经济管理炼油污染防治培训课讲稿ppt模版课件

环境保护(炼油企业污染与防治) 中国石油大学化学化工学院环境科学与工程 系 张秀霞 2006年8月 废水处理废水处理 第一章第一章 总论总论 第1节 水的循环与污染 一、地球上水的分布 水类型 水量（104km3) 比例（%） 大气水 1.3 0.001 海洋水 132000 97.212 冰川和冰 2920 2.15 河水 0.13 0.0001 淡水湖 12.5 0.0092 盐水湖 10.4 0.0077 土壤水 6.7 0.0049 地下水 835 0.615 生物体内水 0.12 0.0001 总量 135784.85 100 海洋 97.212% 0.023% 地下水 0.615% 冰川 2.15% 湖泊 0.0092% 生物体 0.0001% 河水 0.0001% 大气水蒸汽 0.001% 土壤含水 0.0049% 地球上水的分布 2.788% 盐水湖 0.0077% 二、水的循环 自然循环 社会循环 三、 中国水资源特点 1. 人均占有量少 淡水总量在全世界占第6位。 但人均占有量只有2340m3/人年 （以12亿人口计），世界平均水准的1/4，占88位。 2. 空间分布不均 81的水资源分布在长江流域及其以南 东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾 西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm 3. 年内及年际变化大 6080降水集中在夏季，7，8，9月；年际变化差36倍（大时） 4. 许多地区缺水严重 三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连） 在640个城市中，300多个城市缺水。 第2节 水污染现状及来源 一、水污染现状 1.废水排放总量（亿吨）： 460.0 其中：工业废水排放量 212.4， 城镇生活污水排放量 247.6 2.化学需氧量排放总量（万吨） 1333.6 其中：工业化学需氧量排放量 511.9， 城镇生活化学需氧量排放量 821.7 3.氨氮排放总量（万吨）：129.7 其中：工业氨氮排放量 40.4， 城镇生活氨氮排放量89.3 4.工业废水排放达标率（）： 89.2 5.工业用水重复利用率（）：72.5 6.城市生活污水处理率（） ：25.8 二、自然污染和人为污染 自然污染 社会污染 水体自净 环境容量 在其环境容量的范围以内，受到污染的水体，在一定的时间内 ，通过物理、化学和生物学等作用，污染程度逐渐降低，这个过程叫水 体的自净。也可简单地说，水体受到废水污染后，逐渐从不洁变清的过 程称为水体的自净。 水体自净机理 物理过程：稀释、扩散、挥发、沉淀 化学及物理化学：氧化、还原、吸附、凝聚、中和 生物净化过程 机理水体自净机理水体 三、水污染分类 化学性污染 n无机污染物质：酸、碱及无机盐类。 n无机有毒物质：重金属等 金属毒物不能降解，只能相互转化、分散； 离子态毒性最大；在生物体内富集； 非金属毒物中枢神经紊乱，诱发皮肤癌 n有机有毒物质：有机农药、多环芳烃、芳香胺等 人工合成有机物，难以生化降解。 n需氧污染物质：有机物 n植物营养物质：氮、磷等（富营养化） n油类污染物质 物理性污染 悬浮物质污染：不溶性物质 热污染 废水温度过高而引起的危害。 n水体DO减少，水生生物因缺氧而死亡 n加快藻类繁殖，加速富营养化 n化学反应加快，加速腐蚀过程 n加速细菌繁殖，增加后续处理费用。 放射性污染 原子核衰变而释放射线的物质 生物污染 n致病性微生物，包括致病细菌、病虫卵和病毒 。 四、废水的来源 生活污水和工业废水 生活污水是人们日常生活中所产生的废水成份 与人们的生活习惯有关。 工业废水工业生产过程中所排出的废水。其成份 主要决定于生产过程中采用的原料以及所应用的工 艺。生产污水、生产废水（假定净水：间接冷却水 、厂区锅炉、电站排水） 五、水污染原因 1人口增加和经济增长的压力： 2粗放型发展模式 3. 面源污染严重 4污水处理率偏低，大量污水直接排放 5环境意识淡薄、环境管理薄弱、环境执法力度不够 6. 排污收费等经济政策未能起到对治污的刺激作用 7. 历史欠帐太多，资金投入严重不足 六、水污染防止战略对策与保障措施 战略对策： 1加快城市废水处理厂的建设步伐，实施废水资源化 2尽快实现从末端治理向源头控制的的战略转移，大力推行清洁生产 3从单纯的点污染源治理转向点源、内源和面源的流域综合综合治理 4切实保护饮用水源地，提高饮用水安全性 保障措施： 1.严格以法治水，制定并实施有效的法律、规章、制度 2.