用这类工艺,工艺流程由A级加生物除磷[来源
论文天下 http://www.lunwentianxia.com/脱氮工艺(如A/A/C改良工艺)构成。对原污水水质波动大,BOD 5 和BOD 5 /TN比值高的污水来说,这类工艺不但能保证处理效果达到要求,而且工艺稳定性高、节能效果明显。



  三、AB工艺的技术经济分析及其在我国应用的可能性
  试验和生产性实践已经证实A级能去除40~50%,甚至70%的BOD 5 和10-30%的总氮,使工艺过程耗氧量减少30-40%,总运行费用下降20%左右,基建投资降低15-20%,处理效果优于常规工艺,具有良好的经济效益和环境效益。
  具有高级处理功能的AB工艺与其它高级处理工艺相比,有节能、工艺稳定性高等优点。A级的设置为后续工艺提供了强有力的保护和支持。泰它市污水处理试验结果表明,当BOD 5 /TN和BOD 5 值偏高时,其生物除磷脱氮功能的AB工艺与单纯生物除磷脱氮工艺相比,运转费用下降20%左右,BOD、COD、SS、TN和TP的去除率分别高于96%、90%、95%、80%和96%。进水BOD 5 /TN比值偏低时,为了避免碳能源不足,原污水可直接进入生物除磷脱氮工艺,保证出水水质达到要求。
  由于A级污泥主要由进水补充和接种,并且泥龄很短,因此A级污泥不需要培养和驯化过程,A级的停与转,可以随时进行并很快进入正常状态,不影响处理效果。管理上不存在困难。
  A级节能的另一方面是A级污泥产率高、污泥有机物含量高达65%以上,产气率和产气量也必然增加。沼气用于发电和供热能使污水处理厂的能源得到部分自给。
  1.超负荷污水处理厂的改造
  我国污水处理厂的建设速度远远达不到实际需要。处理厂往往超负荷运行,造成一系列问题。如果把它们改成AB工艺就能较大幅度提高污水处理厂的处理能力。德国和奥地利的生产性实践已经证明此法行之有效,改造投资极小,经济效益显著。只要把原沉砂池硝加改动,成为A级曝气池,初沉池作为中间沉淀池,再装一套回流系统即可。
  2.AB工艺与新厂建设
  目前,我国建设大型污水处理厂,往往因资金严重不足,而必须分期进行,下面是一个较理想的分期实施方案:
  第一期:机械处理(一级)
  第二期:具有半生物效应的机械处理,即AB工艺的A级(一级半)
  第三期:二级处理和部分硝化(AB工艺)
  第四期:高级生物处理(高级AB工艺)
  在该实施方案中,先建高速率的A级处理特别适合我国国情,因它能缓和建设资金严重不足问题,并能使大量污水得到处理。这是因为A级去除率虽然只有60%左右,但处理单位BOD 5 的费用很低,低于普通活性污泥法的一半,基建投资也低于普通活性污泥法的一半。待资金充足时,很容易续建B级。
  3.AB工艺的设计要点
  A级正常运行的必要条件是原污水中必须有足够的已经适应该污水的微生物。在城市污水中,这些微生物基本上来自人类排泄物。由于A级的去除效率高低与进水微生物量直接相关,因此A级之前不宜设置初沉池。在工业废水和某些城市污水中,已经适应污水环境的微生物浓度很低或微生物絮凝性很差,A级效率明显下降。对这类污水来说,不宜采用AB工艺。
  为了充分利用絮凝性和吸附效应,保证A级高效运行,A级停留时间最好控制在25~30 分钟,停留时间增加反而不利。A级的最佳污泥负荷是3-4kgBOD 5 /kgNLSS•d。污泥浓度过低或过高对A级运行均不利,控制在2-2.5g/L效果较佳。泥龄的控制取决于污水特性和A级的污泥浓度,在A级中污泥浓度基本上与泥龄成正比关系,最佳泥龄控制应通过试验或生产实践求得。
  A级污泥沉降性能极佳,SVI值低于50,因此中间沉淀池水力停留时间,可控制在1.5h以内,污泥回流比控制在70%以内。
  B级的设计与常规方法相同,必须注意的是,设计B级时,进水水质应采用A级出水水质;设计高级AB工艺时,应保证B级进水的BOD 5 /TN比值≥3。对BOD 5 /TN在3左右的污水来说,设置A级对生物除磷脱氮不利,不宜采用高级AB工艺(物理或化学法除磷除氮例外)。
  在国内,污泥处置是一个令人头痛的问题。由于AB工艺产泥量大,合理解决污泥处置问题,有助于AB工艺的推广应用。也就是说污泥问题是AB工艺推广应用的主要障碍。
  四、结语
  AB工艺在国外已经有较成熟的经验,但我国的污水特性和水质环境与国外明显不同,既使在国内,各地的情况也相差较大,因此有必要深入研究AB工艺,开发出适合不同污水水质和不同处理要求的AB工艺和设计参数,使这种高效低能耗、建厂投资小的污水处理方法在我国的污水处理事业中充分发挥作用。
  主要参考文献
  〔1〕泰安市城市污水处理研究报告1989中国市政工程华北设计院
  〔2〕Prof.Dr.lng.Dr.h.C.Botho BohnkeADAB~VERFAHRENIUR BIOLOG1SCHEN ABWASSER~REINIGUNG AACHEN 1987(上接43页)
  〔3〕Bёhnke,B.; The Adsorption-Biooxidation Process IFAT 1987.
  〔4〕Bёhnke,b.;Pinnekamp:Denitrifisation Expreicecd With Operational Plant.
  〔5〕Bōhnke,B.;Grünebaun,T.:Bological Systens for the phaded Constraction of Sowage Treatment Plant.
  〔6〕李成江、郑兴灿:城市污水生物除磷脱氮(A/A/O)技术的中试研究。中国土木工程学会第四届年会论文集1988 中国铁道出版社
倒置A2/O工艺的原理与特点研究
摘要:通过短时厌氧环境的生化特性、厌氧/缺氧环境倒置效应和小型系统平行对比试验,较系统地研究了倒置a2/o工艺的原理和工艺特点。指出:聚磷菌厌氧有效释磷水平的充分与否,并不是决定其在后续曝气条件下过度吸磷能力的充分必要条件。推进聚磷菌过度吸磷的本质动力与厌氧区hrt和厌氧环境的厌氧程度有关。


关键词:污水处理 脱氮 除磷 倒置a2/o工艺



principle and characteristics of reversed a2/o process
zhang bo 1,gao ting yao 2
(1departof environeng,qingdao construction institute,qingdao 266033,china;2 state key labof pollution control and resource reuse,tongji univ,shanghai 200092, china)

abstract:the biochemical characteristics of short time retention in anaerobic zone and sequence reversing of anaerobic and anoxic zones on phosphorus release and uptakewere studied in bench scale experiments the results showed that:(1) the effective phosphorus release, fully or not, is not the sufficient and necessary condition deciding the ability of excess puptake to a certain extent,a relativelylonger hrt and a more sufficient anaerobic environment produce a stronger potential of excess puptake in the following aerobic condition(2) a much better effect of n-p removal can be obtained in biological nutrient removal process by reversing the position of anaerobic and anoxic zones and turning into reversed a2/o process its phosphorus and nitrogen removal rates are markedly higher thanthat of conventional a2/o process, whereas the cod removal rates are about equal
keywords: wastewater treatment;nitrogen removal;phosphorus removal;reversed a2/o process

