编辑推荐
适读人群 :本书可供从事环境工程设计、技术咨询、设施运行、项目管理等方面的环境工程专业技术人员及环境管理人员、注册环保工程师和参加注册环保工程师资格专业考试人员,以及高等学校相关专业的师生参考使用。 本手册共分为5篇,分别为:水污染防治工程技术篇、大气污染防治工程技术篇、固体废物处理处置工程技术篇、物理污染防治工程技术篇和环境法律法规与标准概述篇。本手册内容紧密结合注册环保工程师岗位职业能力需求及应掌握和熟悉的专业理论知识及工程实践技能。
内容简介
《实用注册环保工程师手册》共分5篇,分别为:水污染防治工程技术篇、大气污染防治工程技术篇、固体废物处理处置工程技术篇、物理污染控制工程技术篇和环境法律法规与标准概述篇。
水污染防治工程技术篇主要包括污水的物理化学处理法,污水的生物处理法,污水自然净化工程,污水再生利用工程等。大气污染防治工程技术篇主要包括大气污染、颗粒污染物控制技术,气态污染物控制技术,二氧化硫污染控制技术,氮氧化物污染控制技术等。固体废物处理处置工程技术篇主要包括固体废物污染特性及管理原则,固体废物的收集与运输,固体废物的压实、破碎和分选技术,危险废物的固化/稳定化技术,固体废物生物处理技术,固体废物焚烧技术等。物理污染控制工程技术篇主要包括噪声污染控制工程技术,振动污染控制工程技术等。环境法律法规与标准概述篇包括环境法律法规,环境标准与规范,常用环境法律法规与标准。
《实用注册环保工程师手册》可供从事环境工程设计、技术咨询、设施运行、项目管理等方面的环境工程专业技术人员及环境管理人员、注册环保工程师和参加注册环保工程师资格专业考试人员,以及高等学校相关专业的师生参考使用。
作者简介
王有志,黑龙江建筑职业技术学院市政学院,教授,2003年3月开始在黑龙江建筑职业技术学院市政工程学院工作,任市政学院环境工程技术专业主任,先后承担了《水污染控制技术》、《环保设备与安装》、《水质分析技术》、《环境微生物技术》和《固体废物处理与处置》等课程的教学工作,其中《水污染控制技术》课程于2007年被评为精品课。主持的“以工作过程为导向的环境工程专业课程体系开发研究”教育科研课题与2010年获黑龙江省教育厅教育成果二等奖和中国高等职业技术教育研究会教育成果一等奖。2010年任黑龙江建筑职业技术学院设计院环境工程专业主任,并获黑龙江省注册公用设备师资格。2011年出任黑龙江省高职高专环境类专业教学指导委员会副秘书长。
内页插图
目录
第1篇水污染防治工程技术
1污水的物理化学处理法2
1.1沉淀2
1.1.1沉淀的基本理论2
1.1.2沉淀池8
1.1.3沉砂池15
1.2除油19
1.2.1含油污水的特征19
1.2.2隔油池的类型与构造19
1.2.3隔油池设计要点及参数20
1.3过滤21
1.3.1过滤机理21
1.3.2滤池的基本构造21
1.3.3过滤周期和反冲洗22
1.3.4滤池的分类23
1.3.5滤池的设计要点和参数23
1.3.6压力滤池24
1.4混凝25
1.4.1胶体的基本性质25
1.4.2混凝动力学26
1.4.3混凝机理28
1.4.4影响混凝效果的主要因素30
1.4.5混凝剂和助凝剂31
1.4.6混凝工艺33
1.5气浮37
1.5.1气浮的基本原理37
1.5.2气浮法的分类与适用范围38
1.5.3加压溶气气浮法39
1.5.4溶气气浮设计计算41
1.5.5气浮法应用工程实例42
1.6吸附42
1.6.1吸附原理与类型43
1.6.2吸附速率43
1.6.3吸附等温线与吸附等温式44
1.6.4常用吸附剂与吸附的影响因素45
1.6.5吸附操作方式和设计46
1.6.6吸附装置的设计47
1.7离子交换48
1.7.1离子交换法的基本原理48
