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环境材料学第五章1第1页，本讲稿共99页本章内容本章内容v环境的友好加工及制备工艺环境的友好加工及制备工艺v清洁生产技术清洁生产技术2第2页，本讲稿共99页5.1 5.1 环境的友好加工及制备工艺环境的友好加工及制备工艺v再循环利用技术再循环利用技术v避害技术避害技术v控制技术控制技术v补救修复技术补救修复技术3第3页，本讲稿共99页5.1.1 5.1.1 再循环利用技术再循环利用技术v再循环利用有两层含义再循环利用有两层含义:一一是是要要尽尽量量依依据据我我国国的的资资源源国国情情，使使用用藏藏量量相相对对丰丰富富，并并且且是是可可再再生生利利用用的的资资源源来来设设计计和和生生产材料；产材料；二是二是材料要易回收再生材料要易回收再生。4第4页，本讲稿共99页v为为此此，要要重重视视开开发发材材料料无无公公害害回回收收再再生生技技术术，使用完后废弃材料可再生资源化。使用完后废弃材料可再生资源化。v在在当当前前开开发发新新型型绿绿色色材材料料与与开开发发废废弃弃材材料料回回收再利用收再利用的两者中，我们更应该重视后者。的两者中，我们更应该重视后者。v材材料料的的再再生生利利用用是是节节约约能能源源，实实现现可可持持续续发发展展的的一一个个重重要要途途径径。同同时时，也也减减少少了了污污染染物物的的排排放放，避避免免了了末末端端处处理理的的工工序序，追追求求了了环环境效益。境效益。5第5页，本讲稿共99页5.1.1 5.1.1 再循环利用技术再循环利用技术 5.1.1.1 5.1.1.1 塑料包装材料塑料包装材料v塑料材料在使用上有许多优点，因此塑料材料在包装中占有塑料材料在使用上有许多优点，因此塑料材料在包装中占有重要的地位。重要的地位。v但塑料的最大缺点是但塑料的最大缺点是不易自然消亡不易自然消亡，因此塑料包装材料，因此塑料包装材料对环境造成的危害也是各种包装材料中最严要的。对环境造成的危害也是各种包装材料中最严要的。v几年前几年前“白色污染白色污染”就像瘟疫一样，使人们闻之色变。现就像瘟疫一样，使人们闻之色变。现在科研工作者正致力于研发新型的塑料包装材料，以减轻或在科研工作者正致力于研发新型的塑料包装材料，以减轻或消除对环境的影响。消除对环境的影响。6第6页，本讲稿共99页v可降解塑料就是经过改良后具有环境意识概念的塑料材料。可降解塑料就是经过改良后具有环境意识概念的塑料材料。v可可降降解解包包装装材材料料既既有有传传统统塑塑料料的的功功能能和和特特性性，又又可可以以在在完完成成使使用用使使命命后后，通通过过土土壤壤和和水水中中微微生生物物作作用用，或或通通过过阳阳光光中中紫紫外外线线的的作作用用，在在自自然然环环境境中中分分裂裂降降解解和和还还原原，最最终终以以无毒形式重新进入生态环境中，回归大自然。无毒形式重新进入生态环境中，回归大自然。7第7页，本讲稿共99页v可降解塑料一般可分为可降解塑料一般可分为生物降解塑料生物降解塑料生物分裂塑料生物分裂塑料光降解塑料光降解塑料生物生物-光共降解塑料光共降解塑料v目目前前以以淀淀粉粉为为基基础础原原料料得得到到的的生生物物塑塑料料因因其其可可降降解解、原原料料来来源源广广泛泛、价价格格低低廉廉且且可可再再生生等等特特点点而而得得到到了了迅迅速速的的发发展。目前其产量已占到降解塑料产量的展。目前其产量已占到降解塑料产量的20%20%以上。以上。8第8页，本讲稿共99页5.1.1 5.1.1 再循环利用技术再循环利用技术 5.1.1.2 5.1.1.2 高分子材料的回收利用技术高分子材料的回收利用技术v随着高科技的迅猛发展，高分子材料在各行各业的应随着高科技的迅猛发展，高分子材料在各行各业的应用日趋增多，各种塑料制品和橡胶制品的用日趋增多，各种塑料制品和橡胶制品的不可降解和不可降解和低回收利用率低回收利用率对环境的危害已不可低估，现已成为固体废弃对环境的危害已不可低估，现已成为固体废弃物处理中的一个物处理中的一个世界性难题世界性难题，高分子材料的回收利用迫在，高分子材料的回收利用迫在眉睫。眉睫。v高分子回收利用技术有以下几种。高分子回收利用技术有以下几种。9第9页，本讲稿共99页v电电磁磁快快速速加加热热法法：瑞瑞典典A.SchwartzA.Schwartz等等采采用用电电磁磁快快速速加加热热法法回回收收金金属属-聚聚合合物物组组件件，利利用用在在交交变变磁磁场场中中金金属属部部件件产产生生的的热热使使升升温温速速度度高高达达15/s15/s，使使金金属属与与聚聚合合物物间间的的黏合剂黏合剂失效达到回收利用的目的。