常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(a1)/缺氧(a2)/好氧(o)的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识,即:聚磷微生物有效释磷水平的充分与否,对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义,厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷〔1〕。但是,①由于存在内循环,常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际上只有一少部分经历了完整的释磷、吸磷过程,其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区,这对于除磷是不利的;②由于缺氧区位于系统中部,反硝化在碳源分配上居于不利地位,因而影响了系统的脱氮效果;③由于厌氧区居前,回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响,为了避免该影响而开发的一些新工艺(如uct等)趋于复杂化;④实际运转经验表明,按照缺氧—好氧两段设计的脱氮工艺系统也常常表现出良好的除磷能力〔2、3〕。因此,常规生物脱氮除磷工艺(a1/a2/o)布置的合理性值得进一步探讨。

1 材料与方法

活性污泥取自污水生物脱氮除磷小型试验系统,污水取自实际城市污水。污水和污泥的性质见表1。

表1 污水和污泥的性质 污水 污泥
cod(mg/l) 400-800 mlss(g/l) 3.0-4.0
bod5(mg/l) 150-450 vss/ss 0.60-0.64
tn(mg/l) 45-65 n含量(mgn/gvss) 110-130
tp(mg/l) 2.5-10.0 p含量(mgn/gvss) 48-60
vfa(mg/l) 25-173 svi 180-230


2 试验结果与讨论

2 1短时厌氧环境及其对聚磷菌的影响
短时厌氧环境在生物脱氮除磷系统中具有关键性作用,本试验目的是考察短时厌氧环境的生化特性及其对聚磷菌释、吸磷行为的影响。
①试验采用2只完全相同的有机玻璃柱,有效体积均为30 l(见图1)。柱1装有随中心轴一起转动的弹性立体填料,柱2不装填料,由搅拌桨搅拌。电机转速为15~20 r/min,柱上方均设有盖板。


柱1作挂膜运行,hrt=20~30 h,温度为24~29℃。为了单独考察城市污水在短时厌氧环境污水中vfa的变化,试验未引入小试系统活性污泥。柱内微生物完全为厌氧环境下由污水自然接种生长起来的厌氧或兼性细菌,显然其厌氧程度较一般脱氮除磷系统的厌氧区更为充分。柱2作为对比,未作任何处理。正式试验时,将两柱瞬时放空,注入新鲜污水,然后启动电机,每隔2h取样,分析污水中vfa随时间的变化规律,结果见图2。


图2表明,在本试验条件下,短时厌氧环境并不能增加污水中vfa的量,在厌氧区放置填料则会加剧该区vfa的消耗。
根据厌氧消化理论,污水中的大分子有机物转化为vfa需要经历水解和产酸(产氢)两个过程。尽管早期的研究曾认为在此过程中兼性细菌属于优势种群,但关于生活污水污泥消化的研究指出,事实正好相反,专性厌氧细菌较兼性细菌多100倍以上。从总体上说,最重要的水解反应和发酵反应都是通过专性厌氧细菌进行的,同时由于专性厌氧细菌的生化效率很低,上述过程需要较长的水力停留时间。andrews和pearson(1965)曾利用溶解性有机和无机合成污水对厌氧发酵过程的vfa产生动力学规律进行了研究,结果表明,当 hrt =2.5 d时反应器的vfa浓度最高。
本试验所采用的 hrt =2~3 h(这与生物除磷工艺厌氧区的hrt相近),污水 cod 仅500mg/l左右。在这样的条件下,柱内实际上很难造就类似污泥消化那样的厌氧环境并培养出大量的专性厌氧菌,生物膜上的微生物主体仍为消耗vfa的兼性细菌,故而柱1的vfa数量不仅没有增加,反而消耗很快。柱2完全为污水,其微生物数量较少,所以其vfa在很长一段时间内基本上保持恒定。只是在一定时间以后,随着微生物的增殖,vfa才出现明显下降。本试验说明,就一般城市污水而言,短时厌氧区不会增加污水中vfa的量。
② 将柱1、柱2放空,从小试系统好氧区末端取3 l混合液,与3 l污水混合后一分为二地分别装入柱1、柱2,然后启动电机;两柱厌氧运行2~3 h后取出填料和搅拌桨,并同时转入曝气状态每隔30 h取样分析比较两柱释磷、吸磷特点,结果见图3。





图3(a~d)是在不同时间利用实际污水进行的四组重复性试验。由于实际污水水质的变化,图3污水中的vfa浓度是依次下降的。图3(a、c)的厌氧历时为3 h,图3(b、d)的厌氧历时为2 h。
该四组图表明:①在厌氧条件下进水vfa越高,柱1、柱2的释磷量越大,这与以往的认识是一致的。②柱1存在兼性生物膜,致使其厌氧环境较柱2更为充分。当vfa较多时,低orp水平促使柱1聚磷菌以更快的速率吸收vfa合成phb,同时释放出磷酸盐。由图可见,柱1初期释磷速率均明显大于柱2。图3(d)进水vfa最低,柱1释磷曲线一直在柱2的上方,直至厌氧段结束,柱2释磷曲线才与柱1交合。但是柱1兼性生物膜同时消耗vfa,当反应器中vfa不足时,兼性生物膜与聚磷菌对vfa的竞争就表面化了,并使柱1释磷速率迅速衰减。柱2基本上不存在这种竞争关系,故聚磷菌能长时间保持较高的释磷速率并最终在释磷总量上超过柱1。除图3(d)外,投加填料的柱1释磷总量均比柱2小,而且进水vfa越高其差别越明显,见图3(a、b)。 ③在后续好氧条件下,柱1聚磷菌过度吸磷能力明显高于柱2,当厌氧历时由3 h降为2 h时上述差别明显增大,见图3(b、d)。该现象是值得特别关注的,它表明聚磷菌厌氧有效释磷水平的充分与否,并不是决定其好氧过度吸磷能力的充分必要条件。这与目前流行的关于聚磷菌厌氧有效释磷越高,其过度吸磷能力越强的认识基本上是矛盾的。从上述现象分析推动聚磷菌好氧过度吸磷的更本质动力,可以得出的判断是,在一定范围内,聚磷菌在厌氧环境中的历时越长,环境的orp越低,促进好氧吸磷的动力越大。而就系统的除磷效果而言,释磷可能属于一种不具备充分必要性的表面现象。好氧吸磷的能量既可以来自胞内贮存的碳源(如phb),也可以从其他方面获得。这种差别当厌氧历时由3 h减为2h时变得尤其明显,表明厌氧环境对于微生物过度吸磷的极端重要性。
2.2厌氧、缺氧环境倒置对聚磷菌的影响
采用2只几何尺寸完全相同的有机玻璃柱进行对比试验,柱的有效体积均为30 l,底部设有
取样口。其厌氧、缺氧状态采用如图1(柱2)所示的可拆卸搅拌桨搅拌,电机转速为15~20 r/mi
n。好氧状态由微孔曝气头曝气,开始试验时,从小试系统好氧区末端取3 l混合液,与3 l污水混合后,一分为二地分别装入两柱。柱1初始时刻另加入适量kno3溶液,然后启动电机分别进入缺氧、厌氧搅拌状态。搅拌2 h后,再向柱2加入kno3溶液。4 h后两柱同时结束搅拌,取出搅拌桨,并转入曝气状态。因此,柱1实际是按照a2/a1/o方式运行,柱2按照常规的a1/a2/o方式运行。每隔30 min取样,分析比较两柱的po43--p和no3--n变化规律,结果见图4。由图4可以看到,柱1从零时刻加入硝酸盐起,在前2 h内实际上处于缺氧状态,反硝化、释磷同时进行。但和柱2相比,柱1前的释磷速率很低;至30 min时,释磷几乎完全停止;60 min后,随着硝酸盐基本耗尽,释磷速率迅速增大;至240 min,柱内浓度达到65 mg/l。图中a点硝酸盐上升是由于误操作引起的,有趣的是,柱1的释磷曲线也出现了点a′相应的变化。