1.7.2离子交换装置的运行操作方式50
1.7.3离子交换工艺的设计52
1.7.4离子交换法在污水处理中的应用52
1.8膜分离53
1.8.1膜分离法原理和分类53
1.8.2电渗析54
1.8.3反渗透55
1.8.4超滤57
1.8.5微滤59
1.8.6工艺流程60
1.8.7污染指数60
1.8.8膜清洗工艺60
1.8.9设计要点61
1.8.10预处理方法61
1.9中和62
1.9.1酸碱废水中和法63
1.9.2药剂中和法63
1.9.3过滤中和法63
1.10化学氧化还原64
1.10.1氧化法64
1.10.2还原法67
1.11化学沉淀68
1.11.1化学沉淀法的基本原理68
1.11.2氢氧化物沉淀法68
1.11.3硫化物沉淀法69
1.11.4碳酸盐沉淀法69
1.11.5其他沉淀处理法69
1.11.6化学沉淀法处理废水69
1.12消毒69
1.12.1氯消毒70
1.12.2其他消毒方法70
1.12.3消毒方法的选择73
1.13吹脱、汽提和萃取73
1.13.1吹脱法73
1.13.2汽提法74
1.13.3萃取法75
2污水的生物处理法77
2.1活性污泥法77
2.1.1活性污泥法的基本工艺流程77
2.1.2活性污泥的形态及组成78
2.1.3活性污泥增长曲线78
2.1.4活性污泥法的性能指标80
2.1.5活性污泥法的动力学基础82
2.1.6活性污泥法的净化机理和过程88
2.1.7活性污泥法净化污水的影响因素90
2.1.8曝气池的需氧量与供氧量91
2.1.9活性污泥法的工艺流程和运行方式95
2.1.10活性污泥法工艺构筑物设计107
2.2生物膜法111
2.2.1生物膜法的基本原理111
2.2.2生物膜法的主要影响因素113
2.2.3生物膜法的类型和工艺流程113
2.2.4生物滤池工艺处理单元的设计128
2.3污水生物脱氮除磷131
2.3.1污水生物脱氮131
2.3.2污水生物除磷133
2.3.3污水同时生物脱氮除磷136
2.4膜生物反应器法137
2.4.1MBR工艺系统的特点138
2.4.2MBR工艺系统的组件及分类139
2.4.3MBR工艺系统的设计141
2.4.4膜清洗系统144
2.5污水厌氧生物处理144
2.5.1厌氧生物处理原理144
2.5.2厌氧生物处理的主要影响因素145
2.5.3厌氧生物处理工艺的发展146
2.5.4厌氧生物处理反应器146
2.5.5水解酸化�埠醚跎�物处理工艺152
2.6污泥处理与处置154
2.6.1污泥的分类与基本特性154
2.6.2污泥浓缩156
2.6.3污泥消化160
2.6.4污泥脱水165
2.6.5污泥利用与终处置168
2.7流域水污染防治169
2.7.1水体的主要污染物及其危害169
2.7.2河流水体自净机理171
2.7.3流域水污染防治的基本方法174
2.7.4水体生态修复的基本原理177
3污水自然净化工程179
3.1人工构筑湿地系统污水处理技术179
3.1.1人工构筑湿地的优缺点179
3.1.2人工构筑湿地的类型与构成179
3.1.3作用机理与净化效果181
3.1.4设计方法181
3.2污水稳定塘处理工程技术183
3.2.1好氧塘184
3.2.2兼性塘185
3.2.3厌氧塘186
3.2.4曝气塘188
3.2.5深度处理塘188
3.2.6控制出水塘188
3.2.7稳定塘处理工艺流程的确定188
3.3污水土地处理工程技术190
3.3.1优点和净化机理190
3.3.2工艺类型191
3.3.3土地处理系统的工艺选择和工艺参数193
前言/序言
