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1、化工環(huán)境保護(hù)概論教程,Chapter1 總論,目 錄,環(huán)境污染及生態(tài)平衡,大氣污染防治及化工廢氣治理,水體污染防治與化工廢水處理,固體廢物與化工廢渣處置,環(huán)境保護(hù)措施與化工可持續(xù)發(fā)展,噪聲控制及其他化工污染防治,化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),總 論, 1 總論,認(rèn)識環(huán)境,中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法對環(huán)境的內(nèi)涵有如下規(guī)定：“本法所稱環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等”。,一、環(huán)境的概念,自然環(huán)境,人工環(huán)境,自然環(huán)境：直接或間接影響到人類的一切自然形成的物

2、質(zhì)、能量和自然現(xiàn)象的總體。,人工環(huán)境：由于人類的活動而形成的環(huán)境要素，它包括人工形成的物質(zhì)、能量和精神產(chǎn)品以及人類活動中所形成的人與人之間的關(guān)系或稱上層建筑。,世界的聚落,城鎮(zhèn),地理環(huán)境,高原地質(zhì)環(huán)境,宇宙環(huán)境,二、環(huán)境問題,定義： 環(huán)境問題主要是由于人類活動作用于周圍環(huán)境所產(chǎn)生的環(huán)境質(zhì)量變化以及這種變化反過來對人類的生產(chǎn)、生活和健康產(chǎn)生影響的問題,環(huán)境問題的發(fā)展： 工業(yè)革命以前階段 環(huán)境的惡化階段 環(huán)境問題的第一次爆發(fā) 環(huán)境問題的第二次高潮,環(huán)境問題,1,2,3,4,5,當(dāng)前的主要環(huán)境問題,三、環(huán)境科學(xué),環(huán)境科學(xué)的基本任務(wù)： 探索全球范圍內(nèi)自然環(huán)境演化的規(guī)律； 探索全球范圍內(nèi)人與環(huán)境相互依存

3、關(guān)系； 協(xié)調(diào)人類的生產(chǎn)、消費(fèi)活動同生態(tài)要求的關(guān)系； 探索區(qū)域環(huán)境污染綜合防治的技術(shù)與管理措施。,環(huán)境科學(xué)的內(nèi)容包括： 人類與環(huán)境的關(guān)系； 污染物在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、循環(huán)和積累的過程與規(guī)律； 環(huán)境污染的危害； 環(huán)境狀況的調(diào)查、評價和環(huán)境預(yù)測； 環(huán)境污染的控制與防治； 自然資源的保護(hù)與合理利用； 環(huán)境監(jiān)測、分析技術(shù)與環(huán)境預(yù)報； 環(huán)境區(qū)域規(guī)劃與環(huán)境規(guī)劃。,了解人類與環(huán)境的關(guān)系,一、人類與環(huán)境的關(guān)系,1.人體通過新陳代謝與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換 人體中各元素平均含量與地殼中各元素含量同步,如人體血液中60多種元素含量和巖石中這些元素含量有明顯的相關(guān)性。 環(huán)境污染使某些化學(xué)物質(zhì)突增,或者出現(xiàn)了本來沒有的

4、合成化學(xué)物質(zhì),就破壞了人-環(huán)境關(guān)系,因此而致病。,2.人體與環(huán)境間保持動態(tài)平衡 空氣 水 （1）四大要素 土壤 食物 （2）外界條件變化 小: 未超過環(huán)境自凈能力,可以自動調(diào)節(jié)。如缺氧、噪聲 大: 使生態(tài)平衡失調(diào),超過人體忍受限度時,可中毒、致病、致癌、致畸等,二、環(huán)境污染對人體的危害,1.急性危害 2.慢性危害 （1）大氣污染:使城市慢性呼吸道患者增加,成肺心病,癌 （2）土壤和水體污染: （3）生物污染:微生物、寄生蟲、昆蟲等 3.亞急性危害 致癌 致畸 致突變 致敏,掌握化工與環(huán)境保護(hù),一、化工與環(huán)境污染,化工生產(chǎn)的原料、半成品及產(chǎn)品,化工污染的來源,廢水,廢氣,廢渣,二、化工污染防治途

5、徑,化工環(huán)境保護(hù)概論,Chapter2 環(huán)境污染及生態(tài)平衡,目 錄,環(huán)境污染及生態(tài)平衡,大氣污染防治及化工廢氣治理,水體污染防治與化工廢水處理,固體廢物與化工廢渣處置,環(huán)境保護(hù)措施與化工可持續(xù)發(fā)展,噪聲控制及其他化工污染防治,化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),總 論, 2 環(huán)境污染及生態(tài)平衡,了解生態(tài)學(xué)基本原理,定義： 生態(tài)學(xué)是研究生物有機(jī)體與其周圍環(huán)境（包括生物環(huán)境和非生物環(huán)境）相互關(guān)系的一門學(xué)科。作為生物學(xué)的主要分科之一，從植物逐漸涉及到動物。,一、生態(tài)學(xué)的含義及其發(fā)展,生態(tài)學(xué)的多科學(xué)性及其相互關(guān)系,生態(tài)學(xué)發(fā)展歷程體現(xiàn)的三個特點(diǎn)： 從定性探索生物與環(huán)境的相互作用到定量研究; 從個體生態(tài)系統(tǒng)到復(fù)合

6、生態(tài)系統(tǒng)，由單一到綜合，由靜態(tài)到動態(tài)的認(rèn)識自然界的物質(zhì)循環(huán)與轉(zhuǎn)化規(guī)律; 與基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)相結(jié)合，發(fā)展和擴(kuò)大了生態(tài)學(xué)的領(lǐng)域。,定義： 生命和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。 注意三點(diǎn): 劃分有人為因素,可大可小,小可成大 系統(tǒng)中不斷進(jìn)行著物質(zhì)交換和能量流動 動態(tài)平衡,二、生態(tài)學(xué)系統(tǒng),簡化了的陸地生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)的組成,生產(chǎn)者,消費(fèi)者,無生命物質(zhì),分解者,各種無生命的無機(jī)物、有機(jī)物和各種自然因素,自然界的綠色植物及凡能進(jìn)行光合作用、制造有機(jī)物的生物(單細(xì)胞藻類和少數(shù)自然微生物等),食用植物的生物或相互食用的生物,各種具有分解有機(jī)質(zhì)能力的微小生物，最主要的是細(xì)菌和真菌，也包括一些原生生物,生態(tài)系統(tǒng)組

7、成,生態(tài)系統(tǒng)組成,生物生產(chǎn),03,生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán),生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,04,生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞,三、生態(tài)系統(tǒng)的平衡,定義： 在一定條件下,生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán)表現(xiàn)為穩(wěn)定的狀態(tài)。,特 點(diǎn)：,破壞生態(tài)平衡的因素,自 然 因 素,人 為 因 素,掌握環(huán)境污染與生態(tài)平衡,一、環(huán)境污染與生態(tài)平衡,礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與保護(hù),生物資源的利用和生物多樣性保護(hù),1、森林資源的保護(hù)和利用 2、草地資源的保護(hù)和利用 3、生物多樣性保護(hù),土地資源的利用和保護(hù),1,2,3,二、生態(tài)規(guī)律在環(huán)保中的應(yīng)用,生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律：,1,2,3,4,5,相互依存與相互制約規(guī)律,物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化與再生規(guī)律,物質(zhì)輸入輸出的動態(tài)

8、平衡規(guī)律,相互適應(yīng)與補(bǔ)償?shù)膮f(xié)同進(jìn)化規(guī)律,環(huán)境資源的有效極限規(guī)律,生態(tài)學(xué)規(guī)律,生態(tài)規(guī)律在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用,生態(tài)規(guī)律在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用,生態(tài)平衡與五大環(huán)境問題的關(guān)系,化工環(huán)境保護(hù)概論,Chapter3 大氣污染防治及化工廢氣治理,目 錄,環(huán)境污染及生態(tài)平衡,大氣污染防治及化工廢氣治理,水體污染防治與化工廢水處理,固體廢物與化工廢渣處置,環(huán)境保護(hù)措施與化工可持續(xù)發(fā)展,噪聲控制及其他化工污染防治,化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),總 論, 3 大氣污染防治及化工廢氣治理,了解大氣與生命的關(guān)系,大氣的結(jié)構(gòu),一、大氣結(jié)構(gòu)與組成,大氣垂直方向上分層,水汽,干燥空氣 （主要成分為氮、氧和氬 ）,懸浮微粒,大氣組成,

