1、2022-11-221第八章 环境治理主讲主讲:欧阳辉祥欧阳辉祥2022-11-222Table of Contents清洁的大气环保技术清洁的大气环保技术固体废弃物控制技术固体废弃物控制技术环境治理与绿色化学环境治理与绿色化学2022-11-223 人类正面临有史以来最严重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能从根本上解决环境保护与可持续发展间的矛盾。怎么办？续发展间的矛盾。怎么办？8.1 8.1 环境治理与绿色化学环境治理与绿色化学2022-11-224臭氧层破坏
2、臭氧层破坏酸雨蔓延酸雨蔓延生物多样性减少生物多样性减少水体污染水体污染固体废物固体废物当代全球当代全球大部分环境问题大部分环境问题直接与直接与化学和化工产品的化学和化工产品的化学物质污染化学物质污染有关有关全球变暖全球变暖大气污染大气污染海洋污染海洋污染2022-11-225从根本上治理环境污染的必从根本上治理环境污染的必由之路是利用化学知识和技由之路是利用化学知识和技术预防污染，从源头消除污术预防污染，从源头消除污染，大力发展绿色化学。染，大力发展绿色化学。对环境的治理，已开始对环境的治理，已开始从治从治标标（即从末端治理污染），（即从末端治理污染），转向治本转向治本(即从始端治理污即从始端
3、治理污染染)，转向治本转向治本(即开发清洁即开发清洁工艺技术，减少污染源头，工艺技术，减少污染源头，生产环境友好产品生产环境友好产品)。从节约资源和防止污染的观从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革现有的点来重新审视和改革现有的科学制度，并发展可持续发科学制度，并发展可持续发展的科学技术。展的科学技术。2022-11-226 化学化学：研究从一种物质向另一种物质转化的科学。：研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学传统的化学人类需要的新物质人类需要的新物质未有效地利用资源且未有效地利用资源且产生大量排放物产生大量排放物造成严重的环境污染。造成严重的环境污染。绿色化学是更高层次的化学
4、绿色化学是更高层次的化学，它的主要特点是，它的主要特点是“原子经济原子经济性性”，即在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料原子，即在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现实现“零排放零排放”，因此既可以充分利用资源，又不产生污染。，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。能源消耗大，容易造成新的二次污染。2022-11-227 随着可持续发展战略正在迅速被全世界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接受，以污染预
5、防为主的一体化污染控制方式正在向取代过去的正在向取代过去的“管端管端”污染控制方向转污染控制方向转变。变。实施绿色化学，开发清洁的治理工艺技实施绿色化学，开发清洁的治理工艺技术，是当前环境治理领域的热点。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。可能减少能耗。2022-11-228 针对当代全球大部分环针对当代全球大部分环境问题，境问题，环境治理领域环境治理领域的核心是清洁的污染物的核心是清洁的污染物处理技术，处理技术，具体包括：具体包括：*清洁
6、的大气环保技术；清洁的大气环保技术；*固体废物处理技术；固体废物处理技术；*水净化技术等。水净化技术等。2022-11-2298.2 清洁的大气环保技术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达8 8万种，这些化学物质都是在工业化后的万种，这些化学物质都是在工业化后的100100多年间被释放到环境中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。的。我们生
7、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。主要来源是人类的工业活动。2022-11-2210 粉尘与烟气主要来源于燃烧设备和工业生产工艺。粉尘与烟气主要来源于燃烧设备和工业生产工艺。对粉尘的净化控制对粉尘的净化控制，主要包括，主要包括机械式除尘技术机械式除尘技术（重力沉降、惯性除尘、离心分离）、（重力沉降、惯性除尘、离心分离）、吸附与吸收除吸附与吸收除尘技术、尘技术、静电收尘技术静电收尘技术以及以及声凝声凝等新型除尘技术。等新型除尘技术。机械式除尘机械式