随着城镇化、工业化发展带来的环境污染压力日益加大,国家对环保的重视程度也越来越高,污染治理进程明显加速。但总的来看,污染物排放量仍然处在一个非常高的水平上,环境形势依然严峻。雾霾的问题、水体富营养化的问题、地下水污染的问题、城市黑臭水体的问题、固体废物的处理和处置问题等,导致的生态损失比较严重。环境问题已成为影响经济发展、实现全面小康目标、进一步提高人民生活质量的重要因素。
为了加强对环保专业工程设计人员的管理,保证环保工程质量,维护社会公共利益和人民生命财产安全,国家对从事环保专业工程设计及相关业务的专业技术人员,实行注册环保工程师职业准入制度,并纳入全国专业技术人员职业资格证书制度统一规划。作为注册环保工程师及从事本专业的工程技术人员,在工作过程中非常需要一本实用性强、查阅方便,且能涵盖水污染防治、大气污染防治、固体废物处理处置和物理污染防治等技术领域的工具书。
本手册内容紧密结合注册环保工程师岗位职业能力需求及应掌握和熟悉的专业理论知识及工程实践技能,兼顾环境工程专业多学科相互渗透,技术工艺复杂等特点,突出了工程实用性和实践性。力求使编写内容能够与新修订颁布的国家标准和规范相适应,同时注重了手册的完整性和便于查阅性。本手册共分5篇,分别为:水污染防治工程技术篇、大气污染防治工程技术篇、固体废物处理处置工程技术篇、物理污染防治工程技术篇和环境法律法规与标准概述篇。
本手册由张自杰、王有志、郭春明,任滨侨、刘富生、张宏伟参编。具体分工为:第1篇,张自杰、王有志;第2篇,张自杰、郭春明;第3篇,王有志、任滨侨;第4篇,郭春明、刘富生;第5篇,王有志、张宏伟。本手册由王有志统稿,张自杰定稿,中国工程院院士、北京工业大学彭永臻教授主审。
本手册在编写过程中,得到中国工程院院士、清华大学环境工程学院钱易教授的大力支持,北京市环境科学研究院总工程师张忠祥先生为本书的编写提供了宝贵的文献资料。在此,谨向二位先生表示真挚的谢意。
本手册在编写过程中,参考并引用了大量文献资料,在此,谨对参考文献的原作者表示衷心的感谢。
由于编写人员水平有限,手册中难免出现不妥之处,敬请广大同行予以批评、指正。
编者
2016年8月
《绿色足迹:现代工程的环保实践指南》 一、 导言:时代呼唤绿色工程 我们正处在一个前所未有的关键时期。工业化浪潮的滚滚向前,在创造巨大物质财富的同时,也给地球带来了沉重的负担。气候变化、资源枯竭、环境污染等严峻挑战,正深刻地影响着人类的生存与发展。在此背景下,工程领域肩负起前所未有的责任——如何以更可持续、更环保的方式进行规划、设计、建设和运营,已成为衡量现代工程价值的首要标准。 《绿色足迹:现代工程的环保实践指南》应运而生,它不是一本罗列法规条文的枯燥手册,也不是一套脱离实际的技术汇编。它是一份面向所有致力于推动工程领域走向绿色未来的工程师、设计师、管理者以及相关决策者的行动指南,旨在提供一套系统、前瞻且极具操作性的环保工程理念与实践框架。本书的核心目标是帮助读者深入理解绿色工程的内涵,掌握将其融入工程项目全生命周期的关键策略,并最终实现经济效益与生态效益的和谐统一。 本书的编写,源于对当前工程实践中存在的不足的反思,以及对未来绿色发展的坚定信念。我们深知,每一次宏伟工程的落地,都可能在地球上留下深远的印记。因此,确保这个印记是“绿色足迹”,而非“污染足迹”,是每一位工程师不可推卸的使命。本书致力于打破“环保是成本”的传统观念,将其转化为“绿色是竞争力”的新认知,引导读者在实践中发现创新机遇,提升项目价值。 二、 绿色工程的基石:核心理念与价值体系 在深入探讨具体实践之前,我们必须首先确立绿色工程的核心理念。本书将从以下几个维度,系统阐述绿色工程的基石: 1. 