冶金資源與環(huán)境.ppt

冶金工程專業(yè)課程,課程名稱：冶金資源與環(huán)境 課程時(shí)間：1-5周, 7-9周 主 講 人：陳登福 楊劍 2010年3月,,目 錄,1,2,3,4,5,概 論,冶金工業(yè)的污染物排放及其危害,鋼鐵工業(yè)廢氣的控制治理與綜合利用,冶金固體廢棄物的處理與利用,鋼鐵工業(yè)廢水的治理與利用,2.1 鋼鐵冶金工業(yè)流程,冶金工業(yè)的污染特點(diǎn)是量大、面廣、危害重 鋼鐵企業(yè)主要排污工序 焦化 燒結(jié) 煉鐵 煉鋼 軋鋼,焦化 一般指有機(jī)物質(zhì)碳化變焦的過程 煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫?zé)捊?冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統(tǒng)稱。由于90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵，因此往往把高爐焦稱為冶金焦,焦化污染 煙氣和粉塵(裝煤、出焦、熄焦工序)；H2S等有害污染物(副產(chǎn)品工序)；焦?fàn)t煤氣等。粉塵中主含C粒和脈石成分等 熄焦、焦?fàn)t煤氣除塵和副產(chǎn)品回收工序產(chǎn)生的廢水中的水體污染物有：酚、氰化物、氨、氯化物等,燒結(jié) 燒結(jié)是把粉狀物料轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅荏w的一種工藝過程 高爐煉鐵生產(chǎn)前，將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，燒結(jié)成塊，其目的在于通過顆粒間的冶金結(jié)合以提高其強(qiáng)度 目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序 灰塵(破碎及篩分、干燥、燒結(jié)工序)；SOx、NOx等氣態(tài)污染物(燒結(jié)過程)。粉塵中主含鐵的氧化物和脈石成分等,煉鐵 鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。這種方法是由古代豎爐煉鐵發(fā)展、改進(jìn)而成的。盡管世界各國(guó)研究發(fā)展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95以上 高爐爐頂工序(產(chǎn)生粉塵、SO2、HF、CO等)；渣場(chǎng)工序(產(chǎn)生灰塵、SO2等)；鑄鐵機(jī)工序(產(chǎn)生灰塵)。粉塵中主含鐵的氧化物和脈石成分等 高爐冷卻水(熱水的熱污染)；煤氣凈化工序(固體懸浮物、酚、氨、氰化物等)；高爐沖渣工序(固體物、H2SO4等) 高爐渣。包括煉鋼鐵水渣、鑄造生鐵渣、特種生鐵渣 高爐、燒結(jié)等工序。包括高爐鼓風(fēng)機(jī)及蒸氣機(jī)透平，冷風(fēng)管道節(jié)流裝置，熱風(fēng)爐鼓風(fēng)機(jī)，高爐放風(fēng)閥，燒結(jié)機(jī)組的排風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等,煉鋼 在高溫條件下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含的過量的碳和其它雜質(zhì)轉(zhuǎn)為氣體或爐渣而除去 煉鋼過程的污染 轉(zhuǎn)爐工序(產(chǎn)生粉塵、CO等)；電爐工序(產(chǎn)生粉塵、CO、SOx、NOx等)；其粉塵中主含鐵的氧化物。澆鑄工序(產(chǎn)生粉塵、水蒸氣等) 爐體冷卻水(熱水的熱污染)；氧槍等冷卻水(有一定溫度的軟水)；煤氣凈化水(含氧化鐵的固體物、HF、H2SO4等)；爐渣水淬工序(熱水、固體物、H2SO4等)；澆鑄工序(熱水、固體物、氧化鐵皮、油類物質(zhì)等) 鋼渣。包括轉(zhuǎn)爐渣與電爐渣。連鑄工序的氧化鐵皮 氧槍吹氧，空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、模鑄鋼錠的脫模、整模、電爐煉鋼爐料熔化、機(jī)車運(yùn)輸?shù)?軋鋼 軋鋼的目的一方面是為了得到需要的形狀；另一方面是為了改善鋼的內(nèi)部質(zhì)量，提高鋼的力學(xué)性能 軋鋼過程的污染 加熱工序(產(chǎn)生煙氣、SO2等)；金屬酸洗、軋制工序(產(chǎn)生酸霧、氧化鐵的煙氣等) 設(shè)備冷卻水(熱水、含鐵氧化物等)；熱軋、冷軋工序(油類物質(zhì)、氧化鐵皮、其它固體物質(zhì)等)；酸洗工序(亞鐵鹽、氫氧化鐵、含鐵的沉淀物、廢酸等) 軋機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、鋼材軋制、鋼材與輥道摩擦碰撞、熱鋸切割、鋼板的人工精整、翻板、空壓機(jī)、鋼錠加熱用鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等,2.2 煙氣中的主要污染物及其危害,清潔空氣的組成 自然狀態(tài)下的大氣由混合氣體、水汽和懸浮物微粒組成。除去水汽和微粒的空氣稱為干潔空氣,大氣污染 由于人類活動(dòng)和自然過程引起的某種物質(zhì)進(jìn)入大氣層中，呈現(xiàn)出足夠的濃度并達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象 局部地區(qū)大氣污染 區(qū)域性大氣污染 廣域性大氣污染 全球性大氣污染,大氣污染物的種類 種類很多。根據(jù)其存在形態(tài)，分為兩大類。即顆粒污染物和氣態(tài)污染物。 (1) 顆粒污染物 粉塵(dust)。系指懸浮于氣體介質(zhì)中的細(xì)小粒子 煙(fume)。系指冶金過程形成的固體粒子的氣溶膠 飛灰(flyash)。系指由燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣帶走的灰分中分散的較細(xì)的粒子 灰分(ash)系指含碳物質(zhì)燃燒后殘留的固體渣 黑煙(smoke)。系指由燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。不包括水蒸汽 霧(fog)。泛指小液體粒子的懸浮體 總懸浮物顆粒(TSP)。系指大氣中粒徑小于100微米的所有固體顆粒,大氣污染物的種類 (2) 氣態(tài)污染物 氣態(tài)污染物極多，主要有5個(gè)方面 以二氧化硫?yàn)橹鞯暮蚧衔?以一氧化氮和二氧化氮為主的含氮化合物 碳的化合物 碳?xì)浠衔?鹵素化合物,大氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 指以保障人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不受破壞為目標(biāo)，對(duì)大氣環(huán)境中各種污染物所規(guī)定的含量限度。它是進(jìn)行大氣質(zhì)量管理評(píng)價(jià)，制訂大氣污染防治規(guī)劃和污染排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，也是環(huán)境管理部門的工作指南和監(jiān)督依據(jù) 1982年我國(guó)制訂的“大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”GB3095-82將大氣的環(huán)境質(zhì)量分為三級(jí)。 