环境污染治理与节能减排课程提纲

1、PAGE PAGE 6环境污污染治理理与节能能减排课程提提纲一、环境境科学与与环境工工程学在环境科科学领域域里，从从其功能能和作用用的角度度看，所所谓环境境就是人人类或生生物生存存所需要要的条件件和各种种物质资资源的总总和，即即相对于于某一中中心体的的全部客客体及其其相互关关系。二、环境境工程学学的主要要内容：水质净净化与水水污染控控制工程程；大气气污染控控制工程程；固体体废弃物物处理处处置与管管理工程程；噪声声、振动动与其它它公害防防治技术术；环境境规划、管理和和环境系系统工程程；环境境监测与与环境质质量评价价。第一章环环境问题题所谓环境境问题，是指人人类为其其自身生生存和发发展，在在利用和

2、和改造自自然界的的过程中中，对自自然环境境破坏和和污染所所产生的的危害人人类生存存的各种种负反馈馈效应。一、环境境问题的的产生及及发展过过程二、环境境问题的的启示（可持续续发展）：环境境是人类类生存所所依赖的的资源库库；环境境问题的的产生是是人类社社会发展展的产物物；人类类面临的的环境问问题是相相互联系系相互制制约的；环境问问题发展展和变化化的关键键是人类类。三、全球球性环境境问题及及危害的的剖析臭氧层破破坏、温温室效应应、酸雨雨、烟雾雾事件和和有毒物物质的污污染这五五个环境境问题在在整个环环境问题题群中占占有极其其重要的的位置，因而被被认为是是五大全全球性环环境问题题（三大大全球性性环境问问

3、题）。（一）臭臭氧层的的破坏及及其危害害大气根据据其温度度随高度度的变化化可分为为五层：对流层层、平流流层、中中间层、暖层、散逸层层（外层层）。臭氧在保保护地球球生态环环境中起起着重要要作用：1.它是是太阳紫紫外辐射射的一种种过滤器器，像保保护伞一一样，保保护着地地球上的的所有生生物和人人类免遭遭伤害。2.臭氧氧对调节节地球气气温也有有重要作作用（属属于温室室气体）。臭氧层破破坏原因因：人类类活动排排放的消消耗臭氧氧层物质质（全氯氯氟烃和和含溴氟氟烷）到到达平流流层，使使O3不断被被损耗。臭氧层的的破坏会会以多种种方式深深刻地影影响着全全球的生生态环境境：UVV-B辐射量量的增加加会对农农业生

4、产产造成不不利影响响；UVV-B辐射量量的增加加对水生生生物产产生有害害影响（将减少少浮游生生物的产产量，影影响食物物链和整整个水生生生态系系统）；UV-B辐射量量的增加加危害人人类健康康（晒斑斑、眼疾疾病、皮皮肤癌、免疫系系统变化化等）。臭氧层破破坏的应应付措施施与策略略：1.开发消消耗臭氧氧层物质质的替代代技术（氨制冷冷技术）；2.制定淘淘汰消耗耗臭氧层层物质的的措施（绿色冰冰箱标志志）；33.开展展淘汰消消耗臭氧氧层物质质国际行行动。（二）温温室效应应及其变变化趋势势存在于大大气中的的某些痕痕量物质质和存在在于对流流层中的的臭氧具具有吸收收太阳能能在近地地表面的的长波辐辐射从而而使大气气

5、增温的的作用，称之为为温室效效应。具具有这种种作用的的气体称称之为温温室气体体。二氧氧化碳、甲烷、氧化亚亚氮、氟氟利昂和和臭氧是是对气候候变暖贡贡献最为为显著的的5种大气气成分。气候变化化对自然然界和人人类的影影响主要要表现在在以下几几个方面面：1.雪盖和和冰川面面积减少少；2.海平面面上升（岛屿）；3.降水水格局发发生变化化；4.导致气气候灾害害事件发发生（干干旱）；5.影响响人类健健康（疾疾病）；6.影响响农业和和自然生生态系统统。反应措施施与策略略(控制气气候变化化的途径径)：控制温温室气体体排放：改变能能源结构构，控制制化石燃燃料使用用量，增增加核能能和可再再生能源源使用比比例；提提高

