环保工程师专业知识重要考点详细讲解.docx
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环保工程师专业知识重要考点详细讲解
2012年环保工程师专业知识重要考点详细讲解
为了帮助考生系统的复习2012年注册环保工程师考试课程全面的了解环保工程师考试教材的相关重点，本文将主要针对2012年环保工程师考试科目《专业知识》知识点进行讲解，希望对您参加本次考试有所帮助，并在此预祝您金榜题名！
室内空气污染的通风控制
1.室内空气污染的通风控制
通风就是把不符合卫生标淮的污浊空气排至室外，把新鲜空气或经过净化后送入室内。
根据工作动力的不同，通风方法可分为自然通风和机械通风。
按照通气换气涉及范围不同可分为局部通风和全面通风。
（1）自然通风
自然通风是指在风压和热压作用下的空气运动，具体表现为通过墙体缝隙的空气渗透和通过门窗的空气流动。
（2）局部通风
局部通风被广泛应用于工业生产过程以及非工业性室内污染物的控制中，分为局部排风和局部送风，它们都是利用局部气流，使局部地点不受污染，从而造成良好的空气环境。
局部排风就是在产生污染物的局部地点将污染物捕集起来，经处理后排至室外。
（3）全面通风
（4）置换通风
置换通风基于空气的密度差形成热气流上升、冷气流下降的原理实现通风换气。
（5）空调系统
2.室内空气净化技术
（1）微粒捕集技术
①纤维过滤技术
纤维过滤技术是带有阻隔性质的微粒过滤器，按照微粒被捕集的位置可分为散滤器和深层过滤器。
②静电过滤技术
（2）吸附净化方法
（3）非平衡等离于体净化方法
利用非平衡等离子体净化空气中挥发性有机物和杀灭细菌是近年来的研究热点。
等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒于组成的导电性流体，整体保持电中性
（4）光催化净化方法
光催化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。
（5）负离子净化方法
（6）臭氧净化方法
臭氧具有强氧化性、高效消毒和催化作用，在室内空气污染控制中将臭氧直接与室谰合或将臭氧直接释放到室内空气中，可以达到消毒灭菌的目的。
3.人类活动的控制
人类室内活动产生许多室内空气污染物。
可以从以下凡个方面控制人类的活动，以减少室内空气污染物的排放。
（1）不在室内吸烟。
（2）烹妊时注意室内的通风。
（3）养成良好的卫生习惯。
室内空气污染控制原理
一室内空气污染定义、来源和危害（了解）
室内空气污染是由于人类活动或自然过程引起某些物质进入室内空气环境，呈现足够的浓度，持续足够的时间，并因此危害了人体健康或室内环境。
室内空气污染包括物理性污染、化学性污染和生物性污染。
1.室内空气污染物的来源
室内空气污染物主要未自于三个方面。
（1）室内装修和建筑材料
①装修装饰材料
含有有害物质的装饰装修材料的大量使用，是当前室内空气污染的主要原因之一。
②建筑材料
建筑材料自身释放的有害物主要是氨和氛
（2）室内用品
①室内化学用品
②室内家具
③现代办公用品
（3）人类活动
①烹妊
烹饪过程中产生的主要污染物有油烟和燃烧烟气等。
②吸烟
在室内吸烟，会造成严重的室内污染，香烟烟雾成分极其复杂，它们在空气中以气态、气溶胶态存在，其中气态物质占90%。
气溶胶状态物质的主要成分是焦油及烟碱（尼古丁）每支香烟可产生0.6～3.6mg尼古丁，焦油中含有大量的致癌物质。
③人体自身的新陈代谢
④生物性污染源
⑤室外来源
2.室内空气污染的危害
不良室内空气包括病态建筑物综合症、建筑相关疾病和化学过敏反应症等。
二室内空气污染控制措施（了解）
室内空气污染控制主要可以通过三种途径实现，即污染源控制、通风和室内空气净化。
污染源控制是指从源头着手避免或减少污染物的产生;或利用屏障设施隔离污染物，不让其进入室内环境。
通风是借助自然作用力或机械作用力将不符合卫生标准的被污染的空气排放至室外或排至空气净化系统，同时将新鲜空气或净化后空气送入室内。
室内空气净化是利用特定的净化设各将室内被污染的空气净化后循环回到室内或排至室外。
1室内空气污染源控制技术
