环境污染治理与节能减排课程提纲

《环境污染治理与节能减排》课程提纲一、环境科学与环境工程学在环境科学领域里，从其功能和作用的角度看，所谓环境就是人类或生物生存所需要的条件和各种物质资源的总和，即相对于某一中心体的全部客体及其相互关系。二、环境工程学的主要内容：水质净化与水污染控制工程；大气污染控制工程；固体废弃物处理处置与管理工程；噪声、振动与其它公害防治技术；环境规划、管理和环境系统工程；环境监测与环境质量评价。第一章环境问题所谓环境问题，是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然界的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。一、环境问题的产生及发展过程二、环境问题的启示（可持续发展）：环境是人类生存所依赖的资源库；环境问题的产生是人类社会发展的产物；人类面临的环境问题是相互联系相互制约的；环境问题发展和变化的关键是人类。三、全球性环境问题及危害的剖析臭氧层破坏、温室效应、酸雨、烟雾事件和有毒物质的污染这五个环境问题在整个环境问题群中占有极其重要的位置，因而被认为是五大全球性环境问题（三大全球性环境问题）。（一）臭氧层的破坏及其危害大气根据其温度随高度的变化可分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层（外层）。臭氧在保护地球生态环境中起着重要作用：1.它是太阳紫外辐射的一种过滤器，像保护伞一样，保护着地球上的所有生物和人类免遭伤害。2.臭氧对调节地球气温也有重要作用（属于温室气体）。臭氧层破坏原因：人类活动排放的消耗臭氧层物质（全氯氟烃和含溴氟烷）到达平流层，使O3不断被损耗。臭氧层的破坏会以多种方式深刻地影响着全球的生态环境：UV-B辐射量的增加会对农业生产造成不利影响；UV-B辐射量的增加对水生生物产生有害影响（将减少浮游生物的产量，影响食物链和整个水生生态系统）；UV-B辐射量的增加危害人类健康（晒斑、眼疾病、皮肤癌、免疫系统变化等）。臭氧层破坏的应付措施与策略：1.开发消耗臭氧层物质的替代技术（氨制冷技术）；2.制定淘汰消耗臭氧层物质的措施（绿色冰箱标志）；3.开展淘汰消耗臭氧层物质国际行动。洁（二）向温室效应及彩其变化趋势民存在于大气练中的某些痕酱量物质和存捏在于对流层霜中的臭氧具姜有吸收太阳使能在近地表标面的长波辐些射从而使大辨气增温的作欧用，称之为哀温室效应。缝具有这种作朝用的气体称垮之为温室气窃体。二氧化奖碳、甲烷、流氧化亚氮、冶氟利昂和臭扰氧是对气候彻变暖贡献最睡为显著的拼5梢种大气成分助。扁气候变化对离自然界和人尚类的影响主悼要表现在以皱下几个方面池：持1.异雪盖和冰川秘面积减少；禽2.捉海平面上升费（岛屿）设；锻3.卧降水格局发小生变化；怖4.钓导致气候灾尖害事件发生史（干旱）蚕；底5.鲁影响人类健燃康饿（疾病）律；黄6.时影响农业和捧自然生态系类统。仁反应措施与浊策略着(绪控制气候变己化的途径喂)恳：陷⑴控制温室峰气体排放：亚改变能源结冶构，控制化意石燃料使用肆量，增加核米能和可再生颂能源使用比矮例；提高发鉴电和其他能俊源转换部门赌的效率；提咳高工业生产摧部门的能源沟使用效率，勤降低单位产卖品能耗；提往高建筑采暖允等民用能源米效率；提高图交通部门的币能源效率；鞠减少森林植溉被的破坏，你控制水田和蔬垃圾填埋场狡排放甲烷等瞎，由此来控柏制和减少二碧氧化碳等温夕室气体的排艘放量。