化工环境工程概论复习.ppt

1、化工环境工程化工环境工程 概论概论 化工污染概况化工污染概况大气污染大气污染易燃易爆易燃易爆刺激性刺激性 腐蚀性腐蚀性酸雾酸雾水污染水污染 无机无机 有机有毒物有害物有机有毒物有害物耗氧有机物耗氧有机物油类污染物油类污染物热污染热污染固体废弃物固体废弃物侵占土地侵占土地 土壤污染土壤污染水体污染水体污染大气污染大气污染噪音噪音干扰睡眠干扰睡眠损坏听力损坏听力心里、生理影响心里、生理影响损害建筑物损害建筑物影响生物生长影响生物生长热污染热污染水体热污染水体热污染大气热污染大气热污染电磁污染电磁污染电机、变压器附近电磁场电机、变压器附近电磁场电视、微波等射频设备辐射电视、微波等射频设备辐射全球气温

2、变暖全球气温变暖臭氧层破坏臭氧层破坏酸沉降酸沉降 环境自然环境：社会环境：非人创造的物质所构成的地理空间。阳光、空气、土壤、野生动植物等自然物质与一定的地理条件结合，就形成了一定的自然环境是指人通过生产活动所建造的人为环境如城市、农村、工矿区等。环境的分类环境的分类一般是按照环境要素来分：一般是按照环境要素来分：o大气环境大气环境o水环境水环境o土壤环境土壤环境o生物环境生物环境当前世界环境的主要问题当前世界环境的主要问题o全球环境问题全球环境问题 指对全球产生直接影响的，或具有普遍性、随后又发展为对全球造成危害的环境问题，也就是引起全球范围内生态环境退化的问题。o主要包括人口、资源、生态破坏

3、和环境污染问题。大气环境污染大气环境污染 大气环境污染作为全球性的重要环境问题，主要指的是温室气体过量排放造成的气候变化、广泛的大气污染和酸沉降、臭氧层破坏等。一般认为,酸雨是由于燃烧高硫煤排放的二氧化硫等酸性气体（SO2、NOX）进入大气后,造成局部地区大气中的二氧化硫富集,在水凝结过程中,溶解于水形成亚硫酸,然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的的氧化作用生成硫酸,随雨水降下形成酸雨。酸雨的pH值一般少于5.6。酸酸 雨雨臭氧层的破坏臭氧层的破坏o臭氧层破坏是当前我们面临的三大全球性环境问题之一。o在距离地面约25Km处，有一层由太阳强辐射造成的臭氧层，它能吸收太阳紫外线，使大部分有害射线不

4、能到达地球表面，保护地球生物免遭伤害，是地球的“保护伞”。臭氧层的破坏臭氧层的破坏o 20世纪70年代以来，人们大量使用冰箱、空调，释放出大量的氟氯烃化合物（氟利昂），上升到臭氧层，通过光化学反应大量消耗臭氧。1979-1990年，全球臭氧总量大致下降3%。o 南极附近臭氧量减少尤为严重，出现了全球臭氧量最低值，大约低于全球平均值的30%-40%，相对于其他地区来说，就象是一个洞，这就是“南极臭氧洞”。近几十年来，由于人类消耗的能源急剧增加，森林遭到破坏，大气中CO2的浓度不断上升。CO2就像温室的玻璃一样，并不影响太阳对地球表面的辐射，但却能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，这就像给地球罩上了

5、一层保温膜，使地球表面气温增高，产生“温室效应”。温室效应温室效应u全球变暖将可能导致两极的冰川融化，使还海平面升高，淹没许多城市。u世界上大约有1/3的人口生活在沿海岸线60Km以内，世界上35座最大的城市中，有20座地处沿海。海平面升高无疑将是对人类的巨大威胁。温室效应的危害温室效应的危害 为了保护人类赖以生存的地球，人类应共同防止温室效应的进一步增强。可以采取以下措施：节约能源、减少使用煤、石油、天然气等矿物燃料；更多地利用太阳能、风能、地热等；限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。温室效应的治理温室效应的治理海洋污染海洋污染o由于城市工业废水和生活污水大量

