第五章 化工三废与绿色化工工艺

二、化工“三废”的治理
1、化工废水的治理 （4）生物处理法-通过微生物的代谢作用，使废水 中呈溶解、胶体以及微细悬浮状态的有机污染 物转变为稳定、无害的物质的方法 好氧生物处理：活性污泥法和生物膜法 厌氧生物处理：厌氧消化法和厌氧稳定池法
生物处理法
活性污泥法：以活性污泥（经过专门驯化的好氧性微生物 群体）为主体的废水处理方法，其过程是向有机废水 中添加活性污泥，在充气条件下，利用好氧微生物的 生长和繁殖，将有机物分解成CO2、NH3、硝酸盐、 磷酸盐和活性污泥的形式与水分离而净化废水 生物膜法：使废水中流过生长在固定支承物表面上的生物 膜，通过各相间的物质交换及生物氧化作用，使废水 中有机污染物降解的过程 厌氧生物处理法：常用来处理有机污泥和高浓度有机废水， 处理的最终产物是气体
二、化工“三废”的治理
1、化工废水的治理
物理处理法 化学处理法 物理化学处理法 生物法处理法
二、化工“三废”的治理
1、化工废水的治理
（1）物理处理法-借助于物理作用分离和去除废水 中不溶解的悬浮固体（包括油膜、油品）的废 水处理方法
筛滤截留法 重力分离法 离心分离法
物理处理法
筛滤截留法：使废水中通过有孔眼的装置或由某种介质组 成滤层，由于悬浮固体被截留而得到一定程度的净化 重力分离法：使废水中的悬浮性物质在重力作用下与水分 离的方法 沉降法
二、化工“三废”的治理
3、化工废渣的治理
物理法：重力分选、磁力分选、光电分选、浮游 分选 化学法：煅烧、焙烧、溶剂浸出、焚烧 生物法：细菌浸出
§2 绿色化学工艺
绿色化学工艺的建立与开发
原料 绿色化学反应 产品 环境友好可再生
无毒无害
原子经济高选择性
催化剂 无毒无害
溶剂 无毒无害
绿色化学工艺实现的途径
二、化工“三废”的治理
2、化工废气的治理
粒子污染物 污染的形态和特性
气态污染物
气态污染物的处理方法
分离法：利用污染物与废气中其他组分的物理性 质的差别，用物理方法使污染物从废气中分 离出来 转化法：使废气中的污染物发生某些反应，转化 为无害的物质或易分离的物质
粒子污染物的处理方法
采用除尘技术是控制尘粒污染的有效措施 机械除尘器：重力沉降室、惯性除尘器、旋风除 尘器 洗涤除尘器：旋风洗涤除尘器、喷射式除尘器、 文丘里除尘器 过滤除尘器：袋式除尘器、颗粒除尘器 静电除尘器：干式、湿式
（2）分类 形成过程
一次污染物（原发性污染物） 污染源直接排入大气中，其物理和化学性 状未发生变化的污染物 二次污染物（继发性污染物） 排入大气中的一次污染物在物理、化 学因素的作用下发生变化，或与大气 环境中其他物质发生化学反应而形成 物理、化学性状与一次污染物完全不 同的新污染物
一、“三废”来源、分类和排放标 准
二、化工“三废”的治理
1、化工废水的治理 （3）物理化学处理法-运用物理和化学的综合作用 使污水得到净化的方法 吸附法 离子交换法 电化学法 萃取、电渗析、汽提、吹脱、浮选等
物理化学处理法
吸附法：使废水与多孔性固体吸附剂接触，利用吸附剂的 表面活性，将分子态或离子态的污染物吸附和浓集于 表面，然后将吸附污染物的吸附剂与废水分离，使废 水得以净化的过程 离子交换法：借助静电力吸附在固体表面官能团上的离子 能置换溶液中不同类别的离子的处理方法 电化学法：污水通过电解槽，在直流电场的作用下，其有 害成分或在阳极氧化或在阴极还原或发生二次反应， 即电极反应产物与溶液中某些成分发生作用，转变成 无害成分的处理过程。 膜分离法：采用特殊固膜的渗析法、电渗析法、超滤及反 渗透4项技术
中和法 化学混凝沉淀法 化学氧化还原法
化学处理法
