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1、化工节能与减排化工节能与减排化工节能与减排化工节能与减排 张頔TEL:13861039868E-mail： 目目 录录能量降级与热力学第二定律轴功、各种热效应的计算有效能衡算和有效能效率热力学分析的基本方法噪声污染及控制目目 录录热管、热泵和夹点技术能量的合理利用稳流体系热力学第一定律废水处理方法、技术和流程废固处理及利用废气污染的预防措施及治理废固处理及利用废固处理及利用废固处理及利用废固处理及利用 认识固体废物认识固体废物 定义：固体废物（Solid Waste）又称固体废弃物或固体遗弃物。是指人类在生产过程中和社会生活活动中产生的不再需要或没有“利用价值”而被遗弃的固体或半固体物质。工业
2、固体工业固体废物废物 城市垃圾城市垃圾农业固体农业固体废物废物放射性固放射性固体废物体废物是工矿企业在生产活动过程中排放出来的固体废物 冶金废渣；采矿废渣；燃料废渣；化工废渣 指城市居民的生活垃圾、商业垃圾、市政维护和管理中产生的垃圾，如废纸、废塑料等 主要指农、林、牧、渔各业生产、科研及农民日常生活过程中产生的各种废物。如农作物秸秆、人畜的粪便等。在核燃料开采、制备以及辐照后燃料的回收过程中都有固体放射性废渣或浓缩的残渣排出。按来按来源分源分按组成分按组成分按危害状况分按危害状况分无机废物；无机废物；有机废物；有机废物；危险废物；危险废物；一般废物；一般废物；一、固体废物的来源、分类及危害冶
3、金废渣采矿废渣工业固体废物化工废渣城市垃圾城市垃圾放射性废渣放射性废渣固体废物的危害BBE EC CDDAA侵占土地，破侵占土地，破坏地貌和植被坏地貌和植被污染土壤和地污染土壤和地下水下水污染水体污染水体造成巨大的直接经造成巨大的直接经济损失和资源能源济损失和资源能源的浪费的浪费 污染大气污染大气二、常见的固体废物处理方法定义：固体废物处理是指通过各种物理、化学、生物等方法将固体废物转变为适于运输、资源化利用、贮存或最终处置的过程。1.焚烧法定义：焚烧法将可燃固体废物置于高温炉内，使其中可燃成分充分氧化的一种处理方法。优点：减量、无害和资源化缺点：只能处理含可燃物成分高的固体废物，否则必须添加
4、助燃剂，增加运行费用；投资比较大；不可避免地会产生可造成二次污染的有害物质，产生新的环境问题2.分选法分选处理分选处理技术技术 风力分选风力分选风力分选属于干式分选，主要分选城市垃风力分选属于干式分选，主要分选城市垃圾中的有机物和无机物。圾中的有机物和无机物。浮选浮选浮选法是利用较重的水质浮选法是利用较重的水质(海水或泥浆水海水或泥浆水)与较轻的碳质与较轻的碳质(焦焦)，在大水量、高流速的，在大水量、高流速的条件下，借助水条件下，借助水-炭二者之间的密度差将炭二者之间的密度差将焦与渣自然分离。焦与渣自然分离。磁选磁选它是利用工业废渣中不同组分磁性的差异，它是利用工业废渣中不同组分磁性的差异，在
5、不均匀磁场中实现分离的一种分选技术。在不均匀磁场中实现分离的一种分选技术。筛分筛分它是根据化工废渣颗粒尺寸大小进行分选它是根据化工废渣颗粒尺寸大小进行分选的一种方法。筛分有湿筛和干筛两种操作，的一种方法。筛分有湿筛和干筛两种操作，化工废渣多采用干筛。化工废渣多采用干筛。3.填埋法安全土地填埋安全土地填埋定义：是在卫生土地填埋技术基础上发展起来的、一种改进了的卫生土地填埋。条件：安全土地填埋选址要远离城市和居民较稠密的安全地带，土地填埋场必须有严密的人造或天然的衬里，下层土壤或土壤同衬里相结合部渗透率小于10-8/s；填埋场最底层应位于地下水位之上；要采取适当的措施控制和引出地表水；要配备严格的
6、浸出液收集、处理及监测系统；设置完善的气体排放和监测系统；要记录所处置废物的来源、性质及数量，把不相容的废物分开处置。卫生土地填埋卫生土地填埋特点：处置垃圾而不会对公众健康及环境造成危害。方法：通常是每天把运到土地填埋场的废物在限定的区域内铺散成4075薄层，然后压实减少废物的体积，并在每天操作之后用一层厚1530的土壤覆盖、压实，废物层和土壤覆盖层共同构成一个单元，即构筑单元。具有同样高度的一系列相互衔接的填筑单元构成一个升层。完成的卫生土地填埋场地是由一个或多个升层组成的。当土地填埋场达到最终的设计高度之后，再在该填埋层之上覆盖一层90120厚的土壤，压实后就达到一个完整的卫生土地填埋场。
