当前，人们的生存环境正面临严峻的挑战，如资源过度开采、生物多样性丧失、气候变化和空气污染等。联合国环境规划署发布的《2024年全球资源展望》报告指出，过去50年，地球自然资源开采量增加了2倍，预计到2060年资源开采量将增加60%，这将严重破坏全球气候和生物多样性，影响生存环境改善的实现。生态文明思想为应对这些挑战提供了理论指导和实践路径，党的二十大精神进一步强调了生态文明建设的重要性。在这样的时代背景下，编写《环境工程设计基础》一书，旨在为环境工程初学者和从业者提供一套系统、科学的设计方法和理论指导，帮助他们更好地理解和应用生态文明思想，落实党的二十大精神，推动环境工程设计的科学化、规范化。本教材是在充分融合编者多年实际教学与工程设计经验的基础上，参考国内外专业理论和行业实践，紧密围绕社会对环境工程领域应用型人才的需求编写的。本书以工程设计的专业视角为立足点，依据工程设计所的知识体系与能力架构来组织内容，着重强化应用能力的培养，旨在引导读者构建识别、分析以及初步解决复杂环境工程问题的系统性思路，提供较为有效的解决方法，并规范工作程序。本教材系统介绍了环境工程设计的关键环节与核心知识。全书共计11章，内容围绕环境工程与环境工程设计、厂址选择、总平面布置、污染源源强的计算及物料衡算、反应器基本理论、环境工程工艺流程及设计、车间设备与管线的布置设计、工程材料及容器的选择与设计、环保工程设备的选择与设计、环境工程设计基本内容及结构，以及初学者在工程设计中的局限与易犯的错误展开。为了帮助读者实现高效学习与知识结构构建，本书在每章起始部分，基于知识目标、能力目标以及素质目标这三个递进且互补的层次，明确设定了详细的学习目标。同时，借助思维导图这一可视化工具，直观地展现了各知识点之间的内在逻辑关联，使读者可以深入理解各知识点的内涵与外延。为使本书的内容更易被掌握和贴近工程设计实践，本书编写了较多的设计思考题以供练习。同时，提供了丰富的数字化资源，以增强学习的互动性。本教材由郝飞麟（浙江树人学院）编写第1章、第10章和第11章，毛玉琴（浙江树人学院）编写第2章、第3章、第4章和第9章，潘欣荣（浙江树人学院）编写第5章、第6章、第7章和第8章。全书由郝飞麟统稿。感谢浙江树人学院各级领导对本教材编写的关心和支持，感谢化学工业出版社各位领导和编辑对本教材编写的关心和指导。本教材力争达到满足环境工程相关专业人才培养的需要，由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请专家和读者批评指正。

编者2025年4月

《环境工程设计基础》秉持理论与实践深度融合的编写理念，以工程设计问题为主线，系统梳理并组织相关知识，着重强化实践应用。全书分为11章，内容包括环境工程与环境工程设计、厂址选择、总平面布置、污染源源强的计算及物料衡算、反应器基本理论、环境工程工艺流程及设计、车间设备与管线的布置设计、工程材料及容器的选择与设计、环保工程设备的选择与设计、环境工程设计基本内容及结构，以及初学者在工程设计中的局限与易犯的错误。为帮助读者高效掌握相关知识，本书在每章伊始，依据知识目标、能力目标、素质目标三个层次设定学习目标，使读者明晰学习方向与重点；同时运用思维导图，直观呈现各知识点间的逻辑关联，强化知识体系的系统性与连贯性，便于读者深度理解和灵活运用。本书含丰富的例题、练习题以提高读者对知识的掌握程度。同时配套丰富的数字资源（以二维码形式呈现），以增强学习的互动性。本书可作为高等院校环境工程专业教学用书，也可作为相关专业及行业有关人员的参考书。

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第1章环境工程与环境工程设计0011.1环境工程学科的起源0021.1.1环境科学的概念0031.1.2环境工程的概念0031.1.3设计0041.1.4环境工程设计0041.1.5环境工程工艺设计0051.2环境工程设计的一般原则和理念0061.2.1基于工厂运营背景的设计指导原则0071.2.2;3R十S设计原则0071.2.3可持续的工程设计理念0081.2.4生命周期评价设计理念0081.3环境工程设计的范围和类型0091.4环境工程设计的阶段0111.4.1项目建议书编写阶段0111.4.2可行性研究阶段0111.4.3工程设计阶段0131.4.4项目竣工阶段0141.5环境工程设计文件的相关规范、编制要求及内容0141.5.1可行性研究报告编制要求0151.5.2可行性研究报告编制内容0151.5.3初步设计文件的编制要求0211.6现代工程设计的一些辅助软件0211.7环境工程设计的挑战和环境工程设计师的基本职业伦理道德0231.7.1环境工程设计所面临的挑战0231.7.2环境工程设计师的基本职业伦理道德026练习与思考028

第2章厂址选择0302.1厂址选择的基本概念与分类0312.1.1厂址选择的基本概念0312.1.2厂址选择的分类0312.2厂址选择的基本原则与具体要求0322.2.1厂址选择的基本原则0322.2.2厂址选择的具体要求0332.3厂址选择的步骤及基本方法0332.3.1厂址选择的步骤0332.3.2厂址选择的基本方法0352.4典型环境工程设施的厂址选择0362.4.1化工企业厂址选择0362.4.2污水处理厂厂址选择0382.4.3给水处理厂厂址选择039练习与思考039

