完整版化工环保与安全-复习要点2016文档格式.doc
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该地的日本氮肥公司向水体排放含汞废物，经水生物食物链，转化为剧毒的甲苯汞，最后进入人体，破坏神经系统
⑥日本富山事件：
当时有多家锌、铅冶炼厂放含镉废水污染水体，当地居民长期饮用含镉河水和含镉稻米所致；
⑦日本四日市烟雾事件：
四日市以石油化工城著称，每日排放大量烟尘、二氧化硫等，危害当地居民呼吸道所致
⑧日本米糠油事件：
九州一食用油厂生产时，因操作失误，致使米糠油中混入工艺中用作热载体的多氯联苯。
人、畜食用后致中毒。
3简述化工污染物按形态和性质的分类。
按形态可分为：
废水、废气及废渣。
按性质可分为：
无机化工污染和有机化工污染；
4简述化工污染物的主要来源。
化工生产的原料、半成品及产品；
化工生产过程中排放出的废弃物。
第一章化工废水处理技术
1简述化工废水污染的特点。
答：
（1）有毒害性
化工废水中含有许多污染物，有些事有毒或剧毒的物质，如氰、酚、砷汞、铬和铅等，这些物质对生物和微生物有毒性或剧毒性。
有的物质不易分解，在生物体内长期积累会造成中毒，如六六六、滴滴涕等有机氯化物；
有些有刺激性、腐蚀性的物质，如无机酸、碱、盐类等。
实际上，污水中的污染物没有绝对无毒害性的，所谓无毒害作用是相对的、有条件的，如多数的污染物，在其低浓度时，对人身无害，但达到一定浓度后，即能够呈现出毒害作用。
（2）有机物含量都较高
化工废水特别是石油化工废水，含有各种有机酸、醇、醛、醚和环氧化物等，它们有的以溶解态，有的以油污态存在。
这种废水已经排入水体，就在水中进一步氧化分解，从而消耗水中大量溶解氧，直接威胁水生生物的生存。
（3）pH超标
化工生产排放的废水，有的呈强酸性，有的呈强碱性，无法饮用，对水生生物和农作物都有极大危害。
（4）营养化物质多
化工生产废水中有的含磷、含氮量过高，造成水域富营养化，使水中藻类和微生物大量繁殖，严重时还会形成“赤潮”，造成鱼类窒息而大批死亡。
（5）废水温度较高
由于化学反应在高温下进行，排出的废水水温较高。
这种高温废水排入水域后，会造成水体的热污染，使水中溶解氧降低，从而破坏水生生物的生存条件，有的鱼类在水温30℃以上就会死亡。
（6）恢复比较困难
由于废水会渗入河床，在地下扩散，受化工有害物污染的税务，即使停止污染，要恢复到水域原来状态仍需很长时间，特别是重金属污染物，停止排放后仍很难消除污染状态。
2简述化工废水处理的8个主要水污染指标及其定义。
①pH：
是指水中氢离子活度的负对数，表示污水的酸碱度，用电化学或pH试纸测定。
天然水的pH值多在6～9范围内，这也是我国污水排放标准中pH值控制范围。
pH值不仅与水中溶解物质的溶解度、化学形态、特性、行为和效应有密切关系，而且对水中生物的生命活动有着重要影响。
②色度：
纯水是无色的，当混入杂质后往往呈现一定颜色。
废水的色度用稀释倍数法测定，即把水样用清洁水稀释至无色时体积倍数为该水样的色度。
③悬浮固体（SS）：
在103～105℃下将一定体积的水样蒸发至干时残余的固体物质量，单位为mg/L。
④生化需要量（BOD）：
表示在有饱和氧条件下，好氧微生物在20℃，经过一定天数降解每升水中有机物所消耗的游离氧的质量，常用单位mg/L，常以5日为测定BOD的标准时间。
⑤化学需氧量（COD）：
表示用强氧化剂把水中有机物氧化为水和二氧化碳所消耗的相当氧的质量。
化学需氧量愈高，也表示水中有机污染物愈多。
常用的氧化剂主要是重铬酸钾，测得的值称CODcr和CODmn。
⑥总需氧量（TOD）：
当有机物完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧化为二氧化碳、水、一氧化氮和二氧化硫时所消耗的氧量。