失效达到回收利用的目的。v超超临临界界流流体体法法：日日本本T.SakoT.Sako等等利利用用超超临临界界流流体体分分解解回回收收废废旧旧聚聚酯酯（PETPET），玻玻纤纤增增强强塑塑料料（FRPFRP）和和聚聚酰酰胺胺/聚聚乙乙烯烯复复合合膜膜（PETPET）是是典典型型的的缩缩聚聚物物，易易于于通通过过醇醇解解或或碱碱性性水水解分解为单体，实现化学回收。解分解为单体，实现化学回收。10第10页，本讲稿共99页v固相剪切挤出法：固相剪切挤出法：日日本本N.ShinadaN.Shinada等等人人采采用用固固相相剪剪切切挤挤出出技技术术回回收收废弃废弃硫化橡胶和交联聚乙烯硫化橡胶和交联聚乙烯。这这两两种种高高分分子子材材料料由由于于含含交交联联结结构构，不不熔熔、不不溶溶，难难以以用用一一般般的的回回收收技技术术回回收收。他他们们先先将将硫硫化化橡橡胶胶或或交交联联PEPE的的碎碎片片与与20%20%30%LDPE30%LDPE树树脂脂在在双双螺螺杆杆挤挤出出机机中中在在高高于于LDPELDPE熔熔点点下下共共混混，然然后后在在单单螺螺杆杆挤挤出出机机中中借借助助强强大大的的压压力力和和剪剪切切应应力力进进行行固固相相挤挤出出，再压塑成型而得到回收利用。再压塑成型而得到回收利用。11第11页，本讲稿共99页v热裂解和催化裂解技术：热裂解和催化裂解技术：日日本本T.SawaguchiT.Sawaguchi等等用用改改进进型型反反应应器器在在310310350350将将聚聚苯苯乙乙烯烯可控热降解可控热降解为单体、二聚体和三聚体，为单体、二聚体和三聚体，收率达收率达95%95%。日日本本Y.IshiharaY.Ishihara等等以以二二氧氧化化硅硅-氧氧化化铝铝为为催催化化剂剂，在在自自行行设设计计的的带带鼓鼓形形螺螺杆杆的的反反应应器器中中于于400400500500实实现现聚聚苯苯乙乙烯烯的的热热降降解解和催化降解，产物回收率和催化降解，产物回收率96%96%97%97%；日日本本K.KitagawaK.Kitagawa等等用用碳碳化化法法处处理理废废弃弃酚酚醛醛树树脂脂，在在氮氮气气中中于于600600将将废废弃弃的的酚酚醛醛树树脂脂碳碳化化，所所得得产产物物可可作作为为热热塑塑性性塑塑料料的的填填料料使使用。用。12第12页，本讲稿共99页5.1.1 5.1.1 再循环利用技术再循环利用技术 5.1.1.3 5.1.1.3 废弃木质材料循环利用技术废弃木质材料循环利用技术v废废弃弃木木制制材材料料循循环环利利用用有有两两种种方方式式，即即物物质质循循环环利利用用和和能能量利用。量利用。其其中中物物质质循循环环利利用用是是指指对对废废弃弃木木材材回回收收后后进进行行二二次次加加工工，制制成成各各种种人人造造板板重重新新使使用用，也也可可以以将将废废弃弃木木材材制制成成活活性性碳碳、工工业业碳碳或或合合成成气气体体作作为为化化学学原料使用；原料使用；而而废废弃弃木木材材的的能能量量利利用用，是是指指将将其其作作为为工工业业燃燃料料或发电，也可作为家庭燃料。或发电，也可作为家庭燃料。13第13页，本讲稿共99页（1 1）废弃木材的物质循环利用技术）废弃木材的物质循环利用技术v直直接接利利用用。对对于于那那些些较较粗粗大大的的废废弃弃木木料料如如果果没没有有腐腐蚀蚀或或虫虫蛀蛀，经经适适当当的的除除污污、去去缺缺、修修补补等等处处理理后后，即即可直接再利用，加工成家具或建筑桥梁。可直接再利用，加工成家具或建筑桥梁。v木木塑塑复复合合材材料料。将将木木材材纤纤维维、木木粉粉、废废纸纸与与废废旧旧塑塑料料采采用用高高温温熔熔化化混混合合热热成成型型、非非气气流流成成型型、挤挤塑塑成成型型等等工工艺艺生生产产各各种种木木塑塑复复合合材材料料产产品品，用用于于室室外外家家具具、木木塑塑托托盘盘、汽汽车车工工业业等等方方面面。木木塑塑复复合合材材料料是是塑塑料料和和木木材材资资源源利利用用的的新新技技术术，已已得到国际上的重视。得到国际上的重视。14第14页，本讲稿共99页v纸质人造板纸质人造板。有湿法和干法两种工艺。有湿法和干法两种工艺。其其中中湿湿法法成成型型的的制制造造工工艺艺类类似似于于我我国国的的湿湿法法成成型型纤维板，但无热压工段，原料大多采用回收废纸。