7、4.固化法定义：固化法是指通过物理或化学法，将废弃物固定或包含在坚固的固体中，以降低或消除有害成分的溶出特性的一种固体废物处理技术。方 法要 点评 论水泥基固法将有害废物与水泥及其他化学添加剂混合均匀，然后置于模具中，使其凝固成固化体，将经过养生后的固化体脱膜，经取样测试，其有害成分含量低于规定标准，便达到固化的目的 方法简单，稳定性好，有可能作建筑材料，对固化的无机物，如氧化物可互容，硫化物可能延缓凝固和引起破裂，除非是特种水泥，卤化物易浸出，并可能延缓凝固，重金属、放射性废物互容石灰基固法 将有害废物与石灰及其他硅酸盐类，并配以适当的添加剂混合均匀，然后置于模具中，使其凝固成固化体，固化体
8、脱膜、取样测试方式和标准与“水泥基固法”相同方法简单，固化体较为坚固，对固化的有机物，如有机溶剂和油等多数抑制凝固，可能蒸发逸出，对固化的无机物如氧化物、硫化物互容，卤化物可能延缓凝固并易于浸出，重金属、放射性废物互容热塑性材料固化法将有害物同沥青、柏油、石蜡或聚乙烯等热塑性物质混合均匀，经过加热冷却后使其凝固而形成塑胶性物质的固化体固化效果好，但费用较高，只适用于某种处理量少的剧毒废物，对固化的有机物，如有机溶剂和油，在加热条件下可能蒸发逸出。对无机物如硝酸盐、次氯化物、高氯化物及其他有机溶剂等则不能采用此法，但与重金属、放射性废物互容高分子有机物聚合稳定法将高分子有机物如脲醛等与不稳定的无
9、机化学废物混合均匀，然后将混合物经过聚合作用而生成聚合物此法与其他方法相比，只需少量的添加剂，但原料费用较昂贵，不适于 处理酸性以及有机废物和强氧化性废物，多数用于体积小的无机废物玻璃基固化法将有害废物与硅石混合均匀，经高温熔融冷却后而形成玻璃固化体固化体性质极为稳定，可安全地进行处置，但费用昂贵，只适于处理极有害化学废物和强放射性废物5.化学法化学处理是通过化学反应使固体废物变成另外的安全和稳定的物质，使废物的危害性降到尽可能低的水平。试剂：试剂：中和酸性废渣可采中和酸性废渣可采用氢氧化钠、熟石灰、生用氢氧化钠、熟石灰、生石灰等。中和碱性废渣通石灰等。中和碱性废渣通常采用硫酸。常采用硫酸。适
10、用范围：适用范围：主要用于金属主要用于金属表面处理等工业中产生的表面处理等工业中产生的酸、碱性泥渣。酸、碱性泥渣。设备：设备：罐式机械搅拌；池罐式机械搅拌；池式人工搅拌；式人工搅拌；目的：目的：通过氧化或还原通过氧化或还原反应，将固体废物中反应，将固体废物中可以发生价态变化的可以发生价态变化的某些有毒、有害成分某些有毒、有害成分转化成为无毒或低毒，转化成为无毒或低毒，且具有化学稳定性的且具有化学稳定性的成分，以便无害化处成分，以便无害化处置或进行资源回收。置或进行资源回收。适用范围：适用范围：建材工业、建材工业、冶金工业等部门。冶金工业等部门。定义：定义：该法是选择合适该法是选择合适的化学溶剂
11、（浸出剂，的化学溶剂（浸出剂，如酸、碱、盐水溶液等）如酸、碱、盐水溶液等）与固体废物发生作用，与固体废物发生作用，使其中有用组分发生选使其中有用组分发生选择性溶解后进一步回收择性溶解后进一步回收的处理方法。的处理方法。适用范围：适用范围：该法可用于该法可用于含重金属的固体废物的含重金属的固体废物的处理，特别是在石化工处理，特别是在石化工业中废催化剂的处理上业中废催化剂的处理上得到广泛应用。得到广泛应用。中和法中和法氧化还原法氧化还原法化学浸出法化学浸出法 三、化工废渣的来源与特点废弃物产生和排放量比较大废弃物再资源化可能性大 化工固体废弃物中危险废弃物种类多，有毒物质含量高 化化工工废废渣渣的
12、的特特点点四、化工废弃物处理方法物物 理理 法法 1物物 理理 化化 学学 法法 2化化 学学 法法3生生 物物 化化 学学 法法4其其 他他 法法5化工废弃物综合利用及处理大致可分为以下几种方法：掌握典型的化工废渣处理掌握典型的化工废渣处理一、塑料废渣的处理对单一种类热塑性塑料废渣进行对单一种类热塑性塑料废渣进行再生称为单纯性再生即熔融再生。再生称为单纯性再生即熔融再生。整个再生过程由整个再生过程由挑选、粉碎、洗挑选、粉碎、洗涤、干燥、造粒或成型涤、干燥、造粒或成型等几个工等几个工序组成。序组成。再生处理法热分解法焚烧法湿式氧化和化学处理方法 塑料废渣属于废弃的有机物质，主要来源于树脂的生产