9、大氣的組成：,恒定組分：N2、O2、Ar 可變組分：CO2、H2O 不定組分：H2S、SOx、NOx,二、大氣與生命的關(guān)系,空氣中的氮也是重要的生命元素。氮在空氣中以分子氮形式存在，含量雖大，卻不能為多數(shù)生物直接利用。,掌握化工廢氣來源與危害,大氣污染通常是指由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。,按污染的范圍分類,一、廢氣污染物的來源與分類,燃料燃燒 工業(yè)生產(chǎn)過程 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程 交通運(yùn)輸過程,大氣污染物分類： 依照與污染源的關(guān)系：分一次（如SO2）和二次污染物(如酸雨) 大氣中五大污染物 顆粒污

10、染物(Total Suspended Particle,簡稱TSP) 粉塵 霧塵 塵粒 煤塵 煙塵,氣態(tài)污染物 SOx(H2S):以SO2數(shù)量最大,危害最大。 NOx(NH3): 種類較多。 COx: 主要燃燒和呼吸釋放。 CH: 主要指有機(jī)廢氣,如烴、醇、酮、酯、胺等。 鹵素化合物: 主要是含氯化合物及含氟化合物。 二次污染物 一次污染物: SO2+煤塵.濕度大,氣溫低 倫敦型煙霧濃度可達(dá)4.5mg/m3 二次污染物: 硫酸霧和硫酸鹽氣溶膠 洛杉磯型煙霧: NOx+ CH + h 工業(yè)型光化學(xué)煙霧: NOx+CH+h+重金屬顆粒+酸霧。,二、主要廢氣污染物及其危害,1.碳氧化物 一氧化碳 無

11、色、無臭、無味的氣體，當(dāng)人們吸入CO時，它與血紅蛋白結(jié)合。 是城市大氣中數(shù)量最多的污染物，碳?xì)浠衔锶紵煌耆荂O的主要來源，如汽車排放尾氣。其主要危害在于能參與光化學(xué)煙霧的形成，以及造成全球的環(huán)境問題。,二氧化碳 含碳物質(zhì)完全燃燒的產(chǎn)物，也是動物呼吸排出的廢氣。它本身無毒，對人體無害，但其含量8%時會令人窒息。近年來研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代大氣中的CO2的濃度不斷上升引起地球氣候變化，這個問題稱之為“溫室效應(yīng)”。所以聯(lián)合國環(huán)境決策署決議將CO2列為危害全球的6種化學(xué)品之一。 防治措施 目前對CO的局部排放源的控制措施主要集中在汽車方面。如使用排氣的催化反應(yīng)器，加入過量空氣使CO氧化成CO2。,2.硫

12、的氧化物（SO2或SO3 ） SO2 具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，它能刺激眼睛，損傷呼吸器官，引起呼吸道疾病。特別是SO2與大氣中的塵粒、水分形成氣溶膠顆粒時，這三者的協(xié)同作用對人的危害更大。這種污染稱為倫敦型煙霧或叫硫酸煙霧。 SO2的腐蝕性很大，能導(dǎo)致皮革強(qiáng)度降低，建筑材料變色，塑像及藝術(shù)品毀壞。在與植物接觸時，會殺死葉組織，引起葉子脫色變黃，農(nóng)作物產(chǎn)量下降。另外， SO2在大氣中含量過高是形成酸雨污染的重要因素。 防治措施 大氣中的SO2主要通過降水清除或氧化成硫酸鹽微粒后再干沉降或雨除。除此之外，土壤的微生物降解、化學(xué)反應(yīng)、植被和水體的表面吸收等都是去除SO2的途徑。,3.氮氧化合物（NO、

13、NO2 ） 來源 人為排放主要來源于礦物燃料的燃燒過程（包括汽車及一切內(nèi)燃機(jī)的排放）、生產(chǎn)硝酸工廠排放的尾氣。氮氧化物濃度高的氣體呈棕黃色，從工廠煙囪排出來的氮氧化物氣體稱之為黃龍。,影響 對人類的影響 當(dāng)空氣中的NO2含量達(dá)150mL/m3時，對人的呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激，38小時會發(fā)生肺水腫，可能引起致命的危險。 對森林和作物生長的影響 NOX通過葉表面的氣孔進(jìn)入植物活體組織后，干擾了酶的作用，阻礙了各種代謝機(jī)能；有毒物質(zhì)在植物內(nèi)還會進(jìn)一步分解或參與合成過程，產(chǎn)生新的有害物質(zhì)，侵害機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞和組織，使其壞死。 NOX也是形成酸雨的重要原因之一。酸雨可以破壞作物的根系統(tǒng)的營養(yǎng)循環(huán)；與臭氧結(jié)合

14、損害樹的細(xì)胞膜，破壞光合作用；酸霧還會降低樹木的抗嚴(yán)寒和干燥的能力。 對全球氣候的影響 氮氧化物和二氧化碳引起“溫室效應(yīng)”，使地球氣溫上升1.54.5，造成全球性氣候反常。,4.碳?xì)浠衔?人為排放源 汽油燃燒（38.5%）、焚燒（28.3%）、溶劑蒸發(fā)（11.3%）、石油蒸發(fā)和運(yùn)輸消耗（8.8%）、提煉廢物（7.1%）。美國排放碳?xì)浠衔镎伎偖a(chǎn)量的比例高達(dá)34%，其中半數(shù)以上來自交通運(yùn)輸。汽車排放的碳?xì)浠衔镏饕袃深悾簾N類，如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烷等；醛類，如甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等。此外還有少量芳烴和微量多環(huán)芳烴致癌物。 危害 一般碳?xì)浠衔飳θ说亩拘圆淮?，主要是醛類物質(zhì)

15、具有刺激性。對大氣的最大影響是碳?xì)浠衔镌诳諝庵蟹磻?yīng)形成危害較大的二次污染物，如光化學(xué)煙霧。 防治措施 碳?xì)浠衔飶拇髿庵腥コ耐緩街饕型寥牢⑸锘顒?，植被的化學(xué)反應(yīng)、吸收和消化，對流層和平流層化學(xué)反應(yīng)，以及向顆粒物轉(zhuǎn)化等。,5.粒狀污染物（如煙、塵、霧等） 天然過程排放顆粒物主要有火山爆發(fā)的煙氣、巖石風(fēng)化的灰塵、宇宙降塵、海浪飛逸的鹽粒、各種微生物、細(xì)菌、植物的花粉等，約占大氣顆粒物總量的89%。由燃料燃燒、開礦、選礦或固體物質(zhì)的粉碎加工（磨面粉、制水泥等）、火藥爆炸、農(nóng)藥噴灑等人工排放約占顆粒物總量的11%。人為排放集中在人類活動的場所如廠礦、城市等，它增加了人類周圍環(huán)境的大氣負(fù)擔(dān)。,三

16、、化工廢氣的特點(diǎn),1,4,2,3,污染物濃度高,污染面廣，危害性大,組成復(fù)雜,化工廢氣的特點(diǎn),種類繁多,掌握氣態(tài)污染物的治理,一、常用的氣態(tài)污染物的治理方法,常用方法,吸收法,催化法,冷凝法,吸附法,燃燒法,1.吸收法,定義：采用適當(dāng)?shù)囊后w作為吸收劑，使含有有害物質(zhì)的廢氣與吸收劑接觸，廢氣中的有害物質(zhì)被吸收于吸收劑中，使氣體得到凈化的方法。,吸收劑：在吸收過程中，用來吸收氣體中的有害物質(zhì)的液體 吸收劑的選擇 吸收容量大，即在單位體積的吸收劑中吸收有害氣體的數(shù)量要大； 飽和蒸氣壓低，以減少因揮發(fā)而引起的吸收劑的損耗； 選擇性高，即對有害氣體吸收能力強(qiáng)； 沸點(diǎn)要適宜，熱穩(wěn)定性高，粘度及腐蝕性要小，