完善水的管理体系，改变“多龙管水”的现象 3.加大水污染治理投资 4.采取有利于水污染防治的经济政策 第3节 水质指标及水质标准 一、废水水质 物理指标 温度 色度 嗅和味 固体物质 总固体（TS） 溶解物质（DS） 悬浮固体物质（SS） 悬浮物是通过过滤法测定的，滤后滤膜或滤纸上截留下来的物 质即为悬浮固体，它包括部分的胶体物质，单位为mg/L。 化学性指标 n有机物 BOD： 生化需氧量（BOD）表示在有氧条件下，好氧微生 物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，常用 单位为mg/L。 COD：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2 、H2O所消耗的氧量。 CODCr，CODMn-高锰酸盐指数 CODBOD20BOD5CODMn BOD5/COD反应废水可生化性 TOD（高温燃烧后，所消耗的氧量）： 有机物主要是由碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）等 元素所组成。当有机物完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧化为 CO2、H2O、NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量（TOD）。 水中有机物在燃烧时，消耗了载气中的一部分氧，用电极测 定剩余的氧量后，计算出的耗氧量即为总需氧量，单位为mg/L。 TOC（废水中的总碳量）： 总有机碳（TOC）表示的是污水中有机污染物的总含碳量。其测 定结果以C含量表示，单位为mg/L。 总有机碳的测定原理是：水中有机碳在高温燃烧过程中，生成CO2 ，经红外气体分析仪测定后，再折算出其中的C含量。 油类污染物 石油类 动植物油脂 酚类污染物 无机性指标 植物影响元素(N、P） pH值 重金属 生物性指标 细菌总数 大肠菌群 大肠菌群数是指单位体积水中所含的大肠菌群的数 目，单位为个升，它是常用的细菌学指标。大肠菌群 包括大肠菌等几种大量存在于大肠中的细菌，在一般情 况下属非致病菌。 二、污水排放标准 1.地表水环境质量标准 首次发布 1983年 第1次修订 1988年 第2次修订 1999年 GHZB1-1999 第3次修订 2002 GB3838-2002 水体分类： I类 主要适用于源头水、国家自然保护区； II类 主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、 珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵区 III类 主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区 、一般鱼类保护区及游泳区 IV类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的 娱乐用水区 V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求区域 2.污水排放标准 行业标准各行业针对行业特点颁布 最广泛的污水综合排放标准 GB 8978-1996 n第一类污染物能在环境或动植物体内积蓄，对人类健康生 产长远的影响。必须在车间或车间处理设施排放口处取样。 n第二类污染物的长远影响小于第一类，规定的取样点在排污 单位的排出口。 n浓度标准有缺陷。 总量控制 n根据一定范围内的水体环境容量和自净能力，计算出允许排 入该水域的污染物总量，然后再按一定的原则，将这些允许 的排污总量合理地分配给区内的各污染源。 表 第一类污染物最高允许排放浓度 单位：mg/l 序号 污染物最高允许排放浓度 1总汞0.05 2烷基汞不得检出 3总镉0.1 4总铬1.5 5六价铬0.5 6总砷0.5 7总铅1.0 8总镍1.0 9苯并(a)芘0.00003 10总铍0.005 11总银0.5 12总放射性1Bq/L 13总放射性10Bq/L 第4节 废水处理方法综述 按对污染物实施的作用不同 n分离法通过各种外力作用，把有害物从废水中分离出来 。 n转化法通过化学或生化的作用，使其转化为无害的物质 或可分离的物质，后者再经过分离予以除去。 