13、过程、塑料的制造加工过程以及包装材料。热分解法是通过加热等方法将塑料高分子化热分解法是通过加热等方法将塑料高分子化合物的链断裂，使之变成低分子化合物单体、合物的链断裂，使之变成低分子化合物单体、燃烧气或油类等，再加以有效利用的一项技燃烧气或油类等，再加以有效利用的一项技术。塑料热分解技术可以分为熔融液槽法、术。塑料热分解技术可以分为熔融液槽法、流化床法、螺旋加热挤压法、管式加热法等。流化床法、螺旋加热挤压法、管式加热法等。在一定的温度和压力条件下，使塑在一定的温度和压力条件下，使塑料渣在水溶液中进行氧化，转化成料渣在水溶液中进行氧化，转化成不会造成污染危害的物质，而且也不会造成污染危害的物质，
14、而且也可以回收能源。可以回收能源。塑料焚烧法可分为传统的一般塑料焚烧法可分为传统的一般法和部分燃烧法两种。法和部分燃烧法两种。二、硫铁矿渣的处理 硫铁矿渣是用硫铁矿为原料生产硫酸时产生的废渣，所以又叫硫酸渣，或称烧渣。硫铁矿渣综合利用的最理想途径是将其含有的有色金属、稀有贵金属回收并将残渣冶炼成铁。回收有色金属回收有色金属 烧渣炼铁烧渣炼铁 生产水泥生产水泥 了解污泥的处置了解污泥的处置定义：在给水和废水（包括污水）处理中，采用各种分离方法在给水和废水（包括污水）处理中，采用各种分离方法去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质后所剩的沉渣统称为污去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质后所剩的沉渣统称为污
15、泥。泥。一、污泥的来源、分类及特性从废水中直接分离出来从废水中直接分离出来 在处理过程中产生在处理过程中产生 来来源源分类根据来源分有：生活污水污泥工业废水污泥给水污泥根据污泥的主要成分分有：污泥污渣二、污泥的处置浓缩脱水焚烧污泥的综合利用是指通过污泥增稠来降低污泥的含水率并减少污泥的体积。主要有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩三种方法。是当前污泥处理方法中较为主要的方法。常采用的脱水机械有真空过滤脱水(真空转鼓、真空吸滤)、压滤脱水机(板框压滤机、滚压带式过滤机)、离心脱水机等。是目前最终处置含有毒物质的有机污泥最有效的方法。一方面去除水分，一方面氧化污泥中的有机物。污泥的合理处置与综合利用是最
16、终消除污泥造成环境污染的重要措施。污泥的调理是为了提高污泥浓缩、脱水效率的一种预处理方法。主要有化学调节法、淘洗法、热处理法和冷冻法四种。了解城市垃圾处理了解城市垃圾处理定义：城市垃圾是指城市居民在日常生活中抛弃的固态和液态废物。分类：根据各类城市废物产生的场所进行分类，可分为生活垃圾、医院垃圾、商业垃圾、建筑垃圾、街道扫集物和城市粪便等。一、城市垃圾的收集与运输二、城市垃圾的处理方法处理方法 填埋处理 堆肥处理是利用大气和土壤中的放线菌、真菌和其他细菌等微生物，在有效的人工控制下，促进垃圾中可降解有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。焚烧处理是城市垃圾的一种高温热处理工艺，它由以下几个工序
17、组成：垃圾预处理、焚烧、热量回收、焚烧产物的处理。热解处理热解是将有机物在无氧条件下利用热能使有机物的化合键断裂，转化为小相对分子质量的燃料气、各类液状物油脂及焦炭等。三、城市垃圾的综合利用 城市垃圾是丰富的再生资源的源泉，其所含成分(按质量)分别为：废纸40%，黑色和有色金属3%5%，废弃食物25%40%，塑料1%2%，织物4%6%，玻璃4%。大约80%的垃圾为潜在的原料资源，可以重新在经济循环中发挥作用。因此，为了解决城市垃圾问题，必须创造和采用机械化的高效率处理方法，回收有用成分并作为再生原料加以利用。掌握固体废物的综合防治掌握固体废物的综合防治CleanClean(清洁清洁)Cycle
18、Cycle(循环循环)ControlControl(控制控制)目前，就国内外研究进展而言，在世界范围内取得共识的技术对策是所谓的“3C”原则。我国根据国情制定出近期以“无害化”、“减量化”、“资源化”作为控制固体废物污染的技术政策。一、综合防治对策二、资源化系统定义：所谓“资源化系统”就其广义来说，它是表示资源的再循环，指的是从原料制成成品，经过市场直到最后消费变成废物又引入新的生产消费的循环系统。三、综合管理模式做好固体废物的综合管理工作，须按下列管理程序进行:减少废物的产量 推广无污染生产工艺；提高废物内部循环利用率；强化管理手段。物资回收途径 采用明智的生产技术；加强废物的分离回收；资源化工厂(如堆肥厂)。能源回收途径 焚烧、厌氧分解、热解等。安全填埋 包括废物的干燥、稳定化、封装、混合填埋(城市垃圾与工业废物)、废物的自然衰减及正确的填埋工程施工。废物的最终储存(处置)。