柱2在120min时加入硝酸盐,因此其前2 h内为厌氧,后2 h基本为缺氧。柱2前2 h的释磷速率很快,至120 min时po43--p高达7.3 mg/l。120 min后由于硝酸盐的加入,聚磷菌开始吸磷,但由于缺氧状态下微生物atp产率较低,故该阶段的吸磷速率并不高。至180 min硝酸盐消耗殆尽,吸磷也基本上停止。进入曝气状态后,柱2虽重新开始吸磷,但因前面缺氧段的存在,致使其吸磷速率大大低于柱1。曝气开始时,柱1的po43--p浓度高达6.5 mg/l,柱2仅为5.3 mg/l。但至480 min,柱1的po43--p浓度为0.1 mg/l,而柱2的po43--p却为1.05 mg/l,两者相差10倍。从脱氮角度看,两者均把柱内硝酸盐全部反硝化,但柱1的比反硝化速率为4.12 mgn/(h•gvss),柱2为280 mgn/(h•gvss),柱1明显快于柱2。
从上面的讨论可以看出,将常规生物脱氮除磷工艺系统的厌氧、缺氧环境倒置,可明显改善系统的氮磷脱除效果。在倒置的a2/a1/o方式下,碳源问题仍然存在,并造成聚磷菌的释磷水平明显低于常规的a1/a2/o方式。但在该方式中,由于硝酸盐在前面的缺氧区已经消耗殆尽,因此其厌氧环境更加充分,微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧条件下形成的吸磷动力得到了更有效的利用。
对常规脱氮除磷工艺来说,污泥回流比常在0.5~1.0左右,内循环比则在2.0~3.0之间。在所有参与内外循环的污泥中,通常只有占总数不到一半的回流污泥经历了完整的释磷、吸磷过程,而大部分污泥实际上没有经过厌氧阶段而直接进入缺氧和好氧环境。相应地,其所排放的剩余污泥中富磷污泥的含量实际上也只占一少部分,因而影响了系统的除磷效果。与此不同,a2/a1/o方式允许参与回流的所有污泥全部经历完整的释磷、吸磷过程,故其排放的剩余污泥含磷更高,系统的除磷效果也更好,具有一种“群体效应”优势。
在a2/a1/o方式中,缺氧段优先得到碳源,故其脱氮能力明显增强。在本试验条件下,其比反硝化速率和a1/a2/o方式相比提高50%。
从工程角度讲,a2/a1/o方式不仅具有较好的氮磷脱除能力,而且可能较传统脱氮除磷工艺更加简捷。工程上采取一定措施,使其污泥回流和内循环合并为一个回流系统是完全可能的,这对于开发简捷、高效的生物脱氮除磷工艺来说是十分有利的。
2 3 倒置a2/o工艺的特点
采用两个平行系统进行对比试验,系统1以倒置a2/o方式运行,系统2以常规a2/o方式运行。两系统的有效容积均为77.2 l,各区比例为a2(a1):a1(a2)=1:1:2,二沉池水力停留时间为21h,非曝气区采用搅拌桨搅拌。
试验初期,从污水厂生产性曝气池取活性污泥引入小试系统,经过一个月的试运行,mlvss达2~3 g/l,出水cod降至50 mg/l以下,遂开始正式试验。试验采用的工艺参数和运行结果见表2。由于倒置a2/o工艺取消了内循环,因此其回流系统只有一个,总回流比也比常规a2/o工艺减少了20%。试验中的小流量控制比较困难,因此系统1的实际进水量稍大于系统2,这导致其实际水力停留时间略短于表2中的8 h,mlvss也相应地较系统2偏高。作为对比性试验,这种差异对于系统1略为不利。
由表2可以看出,两个系统的cod去除能力相当,并均高达90%以上,出水最高cod均在50 mg/l以下,表中系统1的出水cod略高于系统2是其实际进水量偏大所致。可以说,倒置a2/o工艺在cod去除能力方面与常规a2/o工艺相当,是令人满意的。
但值得注意的是,两系统的氮磷脱除功能有明显差异。系统1(倒置a2/o工艺)的出水tn是8.9mg/l,去除率为84.7%;系统2(常规a2/o工艺)的出水tn是14.9 mg/l,去除率为74.4%。系统1的tn去除率比系统2整整高出10%。同样还观察到,系统1的出水tp仅为0.67 mg/l,其tp去除率比系统2高出近9%。两系统出水水质的这种显著差异说明倒置a2/o工艺的氮磷脱除功能的确优于常规a2/o工艺。


表2 倒置与常规a2/o工艺运行参数 运行条件与效果 倒置a2/o工艺(系统1) 倒置a2/o工艺(系统2)
温度(℃) 29.6 29.6
hrt(h) 8 8
do(mg/l) 1.8 2.0
回流比 污泥回流 2.0 0.71
内循环 0 1.80
合计 2.0 2.51
mlvss(mg/l) 2117 1960
泥龄(d) 12 12
cod(mg/l) 进水 446 446
出水 39.9 38.7
去除率(%) 91.1 91.3
tn(mg/l) 进水 58.1 58.1
出水 8.9 14.9
去除率(%) 84.7 74.4
tp(mg/l) 进水 9.6 9.6
出水 0.67 1.51
去除率(%) 93.0 84.3


3 结论
① 就一般城市污水而言,短时厌氧区( hrt =2~3 h)并不能增加污水中vfa的量,在厌氧区设置填料将明显加剧该区vfa的消耗。
②聚磷菌厌氧有效释磷水平的充分与否,并不是决定其在后续曝气条件下过度吸磷能力的充分必要条件。而就系统的除磷效果而言,释磷可能属于一种不具备充分必要性的表面现象。好氧吸磷的能量既可以来自胞内贮存的碳源(如phb),也可能从氧化胞外的其他基质获得。
③推进聚磷菌过度吸磷的本质动力与厌氧区hrt和厌氧环境的厌氧程度有关。在一定范围内,厌氧环境的hrt越长,厌氧程度越充分,聚磷菌的吸磷动力越强。
④把常规脱氮除磷系统的厌氧、缺氧环境倒置过来,可得到更好的脱氮除磷效果。其特点在于:a缺氧区位于厌氧区之前,硝酸盐在这里消耗殆尽,厌氧区orp较低,有利于微生物形成更强的吸磷动力;b微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧条件下形成吸磷动力可以得到更充分利用;c缺氧段位于工艺的首端,允许反硝化优先获得碳源,进一步加强了系统的脱氮能力。
⑤倒置a2/o工艺与常规a2/o工艺的小型系统平行对比试验表明,倒置a2/o工艺的氮磷脱除功能明显优于常规a2/o工艺,其cod去除能力与常规a2/o工艺相当。
⑥由于取消了内循环,倒置a2/o工艺在流程上更为简捷。同时,参与回流的全部污泥均经历了完整的厌氧—好氧过程,在除磷方面具有一种“群体效应”,是十分有利的。