方法 名 称 主要设备设备 处处理对对象 分 离 法 澄 清 法 沉淀法 混凝沉淀法 浮选选（气浮） 法 沉淀池、沉砂池、隔油池 混凝池和沉淀池、澄清池 浮选选（气浮）池 悬悬浮物 悬悬浮物、胶体物 悬悬浮物、胶体物 离心法 隔滤滤法 化学沉淀法 吸附法 离子交换换法 离心机、旋流分离器 滤筛滤筛、滤滤机、滤滤池 反应应池和沉淀池 反应应池和沉淀池、滤滤池 滤滤池 悬悬浮物 悬悬浮物 某些溶解物 某些溶解物 某些溶解物 膜分离 法 扩扩散渗析法 电电渗析法 反渗透法 超过滤过滤法 渗析槽 渗析槽 渗透器 过滤过滤器 某些溶解物 某些溶解物 某些溶解物 某些溶解物 电电 解法 结结 晶法 萃 取法 精 馏馏法 电电解槽 蒸发发器和结结晶器 萃取器和分离器 精馏馏塔 某些溶解物 某些溶解物 某些溶解物 某些溶解物 转转 化 法 化 学 法 中和池、反应应池 某些溶解物 生 物 法 自然生物处处理 法 活性污污泥法 生物膜法 厌厌氧生物处处理 法 灌溉农溉农田、生物塘 曝气池和沉淀池 生物滤滤池和生物转盘转盘 消化池、厌厌氧反应应器 有机物、硫氰氰等 有机物、硫氰氰等 有机物、硫氰氰等 有机物 污污染物存在形式 分离方法 离子态态 离子交换换法、电电解法、电电渗析法、离子吸附法 、离子浮选选法 分子态态 萃取法、结结晶法、精馏馏法、吸附法、浮选选法、 反渗透法、蒸发发法 胶体 混凝法、气浮法、吸附法、过滤过滤 法 悬悬浮物 重力分离法、离心分离法、磁力分离法、筛滤筛滤 法、气浮法 方法原理 转转化方法 化学转转化 中和法、氧化还还原法、化学沉 淀法、电电化学法 生化转转化 活性污污泥法、生物膜法、厌厌氧 生物处处理法、生物塘法 分离法 转化法 按处理原理分： n物理法、化学法（物理化学法）和生物化学法。 物理处理法(也叫机械处理) 就是利用物理作用分离废水中主要呈悬浮 状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。包括筛油 、沉淀、浮升、离心分离、蒸发、结晶、过滤和膜分离等。 化学(物理化学)处理法： 是利用化学反应或物化原理来分离、回收污 水中的污染物质，从而改变其性质或存在状态，化害为利。其方法有 中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附以及离于交换、电 渗祈等。此法多用于工业废水的处理。 废水的生物处理方法(也叫生化法) 是利用微生物的代谢作用， 使废水中呈镕解状态、胶体状态以及某些不溶解的有机甚至无污 染物质，转化为稳定、无害的物质，从而达到净化的目的。此法 按照作用微生物习性的不同，可分为好氧法相厌氧法两大类。 按处理程度分： n一级处理：主要去除SS和漂浮物质，通过中和和均衡等预 处理对废水进行调节以便排入受纳水体或二级处理装置。 n二级处理：去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质 ，主要采用生物处理法，处理水可以达标排放。 n三级处理：对难降解的有机物、磷、氮等营养物质进一步 处理。采用混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒 等。 酸性水（含硫污水)汽提装置 酸性水经脱气、除油、换热后送入主汽提塔，塔顶气 相产物经冷凝冷却后进入塔顶回流罐，分离出的冷凝 液返回主汽提塔，酸性气至硫磺回收装置。主汽提塔 塔釜撇出的轻污油进入地下污油罐，主汽提塔塔底抽 出处理后净化水，部分回用，部分至含油污水管网。 第二章 炼油厂废水的来源和治理 第1节 废水的来源和分类 炼油厂生产过程中需要大量的水。一个生产装置较完备的炼厂, 用水量为原油加工量的530倍,除循环使用和少量消耗掉外,尚 有大量的水成为废水排出。 1.含油污水 来源于各装置机泵冷却水、装置区冲洗地面水、原料罐区冲洗 地面水、油罐罐底排水、各种油水分离器排水及被油污染的雨水 等。 2.含硫废水 酸性废水。含硫污水主要来源于原油的二次加工过程,如催化裂 化、焦化、加氢等过程。 3.含氰废水 含氰废水并不是独立的一种污水,如催化裂化装置的含硫污水就含有 氰。氰含量高的可达200300mg/L,对氰化物作单独处理时可称为含氰 废水。 4.含酸废水、含碱废水 含酸废水、含碱废水来自酸碱精制装置和配酸、配碱、水处理等处。 5.含盐污水 主要来自常减压装置电脱盐脱水罐排水,除含有大量盐外,还含有原油 。 6.假定清净下水 主要来源于循环水场凉水塔排污、软化水处理系统排水、锅炉排水和 未污染雨水等。 7.生活污水 来自生产、生活区设施的生活污水。 第2节 废水的治理 目前各炼厂在充分利用水资源、提高水的循环利用率、降 低直流水用量、减少排污量的基础上,对排出的废水采用清污 分流的方法处理。我国炼厂排水系统通常设置含硫废水系统 、含油废水系统、含碱废水系统、生活污水系统和假定清净 下水系统等。假定清净下水水质较好,一般经简单隔油或浮 选后直接排放。 污水处理一般分三级。