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环境工程学———原理与实践李法云 主编辽宁大学出版社环境工程学：原理与实践编 委 会 主 编 李法云副主编 郑继东 李团胜编 委 （按姓氏笔画为序）马溪平 付保荣 关 伟 李法云李团胜 范志平 郑继东 熊在平统 稿 郑继东 李法云 关 伟绘 图 郑继东 李法云 邹本忠 槪李法云 2003 图书在版编目（CIP）数据 环境工程学：原理与实践桙李法云主编．—沈阳：辽宁大学出版社，２００３．５ ISBN ７－５６１０－４４４６－１ Ⅰ．环．．． Ⅱ．李．．． Ⅲ．环境工程学 Ⅳ．X５ 中国版本图书馆CIP数据核字（２００３）第０１６９７８号责任编辑：刘 葵 版式设计：程 丽封面设计：邹本忠 责任校对：齐 月辽宁大学出版社出版地址：沈阳市皇姑区崇山中路６６号 邮编：１１００３６联系电话：０２４－８６８６４６１３ http：桙桙．lnupress．com．cnEmail：mailer＠lnupress．com．on沈阳市政二公司印刷厂印刷 辽宁大学出版社发行幅面尺寸：１８５mm×２６０mm 印张：１４畅２５ 字数：３５０千字 插页：１ ２００３年１１月第１版 ２００３年１１月第１次印刷印数：１～１５００ 定价：２８畅００元 内容简介本书共六章，包括环境质量与污染控制标准、给水处理、废水处理、土壤污染生物修复技术、大气污染控制工程、固体废物与城市垃圾的管理与处置。作者强调理论联系实际，从环境工程原理（理论基础）及实践（工程实例）两条主线进行讨论，在介绍基本原理和主要内容的基础上，注意适当地反映环境工程领域的最新研究成果和进展状况。本书可作为高等学校环境科学与工程相关专业的教材或参考书，也适合于从事环境科学研究和环境保护工作的专业人员阅读。前 言环境问题是人类在２１世纪将长期面临的重大难题之一。保护环境是我国的基本国策，也是全人类的共同责任。环境工程的兴起开始于产业革命时期，它的发展在欧美地区已有一定历史。近几十年来，环境工程技术得到了迅速发展，表现在其研究领域不断扩大，内容日益丰富，学科的影响和地位日益提高；同时，环境工程实践也不断深入，更多更新的课题不断提出，极大地丰富了学科的内容，完善了学科的体系。环境工程是一门多学科交叉技术，其研究范围极为广泛。同时，每一项工程技术又可能综合着多学科的基本理论和方法。因此，要在一本书中详尽介绍环境工程技术的各个领域非常困难。根据国内外环境工程技术研究与应用现状，特别强调理论联系实际，本书拟从环境工程原理（理论基础）和实践（工程实例）两条主线作重点介绍。全书共分六个部分：第一部分为环境技术政策；第二部分为给水处理；第三部分为废水处理；第四部分为土壤污染的生物修复技术；第五部分为大气污染控制技术；第六部分为固体废物的管理与处置。本书在编写过程中，注意尽可能地吸收国内外环境工程领域的许多专著和教材的优点，并参考了大量的文献资料；同时，引用了参考书目的部分图表和工程实例资料。针对环境技术政策与标准随着环境科学技术进步而不断改进的特点，在环境技术政策的编写方面，引用了最新的技术资料与标准。本书第一章、第二章和第三章由李法云（辽宁大学）、郑继东（焦作工学院）编写，第四章由李法云、熊在平、付保荣、范志平编写，第五章由李团胜（西北大学）、郑继东编写，第六章由郑继东、李团胜、关伟、马溪平编写，最后由郑继东、李法云、关伟定稿。本书在成稿过程中，得到了辽宁大学环境与生命科学学院所有老师的大力支持和帮助，在此表示感谢。本书在编写过程中，得到了辽宁大学臧树良教授、刘志超教授、吴林友教授，西北大学、焦作工学院及中国科学院沈阳应用生态研究所有关领导和专家的指导和帮助。在出版过程中，得到“国家自然科学基金（课题编号：２９８０７００２）”、“教育部骨干教师资助计划（教技司［２０００］６５号）”、中国科学院陆地生态过程开放实验室基金、辽宁省科技厅博士启动基金（课题编号：９７１０１９）和教育厅（课题编号：２００２１０１９）、沈阳市科学技术委员会（课题编号：２００１００３７）以及辽宁大学出版基金的资助，并得到辽宁大学出版社副总编辑胡家诗、副编审刘葵和美术编辑邹本忠等的协作与支持，在此一并谢忱。由于编者的水平和学识有限，书中遗漏和错误之处在所难免，欢迎各位读者及有关专家、学者批评指正，并在此表示诚挚的谢意。编 者２００３年１０月·１·前 言目 录绪 论１…………………………………………………………………………………………… 第一节 环境与环境污染１……………………………………………………………………… 第二节 环境工程学概述２………………………………………………………………………第一章 环境质量及污染控制标准５……………………………………………………… 第一节 大气质量控制标准５…………………………………………………………………… 第二节 水环境质量标准７……………………………………………………………………… 第三节 固体废物管理和污染物控制标准１６…………………………………………………第二章 给水及其处理１９……………………………………………………………………… 第一节 水需求及给水处理概况１９…………………………………………………………… 第二节 给水处理单元技术２３………………………………………………………………… 第三节 给水处理工程实践４１…………………………………………………………………第三章 废水处理４４…………………………………………………………………………… 第一节 水污染及水体自净４４………………………………………………………………… 第二节 水量和水质调节５７…………………………………………………………………… 第三节 悬浮固体处理５９……………………………………………………………………… 第四节 好氧生物处理技术８０………………………………………………………………… 第五节 厌氧生物处理技术９８………………………………………………………………… 第六节 