8、除尘目前应用范围最广，但噪声大，对微细目前应用范围最广，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。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，种方法的除尘新技术已经开始研制，声凝、热凝、高声凝、热凝、高梯度磁分离等。梯度磁分离等。2022-11-2211烟气处理技术主要包括：烟气处理技术主要包括：烟气处烟气处理技术理技术洗涤洗涤吸收法吸收法 吸附法吸附法 燃烧法燃烧法催化
9、处理法催化处理法典型典型装置装置烟气烟气洗涤塔洗涤塔过滤层过滤层净化器净化器直接燃烧器、直接燃烧器、热力燃烧器、热力燃烧器、催化燃烧器催化燃烧器热催化器等热催化器等实质实质将污染物将污染物转移转移将污染物将污染物转移转移易引起二次污染。易引起二次污染。冷凝法可回收高冷凝法可回收高浓度的有机物，浓度的有机物，多用于烟气的前多用于烟气的前处理过程处理过程将污染物转化为易去除物将污染物转化为易去除物或无害物质，符合绿色化或无害物质，符合绿色化学的原则，是清洁的烟气学的原则，是清洁的烟气处理技术，核心问题是研处理技术，核心问题是研制开发高效价廉的催化剂。制开发高效价廉的催化剂。2022-11-2212
10、SO2是造成酸雨的主要污染物，它来源于矿物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、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。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燃煤的脱硫技术大致可分为煤燃烧前脱硫、煤煤燃烧前脱硫、煤燃烧中脱硫和烟气脱硫燃烧中脱硫和烟气脱硫等三类技术等三类技术。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）脱硫方式。石灰石（石灰）-石膏法工艺是目前使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
11、路是改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。变能源结构。8.2.1 脱硫技术脱硫技术2022-11-2213 目前，对于硫或目前，对于硫或SO2的控制技术主要还是后的控制技术主要还是后处理技术。显然，处理技术。显然，解决解决问题的根本途径是改变问题的根本途径是改变能源的结构，大量采用能源的结构，大量采用清洁能源清洁能源，如太阳能、，如太阳能、核能、地热能、风能、核能、地热能、风能、水技术，主要是机外净水技术，主要是机外净化。化。2022-11-2214 尾气净化是在尾气净化是在排气消声处，加排气消声处，加入载有可与尾气入载有可与尾气污染物进行反应污染物进行反应的物质的填料，的
12、物质的填料，使尾气得到净化。使尾气得到净化。机外净化技术机外净化技术2022-11-2215 机内净化技术是在发动机的工艺结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，尽可能燃烧完全。这种技术的研究，主要集中在：主要集中在：改变燃料的供给方式，采用燃油改变燃料的供给方式，采用燃油喷射系统。喷射系统。点火系统的电子化设计。点火系统的电子化设计。机内净化技术机内净化技术2022-11-2216 燃油喷射电子点火系统燃油喷射电子点火系统:使发使发动机的性能前进了一大步，也使动机的性能前进了一大步，也使尾气的排放状态有了
13、明显改善。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发达国家生产的汽车发动机大多采用了这种技术。采用了这种技术。能源替代技术能源替代技术:改变汽车所使改变汽车所使用的能源，采用污染小或清洁的用的能源，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、然气替代燃油的汽车、电动汽车、太阳能汽车等。太阳能汽车等。由于受到动力性、技术保障、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影响，这类技术大多处于研制或试用阶段。从发展前景看，在试用阶段。从发展前景看，在21世纪