17、價廉易得。,吸收質(zhì)被吸收的組分 吸收液吸收了吸收質(zhì)后的液體 吸收操作 物理吸收和化學(xué)吸收。 在處理以氣量大、有害組分濃度低為特點(diǎn)的各種廢氣時，化學(xué)吸收的效果要比單純的物理吸收好得多，因此在用吸收法治理氣體污染時，多采用化學(xué)吸收法進(jìn)行。 一般采用逆流操作，被吸收的氣體由下向上流動，吸收劑由上而下流動，在氣、液逆流接觸中完成傳質(zhì)過程。 吸收工藝流程有非循環(huán)和循環(huán)過程兩種，前者吸收劑不予再生，后者吸收劑封閉循環(huán)使用。,吸收法優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、捕集效率高、應(yīng)用范圍廣、一次性投資低等特點(diǎn)，已被廣泛用于有害氣體的治理，例如含SO2、H2S、HF和NOX等污染物的廢氣，均可用吸收法凈化。 缺點(diǎn)：吸收是

18、將氣體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到了液相中，因此必須對吸收液進(jìn)行處理，否則容易引起二次污染。此外，低溫操作下吸收效果好，在處理高溫?zé)煔鈺r，必須對排氣進(jìn)行降溫處理，可以采取直接冷卻、間接冷卻、預(yù)置洗滌器等降溫手段。,典型廢氣的治理技術(shù),SO2廢氣的治理技術(shù),堿液吸收法,亞硫酸鉀（鈉）吸收法（WL法）,氨液吸收法,金屬氧化物吸收法,液相催化氧化吸收法（千代田法）,海水吸收法,尿素吸收法,亞硫酸鉀（鈉）吸收法（WL法）,以亞硫酸鉀或亞硫酸鈉為吸收劑，SO2的脫除率達(dá)90%以上。吸收母液經(jīng)冷卻、結(jié)晶、分離出亞硫酸鉀（鈉），再用蒸汽將其加熱分解生成亞硫酸鉀（鈉）和SO2。亞硫酸鉀（鈉）可以循環(huán)使用，SO2回收去制

19、硫酸。 WL-K（鉀）法的反應(yīng)為 K2SO3 + SO2 + H2O 2KHSO3 （吸收過程產(chǎn)物） WL-Na（鈉）法的反應(yīng)為 Na2SO3+ SO2 + H2O 2 NaHSO3 （吸收過程產(chǎn)物）,WL法的優(yōu)點(diǎn) 吸收液可循環(huán)使用，吸收劑損失少； 吸收液對SO2的吸收能力高，液體循環(huán)量少，泵的容量少； 副產(chǎn)品SO2的純度高； 操作負(fù)荷范圍大，可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)； 基建投資和操作費(fèi)用較低，可實(shí)現(xiàn)自動化操作。 WL法的缺點(diǎn) 必須將吸收液中可能含有的Na2SO4去除掉，否則會影響吸收速率； 另外吸收過程中會有結(jié)晶析出而造成設(shè)備堵塞。,堿液吸收法,采用苛性鈉溶液、純堿溶液或石灰漿液作為吸收劑，吸收SO2后

20、制得亞硫酸鈉或亞硫酸鈣。 以苛性鈉溶液作吸收劑（吳羽法） 反應(yīng)過程為 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2 NaHSO3 2 NaHSO3 + 2NaOH Na2SO3 + 2 H2O,用純堿溶液作為吸收劑（雙堿法） 2 Na2CO3 + SO2 + H2O 2NaHCO3 + Na2SO3 2 Na HSO3 + SO2 Na2SO3 + 2CO2+ H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2 Na HSO3 再生過程的反應(yīng)為 2 NaHSO3 + CaCO3 2 NaHCO3 + CaSO31/2H2O+ CO2+1/2H2O 2

21、 NaHSO3 + Ca（OH）2 Na2SO3 + CaSO3 1/2H2O+ 3/2H2O 2CaSO3 1/2H2O + O2 + 3H2O 2 CaSO32H2O,另一種雙堿法是采用堿式硫酸鋁Al2（SO4）3x Al2O3作吸收劑，吸收SO2后再氧化硫酸鋁，然后用石灰石與之中和再生出堿性硫酸鋁循環(huán)使用，并得到副產(chǎn)品石膏。其反應(yīng)過程是： 吸收反應(yīng)： Al2（SO4）3 Al2O3 + 3SO2 Al2（SO4）3Al2（SO3）3 氧化反應(yīng)： 2 Al2（SO4）3Al2（SO3）3 + 3O2 4 Al2（SO4）3 中和反應(yīng)： Al2（SO4）3 + 3 CaCO3 + 6H2O

22、Al2（SO4）3 Al2O3 +3 CaSO42H2O + 3CO2,氨液吸收法,此法是以氨水或液態(tài)氨作吸收劑，吸收SO2后生成亞硫酸銨和亞硫酸氫銨。 反應(yīng)如下： NH3 + H2O + SO2 NH4HSO3 2NH3 + H2O + SO2 （NH4）2SO3 （NH4）2SO3 + H2O + SO2 2 NH4HSO3 當(dāng)NH4HSO3比例增大，吸收能力降低，須補(bǔ)充氨將亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨，即進(jìn)行吸收液的再生： NH3 + NH4HSO3 （NH4）2SO3 此外還需引出一部分吸收液，可以采用氨-硫酸銨法和氨-亞硫酸銨法等方法進(jìn)行回收硫酸銨或亞硫酸銨等副產(chǎn)品。,氨-硫酸銨法。 將

23、吸收液通過過量的硫酸進(jìn)行分解，再用氨進(jìn)行中和以獲得硫酸銨，同時制得SO2氣體。 反應(yīng)如下： （NH4）2SO3 + H2SO4 （NH4）2SO4 + SO2 + H2O NH4HSO3 + H2SO4 （NH4）2SO4+ 2SO2 + 2H2O H2SO4 + NH3 （NH4）2SO4 氨-亞硫酸銨法。 此法是將吸收液引入混合器內(nèi)，加入氨中和，將亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨，直接去結(jié)晶，分離出亞硫酸銨產(chǎn)品。 此法不必使用硫酸，投資少，設(shè)備簡單。,液相催化氧化吸收法（千代田法）,此法是以含F(xiàn)e3+催化劑的濃度為2%3%稀硫酸溶液作吸收劑，直接將SO2氧化成硫酸。吸收液一部分回吸收塔循環(huán)使用，另

24、一部分與石灰石反應(yīng)生成石膏。故此法也稱稀硫酸-石膏法。 反應(yīng)如下： 2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4 H2SO4 + CaCO3 + H2O CaSO42H2O + CO2,優(yōu)點(diǎn) 簡單，操作容易，不需特殊設(shè)備和控制儀表，能適應(yīng)操作條件的變化，脫硫率可達(dá)98%，投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低。 缺點(diǎn) 稀硫酸腐蝕性較強(qiáng)，必須采用合適的防腐材料。同時，所得稀硫酸濃度過低，不便于運(yùn)輸和使用。,金屬氧化物吸收法,此法是用MgO、ZnO、MnO2、CuO等金屬氧化物的堿性水化物漿液作為吸水劑。吸收SO2后的溶液中含有亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和氧化產(chǎn)物硫酸鹽，它們在較高溫度下分解并再生出濃度較高的SO2氣體。

