第1章 緒論 1

第2章 實驗設計 5
1.1 實驗設計 2
1.2 實驗準備 2
1.3 實驗過程 3
1.4 實驗數據的分析處理 3
1.5 能源與環境工程專業實驗的教學目的與任務 4
2.1 實驗設計的基本概念與方法 5
2.1.1 實驗設計的基本概念 5
2.1.2 實驗設計的方法 7
2.2 單因素實驗設計 7
2.2.1 中點法 8
2.2.2 均分法 8
2.2.3 黃金分割法 8
2.2.4 分數法 10
2.2.5 均分分批實驗法 12
2.3 雙因素實驗設計 12
2.3.1 縱橫中線法 12
2.3.2 好點推進法 14

第3章 實驗數據處理與分析 21
2.3.3 平行線法 14
2.4 多因素實驗設計 15
2.4.1 單指標正交實驗設計 16
2.4.2 多指標正交實驗設計 18
2.4.3 考慮交互作用的正交實驗設計 20
3.1 實驗數據的誤差分析 21
3.1.1 誤差與相對誤差 22
3.1.2 算術平均誤差與標準誤差 24
3.1.3 誤差的應用 24
3.1.4 間接測量值的誤差傳遞 25
3.1.5 實驗數據的評價 26
3.1.6 實驗儀器精度的選擇 27
3.2 實驗數據的整理 27
3.2.1 有效數字 28
3.2.2 有效數字的運算規則 29
3.2.3 實驗數據的數字特征 29
3.2.4 可疑數據的取舍與檢驗31
3.2.5 實驗數據的列表與圖示 32
3.3 實驗數據的方差分析 34
3.3.1 單因素的方差分析 34
3.3.2 雙因素的方差分析 38
3.3.3 正交實驗的方差分析 41
3.4 實驗數據的回歸分析 46
3.4.線性回歸分析 47
3.4.2 非線性回歸分析 50

第4章 實驗設備與儀器 57

第5章 有機固廢的能源化實驗71
3.4.線性回歸分析 52
4.1 實驗設備 57
4.1.1 輸送用設備 57
4.1.2 破碎用設備 58
4.1.3 反應用設備 59
4.1.4 分離用設備 60
4.1.5 加熱用設備 61
4.2 實驗儀器 62
4.2.1 稱量用儀器 62
4.2.2 檢測用儀器 63
4.2.3 分析用儀器 64
5.1 有機固廢的理化性質測定 73
實驗1 有機固廢的含水率測定 73
實驗2 有機固廢的灰分和揮發分測定 75
實驗3 有機固廢的工業分析 77
實驗4 有機固廢的可燃分測定 78
實驗5 有機固廢的熱值測定 80
5.2 有機固廢的能源化利用技術 87
實驗6 有機固廢的燃燒實驗87
實驗7 有機固廢的熱解氣化實驗92
實驗8 有機固廢的水熱氣化實驗94
實驗9 有機固廢的熱解液化實驗97

第6章 有機廢水的能源化實驗 110

第7章 有機廢氣中污染物的淨化實驗 142
實驗10 有機固廢的水熱液化實驗99
實驗11 有機固廢的熱解炭化實驗102
實驗12 有機固廢的水熱炭化實驗104
實驗13 有機固廢厭氧發酵產甲烷實驗107
6.1 有機廢水的理化性質測定 111
實驗14 有機廢水的酸度測定 113
實驗15 有機廢水的色度測定 116
實驗16 有機廢水的濁度測定 118
實驗17 有機廢水的氨氮測定 119
實驗18 有機廢水的化學需氧量測定 122
實驗19 有機廢水的生化需氧量測定 124
6.2 有機廢水的能源化利用技術 128
實驗20 有機廢水的焚燒實驗128
實驗21 有機廢水的水熱氧化實驗132
實驗22 有機廢水的水熱氣化實驗135
實驗23 有機廢水厭氧發酵產甲烷實驗139
7.1 有機廢氣的理化性質測定 143
7.1.1 典型 VOCs 物質 143
7.1.2 VOCs 物質的危害性 143
實驗24 有機廢氣中硫氧化物的測定 145
實驗25 有機廢氣中氮氧化物的測定 153
實驗26 有機廢氣中總烴及非甲烷烴的測定 158
實驗27 有機廢氣中揮發性有機物的測定 163
實驗28 有機廢氣中顆粒物的測定 168
7.2 有機廢氣中污染物的脫除技術 174
實驗29 有機廢氣中 SOx 脫除實驗174
實驗30 有機廢氣中 NOx 脫除實驗177
實驗31 有機廢氣的吸附脫除 VOCs 實驗180
實驗32 有機廢氣的催化燃燒 VOCs 實驗183

