自考13739环境工程原理考试大纲（2025年版）

湖南 省高 等教 育自 学考 试课 程考 试大 纲环境工程原理 （课程代码：13739） 湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：环境工程原理课程代码：13739

第一部分

课程性质与目标

一、课程性质与特点

环境工程原理是高等教育自学考试环境工程专业的必考课程。该课程主要涵盖环境污染的工程单元基础理论，操作和应用。

二、课程目标与基本

要求通过本课程的学习，要求考生能够针对环境污染过程中物料与能量衡算、流体流动、热量传递和质量传递过程建立数学模型并求解。能够应用数学、自然科学和环境工程相关科学的基本原理识别复杂环境工程操作单元，主要包括沉淀、过滤、 吸收、吸附、离子交换、膜分离等基本分离过程的关键环节和参数原理。能够根据选定的工艺方案，完成处理单元与管道的设计与设备选型。

培养考生分析和解决问题的能力，使考生具备从事环境污染治理的基本理论和基础技能，为考生进行环境污染防治工程设计、科研及技术管理打下基础。

三、与本专业其他课程的关系该课程深入地阐述环境污染控制工程中具有共性的基本过程和现象，以及污染控制装置的基本原理。主要包括传热设备、降尘室、吸收塔、吸附流程的解析与基本设计等。该课程是水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置及资源化工程、物理污染控制工程，以及其他污染控制工程课程的工程学基础。