一级处理主要包括脱硫、中和、隔 油、浮选,将污水中的大部分油、悬浮物、硫化物、氨氮等 脱除,达到二级处理对进水的要求;二级处理即生化处理,除 去污水中的有机污染物,使之达到企业排放标准;三级处理即 深度处理,进一步除去二级处理出水中残留的污染物,以达到 更高的排放标准和符和回用的要求。 炼厂污水处理流程因炼制原油含硫量及对出水的要求不同 而异。 除 油 含硫污水汽 提 硫化氢、氨去回收系统 贮 存 含硫污水 氧 化 调 节 含油污水隔 油 浮 选 曝 气 快 滤 活性碳 吸附 回用 灌溉 排放 生活污水 含盐污水 中 和 含碱污水调 节 沉 降 循环水场排污水 浮 选 炼油厂污水处理流程示意图 脱 气 除 油 均 质 储 存 汽 提 塔 去硫磺回收装置 H2S气 含硫污水 氨气 净化水 含硫废水处理系统原则流程图 废气治理废气治理 第一章 概 论 1-1 大气污染 n1.大气污染的含义： n国家标准组织定义（ISO）定义： n指自然界中局部的职能变化和人类的生产和生活活动 改变大气圈中某些原有成分和向大气中排放有毒害物 质，以致使大气质量恶化，影响原来有利的生态平衡 体系，严重威胁着人体健康和正常工农业生产，以及 对建筑物和设备财产等的损坏. 2.大气污染源的分类 n有四种分类法 按污染源存在形式：固定污染源、移动污染源； 按污染源排放方式：高架源、面源、线源； 按污染源排放时间：连续源、间断源、瞬时源； 按污染源产生类型：工业污染源、家庭炉灶、汽车排气。 n进行大气质量评价适宜用第一种分法，研究扩散适宜用第二种分 法，分析污染物排放时间规律适宜用第三种分法，解决污染物， 控制污染物适宜用第四种分法。 3一次污染物和二次污染物 n一次污染物：指直接从各类污染源排出的物质。 n可分为：非反应物质，其性质较稳定；反应性物质，性质不稳定 ，在大气中常与某些其它物质产生化学反应或作为催化剂促进其 它污染物产生化学反应。 n二次污染物：反应性的二次污染物与大气中的其它组分反应形成 的物质。如二次污染物硫酸烟雾（又称硫酸气溶胶）形成过程。 n往往二次污染物比一次污染物的危害大得多。 4主要大气污染物 n按其存在状态可概括为气溶胶状污染物和气态状污染 物。 n（1）气溶胶状污染物 n（2）气态状污染物 (1)气溶胶状污染物 n分类：气溶胶中 0.11m 微粒 n 烟 0.11m 降尘（10m） n 尘 10100m 飘尘（10m） n 雾 110m TSP 100m 的颗粒 n危害：引起呼吸道疾病；致癌作用；造成烟雾 事件（硫酸等，SO2之所以在大气中造成危害是由于 大气中微尘带有一些Mn2+、Fe2+等催化剂使 （2）气态状污染物 n常见的有：CO、NOx、HC化合物、SOx、微 粒、光化学烟雾等 n粉尘（钢铁厂、冶炼厂、水泥厂、建筑材料厂等）； n硫化物（民用炉、热点站、金属冶炼、硫酸厂）； n氮化物（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂）； n氧化物（CO、CO2）； n卤化物（氟化物、氯化物、制碱厂）； n有机物质的污染。 n 1）CO 占总污染量的30% n主要来源：汽车排气占50% n危害：与血红蛋白结合危害人体，排量多会使空气中 O2量降低。 n 2）NOx、NO、NO2 n 来源：石化燃料的燃烧 n 高温下，大气中的氮和氧结合（热解NO） n NOx生成量与燃烧温度有关 n 各种工业过程（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂等） n 危害：光化学烟雾的主要成分； n 对动植物体有强的腐蚀性。 n 3）碳氢化合物（HC） n来源：燃料燃烧不完全排放HC化合物，汽车尾气中有10%HC化 合物。美国1970年统计，在总HC尾气中，汽车排气占48%。 n危害：光化学烟雾的主要成分。 n4）硫氧化物 n来源：燃料燃烧； n 有色金属冶炼； n 民用燃烧炉灶。 n SO2浓度：3.5%以上 高浓度烟气 n 3.5%以下 低浓度烟气 n危害：产生酸雨；腐蚀生物的机体；产生化学烟雾 。 n硫酸烟雾的代表事件：伦敦烟雾事件 n 6）其他有害物质（石棉、铍、汞） n 7）光化学烟雾 n光化学烟雾早在1946年最早在洛杉矶发现，故又叫“洛 杉矶烟雾”。这种烟雾经常发生在夏季和早秋季节，每 次事件给人造成很大的灾难。 n大气中的一次污染物如汽车、工厂等排放的燃烧生成 物和未燃烧物质经过太阳光的照射，各种污染物之间 发生反应形成二次污染物烟雾，被称为光化学烟 雾。 1 大气污染的危害 n大气污染物侵入人体途径：表面接触；食入含有大气污染物 的食物；吸入被污染的空气。 n危害： n 人体健康危害 n 对植物的危害：叶萎缩、枯烂、吸入到果实中。 