机械制造业的环境保护

第二节
机械制造业的环境保护技术
一、工业废气的防治
机械工业的废气主要产生于燃料的燃烧过程和生产加工 过程。 机械工业排入大气中的污染物有固态、液态和气态污染物。 各种大小不一、 各种酸雾、 硫氧化物、氮氧化物、 性质各异的粉尘 各种有机溶剂 碳氧化物、重金属、碳 减少大气污染，应当优先考虑如何减少污染物的产生量。 粒子 液滴等。 氢化物等，也包括各类 开发无害新能源，改变燃料构成，革新能源利用设备，改进 有机气体恶臭等 燃烧技术等等，是减少空气污染的重要途径。
在工厂废水处理上用得较多的是沉淀法，它是利用水中悬浮 颗粒在重力场作用下下沉，达到固液分离的一种方法。沉淀法 一般应用在以下几种装置中：
1）废水预处理装置。 2）废水进入生物处理前的初次沉淀装置和生物处理后的二次 沉淀装置。 3）污泥处理阶段的污泥浓缩装置。
若废水中含有密度小于水的杂质，可利用杂质的上浮特性， 若废水中含有密度小于水的杂质，可利用杂质的上浮特性， 将其从水中分离出去。 将其从水中分离出去。 若废水中的污染物密度非常接近甚至略小于水的密度， 若废水中的污染物密度非常接近甚至略小于水的密度，利用 沉淀装置和上浮分离装置都无法取得满意的处理效果， 沉淀装置和上浮分离装置都无法取得满意的处理效果，此时可 利用气浮分离装置。 利用气浮分离装置 利用气浮分离工艺必须具备三个:基本条件： 利用气浮分离工艺必须具备三个 基本条件： 基本条件 1）必须从水中提供足够的微小气泡。 ）必须从水中提供足够的微小气泡。 2）必须使废水的污染物呈悬浮状态，必要时可采用混凝剂； ）必须使废水的污染物呈悬浮状态，必要时可采用混凝剂； 3）必须使气泡与杂质产生粘附作用，否则应采用表面活性 ）必须使气泡与杂质产生粘附作用， 剂等对颗粒进行改性。 剂等对颗粒进行改性。 气浮分离工艺广泛应用于废水处理中：如去除水中的油滴、 气浮分离工艺广泛应用于废水处理中：如去除水中的油滴、纤 维及其他悬浮状颗粒等；回收污水中的有用物质；替代二次沉 维及其他悬浮状颗粒等；回收污水中的有用物质； 淀池，分离活性污泥；用于有机及无机污水的物化处理工艺中。 淀池，分离活性污泥；用于有机及无机污水的物化处理工艺中。
反射板
耐火涂料
含尘 气体 沉降室 灰斗 净化 气体
下灰管 烟道
a） 水平气流沉降室 b）垂直气流沉降室
尘
图 9-1 重力沉降室
2）惯性除尘器
惯性除尘器是使含尘气体冲击挡板后急剧改变流动方向，从 而借助尘粒的惯性将其从气流中分离出来的装置。
a）反转式 图9-2 惯性除尘器结构
b）冲击式
3）旋风除尘器 旋风除尘器，又称离心式除尘器，是使含尘气体做旋转运 动，借助离心力作用将尘粒从气流中分离捕集的装置。
4．工业固体废物的利用 ．
通过回收、复用、循环、交换以及其他方式对工业固体废物 加以利用，是防治工业性污染、保护资源、谋求社会经济持续 稳定发展的有力手段。工业固体废物综合利用的途径很多，主 要有生产建筑材料、提取有用金属、制备化工产品、用作工业 原料、生产农用肥料和回收能源等。
5．工业固体废物的处置
第九章
机械制造业的环境保护
环境是人类赖以生存与发展的宇宙空间及其全部物质要素 的综合体，它是人类发展的物质基础。 环境污染来自天然和人为两个方面。 工业污染、农业污 染、交通运输污染、 生活污染四大类人为 污染已成为造成环境 环境保护是指在经济建设中要保证合理地利用自然环境， 污染的主要来源。 防止环境污染和生态破坏，为人类创造清洁适宜的生活和劳 动环境，保护人民健康，促进经济发展。