第二部分考核内容与考核目标

第一章 绪论

通过本章学习了解环境问题与环境学科的发展；了解环境工程学的学科体系；

了解环境净化与污染控制的基本方法与原理。

（一）环境污染与环境工程学（一般）识记：环境污染的概念理解：污染控制技术原理的基本类型（二）环境问题与环境学科的发展（一般）

理解：当前主要环境问题和热点

第二章 质量与能量衡算

本章讲述质量与能量衡算的基本方法。本章学习难点包括无量纲准数，封闭系统的热量衡算方程。

（一）质量衡算（一般）识记：1．稳态系统的概念

2．非稳态系统的概念理解：稳态系统的物料衡算特点（二）常用物理量（重点）识记：1．无量纲准数的概念

2．量纲的概念

3．通量的概念

理解：1．常用物理量及其表示方法

2．同一物理量的单位换算

3．摩尔分数和摩尔比的差异应用：浓度的各种表示及计算（三）能量衡算（重点）

理解：封闭系统的能量变化特点应用：封闭系统的热量衡算

第三章 流体流动

本章讲述流动系统流动状态、物料输送、能量转化与损失等内容。本章难点包括雷诺数及应用；柏努利方程及其应用；管路串联和并联的流量计算等。

（一）管流系统的衡算方程（重点）识记：1．流速的概念

2．流量的概念

3．静压头的概念

4．动压头的概念

5．位压头的概念

理解：稳态流动的特征应用：1．连续性方程计算流速

2．柏努利方程应用于流速、压强和位置高度的计算（二）流体流动的内摩擦力（重点）识记：1．雷诺准数的概念

2．粘度系数的概念

理解：流体流动状态及判断依据（三）边界层理论（次重点）识记：边界层的概念（四）流体流动的阻力损失（重点）

理解：1．沿程阻力的产生原因

2．局部阻力的产生原因

3．影响阻力系数变化的因素

4．粗糙度与相对粗糙度的差异应用：管内流动的沿程阻力和局部阻力计算（五）管路计算（重点）

应用：1．串联变径管路的流速

2．管路串联和并联的流量计算

3．管路串联和并联的阻力计算（六）流体测量（重点）

应用：1．毕托管和孔板流量计测流速的差异及应用特点

2．转子流量计的工作原理及安装应用

第四章 热量传递

本章内容主要讲述热量传递的基本知识和换热器应用基本理论。本章学习难点包括平壁和圆管壁的热传导计算，间壁式换热器及其传热过程计算。

（一）热量传递的方式（重点）识记：1．热传导的概念

2．对流传热的概念

3．热辐射的概念

理解：三种传热方式的传热机制（二）热传导（重点）

理解：1．傅立叶定律的内涵

2．固、液、气物质导热系数的差异

3．温度和压强对导热系数的影响应用：1．单层及多层平壁的传热速率计算

2．单层及多层圆管壁的传热速率计算（三）对流传热（次重点）识记：1．牛顿冷却定律

2．对流传热系数的概念理解：1．管内强制对流传热的类型

2．影响对流传热的因素应用：工业换热器中对流传热的的应用（四）辐射传热（一般）识记：1．黑体的概念

2．灰体的概念

3．透明体的概念

理解：1．物体的辐射能力

2．物体的吸收能力

（五）换热器（重点）识记：换热器的分类理解：1．换热器的结构形式

2．强化传热过程的途径应用：1．间壁传热过程传热速率的计算

2．逆流和并流传热的平均温差计算

第五章 质量传递

本章是吸收、吸附、萃取、离子交换等涉及物质传递过程的理论基础。本章难点为分子传质和对流传质的传质速率方程。

（一）质量传递的基本原理（一般）

理解：1．费克定律的内容

2．分子扩散的传质方式

3．涡流扩散的传质方式

4．环境工程中常见的传质过程（二）分子传质（次重点）

理解：1．单向扩散的的传质特点

2．等分子反向扩散的传质特点（三）对流传质（次重点）

理解：1．对流传质机理

2．对流传质边界层内的传质方式

3．对流传质速率方程的不同表达式

第六章 沉降

本章内容为沉降分离操作。本章学习难点包括重力沉降和离心沉降的基本原理， 沉降速度及临界粒径计算。

（一）重力沉降（重点）识记：1．阻力系数的概念

2．重力沉降的概念

理解：1．沉降分离的类型

2．重力场中颗粒的沉降过程应用：1．重力沉降速度计算

2．降尘室临界粒径的计算

3．降尘室处理量计算

4．沉降槽的结构特点及应用（二）离心沉降（重点）识记：离心沉降的概念理解：离心力场中颗粒的沉降过程应用：1．旋风除尘器的工作原理及应用

2．离心沉降机的工作原理及应用（三）其他沉降（次重点）识记：1．电沉降的概念

2．惯性沉降的概念

应用：1．电除尘器的工作过程及应用

3．惯性除器尘的工作过程及应用

第七章 过滤

本章讲述了表面过滤和深层过滤的分离原理和过滤设备。本章学习难点包括过滤基本方程，间歇式和连续式过滤机设备及应用。

（一）过滤操作的基本概念（重点）识记：1．过滤的概念

2．过滤介质的概念

应用：1．过滤类型及应用

2．架桥现象在过滤操作中的应用（二）表面过滤的基本理论（重点）识记：1．过滤常数的概念

2．恒压过滤的概念

3．恒速过滤的概念

理解：1．表面过滤过程

2．恒压过滤和恒速过滤中过滤阻力的变化应用：1．表面过滤的基本方程及计算

2．间歇式和连续式过滤机的过滤速率和处理量（三）深层过滤的基本理论（一般）识记：深层过滤的概念理解：深层过滤过程中悬浮颗粒的运动特性

第八章 吸收

本章着重讲述了气、液相物质传递的过程、气液相平衡和吸收设备。本章的学习难点包括亨利定律及其应用，总传质速率方程，吸收塔的物料衡算，吸收剂用量计算、填料层高度计算。