全生命周期思维 (Life Cycle Thinking): 绿色工程绝非仅关注工程建设的某个阶段,而是贯穿于项目的构思、规划、设计、建造、运营、维护,直至最终的拆除或再利用的全过程。这意味着我们需要从宏观角度审视每一个决策对环境产生的长期影响,包括原材料的获取、能源的消耗、废弃物的产生等,并在每一个环节寻求最优化的环保解决方案。例如,在设计阶段,就需考虑材料的可回收性、建筑的能效,以及未来运营中的维护成本和环境影响。 2. 系统性与集成性 (Systemic and Integrated Approach): 绿色工程强调将环保因素视为工程系统的有机组成部分,而非附加项。这意味着需要打破学科壁垒,促进不同专业领域的协同合作。一个环保的设计,需要建筑师、结构工程师、设备工程师、景观设计师、环境专家等共同参与,将环保理念集成到项目整体规划中,形成协同效应。 3. 资源效率与循环利用 (Resource Efficiency and Circularity): 追求对自然资源的最大化利用,最大限度地减少浪费,并积极探索资源的循环利用模式。这包括优先选用可再生、可回收、低环境影响的建筑材料,推广节能技术,优化用水管理,以及妥善处理和回收工程产生的废弃物。本书将重点介绍在不同工程领域实现资源效率和循环利用的创新方法。 4. 生态敏感性与生物多样性保护 (Ecological Sensitivity and Biodiversity Protection): 绿色工程要求工程项目的设计和建设充分考虑当地的生态环境,最小化对自然景观、水体、土壤以及生物多样性的破坏。在选址、规划、施工过程中,应采取有效措施保护区域内的原生植被、野生动物及其栖息地,并可能考虑通过生态修复和补偿措施,恢复或增强项目区域的生态功能。 5. 气候适应性与韧性 (Climate Adaptability and Resilience): 随着气候变化日益加剧,工程项目需要具备应对极端天气事件(如洪水、干旱、高温)和长期气候变化的能力。本书将探讨如何通过优化设计、选用适应性材料、加强基础设施韧性等方式,提升工程项目抵御和适应气候变化的能力。 6. 社会责任与公众参与 (Social Responsibility and Public Engagement): 绿色工程的最终目标是服务于人类福祉和可持续发展。因此,它不仅涉及技术层面的优化,更需要关注工程项目对当地社区、居民健康和生活质量的影响。积极吸纳公众意见,促进社区参与,提升工程项目的社会接受度和环境公平性,也是绿色工程的重要组成部分。 三、 绿色工程的实践路径:从设计到运营的全面渗透 本书将绿色工程的理念,分解到工程项目实践的各个关键阶段,并提供具体的指导和案例分析: 1. 绿色选址与规划: 环境影响评估 (EIA) 的深化应用: 超越基本的合规性审查,将EIA作为主动的决策工具,识别并规避潜在的生态风险,选择对环境影响最小化的区域。 生态敏感性分析: 深入研究场地周边的自然环境特征,包括水文地质、土壤类型、植被覆盖、野生动物活动等,为后续设计提供生态约束条件。 场地修复与再生: 对于历史遗留的污染场地或退化区域,探索其修复再利用的可能性,避免占用新的、未开发的自然区域。 智慧城市与绿色社区规划: 强调紧凑型开发、公共交通导向型发展(TOD)、绿地系统的构建以及本地能源和水资源的整合利用。 2. 绿色设计与材料选择: 被动式设计策略: 充分利用自然采光、自然通风,优化建筑朝向和围护结构,减少对机械设备的依赖,从而降低能源消耗。 主动式节能技术: 引入高效的暖通空调(HVAC)系统、照明系统、可再生能源发电技术(如太阳能光伏、地热能)等。 水资源的高效利用: 设计雨水收集和回用系统、灰水处理和回用系统,采用节水器具,优化灌溉方式。 