①室内甲醛的污染源控制
②室内氛的污染源控制
③室内挥发性有机物（VOCS）的污染源控制
④石棉的污染源控制
气体生物净化过程因素分析
（1）待处理对象
待处理对象本身的性质对工艺过程中的传质与生物转化影响很大。
如待处理污染物水溶性的差异影响其从气相向液相的传质过程，而降解活动又主要发生在生物膜或液相中，因此待处理污染物的水溶性对其去除效果的影响很大。
待处理污染物的可生物降解性则直接影响到生物转化过程，此外水溶性差但易降解的物质在净化过程中也可因生物降解对气体吸收的增强作用而取得较好的净化效果。
在某些场合，待处理物质在。
床层材料或生物膜上的吸附能力对净化效果的好坏也起着关键的作用。
总之，能采用生物法净化的挥发性有机化合物的类型很多，国外的研究表明美国EPA限制排放的189种气态挥发性有机物中至少有60种以上是可以通过生物的方法进行净化的。
（2）起降解作用的微生物
生物气体净化器主要是利用异养生物对污染物质的代谢过程去除污染物的。
目前生物过滤器中通常利用的是土壤、堆肥或泥炭中的自然菌落，也有的投加活性污泥驯化后的菌种，而生物滴滤器的生物相则是通过活性污泥循环挂膜或投加驯化后的专性菌而建立起来的。
运转的生物滤器中的微生物种类很多，主要为细菌、放线菌和真菌。
对生物滤器内的生物群落的调查表明，在生物器中污染物去除量大的地方生物的密度也大，如进气口处。
对于难降解物质的净化通常需要接种经驯化后的菌种。
（3）填充支撑材料介质
对于所有类型的生物净化器而言，理想的填充支撑材料献良好的传质和发生反应转化的场所，即应具有以下功能：
①为微生物提供生长表面以反应器内单位体积的微生物浓度;②对待处理对象具有吸附功能从而增大向微生物群酬传质量从而相应提高去除速率;③提供良好的流体流动和传质性能，长期运行无淤塞结块现象，不会造成气体或水分的短流;④能提供微生物生长所需的营养物质和微量元素熊有一定的缓冲能力。
对于生物滴滤器而言，以上第④点则不是选择时需考虑的因素。
生物净化气体的介质最初采用的是土壤，目前各类堆肥、泥炭、树皮枝权介质的生物椭器在国外已得到广泛的商业应用，研究人员还正在开发应用一些工程材料和研究新型盼质（包埋固定、膜生物反应器）。
①土壤土壤法利用土壤中胶状颗粒物的吸附作用将废气中的气态污染物浓缩到土种，再利用土壤中的微生物将污染物转化成无害的形式。
②堆肥及泥炭类介质
好氧发酵的熟化堆肥及泥炭中生存着许多的微生物，其数量缅大于土壤中的微生物量且其中含有丰富的营养成分能为微生物提供适宜的生长环境，师净化效果要较土壤法好，其有机负荷为土壤法的2～6倍，因而占地面积也较土壤法。
③颗粒活性炭填充床
采用颗粒活性炭作为填充介质，微生物附着生长在活性炭的缅，污染物质首先被吸附到活性炭上，然后被微生物降解。
其吸附能力高，炭表面生物介质的附着能力强，单位体积内微生物的浓度高，生物降解能力强，设备的启动快，占地面积小，可用于处理水溶性差的有机废气。
④生物陶粒生物陶粒法在表面多孔粗糙的陶粒的表面进行微生物的生长和污染物憎化。
微生物的浓度较高，降解能力较强，启动较快，易于清除过剩生物质，费用较活性炭低，但还是大大高于土壤法或堆肥法的费用。
（4）工艺过程控制因素
影响微生物气态污染物净化的工艺过程控制因素有湿度、温度、pH值、营养物质及进口气体的状况、空塔气速等。
这些因素或是影响生物生长帆境对生物代谢过程产生影响，或是影响传质过程。
①湿度
对于气态污染物的微生物净化而言，除生物洗涤法外，其他两类设备内的湿度条件至关重要。
湿度主要影响微生物的活性和传质过程。
设备内湿度对不同水溶性污染物的影响也是不尽相同的。
②温度温度对生物净化器内的传质和生物降解过程都有着重要的作用。
③PH值由于微生物的活动都有其最佳的PH值范围，生物床内PH值的变化影响微生物的活动。
生物床的pH值通常为7～8，即细菌和放线菌的最适范围。
④营养物质和氧气
在生物净化器中，微生物所利用的大部分营养物质在细胞死亡和消解后会被循环利用，但总有一部分通过各种途径而流失就会成为净化过程的控制步骤。
如向填料介质中添加营养物后能显著提高甲苯等化合物的降解能力。
⑤原始进气状况由于生物净化器可能会被一些有毒的废气成分如
