环境保护技术讲授内容

1环境保护技术讲授内容地球是人类之家，大自然是我们生死相依的朋友。人类的生活和生产活动都必须领先环境，提供自然资源，自然环境遭到破坏必然会危及人类的自下而上和发展。环境保护是一项涉及政治经济、技术、社会各个方面的复杂而又艰巨的任务，是我国的基本国策，关系到国家和人民的利益，环境质量的好坏关系到广大群众的切身利益。因此保护环境不仅是公民的义务，也是公民的权利。第一部分典型工业废水与净化工业三废：废水、废气、废物一、工业废水水体污染是指大量污染物质排入水体，超过水体的自净能力使水质恶化，水体及其周围的生态平衡遭到破坏，从而影响了原有的功能和利用价值，甚至危害人体健康，破坏生态环境。在环境污染中，工业废水的污染影响最大。目前中国每年废水排放量为365亿吨左右，而每吨污水能够污染大于它四十倍的自然水。我国的工业废水不但排放量大而且污染浓度高。每天排放大量的工业废水，对江河湖海造成严重的污染。据统计，全国27条主要河流，大多数被严重污染，有些河流中含酚、汞普遍超过指标数倍，乃至数十倍，使许多盛产鱼虾的河流的鱼产量大幅度下降。工业用水量非常大，要占人类整个用量的80％左右。据统计我国生产一吨合成氨平均耗水500～1000多吨，而发达国家仅12吨。我国每吨钢材耗水30多吨，而美国仅为3～5吨。一吨纸需200至500多吨水。1．工业废水的来源及特征工业水污染主要来自造纸业、冶金工业、化学工业以及采矿业等等。而在一些城市和农村水域周围的农产品加工和食品工业，如酿酒、制革、印染等。工业废水种类繁多，生产所用的原料、设备构造与操作条件、生产工艺过程、生产用水的水质与水量变化极大，因而，水污染程度也就不同。例如：焦化厂排出的含酚废水呈深黄褐色，并具有浓厚的石炭酸味，而煤气洗涤水则呈深灰色。例如在重金属冶炼厂采用不同矿石就会导致废水中含砷量有极大差别。当然一个工厂内，不同的工段产生截然不同的工业废水这就更不足为奇了。造纸厂蒸煮车间的废水，是一种深褐色的液体，通称黑夜，而抄纸车间的废水，却是一种极白的水，称之为白水。为进一步说明工业废水的来源，现对钢铁工业所产生的废水加以举例介绍：钢铁工业生产过程见图1。2采矿选矿烧结炼铁炼钢轧钢加工︱焦化图1钢铁工业生产过程示意图（1）采矿过程废水，金属矿的开采废水主要含有悬浮物和酸。矿山酸性得是一般含有一种或几种金属、非金属离子，主要有钙、铁、锰、铅、锌、铜和砷。（2）选矿过程废水，在选矿过程中产生大量含悬浮固体和选矿药剂废水。（3）烧结过程废水，采用湿法除尘会产生除尘废水，此外还有地坪冲洗水。废水中主要含有高浓度的悬浮物。（4）焦化过程中废水，炼焦煤气终冷水以及其他化工工段排出的废水，含有大量的酚、氨、氰化物、硫化物、焦油、吡啶等污染物，是一种污染严重而又较难处理的工业废水。（5）炼铁过程废水，高炉煤气洗涤水是炼铁工艺中的主要废水，含有大量的悬浮固体（俗称瓦斯泥）其主要成份是铁、铝、锌和硅等氧化物。此外还含有微量的酚和氰化物。高炉煤气洗涤水的水量大，污染严重，但采取处理措施后，可循环利用。（6）炼钢过程废水，转炉烟气除尘废水是炼钢工艺的主要废水，含有大量悬浮物，其含量达1000mg/L以上，污泥含铁量高，可回收利用（7）轧钢过程废水，主要来自加热炉、轧机轴承、轧辊的冷却和钢材除鳞。废水处水温增高外，主要含有氧化铁皮和油分。轧钢废水含油量虽然不高，但水量大，油水分离有一定难度，所以轧钢废水的除油是关键。（8）金属加工过程废水，主要是金属表面清洗除锈产生的酸性废液。金属材料多用硫酸和盐酸酸洗，而不锈钢则要用硝酸、氢氟酸混合酸洗。酸洗后的钢材又要用清水漂洗，产生漂洗酸性废水。钢铁工业废水量很大，每炼1吨钢，约用200~250M3水。在钢铁生产过程中排出的废水，主要来源于生产工艺过程用水，设备与产品冷却水，设备和场地清洗水等。70%的废水来源于冷却用水，生产工艺过程排除的只占一小部分。工业废水分类通常有以下三种：第一种：按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类：含无机污染物为主的为无机废水。