25、現(xiàn)以MgO為例進(jìn)行介紹，稱作氧化鎂法。 吸收過程反應(yīng) MgOH2OMg（OH）2 Mg（OH）2 SO25H2O MgSO36H2O MgSO3 6H2O SO2 Mg（HSO3）2 5H2O Mg（HSO3）2 Mg（OH）2 10H2O 2MgSO36H2O,若煙氣中O2過量時 Mg（HSO3）2 O2 6H2O 2MgSO47H2O SO2 MgSO3 O2 7H2O MgSO47H2O 干燥過程反應(yīng) MgSO36H2O MgSO36H2O MgSO47H2O MgSO47H2O 分解過程反應(yīng) MgSO3 MgO SO2 MgSO4 C MgO SO2 CO2 我國的氧化鎂（菱苦土）資源

26、豐富，該法在我國有發(fā)展前途。,海水吸收法,該法是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它利用海水中和煙氣中的SO2，經(jīng)反應(yīng)生成可溶性的硫酸鹽排回大海。海水pH為8.08.3,所含碳酸鹽對酸性物質(zhì)有緩沖作用，海水吸收SO2生成的產(chǎn)物是海洋中的天然成分，不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 海水脫硫的主要反應(yīng)是 SO2 H2O O2 SO42- H HCO3 H+ H2O + CO2 海水脫硫工藝依靠現(xiàn)場的自然堿度，產(chǎn)生的硫酸鹽完全溶解后返回大海，無固體生成物；所需設(shè)備少，運(yùn)行簡單。但此法只能在海洋地區(qū)使用，有一定的局限性。,尿素吸收法,此法是用尿素溶液作吸收劑，pH59，SO2的去除率與其在煙氣中的濃度無關(guān)，吸收液可

27、回收硫酸銨。其反應(yīng)如下： SO2 O2 CO（NH2）2 H2O （NH4）2SO4 + CO2 此法可同時去除NOx，去除率大于95%。 NO NO2 CO（NH2）2 H2O CO2 N2 尿素吸收SO2 工藝由俄羅斯門捷列夫化學(xué)工藝學(xué)院開發(fā)，SO2 去除率可達(dá)100%。,NOx廢氣的吸收法治理,水吸收法,NO2或N2O4與水接觸，發(fā)生以下反應(yīng)： 2 NO2 （或N2O4 ） + H2O HNO3 + H NO2 2H NO2 H2O + NO + NO2 （或1/2 N2O4 ） 2NO + O2 2 NO2 （或N2O4 ） 水對氮氧化物的吸收率很低，主要是由一氧化氮被氧化成二氧化氮的

28、速度決定。當(dāng)一氧化氮濃度高時，吸收速率有所提高。一般水吸收法的效率為30%50%。 此法制得濃度為5%10%的稀硝酸，可用于中和堿性污水，作為廢水處理的中和劑，也可用于生產(chǎn)化肥等。另外，此法是在588686KPa的高壓下操作，操作費(fèi)及設(shè)備費(fèi)均較高。,稀硝酸吸收法,此法是用30%左右的稀硝酸作為吸收劑，先在20和1.5105Pa壓力下，NOX被稀硝酸進(jìn)行物理吸收，生成很少硝酸；然后將吸收液在30下用空氣進(jìn)行吹脫，吹出NOX后，硝酸被漂白；漂白酸經(jīng)冷卻后再用于吸收NOX 。 由于氮氧化物在漂白稀硝酸中的溶解度要比在水中的溶解度高，一般采用此法NOX的去除率可達(dá)80%90%。,堿性溶液吸收法,此法的

29、原理是利用堿性物質(zhì)來中和所生成的硝酸和亞硝酸，使之變?yōu)橄跛猁}和亞硝酸鹽。使用的吸收劑主要有氫氧化鈉、碳酸鈉和石灰乳等。 燒堿作吸收劑： 2NaOH + 2NO NaNO3 + NaNO2 + H2O 2NaOH + 2NO2 + NO 2Na NO2 + H2O 該法氮氧化物的脫除率可以達(dá)到80%90%。 純堿作吸收劑： NaCO3 + 2NO2 NaNO3 + NaNO2 + CO2 NaCO3 + NO2 + NO 2NaNO3 + CO2 該法氮氧化物的脫除率約為70%80%。 氨水作吸收劑： 2NO2 + NH3 NH4NO3 + N2 + H2O 2NO + 1/2O2 +2 NH3

30、 NH4NO3 + N2 + H2O 該法氮氧化物的脫除率可達(dá)90%。,還原吸收法,此法是利用氯的氧化能力與氨的中和還原能力治理氮氧化物，稱氯氨法。 其反應(yīng)是 2NO Cl2 2NOCl NOCl + 2NH3 NH4 Cl + N2 H2O 2NO2 NH3 NH4NO3 + N2 H2O 此種方法NOx的去除率比較高，可達(dá)80%90%，產(chǎn)生的N2對環(huán)境也不存在污染問題。但是，由于同時還有氯化銨及硝酸銨產(chǎn)生，呈白色煙霧，需要進(jìn)行電除塵分離，使本方法的推廣使用受到限制。,氧化吸收法,用氧化劑先將NO氧化成NO2，然后再用吸收液加以吸收。例如日本的NE法是采用堿性高錳酸鉀溶液作為吸收劑。 其反應(yīng)

31、是： KMnO4 + NO KNO3 + MnO2 3 NO2 + KMnO4 + 2KOH 3KNO3 + H2O + MnO2 此法NOX去除率達(dá)93%98%。這類方法效率高，但運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也比較高。 總之，盡管有許多物質(zhì)可以作為吸收NOX的吸收劑，使含NOX廢氣的治理可以采用多種不同的吸收方法，但從工藝、投資及操作費(fèi)用等方面綜合考慮，目前較多的還是堿性溶液吸收和氧化吸收這兩種方法。,2.吸附法,定義：使廢氣與大表面多孔性固體物質(zhì)相接觸，使廢氣中的有害組分吸附在固體表面上，使其與氣體混合物分離，從而達(dá)到凈化的目的。 吸附劑：具有吸附作用的固體物質(zhì) 吸附劑的選擇： 大的比表面積和孔隙率； 良好的

32、選擇性； 吸附能力強(qiáng)，吸附容量大； 易于再生；機(jī)械強(qiáng)度大，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，耐磨損，壽命長； 價廉易得。,吸附質(zhì) 被吸附的氣體組分 脫附 吸附過程是可逆的過程，在吸附質(zhì)被吸附的同時，部分已被吸附的吸附質(zhì)分子還可因分子的熱運(yùn)動而脫離固體表面回到氣相中去。 吸附平衡 吸附與脫附速度相等時。,適用范圍 吸附凈化法的凈化效率高，特別是對低濃度氣體仍具有很強(qiáng)的凈化能力。吸附法常常應(yīng)用于排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格或有害物濃度低，用其它方法達(dá)不到凈化要求的氣體凈化。 缺點(diǎn) 但是由于吸附劑需要重復(fù)再生利用，以及吸附劑的容量有限，使得吸附方法的應(yīng)用受到一定的限制，如對高濃度廢氣的凈化，一般不宜采用該法，否則需要對

33、吸附劑頻繁進(jìn)行再生，即影響吸附劑的使用壽命，同時會增加操作費(fèi)用及操作上的繁雜程序。,3.催化法,定義： 利用催化劑的催化作用，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或易于去除的物質(zhì)的一種廢氣治理技術(shù)。 優(yōu)點(diǎn)： 無需將污染物與主氣流分離，可直接將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)，這不僅可避免產(chǎn)生二次污染，而且可簡化操作過程。 此外，所處理的氣體污染物的初始濃度都很低，反應(yīng)的熱效應(yīng)不大，一般可以不考慮催化床層的傳熱問題，從而大大簡化催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。 缺點(diǎn)： 催化劑價格較高，廢氣預(yù)熱需要一定的能量，即需添加附加的燃料使得廢氣催化燃燒。,催化劑的特點(diǎn)： 催化劑只能縮短反應(yīng)到平衡的時間，而不能使平衡移動，更不可能使熱