6、发电电和其他他能源转转换部门门的效率率；提高高工业生生产部门门的能源源使用效效率，降降低单位位产品能能耗；提提高建筑筑采暖等等民用能能源效率率；提高高交通部部门的能能源效率率；减少少森林植植被的破破坏，控控制水田田和垃圾圾填埋场场排放甲甲烷等，由此来来控制和和减少二二氧化碳碳等温室室气体的的排放量量。增加温温室气体体吸收：主要途途径有植植树造林林和采用用固碳技技术等。固碳技技术是指指把燃烧烧气体中中的二氧氧化碳分分离、回回收，然然后注入入深海或或地下，或者通通过化学学、物理理及生物物方法固固定。适应气气候变化化：主要要措施有有培育新新的农作作物品种种，调整整农业生生产结构构，规划划和建设设防止

7、海海岸侵蚀蚀的工程程等。（三）酸酸雨和环环境酸化化范围扩扩大被称为“空中死死神”的酸雨雨（Accid raain）是指ppH值小小于5.6的雨雨、雪或或其他形形式的大大气降水水（如雾雾、露、霜），是一种种大气污污染现象象。酸雨雨是大气气污染的的结果，是硫氧氧化物和和氮氧化化物在大大气或水水滴中转转化为硫硫酸和硝硝酸等所所致，我我国当前前的酸雨雨属硫酸酸型酸雨雨。酸雨的危危害：使使淡水湖湖泊、河河流酸化化，湖水水中鱼类类减少；影响土土壤特性性；影响响森林生生长；腐腐蚀建筑筑材料及及金属结结构；影影响人体体健康。控制措施施与策略略(控制致致酸前体体物排放放和酸雨雨的主要要途径)有：对对原煤进进行洗

8、选选加工，减少煤煤炭中的的硫含量量；优先先开发和和使用各各种低硫硫燃料；改进燃燃烧技术术，减少少燃烧过过程中二二氧化硫硫和氮氧氧化物的的产生量量；改进进汽车发发动机技技术，安安装尾气气净化装装置，减减少氮氧氧化物的的排放。第二章水水污染控控制工程程概论1.污水水的来源源及分类类污水是生生活污水水、工业业废水、被污染染的降水水和流入入排水管管渠的其其他污染染水的统统称。2.污水水的水质质指标（1）生生化需氧氧量(BODD)表示示在有氧氧条件下下，好氧氧微生物物氧化分分解单位位体积水水中有机机物所消消耗的游游离氧的的数量，单位为为mg/L。（2）化化学需氧氧量(CODD)表示示用化学学氧化剂剂氧化

9、单单位体积积水中有有机污染染物所消消耗的氧氧化剂量量，常用用单位为为mg/L。（3）悬悬浮物；（4）总需需氧量；（5）总有有机碳；（6）有毒毒物质；（7）pH值；（8）温度度；（9）大肠肠菌群数数；（10）其其它：浑浑浊度、颜色、比电导导、碱度度、硬度度。3.水质质标准：水环境境保护标标准主要要可分为为水域水水质标准准和排水水水质标标准两大大类。二、水体体污染与与水体自自净1.水体体污染水体是指指地表被被水覆盖盖的自然然综合体体，是河河流、湖湖泊、沼沼泽、水水库、地地下水、海洋、冰川等等的总称称。水体体污染是是指排入入水体的的污染物物在数量量上超过过了该物物质在水水体中的的本底含含量和水水体的

10、环环境容量量，从而而导致水水体中的的水产生生了物理理和化学学上的变变化，破破坏了水水体中固固有的生生态系统统，破坏坏了水体体的功能能及其在在经济发发展和人人民生活活中的作作用。根据污污染物的的物理、化学、生物学学性质及及其污染染特性，水体中中的污染染物主要要包括以以下几类类：无机机无毒物物、无机机有毒物物、有机机无毒物物、有机机有毒物物。2.水体体自净：水体能能够在其其环境容容量的范范围内，经过水水体的物物理、化化学和生生物的作作用，使使排入的的污染物物质的浓浓度随着着时间的的推移在在向下游游流动的的过程中中自然降降低，这这就是水水体的自自净作用用。水体自净净过程按按其机理理可分为为：物理理过