泥煤、风化煤 恶臭物质、NH3、NOx等 浸渍泥煤、风 SOx、SO2、NOx 化煤 焦炭粉粒 白云石粉 蚯蚓粪 沥青烟 沥青烟 恶臭物质
（3）燃烧法
直接燃烧法以可燃性废气本身为燃料，实现燃烧无害化。
（4）冷凝回收法
利用制冷剂将废气冷却液化或溶于其中。
气体净化方法的选择主要取决于气体流量及污染物浓度，应 尽可能地减少气体流量和提高污染物浓度，降低处理费用。对 于浓度较高的气体，可考虑先进行预处理，但要与不设预处理 的大型净化系统进行经济比较，除非有其它的考虑，如回收贵 重物质，或需要预先冷却热废气，一般一个净化系统的一次投 资总比两个或几个净化系统来得便宜。因此在选择处理方法和 工艺流程之前，要充分考虑待处理工业有害废气的种类、浓度、 流量及废气中是否含有贵重物质等因素，进行综合比较来决定。
二、工业废水的防治
1．工业废水的防治基本原则
（1）改革工艺和设备，严格操作，实行回收和综合利用， 以尽可能减少污染源和流失量。 （2）实行清污分流。量大而污染轻的废水如冷却废水 等，不宜排入下水道，以减轻处理负荷和便于实现废水回 用。 （3）剧毒废水和一般废水分流，便于回收和处理。
2．工业废水处理的主要措施
（1） 对废水源的处理方法：
1） 减少废水量，具体措施是： ①废水分类。 ②节约用水。 ③改变生产工序。 2）降低废水浓度，具体措施是： ①改变原料。 ②改变制造过程。 ③改良设备。 ④回收副产品。
（2） 对废水的处理方法
表9-2 工业废水处理方法的分类
基本方法 物理法 基 本 原 理 物理或机械的分离过程 单 元 技 术 过滤、沉淀、离心分离、 上浮等
（2）固体吸附法
是指利用多孔吸附材料净化有毒气体。
表9-1 可用吸附法去除的污染物质
吸附剂 吸附质
活性炭 浸渍活性炭 活性氧化铝
苯、甲苯、二甲苯、乙醇、甲醛、汽油、煤油、乙酸、恶 臭物质、H2S、SO2、CO2等 酸雾、碱雾、H2S、SO2、CO2等 H2S、SO2、CO2等
浸渍活性氧化 酸雾、Hg、HCL等 铝 硅胶 分子筛 H2O、SO2、C2H2等 H2O、SO2、CO2、H2S等
第一节
机械工业的环境污染
机械工业是为国民经济各部门制造各种装备的部门， 在机械工业的生产过程中不论是铸造、锻压、焊接等材 料成型加工，还是车、铣、镗、刨、磨、钻等切削加工 都会排出大量污染大气的废气、污染土壤的废水和固体 废物，如金属离子、油、漆、酸、碱和有机物，带悬浮 物的废水，含铬、汞、铅、铜、氰化物、硫化物、粉尘、 有机溶剂的废气，金属屑、熔炼渣、炉渣等固体废物， 同时在加工过程中还伴随着噪音和振动。
a） 切向进气，轴向排灰
b）轴向进气，周向排灰
图 9-3 旋风分离器
（2）电除尘器
电除尘器是利用静电力实现粒子(固体或液体)与气流分离 的装置。它与机械方法分离颗粒物的主要区别在于，其作用 力直接施加于各个颗粒上，而不是间接地作用于整个气流。
（3）袋式除尘器
袋式除尘器是利用天然或人造纤维织成的滤袋净化含尘气 体的装置，其除尘效率一般可达99％以上。其作用机理按尘 粒的力学特性，具有惯性碰撞、截留、扩散、静电和筛滤等 效应。
对排入大气中的固态污染物可以通过各种除尘器除去其中的 颗粒，如机械式除尘器、电除尘器、湿式除尘器和过滤式除尘 器。
1．工业废气的除尘