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)自然生態(tài)和人群健康，在長(zhǎng)期接觸的情況下，不發(fā)生任何影響的空氣質(zhì)量要求 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動(dòng)植物在長(zhǎng)期和短暫接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群不發(fā)生急性、慢性中毒和城市一般動(dòng)植物(敏感者除外)正常生長(zhǎng)的質(zhì)量要求,鋼鐵行業(yè)的主要大氣污染物 二氧化硫 氟化物 煙塵 一氧化碳 氮氧化物,二氧化硫(SO2) SO2是一種無色有刺激性的氣體，為最普遍和最主要的污染大氣的物質(zhì)。SO2的濃度是衡量大氣污染程度的一項(xiàng)重要指標(biāo) (1) SO2的來源 主要來源：燃燒含硫的燃料；熔化含硫化物的礦石 來源的主要工業(yè)部門：金屬的冶煉，燃煤電廠發(fā)電，石油及其煉油工業(yè)，化學(xué)工業(yè)等行業(yè) 鋼鐵生產(chǎn)中排放的SO2在所有工業(yè)部門中占第二位 燒結(jié)工序是鋼鐵冶煉工藝中排放SO2所占比重最大的工序，占總排放量的40%-60%,（2）SO2的遷移及運(yùn)動(dòng) 工業(yè)SO2通過煙囪排入大氣 SO2在低空停留的時(shí)間不長(zhǎng)，小于714天。因而一般不會(huì)形成有毒的氣體層 SO2遇水霧會(huì)形成硫酸霧 SO2在大氣中通過光化學(xué)作用和空氣中的微塵催化作用發(fā)生氧化，生成硫酸和硫酸鹽微粒 形成酸雨降落到地表,（3）SO2的危害 大氣被SO2污染以后，平均濃度一般仍然較低，但是在短時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)局部的SO2濃度高峰值則非常有害，往往造成急性煙霧事件 硫酸霧腐蝕性較強(qiáng)，對(duì)人體有害 低濃度SO2長(zhǎng)期作用于呼吸道和肺部，會(huì)使呼吸系統(tǒng)的生功能減退，肺胞的彈性減弱，肺功能降低；可引起氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫等 SO2進(jìn)入血液，會(huì)破壞酶的活性，影響醣及蛋白質(zhì)的代謝 硫酸霧對(duì)金屬工業(yè)、城市中的各種建筑和結(jié)構(gòu)有較嚴(yán)重的腐蝕 SO2對(duì)農(nóng)作物有害。將使之生長(zhǎng)不良和減產(chǎn),氟化物 (1) 氟化物的來源 氟化物是鋼鐵生產(chǎn)污染大氣的主要物質(zhì)之一 如用螢石煉鋼排出的煙氣、礦石燒結(jié)排放的煙氣，均含有較高的氟化物 氟化物的其它來源：磷肥廠、玻璃制造及搪瓷制造廠等 (2) 煙氣中氟化物的種類及性質(zhì) 煙氣中氟化物的種類：元素氟、可溶解的氣態(tài)氟化物HF、可溶解的NaF、以及不能溶解的冰晶石(Na3AlF3)等 煙氣的氟化物中，主要含量為HF，毒性很大 元素F在空氣中與水蒸氣反應(yīng)可迅速地形成HF，HF可吸附在空氣中的微塵上。HF在水中的溶解度極大,(3)氟化物的危害 對(duì)人體的危害。可由人體的呼吸道吸收 F可與人體中的骨骼、血液中的Ca結(jié)合生成CaF，導(dǎo)致氟骨癥 高濃度的HF能引起支氣管炎和肺炎 氟化物可引起牙齒的酸蝕癥，使人易患牙炎 氟化物可引起皮膚的騷癢和皮炎 對(duì)植物的危害 危害程度比SO2大得多，可大近幾十倍 植物受害后，幾小時(shí)可出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象，綠色消失，以幼芽、幼葉階段受害最為嚴(yán)重 氟化物對(duì)植物有蓄積毒害的作用。任何低濃度的氟化物在長(zhǎng)時(shí)間作用下，植物的受害也很嚴(yán)重 對(duì)動(dòng)物的毒害作用 氟化物可在動(dòng)物組織中積蓄?？墒箘?dòng)物出現(xiàn)牙根萎縮、牙齒松動(dòng)、骨骼異常、骨質(zhì)軟化?？墒箘?dòng)物特別是牛的體質(zhì)變?nèi)?，產(chǎn)奶量降低 HF與硫酸鈹一道時(shí)，可顯著增加它對(duì)動(dòng)植物的毒害作用 氟化物對(duì)金屬、玻璃有一定的損害作用,灰塵(總懸浮物顆粒物，TSP) (1) 來源 煙塵是大氣中最重要的污染物質(zhì)。量很大，組成很復(fù)雜。 來源：燃料燃燒過程為第一位； 礦石的處理為第二位； 冶金生產(chǎn)排放的煙塵量占第三位。冶金工業(yè)是排放粉塵的主要工業(yè)部門。 我國(guó)目前已成為世界上煙塵排放量最大的國(guó)家之一,(2) 煙塵的種類、尺寸及性質(zhì) 煙塵的種類(化學(xué)成分)：與生產(chǎn)與排放工藝、原料及燃料種類及性質(zhì)不同而異。 鋼鐵工業(yè)排放的煙氣含有：氧化鐵、二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣及其它的金屬氧化物。 鋼鐵工業(yè)排放煙塵的尺寸：最大的達(dá)幾百微米，最小的遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)微米。 煙塵在大氣中的性質(zhì)：大于10個(gè)微米的塵粒在離煙囪不遠(yuǎn)處將很快沉降；101微米之間的塵?？砷L(zhǎng)時(shí)間飄浮于空氣中；小于1微米的塵粒將隨氣流一道運(yùn)動(dòng)，很不容易沉積,(3) 煙塵的危害 對(duì)人體的危害很大。 煙塵化學(xué)成分。煙塵中游離的SiO2、有毒的金屬氧化物、放射性物質(zhì)粉塵的危害性最大。 煙塵顆粒大小與尺寸。煙塵顆粒越細(xì)，危害程度越大。2m的粉塵，人體器官可防護(hù)95%，絕大部分進(jìn)入人體的粉塵可排出體外。2m的灰塵，50%左右將在支氣管、肺部沉積而不能排出。 煙塵的濃度。煙塵的濃度越高，危害性就越大。 引起的疾病包括：支氣管哮喘、肺氣腫、氣管炎、肺炎、肺癌、TSP污染嚴(yán)重的地區(qū)幼兒易患軟骨病,一氧化碳(CO) (1) 來源 來源于燃料燃燒的不完全氧化反應(yīng)，因而燃燒產(chǎn)生的廢氣中含有一定的CO 在鋼鐵冶金過程的高溫狀態(tài)下(1000)，碳的燃燒反應(yīng)得到的產(chǎn)物中絕大部分為CO(90%) 來源：機(jī)動(dòng)車輛排出的廢氣，燃煤電廠鍋爐煤粉燃燒產(chǎn)生的廢氣，燃煤和燃油或燃?xì)獾恼魵忮仩t產(chǎn)生的廢氣，冶金生產(chǎn)過程煉焦、煉鐵、煉鋼及加熱爐、礦粉的燒結(jié)過程等排出大量的CO 從CO對(duì)環(huán)境的影響中，以汽車排放廢氣中的CO對(duì)大氣的污染(特別是城區(qū)大氣污染)最為嚴(yán)重,(2) CO的危害及性質(zhì) CO輕于空氣，為一種無色、無味和難溶于水的氣體。它在空氣中比較穩(wěn)定，變成CO2的速度很慢。 CO對(duì)人體的危害非常嚴(yán)重。 危害機(jī)理：由人體呼吸進(jìn)入肺部后，與血液中的血紅蛋白結(jié)合成為碳氧血紅蛋白，排出氧氣。血紅蛋白中的CO與血紅蛋白的結(jié)合力比氧與血紅蛋白的結(jié)合力高300400倍。 當(dāng)人體吸入CO后，很快血液中的血紅蛋白就會(huì)失去向人體各器官輸送氧氣的能力，引起人體缺氧。將引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到損害，嚴(yán)重者昏迷以至死亡。 空氣中的CO濃度為1ppm時(shí)，人體受到中毒；為100ppm，將使人神智不清或暈厥,氮氧化物(NOx) (1) 來源及性質(zhì) 氮氧化物包括：NO、NO2、N2O3、N2O5等 對(duì)人體健康影響較大的有NO、NO2。NO2為紅褐色的氣體，毒性很大(毒性是NO的5倍)。