n 局部气候的影响 n 对金属制品、油漆、涂料、建筑、古物等的危害（重庆 长江 大桥的桥梁） n 对臭氧层的破坏 1- 大气污染防治途径 n一.要搞好大气污染的防治，必须掌握大气环境污染的 特征。 n（1）我国大气环境的特征： 普遍受到尘、SO2为主的烟煤型污染； 在大城市或特大城市要注意NOX的污染来源：主要 是汽车； 酸雨； 局部地区的污染：如氧化物：包头、抚顺、昆明等 ；铅：沈阳、广州、长春、上海等。 n（2）大气污染的特征： n污染物微量（百万分之一计算），浓度用ppm. mg/m3计算； n污染物量变化（风经常影响其浓度）； n污染物质变化（如NOX和有机物在光的作用下会产生 O3、甲醛（PAN）3等。 二. 大气污染防治技术 n（1）颗粒状污染物 n除尘净化技术，包括： n重力沉降； n旋风除尘； n袋式除尘； n过滤法； n湿式除尘； n静电除尘等。 （2）气态污染物的净化 n吸收法； n吸附法； n催化氧化； n催化还原； n生物净化； n电子束照射； n燃烧法； n冷凝法； n膜分离技术等。 第二章 炼油厂废气的来源和治理 炼油厂废气为各装置加热炉及锅炉排放的燃烧废气和部分工艺 废气(如塔顶不凝气和汽提气等),主要含有粉尘、SO2 、CO、 NOx、H2S、烃类等污染环境的物质。 一、采用火炬系统处理可燃有机废气. 各塔顶冷凝器、缓冲罐等排出的含烃废气。 脱硫工艺产生的含硫废气。 事故、非正常状况下排出的可燃废气。 经火炬处理后的废气, 其有害成分为有机物、烟尘、NOx、CO 、SO2等,可达到国家排放标准。 二、采用除尘、高空排放的方法处理燃烧废气。各加热炉及催 化裂化再生器等产生的燃烧废气首先经旋风分离器、除尘器等 除尘后, 经烟囱高空排放, 监测表明能够达到排放标准。 分离器 水封槽火炬 火炬燃烧废气 回夜罐回装置利用 液体 可燃废气 火炬系统流程图 硫磺回收装置克劳斯法( Claus制硫工艺 ) H2S+O2SO2+H2O 2H2S+SO23S+2H2O 酸性气燃烧配风量按烃类完全燃烧和1/3硫化氢生成二氧 化硫来控制。 固体废物治理固体废物治理 第一章 概论 n截 止 1995 年 ，我国 工 业 固 体 废 物 历 年 累 计 堆 存 量 达 66.4 亿 吨 ， 占 地 面 积 55,000 公 顷 。 目 前 ， 中 国 每 年 产 生 固 体 废 物 6 亿 多 吨 ， 其 中 危 险 废 物 约 占 5-7% ， 即 3- 4 千 万 吨 。 这 些 废 物 多 数 只 是 简 单 堆 放 ， 污 染 土 地 、 地 下 水 和 地 表 水 ， 污 染 事 故 屡 有 发 生 ， 对 附 近 居 民 的 健 康 造 成 严 重 危 害 。 n固体废物问题较之其他形式的环境问题有其独特之处，简单概括 之，“四最”- 最难得到处置、最具综合性的环境问题、最晚得到重 视、最贴近的环境问题。 n最难得到处置：固体废物为“三废”中最难处置的一种，因为它含有 的成份相当复杂，其物理性状(体积、流动性、均匀性、粉碎程度 、水份、热值等等)也千变万化。 n最晚得到重视：在固、液、气三种形态的污染（固体污染、水污染 、大气污染）中，固体废物的污染问题较之大气、水污染是最后引 起人们的注意，也是最少得到人们重视的污染问题。 n最具综合性的环境问题：固体废物的污染，从来就不是单一的，它 同时也伴随着水污染及大气污染问题。仅在对固体废物进行最简单 符合环境要求处理的垃圾卫生填埋场，就必须面对垃圾渗沥液对地 下水的污染问题，必须具备污水处理及对排放的填埋气体适当处理 的能力。 n最贴近的环境问题：固体废物问题，尤其是城市生活垃圾，最贴近 人们的日常生活，因而是与人类生活最息息相关的环境问题。人们 每天都在产生垃圾、排放垃圾，同时也在无意识中污染我们的生存 环境。我们抱怨资源匮乏、我们抱怨环境恶劣，但我们每随手扔掉 一节废旧电池、一个一次性塑料饭盒甚或是废旧纸张的时候，我们 是否意识到这每一个小小的行动对资源、对环境带来的影响？ n第1节 固体废物及其分类 n1、固体废物的概念 固体废物，通常指人类在生产与生活中产生，生产者在一 定时间和地点不再需要而丢弃的固体、半固体或泥状物质 -“废弃物”是一个相对概念，是有一定时空条件的。往往 一种过程中产生的废物，可以成为另一过程的原料，所以 废物也有放在错误地点的原料之称。 n2、固体废物的分类 按其组成可分为有机废物和无机废物；按其形态可分为固 体（块状，粒状，粉状）和泥状的废物；按其来源可分为 工业废物、矿业废物、城市垃圾、农业废物和放射性废物 等；按其危害特性可分为有害和无害废物。 