《環(huán)境工程原理》

環(huán)境工程原理的主要任務(wù)是研究單元操作過程的基本原理、基本理論和應(yīng)用。

① 能正確理解單元操作的基本原理，了解典型沒備的構(gòu)造、性能和操作方法，根據(jù)各單元操作在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的特點(diǎn)進(jìn)行“過程和沒備”的選擇，以經(jīng)濟(jì)有效地滿足特定生產(chǎn)過程的要求。

② 熟悉各單元操作過程及設(shè)備的汁算方法，能正確使用各種常用的工程計算圖表、工具書和資料。

③ 掌握各個單元操作的基本規(guī)律，并正確運(yùn)用于環(huán)境工程中。

④ 能根據(jù)生產(chǎn)的不同要求進(jìn)行操作和調(diào)整，對操作中發(fā)生的故障，能夠作出正確的判斷。有選擇適宜操作條件、探索強(qiáng)化過程的途徑和提高設(shè)備效能的初步能力。有用工程觀念分析解決單元操作中的一般問題的能力。

⑤ 了解環(huán)境工程學(xué)中所用單元操作的新發(fā)展、新技術(shù)、新工藝及相關(guān)學(xué)科的新發(fā)展。

在環(huán)境工程原理中除了極少數(shù)簡單的問題可以用理論分析的辦法解決外，大都需要依靠實(shí)驗(yàn)研究解決，即通過實(shí)驗(yàn)弄清過程規(guī)律，然后應(yīng)用研究結(jié)果指導(dǎo)工程實(shí)際，進(jìn)行實(shí)際工程過程與設(shè)備的設(shè)計與改進(jìn)。在環(huán)境工程的研究中，常采用兩種基本的學(xué)習(xí)研究方法，即實(shí)驗(yàn)研究方法和數(shù)學(xué)模型方法。

環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)研究方法

環(huán)境工程的過程往往十分復(fù)雜，涉及的影響因素很多，各種影響因素不能用迄今已掌握的物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)等基本原理定量地分析預(yù)測，必須通過實(shí)驗(yàn)來解決。為了有效地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通常應(yīng)用量綱分析和相似理論的方法。這兩種方法的共同點(diǎn)是把各種因素的影響表示成為由若干個有關(guān)因素組成的、具有一定物理意義且量綱為1的數(shù)群（或稱準(zhǔn)數(shù)），如雷諾數(shù)Re。在本課程的學(xué)習(xí)過程中將會經(jīng)常遇到以量綱為1的數(shù)群表示的關(guān)系式。對于較復(fù)雜的環(huán)境工程過程，應(yīng)用一般的方法不能解決放大問題，則只能采用逐級放大的方法，即先在小型裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定各種因素的影響規(guī)律和適宜的工藝條件，然后進(jìn)行稍大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行大裝置的設(shè)計。逐級放大的級數(shù)或每級的放大倍數(shù)根據(jù)情況而異，主要依靠理論分析與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。

環(huán)境工程原理數(shù)學(xué)模型方法

用數(shù)學(xué)模型方法研究環(huán)境工程過程時，首先要分析過程的機(jī)理，在充分認(rèn)識過程機(jī)理的基礎(chǔ)上，對過程機(jī)理進(jìn)行合理簡化，得出基本能反映過程機(jī)理的物理模型。然后，用數(shù)學(xué)方法來描述此物理模型得到數(shù)學(xué)模型，再用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法求解數(shù)學(xué)模型，所得結(jié)果一般包括反映過程特性的參數(shù)，即模型參數(shù)，最后通過實(shí)驗(yàn)求出模型參數(shù)。數(shù)學(xué)模型可用于過程和設(shè)備的設(shè)計及計算。這種方法是在理論指導(dǎo)下得出數(shù)學(xué)模型，同時又通過實(shí)驗(yàn)求出模型參數(shù)并檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目煽啃?，所以是半理論半?jīng)驗(yàn)的方法。由于數(shù)學(xué)模型方法有理論的指導(dǎo)，而且計算技術(shù)，特別是計算機(jī)的發(fā)展，又使復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的求解成為可能，所以已逐步成為主要的研究學(xué)習(xí)方法 。2100433B

環(huán)境工程原理以環(huán)境工程學(xué)中所采用的一些物理過程（也稱單元操作）為研究對象，研究這些物理過程的原理、基本概念、基本理論、典型設(shè)備、典型工藝以及在環(huán)境工程中的應(yīng)用。