SO2及高浓度的汽所毒害，因此需注意待处理原始进气的状况，有时需采取一些措施去除或分流这些有$有害气体的成分。
⑥表观气速（空塔气速）表观气速影响到传质过程、污染的负荷量、设备的阻力及烙内部的气体流动情况等。
气体生物净化
生物法作为一种新型的气态污染物的净化工艺在国外已得到越来越广泛的研究与应用，在德国、荷兰、美国及日本等国的脱臭及近几年的有机废气的净化实践中已有许多成功地采用生物法的实例。
近年来国内也开展了一些这方面的实验研究，并且已有生物脱臭装置投人应用。
与传统的物理化学净化方法相比，生物法具有投资运行费用低、较少二次污染等优点。
根据已有的文献报道，生物法在处理低浓度生物可降解性好的气态污染物时更显其经济性。
1气体生物净化原理
与废水生物处理工艺相似，生物净化气态污染物过程也同样是利用微生物的生命活动将废气中的污染物转化为二氧化碳、水和细胞物质等;但其与废水生物处理的重大区别在于：
气态污染物首先要经历由气相转移到液相或固相表面液膜中的传质过程，然后才能在液相或固相表面被微生物吸收降解。
与废水的生物处理一样，气态污染物的生物净化过程也是人类对自然过程的强化与工程控制，其过程的速度取决于：
①气相向液固相的传质速率（这与污染物的理化性质和反应器的结构等因素有关）;②能起降解作用的活性生物质的量;③生物降解速率（与污染物的种类、生物生长的环境条件、抑制作用等有关）。
下面介绍主要的气体净化生物反应器类型。
气体生物净化反应器可以按照它们的液相是否流动以及微生物群落是否固定，分为三种类型：
生物过滤器（biofilter）、生物洗涤器（bioscrubber）和生物滴滤器（biotricklingfilter）。
生物过滤器的液相和微生物群落都固定于填料中;生物洗涤器的液相连续流动，其微生物群落也自由分散在液相中;生物滴滤器的液相是流动或间歇流动的，而微生物群刚V固定在过滤床层上。
生物过滤器是最早开始研究和应用的一类生物气体净化设备，通常主要由开口或密闭的过滤床构成。
过滤材料一般由泥炭、堆肥、土壤、树皮等天然材料构成，近来人们还开始在滤料中添加塑料介质、颗粒活性炭、陶瓷介质等以提高处理效果。
生物过滤床内的水分通常是通过润湿进气保持的，而生物生长所需的营养物质一般由过滤介质本身提供。
生物滴滤器是在生物过滤基础上发展起来的一种净化设备，近年来有关生物滴滤器的研究非常活跃。
它的结构与生物过滤器相似，不同之处在于其顶部设有喷淋装置，而且生物滴滤器所用的滤料通常由不含生物质的惰性材料构成，一般也不需要更换。
生物滴滤器使用的填料主要作为生物挂膜的载体，要求具有较好的布水布气的作用，有比较高的空隙率，并且在高负荷情况下不容易发生堵塞现象。
生物滴滤器为微生物的生长和繁殖创造了比较好的环境，它具有净化效率高、操作弹懒强等优点，适合处理污染负荷相对较高的非亲水性VOCS污染物，也适合处理卤代赎降解过程产酸（及其他对微生物有毒害物质）的污染物，是一种具有良好发展前途的s物净化设备。
生物洗涤器可分为鼓泡式和喷淋式两种。
喷淋式洗涤器与生物滴滤器的结构相仿，其区别在于洗涤器中的微生物主要存在于液相中，而滴滤器中的微生物主要存在于滤料介质颇的生物膜中。
2气体生物净化理论基础
气体生物净化的理论基础包括污染物从气相向液相的传质、液相向生物相的传质及生娜的降解等过程。
气体催化净化
气体催化净化是使废气通过催化剂床层，利用催化剂的催化作用将废气中的污染物转化为无害物质，或易于处理回收利用的物质的净化方法。
1.催化反应机理（了解）
催化作用的特征：
a加快化学反应速度，控制反应方向。
B催化作用不能改变化学平衡和反应热。
c催化作用有特殊的选择性，催化作用能有选择地是特定的反应加速。
2.催化剂的组成和性能
（1）催化剂的组成
固体催化剂主要是有活性组分、助催化剂和载体三部分组成。
（2）催化剂的性能
主要是指它的活性、选择性和稳定性，这些是衡量催化剂质量的最直观、最有现实意义的参量，称之为三大指标。
（3）有害气体治理工程对催化剂的要求
在有害气体治理工程中，往往气体量比较大，污染物浓度低，成分复杂，而且气量、流速、温度等因素在操作过程中经常发生变化，这就对催化剂提出了一些特殊的要求，主要有以下几点。
