工程師相關專業(yè)知識

1、化工相關專業(yè)知識2014高分子化工及材料專業(yè)基礎與實務（初級工程師）一、環(huán)境寶華與化工清潔生產(chǎn)1.1化工污染及其污染物1化工污染：化學工業(yè)是對環(huán)境中的各種資源進行化學處理和轉化加工的生 產(chǎn)部門，其產(chǎn)品和廢棄物從化學組成上是多樣化的，而且數(shù)量也相當大，這些廢 棄物含量在一定濃度時大多是有害的，有的是劇毒物質，進入環(huán)境就會造成化工 污染。1.1.2污染物：按污染物的性質可分為無機化學工業(yè)和有機化學工業(yè)污染；按污 染物的形態(tài)可分為廢氣、廢水和廢渣?？偟膩碚f，化工污染物都是在生產(chǎn)過程中 產(chǎn)生的，但其產(chǎn)生的原因和進入環(huán)境的途徑則是多種多樣的。具體包括：（1）化學反應的不完全所產(chǎn)生的廢料；（2）副反應所產(chǎn)

2、生的廢料；（3）燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣；（4）冷卻水；（5）設備和管道的泄漏；（6）其他化工生產(chǎn)中排出的廢棄物等。1.3化工生產(chǎn)的污染特點（1）水污染的特點：有毒性和刺激性；生化需氧量和化學需氧量都較高；營養(yǎng) 質較多；廢水溫度較高；油污染比較普遍；恢復比較困難（2）大氣污染的特點：易燃、易爆氣體較多；排放物大都有刺激性或腐蝕性； 浮游粒子種類多、危害大（3）固體污染的特點：I .對土壤的污染存放廢渣需要占用大量的場地，在自然界的風化作用下到處流散，尤其是有毒的 廢渣，既會使土壤受到污染，又可導致農作物等受到污染，污染物轉入農作物或 者轉入水域后，會給人類健康帶來很大的危害。而且一旦土壤受到污染，

3、很難得 到恢復，甚至永遠成為不毛之地。對水域的污染工業(yè)廢渣對水域的污染，主要通過人為投入地面水、被風吹入地面水、被雨水帶 入地面水或滲入地下水。廢渣對水域的污染以化工廢渣最為突出，尤其是將化工 廢渣不做任何處理直接倒入江河、湖泊或沿海海域，將造成更為嚴重的水體環(huán)境 污染。對大氣的污染化工廢渣在堆放過程中，一定溫度下，在水分的作用下某些有機物質發(fā)生分解， 產(chǎn)生有害氣體擴散到大氣中，對大氣造成污染?；の廴痉乐我话阏J為，有效地 控制污染源，主要在于合理地選擇適當?shù)墓に嚵鞒?、選擇有效的操作條件和生產(chǎn) 設備，以及加強企業(yè)的管理。同時對廢棄物進行妥善處理、回收及綜合利用。1.4化工污染的防治I .控制污

4、染源選擇合理的工藝，把“三廢”消滅于生產(chǎn)過程中，其中包括：通過改變工藝路線和生產(chǎn)方法，以減少“三廢”的污染。例如，用乙炔為原 料生產(chǎn)氯乙烯，需要用氯化汞作催化劑；電解食鹽水制燒堿時，采用汞陰極電解 槽，顯然都會造成汞的污染?，F(xiàn)采用乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯，在燒堿廠廢除汞 陰極電解槽，則汞的污染源將消除。通過改進操作條件和設備，使污染源得以控制，例如，在用冷卻水時，用間 接冷卻法代替直接冷卻法，以避免水與污染物的直接接觸。在用蒸氣加熱進行蒸 餾時，將用蒸氣加熱再沸器代替直接蒸氣氣提，這樣均可減少廢水的排放量。淘汰有毒產(chǎn)品，盡量生產(chǎn)無污染或少污染產(chǎn)品。例如，開發(fā)高效無毒或低毒 的新農藥，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的