參考文獻 184

實踐和實驗是人類認識自然的必由之路。當前，實驗已成為一種常用的科學研究手段，用於尋找研究對像的變化規律，並通過對規律的研究達到各種實踐應用目的，如找出影響實驗結果的主要因素及確定因素的主次順序，遴選出好的工藝條件或配方，或是提高產品的性能和質量，並兼具提高效率、降低消耗、費用等效果；也可以是建立所研究對像的理論基礎和經驗公式，來解決工程實際中的各種問題等。
隨著國民經濟的飛速發展和人民生活水平的提高，人們對能源的需求量越來越大，但能源與環境是一個矛盾共同體，能源的大量開發與應用引發了一繫列的環境問題。在當今和今後相當長的一段時間內，開發清潔能源、加強環境保護是我國的基本國策。為順應時代發展的需要，有力推動“雙碳”行動進程，以能源與環境工程為代表的新工科專業應運而生，其致力於培養具有交叉學科知識結構、滿足“雙碳”工程技術需求的高素質復合型人纔，從而助力我國能源與環境的發展。
能源與環境工程專業本科生的專業培養，應面向解決能源開發利用中產生的環境污染問題和環境廢棄物的能源化利用問題，增強學生解決復雜能源環境工程問題的綜合能力，促進其創新實踐能力的訓練與提升。因此，在學習專業理論課程的同時，必須加強相關實驗技能的培養。為此，我們組織編寫了這本《能源與環境工程實驗教程》。
本書分別對實驗設計、實驗數據處理與分析、實驗設備與儀器、有機固廢的理化性質分析與能源化利用技術、有機廢水的理化性質分析與能源化利用技術、有機廢氣的理化性質分析及污染物的脫除技術進行了詳細介紹。全書共分7 章，設計了32 個實驗。第1 章介紹了實驗的基本程序及其重要性；第2 章介紹了實驗設計的方法；第3 章介紹了實驗數據處理與分析的方法；第4 章介紹了能源與環境工程相關實驗所需的主要設備與儀器；第5 章介紹了有機固廢的理化性質測定及能源化利用技術，包括13 個實驗；第6 章介紹了有機廢水的理化性質測定及能源化利用技術，包括10 個實驗；第7 章介紹了有機廢氣的理化性質測定及污染物的脫除技術，包括9 個實驗。
全書由南京工業大學楊麗、廖傳華、許輝主編，其中第1 章由廖傳華和許輝共同編寫，第2、第3、第6、第7 章由楊麗編寫，第4、第5 章由廖傳華編寫，焦勇與賈鼕彥承擔了格式編輯、文字輸入、繪圖及插圖制作工作，許輝和闫景春參加了校稿工作。全書由廖傳華統稿。本書的出版獲得“一流本科專業建設項目”與“國家重點研發計劃（2018YFB1502903）”資助。
本書雖經多次修改，但由於能源與環境工程涉及的知識面廣，而筆者水平有限，不妥及疏漏之處在所難免，敬請廣大師生不吝賜教，筆者將不勝感激。