哪⑵增加温室标气体吸收：螺主要途径有啄植树造林和烤采用固碳技叔术等。固碳冲技术是指把呀燃烧气体中汁的二氧化碳碗分离、回收发，然后注入资深海或地下妄，或者通过稻化学、物理尾及生物方法哑固定。五⑶适应气候毕变化：主要歪措施有培育丽新的农作物月品种，调整就农业生产结眨构，规划和休建设防止海柳岸侵蚀的工究程等。斗（三）悦酸雨和环境揪酸化范围扩普大化被称为促“示空中死神孤”疏的酸雨（厌Acid额rain脾）是指恩pH垂值小于够5.6离的雨、雪或冲其他形式的扭大气降水（年如雾、露、拿霜），是一励种大气污染锐现象。酸雨该是大气污染淋的结果，是虚硫氧化物和阳氮氧化物在饥大气或水滴辞中转化为硫腾酸和硝酸等乖所致，我国径当前的酸雨累属硫酸型酸辩雨。乳酸雨的危害捏：使淡水湖印泊、河流酸述化，湖水中坐鱼类减少；资影响土壤特孙性；影响森军林生长；腐拴蚀建筑材料匆及金属结构灶；影响人体透健康。分控制措施与败策略拘(柳控制致酸前叹体物排放和乔酸雨的主要晕途径街)残有：对原煤施进行洗选加男工，减少煤盖炭中的硫含传量；优先开草发和使用各宏种低硫燃料仇；改进燃烧宅技术，减少缓燃烧过程中榴二氧化硫和纯氮氧化物的氧产生量；改剩进汽车发动习机技术，安文装尾气净化怪装置，减少屠氮氧化物的甩排放。慌第二章影狱水污染控制艰工程概论缴1.乒污水的来源冠及分类字污水是生活故污水、工业透废水、被污就染的降水和目流入排水管娇渠的其他污扑染水的统称胜。甩2.款污水的水质地指标遇（交1绿）生化需氧浴量够(踢BOD)谈演表示在有氧棋条件下，好惯氧微生物氧胸化分解单位傅体积水中有乡机物所消耗溪的游离氧的仁数量，单位盖为肉mg/L斗。罗（拍2巨）化学需氧泼量购(瑞COD)梦会表示用化学米氧化剂氧化仗单位体积水熊中有机污染鸡物所消耗的筹氧化剂量，羞常用单位为夕mg/L黎。殖（栋3赵）悬浮物栏；逐（轮4缠）总需氧量季；肿（董5托）总有机碳摄；符（横6喇）有毒物质谦；众（荐7窑）伪pH饱值岛；瑞（旨8齿）温度晒；底（栽9戏）大肠菌群沫数慕；井（旗10造）其它：浑鱼浊度、颜色忍、比电导、扰碱度、硬度邻。菊3.侧水质标准：讨水环境保护虽标准主要可猫分为水域水燥质标准和排木水水质标准污两大类。亲二、傅水体污染与校水体自净们1.三水体污染烈水体是指地们表被水覆盖蜜的自然综合牢体，是河流到、湖泊、沼趟泽、水库、平地下水、海呼洋、冰川等理的总称。水葵体污染是指化排入水体的些污染物在数初量上超过了董该物质在水晃体中的本底贝含量和水体再的环境容量兵，从而导致隶水体中的水旋产生了物理著和化学上的偷变化，破坏绸了水体中固轨有的生态系弄统，破坏了罚水体的功能京及其在经济馅发展和人民腾生活中的作上用仓。宽根据污染物道的物理、化刃学、生物学达性质及其污源染特性，史水体中的污廉染物主要包垮括以下几类狭：牧无机无毒物鸟、无机有毒摘物、有机无盏毒物、碎有机有毒物习。绿2.妄水体自净：失水体能够在胸其环境容量泻的范围内，访经过水体的黑物理、化学象和生物的作税用，使排入圆的污染物质圆的浓度随着裂时间的推移锻在向下游流莲动的过程中阅自然降低，梨这就是水体迎的自净作用威。幸水体自净过余程按其机理倒可分为：物蚂理过程、化盘学及物理化典学过程、生君物化学过程公。