5、高毒性、易污染的舊農藥采用封閉循環(huán)工藝和綜合利用。化工廢水處理物理處理法：通過物理作用，以分離和回收廢水中不溶解的懸浮狀態(tài)污染 物質(包括油膜和油珠)，有重力分離法、離心分離法和篩濾截流法化學處理法：通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體 狀態(tài)的污染物質或將其轉化為無害物質，處理單元有混凝、中和、氧化還原、萃 取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。物理化學法：利用物理化學作用去除廢水中的污染物質，主要有吸附法、 離子交換法、膜分離法、萃取法、汽提法、吹脫法等。生物處理法：通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微懸浮 狀態(tài)的有機性污染物質轉化為穩(wěn)定、無害的物質

6、，有好氧處理法和厭氧處理法化 工廢氣處理各種生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的空氣污染物，其一，是氣溶膠態(tài)污染物，如粉 塵、煙塵、霧滴和塵霧等顆粒狀污染物，利用其質量較大的特點，通過外力的作 用將其分離出來，通常稱為除塵；其二，時期態(tài)污染物，如SO、NO、CO、NH、 HS、有機廢氣等主要以分子狀態(tài)存在于廢氣中，利用污染物質的物理性質和化 學性質，通過冷凝、吸收、吸附、燃燒、催化等方法進行處理。如湖南株洲化工 集團鈦白粉廠煅燒工藝段尾氣處理：文丘理一填料塔一電除霧一大氣?；U渣處理壓實：用物理方法以高固體廢棄物的聚集程度，增大其在松散狀態(tài)下的單位體 積質量，減少固體廢棄物的體積，以便利用和最終處置。破碎：用機

7、械方法將廢棄物破碎，見笑顆粒尺寸，使之適合于進一步加工或能 經(jīng)濟地處理。分選：依據(jù)各種廢棄物物理性能的不同進行分選處理的過程。固化技術：通過物理或化學法，將廢棄物固定或包含在堅固的固體中，以降低 或消除有害成分的溶出特性。增稠和脫水焚燒：通過焚燒(溫度在(8001000攝氏度)使其中的化學活性成分被充分 氧化分解，留下的有機成分(灰渣)被排出，在此過程中廢棄物的容積減少，毒 性降低，同時可達到回收熱量和副產(chǎn)品的雙重功效。熱解技術：在氧分壓較低的條件下，利用熱能使可燃性化合物的化合鍵斷裂， 由大相對分子量的有機物轉化為小相對分子量的燃料氣體、油、固形碳等。堆肥技術：依靠自然界廣泛分布的細菌、放線

8、菌、真菌等微生物，認為地促進 可被生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐植質轉化的生物化學過程。1.2化工廢水的治理與控制1化工廢水的特點水質成分復雜，由于化學反應過程反應不完全，水中含有副產(chǎn)物以及使用 的各種輔料和溶劑等物資；廢水中的污染物濃度高，可生化性一般都比較差；有毒有害等特征污染物多；如硝基化合物、醛類、苯類、重金屬催化劑、鹽、 酸堿等，本身對菌類有抑制作用或殺菌功能；有的廢水色度較高。1.2.2廢水處理工藝物理方法：具體有沉淀、過濾、蒸發(fā)、氣浮等處理工藝；化學方法：具體有化學混凝沉淀、氧化還原、催化氧化、電化學等處理工藝；物化方法：具體有離子交換、萃取、吸附、膜法等；生物方法：其方法很多，主要

9、是形式上的不同，其處理核心內容為菌種的 選育和馴化，使其適應不同的廢水2；焚燒：用于高濃、可生化很差的危險廢液的處理。1.2.3化工廢水全過程治理措施源頭環(huán)節(jié)控制措施從源頭控制廢水和污染物產(chǎn)生的措施有：企業(yè)進園，廢水集中治理。進入集中園區(qū)的化工企業(yè)廢水經(jīng)過預處理，達到 接管要求后，排放到園區(qū)的污水集中處理設施進行處理。集中處理有利于環(huán)保部門對廢水的管理。采取清潔生產(chǎn)措施，實現(xiàn)節(jié)水減污；如使用無毒、低毒的原料替代高毒的原 料；使用反應周期、時間短、收率高的先進生產(chǎn)工藝；使用一些先進的生產(chǎn)設備 和過程控制技術，提高生產(chǎn)效率，提高原料的利用率；原輔料的回收與重復利用, 有利于減少廢水中的污染物濃度；