34、力學(xué)上不可發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行。 催化劑性能具有選擇性，即特定的催化劑只能催化特定的反應(yīng)。 每一種都有它的特定活性溫度范圍。低于活性溫度，反應(yīng)速度慢，催化劑不能發(fā)揮作用；高于活性溫度，催化劑會很快老化甚至被燒壞。 每一種催化劑都有中毒、衰老的特性。根據(jù)活性、選擇性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性等來篩選催化劑是催化凈化有害氣體的關(guān)鍵。 常用的催化劑 一般為金屬鹽類或金屬，如釩、鉑、鉛、鎘、氧化銅、氧化錳等物質(zhì)。載在具有巨大表面積的惰性載體上，典型的載體為氧化鋁、鐵礬土、石棉、陶土、活性炭和金屬絲等。,4.燃燒法,燃燒法 是對含有可燃有害組分的混合氣體加熱到一定溫度后，組分與氧化反應(yīng)進(jìn)行燃燒，

35、或在高溫下氧化分解，從而使這些有害物質(zhì)組分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 適用范圍 該方法主要應(yīng)用于碳?xì)浠衔?、一氧化碳、惡臭、瀝青煙、黑煙等有害物質(zhì)的凈化治理。 優(yōu)點(diǎn) 燃燒法工藝簡單，操作方便，凈化程度高，并可回收熱能。 缺點(diǎn) 但不能回收有害氣體，有時會造成二次污染。,燃燒凈化有三種方法 直接燃燒法 ：將廢氣中的可燃有害組分當(dāng)作燃料直接燒掉，此法只適用于凈化含可燃性組分濃度較高或有害組分燃燒時熱值較高的廢氣。 熱力燃燒 ：利用輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到要求的溫度，使可燃的有害物質(zhì)進(jìn)行高溫分解變?yōu)闊o害物質(zhì)。其可分三步：燃燒輔助燃料提供預(yù)熱能量；高溫燃?xì)馀c廢氣混合以達(dá)到反應(yīng)溫度；廢氣在反應(yīng)溫度下充

36、分燃燒。 催化燃燒 ：此法是在催化劑的存在下，廢氣中可燃組分能在較低的溫度下進(jìn)行燃燒反應(yīng)，這種方法能節(jié)約燃料的預(yù)熱，提高反應(yīng)速度，減少反應(yīng)器的容積，提高一種或幾種反應(yīng)物的相對轉(zhuǎn)化率。,燃燒法分類及比較,5 冷凝法,定義： 是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì)，采用降低廢氣溫度或提高廢氣壓力的方法，使處于蒸氣狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。 適用范圍 處理污染物濃度在100003/m3以上的高濃度有機(jī)廢氣。冷凝法不宜處理低濃度的廢氣，常作為吸附、燃燒等凈化高濃度廢氣的前處理，以便減輕這些方法的負(fù)荷。,二、其他氣態(tài)污染物的治理方法,了解顆粒污染物的凈化方法,一、粉塵的控制與防

37、治,防塵規(guī)劃與管理,通風(fēng)技術(shù),防護(hù)罩技術(shù),除塵技術(shù),1,2,4,3,四個工程領(lǐng)域,二、除塵裝置,除塵器的除塵機(jī)理及使用范圍,注：“”指主要機(jī)理；“”指次要機(jī)理。,除塵裝置的選擇和組合,除塵器的處理氣體量,1,使用壽命,4,3,2,6,5,技術(shù)性能指標(biāo),經(jīng)濟(jì)指標(biāo),作為除塵器的性能指標(biāo)，通常有下列六項(xiàng)：,除塵器的除塵效率,除塵器的壓力損失,設(shè)備基建投資與運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)用,占地面積或占用空間體積,各種主要除塵設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)比較,化工環(huán)境保護(hù)概論,Chapter4 水體污染防治與化工廢水處理,目 錄,環(huán)境污染及生態(tài)平衡,大氣污染防治及化工廢氣治理,水體污染防治與化工廢水處理,固體廢物與化工廢渣處置,環(huán)境保護(hù)措

38、施與化工可持續(xù)發(fā)展,噪聲控制及其他化工污染防治,化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),總 論, 4 水體污染防治與化工廢水處理,認(rèn)識水體污染,一、水體污染物的來源,主要指城市居民聚集地區(qū)所產(chǎn)生的生活污水,電器制造廢水 輕工廢水 電鍍工業(yè)廢水 冶金工業(yè)廢水 采礦廢水 含熱廢水,生活污染源,01,農(nóng)業(yè)污染源,02,工業(yè)污染源,農(nóng)業(yè)污染源包括農(nóng)業(yè)牲畜糞便、污水、污物、農(nóng)藥、化肥、用于灌溉的城市污水、工業(yè)污水等。,03,把向水體排放或釋放污染物的來源和場所稱為水體的污染源，根據(jù)來源不同分類，可以分為三類：,二、水體污染物的分類及其危害,無機(jī)無毒污染物,有機(jī)無毒污染物,無機(jī)有毒污染物,有機(jī)有毒污染物,懸浮狀污染物

39、 酸、堿、無機(jī)鹽類污染物 氮、磷等植物營養(yǎng)物,主要指碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸等,非重金屬的無機(jī)毒性物質(zhì)：氰化物(CN)、砷(As) 重金屬毒性物質(zhì),有機(jī)氯化合物 ：多氯聯(lián)苯(PCB)和有機(jī)氯農(nóng)藥 多環(huán)有機(jī)化合物 ：酚類 ，芳香烴類物質(zhì),水體中的污染物大致分類如下：,三、水體污染的水質(zhì)指標(biāo),水體污染主要表現(xiàn)為水質(zhì)在物理、化學(xué)、生物學(xué)等方面的變化特征。所謂水質(zhì)指標(biāo)就是指水中雜質(zhì)具體衡量的尺度。水質(zhì)指標(biāo)的類型及含義如下：,色度儀,濁度儀,溶解氧測定儀,化學(xué)需氧量測定儀,生化需氧量測定儀,總有機(jī)碳測定儀,電 導(dǎo) 率 儀,PH計,四、化工廢水的來源與特點(diǎn),化工廢水分類,主要來自基本有機(jī)原料、合成

40、材料（如合成塑料、合成橡膠、合成纖維）、農(nóng)藥、染料等行業(yè)排出的廢水,如氯堿、感光材料、涂料等行業(yè),如無機(jī)鹽、氮肥、磷肥、硫酸、硝酸及純堿等行業(yè)排出的廢水,含有機(jī)物的廢水,含有機(jī)、無機(jī)物的廢水,含無機(jī)物的廢水,掌握化工廢水的處理技術(shù),物理法,化學(xué)法,生物處理法,物理化學(xué)法,化工廢水處理技術(shù),一、物理法,定義：通過物理作用和機(jī)械力分離或回收廢水中不溶解懸浮污染物質(zhì)(包括油膜和油珠)，并在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)的方法稱為物理處理法。,設(shè)備-調(diào)節(jié)池 長方形調(diào)節(jié)池： 特點(diǎn)-在池內(nèi)設(shè)有若干折流隔墻，使廢水在池內(nèi)來回折流。 折流式調(diào)節(jié)池： 優(yōu)點(diǎn)-調(diào)節(jié)池容積大小可視廢水的濃度、流量變化、要求的調(diào)節(jié)程度及廢

41、水處理設(shè)備的處理能力來確定，做到既經(jīng)濟(jì)又滿足廢水處理系統(tǒng)的要求。,定義：沉淀是利用廢水中懸浮物密度比水大，可借助重力作用下沉的原理而達(dá)到液固分離目的的一種處理方法。 分類：沉淀根據(jù)廢水中懸浮物的沉淀現(xiàn)象可分四種類型：自由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀和壓縮沉淀。,定義：利用過濾介質(zhì)截留廢水中的懸浮物，也叫篩濾截留法。 篩濾截留法的實(shí)質(zhì)-讓廢水通過一層帶孔眼的過濾裝置或介質(zhì)，尺寸大于孔眼尺寸的懸浮顆粒則被截留。 過濾介質(zhì)-鋼條、篩網(wǎng)、濾布、石英砂、無煙煤、合成纖維、微孔管等。 常用的過濾設(shè)備-格柵、柵網(wǎng)、微濾機(jī)、砂濾器、真空濾機(jī)、壓濾機(jī)等(后兩種濾機(jī)多用于污泥脫水)。,定義：隔油主要用于對廢水中可浮油