a.高活性。
要求催化剂具有去除有害物质的极高效率
b.高机械强度。
因要处理的气体量往往很大，故要求催化剂具有能承受流体测力的强度。
c.高选择性。
d.高稳定性。
被处理的气体中通常含有粉尘、重金属、硫的化合物等易使催懒.毒的物质，因此要求催化剂抗毒能力强，化学稳定性高，寿命长。
e.其他
要求催化剂易于制造、价廉、使用性能好、耐磨、具有较小的压力降等。
吸附剂及其选择的基本要求
（1）吸附剂
目前工业上常用的吸附剂主要有活性炭、活性氧化铝、硅胶和分子筛。
①活性炭
活性炭是许多具有吸附性能的碳基物质的总称。
活性炭的原料是几乎所有的含碳物质。
活性炭是一种非极性吸附剂，具有疏水性和亲有机物的性质，它能吸附绝大部们机气体，如苯类、醛酮类、醇类、烃类等以及恶臭物质，因此，活性炭常被用来吸附回收有机溶剂和处理恶臭物质。
同时由于活性炭的孔径范围宽，即使对一些极性吸晰和一些特大分子的有机物质，仍然表现出了它的优良的吸附能力，如在SO2、NOx、CI2。
H2S、CO2等有害气体治理中，有着广泛的用途。
在吸附操作中，活性炭是一种首选优良吸附剂。
近年来出现的活性炭纤维，是一种新型的高性能活性炭吸附材料，
②活性氧化铝
活性化铝是将含水氧化铝（如铝土矿）在严格控制的加热速率下于773
K加热制成的多孔结构的活性物质。
根据晶格构造，氧化铝可分为α型和γ型。
具有吸附活性的主要是γ型，尤其是含一定结晶水的γ型氧化铝吸附活性很高。
③硅胶
将水玻璃（硅酸钠）溶液用无机酸处理后所得凝胶，经老化、水洗去盐，于398～408
K下干燥脱水，即得到坚硬多孔的固体颗粒硅胶。
硅胶是一种无定形链状和网状结构的硅酸聚合物，其分于式为SiO2·nH2O。
硅胶是一种极性吸附剂，可以用来吸附SO2、NOX等气体，但难于吸附非极性的有机物。
硅胶还可用作催化剂的载体。
④沸石分子筛
天然分子筛是一种结晶的铝硅酸盐，因将其加热熔融时可起泡“沸腾”，因此又称沸石。
又因其内部微孔能筛分大小不一的分子，故又名分子筛或沸石分于筛。
分子筛与其他吸附剂相比有以下优点;a.吸附选择性强;b.吸附能力强，吸附容量大;c.强极性吸附剂，对极性分子具有较强的亲和力;d.热稳定性和化学稳定性好;在较高的温度下仍有较大的吸附能力。
分子筛成为一种十分优良的吸附剂常用于含SO2、NOx、CO、CO2、NH3、CCI4、水蒸气和气态碳氢化合物废气的净化。
气体吸附净化
1.吸附机理和分类
（1）吸附机理（了解）
①吸附的基本原理
②附平衡和吸附等温线
③吸附速率
吸附平衡只是表达了吸附过程进行的极限，要达到平衡，拄往两相要经过长时间的接触才能建立。
而吸附速率是动力学问题。
（2）吸附分类
根据吸附的作用力不同，可把吸附分为物理吸附与化学吸附。
①物理吸附
产生物理吸附的力是分于间引力，或称范德华力。
物理吸附的特点是：
a.吸附剂吸附质之间不发生化学反应;b.吸附过程进行极快，参与吸附的各相之间迅速达到平衡;c.物理吸附的吸附热较小，相当于被吸附气体的升华热，一般为20kJ/mol左右;d.吸附过程可逆，无选择性。
②化学吸附.
化学吸附是由于固体表面与吸附气体分子间的化学键力所引起的，其特点是：
a.吸附剂和吸附质之间发生化学反应，并在吸附剂表面生成一种化合物;b.化学吸附的吸附热比物理吸附热大得多，相当于化学反应热，一般在84～417kJ/mol;c.具有选择性，常常是不可逆的。
2吸附设备的分类和结构特点（了解）
（1）吸附设备的分类
根据吸附操作时吸附剂在吸附装置中的状态，工业上将吸附设备分为三类：
固定床、移动床和流化床。
其中以固定床应用最为广泛。
①固定床吸附装置
②移动床吸附装置
③流化床吸附装置
在吸附操作中，固体吸附剂颗粒处于流化状态，大大加快了气固传质和传热速率。
（2）吸附设备的结构特点
①固定床吸附器
固定床吸附系统的核心装置是固定床吸附器。
目前使用的固定床吸附器有立式、卧式、环式三种类型。
a立式固定床吸附器
b卧式固定床吸附器
c环式固定床吸附器
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