（1）机械式除尘器 机械式除尘器一般是指靠作用在颗粒上 的重力或惯性力，或两者结合起来捕集粉尘的装置，主要包 括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。机械式除尘器造 价比较低，维护管理较简单，结构装置简单且耐高温，但对 5m以下的微粒去除率不高 。 1）重力沉降室 重力沉降室是靠重力使尘粒沉降并将其捕集起来的除尘 装置。
三、工业固体废物污染的防治
1．工业固体废物污染源的控制 2．工业固体废物的运输 3．工业固体废物的处理
（1）工业固体废物的预处理
1）压实 是利用压力来提高工业固体废物容重的一种预处 理方法。如：
金属废物
破碎
压缩
坯块
回收再生
图9-4 金属类废料的压缩过程
2）破碎 破碎处理是利用外力缩小固体废物颗粒尺寸的一种方法。 ） 破碎处理是利用外力缩小固体废物颗粒尺寸的一种方法。 3）分选 为了回收利用工业固体废物中的有用成分，或将有害 ） 为了回收利用工业固体废物中的有用成分， 成分分离出去，在对工业固体废物进行处理、 成分分离出去，在对工业固体废物进行处理、利用和处置之前常 须进行分选处理。 须进行分选处理。 4）浓缩与脱水 工业废水处理过程会产生大量污泥。原污泥的 ） 工业废水处理过程会产生大量污泥。 含水率很高，一般为96—99.8％，体积很大，对输送、处理及 ％，体积很大 含水率很高，一般为 ％，体积很大，对输送、 进一步利用都不方便，因此必须对其进行脱水处理。 进一步利用都不方便，因此必须对其进行脱水处理。
化学法
加入化学物质与废水中有 中和、氧化、还原、分解、 害物发生化学反应的转化 混凝及化学沉淀等 过程 物理化学的分离过程 吸附、离子交换、萃取电 渗析、反渗透、汽提及吹 脱等
物理化学法
生物化学法
微生物在废水中对有机物 活性污泥、生物滤池、氧 进行氧化、分解的新陈代 化池、生物转盘、厌气消 谢过程 化等
3．废气中液态污染物的除雾技术
废气中液态污染物的除雾设备主要包括四大类：一是惯性 力除雾装置，包括折板式除雾器、重力式脱水器、弯头脱水 器、旋风脱水器、旋流板脱水器；二是湿式除雾器，几乎所 有的湿式气态污染物处理装置和除尘器均可用作湿式除雾装 置；三是过滤式除雾装置，包括网式除雾器和填料除雾器； 四是静电除雾器，有管式和板式两类。
（4）洗涤除尘器
洗涤除尘器又称湿式除尘器，它是用液体所形成的液滴、 液膜、雾沫等洗涤含尘烟气，使尘粒从烟气中分离出来的装 置。
2．工业有害气体的净化技术
（1）液体吸收法
是指用选定的液体高效吸收有害气体。吸收设备主要有填 料塔、板式塔、喷洒吸收器和文丘里吸收器。填料为陶瓷、 金属或塑料制成的环、网；板式塔有鼓泡式和喷射式。
3．废水处理方法的选择 ．
首先应通过现场调查和采样分析，明确废水的类型、成分、 首先应通过现场调查和采样分析，明确废水的类型、成分、 性质数量和变化规律等。 性质数量和变化规律等。 然后按水质情况和具体要求明确处理程度和确定处理方法。 然后按水质情况和具体要求明确处理程度和确定处理方法。 通常将处理程度分为三级： 通常将处理程度分为三级： 一级处理，主要指在预处理基础上去除水中的悬浮固体物， 浮油以及进行PH值调整等； 二级处理，主要去除可生物降解的有机物和部分胶体污染物， 用以减少废水的BOD(生化需氧量)和部分COD(化学需氧量)， 通常采用生物化学法处理，或采用混凝法和化学沉淀法处理； 三级处理，主要去除生物难以降解的有机污染物和无机污染物， 常用活性炭吸附、化学氧化以及离子交换与膜分离技术(反渗透) 等。