6、排入海水中，使营养物质在水体中富集，造成水域富营养化。此时，水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，使海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集，而引起水体变色，这种现象叫做“赤潮”。海洋污染海洋污染o赤潮已成为一种世界性公害。赤潮的发生，破坏了海洋的正常生态结构，因此也破坏了海洋中的正常生产过程，从而威胁海洋生物的生存。2020世纪化学工业带来的污染世纪化学工业带来的污染(世界八大公害事件世界八大公害事件)事件污染物发生时间、地点致害原因中毒症状公害成因比利时马斯河谷烟雾二氧化硫烟尘1930年12月比利时马斯河谷SO2SO3 肺部、咳嗽1.工厂多工业

7、污染物积聚2.遇雾天美国多诺拉烟雾1948年10月美国多诺拉SO2+烟尘硫酸 肺部、咳嗽、胸闷、喉痛、呕吐伦敦烟雾1952年12月英国伦敦世界八大公害事件世界八大公害事件 事件污染物发生时间、地点致害原因中毒症状公害成因洛杉矶光化学烟雾光化学烟雾1943.5-12月美国洛杉矶石油工业、汽车尾气/紫外线作用、眼病喉头炎氮氧、碳氢化物大气水俣事件甲基汞1943年日本九州鱼吃甲基汞、人吃鱼失常氮肥生产催化剂四日事件SO2煤尘1955年3月日本四日市重金属微粒SO2 肺部,支气管哮喘Co/Mn/Ti粉尘SO2世界八大公害事件世界八大公害事件 事件污染物发生时间、地点致害原因中毒症状公害成因米糠油事件多

8、氯联苯1968年日本九州艾知县等23个府县食用含多氯联苯的米糠油、全身起红疙瘩、呕吐、恶心、肌肉通生产中多氯联苯进入米糠油富山骨痛病镉1972年3月日本富山关节、神经、全身骨痛、骨骼萎缩、食含镉的米、水炼锌厂含镉废水 化工生产与环境问题化工生产与环境问题全球十大环境问题：u 大气污染 臭氧层破坏u 全球变暖 海洋污染 u 森林锐减 环境公害u 淡水资源紧张和污染u 土地退化和沙漠化 u 生物多样性减少u 有害化学品和危险废物7个问题与化学物质污染有关，个问题与化学物质污染有关，3个问题与化学污染有间接关系个问题与化学污染有间接关系环境污染物侵入人体的途径环境污染物侵入人体的途径 1.呼吸道系统

9、 大气中有毒气体和烟尘，主要通过呼吸道作用人体。2消化系统 水体和土壤中的毒物，主要通过饮用水和食物经过消化道被人体所吸收。3.皮肤 一些脂溶性毒物如苯、有机磷酸酯类和农药，以及能与皮肤的醋酸根结合的毒物如汞、砷等，可经过皮肤被人体吸收。环境污染对人体健康的危害环境污染对人体健康的危害 环境污染对人体健康的危害，是一个十分复杂的问题。可将环境污染对人体健康的危害，按时间分为三种。急性危害 慢性危害 远期危害第二章第二章 化工对环境的污染化工对环境的污染概况概况 化学工业是环境污染较为严重的部门，从原料到产品，从生产到使用，都有造成环境污染的因素。化学工业的特点：产品多样化，原料路线多样化，生产

10、方法多样化。化工产品和废弃物特点：化学组成多样化，数量相当大，大多是有害的。化工污染物来源化工污染物来源 化工生产中排出的废弃物。概括起来化工污染物的主要来源大致分为以下两个方面。1 1化工生产的化工生产的原料原料、半成品半成品及及产品产品 2 2生产过程中排出的生产过程中排出的废弃物废弃物 化学工业排出的污染物对水和大气都会造成污染，尤以水污染问题更为突出。化工废水的污染特点 1 1有毒性和刺激性有毒性和刺激性 2 2生化需氧量和化学需氧量都较高生化需氧量和化学需氧量都较高 3 3pHpH不稳定不稳定 4 4营养化物质较多营养化物质较多 5 5废水温度较高废水温度较高 6 6油污染较为普遍油

11、污染较为普遍 7 7恢复比较困难恢复比较困难大气污染的特点大气污染的特点o化工固体废物在堆放过程中，在温度、水分的作用下，某些有机物质发生分解，产生有害气体扩散到大气中，对大气造成污染。化工废气对大气的污染特点如下：1易燃、易爆气体较多2排放物大都有刺激性或腐蚀性3浮游粒子种类多、危害大大气污染的特点大气污染的特点 主要表现在三方面：1 1对土壤的污染 2对水域的污染 3 3对大气的污染固体废弃物污染的特点固体废弃物污染的特点第三章第三章 化工废水处理化工废水处理Wastewater Treatment Technology水污染分类水污染分类(Classification)工业废水工业废水农