（一）吸收的基本概念（次重点）识记：1．吸收的概念

2．物理吸收的概念

理解：1．吸收类型及其特点

2．溶质与惰性组分的差异应用：吸收操作在环境工程领域中的应用（二）物理吸收（重点）

理解：1．亨利定律及其表达形式

2．相平衡的内涵

3．总传质系数的内涵应用：1．相平衡关系判断传质过程的方向

2．气液传质过程中双膜理论模型

3．传质阻力分析

4．常见的气膜、液膜阻力控制的传质过程（三）化学吸收（重点）

理解：化学吸收过程中传质推动力的增加（四）吸收设备及其主要工艺计算（重点）识记：1．传质单元高度的概念

2．传质单元数的概念理解：1．吸收塔的结构

2．填料的类型及特性应用：1．填料塔的物料衡算

2．吸收剂的最小和实际用量计算

3．填料层高度计算

第九章 吸附

本章内容为吸附分离操作，主要讨论气、固相间物质传递的过程。学习难点包括等温吸附方程，吸附操作设备及应用。

（一）吸附分离操作的基本概念（重点）识记：1．吸附的概念

2．解吸的概念

理解：1．物理吸附和化学吸附分离的作用力

2．吸附分离机理

应用：吸附分离操作的应用（二）吸附剂（重点）

理解：常用吸附剂的特性及用途（三）吸附平衡（重点）

理解：1．吸附平衡理论

2．温度对吸附平衡的影响

3．双组分气体吸附中的选择性

4．液相吸附的过程

应用：等温吸附方程（Freundlich 方程、Langmuir 方程、BET 方程）的模式及应用范围（四）吸附动力学（次重点）

应用：吸附过程的三个步骤及阻力控制（五）吸附操作和吸附穿透曲线（次重点）

理解：固定床吸附中的吸附传质过程应用：1．吸附分离常用设备及其工业应用

2．接触过滤吸附操作特点及操作方式

3．单级吸附操作中吸附剂的用量计算

第十章 其他分离过程

本章内容为离子交换、萃取和膜分离操作。主要难点包括离子交换的基本原理；

离子交换速度的影响因素；萃取剂的选择；膜分离类型和操作原理。

（一）离子交换（次重点）识记：1．离子交换的概念

2．选择性系数的概念理解：1．离子交换反应类型

2．离子交换速率的控制步骤应用：1．离子交换剂的分类及应用

2．离子交换树脂的结构、性质及应用（二）萃取（次重点）识记：萃取的概念应用：1．萃取分离的特点及应用

2．萃取剂的选择

（三）膜分离（重点）识记：1．膜分离的概念

2．渗透性的概念

3．电渗析的概念

理解：1．膜分离的特点

2．超滤过程中的浓差极化现象

3．反渗透和纳滤的机理应用：1．膜类型及其处理对象

2．常见工业应用膜过程的基本特征

3．电渗析在水处理中的应用

第十一章 反应动力学基础

本章为反应器的基础理论部分，主要讲述反应操作、反应速率和反应动力学。

（一）反应器和反应操作（次重点）识记：1．反应操作的概念

2．空间时间与空间速度的概念理解：1．反应器的类型

2．反应器内物料的流动与混合状态应用：1．反应器开发的工作任务

2．环境工程领域常见的反应器及其主要特性（二）反应的计量关系（次重点）识记：1．反应式的概念

2．简单反应与复杂反应的概念

3．转化率的概念

（三）反应动力学（一般）识记：1．反应速率的概念

2．半衰期的概念

理解：以反应进度来表示反应速率的表示方法

第十二章 均相化学反应器

本章学习了解主要的均相化学反应器及其操作。

（一）间歇与半间歇反应器（次重点）

理解：1．间歇反应操作的特点

2．半间歇操作的特点（二）完全混合流连续反应器（次重点）识记：全混流反应器操作的概念应用：工程应用中接近全混流的反应器（三）平推流反应器（次重点）识记：平推流反应器的概念应用：在实际应用中的平推流反应器及其特点

第十三章 非均相化学反应器

（不作考核要求）

第十四章 微生物反应动力学

（不作考核要求）

第十五章 微生物反应器

（不作考核要求）

第十六章 反应动力学的解析方法

（不作考核要求）

第三部分

有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上， 其含义是：识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

1．指定教材：

《环境工程原理》，胡洪营，高等教育出版社，2022 年第 4 版

2．参考教材：

《环境工程原理》，郭仁惠，化学工业出版社，2008 年版

三、

自学方法指导

1．在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2．阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3．在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4．完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1．应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2．应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3．辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4．辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5．辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6．注意对考生能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7．要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8．助学学时：本课程共 6 学分，建议总课时 108 学时，其中助学课时分配如下：

章次章节名称学时

第一章

绪论

第二章

质量与能量衡算

第三章

流体流动

第四章

热量传递

第五章

质量传递

第六章

沉降

第七章

过滤

第八章

吸收

第九章

吸附

第十章

其他分离过程

第十一章

反应动力学基础

第十二章

均相化学反应器合 计

五、关于命题考试的若干规定

1．本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2．试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：

“识记”为 30%、“理解”为 40%、 “应用”为 30%。

3．试题难易程度应合理：容易、中等、难比例为 3：4：3。

4．每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 60%，次重点占 30%，一般占 10%。

5．试题类型一般分为：单项选择题、填空题、名词解释题、简答题、计算题。

6．考试采用闭卷笔试，考试时间 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。

六、题型示例（样题）

一、单项选择题

（本大题共 15 小题，每小题 2 分，共 30 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1．介质阻力系数 CD=

0.44 的适用范围是

A．层流区 B．过渡区 C．湍流区 D．均适用

二、填空题

（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）

16．对流传热的热阻主要集中在

三、名词解释题

（本大题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分）

21．层流

四、简答题

（本大题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分）

25．简述层流的特征。

五、计算题

（本大题共 3 小题，每小题 10 分，共 30 分）

28．求直径为 40m，密度为 2700kg/m3的固体颗粒在 20℃的常压空气中的自由沉降速度。