編輯推薦
適讀人群 :本書可供從事環境工程設計、技術谘詢、設施運行、項目管理等方麵的環境工程專業技術人員及環境管理人員、注冊環保工程師和參加注冊環保工程師資格專業考試人員,以及高等學校相關專業的師生參考使用。 本手冊共分為5篇,分彆為:水汙染防治工程技術篇、大氣汙染防治工程技術篇、固體廢物處理處置工程技術篇、物理汙染防治工程技術篇和環境法律法規與標準概述篇。本手冊內容緊密結閤注冊環保工程師崗位職業能力需求及應掌握和熟悉的專業理論知識及工程實踐技能。
內容簡介
《實用注冊環保工程師手冊》共分5篇,分彆為:水汙染防治工程技術篇、大氣汙染防治工程技術篇、固體廢物處理處置工程技術篇、物理汙染控製工程技術篇和環境法律法規與標準概述篇。
水汙染防治工程技術篇主要包括汙水的物理化學處理法,汙水的生物處理法,汙水自然淨化工程,汙水再生利用工程等。大氣汙染防治工程技術篇主要包括大氣汙染、顆粒汙染物控製技術,氣態汙染物控製技術,二氧化硫汙染控製技術,氮氧化物汙染控製技術等。固體廢物處理處置工程技術篇主要包括固體廢物汙染特性及管理原則,固體廢物的收集與運輸,固體廢物的壓實、破碎和分選技術,危險廢物的固化/穩定化技術,固體廢物生物處理技術,固體廢物焚燒技術等。物理汙染控製工程技術篇主要包括噪聲汙染控製工程技術,振動汙染控製工程技術等。環境法律法規與標準概述篇包括環境法律法規,環境標準與規範,常用環境法律法規與標準。
《實用注冊環保工程師手冊》可供從事環境工程設計、技術谘詢、設施運行、項目管理等方麵的環境工程專業技術人員及環境管理人員、注冊環保工程師和參加注冊環保工程師資格專業考試人員,以及高等學校相關專業的師生參考使用。
作者簡介
王有誌,黑龍江建築職業技術學院市政學院,教授,2003年3月開始在黑龍江建築職業技術學院市政工程學院工作,任市政學院環境工程技術專業主任,先後承擔瞭《水汙染控製技術》、《環保設備與安裝》、《水質分析技術》、《環境微生物技術》和《固體廢物處理與處置》等課程的教學工作,其中《水汙染控製技術》課程於2007年被評為精品課。主持的“以工作過程為導嚮的環境工程專業課程體係開發研究”教育科研課題與2010年獲黑龍江省教育廳教育成果二等奬和中國高等職業技術教育研究會教育成果一等奬。2010年任黑龍江建築職業技術學院設計院環境工程專業主任,並獲黑龍江省注冊公用設備師資格。2011年齣任黑龍江省高職高專環境類專業教學指導委員會副秘書長。
內頁插圖
目錄
第1篇水汙染防治工程技術
1汙水的物理化學處理法2
1.1沉澱2
1.1.1沉澱的基本理論2
1.1.2沉澱池8
1.1.3沉砂池15
1.2除油19
1.2.1含油汙水的特徵19
1.2.2隔油池的類型與構造19
1.2.3隔油池設計要點及參數20
1.3過濾21
1.3.1過濾機理21
1.3.2濾池的基本構造21
1.3.3過濾周期和反衝洗22
1.3.4濾池的分類23
1.3.5濾池的設計要點和參數23
1.3.6壓力濾池24
1.4混凝25
1.4.1膠體的基本性質25
1.4.2混凝動力學26
1.4.3混凝機理28
1.4.4影響混凝效果的主要因素30
1.4.5混凝劑和助凝劑31
1.4.6混凝工藝33
1.5氣浮37
1.5.1氣浮的基本原理37
1.5.2氣浮法的分類與適用範圍38
1.5.3加壓溶氣氣浮法39
1.5.4溶氣氣浮設計計算41
1.5.5氣浮法應用工程實例42
1.6吸附42
1.6.1吸附原理與類型43
1.6.2吸附速率43
1.6.3吸附等溫綫與吸附等溫式44
1.6.4常用吸附劑與吸附的影響因素45
1.6.5吸附操作方式和設計46
1.6.6吸附裝置的設計47
1.7離子交換48
1.7.1離子交換法的基本原理48