中和法：当废水中存在游离酸或碱时，可利用添加酸和碱 相互进行中和反应生成盐和水的方法 化学混凝沉淀法：向废水中投加某种化学药剂（混凝剂） 使水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物质失 去稳定后，由于互相碰撞以及集聚或聚合、搭接而形 成较大的颗粒或絮状物，从而更易于自然下沉或上浮 而被除去 氧化还原法：溶解于废水中的有毒物质在使用生物法或其 他方法难以处理时，可利用它在化学反应过程中被氧 化或还原的性质，将它转变为无毒的新物质，从而达 到净化处理的目的
一、“三废”来源、分类和排放标 准
1、化工废水的来源、分类和排放标准
（2）分类 废水中的主要成分 有机废水 无机废水 综合废水 酸性废水 废水酸碱性 碱性废水 中性废水
一、“三废”来源、分类和排放标 准
1、化工废水的来源、分类和排放标准
（2）分类 固体污染物 需氧污染物 营养性污染物 酸碱污染物 有毒污染物 油类污染物 生物污染物 感官性污染物 热污染物
自然上浮
上浮法
强制上浮
离心分离法：借用离心力分离废水中悬浮物和油类的方法
二、化工“三废”的治理
1、化工废水的治理 （2）化学处理法-通过化学反应改变废水中污染物 的化学形态或物理形态，消除其毒性或使其从 溶解、胶体或悬浮物状态转变为沉淀或漂浮状 态，或从固体转变为气态而从水中除去的单元 处理过程或处理系统
茹刘 印红
§1 化工“三废”来源与治理
一、“三废”来源、分类和排放标准
工艺过程排废： 反应器生产三废
分离循环系统生产三废
反应 分离与再循环 能量回收网络 公用工程 操作运行中生成 公用工程排废： 燃烧废气 废液
废渣
一、“三废”来源、分类和排放标 准
1、化工废水的来源、分类和排放标准
（1）来源： ①化工生产的原料和产品在生产、包装、运输、贮存、 堆放的过程中因一部分物料流失又经雨水冲刷而形成的 ②化学反应不完全而产生的废料常以废水形式排放 ③化学反应中的副产物，在某些情况下难以回收而作为 废水排放 ④在高温下进行反应获得的成品或半成品采用直接水冷 方式时，则不可避免地排出含有物料的废水 ⑤一些特定生产，如焦炭生产的水力割焦，酸洗或碱洗 等过程排放的废水 ⑥生产车间地面及设备冲洗水因常夹带某些污染物最终 形成废水
1、开发“原子经济”反应 2、提高烃类氧化反应的选择性 3、采用无毒无害的原料 4、采用无毒无害的催化剂 5、采用无毒无害的溶剂 6、采用生物技术从可再生资源和成化学品 7、环境友好产品
一、“三废”来源、分类和排放标 准
2、化工废气的来源、分类和排放标准
（1）来源： ①化学反应不完全或副产物所产生的废气 ②物理分离过程中产生的废气，以及搬运、破碎、筛分 及包装过程中产生的粉尘等 ③非正常情况下的泄漏及开停工和其他不正常生产情况 下的短期排空等
一、“三废”来源、分类和排放标 准
2、化工废水的来源、分类和排放标准
3、化工废渣的来源、分类和排放标准
（1）来源： 化工生产过程中产生的固体和泥浆废物，包括 化工生产过程中排出的不合格产品、副产物、 废催化剂以及废水处理产生的泥浆等
一、“三废”来源、分类和排放标 准
3、化工废渣Biblioteka Baidu来源、分类和排放标准
（2）分类 化学性质 无机废渣 一般工业废渣 对人体和环境的危害性不同 危险废渣 有机废渣
对环境污染造成危害不同
一、“三废”来源、分类和排放标 准
1、化工废水的来源、分类和排放标准
（3）水质指标： 第一类：物理性水质指标如：温度、色度、嗅味、浊度、 透明度等 第二类：化学性水质指标如：PH、碱度、硬度、各种 阴阳离子、总含盐量、重金属、氰化物、多环芳烃、 溶解氧等等 第三类：生物学水质指标如：细菌总数、各种病原细菌、 病毒等