蓝水体富营养挑化是指氮、蔬磷等大量物贱质进入湖泊篮、水库及海奉湾等缓流水恼体，促进水勒生生物异常旬繁殖，主要稍是各种藻类尼的大量繁殖陡，将造成水积中溶解氧的跃急剧变化。厘藻类的呼吸苍作用和其尸耳体的分解作屑用可使水体阵在一定时间慕内处于严重夺缺氧状态，挥严重影响水涨中动物、鱼洪类生存。廉水处理的基逆本原则与基会本方法望1.更污水处理的紫基本原则质2.印污水处理的量基本方法压现代污水处洪理技术，按塑其原理可分览为物理处理休法、化学处有理法和生物饲处理法三类财。遵生物化学处栗理法：利用扰微生物的代晋谢作用，使富污水中呈溶忧解、胶体状附态的有机污慢染物转化为瓦稳定的无害州物质。主要钢方法包括好熄氧氧化法（拒利用好氧微栽生物的作用彼）和厌氧还行原法（利用妄厌氧微生物功的作用）。罩四际、水质的预肿处理衫水质的预处属理是针对后棋续处理而言竞的。它的任投务是去除大尸块漂浮物质绣，稳定水质第，均化调节词，减轻后续束处理负荷。租常用的技术课有筛滤、截缸留、调节、腥沉淀等。党五蚁、好氧生物况处理（活性超污泥法）可生物处理就秆是利用微生司物分解氧化瘦有机物的这等一功能，采隶取一定的人挑工措施，创闻造有利于微词生物的生长等、繁殖的环创境，使微生毯物大量繁殖投，以提高其慕分解氧化有茄机物效率的趁一种废水处促理的方法。菊生物处理法冰分为好氧和吼厌氧两大类芳。活性污泥狭法是水体自泉净的人工化栽，是使生物弊群体在反应筐器（曝气池治）内呈悬浮生状，并与废暂水接触而使携之净化的方悬法。活性污勿泥法就是以阻活性污泥为踩主体的废水责处理法。瞧活性污泥法霸是目前有机糠废水生物处部理的主要方坐法，主要构勇筑物是曝气触池和二次沉蜂淀池。活性重污泥法是一商种好氧生物闹处理的方法近。好氧微生崇物在氧化有葱机物时需要东一定数量的盯氧，因此，烈必须在处理娃过程中提供厌充足的氧，袋所谓曝气就挤是往水中打弹入空气或利谨用机械搅拌筹的作用使空吃气中的氧溶舒入水中。活等性污泥法是棵目前工作效窝率最高的人捡工生物处理态法。键六持、污泥的处厌理与综合利柳用杯污泥的综合能利用净1舌用作肥料；商2决工业原料及瑞产品；懂3向污泥气利用令；盒4文其他用途：责作建筑材料友（制砖与制汗纤维板材）撕；沉渣利用培；有机污泥缝利用。腹土壤中的微箭生物将有机甲物分解为简铃单无机物的谊过程称为降头解过程。韵七很、废水的深姨度处理与再乱用全根据对污水殿的处理程度歌不同，污恳水处理可分菠为一级（包核括预处理）穗、二级和三喜级（深度处福理）。域一级处理主兔要是去除污练水中漂浮物也和部分悬浮版状态的污染较物质，调节卵pH提值，减轻废区水的腐化程办度和后续处港理的工艺负你荷。二级处智理的主要任悲务是大幅度君去除污水中备呈胶体和溶景解状态的有舌机物，采用赵的方法主要肃是以生化处佳理作为二级旦处理的主要塔工艺，即活瓜性污泥法江深度处理就即是用于除去扎那些在常规狸二级处理过予程中未被去赶除的和去除迎不够的污染腐物，以使出君水在排放时尝符合受纳水胞体的水质标盗准，在再用忘时符合具体泥用途的水质而标准。想第三章瓜锋大气污染控疾制工程一、概论铲（一）利大气污染漆1.部大气污染的另定义搜按照国际标菜准化组织对活大气和空气鹊的定义：大三气（需atmos怀phere衫）是指环绕伐地球的全部及空气的总和医；环境空气净（佩ambie容ntai岁r洞）是指人类拆、植物、动底物和建筑物锻暴露于其中怠的室外空气鼻。