纤维板，但无热压工段，原料大多采用回收废纸。干干法法成成型型纸纸质质板板是是采采用用气气流流铺铺装装成成型型，原原料料大大部部分分为为废废旧旧的的新新闻闻纸纸，其其制制造造工工艺艺和和干干法法硬硬质质纤纤维维板制造工艺类似板制造工艺类似。15第15页，本讲稿共99页v再生刨花板再生刨花板。该刨花板采用一部分废弃木。该刨花板采用一部分废弃木质材料如建筑物废弃木质材料、废弃包装材质材料如建筑物废弃木质材料、废弃包装材料等作为原料制成，制造工艺和普通刨花板料等作为原料制成，制造工艺和普通刨花板类似，但在原料制备阶段有所不同。类似，但在原料制备阶段有所不同。为了减少废弃木质材料中的铁钉、石块等对削片为了减少废弃木质材料中的铁钉、石块等对削片机、刨片机道具的损坏，先采用无刀锤式粉碎机机、刨片机道具的损坏，先采用无刀锤式粉碎机将废弃材料粉碎，再利用磁选、水洗机和气流分将废弃材料粉碎，再利用磁选、水洗机和气流分选机对粗刨花进行筛选，除去这些杂物后，进行选机对粗刨花进行筛选，除去这些杂物后，进行削片刨片等加工。削片刨片等加工。16第16页，本讲稿共99页v用作肥料和饲料用作肥料和饲料。可以将不能再利用的废。可以将不能再利用的废旧木质材料及植物纤维资源在自然或人工条旧木质材料及植物纤维资源在自然或人工条件下，降解或水解为肥料和饲料使用。件下，降解或水解为肥料和饲料使用。17第17页，本讲稿共99页5.1.2 5.1.2 避害技术避害技术v无害化无害化是环境友好材料必须具有的特性，无是环境友好材料必须具有的特性，无毒无害是指在产品生命周期的全过程中，选毒无害是指在产品生命周期的全过程中，选择原材料、提取原材料、生产工艺过程中，择原材料、提取原材料、生产工艺过程中，生产以及废弃处置等各个阶段均不能对人身生产以及废弃处置等各个阶段均不能对人身及环境造成危害。及环境造成危害。18第18页，本讲稿共99页v一些常见的毒性较大的化学品有：一些常见的毒性较大的化学品有：苯类、甲苯类、二甲苯类、二氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烷；苯类、甲苯类、二甲苯类、二氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烷；三三氯氯乙乙烯烯、四四氯氯乙乙烯烯、氯氯仿仿、甲甲基基酮酮类类、氰氰及及其其化化合合物物、镍镍及及其其化化合合物物、镉镉及及其其化化合合物物、铬铬及及其其化化合合物物、铅铅及及其其化化合合物物、汞及其化合物。汞及其化合物。v一一般般情情况况下下，这这些些物物质质都都具具有有剧剧毒毒、不不易易降降解解或或易易产产生生生物积累生物积累等特点等特点。19第19页，本讲稿共99页v例例如如，卤卤代代烃烃广广泛泛应应用用于于塑塑料料、电电绝绝缘缘体体、农农药药、木木材材防防腐腐剂剂等等多多种种产产品品中中，而而许许多多卤卤代代烃烃的的化化学学性性质质极极端端稳稳定定、脂脂溶性高、水溶性低，特别容易产生生物积累。溶性高、水溶性低，特别容易产生生物积累。v化化学学性性质质极极端端稳稳定定意意味味着着这这类类物物质质几几乎乎永永不不消消失失，脂脂溶性高意味着易被有机体吸收，水溶性低意味着难以排出。溶性高意味着易被有机体吸收，水溶性低意味着难以排出。v由由于于重重金金属属离离子子极极易易与与蛋蛋白白质质分分子子结结合合，破破坏坏蛋蛋白白质质与与其其他他金金属属离离子子如如铁铁、锌锌类类离离子子的的平平衡衡，使使某某些些蛋蛋白白质质如如酶酶类类、DNADNA等失去活性，导致等失去活性，导致生物体中毒生物体中毒。20第20页，本讲稿共99页v在在材材料料生生产产中中，或或作作为为原原料料或或由由于于工工艺艺的的要要求求，许许多多过过程程都都不不可可避避免免地地引引入入一一些些有有害害物物，不不但但在在生生产产中中造造成成污污染染，恶恶化化劳劳动动条条件件，其其转转化化为为产产品品后后对对人人体体健健康康和和环环境境都都将将造造成长期的影响。成长期的影响。v因因此此，在在材材料料生生产产中中使使用用各各种种原原料料和和辅辅料料时时，应应尽尽量量以无害、低害代替有害、高害以无害、低害代替有害、高害，减少有害物的产生。，减少有害物的产生。v目目前前材材料料的的生生产产、加加工工行行业业都都已已研研究究出出不不少少较较为为成成熟熟的的有有害害物物替替代代和和避避害害技技术术，包包括括用用无无害害原原材材料料代代替替有有害害原原材材料料，以以及用环境友好的生产工艺代替污染较严重的生产工艺等。