我国分为：工矿业固体废物、有害固体废物和城市垃圾 欧美等普遍采用的是按来源进行分类 固体废物 工业城市生活农业放射性矿业 废屑 污泥 粉尘 废渣 粪便 垃圾 畜便 秸秆 废屑 污泥 粉尘 尾矿 废石 尾矿 废石 有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性、放射性 有 害 固 体 废 物 固体废物的分类 工业固体废物 n冶金工业废弃物。如高炉炼铁产生的高炉渣，平炉、 转炉、电炉炼钢产生的钢渣，铜、镍、铝、锌等有色 金属冶炼过程产生的有色金属渣，铁合金渣以及提炼 氧化铝时产生的赤泥等 n能源工业固体废物。燃煤电厂产生的粉煤灰、炉渣、 烟道灰，采煤及洗煤过程中产生的煤砰石等，还有石 油工业产生的油泥、焦油、页岩渣、废催化剂等。 n化学工业固体废物，化学工业生产过程中产生的硫铁 矿渣、酸渣。碱渣。盐泥等。 矿业固体废物 n采矿废石和尾矿。废石是指各种金属，非金属矿山开 采过程中剥离下来的各种岩石。 城市垃圾 n居民生活、商业活动、市政维护、机关办公等产生的生活废物。 如炊厨废物、废纸、织物、家用杂具、玻璃陶瓷碎物、电器制品 、废；日塑料制品、废交通工具、煤灰渣、脏土及粪便等。 农业固体废物 n农、林、牧、渔各业生产、科研及农民日常生活过程中产生的植 物秸秆、牲畜粪便、生活废物等。 放射性固体废物 n指核燃料生产加工、同位素应用、核电站、科研单位、医疗单位 以及放射性废物处理设施产生的放射性废物。 3、有害废物 n是一类具有特殊物理、化学、生物特性的物质，一旦 管理不当，就会对人体健康和环境造成危害。这种危 害包括即时急性危害，如急性中毒、火灾爆炸等。还 包括长期潜在性危害，如慢性中毒、致癌、污染地面 或地下水等。一般将具有下列危害的废物定义为有害 废物。 n引起或导致死亡率增加。 n引起各种疾病的增加。 n降低对疾病的抵抗力。 n在处理、贮存、运输、处置或其他管理不当时，对人 体健康或环境造成即时或潜在性的危害。 第2节 固体废物对环境的污染及其危害 n1、固体废物对环境污染的危害 侵占土地 n美国固体废物占地已达200万公顷；日本在60年代未，仅煤歼石 已堆积达6.4亿吨，占地0.27万公顷。 污染土地 n固体废物长期露天堆放，其中有害成分经过风化、雨淋、地表 径流的侵蚀很容易渗入土壤中，不仅会使土壤中的微生物死亡 ，使之成为无腐解能力的死上，而且这些有害成分在土壤中过 量积累，还会使土壤盐碱化、毒化 -德国某冶金厂附近的土壤 被污染后，在该土地上生长的植物体内含铅量为一般植物的80- 260倍，含锌量为一般植物的26-80倍，含铜量为30-50倍。 n如果直接用垃圾、粪便或来自医院、肉联厂、生物制品厂的废 渣作为肥料施入农田，其中的病原菌、寄生虫等就会使土壤污 染，被病原菌污染后的土壤，可通过下面两条途径使人致病。 (1)人与污染后的土壤直接接触，或生吃该土壤 上种植的蔬菜、瓜果致病；（2）污染土壤中的 病原体和其他有害物质，随天然降水径流或渗流 进入水体，再传病于人。 垃圾、粪便长期弃置郊外，粗制滥造，作为堆肥 使用，使土壤碱性增加，重金属富集。因过量施 用废弃物使土质被破坏的土地每年有近7000公 顷，从而影响了农业生产。 受到污染的土壤，由于一般不具有天然的自净能 力，也很难通过稀释扩散的办法减轻其污染程度 ，所以不得不采取耗资巨大的办法解决。 污染水体 n废物随天然降水流入江、河、湖、海，污染地表水； n废物中的有害物质随水渗入土壤，进入地下水，使地 下水污染； n较小的颗粒、粉尘随风散扬，落入地面水，使其污染 ； n将固体废物直接排入江、河、湖、海调使之造成更大 的污染 地中海水域进行的调查表明,每平方公里水表面所拥有的各种 漂浮物体已高达2000多个，放眼望去，真可谓斑斑点点，疾 满目疮 n污染空气 （1）在适宜的温度下，由废物本身的蒸发、升华 及发生化学反应而释放出有害气体； （2）废物中的细粒、粉未随风吹扬，加重大气的 粉尘污染； （3）在废物运输处理、处置和利用过程中产生有 害的气体和粉尘 。 影响环境卫生 n由于没有废渣、垃圾处置场所，固体废物被随意倾倒、堆放在城 市的各个角落，既影响市容、妨碍景观，又容易影响环境卫生， 传染各种疾病。在我国，城市垃圾、粪便的出路历来是送往近郊 区的农田作肥料，而大部分生活垃圾只作简单分选就直接上地， 没有经过高温堆肥、无害化处理。目前，随着城市人口的迅速增 加，城市的生活垃圾每年以6一7的速度增加，固体废物正面临 着无处接纳的困难局面。 n环境专家还对各种类型废弃物的解体时间作出推算并指出塑料瓶 约需450年，盛啤酒或汽水的易拉罐约需200250年，普通马口 铁罐头盒约需100年，经油漆粉刷的木板约需13年，帆布制品约 需1年，绳索约需314个月，棉织物约需15个月，火车票等纸 屑约需半个月。 