環境工程的化工原理教學分析范文

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1環境工程工藝單元設計與單元操作

該醫院廢水處理工藝由多個工藝單元組成，每個工藝單元又對應一個或多個單元操作。根據不同功能定義各個工藝單元的名稱，而根據功能的不同，工藝單元需設置相應的操作設備。

1.1調節池

調節池一般用來均化原廢水，防止由于原水水質和水量的波動對后續生物處理單元產生破壞性的影響。其容量通常取決于需調蓄的原水水量和變化系數。為了保證均化效果，通常還設有攪拌器，為了截留流體中較大尺寸的固形物，一般設置相應尺寸的格柵。經均化的原水經水泵通過管道輸送到下一單元。此部分涉及的單元操作有攪拌、過濾和流體輸送，均可通過化工原理講授的相應內容確定設備的參數，進而為設備選型提供依據。

1.2接觸氧化池

接觸氧化工藝即通過在曝氣池內設置填料，使微生物在填料上與廢水及空氣接觸，從而實現有機物的好氧氧化。接觸氧化池的體積通常采用有機負荷的方式進行計算，也可采用經驗上的水力停留時間計算，取決于微生物降解能力及廢水水質。采用鼓風曝氣，通過微孔曝氣器擴散空氣，產水溢流進入下一單元。涉及的單元操作主要是流體輸送，即風機的計算。通過有機負荷計算確定所需風量，由池體高度，加上管路阻力損失，可得到風機的揚程，進而為設備選型提供依據。

1.3MBR池

MBR工藝采用微濾膜進行固液分離，采用抽吸泵出水。池底設置曝氣器用來擴散空氣并緩解膜污染，采用鼓風機曝氣。池體體積可采用容積負荷的方式進行計算，也可采用經驗上的水力停留時間計算，同樣取決于微生物氧化廢水中有機物的能力。曝氣量通過有機負荷或經驗上的氣水比獲得。底部還設有污泥回流泵，用于將MBR中的一定量活性污泥回流至接觸氧化池或排放至污泥沉淀單元。此工藝單元涉及的單元操作有過濾、流體輸送等。通過計算可確定膜通量，進而確定膜面積，確定風機、膜出水泵和污泥回流泵的型號等，為系統設備的選擇提供依據。

1.4污泥沉淀池

污泥沉淀池用于接收接觸氧化池和MBR池的剩余污泥并進行沉降分離，上清液回流至接觸氧化池，可選用斜管(板)沉淀池、豎流沉淀池和輻流沉淀池等。對于小型的污水處理工程，斜管(板)沉淀池的應用較多。涉及的單元操作主要是機械分離中的沉降分離，經過計算，能夠獲得沉淀池的尺寸。

1.5污泥脫水

污泥脫水一般先采用機械分離的方式，除去大部分非結合水，之后采用干燥的方式，進一步去除污泥水分，以便于運輸。污泥的機械脫水一般采用壓濾、過濾和離心的方式，在水處理工程中帶式壓濾采用的比較多，也相對成熟。涉及的單元操作主要是機械分離，通過計算，可確定壓濾機的型號及功率。對于小型污水處理系統，干燥采用自然干化的比較多，利用太陽光照射，將污泥中的非結合水氣化，對應的是干燥的單元操作，通過干燥速率的計算，可確定干化床的面積。

1.6氣體處理系統

氣體處理系統收集調節池、接觸氧化池、MBR池、污泥沉淀池等排出的廢氣，利用引風機將廢氣引出，并經高效過濾器過濾后排放。涉及的單元操作主要有流體輸送和過濾，同樣通過單元操作的計算，可獲得風機和過濾器的型號和功率。

2單元操作對投資與運行費用的影響

工藝單元由一個至多個單元操作組成，通過單元操作的計算，為土建投資、設備投資，以及運行費用提供了依據。單元操作以費用最低為目標，使工藝設計更為合理，因此單元操作的計算決定了環境工程的投資與運行費用。

3結語

化工原理針對單元操作進行教學，強調單元操作的原理和計算，這為環境工程工藝單元設備的選型提供了基礎和依據，并最終決定設備的投資和運行費用。因此，化工原理教學對環境工程設計至關重要，在教學過程中，將環境工程工藝單元設計與單元操作相互融合，在課堂講授和課程設計中引入具體的設計案例，給出具體污染源，讓學生在查閱資料、進行工程分析的基礎上，利用已有的參數進行設計，更能使學生有切身的體會，理論聯系實際，獲得更好的教學效果，從而提高學生的設計與工程實踐能力。

作者：李琪于俊利曹井國單位：天津中天海盛環保科技有限公司天津科技大學材料科學與化學工程學院