参考文献:
〔1〕徐亚同污水的生物除磷〔j〕环境科学研究,1994,7(5):1-6
〔2〕刘至嘉提高曝气池mlss浓度的生产性研究〔j〕给水排水,1993,19(8)
〔3〕maekawa t,chun-min l,xing-dong fnitrogen and phosphorus removal for swine wastewater using intermittent aeration batch reactor followed by ammonium crystalliztion process〔j〕water research,1995,29(12):2643
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 楼主| 发表于 2009-7-8 09:48 | 显示全部楼层

污染物焚烧控制

危险废物焚烧污染控制标准(GB18484-2001)



前言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,加强对危险废物的污染控制,保护环境,保障人体健康,特制定本标准。
本标准从我国的实际情况出发,以集中连续型焚烧设施为基础,涵盖了危险废物焚烧全过程的污染控制;对具备热能回收条件的焚烧设施要考虑热能的综合利用。
本标准由国家环保总局污染控制司提出。
本标准由国家环保总局科技标准司归口。
本标准由中国环境监测总站和中国科技大学负责起草。
本标准内容(包括实施时间)等同于1999年12月3日国家环境保护总局发布的《危险废物焚烧污染控制标准》(GWKB 2-1999),自本标准实施之日起,代替GWKB 2-1999。
本标准由国家环境保护总局负责解释。
危险废物焚烧污染控制标准
1 范围
本标准从危险废物处理过程中环境污染防治的需要出发,规定了危险废物焚烧设施场所的选址原则、焚烧基本技术性能指标、焚烧排放大气污染物的最高允许排放限值、焚烧残余物的处置原则和相应的环境监测等。
本标准适用于除易爆和具有放射性以外的危险废物焚烧设施的设计、环境影响评价、竣工验收以及运行过程中的污染控制管理。
2 引用标准
以下标准所含条文,在本标准中被引用即构成本标准的条文,与本标准同效。
GHZB l-1999 地表水环境质量标准
GB 3095-1996 环境空气质量标准
GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
GB l5562.2-1995 环境保护图形标志 固体废物贮存(处置)场
GB 8978-1996 污水综合排放标准
GB l2349-90 工业企业厂界噪声标准
HJ/T 20一1998 工业固体废物采样制样技术规范
当上述标准被修订时,应使用其最新版本。
3 术语
3.1 危险废物
是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法判定的具有危险特性的废物。
3.2 焚烧
指焚化燃烧危险废物使之分解并无害化的过程。
3.3 焚烧炉
指焚烧危险废物的主体装置。
3.4 焚烧量
焚烧炉每小时焚烧危险废物的重量。
3.5 焚烧残余物
指焚烧危险废物后排出的燃烧残渣、飞灰和经尾气净化装置产生的固态物质。
3.6 热灼减率
指焚烧残渣经灼热减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数。其计算方法如下:
P=(A-B)/A×100%
式中:P--热灼减率,%;
A--干燥后原始焚烧残渣在室温下的质量,g;
B--焚烧残渣经600℃(土25℃)3h灼热后冷却至室温的质量,g。
3.7 烟气停留时间
指燃烧所产生的烟气从最后的空气喷射口或燃烧器出口到换热面(如余热锅炉换热器)或烟道冷风引射口之间的停留时间。
3.8 焚烧炉温度
指焚烧炉燃烧室出口中心的温度。
3.9 燃烧效率(CE)
指烟道排出气体中二氧化碳浓度与二氧化碳和一氧化碳浓度之和的百分比。用以下公式表示:
CE=[CO2]/([CO2]+[CO])×100%
式中:[CO2]和[CO]--分别为燃烧后排气中C02和CO的浓度。
3.10 焚毁去除率(DRE)
指某有机物质经焚烧后所减少的百分比。用以下公式表示:
DRE=(Wi-Wo)/Wi×100%
式中:Wi--被焚烧物中某有机物质的重量;
Wo--烟道排放气和焚烧残余物中与Wi相应的有机物质的重量之和。
3.11 二噁英类
多氯代二苯并-对-二噁英和多氯代二苯并呋喃的总称。
3.12 二噁英毒性当量(TEQ)
二噁英毒性当量因子(TEF)是二噁英毒性同类物与2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二噁英对Ah受体的亲和性能之比二噁英毒性当量可以通过下式计算:
TEQ=∑(二噁英毒性同类物浓度×TEF)
3.13 标准状态
指温度在273.16K,压力在101.325kPa时的气体状态。本标准规定的各项污染物的排放限值,均指在标准状态下以11%O2(干空气)作为换算基准换算后的浓度。
4 技术要求
4.1 焚烧厂选址原则
4.1.1 各类焚烧厂不允许建设在GHZBl中规定的地表水环境质量I类、Ⅱ类功能区和GB 3095中规定的环境空气质量一类功能区,即自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护地区。集中式危险废物焚烧厂不允许建设在人口密集的居住区、商业区和文化区。
4.1.2 各类焚烧厂不允许建设在居民区主导风向的上风向地区。
4.2 焚烧物的要求
除易爆和具有放射性以外的危险废物均可进行焚烧。
4.3 焚烧炉排气筒高度
4.3.1 焚烧炉排气筒高度见表1
表1 焚烧炉排气筒高度
焚烧量(kg/h)        废物类型        排气筒最低允许高度(m)
≤300        医院临床废物        20
        除医院临床废物以外的第4.2条规定的危险废物        25
300~2000        第4.2条规定的危险废物        35
2000~2500        第4.2条规定的危险废物        45
≥2500        第4.2条规定的危险废物        50
4.3.2 新建集中式危险废物焚烧厂焚烧炉排气筒周围半径200米有建筑物时,排气筒高度必须高出最高建筑物5米以上。
4.3.3 对有几个排气源的焚烧厂因集中到一个排气筒排采多筒集合式排放。
4.3.4 焚烧炉排气筒因按GB/T16157的要求,设制永久采样孔,并安装用采样和测量的设施。
4.4 焚烧炉的技术指标
4.4.1 焚烧炉的技术性能要求见表2
表2焚烧炉的技术性能指标
指标        焚烧炉温度(℃)        烟气停留时间(s)        燃烧效率(%)        焚毁去除率(%)        焚烧残渣的热灼减率(%)
废物类型                                       
危险废物        ≥1100        ≥2.0        ≥99.9        ≥99.99        <5
多氯联笨        ≥1200        ≥2.0        ≥99.9        ≥99.9999         <5
医院临床废物        ≥850        ≥1.0        ≥99.9        ≥99.99         <5
4.4.2 焚烧炉出口烟气中的氧气含量因为6%~10%(干气)。
4.4.3 焚烧炉运行过程中要保证系统处于负压状态,避免有害气逸出。
4.4.4 焚烧炉必须有尾气进化系统、报警系统和应急处理装置。
4.5 危险废物的贮存
4.5.1 危险废物的贮存场所必须有符合GB15562.2的专用标志。
4.5.2 废物的贮存容器必须有明显标志,具有耐腐蚀、耐压、密封和不与所贮存的废物发生反应等特性。
4.5.3 贮存场所内禁止混放不相容危险废物。
4.5.4 贮存场所要有集排水和防渗漏设施。
4.5.5 贮存扬所要远离焚烧设施并符合消防要求。
5 污染物(项目)控制限值
5.1 焚烧炉大气污染物排放限值
焚烧炉排气中任何一种有害物质不提超过表3中所列的最高允许限值。
5.2 危险废物焚烧厂排放废水时,其水中污染物最高允许排放浓度按GB8978执行。
5.3 焚烧残余物按危险废物进行安全处置。
5.4 危险废物焚烧厂噪声执行GB12349。
表3 危险废物焚烧炉大气污染物排放限值1)
序号        污染物        不同焚烧容量时的最高允许排放浓度限值(mg/m3)
                ≤300(kg/h)        300~2500(kg/h)        ≥2500(kg/h)
1        烟气黑度        格林曼Ⅰ级
2        烟尘        100         80        65
3        一氧化碳(CO)        100         80        80
4        二氧化硫(SO2)        400        300        200
5        氟化氢(HF)        9.0        7.0        5.0
6        氯化氢(HCl)        100        70        60
7        氮氧化物(以NO2计)        500
8        汞及其化合物(以Hg计)        0.1
9        镉及其化合物(以Cd计)        0.1
10        砷、镍及其化合物(以As+Ni计)2)        1.0
11        铅及其化合物(以Pb计)        1.0
12        铬、锡、锑、铜、锰及其化合物
(以Cr+Sn+Sb+Cu+Mn计)3)        4.0
13        二噁英类        0.5 TEQ ng/m3
1)在测试计算过程中,以11% O2(干气)作为换算基准。换算公式为:
c=10/(21-Os)×cs
式中:c--标准状态下被测污染物经换算后的浓度(mg/m3);
   Os--排气中氧气的浓度(%);
   cs--标准状态下被测污染物的浓度(mg/m3)。
2)指砷和镍的总量。
3)指铬、锡、锑、铜和锰的总量。
6 监督监测
6.1 废气监测
6.1.1 焚烧炉排气筒中烟尘或气态污染物监测的采样点数目及采样点位置的设置,执行GB/T 16157。
6.1.2 在焚烧设施于正常状态下运行1h后,开始以1次/h的频次采集气样,每次采样时间不得低于45min,连续采样3次,分别测定以平均值作为判定值。
6.1.3 焚烧设施排放气体按污染源监测分析方法执行(见表4)。
表4 焚烧设施排放气体的分析方法
序号        污染物        分析方法        方法来源
1        烟气黑度        林格曼烟度法        GB/T 5468-91
2        烟尘        重量法        GB/T 16157-1996
3        一氧化碳(CO)        非分散红外吸收法        HJ/T 44-1999
4        二氧化硫(SO2)        甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法        1)
5        氟化氢(HF)        滤膜•氟离子选择电极法        1)
6        氯化氢(HCl)        硫氢酸汞分光光度法硝酸银容量法        HJ/T 27-19991)
7        氮氧化物         盐酸萘乙二胺分光光度法        HJ/T 43-1999
8        汞        冷原子吸收分光光度法        1)
9        镉        原子吸收分光光度法         1)
10        铅        火焰原子吸收分光光度法        1)
11        砷        二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法         1)
12        铬        二苯碳酰二肼分光光度法         1)
13        锡        原子吸收分光光度法         1)
14        锑        5-Br-PADAP分光光度法         1)
15        铜        原子吸收分光光度法         1)
16        锰        原子吸收分光光度法         1)
17        镍        原子吸收分光光度法         1)
18        二噁英类        色谱-质谱联用法         2)
1)《空气和废气监测分析方法》,中国环境科学出版社,北京,1990年。
2)《固体废弃物试验分析评价手册》,中国环境科学出版社,北京,1992年,P332~359。
6.2 焚烧残渣热灼减率监测
6.2.1 样品的采集和制备方法执行HJ/T 20。
6.2.2 焚烧残渣热灼减率的分析采用重量法。依据本标准“3.6”所列公式计算,取3次平均值作为判定值。
7 标准实施
(1) 自2000年3月1日起,二噁英类污染物排放限值在北京市、上海市、广州市执行。2003年1月1日之日起在全国执行
(2) 本标准由县级以上人民政府环境保护行政主管部门负责监督与实施。
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 楼主| 发表于 2009-7-8 09:50 | 显示全部楼层