n2、固体庞弃物的污染途径 污染成分就会通过水、气、土壤、食物链各种途 径污染环境，危害人类健康。 n3、固体废物环境管理的特点 要作最终处置 n 许多固体废物，特别是废水、废气处理过程所产生的 残渣物质，往往最大限度地浓集了多种污染成分。在 无法或暂时无法加以综合利用的情况下，为了避免和 减少二次污染，必须进行妥善的管理，使其最大限度 地与生物圈隔离，这就是安全处置 要作妥善的途径管理 n安全处置要求合适的水文、地质、气候等条件，要求 合理的设计、建造、操作和长期监测。因此，需要将 固体废物，特别是有害废弃物从不同的产生地加以收 集、包装，集中送到中间转运站，再集中送到某一场 地，预处理后加以处置。必须对固体废物实行全 过程的污染控制管理，这就是途径管理 人土壤 大气 水 填埋场生物圈 吸入 食物摄入 直接接触 饮水 呼出 吸入 蒸发 深处或地表径流 排泄 饮水 吸着 沉降 扬尘 沉降 冲刷或渗出 蒸发 蒸发 固体废物的主要污染途径 要注意潜在危害 n对于固体废物，则必须实行从产生到最终处置 的全过程的管理体制，而将产生、运输、综合 利用、处理、处置等所有废弃物运动过程所涉 及的各环节都作为污染源进行管理和控制 产生、分类、标识。 运输。 加工处理。 交换和能量回收。 焚烧和无害化处理。 贮存和完全处置。 浸出液管理、处置场监督、管理 n第3节 固体废物的利用 n1、固体废物作建筑材料 许多工业固体废物如煤歼石、粉煤灰、高炉渣、钢渣等都 具有建筑材料所需要的成分和性质，可以制成建筑材料 工业废业废 渣用 途 高炉渣、粉煤灰、煤渣、煤矸石 、钢钢渣、电电石渣、尾矿矿粉、赤 泥、铜铜渣、镍镍渣、铅铅渣、硫铁铁 矿矿渣、铬铬渣、废废石膏、水泥窑 灰 1制造水泥原料或混凝土 2制造墙墙体材料 3道路材料，制造地基垫层垫层 材料 高炉渣（气冷渣、粒化渣、膨胀胀 矿矿渣等）、粉煤灰渣（煤矸石、 赤泥、铜铜渣、镍镍渣等） 作为为混凝土骨料和轻质轻质 骨料制陶 高炉渣、铜铜渣、镍镍渣、铬铬渣、 粉煤灰、煤矸石 制造热铸热铸 制品 高炉渣（渣棉、水渣）、粉煤灰 、煤渣等 制造保温材料 n2、固体废物作工业原料 如钢渣可以代替焙剂用于烧结生产，可以做高炉 、化铁炉的熔剂，也可以返回转炉炼钢利用；铬 渣可以代替铬矿粉作玻璃着色剂；洗煤厂排出的 煤泥可在铸造过程中作砂的粘结剂。在国外还可 用浮选尾煤作塑料的原料等。 3、固体废物作能源 n来源于煤炭、石油、动植物的固体废物，大多含有一定量的煤炭 、油和生物能。70年代世界性能源危机以来，从固体废物，特别 是城市垃圾中回收能源的技术得到迅速发展。 n 固体废物作为能源的途径有两条： 一条是将固体废物直接焚烧，然后利用焚烧释放出的热量供热 或发电，又称为直接回收利用法。 另一条是先将固体废物加工成原料，然后再进行焚烧供热或发 电，这是一种间接回收利用法。 n4、固体废物在农业上的利用 固体废物中常含有丰富的有机质和作物养分，可以用来改 良土壤，为作物提供营养元素等。据报道，美国每年产生 有机干废弃物8亿吨左右，其中包括牲畜粪便、秸秆残茬、 污泥、食品废物、城市垃圾、木材加工废物、工业有机废 物等，这些废物中含有1352万吨氮素，388万吨磷和1004 万吨钾。近年来，美国的化肥消耗量为氮肥1064万吨，磷 肥245万吨，钾肥485万吨，可见废物中的营养元素含量远 超过化肥的消耗量。 将城市垃圾堆肥施用到农田中是我国传统的垃圾利用方法 ，是消纳处理城市垃圾的有效措施。目前，我国每年产生 城市生活垃圾5000一7000万吨，以利用率60计算，其中 含有相当于240一336万吨的有机物，180一250万吨的氮 、磷、钾养分。把垃圾作堆肥施于农田，既可消除垃圾对 环境的污染，又为农作物提供了充足的养分。 n固体废物在农业上的利用主要有两个方面： n一是作土壤改良剂，用来改良土壤； n二是用来作肥料，为作物提供生长所需的养分。 n固体废物生产堆肥 堆肥是指在一定的条件下，通过生物化学作用使来源于生 物的有机固体废物分解成为较稳定的腐殖质的过程。因此 ，可用作制造堆肥的固体废物主要是城市垃圾、水处理污 泥、农业废弃物等。有机质经堆制后形成的腐殖质既是土 壤改良剂，也是优质肥料。堆肥过程中产生的生物热温度 可达到5055，能杀灭垃圾、粪便中的病原菌、虫卵和 蝇蛆等 改良土壤粉煤灰在农业上应用有两条途径：一是把粉煤灰 直接掺入农田土壤以改良土壤和提供肥力；二是用贮灰场 的粉煤灰代替土壤，在上面种植树木和种植农作物 n第4节 固体废物的处理 n1、固体废物的压实 压实在国外是一种普遍采用的固体废物预处理方法。如汽 车、易拉罐，塑料瓶等通常首先采用压实处理。