及用环境友好的生产工艺代替污染较严重的生产工艺等。21第21页，本讲稿共99页避害技术处理示意图避害技术处理示意图v下图是用环境友好生产工艺代替污染严重生产工艺的避下图是用环境友好生产工艺代替污染严重生产工艺的避害技术处理示意图。害技术处理示意图。产品产品无害废物无害废物环境环境资源资源能源能源有污染工艺有污染工艺环境友好工艺环境友好工艺22第22页，本讲稿共99页v与与再再循循环环利利用用技技术术原原理理类类似似的的是是，避避害害技技术术仍仍然然是是将将有有害害物物留留在在生生产产过过程程内内部部进进行行处处理理，将将有有害害物物在在进进入入环环境境之之前前转转化化为为无无害害物物，在在排排放放到到环环境境以以前前进进行行消消化化，避避免免污污染染环环境。境。v与与再再生生循循环环处处理理不不同同的的是是，避避害害技技术术不不是是将将产产生生的的废废物物重重新新利利用用，而而是是原原料料或或工工艺艺的的替替代代减减少少污污染染物物的的产产生生量量。在在这这个个意意义义上上，避避害害技技术术似似乎乎比比再再生生循循环环技技术术更更为为积积极极主主动一些动一些。23第23页，本讲稿共99页（1 1）用无害材料替代有害材料）用无害材料替代有害材料v一一般般来来说说，原原材材料料是是产产品品生生产产的的第第一一步步，原原料料路路线线的的选选择与生产过程中污染物的产生密切相关。择与生产过程中污染物的产生密切相关。v目目前前还还有有不不少少产产品品采采用用了了高高污污染染的的原原料料路路线线，如如中中小小型型聚聚氯氯乙乙烯烯生生产产采采用用电电石石乙乙炔炔为为原原料料，产产生生大大量量电电石石渣渣废废料料，不仅对环境造成威胁，也为末端治理留下很重的负担。不仅对环境造成威胁，也为末端治理留下很重的负担。24第24页，本讲稿共99页v生生产产一一种种产产品品采采用用什什么么原原料料路路线线是是由由很很多多因因素素决决定定的的，包包括括资资源源、技技术术、经经济济等等，但但以以牺牺牲牲环环境境为为代代价价，或或者者需需要要很很高高的的废废物物处处理理费用来弥补原料路线的不足，是不适宜的。费用来弥补原料路线的不足，是不适宜的。v通通过过技技术术更更新新，可可以以用用对对环环境境无无害害的的原原料料代代替替对对环环境境有有害害的的原原料料，从从而而减减小小对对环环境境的的污污染。染。25第25页，本讲稿共99页v在材料的表面处理中，在材料的表面处理中，无氰电镀无氰电镀是较典型的环境避害技术。是较典型的环境避害技术。v在在镀镀锌锌、铜铜、镉镉、锡锡、银银等等电电镀镀工工艺艺中中，都都要要用用氰氰化化物物作作为为配配位位剂剂。氰氰化化物物是是剧剧毒毒物物质质，且且用用量量又又大大，在在镀镀槽槽表表面面易易散散发发出出剧剧毒毒的的氰氰化化氢氢气气体体，危危害害人人体体健健康康并并污污染染环境。环境。v经经过过技技术术研研究究，现现在在电电镀镀中中已已广广泛泛采采用用无无氰氰电电镀镀技技术术，用用对对环环境境和和人人体体无无害害的的物物质质代代替替氰氰化化物物作作为为配配位位剂剂，从从而消除了氰化物的危害。而消除了氰化物的危害。26第26页，本讲稿共99页v涂涂料料具具有有对对材材料料表表面面保保护护和和装装饰饰的的重重要要应应用用。近近年年来来，为为防防止止铅铅及及其其化化合合物物对对人人体体的的危危害害，在在涂涂料料行行业业中中已已广广泛泛使使用用无无铅铅涂涂料料，即即用用锌锌钡钡白白或或钛钛白白粉粉代代替替铅铅白白粉粉作作为为表表面面涂涂料料的的白白色色添添加加剂剂，用用氧氧化化铁铁红红代代替替铅铅丹丹用用于于防防锈锈底底漆，等等。漆，等等。27第27页，本讲稿共99页v类似以无毒材料代替有毒材料的例子很多类似以无毒材料代替有毒材料的例子很多:如如在在印印刷刷行行业业中中用用无无铅铅合合金金或或塑塑料料代代替替印印刷刷字字模模用的用的含铅合金含铅合金；用用玻璃纤维、泡沫聚乙烯代替石棉玻璃纤维、泡沫聚乙烯代替石棉作为隔热材料；作为隔热材料；化化学学工工业业中中，用用二二氯氯苯苯代代替替苯苯作作为为合合成成偶偶氮氮染染料料的的原原料料；用用不不含含铬铬的的溶溶液液代代替替含含铬铬的的溶溶液液，对对铝铝合金进行化学浸洗，等等。合金进行化学浸洗，等等。28第28页，本讲稿共99页（2 2）用环境友好的生产工艺代替污染较重的生产工艺）用环境友好的生产工艺代替污染较重的生产工艺v原原料料确确定定之之后后，所所采采用用的的生生产产工工艺艺技技术术路路线线就就成成为为决决定定有有害物产生的重要因素。