⑦有毒物质：
表示水中所含对生物有害物质的含量，如氰化物、砷化物、汞、铬、铅等，单位为mg/L。
⑧大肠杆菌群数：
指每升水中所含大肠杆菌的数目，单位为个/L。
⑨油类、氨氮等：
氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。
氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害，单位为mg/L。
3化工废水四种主要处理方法的作用原理。
（1）物理处理法：
通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠）。
根据物理作用的不同，可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。
属于重力分离法的处理单元有沉淀、上浮等，相应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附属装备等。
离心分离法本身就是一种处理单元，使用的装置有离心分离机和水旋分离器等。
筛滤截留法分截留和过滤两种处理单元，前者使用隔栅、筛网，后者使用沙滤池和微孔滤池等。
（2）化学处理法：
通过化学反应去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质。
如以投加药剂进行化学反应为基础的处理方法——混凝、中和、氧化还原等。
（3）物理化学法：
以传质作用为基础的处理单元具有化学作用，而同时还又有与之相关的物理作用，即运用物理化学的作用使污水得到净化处理的方法。
如萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等，后两种统称为膜处理技术。
采用本法前，废水一般均需预处理，先除去水中的悬浮物、油渍、有害气体等，有时还需调整pH,以便提高处理效果。
（4）生化处理法：
通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物质转化为稳定、无害的有机物的废水处理方法。
根据起作用的微生物不同，生化处理法又可分为好氧生化处理法和厌氧生化处理法。
4化工废水处理的一般原则。
废水中污染物复杂多样，通常需要多种方法联合使用才能达到排放标准。
处理的主要原则：
首先从清洁生产的角度出发，改革生产工艺和设备，减少废水的产生。
其次，对产生的废水进行规范的去害净化处理、达标排放或回收利用。
废水处理方法随水质和要求而异。
按处理深度可分为一级处理、二级处理、三级处理。
一级处理：
主要分离水中的悬浮固体物、胶状物、浮油或重油等，可以采用栅网过滤、自然沉淀、上浮、隔油等方法。
经一级处理的污水中BOD等污染物往往存留很多，而必须进行二级处理。
二级处理：
主要是去除可生物降解的有机溶解物和部分胶状的污染物，用以减少废水的BOD和部分COD，通常采用生物化学法处理，这是含有机废水处理的主体部分。
化学混凝和化学沉淀是二级处理的方法（2分）。
三级处理：
主要是去除生物难降解的有机污染物和废水中溶解的无机污染物，常用的方法有活性炭吸附和化学氧化，也可以采用离子交换或膜分离技术等。
含多元污染物的废水，一般先用物理方法部分分离，然后用其他方法处理。
各种不同的工业废水可以根据具体情况，选择不同的组合处理方法。
5混凝沉淀法处理化工废水的作用原理。
混凝沉淀法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。
混凝沉淀法不但可以去除废水中的粒径为10-3-10-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。