第3章总平面布置0413.1总平面布置的概念、要求及方法0423.1.1总平面布置的概念0423.1.2总平面布置的要求0423.1.3总平面布置的方法0453.2总平面布置的原则及注意事项0453.3总平面布置的步骤与实践经验0483.3.1总平面布置的步骤0483.3.2总平面布置的实践经验0483.4总平面布置图的内容、要求及绘制0523.4.1总平面布置图的内容和要求0523.4.2总平面布置图的绘制054练习与思考057

第4章污染源源强的计算及物料衡算0584.1污染源及污染源源强的概念0594.1.1污染源0594.1.2污染源源强0604.2污染源源强的计算0604.2.1实测法0604.2.2物料衡算法0624.2.3排放系数法0634.3污染源调查与源强分析0644.3.1污染源调查0644.3.2污染源源强分析0654.4典型过程的污染源源强计算0674.4.1燃料燃烧过程中产生的废气量0674.4.2用水量与废水排放量的计算072练习与思考076

第5章反应器基本理论0775.1反应器基本类型及流态理论0785.1.1污水处理工程常用反应器类型及特征0785.1.2反应器流态理论0795.1.3理想全混流0795.1.4理想推流0795.1.5有扩散现象的推流0815.2反应器的水力学特性0815.2.1理论水力停留时间0815.2.2反应器水力模型0815.3反应速率与反应级数0835.3.1反应速率0835.3.2反应级数0835.4反应级数数据分析与设计0835.4.1零级反应0845.4.2一级反应0845.4.3二级反应0855.5反应器或流程的动力学特性0855.5.1反应类型0855.5.2反应速率0865.5.3比反应速率0875.5.4温度对反应速率常数的影响0875.5.5反应级数0885.5.6废水处理中使用的反应速率表达式0885.5.7反应速率常数分析092练习与思考093

第6章环境工程工艺流程及设计0946.1工艺流程的概念与基本组成0956.2工艺流程设计的目标、规程与考虑因素0966.2.1处理目标0966.2.2设计规程0966.2.3基本设计考虑因素0976.3水处理中的典型工艺流程分析0996.3.1水处理常见单元和过程0996.3.2污水处理的分级与生物处理机制1016.4工艺流程的选择原则与依据1036.4.1工艺流程的选择原则1036.4.2工艺流程的选择依据1046.5工艺流程单元设计参数的确定及工艺参数设计1056.5.1流程选择中的主要考虑因素1056.5.2处理流程稳定性与设计参数选择1066.6现代流程模拟设计辅助工具1066.7工艺流程图的内容、要求及绘制1076.8工艺流程图的识读与绘制1086.8.1工艺方案流程图1086.8.2工艺安装流程图1096.8.3带控制节点的工艺流程图111练习与思考111

第7章车间设备与管线的布置设计1127.1车间布置的内容、原则与方法1137.1.1车间设备布置的主要内容1137.1.2车间设备布置的原则1137.1.3车间布置的基本方法1147.1.4环保车间布置设计的内容与程序1157.2管线及管线设备1157.2.1管道组成1157.2.2金属管1157.2.3非金属管?塑料管1157.2.4有色金属管1167.3管线布置的内容、原则与要求1177.4管道布置图的绘制、配置与标注1187.4.1管道布置图的绘制1187.4.2管道布置图的配置与画法1187.4.3管道布置图的标注1187.5环保设备布置图的识读与画法1197.5.1环保设备布置图的内容1197.5.2环保设备布置平面图1197.5.3环保设备布置立面图1197.5.4环保设备布置安装方位标1207.6车间布置的现代化辅助设计工具120练习与思考121

第8章工程材料及容器的选择与设计1228.1工程材料及材料指标1238.1.1金属材料1238.1.2有机高分子材料1248.1.3陶瓷材料1248.1.4复合材料1248.2碳钢的分类及品种1248.2.1碳钢的分类1258.2.2碳钢的品种1258.3合金钢的分类及应用1258.4有色金属的分类及应用1258.4.1铝及铝合金1268.4.2铜及铜合金1268.4.3钛及钛合金1278.5典型高分子材料的工程应用1278.5.1工程塑料1278.5.2合成纤维1288.5.3合成橡胶1288.6容器的分类及主要规范1288.6.1容器的分类1288.6.2容器的主要规范1298.7容器的基本设计方法1298.7.1容器设计的基本概念1298.7.2中低压容器的设计1298.7.3常压容器的设计133练习与思考134

第9章环保工程设备的选择与设计1359.1工程设备概述1369.1.1工程设备的概念1369.1.2环保工程设备的分类1369.1.3环保工程设备选用与设计原则1379.2几种典型工艺设备的特点及应用1389.2.1环保动力设备泵与风机的选用1389.2.2污水处理设备1509.2.3大气污染控制设备156练习与思考163

第10章环境工程设计基本内容及结构16410.1环境工程设计中需考虑的关键问题16510.2环境工程设计的基本内容与方法16610.2.1服务年限、服务对象、排放标准变化的预测及处理规模的确定16610.2.2服务区和处理厂选址16610.2.3法规要求和排放指标的确定16610.2.4物流的特性及处理程度16710.2.5处理工艺、工艺设计和工艺设备的选择16810.2.6工程的建筑及结构设计考虑17110.2.7处理设施的总平面布置17110.2.8系统的供配电、运行控制方式的设计17110.2.9能源和资源需求以及项目经济17510.2.10节能与资源回收设计17510.3环境工程初步设计方案内容的组织17510.3.1初步设计说明书17610.3.2初步设计图纸17710.3.3初步设计概算书177练习与思考180

第11章初学者在工程设计中的局限与易犯的错误18211.1理论与实践的区别与联系18311.2初学者在设计中可能欠考虑的问题184练习与思考188

参考文献189