可持续材料的选用: 可再生与低碳材料: 优先使用竹、木、秸秆等可再生材料,以及低碳水泥、再生骨料等。 回收与再利用材料: 鼓励使用回收的钢材、塑料、玻璃等,以及对建筑拆除后易于回收的材料。 健康环保材料: 避免使用含有挥发性有机化合物(VOCs)和其他有害物质的材料,关注材料的生产过程和生命周期环境影响。 本地化采购: 尽量选择本地生产的材料,减少运输过程中的碳排放。 模块化与预制化设计: 采用模块化和预制化技术,提高施工效率,减少现场废弃物产生,并便于拆卸和再利用。 3. 绿色施工与管理: 施工现场的环境管理: 严格控制扬尘、噪声、废水、固体废弃物的排放;优化施工用水用电;保护场地原有的植被和土壤。 废弃物管理与分类回收: 制定详细的施工废弃物管理计划,对建筑垃圾进行分类、回收和再利用。 能源与资源的高效利用: 采用节能的施工设备,优化施工组织,减少不必要的运输。 生态保护措施的实施: 在施工过程中,确保对周边生态环境的保护措施得到有效执行,如设立围挡、设置动物通道等。 数字化与智能化施工: 利用BIM(建筑信息模型)等技术,优化施工流程,减少资源浪费,提高施工精度。 4. 绿色运营与维护: 智能楼宇管理系统 (BMS): 通过集成化的控制系统,实现对建筑能源、水、照明、通风等系统的实时监测和优化调控,提升运营效率。 定期能效检测与评估: 定期对工程项目的能耗、水耗进行评估,发现节能潜力,并采取改进措施。 绿色维护与清洁: 选用环保型的清洁剂和维护材料,推行绿色化物业管理。 用户行为引导: 通过宣传教育和激励机制,引导用户养成节约能源、爱护环境的良好习惯。 性能监测与反馈: 建立长效的性能监测机制,将实际运营数据反馈到未来的设计和建造中,形成持续改进的闭环。 5. 绿色拆除与再利用: 拆除前的评估: 在项目生命周期末期,对建筑进行拆除前的评估,识别可回收的材料和构件。 可拆卸设计: 在设计阶段就考虑未来拆卸的便利性,采用易于拆卸的连接方式和材料。 材料的回收与再利用: 最大限度地回收建筑中的钢材、混凝土、木材、玻璃等,并将其用于新的工程项目或产品制造。 污染物的妥善处理: 对于拆除过程中产生的有害物质,如石棉、铅等,进行专业、安全的处理。 四、 行业应用与创新展望 本书的内容将涵盖不同工程领域的绿色实践,包括但不限于: 绿色建筑: 从节能、节水、节材、环保四个方面,全面提升建筑物的环境性能。 绿色交通: 推广电动汽车、智能交通系统、低碳路面材料,优化交通流量,减少拥堵和排放。 绿色能源: 聚焦可再生能源的开发利用、储能技术、智能电网建设。 绿色水利: 推广雨水收集、中水回用、生态湿地净化等技术,提升水资源利用效率,保护水生态。 绿色工业: 推动清洁生产、循环经济模式,减少工业废弃物和污染物排放。 本书还将对绿色工程领域的最新技术和发展趋势进行展望,例如: 数字化技术在绿色工程中的应用: 物联网(IoT)、大数据、人工智能(AI)在环境监测、能源管理、预测性维护等方面的潜力。 新型可持续材料的研发与应用: 生物基材料、纳米材料等在提升工程性能和环保性方面的探索。 碳捕获、利用与封存 (CCUS) 技术: 在工业和能源领域减少碳排放的前沿技术。 韧性基础设施的构建: 应对气候变化极端事件,保障城市运行的稳定性和安全性。 五、 结语:共筑可持续的未来 《绿色足迹:现代工程的环保实践指南》的编写,不仅是一项技术性的工作,更是一份对未来的承诺。我们希望本书能够成为广大工程师手中不可或缺的工具,激发他们内心的创新潜能,推动工程实践向更加绿色、更加可持续的方向迈进。 改变,始于认知,成于实践。让我们携手同行,在每一次工程的规划与建设中,都留下深刻而美好的“绿色足迹”,为我们的子孙后代,留下一个更加健康、更加繁荣的地球家园。