11、程、化学及及物理化化学过程程、生物物化学过过程。水体富营营养化是是指氮、磷等大大量物质质进入湖湖泊、水水库及海海湾等缓缓流水体体，促进进水生生生物异常常繁殖，主要是是各种藻藻类的大大量繁殖殖，将造造成水中中溶解氧氧的急剧剧变化。藻类的的呼吸作作用和其其尸体的的分解作作用可使使水体在在一定时时间内处处于严重重缺氧状状态，严严重影响响水中动动物、鱼鱼类生存存。水处理的的基本原原则与基基本方法法1.污水水处理的的基本原原则2.污水水处理的的基本方方法现代污水水处理技技术，按按其原理理可分为为物理处处理法、化学处处理法和和生物处处理法三三类。生物化学学处理法法：利用用微生物物的代谢谢作用，使污水水中呈

12、溶溶解、胶胶体状态态的有机机污染物物转化为为稳定的的无害物物质。主主要方法法包括好好氧氧化化法（利利用好氧氧微生物物的作用用）和厌厌氧还原原法（利利用厌氧氧微生物物的作用用）。四、水质质的预处处理水质的预预处理是是针对后后续处理理而言的的。它的的任务是是去除大大块漂浮浮物质，稳定水水质，均均化调节节，减轻轻后续处处理负荷荷。常用用的技术术有筛滤滤、截留留、调节节、沉淀淀等。五、好氧氧生物处处理（活活性污泥泥法）生物处理理就是利利用微生生物分解解氧化有有机物的的这一功功能，采采取一定定的人工工措施，创造有有利于微微生物的的生长、繁殖的的环境，使微生生物大量量繁殖，以提高高其分解解氧化有有机物效效

13、率的一一种废水水处理的的方法。生物处处理法分分为好氧氧和厌氧氧两大类类。活性性污泥法法是水体体自净的的人工化化，是使使生物群群体在反反应器（曝气池池）内呈呈悬浮状状，并与与废水接接触而使使之净化化的方法法。活性性污泥法法就是以以活性污污泥为主主体的废废水处理理法。活性污泥泥法是目目前有机机废水生生物处理理的主要要方法，主要构构筑物是是曝气池池和二次次沉淀池池。活性性污泥法法是一种种好氧生生物处理理的方法法。好氧氧微生物物在氧化化有机物物时需要要一定数数量的氧氧，因此此，必须须在处理理过程中中提供充充足的氧氧，所谓谓曝气就就是往水水中打入入空气或或利用机机械搅拌拌的作用用使空气气中的氧氧溶入水水

14、中。活活性污泥泥法是目目前工作作效率最最高的人人工生物物处理法法。六、污泥泥的处理理与综合合利用污泥的综综合利用用1用作肥肥料；22工业原原料及产产品；33污泥气气利用；4其他用用途：作作建筑材材料（制制砖与制制纤维板板材）；沉渣利利用；有有机污泥泥利用。土壤中的的微生物物将有机机物分解解为简单单无机物物的过程程称为降降解过程程。七、废水水的深度度处理与与再用根据对污污水的处处理程度度不同，污水处处理可分分为一级级（包括括预处理理）、二二级和三三级（深深度处理理）。一级处理理主要是是去除污污水中漂漂浮物和和部分悬悬浮状态态的污染染物质，调节ppH值，减轻废废水的腐腐化程度度和后续续处理的的工艺

15、负负荷。二二级处理理的主要要任务是是大幅度度去除污污水中呈呈胶体和和溶解状状态的有有机物，采用的的方法主主要是以以生化处处理作为为二级处处理的主主要工艺艺，即活活性污泥泥法深度处理理就是用用于除去去那些在在常规二二级处理理过程中中未被去去除的和和去除不不够的污污染物，以使出出水在排排放时符符合受纳纳水体的的水质标标准，在在再用时时符合具具体用途途的水质质标准。第三章大大气污染染控制工工程一、概论论（一）大大气污染染1.大气气污染的的定义按照国际际标准化化组织对对大气和和空气的的定义：大气（atmmosppherre）是是指环绕绕地球的的全部空空气的总总和；环环境空气气（ammbieent ai