1.7.2離子交換裝置的運行操作方式50
1.7.3離子交換工藝的設計52
1.7.4離子交換法在汙水處理中的應用52
1.8膜分離53
1.8.1膜分離法原理和分類53
1.8.2電滲析54
1.8.3反滲透55
1.8.4超濾57
1.8.5微濾59
1.8.6工藝流程60
1.8.7汙染指數60
1.8.8膜清洗工藝60
1.8.9設計要點61
1.8.10預處理方法61
1.9中和62
1.9.1酸堿廢水中和法63
1.9.2藥劑中和法63
1.9.3過濾中和法63
1.10化學氧化還原64
1.10.1氧化法64
1.10.2還原法67
1.11化學沉澱68
1.11.1化學沉澱法的基本原理68
1.11.2氫氧化物沉澱法68
1.11.3硫化物沉澱法69
1.11.4碳酸鹽沉澱法69
1.11.5其他沉澱處理法69
1.11.6化學沉澱法處理廢水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消毒方法的選擇73
1.13吹脫、汽提和萃取73
1.13.1吹脫法73
1.13.2汽提法74
1.13.3萃取法75
2汙水的生物處理法77
2.1活性汙泥法77
2.1.1活性汙泥法的基本工藝流程77
2.1.2活性汙泥的形態及組成78
2.1.3活性汙泥增長麯綫78
2.1.4活性汙泥法的性能指標80
2.1.5活性汙泥法的動力學基礎82
2.1.6活性汙泥法的淨化機理和過程88
2.1.7活性汙泥法淨化汙水的影響因素90
2.1.8曝氣池的需氧量與供氧量91
2.1.9活性汙泥法的工藝流程和運行方式95
2.1.10活性汙泥法工藝構築物設計107
2.2生物膜法111
2.2.1生物膜法的基本原理111
2.2.2生物膜法的主要影響因素113
2.2.3生物膜法的類型和工藝流程113
2.2.4生物濾池工藝處理單元的設計128
2.3汙水生物脫氮除磷131
2.3.1汙水生物脫氮131
2.3.2汙水生物除磷133
2.3.3汙水同時生物脫氮除磷136
2.4膜生物反應器法137
2.4.1MBR工藝係統的特點138
2.4.2MBR工藝係統的組件及分類139
2.4.3MBR工藝係統的設計141
2.4.4膜清洗係統144
2.5汙水厭氧生物處理144
2.5.1厭氧生物處理原理144
2.5.2厭氧生物處理的主要影響因素145
2.5.3厭氧生物處理工藝的發展146
2.5.4厭氧生物處理反應器146
2.5.5水解酸化�埠醚跎�物處理工藝152
2.6汙泥處理與處置154
2.6.1汙泥的分類與基本特性154
2.6.2汙泥濃縮156
2.6.3汙泥消化160
2.6.4汙泥脫水165
2.6.5汙泥利用與終處置168
2.7流域水汙染防治169
2.7.1水體的主要汙染物及其危害169
2.7.2河流水體自淨機理171
2.7.3流域水汙染防治的基本方法174
2.7.4水體生態修復的基本原理177
3汙水自然淨化工程179
3.1人工構築濕地係統汙水處理技術179
3.1.1人工構築濕地的優缺點179
3.1.2人工構築濕地的類型與構成179
3.1.3作用機理與淨化效果181
3.1.4設計方法181
3.2汙水穩定塘處理工程技術183
3.2.1好氧塘184
3.2.2兼性塘185
3.2.3厭氧塘186
3.2.4曝氣塘188
3.2.5深度處理塘188
3.2.6控製齣水塘188
3.2.7穩定塘處理工藝流程的確定188
3.3汙水土地處理工程技術190
3.3.1優點和淨化機理190
3.3.2工藝類型191
3.3.3土地處理係統的工藝選擇和工藝參數193
前言/序言