NO為無色的氣體 NOx主要由燒結(jié)、電爐冶煉、煉焦等工序產(chǎn)生。鋼鐵冶煉其它工序產(chǎn)生的廢氣中也含有一定NOx (2) 氮氧化物的危害 NOx對(duì)人體呼吸器官具有刺激作用。當(dāng)進(jìn)入人體的支氣管和肺部后，可生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸、亞硝酸或硝酸鹽。引起支氣管炎、肺炎、甚至引起肺氣腫 亞硝酸鹽還可與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，形成正鐵血紅蛋白，引起組織缺氧,2.3 廢水中的主要污染物及其危害,水資源是極其寶貴的自然資源，是人類生存不可缺少的物質(zhì)。因此，水資源的污染是環(huán)境保護(hù)中的重要研究課題。 工業(yè)廢水是水體最主要的污染源。它量大，面廣，所含污染物的種類很多，成分復(fù)雜，有些污染物危害很大。一些污染物在水中還不易被凈化,水質(zhì) 自然界中沒有絕對(duì)純粹的水。無論是天然水或是各種污水、廢水里均含有一定數(shù)量的雜質(zhì)。對(duì)各種雜質(zhì)，按其在水中的存在狀態(tài)可分為三類。即懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì) 懸浮物質(zhì)由大分子尺寸(10-3mm)的顆粒組成，靠浮力和粘滯力懸浮于水中。 溶解物質(zhì)則由分子和離子組成，它們被水的分子結(jié)構(gòu)所支承，其顆粒度最小(10-6mm)。 膠體物質(zhì)顆粒度(10-610-3mm)介于懸浮物質(zhì)與溶解物質(zhì)之間 水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性,水質(zhì)指標(biāo) 懸浮物 溶解氧 生化需氧量 化學(xué)需氧量 pH值 細(xì)菌污染指標(biāo) 溫度,硬度 渾濁度 電導(dǎo)率 顏色 總有機(jī)碳和總需氧量,懸浮物 工業(yè)廢水和生活污水中呈固態(tài)不溶解的物質(zhì) 包括不溶于水中的無機(jī)物、有機(jī)物及泥砂、黏土、微生物等 水中懸浮物含量是衡量水污染程度的指標(biāo)之一。懸浮物是造成水渾濁的主要原因。水體中的有機(jī)懸浮物沉積后易厭氧發(fā)酵，使水質(zhì)惡化,溶解氧 溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示 水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)，DO 高，水體的自凈能力大 它跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質(zhì)有密切的關(guān)系 在自然情況下，空氣中的含氧量變動(dòng)不大，故水溫是主要的因素，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高 在20、100kPa下，純水里大約溶解氧9mgL,生化需氧量 水體中微生物分解有機(jī)物消耗水中溶解氧的數(shù)量，記為BOD，反映的是水體受有機(jī)物污染的程度 在生化需氧量表示的有機(jī)物中，不包括不可分解的有機(jī)物(難生物降解有機(jī)物)，也不包括變成殘?jiān)挠袡C(jī)物。因此，它不是有機(jī)物的全部，而只是其中的一大部分 有氧條件下，水中可分解的有機(jī)物由于好氧微生物(好氧細(xì)菌)的作用，可被分解而無機(jī)化,化學(xué)需氧量 水體中能被氧化的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)氧化反應(yīng)所消耗的溶解氧量，記為COD 一般情況下，化學(xué)需氧量可用來代表廢水中有機(jī)物的總量 測(cè)量方法 目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法 高錳酸鉀（KMnO4）法，氧化率較低，但比較簡(jiǎn)便，在測(cè)定水樣中有機(jī)物含量的相對(duì)比較值時(shí)，可以采用 重鉻酸鉀（ K2Cr2O7 ）法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于測(cè)定水樣中有機(jī)物的總量,pH值 氫離子濃度指數(shù)的數(shù)值俗稱“pH值”，表示溶液的酸性或堿性程度 pH值對(duì)工業(yè)廢水和生活污水的處理及綜合利用、對(duì)水生生物的生長(zhǎng)繁殖、對(duì)排水管道的使用壽命有很大影響。 對(duì)pH值影響最大的是重碳酸鹽HCO3、碳酸鹽CO32-和氫氧化物OH,細(xì)菌學(xué)污染指標(biāo) 表示水遭受微生物污染的情況或指示水被微生物污染的可能性 水中細(xì)菌數(shù)很多。大部分無害，少部分能引起肝炎、傷寒、霍亂、痢疾、腦炎等疾病。 常用細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌群表示水體被細(xì)菌污染的程度,溫度 水體中的水受熱溫度升高將產(chǎn)生熱污染 熱污染是指現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活中排放的廢熱所造成的環(huán)境污染 熱污染是一種能量污染 熱污染危害 使水中溶解氧減少 為水中致病微生物形成溫床，使它們得以滋生、泛濫，引起疾病流行 熱污染防治 廢熱的綜合利用 加強(qiáng)隔熱保溫，防止熱損失 尋找新能源,硬度 水中離子沉淀的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+等鹽類的含量 暫時(shí)硬度(碳酸鹽): 主要成分是鈣、鎂的酸式碳酸鹽，其次是鈣、鎂的碳酸鹽，由于這些鹽類一經(jīng)加熱煮沸就會(huì)分解成為溶解度很小的碳酸鹽，硬度大部分可以除去。 永久硬度(非碳酸鹽)：表示水中的鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等鹽類的含量，這些鹽類經(jīng)加熱煮沸不會(huì)產(chǎn)生沉淀，使硬度不變化 總硬度：暫時(shí)硬度與永久硬度之和,渾濁度 表示水的渾濁程度，即水中不溶解的物質(zhì)對(duì)光線透過時(shí)所產(chǎn)生的阻礙程度 與懸浮物的質(zhì)量濃度、顆粒的大小、形狀、折射指數(shù)等有關(guān),電導(dǎo)率 表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能，電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng)，反之越小 影響因素 溫度 摻雜程度 各向異性,顏色 純水是無色的，但自然界的水由于雜質(zhì)影響而呈現(xiàn)出一定的顏色 水的顏色有真色和表色之分 真色是由于水中所含溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)造成的，即除去水中懸浮物后所呈現(xiàn)的顏色 表色包括溶解物質(zhì)、膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)共同引起的顏色 天然水真色的鑒定：方法是用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法。1升水中含有相當(dāng)于1毫克鉑時(shí)所產(chǎn)生的顏色規(guī)定為1度，也稱為1個(gè)真色單位。 對(duì)于廢水和污水的顏色不作真色測(cè)定，而常用文字表述。必要時(shí)采用稀釋倍數(shù)的方法測(cè)定色度。