害物产生的重要因素。v在在材材料料的的生生产产加加工工中中，应应尽尽量量选选择择那那些些不不产产生生有有害害物物质质或或在在生产过程中能生产过程中能将有害物质消灭或回收利用将有害物质消灭或回收利用的工艺路线。的工艺路线。v通通过过改改变变生生产产方方式式，主主要要是是技技术术更更新新和和工工艺艺置置换换，采采用用环环境友好的生产工艺境友好的生产工艺，保护环境，实现避害。，保护环境，实现避害。29第29页，本讲稿共99页v技技术术更更新新是是应应用用不不同同的的原原理理设设计计新新的的生生产产工工艺艺，代代替替传传统统的的污染严重的工艺。污染严重的工艺。v一一般般来来说说，工工艺艺的的改改动动对对技技术术的的依依赖赖程程度度较较大大，一一个个新新的的生生产产工工艺艺，往往往往需需要要很很长长的的时时间间，亦亦需需投投入入大大量量的的人人力物力，才能开发完成。力物力，才能开发完成。30第30页，本讲稿共99页v由由于于人人类类对对环环境境问问题题的的重重视视，近近2020年年来来许许多多新新技技术术的的开开发发主要是为了改善环境、减小污染。主要是为了改善环境、减小污染。v如如以以前前苯苯胺胺的的生生产产主主要要采采用用铁铁粉粉还还原原硝硝基基苯苯的的工工艺艺路路线线，生生产产过过程程产产生生大大量量铁铁泥泥废废渣渣及及废废水水，其其中中含含有有对对人人体体危危害害极大的硝基苯和氨基苯，极大的硝基苯和氨基苯，v现现在在采采用用流流态态化化技技术术，改改用用氢氢气气催催化化还还原原，使使生生产产过过程程连连续化续化，大大减少了生产中有害物对人及环境的污染。，大大减少了生产中有害物对人及环境的污染。31第31页，本讲稿共99页v除除改改变变整整个个生生产产工工艺艺的的方方式式外外，对对一一个个生生产产工工艺艺中中的的一一个个工工序序或或生生产产设设备备进进行行技技术术改改造造，或或工工艺艺置置换换也也可可改改善环境，减少污染物的产生。善环境，减少污染物的产生。v实实践践中中多多采采用用改改动动设设备备、改改变变作作业业方方法法或或改改变变生生产产工工序序等，以达到不产生，或少产生有害物。等，以达到不产生，或少产生有害物。32第32页，本讲稿共99页v如如在在金金属属制制造造及及表表面面涂涂装装行行业业中中，经经常常要要对对工工件件进进行行表表面面化化学学清清洗洗处处理理，而而化化学学清清洗洗过过程程往往往往会会产产生生酸酸碱碱废废液液及及重金属离子等有害物。重金属离子等有害物。v因因此此，对对不不同同金金属属和和生生产产工工艺艺，可可以以采采取取不不同同的的环环境境友友好好表表面处理工艺，减少直至避免污染物的产生。面处理工艺，减少直至避免污染物的产生。如如对对黄黄铜铜材材料料，可可采采用用内内装装玻玻璃璃磨磨料料或或钢钢球球的的震震动动装装置置代代替替硝硝酸酸洗的工艺；酸酸洗的工艺；对对钛钛及及其其合合金金可可采采用用机机械械刮刮膜膜的的方方法法代代替替化化学学清清洗洗去去除除钛钛的的表表面面氧化层；氧化层；采用丝和碳化物的采用丝和碳化物的机械抛光机械抛光方法代替碱洗处理，等等。方法代替碱洗处理，等等。33第33页，本讲稿共99页5.1.3 5.1.3 控制技术控制技术v当当工工业业过过程程产产生生的的废废弃弃物物既既不不能能重重新新再再生生循循环环利利用用，也也不不能能通通过过工工艺艺更更新新减减少少有有害害物物的的产产生生，同同时时也也不不能能在在该该工工艺艺过过程程内内部部进进行行消消化化处处理理时时，为为了了维维持持生生产产过过程程的的继继续续进进行行，不得不向环境排放一定量的污染物。不得不向环境排放一定量的污染物。v所所谓谓污污染染控控制制技技术术是是指指对对向向环环境境排排放放的的污污染染物物，在在排排放放到到环环境境以以前前进进行行处处理理的的工工艺艺过过程程和技术。和技术。34第34页，本讲稿共99页表表1 1 一些材料生产过程对环境的影响一些材料生产过程对环境的影响35第35页，本讲稿共99页v由由表表可可见见，工工业业废废弃弃物物对对环环境境的的影影响响主主要要是是消消耗耗资资源源，有有毒毒、有有害害物物质质的的排排放放，以以及及土土地地占占用用和和退退化化。特特别别是是工工业业废废弃弃物物中中的的有有毒毒、有有害害物物质质如如果果直直接接排排放放进进入入环环境境，会对环境造成极大的破环。会对环境造成极大的破环。