横大气污染是锐指分散在空奇气中的有害趋气体和颗粒月物质，累积遵到超过空气页自净化过程匪（稀释、扩蜘散、沉降等泰作用）所能踏降低的程度生，在一定的临持续时间内寸有害于生物姐及非生物。县按照大气污兴染的范围来艰分，大致可坚分为四类：令①局部地区芽污染，局限糊于小范围的图大气污染，纳如受到某些药烟囱排气的姨直接影响；俭②地区性污行染，涉及到槽一个地区的眉大气污染，摆如工业区及利其附近地区嫩或整个城市赔大气受到污周染；③广域蚁性色污染，涉及双到比一个地途区或大城市秃更广泛地区净的大气污染询；④全球性兽污染，涉及造到全球范围滚或国际性的祝大气污染。栽在我国的环面境空气质量葱标准中，根朗据粉尘颗粒敲的大小，将暖其分为总悬异浮颗粒物（弓total陈susp访ended揉part旷icles原）和可吸入白颗粒物（庙inhal纯able刘part傅icles俩）。总悬浮召颗粒物（嗓TSP般）是指能悬动浮在空气中色，空气动力界学当量直径摧≦泪100um迫的颗粒物。杂可吸入颗粒例物狂(PM10悲)邮是指悬浮在处空气中空气侄动力学当量枕直径≦特10um答的颗粒物。糖气体状态污贫染物是死以分子状态竟存在的污染剑物，简称气偏态污染物。认气态污染物流可分为一次庙污染物和二策次污染物。凝一次污染物洗也称原发性决污染物，是乒指从污染源甘直接排入大帅气中的原始也污染物；二士次污染物也剑称继发性污冶染物，是指翠一次污染物改进入大气后席经过一系列限大气化学或菜光化学反应规生成的与一岸次污染物性点质不同的新写污染物。大紫气污染物的傻来源可分为郊自然污染源仓和人为污染庄源两类，大披气污染源又掌可概括为三球方面：燃料颈燃烧、工业钳生产和交通乓运输。添大气圈及其圆垂直结构：涝自然地理学汽把受地心引帝力而随地球虹旋转的大气犬叫做大气圈须。世界气象妄组织（置WMO海）根据大气滑温度垂直分四布特点，将懒大气分为：明对流层、平迅流层、中间仅层、暖层和孝散逸层。沉世界八大公暴害事件：①稍马斯河谷事离件②多诺拉泽事件③洛杉茧矶光化学烟庙雾事件④伦龙敦烟雾事件衬⑤四日市哮饺喘病事件⑥壤水俣病事件创⑦骨痛病事鸽件⑧米糠油晃事件。斜2.拖我国大气污吧染的现状贡我国是世界花上大气污染去最严重的国亡家之一，大居气污染是我高国环境问题根中的一个主闲要问题，我散国大气污染炼以煤烟型污护染为主，尘鹅和酸雨危害宽最大，污染洲程度在加重攀，全国城市滔大气环境污节染北方重于喜南方城市，有全国大城市遭汽车尾气污惠染趋势加重冒，氮氧化物些已成为少数改大城市大气俊中的首要污李染物，酸雨臂主要分布于日长江以南、阅青藏高原以纷东地区及四还川盆地。拣我国大气污虹染产生的原没因：燃煤是熊形成我国大仰气污染的主梦要原因；交祥通运输发展怎速度快；工特业化起点低略，生产规模黎小；历史欠画帐多，投资公困难大；已景有控制技术乓推广应用不联够。颤控制渣我国钓大气污染的首途径：①大尖力加强工业兆企业技术改箩造；②推行弟有利于大气漏污染控制的猪能源政策；衔③积极推广枝应用已有的绪污染控制技个术。④采取体控制大气污地染的经济政杏策；⑤高烟看囱扩散稀释程。⑥绿化造果林。⑦加强按环境管理，岸安装废气净派化装置。患⑧实施清洁皇生产。（清狮洁生产主要础包括以下内寄容：清洁的稿能源、清洁墙的生产过程赶和清洁的产站品）。辜（二）拢环境空气质讯量控制标准酸环境空气质壁量控制标准第按其用途可床分为环境空教气质量标准牛、大气污染歪物排放标准冰、大气污染捧控制技术标我准及大气污伶染警报标准党。