目前，压 实处理在国内还没有普及，只是对一些回收的废旧物资， 如旧鞋、旧布，废纸及废旧铁皮 n2、固体废物的破碎 为了使进入焚烧炉、填埋场、堆肥系统等废弃物的外形尺 寸减小，预先必须对固体废物进行破碎处理 破碎方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、 摩擦破碎等，此外还有专用的低温破碎和湿式破碎等 n3、固体废物的分选 分选一般有两种： n一种是将不同的物质加以分离； n另一种是将不同粒度级别的废弃物加以分离 n固化处理的目的是使废弃物中所有污染成分呈现化学惰性或被包容 起来，以便运输、利用或处置。 水泥固化。 石灰固化。 热塑性材料固化。 有机聚合固化。 自胶结固化。 玻璃固化、陶瓷固化等。 n固化方法是较为理想的有害废物无害化或少害化处理方法。国外的 一些环境保护专家认为，安全土地填埋场，最好是接受处置经固化 处理的有害废弃物，因为这样可以大大减少浸出液对环境的污染。 n在我国，固化方法主要用于处理放射性废弃物。沥青固化已达到工 业化规模，水泥固化达到中试阶段，玻璃固化还在继续研究之中。 4、固体废物的固化 n焚烧热回收技术焚烧是高温分解和深度氧化的过 程，目的在于可使可燃的固体废物氧化分解，借以 减容、去毒并回收能量及副产品。 优点迅速而大量地减少废物容积、消除有害微生 物，破坏毒性有机物并回收热能 缺点：焚烧容易造成二次污染，投资和运行管理 费用较高。 5、固体废物的焚烧和热解 热解技术 n热解是在无氧或缺氧条件下的可燃物高温分解，并以 气体油或固体炭的形式将热量贮存起来的过程。 能回收可贮存和可运输的燃料。对于工业含碳固体废 物的处理，采用热解法比焚烧法更为有利。因为热解 法在密闭条件下进行，很少产生污染问题，处理能力 大，燃料可以由本身解决，还可回收油类等产品，其 费用约为焚烧费用的27%。 n固体废物还有湿式氧化处理法、化学处理法 湿式氧化法是有机物质在水的存在下在温度为120 380、操作压力在10200个大气压时快速氧化 。在美国等一些国家里，已用来处理纸浆黑液，因 为固体含量3-6%的液体即可用此法处理。 垃圾产业，围绕固体废物的产生、运输、循环利 用、最终处置而进行的各种产业行为。近年来， 垃圾产业的概念在环保界已越来越深入人心。围 绕人类的生存与发展而进行的整个社会产业活动 中，人们不得不正视自然界本身的往复回归，不 但要完成整个社会产业活动前阶段的消费品生产 ，还必须肩负起后阶段的消费废弃物的处理。垃 圾的收集、运输、循环利用、最终处置在国外已 经成为一个重要产业。 1998年8月号“Money World”杂志更提出“垃圾变 黄金”的专题讨论，文中提到当今世界最值钱的东 西将不再是黄金和黑金（石油）。日后股票市场 的宠儿，也将由目前普遍所看好的网络、电脑软 件开发、半导体晶片等高科技股，转为处理垃圾 的公司或开发生产垃圾处理系统的科技公司所替 代。因为以现在垃圾处理费用120美元/吨来计算 ，这个市场的潜在价值高达6000亿美元以上！ n环保产业大有可为，垃圾产业大有可为。 n第五节 固体废物的处置 n1、海洋处置 一种是传统的海洋倾倒，另一种是近年发展起来的远洋焚烧 n一种观点认为海洋具有无限的容量，是处置多种工业废弃 物的理想场所，处置场在海底越深，处置越有效，另一种 观点认为这种状况持续下去会造成污染，杀死鱼类，破坏 海洋生态。由于生态问题是一个长期问题，因此对长期向 海洋倾倒废物所造成的影响必须充分注意。 海洋倾倒 n对于放射性废物及含重金属的有害废物，在进行海洋倾倒 前必须进行固化或态化处理。固化方式有两种，一种方法 是把废物按一定配方同水泥混合，搅拌均匀注入容器，养 护后进行处置；另一种方法是把废物先装入桶内，然后注 入水泥，养护后再注入或涂覆沥青，以降低固化体的浸出 率。 n远洋焚烧 远洋焚烧是利用焚烧船在远海对固体废物进行 处理处置的一种方法，适于处理各种含氯的有机 废物。 n如果含氯有机物完全燃烧产生水、二氧化碳、氯化氢 和氮氧化物，由于海水本身氯化物含量高，并不会因 吸收大量的冷凝氯化氢而使海水中氯的平衡发生变化 。此外，由于海水中碳酸氢盐的缓冲作用，也不会因 吸收氯化氢而使海水的酸度发生变化，这样就可以保 持其正常的约为8的PH值。 2、卫生土地填埋 n卫生土地填埋是一种要经过科学的选址、要有必要的 场地防护处理和其他严格管理制度等一系列科学的工 程措施和管理措施的处置方法。由于卫生土地填埋安 全可靠，价格低廉，目前已为世界上许多国家所采用 n完整的卫生土地填埋场是由一个或多个升层组成的 n3、安全土地填埋 安全土地填埋是处置有害废物的一种较好办法， 它实际上是卫生土地填埋方法的进一步改进，对 场地的建造技术要求更为严格。衬里系统的渗透 系