含有机污染物为主的为有机废水。例如：电镀废水和矿物加工过程的废水是无机废水，食品或是由加工过程的废水是有机废水。染料工业多为高浓度的有机废水，主要含难降解的苯、萘、葸、醌等多环烃类有机化合物。3第二种：按工业企业的产品和加工对象分类，如：冶金废水、造纸废水、炼焦废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、制革、农药、电站废水等。第三种:是按废水中所含污染物的主要成份分类，如：酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬、隔、汞、酚、醛、油、硫、有机磷和放射性废水等。第一种和第二种不含污染物的成份也不能表明废水的危害性。第三种明确指出了废水中污染物的成份表面废水一定的危害性2．工业废水对环境的污染以重金属为例：重金属废水是指含有重金属离子的废水，主要的有毒金属离子（汞、镉、铅、锌、铬、铜、锰、砷、钛、钼、锑、铋、锡）。重金属废水的来源很广，金属矿山、有色冶炼、钢铁、电镀、石油化工、制革、照相等行业都有重金属废水产生。重金属的污染是把含有重金属的工业废水排入江河湖海，它将直接对渔业和农业产生影响，同时直接或间接地危害人体健康。现将几种重金属的危害简介如下：（1）汞(Hg2)，其毒性作用表现为损害细胞内酶系统蛋白质的巯基。摄取无机汞致死量为75～300mg/人。若每天吸取0.25～0.30mg/人以上的汞，则汞在人体内就会积累。长期持续下去，就会发生慢性中毒。（2）镉(Cr2)，镉的化合物毒性甚强，动物吸收的镉很少可能排出，从而极易在体内富集。镉在饮用水中浓度超过0.1mg/L时，就会在人体内产生积蓄作用从而引起贫血、新陈代谢不良、肝病变以至死亡。镉在肾脏内蓄积引起病变后，会使钙的吸收失调，从而发生骨软化病。镉中毒可使肌内萎缩关节变形，骨骼疼痛难忍，不能入睡，发生病理性骨折，以致死亡。工厂排放的含镉废水进入河床，灌溉稻田，被植株吸收并在稻米中积累，若长期食用含镉的大米，或饮用含镉的污水，容易造成“骨疼病”。（3）铬(Cr6)，六价铬化合物及其盐类毒性很大，其存在形态主要是CrO3、CrO24、Cr2O27等，易于在水中溶解存在。六价铬有强氧化性，对皮肤、粘膜又剧烈腐蚀性，近来研究认为，六价铬和三价铬都有致癌性。（4）铅(Pb2)，铅对人体各种组织均有毒性作用，其中对神经系统、造血系统和血管毒害最大。铅主要蓄积在骨骼之中。慢性铅中毒，其症状主要表现为食欲不振、便秘及皮肤出现灰黑色。（5）铜(Cu2)，铜的毒性较小，它是生命所必需的微量元素之一，但超过一定量后，就会刺激消化系统，引起腹痛、呕吐、长期过量可促成肝硬化。对于鱼类，0.1～0.2mg／L为致死量，所以一般水产用水要求含铜量在0.1mg／L以下；对于农作物，铜是重金属中毒性最高者，它以离子的形态固定于根部，影响养分吸收功能。（6）锌（Zn2)，锌的盐类能使蛋白质沉淀，对皮肤和粘膜有刺激和腐蚀作用，对水生物和农作物有明显的毒性。例如对鲑鱼的致死浓度为0.8mg／L，达到32mg／L时对农作物的生长有影响。另一些含有毒物的工业废水，主要是含有机磷农药、芳香族氨基化合物、多氯联苯等化工产4品。这些污染物的化学稳定性强，并能通过食物在生物体内成千成万倍地富集，从而引起白血病、癌症等。除上述污染类型以外，水污染还有油污染、放射性污染及病原菌污染等。3．工业废水的净化与回收工业废水是区别于生活污水而言，其范围很大。在治理工业废水的长期过程中，把主体污染物与所要采取的治理方法结合起来分类有四大类型。（1）含悬浮物（包括含油）工业废水这类废水主要是湿法除尘水、煤气洗涤水、选煤洗涤水、轧钢废水等。处理时多采用自然沉淀、混凝沉淀、压气浮选、过滤等方法净化废水。经上述处理后可循环利用。（2）含无机溶解物工业废水它包括电镀废水、酸洗含酸废液、有色冶金废水、矿山酸性废水等。