按其使用销范围可分为构国家标准、识地方标准和料行业标准。灯此外，我国厚还实行了大彻中城市空气伍污染指数报挺告制度。劈二、燃烧与富大气污染隶1然燃料及燃烧通过程忙燃料按其物哨理状态分为献固体、液体茅和气体三类狗。煤是最重符要的固体燃吸料，根据炭择化程度的不巧同，可将煤膛分为四大类卸，即泥煤、展褐煤、烟煤扎和无烟煤。事煤的化学组蜘成通常用贫C气、皮H鲁、量O幕、平N乏、车S牛等元素及灰述分知A辅和水分厕W餐的百分数来牧表示。拥新能源：太床阳能、沼气维、风能、潮脊汐能、地热翅能、氢能。兆燃料完全燃常烧必须具备趟四个条件：涛适量的空气险、足够的温弓度、必要的嫁燃烧时间、单燃料与空气遮的充分混合舌。温度（浙Tempe胸ratur榴e派）、时间（缩Time哭）和湍流（荣Turbu愈lence亦）通常称为朋燃烧过程的过“烛三抓T蜻”杜，是有效燃宁烧的基本条攀件。良燃烧污染物赖的形成与控芦制：燃料燃蚕烧过程产生瓜的大气污染雪物主要是烟退尘、硫氧化疤物、氮氧化犯物和一氧化劣碳等。控制严燃烧产生趁SO狗2馅的措施主要缠有：信清洁生产工掏艺、采用低品硫燃料、燃蚀料脱硫、高默烟囱扩散稀晋释除和烟气脱硫雕等。燃烧过学程形成的跳NOx羡分为两类：响一类是燃料滴中的固定氮垒生成的培NOx坡，称为燃料昏型雁NOx住；一类是大何气中的氮在岁高温下被氧验化生成的，渡称为热力型割NOx故。降低燃烧立温度，减少讯烟气在高温储区停留时间狐，有利于降笼低烟气中渡NOx双浓度，减少伍对岔NOx毁大气的污染挑。奉三、污染气乓象学基础知股识披1.隐主要气象要窗素劲表示大气状林态的物理量乞和物理现象灵，称为气象边要素。主要烛包括：日照便、气压、气酱温、湿度、蜜降水、蒸发怀、风、能见伞度、云等天悟气现象。气网温表示大气夺温度的物理亭量，它反映搭了某一条件息下空气分子凤平均动能的定大小。空气痕的水平运动绪形成风，风届是矢量，由蹦风向与风速尊组成，风向猛是指风的来魄向，可用锐8伐个方位或计16挨个方位表示旬。能见度是箩指大气的清疾洁程度，常好以视力正常傍的人能够从设天空背景中体看到或辨认召出的目标物汗的最大水平纲距离表示，盗单位为米或棋千米周，能见度的毛大小反映了速大气透明或并混浊的程度任。降水是指开从大气中降龄落至地面的首液态或固态盯水的通称，庄如雨、雪等回，降水量是忠指从大气中漏降落至耳地面未经蒸首发、渗透和余流失而在水泽平面上积聚尾的水层厚度墨，降水是清村除大气污染通物的重要机茂制之一。扭2.售大气污染与着气象的关系村污染系数表找示风向、风崇速综合作用尝对空气污染请物扩散影响大程度。矮污染系数也逮可以绘制成辩污染系数玫公瑰图。污染排系数越大，难其下风方向适污染越严重看。在做工业而区规划时，酱应将其安排工在污染系数井最小方位的熟上风向。这从样，其下风弹侧的污染最茫轻。仰四、除尘技席术基础策1.优粉尘的粒径宰和粒径分布蜻表示颗粒的链大小的代表启性尺寸称为镇粒径。粉尘乏粒径分布是农指某种粉尘亡中，不同粒开径大小的颗圣粒所占的百悟分比例，也释称粉尘分散驶度。怖2.纪粉尘的物理愿性质粗①粉尘的形菌状及形状系舱数：球形度悄是表示非球将形单一颗粒锐粒子的形状辩指数，定义逮为与颗粒体秋积相等的球睛的表面积与赠实际颗粒表里面积之比。卖②粉尘的密斯度：粉尘的芝密度定义为颈单位体积粉督尘的质量。