隨著城鎮化、工業化發展帶來的環境汙染壓力日益加大,國傢對環保的重視程度也越來越高,汙染治理進程明顯加速。但總的來看,汙染物排放量仍然處在一個非常高的水平上,環境形勢依然嚴峻。霧霾的問題、水體富營養化的問題、地下水汙染的問題、城市黑臭水體的問題、固體廢物的處理和處置問題等,導緻的生態損失比較嚴重。環境問題已成為影響經濟發展、實現全麵小康目標、進一步提高人民生活質量的重要因素。
為瞭加強對環保專業工程設計人員的管理,保證環保工程質量,維護社會公共利益和人民生命財産安全,國傢對從事環保專業工程設計及相關業務的專業技術人員,實行注冊環保工程師職業準入製度,並納入全國專業技術人員職業資格證書製度統一規劃。作為注冊環保工程師及從事本專業的工程技術人員,在工作過程中非常需要一本實用性強、查閱方便,且能涵蓋水汙染防治、大氣汙染防治、固體廢物處理處置和物理汙染防治等技術領域的工具書。
本手冊內容緊密結閤注冊環保工程師崗位職業能力需求及應掌握和熟悉的專業理論知識及工程實踐技能,兼顧環境工程專業多學科相互滲透,技術工藝復雜等特點,突齣瞭工程實用性和實踐性。力求使編寫內容能夠與新修訂頒布的國傢標準和規範相適應,同時注重瞭手冊的完整性和便於查閱性。本手冊共分5篇,分彆為:水汙染防治工程技術篇、大氣汙染防治工程技術篇、固體廢物處理處置工程技術篇、物理汙染防治工程技術篇和環境法律法規與標準概述篇。
本手冊由張自傑、王有誌、郭春明,任濱僑、劉富生、張宏偉參編。具體分工為:第1篇,張自傑、王有誌;第2篇,張自傑、郭春明;第3篇,王有誌、任濱僑;第4篇,郭春明、劉富生;第5篇,王有誌、張宏偉。本手冊由王有誌統稿,張自傑定稿,中國工程院院士、北京工業大學彭永臻教授主審。
本手冊在編寫過程中,得到中國工程院院士、清華大學環境工程學院錢易教授的大力支持,北京市環境科學研究院總工程師張忠祥先生為本書的編寫提供瞭寶貴的文獻資料。在此,謹嚮二位先生錶示真摯的謝意。
本手冊在編寫過程中,參考並引用瞭大量文獻資料,在此,謹對參考文獻的原作者錶示衷心的感謝。
由於編寫人員水平有限,手冊中難免齣現不妥之處,敬請廣大同行予以批評、指正。
編者
2016年8月
《綠色足跡:現代工程的環保實踐指南》 一、 導言:時代呼喚綠色工程 我們正處在一個前所未有的關鍵時期。工業化浪潮的滾滾嚮前,在創造巨大物質財富的同時,也給地球帶來瞭沉重的負擔。氣候變化、資源枯竭、環境汙染等嚴峻挑戰,正深刻地影響著人類的生存與發展。在此背景下,工程領域肩負起前所未有的責任——如何以更可持續、更環保的方式進行規劃、設計、建設和運營,已成為衡量現代工程價值的首要標準。 《綠色足跡:現代工程的環保實踐指南》應運而生,它不是一本羅列法規條文的枯燥手冊,也不是一套脫離實際的技術匯編。它是一份麵嚮所有緻力於推動工程領域走嚮綠色未來的工程師、設計師、管理者以及相關決策者的行動指南,旨在提供一套係統、前瞻且極具操作性的環保工程理念與實踐框架。本書的核心目標是幫助讀者深入理解綠色工程的內涵,掌握將其融入工程項目全生命周期的關鍵策略,並最終實現經濟效益與生態效益的和諧統一。 本書的編寫,源於對當前工程實踐中存在的不足的反思,以及對未來綠色發展的堅定信念。我們深知,每一次宏偉工程的落地,都可能在地球上留下深遠的印記。因此,確保這個印記是“綠色足跡”,而非“汙染足跡”,是每一位工程師不可推卸的使命。本書緻力於打破“環保是成本”的傳統觀念,將其轉化為“綠色是競爭力”的新認知,引導讀者在實踐中發現創新機遇,提升項目價值。 二、 綠色工程的基石:核心理念與價值體係 在深入探討具體實踐之前,我們必須首先確立綠色工程的核心理念。本書將從以下幾個維度,係統闡述綠色工程的基石: 1. 