废水中投入混凝剂后，胶体因ζ电位降低或消除，破坏了颗粒的稳定状态（或脱稳）。
脱稳的颗粒因范德华力相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。
未经脱稳的胶体也可形成较大的颗粒，这种现象称为絮凝。
不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。
按机理，混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕4种。
混凝的4种机理，在水处理中往往可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情况下以某种机理为主而已。
实际混凝过程包括凝聚和絮凝两个步骤：
凝聚使胶体脱稳并聚集为微絮粒，而后絮凝使微絮粒通过吸附、桥连和网捕而成长为更大絮凝体而沉淀。
低分子的混凝剂以压缩双电层作用产生凝聚为主；
高分子聚合剂则以架桥联结产生絮凝为主。
6浮选法清除废水污染物的原理。
浮选法主要是根据表面张力的作用原理，使污水中固体污染物粘附在小气泡上。
当空气通入废水中时，废水中的细小颗粒物共同组成三相体系。
细小颗粒粘附到气泡上时，使气泡界面发生变化，引起界面能的变化。
亲水性颗粒（接触角θ<
90∘）易被水润湿，水对它有较大的吸附力，气泡不易把水推开而代之，这种颗粒不易粘附于气泡上而除去。
而疏水性颗粒（θ>
90∘）则容易附着于气泡而被除去。
分离亲水性颗粒必须投加合适的浮选剂，以改变颗粒表面性质，时其改为疏水性，易于黏附于气泡上。
同时浮选剂还有促进气泡的作用，可使废水中的空气形成稳定的小气泡，以利于气浮。
7简述生化法处理化工废水时对水质的要求。
一般认为废水中BOD5/COD比值大于0.3，即可采用生化处理法。
（1）pH:
在废水处理过程中，pH不能突然有变动，否则将使微生物的活力受到抑制，以至于造成微生物的死亡。
一般，对好氧生物处理的pH可保持在6-9，对厌氧生物处理，pH应保持在6.5-8。
（2）温度:
温度过高时，微生物会死亡；
温度过低时，微生物的新陈代谢作用将变得缓慢，活力受到抑制。
一般生化处理法要求水温控制在20-35℃，但高温厌氧法水温为50-55℃。
（3）水中的营养物及其毒物:
微生物的生长、繁殖需要多种营养物质，其中包括碳源、氮源、无机盐类等。
水质经过分析后，需向水中投加缺少的营养物质，以满足所需的各种营养物，并保持一定数量比例。
对废水中的有毒物质应在最高允许浓度下，微生物驯化后，其毒物最高允许浓度可适当提高。
（4）氧气：
微生物根据对氧的要求，可分为好氧微生物、厌氧微生物及兼性微生物。
好氧微生物在降解有机物的代谢过程中以分子氧作为受氢体，如果分子氧不足，讲解过程就会因为没有受氢体而不能进行，微生物的正常生长规律就会受到影响，甚至被破坏。
所以在好氧生物处理的反应过程中，通常需从外界供氧，一般要求反应器废水中保持溶解氧浓度在2-4mg/L。
而厌氧微生物对氧气很敏感，当有氧存在时，它们就无法生长。
（5）有机物的浓度：
进水有机物的浓度高，将增加生物反应所需的氧量，往往由于水中含氧量不足造成缺氧，影响生化处理效果。
但进水有机物的浓度太低，容易造成养料不够，缺乏营养也使处理效果受到影响一般进水BOD5值以不超过1000mg/L及不低于100mg/L为宜。
8简述活性污泥法处理废水的过程。
主要经历3个阶段：
（1）吸附阶段：
废水与活性污泥接触后的很短时间内水中有机物（BOD）迅速降低，主要由吸附作用引起。
由于絮状的活性污泥表面积很大，表面具有多糖类黏液层，废水中悬浮和胶体的物质被絮凝和吸附迅速去除。
此后，下降速度显著减缓，活性污泥的初期吸附性能取决于污泥的活性。