12、业废水农业废水生活污水生活污水矿山废水矿山废水来来源源污污染染物物性性质质化学性污染化学性污染物理性污染物理性污染生物性污染生物性污染o化工废水是从每一种化工产品生产过程中排放出来的废水(包括工艺废水、冷却水、废气洗涤水、设备及场地冲洗水等)。一、废水的来源及特征一、废水的来源及特征二、水体污染物二、水体污染物 废水中的污染物种类大致可分为：废水中的污染物种类大致可分为：固体污染物 需氧污染物 营养性污染物 酸碱污染物 有毒污染物 油类污染物 生物污染物 感官性污染物 热污染废水处理的基本方法废水处理的基本方法 1 1按作用原理划分按作用原理划分物理：沉淀、过滤、气浮、反渗透等 方法：格栅、筛

13、网、沉砂池、沉淀池化学：化学反应，混凝、电解、氧化还原等 废水处理的基本方法废水处理的基本方法物理化学法：物理化学作用,吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、气提法、吹脱法等 生物：通过微生物的新陈代谢作用,将废水中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质,另一部分转化为比较稳定的化学物质。生物化学作用，活性污泥、生物膜等 2 2按处理程度划分按处理程度划分一级：一级：大颗粒悬浮物大颗粒悬浮物二级：二级：溶解态胶体态杂质溶解态胶体态杂质三级：三级：营养物质难降解有机物营养物质难降解有机物 废水处理的基本方法废水处理的基本方法 污水经一级处理后，一般达不到排放标准。所以一般以一级处理为预处理，以二级

14、处理为主体，必要时再进行三级处理，即深度处理，使污水达到排放标准或补充工业用水和城市供水。2 2按处理程度划分按处理程度划分污水处理污水处理一般流程一般流程第四章第四章 化工废气污化工废气污染控制染控制大气污染源：工业和交通迅速发展，城市人口高度集中，工厂排放的浓烟，汽车、轮船、火车、飞机等排放的大量有害气体和粉尘等造成大气污染的日益严重。汽车尾气工业废气大气污染的主要危害：大气污染的主要危害：不但危害人的健康还影响动植物的生长，破坏建筑物，严重时还会改变世界的气候。例如气候变暖、破坏臭氧层、形成酸雨。沙漠化一、化工废气的来源一、化工废气的来源化学反应中产生的副反应和反应进行不完全所产生的废气

15、。产品加工和使用过程中产生的废气以及搬运、破碎、筛分及包装过程中产生的粉尘等。生产技术路线及设备陈旧落后，造成反应不完全，生产过程不稳定，从而产生不合格的产品或造成物料的“跑、冒、滴、漏”。开、停车或因操作失误，指挥不当，管理不善造成废气的排放。化工生产中排放的某些气体，在光或雨的作用下发生化学反应，也能产生有害气体。一、化工废气的来源一、化工废气的来源二、化工废气的分类二、化工废气的分类按工业来源分可分为三大类:1.无机化工：化肥工业；无机盐工业等2.有机工业：有机合成工业；农药；染料；涂料；3.其他：既含有机污染也含无机污染物，氯碱、炼焦等按存在的状态分1.颗粒物或气溶胶污染物-粉尘2.气

16、态污染物二、化工废气的分类二、化工废气的分类 我国有6000多个化工企业，中、小型企业约占90%,特别是近几年，由于化工产品供不应求，各地盲目地建设了一大批乡镇企业，进一步扩大了污染面。化工废气常含有致癌、致畸、致突变、恶臭、强腐蚀性及易燃、易爆性的组分，对生产装置、人身安全与健康及周围环境造成严重危害。三、主要大气污染物三、主要大气污染物 目前对环境和人类产生危害的大气污染物约有100种左右。具有普遍性的污染物有:颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等。三、主要大气污染物三、主要大气污染物 按照污染物存在的形态分：颗粒污染物颗粒污染物 气态污染物气态污染物气态污染物气态污染物四、