即在比色管中將水樣用無色清潔水稀釋成不同的倍數(shù)，當(dāng)剛好看不見顏色時(shí)的稀釋倍數(shù)就為色度。 水的色度是評(píng)價(jià)感官質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)水是否受到污染的標(biāo)志,總有機(jī)碳和總需氧量 總有機(jī)碳：指水體中溶解性和懸浮性有機(jī)物含碳的總量。將水在900下高溫燃燒，有機(jī)碳即氧化成CO2，量測(cè)所產(chǎn)生的CO2量，可求出水中總有機(jī)碳值。單位以碳的mg/L計(jì)。水中的無機(jī)碳在此高溫下也會(huì)轉(zhuǎn)化為CO2，故測(cè)定時(shí)須去除無機(jī)碳的干擾 總需氧量：指水樣中的有機(jī)物在900下高溫燃燒，變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所需要的氧量,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類 一類是國(guó)家正式頒布的統(tǒng)一規(guī)定 另一類是各用水部門或設(shè)計(jì)、研究單位所確定的各種水質(zhì)要求 地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1988年國(guó)家環(huán)保局修訂頒布) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(1988年國(guó)家環(huán)保局頒布),水體污染物 固體污染物 有機(jī)污染物 有毒污染物 營(yíng)養(yǎng)性污染物 生物污染物,感官污染 酸堿污染物 熱污染 需氧污染物質(zhì) 其它污染物,固體污染物 來源：冶金工業(yè)中，主要來源于煙氣除塵、沖渣、煤氣洗滌等工序 存在形態(tài)：以三種形式存在，即溶解態(tài)、膠體態(tài)和懸浮態(tài)。水質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)固體微粒分為兩個(gè)部分，即能透過濾膜(310m孔徑材料)的溶解性固體，不能透過濾膜的懸浮物 危害：固體污染物沉積，將淤塞河道，危害水底生物繁殖，影響漁業(yè)生產(chǎn),有機(jī)污染物 來源：鋼鐵工業(yè)中，主要來源于焦化、高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣凈化，熱軋和冷軋，酸洗等工藝流程 類別：碳水化合物，蛋白質(zhì)，氨基酸，脂肪等天然有機(jī)物和人工合成的有機(jī)物 危害：將造成水體缺氧，影響漁業(yè)生產(chǎn) 水中氧消耗完時(shí)，將進(jìn)行厭氧生物的分解，產(chǎn)生H2S、甲烷等有毒氣體；水中動(dòng)植物將大量死亡，此時(shí)水體變色、黑濁、惡臭,有毒污染物 指能導(dǎo)致生物及其后代發(fā)病、行為異常、遺傳變異、生理機(jī)能失?；蛩劳龅奈镔|(zhì) 如重金屬、氰化物、有機(jī)農(nóng)藥、放射性物質(zhì)等 冶金過程主要來源于采礦、焦化、冶煉過程,營(yíng)養(yǎng)性污染物 指水體富營(yíng)養(yǎng)化的營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)，包括N、P、Fe等 來源： 來自于化肥廠、制革、食品、洗毛等工業(yè)部門和人類的生活用水。 在生活污水和工業(yè)廢水中常含有一定數(shù)量的氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì) 施用氮肥和磷肥的農(nóng)田的排水中也會(huì)有殘余的氮和磷 危害。水體中的氮、磷含量較高(N0.2mg/L及P0.02mg/L)時(shí)，對(duì)一般河流的影響可能不大，但對(duì)湖泊、水庫(kù)、港灣、內(nèi)海等水流緩慢的水域就會(huì)使藻類等浮游植物及水草大量繁殖,生物污染物 指廢水中的致病微生物及其它的有害的有機(jī)體 來源：來自于糞便、垃圾、生活污水，醫(yī)院廢水，生物制品廢水。 危害：生活污水、特別是醫(yī)院污水和某些工業(yè)污水污染水體后，會(huì)帶入一些病原微生物。如某些原來存在于人畜腸道中的病原細(xì)菌，如傷寒、副傷寒、霍亂、細(xì)菌性痢疾等都可以通過人畜糞便的污染而進(jìn)入人體,感官污染 指引起廢水異色、渾濁、惡臭等現(xiàn)象的使感官不快的污染物 來源：來自于礦石準(zhǔn)備、煉焦、鋼鐵冶煉、軋制、酸洗等工序,酸堿污染物 指廢水中的無機(jī)酸和堿 含酸較多的工業(yè)廢水有：酸洗、粘膠纖維、染料及酸法造紙等 雨水洗淋含SO2較多的空氣后，流入水體也引起酸污染 冶金過程中，酸來源于礦石、金屬酸洗、鋼鐵冶煉等大多數(shù)工藝過程 堿污染來自于堿法造紙、煉油、制革、制堿、漂染等工業(yè)部門。 酸堿的污染將使水體的pH值發(fā)生變化，抑制或殺滅細(xì)菌和其它微生物的生長(zhǎng)，妨礙水體的自凈作用；腐蝕船舶和水下建筑物；影響漁業(yè)，破壞生態(tài)平衡,熱污染 熱污染主要來源于熱電廠、核電站和各種工業(yè)過程中的冷卻水 冶金工業(yè)是最主要的熱污染源。若直接排放，可能引起水溫升高，溶解氧含量降低，水中存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加，從而危及魚類和水生生物的生長(zhǎng),需氧污染物質(zhì) 生活污水、牲畜污水和某些工業(yè)廢水中含有的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的作用下進(jìn)行分解 在分解過程中需消耗氧氣，故稱之為需氧污染物質(zhì),其它污染物 包括：油類物質(zhì)和表面活性物質(zhì)等 在這些污染物質(zhì)中，石油是其主要的污染物 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，油類物質(zhì)對(duì)水體的污染日益增多。煉油和石油化工工業(yè)、海底石油開采、油輪壓艙洗艙以及大氣中污染的碳?xì)浠衔锍两档榷紝⑹顾w遭受嚴(yán)重的油類污染。其中尤以海底采油和油輪污染事故最甚,水體自凈 定義 廣義的定義指受污染的水體，經(jīng)過水中物理、化學(xué)與生物作用，使污染物濃度降低，并恢復(fù)到污染前的水平 狹義的定義指水體中的微生物氧化分解有機(jī)物而使得水體得以凈化的過程 水體自凈過程 物理過程。包括稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀等過程 化學(xué)和物理化學(xué)過程。包括氧化、還原、吸附、凝聚、中和等反應(yīng) 生物學(xué)和生物化學(xué)過程。進(jìn)入水體中的污染物質(zhì)，特別是有機(jī)物質(zhì)，由于水中微生物的代謝活動(dòng)而被分解氧化轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的過程 水體的自凈能力是有限的，如果排入水體的污染物數(shù)量超過某一界限時(shí)，將造成水體的永久性污染，這一界限稱為水環(huán)境容量,冶金過程典型水體污染物 酚及其化合物 氰化物 重金屬離子 酸和堿 固體懸浮物,酚及其化合物 酚的通式為ArOH，是芳香烴環(huán)上的氫被羥基(OH)取代的一類芳香族化合物 與普通的醇不同，由于受到芳香環(huán)的影響，酚上的羥基有弱酸性 來源 焦化廠、煤氣發(fā)生站、煉油、木材防腐、絕緣材料的制造、制藥、造紙以及酚類化工廠的廢水、廢氣 焦化廠的含酚廢水則主要來自于氨回收工段的氨水、苯工段與焦油工段餾份分離水與洗滌水 生產(chǎn)1噸焦炭，可產(chǎn)生0.20.3 m3含酚廢水,酚的危害 土壤污染 被酚污染的土壤會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)或枯死 水體污染 水體酚污染會(huì)消耗水體中的溶解氧，增大生化需氧量，使水生生物受到抑制，繁殖下降、生長(zhǎng)變慢，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡 對(duì)人體的危害 一旦被人吸收就會(huì)蓄積在各臟器組織內(nèi)，很難排出體外，與細(xì)胞原漿中蛋白質(zhì)結(jié)合形成不溶性蛋白，使細(xì)胞失去活性，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、消化系統(tǒng)產(chǎn)生毒害作用。