42、的處理，它是利用水中油品與水密度的差異與水分離并加以清除的過程。,定義-廢水中的懸浮物借助離心設(shè)備的高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下與水分離的過程叫離心分離。 原理-含懸浮物的廢水在高速旋轉(zhuǎn)時，由于懸浮顆粒和廢水的質(zhì)量不同，所受到的離心力大小不同，質(zhì)量大的被甩到外圈，質(zhì)量小的則留在內(nèi)圈，通過不同的出口將它們分別引導(dǎo)出來，從而使懸浮物與水分離。,二、化學(xué)法,定義：化學(xué)法(或化學(xué)處理法)是利用化學(xué)作用處理廢水中的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)，可用來去除廢水中的金屬離子、細(xì)小的膠體有機(jī)物、無機(jī)物、植物營養(yǎng)素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、堿等，對于廢水的深度處理也有著重要作用。,中和就是酸堿相互作用生成鹽和水，

43、也即pH調(diào)整或稱為酸堿度調(diào)整。 酸、堿廢水的中和方法有： 酸、堿廢水互相中和:以廢治廢、既簡便又經(jīng)濟(jì)； 投藥中和:可以處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸堿廢水; 過濾中和：可以進(jìn)行廢水的pH調(diào)整。,定義：混凝法是廢水處理中一種經(jīng)常采用的方法，它處理的對象是廢水中利用自然沉淀法難以沉淀除去的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，可以用來降低廢水的濁度和色度，去除多種高分子有機(jī)物、某些重金屬和放射性物質(zhì)；此外，混凝法還能改善污泥的脫水性能。 -優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作易于掌握，處理效果好，間歇或連續(xù)運(yùn)行均可以； -缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用高，沉渣量大，且脫水較困難；,混凝原理 雙電層作用原理-這一原理主要考慮低分子電解質(zhì)對膠體微粒產(chǎn)生

44、中和作用，以引起膠體微粒凝聚。 化學(xué)架橋作用原理-當(dāng)廢水中加入少量的高分子聚合物時，聚合物即被迅速吸附結(jié)合在膠體微粒表面上。開始時，高聚物分子鏈節(jié)的一端吸附在一個微粒表面上，該分子未被吸附的一端就伸展到溶液中去，這些伸展的分子鏈節(jié)又會被其它的微粒所吸附，于是形成一個高分子鏈狀物同時吸附在兩個以上的膠體微粒表面的情況。各微粒依靠高分子的連接作用構(gòu)成某種聚集體，結(jié)合為絮狀物這種作用稱為吸附架橋作用。由高分子架橋形成的聚集體中，各微粒并未達(dá)到直接接觸，而且也未達(dá)到電中和脫穩(wěn)狀態(tài)，因此，吸附架橋?qū)嵸|(zhì)上仍是一種聚合物過量狀態(tài)。,混凝過程及投藥方法,混凝沉淀處理流程,定義：通過藥劑與污染物的氧化還原反應(yīng)，

45、將廢水中有害的污染物轉(zhuǎn)化為無毒或低毒物質(zhì)的方法。,廢水處理中最常采用的氧化劑是空氣、臭氧、二氧化氯（ClO2）、氯氣（Cl2）、高錳酸鉀（KMnO4）等。 藥劑還原法在廢水處理中應(yīng)用較少，只限于某些廢水（如含鉻廢水）的處理，常用的還原劑有硫酸亞鐵（FeSO4）、亞硫酸鹽、氯化亞鐵（FeCl2）、鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉等。,三、物理化學(xué)法,吸附過程原理：吸附是利用多孔固體吸附劑的表面活性，吸附廢水中的一種或多種污染物，達(dá)到廢水凈化的目的。 根據(jù)固體表面吸附力的不同，吸附可分為以下三種類型：,1,物理吸附：吸附劑和吸附質(zhì)之間通過分子間力產(chǎn)生的吸附為物理吸附。它是可逆的。,2,化學(xué)吸附：吸附劑和吸附質(zhì)

46、之間發(fā)生由化學(xué)鍵力引起的吸附為化學(xué)吸附。 它是不可逆的。,3,離子交換吸附：是通常所指的離子交換。,定義：利用與水不相溶解或極少溶解的特定溶劑同廢水充分混合接觸，使溶于廢水中的某些污染物質(zhì)重新進(jìn)行分配而轉(zhuǎn)入溶劑，然后將溶劑與除去污染物質(zhì)后的廢水分離，從而達(dá)到廢水凈化和回收有用物質(zhì)的目的。 采用的溶劑稱為萃取劑，被萃取的物質(zhì)稱為溶質(zhì)，萃取后的萃取劑稱萃取液（萃取相），殘液稱為萃余液（萃余相）。 特點(diǎn)：萃取法具有處理水量大，設(shè)備簡單，便于自動控制，操作安全、快速、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而該法具有廣闊的應(yīng)用前景。目前僅用于為數(shù)不多的幾種有機(jī)廢水和個別重金屬廢水的處理。,萃取工藝設(shè)備 萃取工藝包括混合、分離

47、和回收三個主要工序。 根據(jù)萃取劑與廢水的接觸方式不同，萃取操作有 間歇式-工藝及計算與間歇吸附相同。 連續(xù)式-設(shè)備常用的有填料塔、篩板塔、脈沖塔、轉(zhuǎn)盤塔和離心萃取機(jī)。 往復(fù)葉片式脈沖篩板塔 離心萃取機(jī),定義：利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其密度小于水而上浮到水面，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過程。 基本原理：浮選法的根據(jù)是表面張力的作用原理。當(dāng)液體和空氣相接觸時，在接觸面上的液體分子與液體內(nèi)部液體分子的引力，使之趨向于被拉向液體的內(nèi)部，引起液體表面收縮至最小，使得液珠總是呈圓球形存在。,電滲析 是在直流電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子選擇透過性（即陽膜只允許

48、陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過），而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過程。電滲析技術(shù)越來越引起人們的重視并得到逐步推廣。此方法應(yīng)用在環(huán)保方面進(jìn)行廢水處理已取得良好的效果。但是由于耗電量很高，多數(shù)還僅限于在以回收為目的的情況下使用。,反滲透 是利用半滲透膜進(jìn)行分子過濾來處理廢水的一種新的方法，又稱膜分離技術(shù)。因?yàn)樵谳^高的壓力作用下，這種膜可以使水分子通過，而不能使水中溶質(zhì)通過，所以這種膜稱為半滲透膜。利用它可以除去水中比水分子大的溶解固體、溶解性有機(jī)物和膠狀物質(zhì)。近年來應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，多用于海水淡化、高純水制造及苦咸水淡化等方面。,超過濾法 是利用半透膜對溶質(zhì)分子大小的選擇透過性而進(jìn)行

49、的膜分離過程。超過濾法所需的壓力較低，一般為0.10.5MPa，而反滲透的操作壓力則為210MPa。因化工廢水中含有各種各樣的溶質(zhì)物質(zhì)，所以只采用單一的超濾方法，不可能去除不同分子量的各類溶質(zhì)，一般多是與反滲透法聯(lián)合使用，或者與其他處理法聯(lián)合使用，多用于物料濃縮。,四、生物處理法,定義： 廢水的生物處理法就是利用微生物新陳代謝功能，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使廢水得以凈化。 分類： 生物處理法的工藝根據(jù)參與的微生物種類和供氧情況，分為好氧生物處理和厭氧生物處理。,活性污泥法 活性污泥是活性污泥中曝氣池的凈化主體，生物相較為齊全，具有很強(qiáng)的吸附和氧化分解有機(jī)物