（2）氧化阶段：
在有氧的条件下，微生物将吸附的有机物一部分氧化分解获取能量，一部分则合成新的细胞。
从废水处理的角度看，不论是氧化还是合成都能从水中去除有机物，只是合成的细胞必须易于絮凝沉淀而能从水中分离出来。
这一阶段比吸附阶段慢得多。
（3）絮凝体形成与凝聚沉淀阶段：
氧化阶段合成的菌体有机体絮凝形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水得到净化。
9简述废水厌氧生化处理法的基本原理。
废水的厌氧生化处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（或兼氧微生物）的作用，将废水中的有机物分解转化为甲烷和二氧化碳的过程，所以又称厌氧消化。
厌氧生物处理实际上是一个复杂的微生物化学过程。
应划分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
第一个阶段：
水解酸化阶段。
这个阶段中复杂的大分子有机物、不溶性的有机物先被水解产酸细菌细胞外酶水解为小分子、溶解性有机物，然后渗透到细胞体内，在內酶作用下分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类物质等。
第二个阶段：
产氢产乙酸阶段。
在产氢产乙酸细菌的作用下，将第一个阶段所产生的各种有机酸分解转化为乙酸和氢气，在降解奇数碳素有机酸时还形成二氧化碳。
第三个阶段：
产甲烷阶段。
产甲烷细菌利用乙酸、乙酸盐、CO2和H2或其他一碳化合物转化为甲烷。
第二章化工废气处理技术
1简述化工废气的特点。
化工废气对大气的污染有如下特点：
（1）易燃易爆气体较多
这类气体有氢、一氧化碳及烃、酮、醛等有机可燃物，当排放量大时，可能引起火灾、爆炸事故。
（2）含有毒或腐蚀性气体
化工生产排出的这类气体很多，如一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、氯气、氯化氢及多种有机物，其中以二氧化硫和氮氧化物的排放量最大。
这些气体直接损害人体健康，腐蚀设备、建筑物的表面，还会形成酸雨污染地表和水域。
（3）气固混杂且种类多，危害大
既含有气态有害物，又有悬浮颗粒物。
这些颗粒物若侵入并滞留人体呼吸系统，甚至能通过肺泡侵入血液循环系统，引起多种器官病变。
另外，这些颗粒物一般具有很强的吸附性，当它和有害气体共存时，它能吸附浓缩携带有害气体，对人体造成更大伤害。
2简述空气污染物的分类及其基本处理方法
按其来源可分为生活废气和工业废气两类。
按所含污染物的化学性质不同分为无机物废气、有机物废气和无机有机混合物废气三类。
按其存在状态空气污染物可分为颗粒污染物和气态污染物两大类，前者污染物呈悬浮颗粒状，如粉尘、烟尘、酸雾等，常称悬浮颗粒物；
后者污染物以气态存在，如SO2，NOx、CO、NH3、H2S、低碳烃等。
颗粒污染物可通过机械式除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、电除尘器等4类除尘设备除去；
气态污染物则可通过吸收法、吸附法、催化转化法、燃烧法和冷凝法等处理方法除去。
3化工废气处理的4种主要除尘器及其优缺点。
①机械式除尘器：
通过质量力的作用达到除尘目的的除尘装置。
其结构简单造价便宜、体积小且操作维修方便、压力损失和动力消耗小、可回收干粉尘，但其只能捕集粒径较大的尘粒，对粒径在5μm以下的尘粒去除率较低，适合于多级除尘及预除尘，以减轻二级除尘的负荷。
优点：
结构简单造价便宜、体积小且操作维修方便、压力损失和动力消耗小、可回收干粉尘。
缺点：
除尘效率低，只适合于多级除尘的预除尘。
②过滤式除尘器：