當(dāng)體內(nèi)的酚達(dá)到一定量時(shí)就會(huì)破壞肝細(xì)胞和腎細(xì)胞，造成慢性中毒，使人出現(xiàn)不同程度的頭昏、頭痛、皮疹、精神不安、腹瀉等癥狀,限度 中國(guó)規(guī)定最高允許濃度： 飲用水中揮發(fā)酚：0.002 mg/L 地面水中揮發(fā)酚：0.010 mg/L 漁業(yè)水體揮發(fā)酚：0.005 mg/L 居住區(qū)大氣一次測(cè)定值最高限：0.02 mg/m3 廢水排放限度：0.5 mg/L,氰化物 氰化物特指帶有氰基（CN）的化合物，氰基的穩(wěn)定性相當(dāng)高，使之在通常的化學(xué)反應(yīng)中都以一個(gè)整體存在。因該基團(tuán)具有和鹵素類似的化學(xué)性質(zhì)，常被稱為擬鹵素 來源 含氰廢水主要來自電鍍、煤氣、焦化、冶金、金屬加工、化纖、塑料、農(nóng)藥、化工等部門 鋼鐵企業(yè)的氰化物主要來自于選礦廢水、高爐煤氣洗滌水、焦化廢水 危害 使人或動(dòng)物產(chǎn)生中毒、窒息死亡,重金屬離子 重金屬一般指密度大于4.5克每立方厘米的金屬，在環(huán)境污染方面所說的重金屬主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬(砷)等生物毒性顯著的重元素 來源 主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農(nóng)藥、醫(yī)藥、油漆、顏料等企業(yè)排出的廢水 冶金工業(yè)排出的廢水中主要含有鐵、錳、鉻、鉛、鋅、銅、鎳、鎘等重金屬粒子,危害 鉻：六價(jià)鉻對(duì)皮膚具有很大的刺激性和腐蝕性，過量時(shí)會(huì)引起嘔吐、腹瀉，也能引起腎炎、尿毒癥 鋅：鋅的鹽類能使蛋白質(zhì)沉淀，對(duì)皮膚和粘膜有刺激及腐蝕作用 鎘：導(dǎo)致高血壓，引起心腦血管疾病；破壞骨骼和肝腎，并能引起腎功能衰竭 錳：超量時(shí)會(huì)使人甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)，也能傷害重要器官 銅：過多的銅進(jìn)入體內(nèi)可出現(xiàn)惡心、嘔吐、上腹疼痛、急性溶血等中毒現(xiàn)象 鎳：鎳能激活或抑制一系列的酶，口服后可引起口腔炎、牙齦炎、急性腸胃炎、并使心肌和肝臟受到損害。鎳鹽對(duì)皮膚、粘膜有刺激性 鉛：直接傷害人的腦細(xì)胞，特別是胎兒的神經(jīng)系統(tǒng)，可造成先天智力低下；對(duì)老年人會(huì)造成癡呆等，另外還有致癌、致突變作用 汞：食入后直接沉入肝臟，對(duì)大腦、神經(jīng)、視力破壞極大。天然水每升水中含0.01毫克，就會(huì)導(dǎo)致人中毒,酸和堿 酸堿廢水是廢水處理時(shí)最常見的一種 來源 酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等 堿性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等 冶金過程如采礦場(chǎng)的礦坑和堆石場(chǎng)的酸性廢水中含有硫酸，其pH值為2.56.5；軋鋼廠含酸廢水(廢液)中含有硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸或這些酸的混合液；銅的酸洗廢液(水)為含有硫酸銅的酸性廢水，鋁生產(chǎn)中排出堿性廢水,危害 酸堿廢水進(jìn)入水體，將改變水的pH值，使其動(dòng)植物不能正常生存 酸能腐蝕金屬和混凝土構(gòu)筑物，如橋梁、堤壩、港口設(shè)備和其它水工構(gòu)筑物等。 堿性廢水用于灌溉農(nóng)田，會(huì)發(fā)生鹽堿化問題，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。 酸能破壞污水生化處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。 當(dāng)pH值小于6.06.5時(shí)，活性污泥會(huì)受到影響，好氣菌被抑制，而霉菌和野生酵母等好酸菌會(huì)大量繁殖，堵塞生物濾池等構(gòu)筑物,固體懸浮物 工業(yè)用水和自然水，均含有濃度不同的固體懸浮物 冶金過程排出的廢水中都存在懸浮物質(zhì) 危害 大量懸浮物排入水體，會(huì)堵塞魚鰓，大量消耗水中的溶解氧，使魚缺氧窒息而死亡。懸浮物對(duì)水中的貝類、藻類也會(huì)造成嚴(yán)重危害 懸浮物中的有機(jī)物還會(huì)腐敗，發(fā)出臭味，影響人體健康，破壞環(huán)境 懸浮物淤積河床、海底，嚴(yán)重時(shí)將妨礙航運(yùn)、抬高河床 懸浮物附著在魚網(wǎng)和船具上，會(huì)造成嚴(yán)重的腐蝕和損傷,2.4 固體廢物及其危害,固體廢物 人類生產(chǎn)及生活活動(dòng)產(chǎn)生的、且對(duì)所有者不再具有使用價(jià)值而被廢棄的固態(tài)或半固態(tài)的物質(zhì)，稱為固體廢物 各類生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物稱為廢渣；人類生活活動(dòng)中所產(chǎn)生的固體廢物稱為垃圾 對(duì)于所有者不再具有使用價(jià)值的大多數(shù)固體廢物仍含有其它生產(chǎn)行業(yè)中需要的成分。經(jīng)過一定的技術(shù)環(huán)節(jié)，可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛嘘P(guān)行業(yè)的生產(chǎn)原料，甚至可以直接使用 固體廢物的概念隨時(shí)間、空間的變遷而具有相對(duì)性,固體廢物的分類是依據(jù)其產(chǎn)生的途徑和性質(zhì)確定的 發(fā)達(dá)國(guó)家，固體廢物分為四類，即工業(yè)、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市垃圾四大類 中國(guó)的固體廢物管理法中，固體廢物分為工業(yè)固體廢物(廢渣)和城市垃圾兩類,固體廢物的性質(zhì) 工業(yè)固體廢物與城市垃圾固體廢物的成分和性質(zhì)有明顯的差異 工業(yè)固體廢物帶有明顯的行業(yè)特征，其中大部分含有可資利用的資源。并且可能產(chǎn)生有毒、有害或危險(xiǎn)性固體廢物 大多數(shù)工業(yè)廢物不與城市垃圾相混合，而按行業(yè)進(jìn)行管理與處理 城市垃圾不具備工業(yè)固體廢物的特征，而且其成分與性質(zhì)更加復(fù)雜多變。