50、的能力。,生物膜法 是靠生物濾池實(shí)現(xiàn)的。 普通生物濾池的工作原理是：廢水通過布水器均勻地分布在濾池表面，濾池中裝滿濾料，廢水沿濾料向下流動，到池底進(jìn)入集水溝、排水渠并流出池外。在濾料表面覆蓋著一層粘膜，在粘膜上長著各種各樣的微生物，這層膜被稱為生物膜。生物濾池的工作實(shí)質(zhì)，主要靠濾料表面的生物膜對廢水中有機(jī)物的吸附氧化作用。,水解酸化階段,產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段,產(chǎn)甲烷階段,三個階段,純氧曝氣法,深層曝氣法,深井曝氣池,生物接觸氧化法,活性污泥法新進(jìn)展,生物膜法的新進(jìn)展,認(rèn)識典型的化工廢水處理,一、煉油廢水的處理流程,冷卻廢水,含油廢水,含硫廢水,含堿廢水,含酸廢水,含鹽廢水,是冷卻餾分的間接冷卻水，溫

51、度較高，有時由于設(shè)備滲漏等原因，冷卻廢水經(jīng)常含油，但污染程度較輕,主要來源于催化及焦化裝置，精餾塔塔頂分離器、油氣洗滌水及加氫精制等。主要污染物是硫化物、油、酚等,含油廢水大部分來源于油品與油氣冷凝油、油氣洗滌水、機(jī)泵冷卻水、油罐洗滌水以及車間地面沖洗水,主要來自汽油、柴油等餾分的堿精制過程。主要含過量的堿、硫、酚、油、有機(jī)酸等,來自水處理裝置、加酸泵房等。主要含硫酸、硫酸鈣等,主要來自原油脫鹽脫水裝置，除含大量鹽分外，還有一定量的原油,煉油廢水的來源、分類,二、小氮肥廢水的處理流程,廢水處理工藝流程,三、城市污水的處理流程,認(rèn)識水體污染的綜合防治,水體污染綜合防治是指從整體出發(fā)綜合運(yùn)用各種措

52、施，對水環(huán)境污染進(jìn)行防治。 就水污染綜合防治的實(shí)際效果而言，應(yīng)當(dāng)從“控制措施”和“廢水利用”兩個方面入手。,化工環(huán)境保護(hù)概論,Chapter5 固體廢物與化工廢渣處置,目 錄,環(huán)境污染及生態(tài)平衡,大氣污染防治及化工廢氣治理,水體污染防治與化工廢水處理,固體廢物與化工廢渣處置,環(huán)境保護(hù)措施與化工可持續(xù)發(fā)展,噪聲控制及其他化工污染防治,化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),總 論, 5 固體廢物與化工廢渣處置,認(rèn)識固體廢物,工業(yè)固體廢物,城市垃圾,農(nóng)業(yè)固體廢物,放射性固體廢物,是工礦企業(yè)在生產(chǎn)活動過程中排放出來的固體廢物,冶金廢渣 ；采礦廢渣 ；燃料廢渣 ；化工廢渣,指城市居民的生活垃圾、商業(yè)垃圾、市政維護(hù)

53、和管理中產(chǎn)生的垃圾，如廢紙、廢塑料等,主要指農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)生產(chǎn)、科研及農(nóng)民日常生活過程中產(chǎn)生的各種廢物。如農(nóng)作物秸稈、人畜的糞便等。,在核燃料開采、制備以及輻照后燃料的回收過程中都有固體放射性廢渣或濃縮的殘?jiān)懦觥?按組成分,按危害狀況分,無機(jī)廢物； 有機(jī)廢物；,危險廢物； 一般廢物；,一、固體廢物的來源、分類及危害,冶金廢渣,采礦廢渣,工業(yè)固體廢物,化工廢渣,城市垃圾,放射性廢渣,二、常見的固體廢物處理方法,定義：固體廢物處理是指通過各種物理、化學(xué)、生物等方法將固體廢物轉(zhuǎn)變?yōu)檫m于運(yùn)輸、資源化利用、貯存或最終處置的過程。,定義：焚燒法將可燃固體廢物置于高溫爐內(nèi)，使其中可燃成分充分氧化的一種

54、處理方法。 優(yōu)點(diǎn)：減量、無害和資源化 缺點(diǎn)：只能處理含可燃物成分高的固體廢物，否則必須添加助燃劑，增加運(yùn)行費(fèi)用；投資比較大；不可避免地會產(chǎn)生可造成二次污染的有害物質(zhì)，產(chǎn)生新的環(huán)境問題,分選處理技術(shù),風(fēng)力分選,風(fēng)力分選屬于干式分選，主要分選城市垃圾中的有機(jī)物和無機(jī)物。,浮選,浮選法是利用較重的水質(zhì)(海水或泥漿水)與較輕的碳質(zhì)(焦)，在大水量、高流速的條件下，借助水-炭二者之間的密度差將焦與渣自然分離。,磁選,它是利用工業(yè)廢渣中不同組分磁性的差異，在不均勻磁場中實(shí)現(xiàn)分離的一種分選技術(shù)。,篩分,它是根據(jù)化工廢渣顆粒尺寸大小進(jìn)行分選的一種方法。篩分有濕篩和干篩兩種操作，化工廢渣 多采用干篩。,定義：是

55、在衛(wèi)生土地填埋技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、一種改進(jìn)了的衛(wèi)生土地填埋。 條件：安全土地填埋選址要遠(yuǎn)離城市和居民較稠密的安全地帶，土地填埋場必須有嚴(yán)密的人造或天然的襯里，下層土壤或土壤同襯里相結(jié)合部滲透率小于10-8/s；填埋場最底層應(yīng)位于地下水位之上；要采取適當(dāng)?shù)拇胧┛刂坪鸵龅乇硭?；要配備?yán)格的浸出液收集、處理及監(jiān)測系統(tǒng)；設(shè)置完善的氣體排放和監(jiān)測系統(tǒng)；要記錄所處置廢物的來源、性質(zhì)及數(shù)量，把不相容的廢物分開處置。,特點(diǎn)：處置垃圾而不會對公眾健康及環(huán)境造成危害。 方法：通常是每天把運(yùn)到土地填埋場的廢物在限定的區(qū)域內(nèi)鋪散成4075薄層，然后壓實(shí)減少廢物的體積，并在每天操作之后用一層厚1530的土壤覆蓋、壓

56、實(shí)，廢物層和土壤覆蓋層共同構(gòu)成一個單元，即構(gòu)筑單元。具有同樣高度的一系列相互銜接的填筑單元構(gòu)成一個升層。完成的衛(wèi)生土地填埋場地是由一個或多個升層組成的。當(dāng)土地填埋場達(dá)到最終的設(shè)計高度之后，再在該填埋層之上覆蓋一層90120厚的土壤，壓實(shí)后就達(dá)到一個完整的衛(wèi)生土地填埋場。,定義：固化法是指通過物理或化學(xué)法，將廢棄物固定或包含在堅(jiān)固的固體中，以降低或消除有害成分的溶出特性的一種固體廢物處理技術(shù)。,化學(xué)處理是通過化學(xué)反應(yīng)使固體廢物變成另外的安全和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢物的危害性降到盡可能低的水平。,01,02,03,試劑：中和酸性廢渣可采用氫氧化鈉、熟 石灰、生石灰等。中和堿性廢渣通常采用硫酸。 適用范圍

57、：主要用于金屬表面處理等工業(yè)中產(chǎn)生的酸、堿性泥渣。 設(shè)備：罐式機(jī)械攪拌；池式人工攪拌；,目的：通過氧化或還原反應(yīng)，將固體廢物中可以發(fā)生價態(tài)變化的某些有毒、有害成分轉(zhuǎn)化成為無毒或低毒，且具有化學(xué)穩(wěn)定性的成分，以便無害化處置或進(jìn)行資源回收。 適用范圍：建材工業(yè)、冶金工業(yè)等部門。,定義：該法是選擇合適的化學(xué)溶劑（浸出劑，如酸、堿、鹽水溶液等）與固體廢物發(fā)生作用，使其中有用組分發(fā)生選擇性溶解后進(jìn)一步回收的處理方法。 適用范圍：該法可用于含重金屬的固體廢物的處理，特別是在石化工業(yè)中廢催化劑的處理上得到廣泛應(yīng)用。,中和法,氧化還原法,化學(xué)浸出法,三、化工廢渣的來源與特點(diǎn),廢棄物產(chǎn)生和排放量比較大,廢棄物再

58、資源化可能性大,化工固體廢棄物中危險廢棄物種類多，有毒物質(zhì)含量高,化工廢渣的特點(diǎn),01,02,03,四、化工廢棄物處理方法,化工廢棄物綜合利用及處理大致可分為以下幾種方法：,掌握典型的化工廢渣處理,一、塑料廢渣的處理,對單一種類熱塑性塑料廢渣進(jìn)行再生稱為單純性再生即熔融再生。整個再生過程由挑選、粉碎、洗滌、干燥、造?；虺尚偷葞讉€工序組成。,再生處理法,熱分解法,焚燒法,濕式氧化和化學(xué)處理方法,塑料廢渣屬于廢棄的有機(jī)物質(zhì)，主要來源于樹脂的生產(chǎn)過程、塑料的制造加工過程以及包裝材料。,熱分解法是通過加熱等方法將塑料高分子化合物的鏈斷裂，使之變成低分子化合物單體、燃燒氣或油類等，再加以有效利用的一項(xiàng)技

59、術(shù)。塑料熱分解技術(shù)可以分為熔融液槽法、流化床法、螺旋加熱擠壓法、管式加熱法等。,在一定的溫度和壓力條件下，使塑料渣在水溶液中進(jìn)行氧化，轉(zhuǎn)化成不會造成污染危害的物質(zhì)，而且也可以回收能源。,塑料焚燒法可分為傳統(tǒng)的一般法和部分燃燒法兩種。,二、硫鐵礦渣的處理,硫鐵礦渣是用硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸時產(chǎn)生的廢渣，所以又叫硫酸渣，或稱燒渣。硫鐵礦渣綜合利用的最理想途徑是將其含有的有色金屬、稀有貴金屬回收并將殘?jiān)睙挸设F。,回收有色金屬,燒渣煉鐵,生產(chǎn)水泥,了解污泥的處置,定義：在給水和廢水（包括污水）處理中，采用各種分離方法去掉溶解的、懸浮的或膠體的固體物質(zhì)后所剩的沉渣統(tǒng)稱為污泥。,一、污泥的來源、分類及特性

60、,分類,根據(jù)來源分有： 生活污水污泥 工業(yè)廢水污泥 給水污泥,根據(jù)污泥的主要成分分有： 污泥 污渣,二、污泥的處置,濃縮,脫水,焚燒,污泥的綜合利用,是指通過污泥增稠來降低污泥的含水率并減少污泥的體積。主要有重力濃縮、離心濃縮和氣浮濃縮三種方法。,是當(dāng)前污泥處理方法中較為主要的方法。常采用的脫水機(jī)械有真空過濾脫水(真空轉(zhuǎn)鼓、真空吸濾)、壓濾脫水機(jī)(板框壓濾機(jī)、滾壓帶式過濾機(jī))、離心脫水機(jī)等。,是目前最終處置含有毒物質(zhì)的有機(jī)污泥最有效的方法。一方面去除水分，一方面氧化污泥中的有機(jī)物。,污泥的合理處置與綜合利用是最終消除污泥造成環(huán)境污染的重要措施。,污泥的調(diào)理,是為了提高污泥濃縮、脫水效率的一種預(yù)

61、處理方法。主要有化學(xué)調(diào)節(jié)法、淘洗法、熱處理法和冷凍法四種。,了解城市垃圾處理,定義：城市垃圾是指城市居民在日常生活中拋棄的固態(tài)和液態(tài)廢物。 分類：根據(jù)各類城市廢物產(chǎn)生的場所進(jìn)行分類，可分為生活垃圾、醫(yī)院垃圾、商業(yè)垃圾、建筑垃圾、街道掃集物和城市糞便等。,一、城市垃圾的收集與運(yùn)輸,二、城市垃圾的處理方法,處理方法,填埋處理,堆肥處理,是利用大氣和土壤中的放線菌、真菌和其他細(xì)菌等微生物，在有效的人工控制下，促進(jìn)垃圾中可降解有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。,焚燒處理,是城市垃圾的一種高溫?zé)崽幚砉に?，它由以下幾個工序組成 ：垃圾預(yù)處理 、焚燒 、熱量回收 、焚燒產(chǎn)物的處理 。,熱解處理,熱解

62、是將有機(jī)物在無氧條件下利用熱能使有機(jī)物的化合鍵斷裂，轉(zhuǎn)化為小相對分子質(zhì)量的燃料氣、各類液狀物油脂及焦炭等。,三、城市垃圾的綜合利用,城市垃圾是豐富的再生資源的源泉，其所含成分(按質(zhì)量)分別為：廢紙40%，黑色和有色金屬3%5%，廢棄食物25%40%，塑料1%2%，織物4%6%，玻璃4%。大約80%的垃圾為潛在的原，料資源，可以重新在經(jīng)濟(jì)循環(huán)中發(fā)揮作用。因此，為了解決城市垃圾問題，必須創(chuàng)造和采用機(jī)械化的高效率處理方法，回收有用成分并作為再生原料加以利用。,掌握固體廢物的綜合防治,Clean (清潔),Cycle (循環(huán)),Control (控制),目前，就國內(nèi)外研究進(jìn)展而言，在世界范圍內(nèi)取得共識

63、的技術(shù)對策是所謂的“3C”原則。,我國根據(jù)國情制定出近期以“無害化”、“減量化”、“資源化”作為控制固體廢物污染的技術(shù)政策；,一、綜合防治對策,二、資源化系統(tǒng),定義：所謂“資源化系統(tǒng)”就其廣義來說，它是表示資源的再循環(huán)，指的是從原料制成成品，經(jīng)過市場直到最后消費(fèi)變成廢物又引入新的生產(chǎn)消費(fèi)的循環(huán)系統(tǒng)。,三、綜合管理模式,做好固體廢物的綜合管理工作，須按下列管理程序進(jìn)行: 減少廢物的產(chǎn)量 推廣無污染生產(chǎn)工藝；提高廢物內(nèi)部循環(huán)利用率；強(qiáng)化管理手段。 物資回收途徑 采用明智的生產(chǎn)技術(shù)；加強(qiáng)廢物的分離回收；資源化工廠(如堆肥廠)。 能源回收途徑 焚燒、厭氧分解、熱解等。 安全填埋 包括廢物的干燥、穩(wěn)定化

64、、封裝、混合填埋(城市垃圾與工業(yè)廢物)、廢物的自然衰減及正確的填埋工程施工。 廢物的最終儲存(處置)。,化工環(huán)境保護(hù)概論,Chapter6 化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),目 錄,環(huán)境污染及生態(tài)平衡,大氣污染防治及化工廢氣治理,水體污染防治與化工廢水處理,固體廢物與化工廢渣處置,環(huán)境保護(hù)措施與化工可持續(xù)發(fā)展,噪聲控制及其他化工污染防治,化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),總 論, 6 化工清潔生產(chǎn)技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),了解清潔生產(chǎn)基本知識,1996年聯(lián)合國環(huán)境署對清潔生產(chǎn)的重新定義是：,一、清潔生產(chǎn)的定義與內(nèi)涵,清潔生產(chǎn)的內(nèi)容 清潔的能源 清潔的生產(chǎn)過程 清潔的產(chǎn)品,電鍍清潔生產(chǎn)過程示例,二、中國化工清潔生產(chǎn)發(fā)展的科技問題,工藝技術(shù)落后、設(shè)備陳舊造成產(chǎn)廢量大，資源能源消耗高。,