全生命周期思維 (Life Cycle Thinking): 綠色工程絕非僅關注工程建設的某個階段,而是貫穿於項目的構思、規劃、設計、建造、運營、維護,直至最終的拆除或再利用的全過程。這意味著我們需要從宏觀角度審視每一個決策對環境産生的長期影響,包括原材料的獲取、能源的消耗、廢棄物的産生等,並在每一個環節尋求最優化的環保解決方案。例如,在設計階段,就需考慮材料的可迴收性、建築的能效,以及未來運營中的維護成本和環境影響。 2. 係統性與集成性 (Systemic and Integrated Approach): 綠色工程強調將環保因素視為工程係統的有機組成部分,而非附加項。這意味著需要打破學科壁壘,促進不同專業領域的協同閤作。一個環保的設計,需要建築師、結構工程師、設備工程師、景觀設計師、環境專傢等共同參與,將環保理念集成到項目整體規劃中,形成協同效應。 3. 資源效率與循環利用 (Resource Efficiency and Circularity): 追求對自然資源的最大化利用,最大限度地減少浪費,並積極探索資源的循環利用模式。這包括優先選用可再生、可迴收、低環境影響的建築材料,推廣節能技術,優化用水管理,以及妥善處理和迴收工程産生的廢棄物。本書將重點介紹在不同工程領域實現資源效率和循環利用的創新方法。 4. 生態敏感性與生物多樣性保護 (Ecological Sensitivity and Biodiversity Protection): 綠色工程要求工程項目的設計和建設充分考慮當地的生態環境,最小化對自然景觀、水體、土壤以及生物多樣性的破壞。在選址、規劃、施工過程中,應采取有效措施保護區域內的原生植被、野生動物及其棲息地,並可能考慮通過生態修復和補償措施,恢復或增強項目區域的生態功能。 5. 氣候適應性與韌性 (Climate Adaptability and Resilience): 隨著氣候變化日益加劇,工程項目需要具備應對極端天氣事件(如洪水、乾旱、高溫)和長期氣候變化的能力。本書將探討如何通過優化設計、選用適應性材料、加強基礎設施韌性等方式,提升工程項目抵禦和適應氣候變化的能力。 6. 社會責任與公眾參與 (Social Responsibility and Public Engagement): 綠色工程的最終目標是服務於人類福祉和可持續發展。因此,它不僅涉及技術層麵的優化,更需要關注工程項目對當地社區、居民健康和生活質量的影響。積極吸納公眾意見,促進社區參與,提升工程項目的社會接受度和環境公平性,也是綠色工程的重要組成部分。 三、 綠色工程的實踐路徑:從設計到運營的全麵滲透 本書將綠色工程的理念,分解到工程項目實踐的各個關鍵階段,並提供具體的指導和案例分析: 1. 綠色選址與規劃: 環境影響評估 (EIA) 的深化應用: 超越基本的閤規性審查,將EIA作為主動的決策工具,識彆並規避潛在的生態風險,選擇對環境影響最小化的區域。 生態敏感性分析: 深入研究場地周邊的自然環境特徵,包括水文地質、土壤類型、植被覆蓋、野生動物活動等,為後續設計提供生態約束條件。 場地修復與再生: 對於曆史遺留的汙染場地或退化區域,探索其修復再利用的可能性,避免占用新的、未開發的自然區域。 智慧城市與綠色社區規劃: 強調緊湊型開發、公共交通導嚮型發展(TOD)、綠地係統的構建以及本地能源和水資源的整閤利用。 2. 綠色設計與材料選擇: 被動式設計策略: 充分利用自然采光、自然通風,優化建築朝嚮和圍護結構,減少對機械設備的依賴,從而降低能源消耗。 主動式節能技術: 引入高效的暖通空調(HVAC)係統、照明係統、可再生能源發電技術(如太陽能光伏、地熱能)等。 水資源的高效利用: 設計雨水收集和迴用係統、灰水處理和迴用係統,采用節水器具,優化灌溉方式。 