v为为了了防防治治环环境境污污染染和和保保护护人人群群健健康康及及保保持持生生态态平平衡衡，各各国国制制定定了了大大气气、水水及及土土壤壤环环境境质质量量标标准准和和废废气气、废废水水、废废渣渣的的排放标准排放标准。v工工业业三三废废在在进进入入环环境境之之前前，必必须须进进行行处处理理，以以达达标标排排放。放。36第36页，本讲稿共99页污染物排放原理示意图污染物排放原理示意图v关关于于污污染染物物排排放放控控制制方方法法，一一般般包包括括减减少少有有害害物物排排放放的的分分离离处处理理、无无害害化化转转化化处处理理及及有有害害物物收收集集储储存存处处理理等等，其其技术原理示意图如下图所示。技术原理示意图如下图所示。v其其核核心心还还是是将将有有害害物物在在进进入入环环境境之之前前转转化化为为无无害害物物，尽尽量量减减小对环境的损害。小对环境的损害。产品产品无害废物无害废物环境环境资源资源能源能源生产生产废物处理废物处理37第37页，本讲稿共99页v减减少少有有害害物物排排放放的的分分离离处处理理方方法法是是将将生生产产过过程程产产生生的的废废弃弃物物进进行行分分离离，将将有有害害物物和和无无害害物物分分开开，回回收收利利用用有有用用成成分分，直接排放无害物，对有害成分进行处理后再排放。直接排放无害物，对有害成分进行处理后再排放。v典典型型的的污污染染物物分分离离处处理理方方法法是是成成分分分分离离处处理理工工艺艺，特特别别是是单单相相多多组组分分共共存存体体系系，可可按按其其不不同同成成分分的的离离子子或或分分子子进进行分离。行分离。v如如采采用用电电磁磁快快速速加加热热法法处处理理金金属属塑塑料料复复合合体体系系，利利用用交交变变磁磁场场中中金金属属部部件件产产生生的的热热，使使金金属属与与高高分分子子聚聚合合物物之之间间的的粘粘合合剂剂失失去去作作用用，达达到到分分别别回回收收金金属属和和废废塑塑料料的目的。的目的。38第38页，本讲稿共99页v除除成成分分分分离离方方法法外外，相相分分离离工工艺艺技技术术也也可可以以用用于于减减少少有有害物的体积或资源回收。害物的体积或资源回收。v在在镀镀铬铬生生产产工工艺艺中中，可可将将雾雾化化的的镀镀铬铬废废液液进进行行收收集集并并液液化化处处理理，经经过过滤滤后后，再再用用隔隔膜膜电电解解或或脱脱水水，即即可可再再作为镀铬液使用；作为镀铬液使用；v沉沉淀淀铬铬渣渣中中的的6 6价价铬铬为为有有害害物物，经经处处理理可可制制成成带带磁磁性性的的FeOFeO和和CrOCrO，可作电磁块的原料。，可作电磁块的原料。39第39页，本讲稿共99页v环环保保中中通通常常提提到到的的“三三废废”包包括括气气、液液、固固三三种种形形态态废废弃弃物，是物，是可以相互转化可以相互转化的。的。如如废废气气中中的的NOxNOx、SOxSOx升升到到空空中中，经经转转化化并并溶溶于于雨雨水降落形成液态的酸雨；水降落形成液态的酸雨；废废水水中中的的溶溶解解态态物物质质，经经沉沉淀淀处处理理后后分分离离出出的的污污泥又成为固态废渣；泥又成为固态废渣；废废渣渣中中的的可可溶溶性性成成分分被被雨雨水水淋淋滤滤进进入入局局部部蓄蓄水水区区致致使使该该区区域域水水质质变变为为废废水水，三三种种状状态态如如此此循循环环转转换。换。v控控制制、治治理理时时要要综综合合考考虑虑，确确保保将将有有害害物物在在进进入入环环境境之前彻底转化为无害物。之前彻底转化为无害物。40第40页，本讲稿共99页v无无害害化化转转化化处处理理指指对对一一些些污污染染物物进进行行物物理理或或化化学学转转化化处处理理，使使有有害害物物变变成成无无害害物物再再向向环环境排放，消除有害物对环境的影响境排放，消除有害物对环境的影响.v物物理理转转化化除除上上述述的的分分离离处处理理外外，还还包包括括沉沉淀淀、过滤、吸附、吸收等处理技术；过滤、吸附、吸收等处理技术；v化化学学转转化化则则主主要要包包括括氧氧化化、还还原原、催催化化及及生生物处理等。物处理等。41第41页，本讲稿共99页v关关于于有有害害物物收收集集储储存存处处理理，在在工工业业三三废废处处理理中中目目前前应应用用较较普遍。普遍。v如如工工业业废废气气排排放放前前，应应先先进进行行除除尘尘，将将固固体体颗颗粒粒物物收收集集脱脱除，再根据废气成分及环保要求进行其他处理。除，再根据废气成分及环保要求进行其他处理。