14、，这类技术会得到广泛的推世纪，这类技术会得到广泛的推广使用。广使用。2022-11-22178.2.2 工业废气控制技术工业废气控制技术1洗涤吸收技术的机理：是用特定的洗涤液对有害气体进行洗涤，使气体中的有害物被吸收在洗涤液中，或与洗涤液中的特定物质进行化学反应，然后再对洗涤液进行相应的处理，达到收集、转化有害物的目的。应用装置主要是废气洗涤塔。3回收再利用技术的机理是让有害气体通过特定的装置，将其中的可再生利用的物质进行分离、提纯或化学转化，使之成为原料或产品，同时使废气得到净化。根据各种生产工艺和可利用的物质的不同，应用不同的特定装置。2催化燃烧技术的机理是让有害废气通过催化装置，在高温下
15、，有害物质被燃烧、热解、转化。其典型装置有催化燃烧器、催化热解炉。依据绿色化学的原理，回收再利用技术与其他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。组合，代表了工业废气控制技术的发展方向。2022-11-2218氯氟烃和卤族化合物类物质的控制与消减氯氟烃和卤族化合物类物质的控制与消减 氯氟烃氯氟烃（CFCs）和）和卤族化合物类卤族化合物类物质物质（ODS）是一种无色、无味、在常温下即）是一种无色、无味、在常温下即气化的物质。它的广泛使用，已经破坏了气化的物质。它的广泛使用，已经破坏了大气中的臭氧层。大气中的臭氧层。主要措施：主要措施：消减消减CFC
16、s的使用量，直至停止使用。的使用量，直至停止使用。替代品的研究开发。替代品的研究开发。2022-11-2219 中国实施消减中国实施消减CFCs并最终停止生产与使用并最终停止生产与使用ODS的技的技术手段主要有：术手段主要有：CFCs生产结构的调整生产结构的调整，即在不增加，即在不增加CFCs总生产能力的总生产能力的基础上，将基础上，将CFCs的分散生产变成集中生产，为最终转产的分散生产变成集中生产，为最终转产创造有利条件。创造有利条件。建立替代品生产体系建立替代品生产体系。几年来，在这方面我国已经取得。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；在发泡材料生产了积极的进展
17、：一些无氟冰箱已经问世；在发泡材料生产领域，用丁烷、戊烷和领域，用丁烷、戊烷和CO2与与HCFC22混合物，替代混合物，替代CFCs的使用。的使用。停止非必要场所的停止非必要场所的ODS的使用的使用。比如消防中，在一些不必。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。要使用哈龙灭火器的场所，用干粉灭火器等代替。回收循环使用技术回收循环使用技术。在停止生产与使用。在停止生产与使用ODS期限前，采用期限前，采用回收循环使用，可减少回收循环使用，可减少ODS的生产量。的生产量。2022-11-2220哈龙灭火器哈龙灭火器 “哈龙哈龙”来自英译词来自英译词“Halon”，消防战士
18、又，消防战士又将它称为将它称为“1211”、“1301”。这种灭火器装。这种灭火器装满氯和溴甲烷等物质，满氯和溴甲烷等物质，呈液态，喷射出来转为呈液态，喷射出来转为气态，能抑制燃烧，灭气态，能抑制燃烧，灭火效果明显，但火效果明显，但“哈龙哈龙”有致命缺点有致命缺点喷出来喷出来的气体受太阳照射，会的气体受太阳照射，会分解出分解出“氯氯”、“溴溴”等自由基，破坏臭氧层。等自由基，破坏臭氧层。2022-11-2221 8.3 固体废弃物控制技术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此，在略加处理后，可以直接
19、回收或资源化利用。用。例如：某些食品加工行业的废物，是饲料例如：某些食品加工行业的废物，是饲料生产的原料；生产的原料；再如：再如：燃煤火电厂的粉煤灰，可直接做为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，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。做高速公路的路基土。2022-11-2222 在工业发达国家在工业发达国家，废物的减量化明显，而且回收，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利用率很高。工业固体废物与城市垃圾大多进行了分类，回收可再生的物质，余下的部分主要采了分类，回收可再生的物质，余下的部分主要采用填埋、焚烧、制肥等方法进行处理。用填埋、焚烧、制肥等方法进行处理。我国我国的工业废物回收利用较好，但行业之间比较，的工业废物回收利用较好，但行业之间比较，却是参差不齐。城市垃圾的资源化利用在我国刚却是参差不齐。城市垃圾的资源化利用在我国刚刚开始。城市垃圾大多没有进行分类，处置方法刚开始。城市垃圾大多没有进行分类，处置方法以填埋为主。以填埋为主。我国建设城市垃圾处理厂进行资源化利用，我国建设城市垃圾处理厂进行资源化利用，其主要技术方案是焚烧发电供热和生产复合肥。其主要技术方案是焚烧发电供热和生产复合肥。