使含尘气体通过多孔滤料，把气体的尘粒截留下来，使气体得到净化的方法。
其结构简单、过滤能力不受灰尘比电阻影响、能够净化易燃易爆含尘气体、维修方便、耐高温腐蚀、效率高，但滤层易堵塞。
以袋式过滤器为主，其除尘效率高，大于99%，对细粉有很强的捕集作用，对颗粒性质及气量适应性强，同时便于回收干料。
但袋式除尘器的投资比较高，且不适于处理含油、含水及黏结性粉尘，否则不仅会增加除尘器的阻力，甚至由于湿尘黏附在滤袋表面而使除尘器不能正常工作。
同时也不适于处理高温含尘气体，一般情况下被处理气体的温度应低于100℃。
结构简单、过滤能力不受灰尘比电阻影响、能够净化易燃易爆含尘气体、维修方便、耐高温腐蚀、效率高。
滤层易堵塞。
③湿式除尘器：
用液体洗涤含尘气体，使尘粒与液膜、液滴或雾沫碰撞而被吸附，凝集变大，尘粒随液体排出从而净化气体的方法。
其结构简单、造价低、除尘效率高，可处理易燃、易粘着、易潮解的粉尘和高温气体，在处理高温、易燃、易爆气体时安全性好，在除尘的同时还可驱除气体中的一些有害物质，但用水量大，操作费用高，压损大，易产生腐蚀性液体，产生的废液或泥浆需进行再处理，并可能造成二次污染。
在寒冷地区和季节易结冰要注意防冻。
结构简单占地小、不易堵；
可处理易燃、易粘着、易潮解的粉尘和高温气体。
压损大，操作费高。
④电除尘器：
利用高压电场产生的静电力的作用实现固体颗粒或液体颗粒与气流分离的方法。
其对细微粉尘及雾状液滴捕集性能优异，除尘效率达99%以上，对一微米以下细粉尘仍有较高去除效率，压损小、能耗低、处理烟气量大、可连续、可用于高温高压场合，但设备庞大，占地庞大，设备复杂，需要高压变电整流设备，投资高，制造安装管理水平要求高，效率受粉尘浓度和比阻影响。
可除一微米以下细粉尘，除尘效率高；
压损小、处理烟气量大、可连续、可用于高温高压高湿场合。
设备庞大，需要高压变电整流设备，投资高；
制造安装管理水平要求高；
效率受粉尘浓度和比阻影响。
4简述气态污染物的一般处理技术。
（1）吸收法：
采用适当的液体作为吸收剂，使废气中的有害物质与之接触后被吸收，得到净化。
具有设备简单、捕集效率高、应用范围广、一次性投资低等特点。
但由于有害物质转移到了液体中，因此对吸收液必须进行处理，否则容易引起二次污染。
（2）吸附法：
使废气与多孔性固体物质相接触，将废气中的有害组分选择性吸附在固体内外表面上，使起与其他组分分离，达到净化目的具有吸附作用的固体物质成为吸附剂，被吸附的气体组分称为吸附质。
当吸附进行到一定程度时，为了回收吸附质以及恢复吸附剂的吸附能力，需采用一定的方法使吸附质从吸附剂上解脱下来，称为吸附剂的再生。
吸附法处理废气应包括吸附及吸附剂再生的全部过程。
其净化效率高，特别是对低浓度气体具有很强的净化能力。
（3）催化转化法：
利用催化剂的催化作用，使废气中的有害组分发生化学反应并转化为无害物或易于去除的物质。
其净化效率较高，净化效率受废气中污染物浓度影响小，而且在处理过程中，无需将污染物与主气流分离，可直接将主气流中的有害物质转化为无害物质，避免了二次污染。
但所用催化剂价格较贵，操作要求较高，废气中有害物质很难作为有用物质进行回收等。
（4）燃烧法：
对含有可燃有害物质的混合气体进行氧化燃烧或高温分解，从而使这些有害物质转化为无害物质。
主要应用于碳氢化合物、一氧化碳、恶臭、沥青烟、黑烟等有害物质的净化处理。
实用中的燃烧净化方法有3种，即直接燃烧发、热力燃烧法与催化燃烧法。
（5）冷凝法：
采用降低废气温度或提高废气压力的方法，使一些易于凝结的有害气体或蒸汽态污染物冷凝成液体并从废气中分离出来。
其只适合处理较高浓度的有机废气，常用作吸附、燃烧等方法净化高浓度废气的前处理，以减轻这些方法的负荷。
冷凝法的设备简单，操作方便，并可回收到纯度较高的产物。
