天津大学-化工导论-课件--第九章-环境工程

第九章环境工程,1几个感念：环境 健康 环境工程 环境化工 环境污染 大气污染 水体污染 固体废渣 2化工废气、废水和废渣的来源和特点 3化工环境保护新技术,概念,环境就是人类赖以生存和发展的因素和条件。我国的环境保护法明确指出：“环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等”。人类的活动影响着环境，环境的好坏又影响着人类。,概念,健康不仅是没有疾病和身心无障碍，而且指在体质方面、精神方面及社会环境方面也处于完全良好的状态。环境与身体健康有密切关系。 环境污染是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存发展产生不利影响的现象。,概念,环境污染人们的途径：,概念,环境工程是一门新兴的综合性学科和技术。 环境化工是一门用化工的技术和方法解决环境问题，特别是化工中的环境问题。 任务：（1）保护自然资源和能源，消 除浪费，控制和减轻污染。（2）研究环境污染的机理，寻求防治污染的有效途径，改善环境，保护人民身体健康。（3）综合利用“三废”，促进工农业生产的发展。内容：（1）环境污染的防治，（2）环境系统工程 （3）环境质量评价（4）环境经济与环境监测,化工环境污染及控制,污染物的来源：种类多，污染物复杂，浓度高，难处理。 分类：无机污染物，有机污染物，无机和有机混合污染物。,化工环境污染及控制,正常空气：按体积百分比计算是：氮（N2）占78.08%，氧（O2）占20.95%，氩（Ar）占0.93%，二氧化碳（CO2）占0.03%，还有微量的惰性气体如氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）等。二氧化硫（SO2）、臭氧（O3）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）在正常空气中的含量分别是0.08×10-6、0.025×10-6、0.002×10-6、0.004×10-6。,化工环境污染及控制,污染源； 生活污染源：由于城乡服务行业及居民做饭、取暖、沐浴等方面的需要，燃烧各种燃料时，向大气排放污染物形成了生活污染源。 工业污染源：工矿企业在各种生产活动中，排放污染物形成的污染源，形成工业污染源。 交通污染源：由交通运输工具排放的污染物形成的污染源。,化工环境污染及控制,烟尘治理技术 对于工业生产排出的颗粒状污染物，一方面可用烟筒稀释排放，即在烟尘浓度比较低或排放重量比较小的场合，通过烟筒把烟尘在一定的高度直接排入大气，使之向更大范围、更远地区扩散稀释。另一方面，用除尘的方法加以控制，减少排放。用除尘设备把颗粒物从烟尘中分离出来。除尘设备按工作原理分为重力除尘设备、惯性除尘设备、离心除尘设备、洗涤式除尘设备、过滤式除尘设备和静电除尘设备等。,化工环境污染及控制,有害气体的治理技术 对有害气体进行无害化的处理或回收利用的方法有吸收法、吸附法、燃烧法、催化转化法和冷凝法等。 吸收法 用溶液、溶剂或清水吸收工业废气中的有害气体，使其与废气分离的方法为吸收法。溶液、溶剂、清水称为吸收剂，吸收剂不同，吸收的有害气体的成分不同。 吸收法使用的设备有喷淋洗涤器、泡沫洗涤器和文氏管洗涤器。,化工环境污染及控制,吸附法是用固体吸附剂吸附处理废气中的有害气体。使用吸附法，要恰当地选择吸附剂。吸附剂的条件是比表面积大，容易吸附和脱附，来源容易，价格便宜。例如，二氧化硫可以用活性炭来吸附，氟化氢可以用活性氧化铝来吸附。,化工环境污染及控制,燃烧法：用氧化燃烧或高温分解的原理，把有害气体转化为无害物质的过程，称为燃烧法或焚化法。燃烧法又分为直接燃烧和催化燃烧两种方法。燃烧法一般用于处理有机废气，如含有烃类、醇类、酯类及含有氮、硫的有机化合物等的有害气体。燃烧法简便易行，效率较高，若有机废气的含量越高用此方法越有利。,化工环境污染及控制,催化转化法 在催化剂的作用下，使有害气体转化为无害气体或易于回收的气体的方法，称为催化转化法。它分为催化氧化法和催化还原法。催化氧化法是使有害气体在催化剂作用下，与空气中的氧发生化学反应，转化为无害气体的方法。例如，含碳氢化物的废气，经催化氧化，使碳氢化合物变成二氧化碳和水。催化还原法是使有害气体在催化剂作用下，与还原气体发生化学反应，转化为无害气体的方法。例如，氮氧化物能在催化剂作用下，由氨还原为氮气和水。,化工环境污染及控制,水体污染物治理技术：物理处理法 采用物理方法分离或除去废水中不溶性悬浮物或固体的方法称为物理处理法。因为该方法仅仅是去除悬浮物或固体物质，所以设备简单，操作方便，并且容易达到良好的效果。物理处理法主要有筛滤法、重力法和离心法。 筛滤法 ： 这是用过滤方式处理废水的方法。当废水通过带有微孔的装置或某种介质组成的滤层时，悬浮颗粒被截留下来，废水得到一定程度的净化。,化工环境污染及控制,化学处理法 化学处理法是向废水中投加化学试剂，使其与污染物发生化学反应，除去污染物的方法。常用的处理法有中和法、混凝沉淀法、氧化还原法、吸附法和离子交换法。 中和法 酸性废水和碱性废水都可以用中和的方法进行处理。用中和法处理废水的设备比较简单，在处理中应借助于测定PH值的办法，使处理后的废水满足循环利用和排放要求。,化工环境污染及控制,吸附法 吸附法是用多孔性固态物质吸附废水中的污染物的方法。多孔性故态物质称为吸附剂，被吸附的污染物称为吸附质。吸附法可分为物理吸附法和化学吸附法。吸附法处理废水多用于除去废水的色度和臭味，并回收废水中的有用物质。造纸、印染、炸药、剧毒废水都可以用吸附法处理。吸附剂可以再生，经再生后的吸附剂可以继续使用。吸附设备有固定床、流动床和沸腾床等型式。,化工环境保护的新技术,1.原子经济反应和高选择性反应 原子经济性或原子利用率（%）=（被利用原子的质量/反应中所使用全部反 应物分子的质量）100。例如，自发现银催化剂后，环氧乙烷的生产改为乙烯直接氧化成环氧乙烷的一步法，即“原子经济”路线，原子利用率从原来的37.45%提高到100%。,化工环境保护的新技术,2无毒无害原料及可再生资源的利用 以生物质原料（淀粉、纤维素）合成乙醇 。,化工环境保护的新技术,3采用无毒无害溶剂与催化剂 超临界技术 离子液体,化工环境保护的新技术,4对环境无害的绿色化学产品 一般地，绿色化学产品应该具有两个特征：（1）产品本身必须不会引起环境污染或健康问题，包括不会对野生生物、有益昆虫或植物造成损害；（2）当产品被使用后，应该能再循环或易于在环境中降解为无害物质。,习题,第九章环境工程 环境工程的主要研究内容以及基本概念（COD、BOD） 简要说明化工废气、废水污染的特点 说明废水治理的几种主要方法的原理,