17、废气中主要污染物的影响四、废气中主要污染物的影响o大气污染不仅影响到其周围环境，而且对全球环境也带来影响，如温室气体效应、酸雨、南极臭氧空洞等，其结果对全球的气候、生态、农业、森林产生一系列的影响。“空中的死神空中的死神 ”酸雨酸雨“温室效应温室效应”下的地球下的地球迅速扩大的迅速扩大的“臭氧层空洞臭氧层空洞”o19851985年南极地区发现臭氧年南极地区发现臭氧层空洞以后，层空洞以后，19881988年发现年发现北极上空也出现了一个臭北极上空也出现了一个臭氧层空洞。两个空洞都一氧层空洞。两个空洞都一直以极其惊人的速度扩大。直以极其惊人的速度扩大。五、废气中主要污染物的影响五、废气中主要污染物

18、的影响o大气污染物可以通过各种途径降到水体、土壤和作物中影响环境，并通过呼吸、皮肤接触、食物、饮用水等进入人体，引起对人体健康和生态环境造成直接的近期或远期的危害。o颗粒污染物控制技术 利用其质量较大的特点，通过外力的作用。将其分离出来，通常称为除尘。o气态污染物控制技术 气态污染物：利用污染物的物理性质和化学性质，通过采用冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化等方法进行处理。六、大气污染物的治理技术六、大气污染物的治理技术大气污染控制技术及所能净化的污染物 烟气中颗粒物的消除1.除尘器分类（1）机械力除尘器：重力沉降室；惯性沉降室和旋风除尘器；（2）过滤式除尘器：袋式除尘器和颗粒层除尘器；（3）静电除

19、尘器：干式静电除尘器和湿式静电除尘器；（4）湿式除尘器：喷雾塔、填料塔、文丘里洗涤器等。o近年，由于石油化工的迅速发展和大量利用含硫燃料作为能源，使得二氧化硫和氮氧化物对大气所造成的污染更为严重。o目前处理气态污染物的方法，主要有吸收、吸吸收、吸附、催化转化、冷凝附、催化转化、冷凝和燃烧燃烧等方法。气态污染物控制技术第五章第五章 化工废渣处理化工废渣处理及资源化及资源化在生产过程中产生的固体废物俗称废渣（residue）在生活活动过程中产生的固体废物则称为垃圾（refuse）。固体废弃物的概念固体废弃物的概念1来源与分类来源与分类固固体体废废物物分分类类化学化学性质性质n有机固体废物 无机固体

20、废物污染污染特性特性n一般固体废物危险固体废物n放射性固体废物来源来源n工矿业固体废物生活垃圾n其它固体废物按形态按形态o块状、粒状、粉状和泥状类别分类标准2危害与污染控制危害与污染控制污污染染控控制制与与资资源源化化方方法法处理处置预处理物化处理生物处理热处理陆地处置海洋处置固体废物压实、破碎、分选、脱水等收集、运输、压实、破碎、分选、脱水氧化、还原、中和、固化等好氧堆肥、厌氧消化、微生物浸出等干燥、热分解、焚烧、热解、焙烧等土地耕作、土地填埋、深井灌注等深海填埋、远洋焚烧等固体废弃物对环境的危害固体废弃物对环境的危害o固体废弃物由于产生量大，处理和处置水平与废气、废水处理水平相比要低得多，

21、综合利用少、占地多、危害严重，是我国主要环境问题之一。o主要危害：侵占土地侵占土地 污染土壤污染土壤 污染水体污染水体 污染大气污染大气 化工废弃物处理方法化工废弃物处理方法化工废弃物的处理方法化工废弃物的处理方法：o物理处理o物化处理o化学处理o生物处理o压实压实o破碎破碎o分选固化分选固化o堆肥堆肥o焚烧焚烧o热解热解废弃物常用处理方法废弃物常用处理方法主要化工废渣o塑料废渣塑料废渣o硫铁矿渣硫铁矿渣o碱渣及电石渣碱渣及电石渣o铬渣铬渣o石膏石膏污泥综合利用综合利用o污泥的综合利用视其性质而定。大致有以下几类利用方式：在农业上应用 建筑材料利用 污泥气利用 填埋 投海第六章第六章 其他化工

22、污染其他化工污染防治工程防治工程o 在化工生产中除了大气污染、水污染及化工废渣污染之外，噪声污染防治、热污染防治及电磁污染防治也是很重要的。o如果治理不好，同样会对化工生产和人体健康带来直接或间接的危害。噪声的危害噪声的危害干扰睡眠干扰睡眠 损伤听力损伤听力 对人体生理的影响对人体生理的影响 对心理的影响对心理的影响 影响儿童和胎儿发育影响儿童和胎儿发育 干扰语言交流干扰语言交流 影响动物生长影响动物生长 损害建筑物损害建筑物 o控制和治理方案:消除和降低声源消除和降低声源 消声降噪消声降噪 吸声降噪吸声降噪 隔声降噪隔声降噪 距离降噪距离降噪 隔振与阻尼隔振与阻尼 对接受者的防护对接受者的防