10、強化員工的管理和環(huán)保意識的培訓，也有利 于降低污染物的產(chǎn)生。對廢水本身采取清污分流措施。不同的廢水采取不同處理措施，有利于廢水 的處理或綜合利用，降低末端的治理的成本。末端治理措施單一污染物類廢水治理如針對含酚廢水，戴猷元等3研究和開發(fā)了高效的 QH系列混合型絡合萃取劑，并成功的運用到含酚廢水處理工程。楊義燕等采用 絡合萃取法處理含酚廢水，可以使廢水中酚類的質量濃度由3 500 mg/L 降低到0.5 mg/L。可生化處理類廢水治理.化妝品生產(chǎn)廢水治理化妝品生產(chǎn)中產(chǎn)生含有大量的油脂和表面活性劑的廢水，水量不大，但COD 濃度較高。王煒等采用水解酸化+接觸氧化+曝氣生物濾池組合工藝處理化妝品生

11、產(chǎn)廢水，設計進水p ( COD)為4 000 mg/L,p (BOD5)為1 100 mg/L,其中曝氣 生物濾池對廢水進行深度處理。此處理措施可以使廢水p (COD)降到80 mg/L。 .乙醛生產(chǎn)廢水治理徐富等采用MIC(多級內循環(huán)反應器)+好氧工藝處理乙醛廢水。工程處理的 乙醛生產(chǎn)廢水主要含有甲酸、乙酸和部分沒有完全回收的乙醇和其他副產(chǎn)物，廢 水p (COD)為 2 800 3 500 mg/L, p (BOD5)為 1 000 1 500 mg/L,可生化 性較好。工程運行表明，MIC(多級內循環(huán)反應器)對COD的去除率達到85%,出 水p (COD) 100 mg/L?？梢钥闯?，可生

12、化性較好的化工廢水可以直接使用生化 處理工藝。高COD、含有毒特征污染物、可生化性差類廢水治理一般醫(yī)藥中間體、硝基苯、苯胺、苯甲酸產(chǎn)品生產(chǎn)廢水屬于此類廢水。醫(yī)藥中間體(苯硫酚)生產(chǎn)廢水治理楊萬東采用了 Fe- C+催化氧化+A/O組合工藝處理高濃度醫(yī)藥中間體(苯硫酚) 廢水。其中Fe- C反應池利用了 Fe- C形成原電池原理，可以去除部分有機物 以及分解苯、甲苯等特征污染物，催化氧化采用浙江大學環(huán)境工程公司的成套設 備，氧化劑為ClO2，催化劑為重金屬。工程設計處理的高濃進水水質p ( COD) 為 45X103 mg/L, p (BOD)為 660 mg/L, p (苯)為 5 mg/L,

13、 p (甲苯)為 6.5 mg/L, pH值12。廢水經(jīng)過Fe- C+催化氧化預處理后，可生化性有所提高，再 與其他廢水混合后進入A/O段進行生化處理。經(jīng)過以上組合工藝處理后，出水 水質達到GB8979-1996污水綜合排放標準一級指標。硝基苯、苯胺、苯甲酸生產(chǎn)廢水治理措施硝基苯、苯胺、苯甲酸產(chǎn)品生產(chǎn)廢水COD質量濃度有的高達3X104 mg/L, p (BOD) : p (COD) 0.1,含有硝基苯類、苯胺、苯酚等特征污染物。徐續(xù)等采用 鐵炭微電解+Fenton試劑氧化+二級A/O組合工藝對硝基苯、苯胺廢水進行處理 處理，設計的進水p (COD)為5 000 mg/L。其中Fe- C反應池