收若单位体积剃不包括粉尘叹尘粒间的空辅隙和尘粒内赢部的空隙体露积，即以粉骗尘的真实体股积所求得的竭密度称为粉丰尘的真密度视，用符号为P月表示，其单纱位为太kg/m吉3皆。渣③粉尘的比炒表面积：定兆义为单位体宋积或质量粉宵尘所具有的疲表面积。鸽④粉尘的润角湿性：粉尘苦粒子与液体矩附着的难易露程度称为粉努尘的润湿性息。睛⑤粉尘的导扬电性：粉尘搞荷电量的大虾小及电性，米除取决于粉泉尘的化学组碌成、表面积弹和含水率外藏，还取决于豪粉尘外部的算荷电条件。忠⑥粉尘的流股动性：粉尘颂的流动性可剂以通过粉尘格的安息角来浙衡量。粉尘置自漏斗连续飞落到水平面制上堆积成的骂圆锥体的母地线与水平面膝的夹角称为耕粉尘的安息赖角（静止角厦或堆积角）拔。况测量方法：酱排除法、注忆入法、倾斜很法。腾⑦粉尘的粘召附性：粉尘坏颗粒附在固紧体表面上，任或尘粒彼此镜相互附着的符现象称为粘谅附性。态⑧粉尘的爆慢炸性：可燃转性悬浮粉尘朗在可能引起话爆炸的浓度染范围与空气椅混合，当有概能量足够的唇火源时就会航发生爆炸。晓⑨粉尘的磨鸡损性：是指塔粉尘在流动般过程中对器坏壁或管壁的辫磨损性能。糊⑩粉尘的放珠射性。挑模3.赤除尘装置的跟分类和性能陪根据除尘机它理的不同，理除尘装置一毫般可分为以归下几种类型确：机械式除观尘器，洗涤堪式除尘器，背过滤式除尘缘器，电除尘厨器。依除尘装置的泡性能可用技滩术指标和经痒济指标来评壮价。技术指疲标主要为处凤理气体流量瓶、除尘效率陆和压力损失抄。经济指标晒主要为装置道的基建投资副与运行管理伯费用、装置侧的占地面积漆和使用寿命醒等。涉①津处理气体流键量：代表装袜置处理气体弄能力大小的邻指标，跨以体积流量攻Q揭表示，单位青为义m赌3患/s娱或豆m呆3切/h笼。鹿②压力损失肠：指除尘装摔置的进口和窄出口气流的乖全压之差，廊它是表示除深尘器能量消枕耗大小的一遮个主要指标阔。吨③除尘效率盐：表示除尘芬器捕集粉尘灵效果的重要挂技术指标，献是指同一时料间内，除尘也装置去除的雀污染物数量彼与进入装置即的污染物数互量之比，一牢般以百分数坛表示。爸五、劝机械式除尘采器君机械式除尘潮器是以质量午力（重力、昨惯性力和离龙心力等）为叮主要除尘机病制的除尘器屠，包括重力肺沉降室、惯封性除尘器和日旋风除尘器丧等。王1习.宅重力沉降室顽：当含尘气段流通过横断榨面比管道大族得多的沉降无室时，流速幅大大降低，功使大而重的项尘粒以其沉绪降速度缓慢捐落至沉降室照底部。海2胡.非惯性除尘器港：惯性除尘置器是使含尘拥气流冲击在霞挡板上，气陵流方向发生凯急剧转变，斥借助尘粒本岩身的惯性力晌作用使其与贤气流分离的鸟装置。拴3俊.确旋风除尘器津：概使含尘气体霞作旋转运动斩，借作用于月尘粒上的离读心力把尘粒塞从气体中分报离出来的装横置。袋式除尘器脱袋式除尘器恰是过滤式除鹿尘器的一种制，它是利用串多孔纤维材轻料的过滤作裙用将含尘气耐体中的粉尘势过滤出去的咐。棕袋式除尘器决的优点：除浪尘效率高，秩特别是对微册细粉尘也有盘较高的效率拴，一般可达售99%雅以上；适应寇性强，可捕护集不同性质发的粉尘；使悠用灵活，处壁理气体量可档由每小时数泽百立方米到思每小时数十亲万立方米；轮结构简单；丈工作稳定，烦便于回收干墓料，没有污等泥处理、腐筝蚀等问题，求维修简单。中袋式除尘器剥的缺点：应此用范围主要滚受滤料的耐破高温、耐腐菜蚀性等性能逼的局限（烧秆袋）；不宜转用于捕集粘做结性强及吸钳湿性强的粉锣