一般由市政系統(tǒng)集中管理與處置,固體廢物的產(chǎn)量與產(chǎn)率 固體廢物的產(chǎn)量和增長(zhǎng)速度是與國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和人民生活水準(zhǔn)密切相關(guān)的 美國(guó)1974年固體廢物總量為44億噸，1980年上升為60億噸，其中礦業(yè)廢物50.3%，農(nóng)業(yè)廢物39%，工業(yè)廢物6.3%，城市垃圾占4.3% 中國(guó)1980年的統(tǒng)計(jì)為4.3億噸，其中廢尾礦石1.01億噸，煤矸石1.25億噸，鋼鐵渣2817萬噸，爐渣及粉煤灰1.0211億噸，城市垃圾7300萬噸，糞便6000萬噸 我國(guó)冶金工業(yè)產(chǎn)生的固體廢物在整個(gè)固體廢物中占據(jù)非常重要的地位。冶金工業(yè)的廢物包括礦業(yè)廢物和冶煉廢物。礦業(yè)廢物來源于礦石的開采和選洗工藝，數(shù)量很大 各個(gè)工業(yè)部門、每一個(gè)工藝過程、單位體積產(chǎn)品所產(chǎn)生的固體廢物的比率，以及人類每人每天所產(chǎn)生的固體廢物的量稱為固體廢物的產(chǎn)率。主要工業(yè)企業(yè)固體廢物的產(chǎn)率見下表,固體廢物的危害 固體廢物在一定條件下發(fā)生物理、化學(xué)和生物變化，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。主要包括： 污染土壤與水體 占據(jù)大量土地 污染大氣，影響環(huán)境衛(wèi)生,3.1 大氣污染控制概述,大氣污染控制 第一層涵義是從立法角度出發(fā)，用法律來限制或禁止污染物的擴(kuò)散。這就需要確定哪些物質(zhì)應(yīng)受控制，控制到什么程度。研究有害物質(zhì)對(duì)人體健康的影響，對(duì)財(cái)產(chǎn)的損害，對(duì)美學(xué)的危害，以及不同污染物質(zhì)在大氣中的相互作用，污染物在大氣中的遷移、變化規(guī)律等等 第二層涵義是控制一詞具有防止的意思。大氣污染的防止除了取消使環(huán)境生態(tài)遭受破壞的污染源外，還應(yīng)把污染物的排放量降到不致嚴(yán)重污染大氣的程度。通常，其方法或手段是使用某種設(shè)備或裝置來實(shí)現(xiàn)的,廢氣排放控制系統(tǒng) 為使污染物能夠達(dá)標(biāo)排放的控制系統(tǒng)。典型控制系統(tǒng)的設(shè)備主要有：集氣罩、煙氣管道、顆粒除塵器、氣態(tài)污染物凈化器、風(fēng)機(jī)、煙道、煙囪等 集氣罩將污染源的污染物收集起來，含污染物的煙氣經(jīng)管道后進(jìn)入除塵器除塵，然后進(jìn)入氣態(tài)污染物凈化器除去氣態(tài)污染物，最后由風(fēng)機(jī)將除塵與凈化后的煙氣經(jīng)煙道、煙囪排入大氣。再經(jīng)擴(kuò)散稀釋過程，達(dá)到大氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),顆粒污染物的控制方法和設(shè)備主要有四類。即 (1) 機(jī)械力除塵器。包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器 (2) 過濾式除塵器。包括袋式過濾器和顆粒層過濾器 (3) 靜電除塵器。包括干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器 (4) 濕式除塵器。包括泡沫除塵器、噴霧塔、填料塔、沖擊式除塵器、文丘里洗滌器等 氣態(tài)污染物的控制。氣態(tài)污染物的種類很多，其控制方法和設(shè)備可以分為兩大類，即分離法和轉(zhuǎn)化法 污染物的稀釋法控制,大氣污染控制的基本原則 改革工藝和設(shè)備 充分利用資源和能源 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合研究 采用高煙囪排放，充分利用大氣的自凈能力,大氣污染控制的基本方法 煙氣的凈化，主要有兩個(gè)工序：第一個(gè)工序?yàn)闊煔獾氖占坏诙€(gè)工序?yàn)闊煔獾膬艋?(1) 分離法 氣固分離 氣液分離 氣氣分離 (2) 轉(zhuǎn)化法 氣相反應(yīng) 氣液反應(yīng),機(jī)械力除塵 分離10m的煙塵 如鍋爐煙塵、冶金煙氣的粗除塵等 濕式除塵 分離5m的煙塵 如轉(zhuǎn)爐和高爐的煤氣除塵等 過濾除塵 分離0.1m的煙塵 如電爐、鐵合金生產(chǎn)煙氣的除塵等 靜電除塵 分離0.1m的煙塵 如燒結(jié)機(jī)、電爐、轉(zhuǎn)爐煙氣除塵等,機(jī)械力除霧 分離10m的霧滴 如硫酸霧等。 靜電除霧 分離0.1m的霧滴 如硫酸霧、瀝青煙霧等,冷凝法 分離蒸氣狀污染物 如汞蒸氣等 吸附法 分離氣態(tài)污染物 如苯、HF等 吸收法 分離氣態(tài)污染物 如HF、HCl、鉛煙等,直接燃燒法 分離可燃燒的氣態(tài)污染物 如苯、瀝青煙等。 其它氣相反應(yīng) 分離氣態(tài)污染物 如NOx等,吸收氧化法 分離氣態(tài)污染物 如H2S等 吸收還原法 分離氣態(tài)污染物 如NOx等 其它化學(xué)吸收法 分離氣態(tài)污染物 如鉛煙等,3.2 工業(yè)煙塵控制技術(shù),粉塵的物理性質(zhì) 密度 分為真密度和堆積密度 比表面積 單位體積(或質(zhì)量)的粉塵具有的表面積 含水率和潤(rùn)濕性 粉塵的含水率包括：附著于表面上，包含在凹坑處及細(xì)孔中的自由水份；及緊密結(jié)合在粒子內(nèi)的結(jié)合水份 潤(rùn)濕性：粉塵顆粒能否與液體相互附著或附著難易的程度 粉塵的荷電性和導(dǎo)電性 粉塵的荷電性指：粉塵在運(yùn)動(dòng)過程中，由碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電及接觸帶電體等而荷電 粉塵的比電阻表示粉塵的導(dǎo)電性 粉塵的粘附性 粉塵附著在固體表面上，或顆粒彼此之間相互附著的現(xiàn)象稱為粉塵的粘附,工業(yè)煙塵控制技術(shù) 機(jī)械式除塵 靜電除塵 過濾式除塵 濕式除塵,機(jī)械式除塵 重力沉降室 重力沉降是利用含塵氣體顆粒在重力作用下自然沉降的原理，實(shí)現(xiàn)顆粒污染物與氣體分離的過程。 重力沉降室是所有空氣污染控制裝置中最簡(jiǎn)單的一種。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、壓力損失小、維護(hù)管理方便、而且能夠處理高溫氣體；缺點(diǎn)是沉降小顆粒的效率較低，只能除去40-50微米的顆粒。 主要用于高效除塵裝置的前級(jí)設(shè)備,慣性除塵器 含塵氣體與擋板撞擊或者急劇改變氣流方向，利用慣性力分離并捕集粉塵的除塵設(shè)備 慣性除塵器主要分為碰撞式和回轉(zhuǎn)式兩種 碰撞式慣性除塵器，含塵氣流進(jìn)入后直接碰撞擋板，塵粒喪失慣性力而依靠重力作用落入灰斗 回轉(zhuǎn)式慣性除塵器，粗粒塵依靠慣性力和重力作用直接沖入灰斗，細(xì)小塵粒隨氣流一道改變方向后排走,影響慣性除塵器除塵效率的因素 氣流速度愈高，轉(zhuǎn)變角度愈大，轉(zhuǎn)變次數(shù)愈多，則含塵氣體除塵凈化的效率就愈高。但壓力的損失也就愈大 慣性除塵器宜用來凈化密度和粒度較大的金屬和礦物性粉塵，不適宜凈化粘結(jié)性和纖維性粉塵 慣性除塵器常用來捕集1020微米的粉塵，或用作多級(jí)除塵的第一級(jí),旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助于作用在塵粒 上的離心力把塵粒從氣流中分離出來的裝置 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，投資低，操作維護(hù)方便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，能處理高溫、高壓及腐蝕性氣體，可直接回收顆粒物 旋風(fēng)除塵器用來捕集515微米以上的粉塵顆粒，除塵效率可達(dá)80%。