14、利用了 Fe- C成 原電池原理，可以去除部分有機物以及分解硝基苯類、苯胺、苯酚，催化氧化采 用Fenton試劑氧化(Fe2+_ H2O2)。工程運行結果表明，采用鐵炭微電解+Fenton 試劑氧化工藝可以有效的去除有機物，廢水可生化性得到提高，二級A/O結合 投加活性炭粉末，可以提高污泥的吸附能力，可以提高有機物的處理效率。處理 后的出水p (COD) 100 mg/L?；U水中高濃度COD、可生化性差、含有毒物 的廢水需要預處理工藝來提高廢水的可生化性。高濃度COD、高鹽類廢水治理環(huán)氧樹脂生產(chǎn)中排放的廢水屬于此類廢水，其p (COD)為1X1043X104 mg/L。含鹽量高，p (Cl

15、-)在0.7X1043X104 mg/L之間。針對高濃度有機 物和高鹽的環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廢水，孫殿武9采用了水解+HCR高負荷好氧+水解 +HCR高負荷好氧的組合工藝，工程運行表明，出水p (COD) 100 mg/L, HCR高 負荷好氧系統(tǒng)具有良好的耐鹽性。高色度、含有毒特征污染物、可生化性差的廢水治理措施染化料生產(chǎn)廢水屬于此類廢水。色度達4X 103倍；無機鹽質量分數(shù)可達 15%20%,主要是NaCl,Na2SO4,苯系、萘系化合物具有很強的毒性；廢水可化 性差p (BOD5) : p (COD) =0.020.2。張守健10采用鐵床+混凝+氣浮+活性炭 吸附組合工藝設計了染料廢水處理工程，

16、工程運行表明，出水p (COD)100mg/L, p （苯胺）0.22 mg/L。1.2.4廢水資源化治理措施廢水處理措施不僅僅為了達到達標排放的目的。針對不同的廢水，在技術行、 經(jīng)濟合理的條件下，可以采取合理的工程措施實現(xiàn)資源化的合理應用。廢水的處理與回用王秋華等11利用物化預處理、水解酸化+接觸氧化+超濾+反滲透相結合的工 藝處理燒堿與聚氯乙烯生產(chǎn)廢水的處理，并將處理后的廢水回用于冷卻補充水, 達到了節(jié)水治污的目的。廢液的治理與回收國內有學者針對國內甘氨酸生產(chǎn)廠家排放的工業(yè)廢水中含有多種污染物（一 定量的氯化銨、少量的烏洛托品及微量的甘氨酸）的特點，采用多效真空降膜蒸 發(fā)系統(tǒng)兼熱泵技術，回

17、收廢液中的氯化銨，回收氯化銨后排放的冷凝水進入冷凝 水凈化系統(tǒng)。此工藝可減少工業(yè)廢水對環(huán)境的污染，有較高的經(jīng)濟效益。廢水資 源化治理措施可以減少廢水的排放，同時能獲得一定的經(jīng)濟效益，是今后廢水 治理的方向，值得廣大企業(yè)參考和借鑒。1.3化工廢氣的排放控制技術1.4固體廢棄物治理與利用1.5環(huán)境質量標準1.6化學工業(yè)污染狀況與原因分析1.7清潔生產(chǎn)的要求及定義1.8化工清潔生產(chǎn)的內容二、化工安全橡塑加工主要生產(chǎn)設備的安全操作要點生產(chǎn)中火災、爆炸危險性分類化學反應危險度分類及其安全措施貯罐和配管的危險性及其安全措施防爆、防靜電、防雷、防火知識化學危險品安全知識 三、化工標準化標準化的種類及作用標準的制定和修訂化工標準的實施四、知識產(chǎn)權保護知識產(chǎn)權的基本概念知識產(chǎn)權的分類知識產(chǎn)權法專利權的定義與分類商標的定義著作權與版權的定義專利權和商標的申報程序專利權和商標保護