5工业上二氧化硫废气的治理技术。
一、湿法脱除SO2技术
1）氨法：
用氨水作吸收剂吸收废气中的SO2，由于氨易挥发，实际上是用氨水与SO2反应后生成的亚硫酸铵水溶液作为吸收SO2的吸收剂，主要反应如下：
2NH3+SO2+H20=（NH4）2SO3
（NH4）2S03+SO2+H20=2NH4HSO3
若用NH3、NH4HCO3等将吸收液中的亚硫酸氢铵全部变为亚硫酸铵，经分离可得副产结晶的亚硫酸铵，此法不消耗酸，称为氨-亚铵法。
若用NH3，再用氧气氧化得硫酸铵，称为氨-硫铵法。
若用浓硫酸或浓硝酸等对吸收液进行酸解，得高浓度SO2、硫酸铵或硝酸铵，称为氨-酸法。
2）钠碱法：
用氢氧化钠或碳酸钠的水溶液作为开始吸收剂，与SO2反应生成的Na2SO3继续吸收SO2，主要吸收反应为：
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H20=2NaHSO3
将吸收液中的硫酸氢钠用氢氧化钠中和，得到亚硫酸钠。
由于亚硫酸钠溶解度较亚硫酸氢钠低，则从溶液中结晶出来，经分离可得副产物亚硫酸钠，析出结晶后的母液作为吸收剂循环利用，该法称为亚硫酸钠法。
若将吸收液中的亚硫酸氢钠加热再生，可得到高浓度SO2副产物。
吸收液分离SO2后返回吸收系统循环使用。
该法称为亚硫酸钠循环法或威尔曼洛德曼法。
钠碱吸收剂吸收SO2的能力大，不易挥发，对吸收系统不存在结垢、堵塞等问题。
亚硫酸钠法工艺成熟、简单、吸收效率高，所得副产物纯度高，但耗碱量大，成本高，只适合中小气量SO2废气的处理。
而亚硫酸钠循环法可处理大气量SO2废气，吸收效率达99%以上，在国外是应用较多的方法之一。
3）钙碱法：
用石灰石、生石灰或消石灰的悬浮液为吸收剂吸收烟气中SO2，生成半水亚硫酸钙，然后再被氧化为石膏。
以石灰石悬浮液为例的SO2脱吸过程的主要反应如下：
CaCO3+SO2+0.5H2O=CaSO3·
0.5H20+CO2
2CaCO3·
0.5H20+O2+3H20=2CaSO4·
2H2O
除以上方法外，可采用的吸收方法还有双碱法、金属氧化物吸收法等。
二、干法脱除SO2技术
1）活性炭吸附法：
在有氧及水蒸气存在的条件下，可用活性炭吸附SO2。
由于活性炭表面具有的催化作用，使吸附的SO2被烟气中的氧气氧化为SO3，SO3再和水反应吸收生成硫酸；
或用加热的方法使其分解，生成浓度高的SO2，此SO2可用来制酸。
2）催化氧化法：
在催化剂的作用下可将SO2氧化为SO3后进行利用。
6工业上氮氧化物废气的治理技术。
（1）吸收法：
可吸收NOx的吸收剂有碱液、稀硝酸和浓硫酸等，目前用得较多的是碱液。
NOx被碱液（NaOH、氨水、NaCO3）吸收后生成硝酸盐和亚硝酸盐等有用副产品；
硝酸尾气中NOx被漂白的稀硝酸回收用于制硝酸。
如用氢氧化钠溶液（10%）吸收，NOx脱除率为80%-90%，其反应如下：
2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
2NaOH+NO2+NO=2NaNO2+H2O
（2）吸附法：
活性炭对低浓度NOx具有很高的吸附能力，并且经解吸后可回收浓度高的NOx,但由于温度高时，活性炭有燃烧的可能，给吸附和再生造成困难。
丝光沸石分子筛是一种极性很强的吸附剂。
当含NOx废气通过时，废气中极性较强的H2O分子和NO2分子，被选择性地吸附在表面上，并进行反应生成硝酸放出NO。
新生成的NO和废气中原有的NO一起，与被吸附的O2进行反应生成N02，生成的NO2再与H2O进行反应重复上一个反应步骤。
经过这样的反应后，废气中的NOx即可被除去。
对被吸附的硝酸
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