對(duì)小于5微米的顆粒物，捕集效率不高,影響旋風(fēng)除塵效率的因素 廢氣的入口流速 除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸 粉塵的粒徑和密度 除塵器下部的嚴(yán)密性 氣體的溫度與粘度,靜電除塵 利用靜電力從氣流中分離懸浮粒子的方法 靜電除塵器主要是利用高壓直流電產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)，使含塵氣流中的氣體電離，塵粒帶電而實(shí)現(xiàn)氣-固分離的高效除塵設(shè)備 它與機(jī)械式除塵的區(qū)別在于其分離塵?；蛞旱蔚哪芰渴峭ㄟ^靜電力直接作用于塵粒上，而不是作用在整個(gè)氣流上 特點(diǎn) 運(yùn)行所需能量低 氣壓損失很小 處理氣量大，能連續(xù)操作 除塵效率高 適用于高溫、高壓場(chǎng)合 能處理的粒子的粒徑較小 設(shè)備龐大，占地面積大，一次性投資高。對(duì)高比電阻粉塵的捕集效率較低,靜電除塵過程包括四個(gè)階段 氣體的電離 塵粒的荷電 塵粒的捕集 清灰,氣體在電場(chǎng)作用下，會(huì)使中性氣體原子中的電子獲得足夠的能量，以克服原子核對(duì)它的引力而成為自自電子，同時(shí)中性的原子由于失去了帶負(fù)電荷的電子而變成帶正電荷的正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程叫做氣體電離,粒子的荷電方式有電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電兩種,在電場(chǎng)力的作用下，荷電粉塵向集塵電極移動(dòng)，塵粒放出所帶電荷而沉積于電極極板的表面,集塵板上的塵粒達(dá)到一定的厚度后，必須用干法(如振打)或濕法(如水沖洗)除去積塵,靜電除塵影響因素 粉塵特性 粒徑分布、密度、粘附性、比電阻、化學(xué)成分等 煙氣性質(zhì) 溫度、壓力、濕度、成分、粉塵濃度等 除塵器結(jié)構(gòu) 電暈線半徑、極間距等 操作因素 伏安特性、清灰效果、漏風(fēng)等,過濾式除塵 利用多孔介質(zhì)分離粉塵與氣體的技術(shù) 特點(diǎn)：需周期地、連續(xù)地清掃或更換過濾介質(zhì) 分類 可根據(jù)介質(zhì)的類型、支承方式、清灰機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分類 本質(zhì)區(qū)分 過濾器介質(zhì)起粒子捕集作用 過濾器介質(zhì)起支承作用,袋式除塵器 是纖維過濾器的一種 纖維過濾方式 內(nèi)部過濾 表面過濾 特點(diǎn) 除塵效率高、粉塵適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便 不適用于高溫?zé)煔狻⒉贿m用于粘結(jié)性、吸濕性強(qiáng)的粉塵,布袋除塵器分類 按清灰方式：機(jī)械清灰、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰、聲波清灰 按除塵器內(nèi)的壓力：負(fù)壓式、正壓式 按濾袋形狀：圓袋、扁袋 按含塵氣流進(jìn)入濾袋的方向：內(nèi)濾式、外濾式 按進(jìn)氣口的位置：下進(jìn)風(fēng)、上進(jìn)風(fēng),袋式除塵器效率影響因素 粉塵性質(zhì)：粒徑分布、密度等 織物性質(zhì)：纖維粗細(xì)、織物厚度、孔率等 運(yùn)行參數(shù)：過濾速度、氣體溫度等 清灰方式：機(jī)械振打、反向氣流、脈沖等 對(duì)濾料的要求 清灰后能保留一定的永久性容塵 在均勻容塵狀態(tài)下透氣好，壓損小 抗皺折、耐磨、機(jī)械強(qiáng)度高 耐溫、耐腐蝕 吸濕性好，易清灰 使用壽命長(zhǎng)、成本低,濕式除塵 利用洗滌液與含塵氣體充分接觸，將塵粒洗滌下來而使氣體凈化的方法 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、除塵效率高、占地面積小、操作維修方便等。特別適用處理高溫、高濕、易燃、易爆的含塵氣體，并能去除部分氣態(tài)污染物和部分有害固態(tài)物質(zhì) 需對(duì)處理后的含塵污水和污泥進(jìn)行處理；對(duì)于凈化有腐蝕性的氣態(tài)污染物時(shí)，洗滌水有一定的腐蝕性，管道和設(shè)備易受腐蝕，應(yīng)采取防止腐蝕的措施；比干式除塵器的操作費(fèi)用高；煙氣的抬升減?。欢九艢馊菀桩a(chǎn)生冷凝水霧等,濕式除塵機(jī)理 與過濾式除塵器相同，都是利用慣性碰撞、攔截和擴(kuò)散等 水與含塵氣流的接觸方式 水滴 水膜 氣泡 濕式除塵器的種類 分為低能和高能洗滌器兩大類 根據(jù)凈化機(jī)制分為：重力噴霧洗滌器(噴霧塔)、旋風(fēng)洗滌器、自激噴霧洗滌器、泡沫洗滌器(板式塔)、填料床洗滌器(填料塔)、文丘里洗滌器、機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器,3.3 氣態(tài)污染物控制技術(shù),煙氣中氣態(tài)污染物的處理方法 吸收凈化 吸附凈化 催化轉(zhuǎn)化 燃燒轉(zhuǎn)化 冷凝法 生物凈化 其它方法,吸收凈化 吸收是利用氣體混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的不同，或者與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，從而將有害組分從氣流中分離出來的過程 吸收分為物理吸收和化學(xué)吸收 氣態(tài)污染物的吸收常用方法有水吸收法和堿液吸收法 常用設(shè)備有：噴霧塔，填料塔，板式塔，文丘里洗滌器，旋轉(zhuǎn)噴霧塔等,吸附凈化 氣體混合物與適當(dāng)?shù)亩嗫仔怨腆w接觸，利用固體表面存在的未平衡的分子引力或化學(xué)鍵力，把混合物中某一組分或某些組分吸留在固體表面上，這種分離氣體混合物的過程就稱為氣體的吸附 物理吸附：也稱為范德華吸附，它是吸附質(zhì)和吸附劑以分子間作用力為主的吸附 化學(xué)吸附：是吸附質(zhì)和吸附劑以分子間的化學(xué)鍵為主的吸附,脫附 吸附的逆過程。是使已被吸附的組分達(dá)到飽和的吸附劑中析出，吸附劑得以再生的操作過程。即被吸附于界面的物質(zhì)在一定條件下，離逸界面重新進(jìn)入體相的過程，也稱解吸 一般來說,不利于吸附進(jìn)行的條件常對(duì)脫附有利，如加熱、減壓等。物理吸附是可逆的,吸附分子脫附后性質(zhì)不變?；瘜W(xué)吸附有不可逆性,吸附過程步驟 1) 吸附質(zhì)從氣流主體穿過顆粒周圍的氣膜擴(kuò)散到固體外表面，即外擴(kuò)散 2) 內(nèi)擴(kuò)散。吸附質(zhì)從固體外表面擴(kuò)散到微孔道內(nèi)，在微孔道內(nèi)擴(kuò)散到微孔表面 3) 吸附到達(dá)微孔表面的吸附質(zhì)被吸附劑吸附，并逐級(jí)形成吸附與脫附的動(dòng)態(tài)平衡。脫附的吸附質(zhì)再經(jīng)內(nèi)、外擴(kuò)散到達(dá)氣相主體 4) 對(duì)化學(xué)吸附來說，最后還有化學(xué)反應(yīng),催化轉(zhuǎn)化 催化轉(zhuǎn)化是使氣態(tài)污染物通過催化劑床層，經(jīng)歷催化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或易于處理和回收利用的其它物質(zhì)的方法。 