環(huán)境工程原理不僅廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理工程中，而且還廣泛應(yīng)用于化工、冶金、電子、醫(yī)藥、輕工、航空等行業(yè)和部門，其內(nèi)容是從上述行業(yè)當(dāng)中許多具體的生產(chǎn)過程中抽象概括出來的。目的是應(yīng)用這些一般性的基本原理、基本概念和知識，針對不同場合和不同生產(chǎn)對象具體解決某個特定的實(shí)際過程所涉及的單元操作、流程、設(shè)備的選擇。這些問題具有很強(qiáng)的工程性。

（1）過程影響因素多，對于每一個單元操作其影響因素可分為以下三類。

① 物性因素 同一類分離設(shè)備可用于不同的物系，物料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)必然對過程發(fā)生影響。

② 操作因素 設(shè)備的各種操作條件，如溫度、壓力、流量、流速、物料組成等，在工業(yè)實(shí)際過程中，它們經(jīng)常發(fā)生變化并影響過程的結(jié)果。

③ 結(jié)構(gòu)因素 設(shè)備內(nèi)部與物料接觸的各種構(gòu)件的形狀、尺寸和相對位置等因素，它們影響并改變物料的流動狀態(tài)，直接或間接地影響過程的結(jié)果。

（2） 過程制約條件多，在工業(yè)上要實(shí)現(xiàn)一個具體的生產(chǎn)過程，客觀上存在許多制約條件，如原料的來源、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料的質(zhì)量和規(guī)格等。同時沒備在流程中的位置也制約了設(shè)備的進(jìn)出口條件。

（3） 安全因素要考慮生產(chǎn)過程是否安全，設(shè)備安裝、維修是否方便等也對過程提出要求。

（4） 效益是評價工程合理性的最終判據(jù)，進(jìn)行工業(yè)過程的目的是為了最大限度地取得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，這是合理地組織一個工業(yè)過程的出發(fā)點(diǎn)，也是評價過程是否成功的標(biāo)志 。

《環(huán)境工程原理》是“十五”國家級規(guī)劃教材《環(huán)境工程原理》的配套教材，內(nèi)容包括習(xí)題解答、思考題和綜合練習(xí)題三部分。習(xí)題解答部分對《環(huán)境工程原理》教材中的習(xí)題進(jìn)行了較為詳細(xì)的解答，其主要目的是訓(xùn)練學(xué)生的基本設(shè)計計算能力并為學(xué)生自學(xué)提供參考；思考題部分的主要目的是加強(qiáng)學(xué)生對基本概念、基本原理和基本過程的理解；綜合習(xí)題部分的主要目的是訓(xùn)練學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力和解決問題的能力。

《環(huán)境工程原理》適用于環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、給水排水工程以及其他相關(guān)專業(yè)本科生，也可作為相關(guān)專業(yè)研究生參考書。

• 課程資源

《環(huán)境工程原理（第三版）》有配套的Abook數(shù)字課程，該課程包含電子教案和課程視頻等內(nèi)容。

環(huán)境工程原理（第三版）修訂情況

《環(huán)境工程原理（第三版）》是在《環(huán)境工程原理（第二版）》的基礎(chǔ)上，遵照教育部高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的基本要求修訂而成的。

該次修訂的主要內(nèi)容如下：

1.梳理了“第一章緒論”的內(nèi)容，增加了污染治理的新原理和新技術(shù)。

2.將第二版中“第十四章微生物反應(yīng)器”分為兩章，即“第十四章微生物反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)”和“第十五章微生物反應(yīng)器”，增加了生物膜反應(yīng)器的相關(guān)內(nèi)容。

3.增加了物料衡算、強(qiáng)化傳質(zhì)、沉降分離設(shè)備、固相催化反應(yīng)器等在環(huán)境工程中的應(yīng)用案例。

4.對部分章節(jié)的思考題和習(xí)題進(jìn)行了補(bǔ)充和調(diào)整。與《環(huán)境工程原理（第二版）》相同，該教材對一些理論性強(qiáng)或拓展性的選修內(nèi)容進(jìn)行了標(biāo)注。

各章修訂、編寫人如下：胡洪營編寫了第一章、第十一章、第十二章、第十三章、第十四章、第十五章和第十六章；張旭編寫了第二章、第三章、第四章和第五章；黃霞編寫了第六章、第七章、第八章和第十章；王偉編寫了第九章；席勁瑛參與了第一章、第九章和第十五章的部分內(nèi)容。清華大學(xué)“環(huán)境工程原理”課程助教博士生湯芳、莊林嵐、許雪喬、黃南、羅希和王運(yùn)宏等為教材的修訂做了文字編輯等工作。

該教材由清華大學(xué)教授郝吉明院士擔(dān)任主審。山東理工大學(xué)馬驍軒在清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院訪問交流期間審讀了全書并提出了意見。

環(huán)境工程原理（第三版）出版工作

2015年8月11日，《環(huán)境工程原理（第三版）》由高等教育出版社出版。