v废废水水、废废渣渣处处理理前前先先进进行行清清污污分分流流、减减量量化化和和回回收收有有用用组组分分等等预预处处理理，然然后后用用化化学学或或生生物物方方法法将将有有害害物物转转化为无害物。化为无害物。42第42页，本讲稿共99页v防防止止有有害害物物质质未未经经处处理理就就进进入入环环境境，关关键键在在于于工工艺艺生生产产流流程程的的密密封封程程度度，包包括括设设备备本本身身的的密密闭闭状状况况及及保保证证投投料料、出料、物料输送等过程中有害物不能逸出。出料、物料输送等过程中有害物不能逸出。v如如橡橡胶胶加加工工中中的的塑塑炼炼和和混混炼炼是是在在开开炼炼机机和和密密炼炼机机中中进进行行的的，如如不不密密闭闭，则则散散发发出出大大量量有有毒毒气气体体和和烟烟尘尘。一一些些生生产产设设备备，如破碎机、电镀机、清洗槽等，均可采用密闭的方法。如破碎机、电镀机、清洗槽等，均可采用密闭的方法。v此此外外，加加强强防防范范意意识识，杜杜绝绝生生产产过过程程中中的的跑跑、冒冒、滴滴、漏漏现象，也是很重要的。现象，也是很重要的。43第43页，本讲稿共99页5.1.4 5.1.4 补救修复技术补救修复技术v对对一一个个具具体体的的工工艺艺生生产产过过程程，上上面面介介绍绍的的废废弃弃物物再再生生循循环环利利用用技技术术、避避免免有有害害物物产产生生的的避避害害技技术术及及污污染染物物控控制制技技术术都都是是希希望望将将污污染染控控制制在在该该生生产产过过程程内内部部，当当某某一一生生产产过过程程经经过过上上述处理后，述处理后，仍有一些污染物不得不向环境排放仍有一些污染物不得不向环境排放。v在这种情况下必须对污染的环境采取在这种情况下必须对污染的环境采取补救修复技术补救修复技术。44第44页，本讲稿共99页v广广义义上上，环环境境的的补补救救修修复复包包括括对对由由于于过过去去污污染染物物排排放放的的积积累累造造成成的的环环境境污污染染的的补补救救和和修修复复，以以及及由由于于正正在在进进行行的的生生产过程产过程对环境造成的污染的补救修复处理。对环境造成的污染的补救修复处理。v后后一一种种情情况况相相当当于于把把污污染染控控制制过过程程移移至至生生产产过过程程外外面面进进行行，这这样样可可对对几几个个生生产产工工艺艺过过程程用用一一种种污污染染处处理理工工艺艺进进行同时处理，相当于一个独立的环境污染处理系统。行同时处理，相当于一个独立的环境污染处理系统。45第45页，本讲稿共99页环境污染的补救修复处理示意图环境污染的补救修复处理示意图v详详细细的的技技术术原原理理示示意意图图如如下下图图所所示示。显显然然，污污染染物物的的产产生生和和排排放放有有时时难难以以避避免免，需需要要对对它它们们进进行行必必要要的的处处理理和和处处置置，使使其对环境的危害降至最低。其对环境的危害降至最低。产品产品无害废物无害废物环境环境资源资源能源能源生产生产生产生产生产生产补救修复补救修复46第46页，本讲稿共99页v例例如如核核工工业业产产生生的的废废水水、废废气气、废废渣渣及及受受到到放放射射性性污污染染的的各各类类废废物物，经经过过充充分分的的缩缩减减后后，所所剩剩的的放放射射性性物物质质仍仍很很难难通通过过化化学学或或生生物物的的方方法法稳稳定定下下来来。它它们们一一旦旦生生成成，就就会会对对环境产生影响。环境产生影响。v为为了了尽尽量量减减少少放放射射性性物物质质对对人人类类和和自自然然界界的的危危害害，一一般般将其将其固化后深埋固化后深埋，与环境永远隔离。，与环境永远隔离。v随随着着核核分分离离技技术术和和反反应应堆堆技技术术的的发发展展，从从高高放放射射性性废废液液中中分分离离出出长长寿寿命命的的放放射射性性元元素素并并通通过过反反应应堆堆使使其其转转变变为为其其他他无危害或危害小无危害或危害小的放射性元素的的放射性元素的技术日趋成熟技术日趋成熟。47第47页，本讲稿共99页v针针对对积积累累下下来来的的生生态态环环境境问问题题，如如全全球球气气候候变变暖暖、臭臭氧氧层层耗耗竭竭、大大面面积积的的酸酸雨雨污污染染、淡淡水水资资源源的的枯枯竭竭及及污污染染、生生物物多多样样性性锐锐减减、土土壤壤退退化化及及沙沙漠漠化化加加速速、森森林林锐锐减减等等，都都与与人类社会工业化进程有紧密关系。人类社会工业化进程有紧密关系。