以含重金属离子、酸、碱为主的废水，毒性大，处理方法复杂，一般都地采用物理化学法处理的。（3）含有机物工业废水它包括焦化废水、印染废水、造纸黑液、石油化工废水等。这类废水耗氧且有毒，应采用物化与生化相结合的方法净化。（4）冷却用水工业冷却水占工业总用水量的三分之二。直接排放或以低循环率循环利用，都会造成对受纳水体的热污染，也会产生危害。净化回收的基本原理：1、工业废水的均和：某些种类的工业废水流量和污染浓度一昼夜内可能有剧烈变化，还有的是间断性排水，这样就需要把废水贮留一定的时间，进行均和后，或回用，或作净化处理，或排放。均和的目的是：（1）达到出水流量平衡。消除单股废水的流量变化。（2）调解或均衡pH值、生化需氧量和重金属等污染物的含量，防止产生冲击负荷和存在过量的毒物，以保证净化工艺稳定进行。2、沉淀与混凝沉淀：沉淀是净化工业废水的最基本方法之一。在很多情况下，工业废水只经沉淀后，即可循环使用或达到排放标准。3、气浮：气浮法处理工业废水是近20多年来迅速发展起来的一项净水技术。气浮的基本原理是在悬浊液中通入细小均匀的气泡，使难沉淀的固体颗粒或细小的油粒被许多小气泡吸附，成为絮凝体，借气泡上浮之力，絮凝体或颗粒被带到液面上来。4、吸附：在两相界面层中溶质浓度升高的现象叫吸附。工业废水处理的吸附，是以液-固界面吸附为主。最长用的吸附体是活性碳。活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。5活性炭分粉末活性炭和粒状活性炭两种。粒状活性炭以吸附柱的形式被应用，当吸附能力饱和后，通过再生以恢复吸附能力。粉末活性炭则采用直接投加的方法来净化废水。二、工业废气由于一氧化碳是一种具有毒性的气体，所以它是一种污染空气的气体。自从人类用煤、石油、天燃气作燃料以来，空气污染的现象就多了，一氧化碳污染就是一种，一氧化碳污染空气的有很多，如汽车排放的废气，煤燃烧、石油炼制，钢铁冶炼，森林火灾，海洋、陆生生物的腐烂等都是产生一氧化碳气体的来源，由于一氧化碳能严重危害人体健康，因此，防止和控制一氧化碳对空气的污染是非常重要的。一氧化碳中毒（carbonmonoxidepoisoning），亦称煤气中毒。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。常见于家庭居室通风差的情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。大气中的二氧化碳主要来源于矿质燃料的燃烧，森林火灾、火山喷发也释放出大量二氧化碳气体。同时，绿色植物进行光合作用时消耗二氧化碳并释放出氧气，从而维持大气成分的相对稳定。二氧化碳除了空气中含有以外，于火山噴出的气体以及山洞里或地地壳裂口处，其存在较多。近几年，天气确实在变暖，这是温室效应的缘故。那么什么是温室效应呢？这要从空气中的二氧化碳谈起。二氧化碳在空气中含量很少，只占空气的万分之三，但对人类来说，几乎与氧气具有同等重要的地位。近百年来，由于现代工业的迅猛发展，大气中的二氧化碳的含量越来越高，它们就好像一层日益加厚的透明薄膜罩在地球表面。由于这层透明薄膜的作用，太阳短波辐射可以透过大气层射入地面，而地面变暖后放出的长波热辐射却被大气中越来越多的二氧化碳吸收，难以向高空发散，这就跟培育花朵的温室一样，所以人们称这种导致全球气温变暖的作用为温室效应。气溶胶状态污染物，环境科学中把气溶胶定义为沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。按其来源的性质不同,气溶胶又可分为一次气溶胶和二次气溶胶。前者系指从排放源排放的微粒,如从烟囱排出的烟粒、风刮起的灰尘以及海水溅起的浪花等;后者系指从源排放的气体,经过某些大气化学过程所形成的微粒,如来自火力发电厂、钢铁厂、金属冶炼厂、化工厂、水泥厂及工业和民用锅炉排放出的H2S和SO2气体,经过大气氧化过程,最终转化为硫酸盐微粒。从大气污染控制的角度,按照气溶胶的物理性质,可将其分为如下几种: