化工環(huán)境保護(hù)概論ppt教程.ppt

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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(shí)環(huán)境,中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(píng)價(jià)和環(huán)境預(yù)測(cè)； 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(cè)、分析技術(shù)與環(huán)境預(yù)報(bào)； 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(dòng)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(dòng)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(shí),可中毒、致病、致癌、致畸等,二、環(huán)境污染對(duì)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(dòng)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(gè)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(gè)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(dòng)態(tài)的認(rèn)識(shí)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(dòng) 動(dòng)態(tài)平衡,二、生態(tài)學(xué)系統(tǒng),簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)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(jiǎn)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(shí)，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(dòng)物呼吸排出的廢氣。它本身無毒，對(duì)人體無害，但其含量8%時(shí)會(huì)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(gè)問題稱之為“溫室效應(yīng)”。所以聯(lián)合國(guó)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(duì)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(shí)，這三者的協(xié)同作用對(duì)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(shí)，會(huì)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(duì)人類的影響 當(dāng)空氣中的NO2含量達(dá)150mL/m3時(shí)，對(duì)人的呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激，38小時(shí)會(huì)發(fā)生肺水腫，可能引起致命的危險(xiǎn)。 對(duì)森林和作物生長(zhǎng)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(huì)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(yíng)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(huì)降低樹木的抗嚴(yán)寒和干燥的能力。 對(duì)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(guó)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?duì)人的毒性不大，主要是醛類物質(zhì)

15、具有刺激性。對(duì)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?dòng)，植被的化學(xué)反應(yīng)、吸收和消化，對(duì)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(dòng)的場(chǎng)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(duì)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(jià)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(shí)，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(shí)，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(dòng)，吸收劑由上而下流動(dòng)，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(jiǎn)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(duì)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(shí)，必須對(duì)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(duì)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(dòng)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(huì)影響吸收速率； 另外吸收過程中會(huì)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(shí)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(jiǎn)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(jiǎn)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(shí)，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?cè)谳^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(shí) 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(guó)的氧化鎂（菱苦土）資源

26、豐富，該法在我國(guó)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(duì)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(huì)對(duì)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(chǎng)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(jiǎn)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(shí)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(duì)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(shí)，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(duì)環(huán)境也不存在污染問題。但是，由于同時(shí)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(zhǎng)； 價(jià)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(shí)，部分已被吸附的吸附質(zhì)分子還可因分子的熱運(yùn)動(dòng)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(shí)。,適用范圍 吸附凈化法的凈化效率高，特別是對(duì)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(duì)高濃度廢氣的凈化，一般不宜采用該法，否則需要對(duì)

33、吸附劑頻繁進(jìn)行再生，即影響吸附劑的使用壽命，同時(shí)會(huì)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(jiǎn)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(jiǎn)化催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。 缺點(diǎn)： 催化劑價(jià)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(shí)間，而不能使平衡移動(dòng)，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(huì)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(duì)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衔铩⒁谎趸?、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(jiǎn)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(shí)會(huì)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(shí)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(duì)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(gè)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(shí)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(chǎng)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(yíng)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(cè)定儀,化學(xué)需氧量測(cè)定儀,生化需氧量測(cè)定儀,總有機(jī)碳測(cè)定儀,電 導(dǎo) 率 儀,PH計(jì),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(zhǎng)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(duì)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(shí)，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(yíng)養(yǎng)素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、堿等，對(duì)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(jiǎn)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(duì)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(jiǎn)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(duì)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(shí)，聚合物即被迅速吸附結(jié)合在膠體微粒表面上。開始時(shí)，高聚物分子鏈節(jié)的一端吸附在一個(gè)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(huì)被其它的微粒所吸附，于是形成一個(gè)高分子鏈狀物同時(shí)吸附在兩個(gè)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(jiǎn)單，便于自動(dòng)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(gè)別重金屬?gòu)U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(gè)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(jì)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(shí)，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(chǎng)的作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽(yáng)離子選擇透過性（即陽(yáng)膜只允許

48、陽(yáng)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(duì)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(dòng)，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(zhǎng)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(duì)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(duì)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(gè)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(shí)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(dòng)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(xiǎn)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(huì)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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灰鋫鋰?yán)格的浸出液收集、處理及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；設(shè)置完善的氣體排放和監(jiān)測(cè)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(huì)對(duì)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(chǎng)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?gòu)U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(gè)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(gè)升層。完成的衛(wèi)生土地填埋場(chǎng)地是由一個(gè)或多個(gè)升層組成的。當(dāng)土地填埋場(chǎng)達(dá)到最終的設(shè)計(jì)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(gè)完整的衛(wèi)生土地填埋場(chǎng)。,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(jià)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(xiǎn)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(duì)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(gè)再生過程由挑選、粉碎、洗滌、干燥、造?；虺尚偷葞讉€(gè)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(huì)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(shí)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(chǎng)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(gè)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(duì)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(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展而言，在世界范圍內(nèi)取得共識(shí)

63、的技術(shù)對(duì)策是所謂的“3C”原則。,我國(guó)根據(jù)國(guó)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(duì)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(chǎng)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?gòu)U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(chǔ)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(shí),1996年聯(lián)合國(guó)環(huán)境署對(duì)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(guó)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。,