v恢恢复复这这些些失失衡衡的的生生态态系系统统，改改善善环环境境条条件件，需需要要大大量量的的新技术支持和长期细致的工作新技术支持和长期细致的工作.v因因这这些些环环境境问问题题的的实实质质在在于于人人类类经经济济活活动动索索取取资资源源的的速速度度超超过过了了资资源源本本身身及及其其替替代代品品的的再再生生速速度度，以以及及向向环环境境排放废弃物的数量排放废弃物的数量超过了环境自净能力超过了环境自净能力。48第48页，本讲稿共99页v所所以以，一一方方面面对对现现有有的的环环境境污污染染进进行行治治理理，将将已已进进入入环环境的有害物转化为无害物，恢复失衡的生态系统；境的有害物转化为无害物，恢复失衡的生态系统；v另另一一方方面面需需对对正正在在运运行行的的生生产产过过程程进进行行控控制制，既既包包括括对对系系统统内内的的污污染染物物进进行行总总量量控控制制，也也包包括括对对排排放放出出来来的的污污染染物进行治理。物进行治理。49第49页，本讲稿共99页v在材料行业，可采取的在材料行业，可采取的环境补救修复措施环境补救修复措施有：有：对对生生产产过过程程推推行行清清洁洁生生产产，节节能能降降耗耗，减减少少排排污污量和污染物的毒性；量和污染物的毒性；建建立立一一种种高高效效生生产产和和污污染染源源削削减减，并并能能使使废废物物循循环回收利用的环回收利用的生产闭合圈生产闭合圈，实现可持续发展。，实现可持续发展。同同时时，开开发发固固体体废废弃弃物物的的综综合合利利用用技技术术，降降低低材材料的环境负担性；料的环境负担性；开开发发环环境境净净化化材材料料、环环境境修修复复材材料料等等功功能能材材料料，改善地球的生态环境。改善地球的生态环境。50第50页，本讲稿共99页5.2 5.2 清洁生产技术清洁生产技术v清洁生产的概念和理论基础清洁生产的概念和理论基础v清洁生产的内容清洁生产的内容v清洁生产的主要途径清洁生产的主要途径v清洁生产的评价清洁生产的评价51第51页，本讲稿共99页5.2.1 5.2.1 清洁生产的概念和理论基础清洁生产的概念和理论基础v在环境友好型加工技术中，清洁生产是一个重要内容。在环境友好型加工技术中，清洁生产是一个重要内容。v清清洁洁生生产产既既是是一一种种提提高高资资源源效效率率、减减小小环环境境污污染染的的工工业业生生产产方方法法，也也是是一一种种环环境境保保护护和和可可持持续续发发展展的的概概念念，还还是是一一种工业生产组织和管理的种工业生产组织和管理的思路思路。v研研究究、开开发发清清洁洁生生产产工工艺艺和和技技术术，实实行行清清洁洁生生产产管管理理方方式式，大大力力推推行行清清洁洁产产品品，已已成成为为世世界界各各国国工工业业界界、环环保保界、经济界、科学界的共识和关注的界、经济界、科学界的共识和关注的热点热点。52第52页，本讲稿共99页（1 1）定义：）定义：v清清洁洁生生产产是是通通过过产产品品设设计计、原原料料选选择择、工工艺艺改改革革、生生产产过过程程管管理理和和物物料料内内部部循循环环利利用用等等环环境境的的科科学学化化与与合合理理化化，使使工工业业生生产产最最终终产产生生的的污污染染物物最最少少的的一一种种工工业业生生产产方方法法和管理思路。和管理思路。v清清洁洁生生产产包包括括清清洁洁的的生生产产过过程程和和清清洁洁的的产产品品两两方方面面的的内内容容，即即不不仅仅要要实实现现生生产产过过程程的的无无污污染染或或少少污污染染，而而且且生生产产出出来来的的产产品品在在使使用用和和最最终终报报废废处处理理过过程程中中也也不不对对环环境境造成损害。造成损害。53第53页，本讲稿共99页v从从方方法法上上理理解解，清清洁洁生生产产是是在在可可能能的的最最大大限限度度内内减减少少生生产产过过程程所所产产生生的的废废物物量量，包包括括提提高高能能源源效效率率，合合理理利利用用资资源源，改改进进生生产产工工艺艺，更更新新产产品品设设计计，原原材材料料替替代代，促促进生产的科学管理、维护、培训及仓储控制等。进生产的科学管理、维护、培训及仓储控制等。v但但清清洁洁生生产产不不包包括括废废弃弃物物的的厂厂外外再再生生利利用用、有有害害毒毒性性处处理理和转移等末端处理过程。和转移等末端处理过程。54第54页，本讲稿共99页v从从管管理理上上理理解解，清清洁洁生生产产是是指指将将综综合合预预防防的的环环境境管管理理策策略略持持续续地地应应用用于于生生产产过过程程、产产品品和和服服务务中中，以以提提高高生生产产效效率率和和降降低低对对人人类类及环境的危害。及环境的危害。v对对生生产产过过程程而而言言，清清洁洁生生产产包包括括节节约约材材料料和和能能源源、淘淘汰汰有有毒毒原原材料、减少废物排放并避免其