可持續材料的選用: 可再生與低碳材料: 優先使用竹、木、秸稈等可再生材料,以及低碳水泥、再生骨料等。 迴收與再利用材料: 鼓勵使用迴收的鋼材、塑料、玻璃等,以及對建築拆除後易於迴收的材料。 健康環保材料: 避免使用含有揮發性有機化閤物(VOCs)和其他有害物質的材料,關注材料的生産過程和生命周期環境影響。 本地化采購: 盡量選擇本地生産的材料,減少運輸過程中的碳排放。 模塊化與預製化設計: 采用模塊化和預製化技術,提高施工效率,減少現場廢棄物産生,並便於拆卸和再利用。 3. 綠色施工與管理: 施工現場的環境管理: 嚴格控製揚塵、噪聲、廢水、固體廢棄物的排放;優化施工用水用電;保護場地原有的植被和土壤。 廢棄物管理與分類迴收: 製定詳細的施工廢棄物管理計劃,對建築垃圾進行分類、迴收和再利用。 能源與資源的高效利用: 采用節能的施工設備,優化施工組織,減少不必要的運輸。 生態保護措施的實施: 在施工過程中,確保對周邊生態環境的保護措施得到有效執行,如設立圍擋、設置動物通道等。 數字化與智能化施工: 利用BIM(建築信息模型)等技術,優化施工流程,減少資源浪費,提高施工精度。 4. 綠色運營與維護: 智能樓宇管理係統 (BMS): 通過集成化的控製係統,實現對建築能源、水、照明、通風等係統的實時監測和優化調控,提升運營效率。 定期能效檢測與評估: 定期對工程項目的能耗、水耗進行評估,發現節能潛力,並采取改進措施。 綠色維護與清潔: 選用環保型的清潔劑和維護材料,推行綠色化物業管理。 用戶行為引導: 通過宣傳教育和激勵機製,引導用戶養成節約能源、愛護環境的良好習慣。 性能監測與反饋: 建立長效的性能監測機製,將實際運營數據反饋到未來的設計和建造中,形成持續改進的閉環。 5. 綠色拆除與再利用: 拆除前的評估: 在項目生命周期末期,對建築進行拆除前的評估,識彆可迴收的材料和構件。 可拆卸設計: 在設計階段就考慮未來拆卸的便利性,采用易於拆卸的連接方式和材料。 材料的迴收與再利用: 最大限度地迴收建築中的鋼材、混凝土、木材、玻璃等,並將其用於新的工程項目或産品製造。 汙染物的妥善處理: 對於拆除過程中産生的有害物質,如石棉、鉛等,進行專業、安全的處理。 四、 行業應用與創新展望 本書的內容將涵蓋不同工程領域的綠色實踐,包括但不限於: 綠色建築: 從節能、節水、節材、環保四個方麵,全麵提升建築物的環境性能。 綠色交通: 推廣電動汽車、智能交通係統、低碳路麵材料,優化交通流量,減少擁堵和排放。 綠色能源: 聚焦可再生能源的開發利用、儲能技術、智能電網建設。 綠色水利: 推廣雨水收集、中水迴用、生態濕地淨化等技術,提升水資源利用效率,保護水生態。 綠色工業: 推動清潔生産、循環經濟模式,減少工業廢棄物和汙染物排放。 本書還將對綠色工程領域的最新技術和發展趨勢進行展望,例如: 數字化技術在綠色工程中的應用: 物聯網(IoT)、大數據、人工智能(AI)在環境監測、能源管理、預測性維護等方麵的潛力。 新型可持續材料的研發與應用: 生物基材料、納米材料等在提升工程性能和環保性方麵的探索。 碳捕獲、利用與封存 (CCUS) 技術: 在工業和能源領域減少碳排放的前沿技術。 韌性基礎設施的構建: 應對氣候變化極端事件,保障城市運行的穩定性和安全性。 五、 結語:共築可持續的未來 《綠色足跡:現代工程的環保實踐指南》的編寫,不僅是一項技術性的工作,更是一份對未來的承諾。我們希望本書能夠成為廣大工程師手中不可或缺的工具,激發他們內心的創新潛能,推動工程實踐嚮更加綠色、更加可持續的方嚮邁進。 改變,始於認知,成於實踐。讓我們攜手同行,在每一次工程的規劃與建設中,都留下深刻而美好的“綠色足跡”,為我們的子孫後代,留下一個更加健康、更加繁榮的地球傢園。