城市污水土地处理技术１０５…………………………………………………………… 第七节 国内外废水处理工程实例１１９…………………………………………………………·１·目 录第四章 土壤污染生物修复技术１２８………………………………………………………… 第一节 概述１２８………………………………………………………………………………… 第二节 典型污染土壤生物修复１３１…………………………………………………………… 第三节 土壤生物修复工程技术１３６……………………………………………………………第五章 大气污染控制工程１３９……………………………………………………………… 第一节 大气污染及控制概述１３９……………………………………………………………… 第二节 气态污染物控制１４１…………………………………………………………………… 第三节 颗粒污染物控制１６４……………………………………………………………………第六章 固体废物与城市垃圾的管理与处置１８８………………………………………… 第一节 固体废物与城市垃圾管理与处理现状１８８…………………………………………… 第二节 固体废物处理技术１９５………………………………………………………………… 第三节 固体废物资源化利用２０４………………………………………………………………主要参考文献２２１…………………………………………………………………………………·２·环境工程学———原理与实践绪 论第一节 环境与环境污染环境（Environment）指围绕人类周围的空间及影响人类生产和生活的各种自然因素和社会因素的总和，它是一个庞大而复杂的系统。环境一词始见于我国古籍枟元史·余阙传枠所载：“环境筑堡寨，选精甲外捍，而耕稼于中”，此处环境意为环绕所辖的区域。目前，环境科学研究的主要对象是自然环境，重点对象是地球表面的生物圈。在世界各国颁布的环境保护法中，对环境一词都有具体明确的界定。国际环境保护主要是通过对生物圈的组成部分（岩石圈、气圈、水圈）采取保护措施来进行的。１９８２年，联合国大会在纽约通过的枟世界自然宪章枠前言中指出：“人类是自然的一部分，生命有赖于自然系统的功能维持不坠，以保证能源和养料的供应。”在这里，环境保护主要是针对自然环境而言的。枟中华人民共和国环境保护法枠明文规定：“环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。”这里所指的环境为作用于人类客体的生存环境，它包括未被人类改造和已被人类改造过的自然环境。随着社会经济的发展、人口的增加，环境与环境问题已越来越受到人类的普遍关注和重视。目前，环境、资源和人口问题已被国际社会公认为是影响２１世纪人类社会可持续发展的三大关键问题。环境污染（EnvironmentalPollution）是指环境中的各种污染物的数量或浓度超过了环境的自净能力，而使环境的结构、功能及生物学特性发生退化，它是随着人类的生活和生产活动的发展而引起的，并逐步加剧，其发展可分为以下三个阶段。第一阶段：在人类发展的初期，人类为了生存而对环境的利用，其主要特点是人类活动虽对自然生态系统有一定破坏，但并未影响该生态系统的恢复能力和主要功能，人类对自然环境的依赖性非常明显。第二阶段：随着生产力的发展，出现了农业、商业和城市，人类利用自然的能力提高，其生产活动造成一定的环境问题，如伐林种地、滥垦草原，出现了水土流失。在城镇中，由于人们忽略对生活垃圾和污水的处理，出现了霍乱、痢疾、伤寒等水传播疾病的流行。第三阶段：从１８世纪后半叶开始，第一次工业革命以后，现代化的大工业导致了城市都市化和交通运输及农业的现代化，资源被大量开发和利用，工业“三废”对环境造成严重·１·绪 论污染，出现了震惊世界的环境公害事件。在此阶段，人类面临生存和发展的严重威胁，迫使人类想办法解决环境污染问题。１９７２年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了第一次人类环境会议，通过了枟联合国环境大会宣言枠，这对推动各国政府和人民共同努力，保护和改善环境发挥了重要作用。１９８３年１２月，联合国成立了世界环境与发展委员会（WorldCommissiononEnvironmentandDevelop唱ment，WCED）。该委员会的任务是负责“制定全球范围的变革日程，包括提出到２０００年乃至以后持续发展的长期环境对策，并确定世界社会的理想目标”。经过四年的时间，该委员会在枟我们共同的未来枠（OurCommonFuture）这份重要的报告中明确地提出了可持续发展的定义，其含义是“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要能力构成危害”。１９９２年６月，联合国在巴西里约热内卢召开了“联合国环境与发展大会”，也称“全球首脑会议”，这是人类环境保护史上第二座里程碑。会议围绕可持续发展这一主题进行了讨论，产生了具有深远意义的枟地球宪章枠和枟２１世纪行动议程枠。这些都充分表明，人类已经认识到可持续发展是整个人类社会的共同利益和共同目标，并且也正在为这一目标采取共同的行动。我国在世界环境与发展大会之后，提出了关于环境与发展的十大对策，作为国家实施环境与经济协调发展的行动纲领。１９９４年３月２５日，国务院第十六次常务会议上讨论通过了枟中国环境保护２１世纪议程———中国２１世纪人口、环境与发展白皮书枠。在此之后，国家环境保护局为了在环境领域内贯彻执行可持续发展战略，编制了枟中国环境保护２１世纪议程枠，作为全国环境保护的行动纲领。第二节 环境工程学概述环境工程学（EnvironmentalEngineering）是人类在保护和改善环境的过程中形成的一门新兴的综合性学科和技术，是环境科学的一个重要分支。环境工程学是一门通过工程技术措施控制污染，改善环境质量及促进资源持续利用的学科与技术。目前，对环境工程学的定义不尽相同，广义的定义为“综合运用环境科学的基础理论和有关的工程技术控制和改善环