填埋场大气监测

固体废弃物填埋场大气污染监测方法探讨
摘要  分析了固体废弃物填埋场大气污染产生的主要原因及其对环境的影响,归纳设计出了一套适合于填埋场大气污染监测的方案,包括布点原则、采样频率和时间、采样方法和分析技术,该监测方案可用于不同地理环境下的固体废弃物填埋场大气污染的监测。
关键词  固体废弃物填埋场  大气环境污染  大气污染监测
Discussion about air pollution monitoring in solid wastes landfill site  Liao Linlin.(Shenzhen Xiaping Municipal Solid Waste Landfill Site,Shenzhen Guangdong 518029)
Abstract:The main reason and effect of air pollution in solid wastes landfill site were analyzed, and the plans were designed to monitor air pollution, including principle for set sampling sites, sampling frequency and time, and analysis method. The monitoring plans are adapted to monitor air pollution in different solid wastes langfill site.
Keywords: solid wastes landfill site; air pollution; air pollution monitoring
固体废弃物是各种污染物的终点,特别是从污染控制设施中排放出来的固体废弃物,浓集了许多污染成分[1],这些污染成分在填埋过程中,填体表面散发和填体内释放出来的有毒、有害气体不仅会污染大气环境,而且对人体的健康、动、植物、器物和材料都有一定的危害,因此,填埋场的大气环境监测有着极为重要的意义。
1  造成固体废弃物填埋场大气污染的主要原因
固体废弃物在自然堆放和填埋的过程中,其有毒、有害成分(或能转化为有毒、有害物质的气体成分)在不同条件下可通过各种途径造成大气污染[1]:
Ⅰ、固体废弃物中的有机成分在微生物作用下发生分解并释放出有害气体而污染大气;
Ⅱ、固体废弃物中细粒、粉末在风力作用下可加重大气粉尘污染;
Ⅲ、一些易燃性固体废弃物在自然堆放时易发生自燃产生大量的有害气体而污染大气。
2  产生的污染物及其影响
固体废弃物填埋场造成大气污染的污染物主要有以下两类:一类是气溶胶状态污染物,如粉尘;一类是气体状态污染物,如含硫化合物(硫化氢等)、含氮化合物(氨等)、碳的化合物(一氧化碳、二氧化碳)、其他化合物(氧气、甲烷等)。
填埋场的大气污染物对环境有重大影响,主要表现在对人体的健康、动、植物、器物和材料及气候的危害,如硫化氢有浓烈的臭鸡蛋气味,包括人类在内的各种动物,一旦吸入体内都会引起支气管收缩,浓度过高时还会引起休克和死亡;一氧化碳能够引起生理上和病理上的变化,高浓度的一氧化碳还会引起死亡;其次以上气体还会危害植物的果肉细胞,使植物最终因各种细胞的损坏而枯死;另外,大气污染物还能对气候产生大规模的影响,如二氧化碳、氧气和甲烷气是“温室气体”,会造成“温室效应”;粉尘可凝结成大规模气团而形成灰霾,使大气能见度降低。
3  固体废弃物填埋场大气污染监测网络设计
根据固体废弃物填埋场的大气污染范围,可分为两类监测:一类是大气环境监测;一类是大气污染源监测(如:填埋气监测、其他生产废气监测)。在进行大气污染监测时,如何才能够取得反映实际情况并具有代表性的测定结果?这就需要对大气污染监测网络的设计进行确定,包括采样点的布设、采样时间和频度、气象观测、地理特点、测试方法和仪器等。
3.1  大气环境监测
3.1.1  布点原则
(1)风向布点法
大部分填埋场,尤其是盆地、丘陵地区的填埋场,大都会选择山谷作为填埋场地,以减少对周边的环境污染,此种地形结构下的大气环境监测布点可采用风向布点法,即分别于填埋区的上风向及下风向各布设一个采样点,若下风向靠近居民区,则应在下风向以500~1 000 m的范围多布设几个采样点,见图1。