16、rr）是指指人类、植物、动物和和建筑物物暴露于于其中的的室外空空气。大气污染染是指分分散在空空气中的的有害气气体和颗颗粒物质质，累积积到超过过空气自自净化过过程（稀稀释、扩扩散、沉沉降等作作用）所所能降低低的程度度，在一一定的持持续时间间内有害害于生物物及非生生物。按照大气气污染的的范围来来分，大大致可分分为四类类：局局部地区区污染，局限于于小范围围的大气气污染，如受到到某些烟烟囱排气气的直接接影响；地区区性污染染，涉及及到一个个地区的的大气污污染，如如工业区区及其附附近地区区或整个个城市大大气受到到污染；广域域性污染，涉及到到比一个个地区或或大城市市更广泛泛地区的的大气污污染；全球性性污染，

17、涉及到到全球范范围或国国际性的的大气污污染。在我国的的环境空空气质量量标准中中，根据据粉尘颗颗粒的大大小，将将其分为为总悬浮浮颗粒物物（tootall suuspeendeed ppartticlles）和可吸吸入颗粒粒物（iinhaalabble paartiiclees）。总悬浮浮颗粒物物（TSSP）是是指能悬悬浮在空空气中，空气动动力学当当量直径径1000umm的颗粒粒物。可可吸入颗颗粒物(PM110)是是指悬浮浮在空气气中空气气动力学学当量直直径110umm的颗粒粒物。气体状态态污染物物是以分分子状态态存在的的污染物物，简称称气态污污染物。气态污污染物可可分为一一次污染染物和二二次污染

18、染物。一一次污染染物也称称原发性性污染物物，是指指从污染染源直接接排入大大气中的的原始污污染物；二次污污染物也也称继发发性污染染物，是是指一次次污染物物进入大大气后经经过一系系列大气气化学或或光化学学反应生生成的与与一次污污染物性性质不同同的新污污染物。大气污污染物的的来源可可分为自自然污染染源和人人为污染染源两类类，大气气污染源源又可概概括为三三方面：燃料燃燃烧、工工业生产产和交通通运输。大气圈及及其垂直直结构：自然地地理学把把受地心心引力而而随地球球旋转的的大气叫叫做大气气圈。世世界气象象组织（WMOO）根据据大气温温度垂直直分布特特点，将将大气分分为：对对流层、平流层层、中间间层、暖暖层

19、和散散逸层。世界八大大公害事事件：马斯河河谷事件件多诺诺拉事件件洛杉杉矶光化化学烟雾雾事件伦敦烟烟雾事件件四日日市哮喘喘病事件件水俣俣病事件件骨痛痛病事件件米糠糠油事件件。2.我国国大气污污染的现现状我国是世世界上大大气污染染最严重重的国家家之一，大气污污染是我我国环境境问题中中的一个个主要问问题，我我国大气气污染以以煤烟型型污染为为主，尘尘和酸雨雨危害最最大，污污染程度度在加重重，全国国城市大大气环境境污染北北方重于于南方城城市，全全国大城城市汽车车尾气污污染趋势势加重，氮氧化化物已成成为少数数大城市市大气中中的首要要污染物物，酸雨雨主要分分布于长长江以南南、青藏藏高原以以东地区区及四川川盆

20、地。我国大气气污染产产生的原原因：燃燃煤是形形成我国国大气污污染的主主要原因因；交通通运输发发展速度度快；工工业化起起点低，生产规规模小；历史欠欠帐多，投资困困难大；已有控控制技术术推广应应用不够够。控制我国国大气污污染的途途径：大力加加强工业业企业技技术改造造；推推行有利利于大气气污染控控制的能能源政策策；积积极推广广应用已已有的污污染控制制技术。采取取控制大大气污染染的经济济政策；高烟烟囱扩散散稀释。绿化化造林。加强强环境管管理，安安装废气气净化装装置。实施清清洁生产产。（清清洁生产产主要包包括以下下内容：清洁的的能源、清洁的的生产过过程和清清洁的产产品）。（二）环环境空气气质量控控制标准

