完整版化工环保与安全复习要点.docx

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完整版化工环保与安全复习要点

绪论

1简述现代化工生产的特点。

①生产所涉物料多、有害危险品多：

化工生产过程中使用的原料、半成品、成品种类繁多，满足了现代社会多样化的需求，但其中约70%是易燃、易爆、有毒、有腐蚀的化学危险品。

②生产工艺参数苛刻：

现代化工广泛采用高温、高压、深冷、真空等工艺参数，显著提高了单机效率，缩短了产品生产周期，使化工生产获得更佳经济效益。

③生产规模大型化：

近40年化工产品生产装置规模大型化发展迅速。

例如：

合成氨装置、乙烯生产装置、炼油装置等。

④生产过程连续化、自动化：

化工生产从人工操作、间歇生产转变为高度自动化、连续化生产，极大地提高了劳动生产率。

现代化工这些特点存在着负面效应：

化工生产过程处处存在危险因素、事故隐患，一旦失去控制，就会转化为事故。

而这些事故往往是燃烧、爆炸、毒害、污染等多种危害同时发生，会对人身、财产和环境造成巨大的破坏。

因此化学工业较其它工业生产部门对人员和环境的安全具有更大的危险性。

2简述典型化工污染的危害，世界八大公害事件的成因。

环境污染作为一个重大的社会问题，是从产业革命时期开始的。

随着科技和经济快速发展，化学工业的崛起，工业分布过分集中、城市人口过分密集，环境污染由局部逐步扩大到区域，由单一的大气污染扩大到大气、水体、土壤和食品等方面的污染，酿成世界八大公害事件。

①比利时马斯河谷烟雾事件。

成因：

（1）该地区集中多家炼焦、炼钢、化肥、发电等工厂，排出大量烟尘、SO2；

（2）持续逆温层（无风）笼罩。

②美国多诺拉镇烟雾事件。

成因：

该小镇地处山谷中，又是硫酸、炼钢、炼锌等工厂集中地，排出大量烟尘、金属颗粒、二氧化硫等，再加持续逆温层笼罩。

③英国伦敦烟雾事件：

伦敦市值冬季取暖并多个大电厂耗用燃煤，排出大量烟尘、二氧化硫等，再加持续逆温层笼罩

④美国洛杉矶光化学烟雾事件：

该市面临大海，三面环山，拥有密度最高的汽车及较多工业，排出大量的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物，在低湿高温及强紫外线作用下，生成含臭氧、氮氧化物、乙醛等有毒烟雾

⑤日本水俁病事件原因：

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。

答：

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。

答：

（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。

答：

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。

答：

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。

答：

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。

答：

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。

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