图1          风向布点法
如果填埋场处于季风气候区域,常年风向不稳定,不宜判断上、下风向的,也可以通过风频玫瑰图,以全年所示主导风向之方向为一采样点,主导风向相反之风向处为另一采样点,若靠近居民区,则应以500~1 000 m的范围多布设几个采样点,见图2。
以上图例中,全年主导风向为北风,则在填埋场的北方(N)处设立一采样点,而与北方(N)相对应的南方(S)处再设立另一采样点,假设在填埋场的南方(S)处有一居民区,则应在此方向上以500~1 000 m的范围多布设几个采样点。
风向布点法操作简便,布点数目较少,监测结果亦具有代表性,比较适合于各类固体废弃物填埋场使用。


图2          风频玫瑰图布点法
(2)放射式(同心圆)布点法
这种布点法,主要适用于平原地带的固体废弃物填埋场。在该地形条件下设计的填埋场,四周多无山丘阻隔,受风力等自然因素影响,污染范围可能很广。因此在布点时,可将整个填埋区看作圆形,在填埋区的地形图上找到其中心点并以此为圆心在地面上划若干个同心圆,再从圆心向周围引出若干条放射线,放射线与圆的交点即为采样点。同心圆的半径可依据实际情况而定,一般在500~1 000 m。从里向外,各个圆上可分别设置4~8个采样点。同心圆与放射线的划分要依据实际情况与要求决定,在同一个圆上的采样点可以平均分布,也可以实际情况和要求为准,见图3。

图3  放射式(同心圆)布点法
(3)矩形布点法
有少部分小型固体废弃物填埋场,占地面积不大,且远离人口密集地时,可采用此布点方法。在填埋区500~1 000 m外作一矩形,矩形的对角线交于填埋区中心处,矩形的四个顶角及对角线与填埋区的交汇处即为采样点,见图4。

图4  矩形布点法
(4)扇形布点法
当固体废弃物填埋场的四周有三面为高山阻隔,或全年主导风向较为稳定的情况下宜使用此方法。布点时,以填埋场地形图的中心所在位置为顶点,在填埋场下风方向或受高山阻隔后剩下的开阔区的地平面上,划出一个扇形地区作为布点范围,扇形角度一般为45º,也可取60º,但不超过90º。采样点就设在扇形平面内距顶点不同位置的若干条弧线上,每条弧线上设立三至四个采样点,相邻两采样点之间的夹角一般取10º~20º,见图5。

图5         扇形布点法
以上3类布点法较为繁琐,不推荐作为常规大气环境监测布点,但在填埋场建设的初期及后期,需作污染源现状调查或回顾性环境影响评价时,建议使用以上布点法。
3.1.2  布点注意事项
采样点在布设时应满足一定的要求,具体如下:
(1)采样点的位置应在已确定的小区域范围内具有代表性。
(2)采样点应位于邻近几乎没有什么干扰物的地方,即:①要远离污染源,尤其是较大的污染源,如烟囱等;②要远离表面有吸附能力的物体,如树叶和具有吸附能力的建筑材料等;③要避免在交通繁忙的街道或有高大建筑物使自然通风受限制的地方;④要避开在不远的将来会有较大程度重建或改变土地使用方式的地方,特别是要作污染趋势长期观测时,更需注意这个问题。
(3)每个采样点所得出的数据应能与监测网内其它点的数据相比较。
(4)采样点所在之处应当具备的物质条件(依所用仪器而定)。包括:①可长期使用,最好在全年内每天24 h都可使用;②有足够的电力供应;③能防止被破坏;④有围护结构防护,不受严寒酷暑温度骤升骤降的影响。
3.1.3  采样频率和时间
发达国家的大气环境监测基本上采用连续、自动记录的仪器,我国大气环境的连续、自动监测站仅大城市有,各城市拥有的自动监测站数也不多,主要依靠人工采样和实验室分析。对于人工采样站来说,确定采样频率和取样时间很重要,合理的采样频率和取样时间可以以较少的监测次数掌握具有代表性的数据[3]。
随着昼夜变化、周期变化和季节性变化,填埋场填体的内在变异性会引起大气污染物浓度的波动,在这种情况下,就要求每周至少1 d对H2S、NH3、甲硫醇(CH3SH)、臭气强度进行监测,具体采样时间为早上、中午、晚上(早晚应取对时);总悬浮颗粒物(TSP)连续采样24 h。若要对填埋场的大气作污染趋势调查分析,则需依照实际情况至少连续监测5~10 d,H2S、NH3、CH3SH、臭气强度每天早上、中午、晚上(早晚应取对时)各采一次,总悬浮颗粒物(TSP)连续采样24 h。在一些四季较为分明的地区,冬季(1月)、春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)还须相应的增加采样量。
3.2  填埋气体监测
固体废弃物填埋场的填埋方式主要有厌氧式、好氧式、半好氧式。因厌氧式填埋对环境的污染相对于其它两种较小,被看作是固体废弃物的卫生填埋。我国的固体废弃物填埋场亦大多采用厌氧式填埋[1]。填埋废物中有机成分发生厌氧分解而产生大量的甲烷、硫化氢、二氧化碳和氨气。硫化氢和氨气有一定的臭味,吸入人体内会造成人体脏器的病变,严重时还会导致死亡。当甲烷在空气中的浓度达5%~15%时就可能发生爆炸,并且甲烷和二氧化碳同属于“温室气体”,二氧化碳是“温室效应”的始作俑者,而甲烷则是“温室效应”中不可忽视的重要组成部分。因而填埋气体的监测在整个大气污染监测过程中发挥着重要的作用。
3.2.1  布点原则
(1)填埋气体收集管道直接布点法
布点时,将填埋区内各个独立的填埋气体收集管道作为每一个采样点,按一定的次序作好标记并记录下即可。该方法简便宜行,各种规模的填埋场均可适用。
(2)网络布点法
对于填埋区内填埋气体收集管道分布较均匀的情况下,通常采用此法布点。以横竖相邻两根填埋气体收集管道间的距离为长度,将整个填埋区的地面划分成网状方格,采样点就设在横竖两条线的交汇处,见图6。网格的距离和采样点的数目,要依据填埋气体收集管道的分布量及人力、物力来决定。