21、准环境空气气质量控控制标准准按其用用途可分分为环境境空气质质量标准准、大气气污染物物排放标标准、大大气污染染控制技技术标准准及大气气污染警警报标准准。按其其使用范范围可分分为国家家标准、地方标标准和行行业标准准。此外外，我国国还实行行了大中中城市空空气污染染指数报报告制度度。二、燃烧烧与大气气污染1燃料及及燃烧过过程燃料按其其物理状状态分为为固体、液体和和气体三三类。煤煤是最重重要的固固体燃料料，根据据炭化程程度的不不同，可可将煤分分为四大大类，即即泥煤、褐煤、烟煤和和无烟煤煤。煤的的化学组组成通常常用C、H、O、N、S等元素素及灰分分A和水分分W的百分分数来表表示。新能源：太阳能能、沼气气、

22、风能能、潮汐汐能、地地热能、氢能。燃料完全全燃烧必必须具备备四个条条件：适适量的空空气、足足够的温温度、必必要的燃燃烧时间间、燃料料与空气气的充分分混合。温度（Temmperratuure）、时间间（Tiime）和湍流流（Tuurbuulennce）通常称称为燃烧烧过程的的“三T”，是有有效燃烧烧的基本本条件。燃烧污染染物的形形成与控控制：燃燃料燃烧烧过程产产生的大大气污染染物主要要是烟尘尘、硫氧氧化物、氮氧化化物和一一氧化碳碳等。控控制燃烧烧产生SSO2的措施施主要有有：清洁洁生产工工艺、采采用低硫硫燃料、燃料脱脱硫、高高烟囱扩扩散稀释释和烟气气脱硫等等。燃烧烧过程形形成的NNOx分分为两类

23、类：一类类是燃料料中的固固定氮生生成的NNOx，称为燃燃料型NNOx；一类是是大气中中的氮在在高温下下被氧化化生成的的，称为为热力型型NOxx。降低低燃烧温温度，减减少烟气气在高温温区停留留时间，有利于于降低烟烟气中NNOx浓浓度，减减少对NNOx大大气的污污染。三、污染染气象学学基础知知识1.主要要气象要要素表示大气气状态的的物理量量和物理理现象，称为气气象要素素。主要要包括：日照、气压、气温、湿度、降水、蒸发、风、能能见度、云等天天气现象象。气温温表示大大气温度度的物理理量，它它反映了了某一条条件下空空气分子子平均动动能的大大小。空空气的水水平运动动形成风风，风是是矢量，由风向向与风速速组

24、成，风向是是指风的的来向，可用88个方位位或166个方位位表示。能见度度是指大大气的清清洁程度度，常以以视力正正常的人人能够从从天空背背景中看看到或辨辨认出的的目标物物的最大大水平距距离表示示，单位位为米或或千米，能见度度的大小小反映了了大气透透明或混混浊的程程度。降降水是指指从大气气中降落落至地面面的液态态或固态态水的通通称，如如雨、雪雪等，降降水量是是指从大大气中降降落至地地面未经经蒸发、渗透和和流失而而在水平平面上积积聚的水水层厚度度，降水水是清除除大气污污染物的的重要机机制之一一。2.大气气污染与与气象的的关系污染系数数表示风风向、风风速综合合作用对对空气污污染物扩扩散影响响程度。污染

25、系数数也可以以绘制成成污染系系数玫瑰瑰图。污污染系数数越大，其下风风方向污污染越严严重。在在做工业业区规划划时，应应将其安安排在污污染系数数最小方方位的上上风向。这样，其下风风侧的污污染最轻轻。四、除尘尘技术基基础1.粉尘尘的粒径径和粒径径分布表示颗粒粒的大小小的代表表性尺寸寸称为粒粒径。粉粉尘粒径径分布是是指某种种粉尘中中，不同同粒径大大小的颗颗粒所占占的百分分比例，也称粉粉尘分散散度。2.粉尘尘的物理理性质粉尘的的形状及及形状系系数：球球形度是是表示非非球形单单一颗粒粒粒子的的形状指指数，定定义为与与颗粒体体积相等等的球的的表面积积与实际际颗粒表表面积之之比。粉尘的的密度：粉尘的的密度定定

