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2020 1 1 1 第八章环境治理 主讲 任皞 LOGO 2020 1 1 2 TableofContents 2 清洁的大气环保技术 3 固体废弃物控制技术 1 环境治理与绿色化学 2020 1 1 3 人类正面临有史以来最严重的环境危机 关闭污染严重的工厂 可暂时缓解环境问题 但不能从根本上解决环境保护与可持续发展间的矛盾 怎么办 8 1环境治理与绿色化学 2020 1 1 4 臭氧层破坏 酸雨蔓延 生物多样性减少 水体污染 固体废物 当代全球大部分环境问题直接与化学和化工产品的化学物质污染有关 全球变暖 大气污染 海洋污染 2020 1 1 5 从根本上治理环境污染的必由之路是利用化学知识和技术预防污染 从源头消除污染 大力发展绿色化学 对环境的治理 已开始从治标 即从末端治理污染 转向治本 即从始端治理污染 转向治本 即开发清洁工艺技术 减少污染源头 生产环境友好产品 从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革现有的科学制度 并发展可持续发展的科学技术 2020 1 1 6 化学 研究从一种物质向另一种物质转化的科学 传统的化学 人类需要的新物质 未有效地利用资源且产生大量排放物 造成严重的环境污染 绿色化学是更高层次的化学 它的主要特点是 原子经济性 即在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料原子 实现 零排放 因此既可以充分利用资源 又不产生污染 传统的环境治理工艺技术具备传统化学的通病 化学药品和能源消耗大 容易造成新的二次污染 2020 1 1 7 随着可持续发展战略正在迅速被全世界接受 以污染预防为主的一体化污染控制方式正在向取代过去的 管端 污染控制方向转变 实施绿色化学 开发清洁的治理工艺技术 是当前环境治理领域的热点 清洁的环境治理工艺技术应该是 处理过程所造成的新的二次污染应尽量减少 并尽可能减少能耗 2020 1 1 8 针对当代全球大部分环境问题 环境治理领域的核心是清洁的污染物处理技术 具体包括 清洁的大气环保技术 固体废物处理技术 水净化技术等 2020 1 1 9 8 2清洁的大气环保技术 许多刚从青藏高原回到大都市的旅游者 呼吸往往不适 污浊的空气怎能与雪域清新的风相比 目前我们周围空气中的化学物质已多达8万种 这些化学物质都是在工业化后的100多年间被释放到环境中的 我们生活在乌烟瘴气中 呼吸之间 不知不觉就深受其害 大气污染已经成为全球极为关注的环境热点问题 大气污染物的主要来源是人类的工业活动 2020 1 1 10 粉尘与烟气主要来源于燃烧设备和工业生产工艺 对粉尘的净化控制 主要包括机械式除尘技术 重力沉降 惯性除尘 离心分离 吸附与吸收除尘技术 静电收尘技术以及声凝等新型除尘技术 机械式除尘目前应用范围最广 但噪声大 对微细尘粒的去除效率低 吸附与吸收除尘容易造成二次污染 静电除尘法噪声小 效率高 但设备费用高 实际应用中常将多种除尘技术串联使用 综合几种方法的除尘新技术已经开始研制 声凝 热凝 高梯度磁分离等 2020 1 1 11 烟气处理技术主要包括 2020 1 1 12 SO2是造成酸雨的主要污染物 它来源于矿物燃料 煤 石油 的燃烧和工业生产工艺 如炼铝 炼油等 其中主要是工业燃煤过程中的排放 燃煤的脱硫技术大致可分为煤燃烧前脱硫 煤燃烧中脱硫和烟气脱硫等三类技术 烟气脱硫是目前大型燃煤燃油设备广泛使用的脱硫方式 石灰石 石灰 石膏法工艺是目前使用得最广泛的烟气脱硫技术 脱硫的根本出路是改变能源结构 8 2 1脱硫技术 2020 1 1 13 目前 对于硫或SO2的控制技术主要还是后处理技术 显然 解决问题的根本途径是改变能源的结构 大量采用清洁能源 如太阳能 核能 地热能 风能 水技术 主要是机外净化 2020 1 1 14 尾气净化是在排气消声处 加入载有可与尾气污染物进行反应的物质的填料 使尾气得到净化 机外净化技术 2020 1 1 15 机内净化技术是在发动机的工艺结构设计上入手 保证燃料能够在机内尽可能燃烧完全 这种技术的研究 主要集中在 改变燃料的供给方式 采用燃油喷射系统 点火系统的电子化设计 机内净化技术 2020 1 1 16 燃油喷射电子点火系统 使发动机的性能前进了一大步 也使尾气的排放状态有了明显改善 发达国家生产的汽车发动机大多采用了这种技术 能源替代技术 改变汽车所使用的能源 采用污染小或清洁的能源来替代燃油 如用煤气或天然气替代燃油的汽车 电动汽车 太阳能汽车等 由于受到动力性 技术保障 能源来源以及经济发展等方面的影响 这类技术大多处于研制或试用阶段 从发展前景看 在21世纪 这类技术会得到广泛的推广使用 2020 1 1 17 8 2 2工业废气控制技术 依据绿色化学的原理 回收再利用技术与其他技术组合 代表了工业废气控制技术的发展方向 2020 1 1 18 氯氟烃和卤族化合物类物质的控制与消减 氯氟烃 CFCs 和卤族化合物类物质 ODS 是一种无色 无味 在常温下即气化的物质 它的广泛使用 已经破坏了大气中的臭氧层 主要措施 消减CFCs的使用量 直至停止使用 替代品的研究开发 2020 1 1 19 中国实施消减CFCs并最终停止生产与使用ODS的技术手段主要有 CFCs生产结构的调整 即在不增加CFCs总生产能力的基础上 将CFCs的分散生产变成集中生产 为最终转产创造有利条件 建立替代品生产体系 几年来 在这方面我国已经取得了积极的进展 一些无氟冰箱已经问世 在发泡材料生产领域 用丁烷 戊烷和CO2与HCFC 22混合物 替代CFCs的使用 停止非必要场所的ODS的使用 比如消防中 在一些不必要使用哈龙灭火器的场所 用干粉灭火器等代替 回收循环使用技术 在停止生产与使用ODS期限前 采用回收循环使用 可减少ODS的生产量 2020 1 1 20 哈龙灭火器 哈龙 来自英译词 Halon 消防战士又将它称为 1211 1301 这种灭火器装满氯和溴甲烷等物质 呈液态 喷射出来转为气态 能抑制燃烧 灭火效果明显 但 哈龙 有致命缺点 喷出来的气体受太阳照射 会分解出 氯 溴 等自由基 破坏臭氧层 2020 1 1 21 8 3固体废弃物控制技术 工业废物中某一物质的组分一般较大 因此 在略加处理后 可以直接回收或资源化利用 例如 某些食品加工行业的废物 是饲料生产的原料 再如 燃煤火电厂的粉煤灰 可直接做为原料生产水泥或建筑构件 也可以略加配制后 做高速公路的路基土 2020 1 1 22 在工业发达国家 废物的减量化明显 而且回收利用率很高 工业固体废物与城市垃圾大多进行了分类