图6          网络布点法
(3)区域布点法
某些固体废弃物填埋场在进行填埋时,并非是整个填埋区内都大面积的同时填埋,而是把填埋区分成若干个小区,按照一定的顺序和规则填埋,在此种情况下,可以选择区域布点法。将整个填埋区内的若干个正在填埋的小区作为采样区域,以此区域内各个填埋气体收集管道为独立的样品采集点,该方法省时省力,无需地理测绘,是一种比较实用的布点方法。
3.2.2  采样频率和时间
填埋场在初期运行和封场前后,为了研究填埋气体的产生量,以及便于沼气的回收利用,一般要求每星期监测2~3次,连续监测3~5个月。其他填埋时间内,每月上、中、下旬各监测一次,至少每月上旬、下旬应各监测一次。冬季(1月)、夏季(7月)还须相应的增加采样次数,每月上、中、下旬各监测一次。采样时间冬季(1月)在9:00~18:00;夏季(7月)在8:00~19:00,注意应选择无风、无雨、无雪的晴朗天气采样。
3.3  其他生产废气监测
其他生产废气主要来源于垃圾渗滤液处理工艺过程中,如脱氨工艺中氨吹脱后产生的大量氨尾气及少数二氧化碳和硫化氢气体;厌氧系统产生的沼气、氨气、硫化氢气体等等。
3.3.1  布点原则
填埋场的其他生产废气,如氨尾气、厌氧池沼气等,大多有固定的排放口(一般是安装排放烟囱或排放管道),布点时可将每个排放口作为采样点,若排放口较多,也可按照具体情况适当布点,见图7(以厌氧池生产废气为例)。

图7          固体废弃物填埋场其他生产废气布点图
3.3.2  采样频率和时间
生产废气是随着垃圾渗滤液处理工艺的运行而产生的,因此,采样时应依据工艺运行时间而定,正常运行时,每周测定2~3次,若废气产生量较为稳定,也可减少至每周1次。采样时间为整个处理工艺正常运行2 h后至停止运行前2 h。受温度等天气因素的影响,冬季(1月)、夏季(7月)还应酌情增加采样次数。
3.4  气象监测
从污染源排到大气中的污染物的传输和扩散过程,与污染源本身的特性、气象条件、地面特征和周围地区建筑物分布等因素皆有密切关系,特别是与气象条件的关系更为密切[2]。气象要素主要有:温度、空气湿度、风向、风速、气压、降雨量等,这些气象要素,都是从观测中直接获得。随着气象要素的变化,污染物在大气中的扩散稀释情况千差万别,所造成的污染程度也有很大不同。固体废弃物填埋场的气象监测就是对以上气象要素进行观察、记录和分析,为填埋场的大气监测提供重要的理论依据。
3.4.1  布点原则
一般情况下应在填埋场的上风向及下风向处各布设一个监测点,若条件不允许,也可在具有代表性的场区内选择一处作为监测点。采样仪器在安装时,应放置在场区内具有代表性的地形最高处,但应注意防雷。如果地势过高,采样极不方便,也可安装在具有代表性的办公楼楼顶上。目前国内的大部分城市已建立了气象自动监测网,各个站点采用气象数据自动采集装置,经电脑分析处理汇总后制成图表,清晰明了且便于储存和查找。
3.4.2  采样频率和时间
气象监测数据应24 h不间断采样,每天查询监测结果,每星期将数据汇总,月底制成监测报表备用。
4   固体废弃物填埋场大气污染监测的采样方法和分析技术
大气污染监测工作是一项科学性很强的工作,必须事前进行周密的调查,综合各因素方能制定出比较完善、科学、切合实际的监测方案,以满足各监测目的的要求。
4.1  大气环境监测
4.1.1  大气环境监测的采样方法
在大气环境监测中,正确有效地采集空气样品是工作的第一步,它将直接关系到监测结果的可靠性。大气采样方法和仪器的选择,取决于被测污染物在空气中存在的状态、浓度水平、化学性质和所用分析方法的灵敏度。
(1)直接采样法
当空气中被测污染物的浓度较高,或者所用分析方法的灵敏度较高时,直接获取一定量的空气样品就可以满足分析的需要。如用氢火焰离子化检测器测定空气中一氧化碳含量时,直接注入数毫升空气样品即可得出所需的一氧化碳含量。直接采样法常用的方法有:塑料袋法、注射器采样法、采气袋法、真空瓶法。注意用该方法采样时,应保证采集容器不与所采集的污染物发生化学反应,不吸附、不渗漏,抽真空后不会漏气。
(2)浓缩采样法
该方法是以大量的空气通过液体吸收剂或固体吸附剂,将有害气体吸收或阻留,使原来空气中含量很低的有害气体得到浓缩(或富集)起来的方法。包括溶液吸收法、固体吸附剂法和低温冷凝法3种[3]。
(3)推荐使用的大气采样方法及设备(见表1)。
表1          固体废弃物填埋场大气污染监测采样方法及设备
项目        采样设备        采集方式        流量        时间
硫化氢        大气采样器        吸收液吸收        0.5~1.0 L/min        30~60 min
氨        大气采样器        吸收液吸收        0.5~1.0 L/min        30~60 min
甲硫醇        真空瓶/采气袋        真空吸入/用双联球打入气袋        瞬时        现场采集
总悬浮颗粒物        TSP大气采样器        大容量滤膜抽吸        100 L/min        24 h
臭气强度        真空瓶        真空吸入        瞬时        现场采集
4.1.2  大气环境监测的监测项目及分析方法
由于填埋场环境的特殊性,产生的有毒、有害气体具有相对的局限性,根据生活垃圾填埋污染控制标准,设定的监测项目有H2S、NH3、CH3SH、TSP、臭气强度[5]。
(1)        大气污染样品采集后应及时分析,具体分析方法见表2[6]。