該法與其它方法的區(qū)別：無需污染物與主氣流分離，避免了其它方法可能產(chǎn)生的二次污染，并使操作過程簡(jiǎn)化。另一特點(diǎn)是對(duì)不同濃度的污染物都具有很高的轉(zhuǎn)化率。應(yīng)用廣泛。 如碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為二氧化碳和水，氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮，二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫而回收利用。有機(jī)廢氣和臭氣的催化燃燒，汽車尾氣的催化凈化等采取的均是催化轉(zhuǎn)化法。 缺點(diǎn)：催化劑價(jià)格較高，廢氣的預(yù)熱要消耗一定能量,催化作用和催化劑 化學(xué)反應(yīng)速度因加入某種物質(zhì)而改變，而加入物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)在反應(yīng)終了時(shí)不發(fā)生改變的作用稱為催化作用。加入的物質(zhì)稱為催化劑。 加快反應(yīng)速度的稱為正催化作用；減慢反應(yīng)速度的稱為負(fù)催化。反應(yīng)物和催化劑同為一相時(shí)為均相催化；反應(yīng)物和催化劑不同相時(shí)為多相催化。大氣污染中，主要利用的是多相正催化作用，有催化氧化和催化還原兩種方法,催化劑通常由主活性物質(zhì)、載體和助催劑組成。催化作用一般只發(fā)生在主活性物質(zhì)表面厚度2030nm，因而主活性物質(zhì)一般附著在惰性載體上 載體有兩種作用：一是提供大的比表面積，節(jié)約主活性物質(zhì)，提高催化劑活性；二是提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性、延長(zhǎng)催化劑壽命。 助催化劑本身無催化性能，但少量加入可改善催化劑的性能。催化劑通常做成球狀、圓柱狀、片狀、絲狀、網(wǎng)狀和蜂窩狀等。 催化劑具有特殊的選擇性。某一種催化劑只能加速某一特定的反應(yīng)，而不能加速所有的反應(yīng),燃燒轉(zhuǎn)化 燃燒法是通過將廢氣中的可燃有害成分燃燒轉(zhuǎn)化為無害或易于進(jìn)一步處理和回收的物質(zhì)的方法。它主要用于含有機(jī)溶劑蒸氣及碳水化合物廢氣的處理。如含烴廢氣在燃燒中可被氧化為無害的CO2和H2O。 燃燒法廣泛用于石油、有機(jī)化工、食品、涂料和油漆、金屬漆包線生產(chǎn)、紙漿和造紙、動(dòng)物飼養(yǎng)、城市廢物的干燥和焚燒等方面的含有機(jī)物廢氣的治理。 燃燒法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，可回收含烴廢氣的熱能。但在處理可燃組分含量低的廢氣時(shí)，需要預(yù)熱耗能,燃燒法分為直接燃燒、熱力燃燒法和催化燃燒三種方法 直接燃燒 直接燃燒法又稱直接火焰燃燒法，它是將廢氣中可燃燒的有害氣體作燃料直接燃燒的方法。 該法適用于可燃的有害氣體濃度高、氧化放出熱量大、能維持燃燒進(jìn)行的廢氣處理。直接火焰燃燒常在1373K以上進(jìn)行，燃燒產(chǎn)物是CO2、H2O和N2。 熱力燃燒 熱力燃燒是把廢氣的溫度提高到可燃?xì)鈶B(tài)污染物的反應(yīng)溫度，使其進(jìn)行氧化分解的方法。 熱力燃燒過程分為三步。1) 燃燒輔助燃料提高預(yù)熱能量。2) 高溫燃?xì)馀c廢氣混合以達(dá)到反應(yīng)溫度。3) 廢氣在反應(yīng)溫度下充分燃燒。 熱力燃燒的優(yōu)點(diǎn)是可除去有機(jī)物及超細(xì)微顆粒物，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小，維修費(fèi)用低,催化燃燒 催化燃燒法是利用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)的燃燒溫度降低，在較低溫度下氧化分解的方法。由于燃燒溫度比熱力燃燒的低，且加熱廢氣所需要的燃料只有熱力燃燒的4060%，故大大節(jié)省燃料。 適用范圍:該法只適用于對(duì)催化劑沒有毒性的氣態(tài)污染物的凈化；不適宜于對(duì)含有粉塵的廢氣凈化，否則可能堵塞催化劑的床層 催化燃燒的優(yōu)點(diǎn)是操作溫度較低，燃料消耗低，保溫要求不嚴(yán)格，能減少回火及火災(zāi)危險(xiǎn)。缺點(diǎn)是催化劑較貴，需要再生，基本建設(shè)投資高,冷凝法 冷凝法是利用氣態(tài)污染物在不同溫度和不同的壓力下具有不同飽和蒸氣壓的性質(zhì)，降低系統(tǒng)溫度，或提高系統(tǒng)壓力，使處于蒸氣狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。 特別適用于處理廢氣濃度高(10000ppm)的有機(jī)溶劑蒸氣。 冷凝法在理論上可達(dá)到很高的凈化程度。但對(duì)有害物質(zhì)(控制在幾個(gè)ppm以內(nèi))，可能要進(jìn)行兩步冷凝才能達(dá)到要求。第一步用水冷卻，第二步進(jìn)行冷凍。 冷凝法常作為吸收、吸附、燃燒等凈化高濃度廢氣的前處理。如高濕度的廢氣，可先通過冷凝法使水蒸氣冷凝下來，可大大減少氣體的體積量，并對(duì)氣體進(jìn)行提純,生物凈化 廢氣的生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)把廢氣中的氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化成少害甚至無害的物質(zhì)。自然界中存在各種各樣的微生物，幾乎所有無機(jī)和有機(jī)污染物都能被微生物所轉(zhuǎn)化。 生物處理不需要再生過程和其它高級(jí)處理。與其它凈化法比較，處理設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，可達(dá)到無害化目的。因而廣泛應(yīng)用于廢氣治理，特別是用于有機(jī)廢氣凈化。缺點(diǎn)是不能回收污染物質(zhì)。 根據(jù)微生物是需氧還是厭氧，生物處理可分成需氧生物氧化和厭氧生物氧化兩大類。 影響微生物生長(zhǎng)的因素也影響廢氣的生物處理。因而影響廢氣生物處理的因素有：溫度和pH值,其它方法 電子束照射法。 可利用電子束干法脫硫、脫氮氧化物。其工藝由廢氣冷卻、加氨、電子束照射和粉體捕集等工序組成。 溫度約150的排放氣體冷卻到70，根據(jù)排放氣體中的SO2和NOx濃度確定加入微量的氨，然后將含有氨的混合氣體送入反應(yīng)器 經(jīng)電子束照射，廢氣中的SO2和NOx受電子束的強(qiáng)烈氧化，在極短時(shí)間內(nèi)(約1/100000秒)被氧化成硫酸和硝酸。這些酸與周圍的氨反應(yīng)生成(NH4)2SO4和NH4NO3的微細(xì)粉粒，粉粒經(jīng)捕集器回收作農(nóng)業(yè)肥料 膜分離法。 混合氣體在壓力梯度作用下，透過特定薄膜時(shí)，不同氣體具有不同的透過速度，從而使氣體混合物中的不同組分達(dá)到分離的效果。使用不同結(jié)構(gòu)薄膜，就可以分離不同的氣態(tài)污染物,3.4 鋼鐵工業(yè)煙塵污染控制及利用,鋼鐵工業(yè)煙塵污染工序 燒結(jié) 焦化 煉鐵 煉鋼 轉(zhuǎn)爐 電爐 鐵合金,燒結(jié) 燒結(jié)廢氣特點(diǎn) 燒結(jié)過程排出的廢氣分為兩部分 機(jī)頭廢氣：抽風(fēng)箱排出的廢氣 機(jī)尾廢氣：卸礦端破碎、篩分和冷卻過程中散發(fā)廢氣 生產(chǎn)1噸燒結(jié)礦約產(chǎn)生40006000Nm3廢氣 燒結(jié)廢氣成分 粉塵：主要成分