26、义为单单位体积积粉尘的的质量。若单位位体积不不包括粉粉尘尘粒粒间的空空隙和尘尘粒内部部的空隙隙体积，即以粉粉尘的真真实体积积所求得得的密度度称为粉粉尘的真真密度，用符号号P表示，其单位位为kgg/m33。粉尘的的比表面面积：定定义为单单位体积积或质量量粉尘所所具有的的表面积积。粉尘的的润湿性性：粉尘尘粒子与与液体附附着的难难易程度度称为粉粉尘的润润湿性。粉尘的的导电性性：粉尘尘荷电量量的大小小及电性性，除取取决于粉粉尘的化化学组成成、表面面积和含含水率外外，还取取决于粉粉尘外部部的荷电电条件。粉尘的的流动性性：粉尘尘的流动动性可以以通过粉粉尘的安安息角来来衡量。粉尘自自漏斗连连续落到到水平面面

27、上堆积积成的圆圆锥体的的母线与与水平面面的夹角角称为粉粉尘的安安息角（静止角角或堆积积角）。测量方方法：排排除法、注入法法、倾斜斜法。粉尘的的粘附性性：粉尘尘颗粒附附在固体体表面上上，或尘尘粒彼此此相互附附着的现现象称为为粘附性性。粉尘的的爆炸性性：可燃燃性悬浮浮粉尘在在可能引引起爆炸炸的浓度度范围与与空气混混合，当当有能量量足够的的火源时时就会发发生爆炸炸。粉尘的的磨损性性：是指指粉尘在在流动过过程中对对器壁或或管壁的的磨损性性能。粉尘的的放射性性。3.除尘尘装置的的分类和和性能根据除尘尘机理的的不同，除尘装装置一般般可分为为以下几几种类型型：机械械式除尘尘器，洗洗涤式除除尘器，过滤式式除尘

28、器器，电除除尘器。除尘装置置的性能能可用技技术指标标和经济济指标来来评价。技术指指标主要要为处理理气体流流量、除除尘效率率和压力力损失。经济指指标主要要为装置置的基建建投资与与运行管管理费用用、装置置的占地地面积和和使用寿寿命等。处理气气体流量量：代表表装置处处理气体体能力大大小的指指标，以以体积流流量Q表示，单位为为m3/s或m3/h。压力损损失：指指除尘装装置的进进口和出出口气流流的全压压之差，它是表表示除尘尘器能量量消耗大大小的一一个主要要指标。除尘效效率：表表示除尘尘器捕集集粉尘效效果的重重要技术术指标，是指同同一时间间内，除除尘装置置去除的的污染物物数量与与进入装装置的污污染物数数量

29、之比比，一般般以百分分数表示示。五、机械械式除尘尘器机械式除除尘器是是以质量量力（重重力、惯惯性力和和离心力力等）为为主要除除尘机制制的除尘尘器，包包括重力力沉降室室、惯性性除尘器器和旋风风除尘器器等。1.重力力沉降室室：当含含尘气流流通过横横断面比比管道大大得多的的沉降室室时，流流速大大大降低，使大而而重的尘尘粒以其其沉降速速度缓慢慢落至沉沉降室底底部。2.惯性性除尘器器：惯性性除尘器器是使含含尘气流流冲击在在挡板上上，气流流方向发发生急剧剧转变，借助尘尘粒本身身的惯性性力作用用使其与与气流分分离的装装置。3.旋风风除尘器器：使含含尘气体体作旋转转运动，借作用用于尘粒粒上的离离心力把把尘粒从

30、从气体中中分离出出来的装装置。袋式除尘尘器袋式除尘尘器是过过滤式除除尘器的的一种，它是利利用多孔孔纤维材材料的过过滤作用用将含尘尘气体中中的粉尘尘过滤出出去的。袋式除尘尘器的优优点：除除尘效率率高，特特别是对对微细粉粉尘也有有较高的的效率，一般可可达999%以上上；适应应性强，可捕集集不同性性质的粉粉尘；使使用灵活活，处理理气体量量可由每每小时数数百立方方米到每每小时数数十万立立方米；结构简简单；工工作稳定定，便于于回收干干料，没没有污泥泥处理、腐蚀等等问题，维修简简单。袋袋式除尘尘器的缺缺点：应应用范围围主要受受滤料的的耐高温温、耐腐腐蚀性等等性能的的局限（烧袋）；不宜宜用于捕捕集粘结结性强及及