23、护 噪声控制措施噪声控制措施热污染的来源和危害热污染的来源和危害o热污染的间接来源 是能源的大量消耗。o热污染的直接来源 是工厂所排放的废热水和废热气。火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水，以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。大气热污染大气热污染o热岛效应热岛效应 大的化工企业，由于生产废热的大量排放其中心地区的气温可比周围地区的温度年平均高出0.51.5，甚至更高，这种现象在气象学上被称为热岛效应热岛效应 。热污染的控制热污染的控制 热污染的控制途径主要从以下几个方面入手：提高热能利用效率提高热能利用效率 废热的综合利废热的综合利 开发和利用少污染或无污染的

24、新能源开发和利用少污染或无污染的新能源 电磁污染的含义和来源o广义上广义上，电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰及对人体有害的电磁辐射。o狭义上狭义上，电磁污染主要是指当电磁场的强度达到一定限度时对人体机能产生的破坏作用。电磁污染源n 影响人类生活的电磁污染源有天然污染源和人为污染源两种。1.天然污染源 天然的电磁污染源最常见的是雷电，此外，宇宙的电磁场源以及火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等也都会产生电磁干扰。电磁污染源2.人为污染源 人为的电磁污染主要有：脉冲放电；高频交变电磁场；射频电磁辐射。电磁污染的危害电磁污染的危害o损害中枢神经系统损害中枢神经系统o影响遗传和生殖功能影响

25、遗传和生殖功能 o增加癌症发病率增加癌症发病率o引起心血管和眼睛等多种疾病引起心血管和眼睛等多种疾病 电磁污染的防护电磁污染的防护o电磁污染的主要防治措施：屏蔽辐射源 距离控制 个人防护第七章第七章 环境保护对策与环境保护对策与化工可持续发展化工可持续发展o“世界环境日世界环境日”1972年，联合国在瑞典的斯德哥尔摩召开了有113个国家参加的“联合国人类环境会议”。会议讨论了保护全球环境行动计划，通过了人类环境宣言。会议建议联合国大会将这次会议开幕日的6月5日定为“世界环境日”。环境保护法的概念环境保护法的概念o可持续发展：既要满足当代人的需求，又不威胁后代人满足其需求的发展。即人类在相当长的

26、一段时间内，在不破坏资源和环境承载能力的条件下，使自然、经济、社会的复合系统得到协调发展。可持续发展可持续发展 (1)公平性原则（Fairness）代内公平：可持续发展要满足全体人民的基本需求和给全体人民机会以满足他们要求较好的生活的愿望;代际公平：本代人不能因为自己的发展与需求而损害人类世世代代满足需求的条件自然资源与环境可持续发展的原则：(2)持续性原则（Sustainability）核心思想是指人类的经济建设和社会发展不能超越自然资源与生态环境的承载能力。可持续发展的原则：(3)共同性原则（Common）可持续发展作为全球发展的总目标，所体现的公平性原则和持续性原则，则是应该共同遵从的。

27、要实现可持续发展的总目标，就必须采取全球共同的联合行动。可持续发展的原则：化工的可持续发展化工的可持续发展o化学工业是对环境中的各种资源进行化学处理和转化加工的生产部门，其产品和废弃物从化学组成上讲都是多样化的，而且数量也相当大。o其中废弃物在一定浓度以上大多是有害的，有的还是剧毒物质，进入环境就会造成污染。o像我国这样的发展中国家，可持续发展的前提是发展。o化工行业是我国的一个支柱产业之一，不能因为该行业有严重的环境污染而使本行业停滞不前.1发展化工产业是实现本行业可持续发展的基础2大力提倡和鼓励开拓国内外两个市场、利用国内外两种资源o资源是最重要的物质基础，但当今世界没有哪一个国家的资源是完全配套的、应有尽有的。o要在立足用好国内资源的基础上，扩大资源领域的国际合作与交流，通过国际市场调剂和互补优势。3制订超前标准，促进企业由“末端治污”向“清洁生产”转变o应结合我国国民经济和社会发展规划制定出环境保护上比较其体和明确的超前标准。o只有从源头开始控制污染，向污染预防、清洁生产和废物资源化、减量化方向转变，才能促进企业的可持续发展之路。