表2  固体废弃物填埋场大气污染监测分析方法
项目        国标号        分析方法
硫化氢        GB/T 14678—93        气相色谱法
氨        GB/T 14679—93        次氯酸盐—水扬酸分光光度法
甲硫醇        GB/T 14678—93        气相色谱法
总悬浮颗粒物        GB/T 15432—1995        重量法
臭气强度        GB/T 14675—93        三点比较式  臭气袋法
(2)因考虑到某些填埋场运行经费问题,不具备某些较为贵重的分析仪器(如气相色谱仪),所以推荐使用以下分析方法(见表3)[4]。
表3          推荐使用的垃圾填埋场大气污染监测分析方法
项目        分析方法
硫化氢        聚乙烯醇磷酸铵吸收-亚甲基蓝比色法
氨        纳氏试剂比色法
甲硫醇        对氨基二甲基苯胺比色法
总悬浮颗粒物        重量法
臭气强度        三点比较式  臭气袋法
4.2  填埋气体监测
4.2.1  填埋气体监测的采样方法
(1)直接采样法
该方法是利用塑料袋、注射器、采气袋、真空瓶等将被测气体收集起来并带回实验室分析的一种采样方法。注意事项同大气环境监测直接采样法。
(2)浓缩采样法
该方法是以大量的待测空气通过液体吸收剂,将有害气体吸收或阻留,使原来空气中含量很低的有害气体得到浓缩(或富集)起来的方法。
(3)多种气体报警检测仪采样法
表4          填埋气体监测采样方法及设备
项目        采样设备        采集方式        流量        时间
硫化氢        大气采样器        吸收液吸收        0.5~1.0 L/min        30~60 min
氨        大气采样器        吸收液吸收        0.5~1.0
L/min        30~60 min
甲烷        真空瓶/采气袋        真空吸入/用双联球打入气袋        瞬时        现场采集
二氧化碳        真空瓶/采气袋        真空吸入/用双联球打入气袋        瞬时        现场采集
一氧化碳        非分散红外仪        抽气泵抽气        6~8 L        连续采集
该方法是将待测空气通过内置的抽气泵抽入仪器内,被测气体经过红外线传感器或电化学传感器后,仪器在一定范围内测定出被测气体的浓度,并给予超过设定浓度范围的报警。多种气体报警检测仪可选配1个红外传感器及3个电化学传感器,仪器内有18种可插接的智能型并可任意更换的传感器插口,可用于测量50种以上不同的气体,使用者可以按照说明自行安装。该方法快捷方便,且测定结果准确,仪器本身可校正,维护简单。
具体的填埋气体监测采样方法及设备见表4。
4.2.2  填埋气体监测的项目及分析方法
我国的固体废弃物成分包括无机类物质和有机类物质,填埋场的填体多以有机类物质为主,有机类物质又以厨房垃圾为主体,厌氧分解过程中宜产生以甲烷、硫化氢等为主的混合气体[1],根据这一情况,填埋场的填埋气体监测项目有CH4、H2S、NH4、CO2。
(1)        固体废弃物填埋场填埋气体监测分析方法[6](见表5)。
(2)根据实践经验,建议使用多种气体报警检测仪采样法。多种气体报警检测仪集采样、分析于一体,瞬时采样即得出结果,既快捷又易于操作,且携带方便,维修简单,具体的测定参数范围见表6(以德国德尔格MultiwarnⅡ型多种气体报警检测仪为例)。

表5  固体废弃物填埋场填埋气体监测分析方法
项目        国标号        分析方法
硫化氢        GB/T 14678—93        气相色谱法
氨        GB/T 14679—93        次氯酸盐—水扬酸分光光度法
甲烷        -        气相色谱法
二氧化碳        -        气相色谱法
一氧化碳        GB9801—88        非分散红外法
表6          德国德尔格德尔格MultiwarnⅡ型多种气体报警检测仪测定参数
测定项目        传感器        测量范围
硫化氢        电化学传感器        0~100 ppm
氨        电化学传感器        0~300 ppm
甲烷        红外传感器        0~100%
一氧化碳        电化学传感器        0~500/1 000/2 000 ppm
二氧化碳        红外传感器        0~25%
4.3  其他生产废气监测
4.3.1  其他生产废气的采样方法
其他生产废气监测采样方法及设备见表7。
表7  其他生产废气监测采样方法及设备1)
项目        采样设备        采集方式        流量        时间
硫化氢        *大气采样器        吸收液吸收        0.5~1.0 L/min        30~60 min
        多种气体报警检测仪        抽气泵抽气        6~8 L        连续采集
氨        *大气采样器        吸收液吸收        0.5~1.0 L/min        30~60 min
        多种气体报警检测仪        抽气泵抽气        6~8 L        连续采集
甲烷        *真空瓶/采气袋        真空吸入/用双联球打入气袋        瞬时        现场采集
        多种气体报警检测仪        抽气泵抽气        6~8 L        连续采集
二氧化碳        *真空瓶/采气袋        真空吸入/用双联球打入气袋        瞬时        现场采集
        多种气体报警检测仪        抽气泵抽气        6~8 L        连续采集
注:1)带*的采样方法是根据《空气和废气监测分析方法(第四版)》而定。
4.3.2  其他生产废气的监测项目及分析方法
其他生产废气的监测项目有NH4、H2S、CO2、CH4。
(1)其他生产废气监测分析方法[6]见表8。
表8          其他生产废气监测分析方法
项目        国标号        分析方法
硫化氢        GB/T 14678—93        气相色谱法
氨        GB/T 14679—93        次氯酸盐—水扬酸分光光度法
二氧化碳        -        气相色谱法
甲烷        -        气相色谱法
(2)因其他生产废气同渗滤液处理工艺的运行程度相关联,有时产生的废气浓度可能会很高,为了保证监测分析人员的安全,建议使用多种气体报警检测仪测定,该仪器测量迅速,几分钟便可读出数据,且精度较高,是一种既安全又快捷的测量方法(同填埋气体监测中推荐使用的多种气体报警检测仪法)。
4.4  气象监测的采样及分析方法
表9  SHQI-300型自动气象站主要技术指标
气象要素        测量范围        分辨率        测量精度
温度        -40~+50        0.1℃        ±0.3 ℃
空气湿度        0~100%        1%        ±4%(>80%)
±8%(≤80%)
风向        0°~360°        6°        ±10°
风速        0~60 m/s        0.1 m/s        ±(0.5+0.03 )m/s
气压        850~1050 hpa        0.1 hpa        ±0.3 hpa
降雨量        0~999.0 mm
0~4 mm/min        0.1 mm
        ≤10 mm∶±0.4 mm
>10mm∶±4%
气象数据自动采集装置包括:数据采集中心站、自动气象站两大部分,其中数据采集中心站由前置机、后台机两个部分组成;自动气象站由传感器、数据采集器、电源、通信4个部分组成。每隔1 h自动气象站都会将实测的数据通过通信设备输送至数据采集中心站并储存于RAM卡中,经过分析后绘制成各个不同的图表。该采集装置比较适宜填埋场的气象监测,不但省时省力,而且数据完整准确,但须注意外部监测装置的防腐蚀、防雷电情况,并且每月还应对仪器进行检修维护,发现问题及时处理。现介绍SHQI-300型自动气象站,其主要技术指标见表9。
5  结  语
固体废弃物填埋场是一个大面积的污染源,产生的大气污染物对空气中正常的物理化学组分产生破坏,不仅影响了生态平衡系统,还对人体、生物体以及物品、材料产生不利影响,因此,固体废弃物填埋场的大气污染监测具有重要意义。本文是根据实践经验总结出的针对不同地理环境下的固体废弃物填埋场大气污染监测方案,可为国内的填埋场大气污染监测提供参考。
参考文献
[1]  陈湘筑.环境工程[M].北京:教育科学出版社,1999.
[2]  郝吉明,马广大.大气污染控制工程[M].2版.北京:高等教育出版社,2002.
[3]  奚旦立.环境工程手册:环境监测卷[M].北京:高等教育出版社,1998.
[4]  国家环境保护总局《空气和废气监测分析方法》编委会.空气和废气监测分析方法[M].4版.北京:中国环境出版社,2003.
[5]  国家环境保护总局科技标准司编.中国环境保护标准汇编(1979—2000年)[M]. 北京:中国环境科学出版社,1998.
[6]  国家环境保护总局科技标准司.中国环境保护标准汇编大气环境分册(1979—2000年)[M]. 北京:中国环境科学出版社,1998.
责任编辑:陈泽军  (收到修改稿日期:2007-12-26)
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