1、化學(xué)工業(yè)中的環(huán)境保護1 化工對環(huán)境的污染化學(xué)工業(yè)是對環(huán)境中的各種資源進行化學(xué)處理和轉(zhuǎn)化加工的生產(chǎn)部門 ,其特點是產(chǎn)品多樣化、原料路線多樣化和生產(chǎn)方法多樣化。由于其生產(chǎn)特點決定了化學(xué)工業(yè)是環(huán)境污染較為危機的行業(yè)。1 . 1 污染物的來源化工生產(chǎn)中 ,隨著化工產(chǎn)品的原料路線和生產(chǎn)工藝的例外 ,所排放出的污染物也多種多樣。化學(xué)反應(yīng)不完全。化工生產(chǎn)過程中 ,隨著反應(yīng)條件和原料純度的例外,原料不可能全部轉(zhuǎn)化為成品或半成品。余下的低濃度或成分不純的物料,常作為廢棄物排出而進入自然環(huán)境。化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)品、產(chǎn)品和中間產(chǎn)物。化工生產(chǎn)過程中,在進行主反應(yīng)的同時 ,也常伴隨一些副反應(yīng)。這些副產(chǎn)品如不加以回收利用,當

2、作廢料排出就會污染環(huán)境。化工生產(chǎn)過程中排放的廢棄物。化學(xué)工業(yè)排放出的廢棄物 ,不外乎三種形態(tài)的物質(zhì),即廢水、廢氣和廢渣,總稱工業(yè) “三廢 ” 。燃料燃燒可以為化工生產(chǎn)過程提供能量, 以保證化工生產(chǎn)在一定的溫度和壓力下進行。但燃燒產(chǎn)生大量煙氣和煙塵對環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。無論采用直接冷卻還是采用間接冷卻 ,都會有污染物質(zhì)排出。另外 ,升溫后的廢水對水中溶解氧產(chǎn)生極大影響,破壞水生生物和藻類種群的生存結(jié)構(gòu),導(dǎo)致水質(zhì)下降。化工生產(chǎn)大都是在氣相和液相條件下進行,物料大都使用管道輸送,在生產(chǎn)和輸送過程中,由于設(shè)備和管道不周密、密封不良、腐蝕危機或操作不當?shù)仍?往往造成物料泄漏。化學(xué)物料或產(chǎn)品從設(shè)備和管道

3、中泄漏出來不易回收而造成環(huán)境污染。1.2 污染物的污染特點化工廠大凡多集中在水源較豐盛的江、河、湖、海附近,生產(chǎn)中的廢水大都排入水域,因此化工產(chǎn)業(yè)對水域的污染變尤為危機。化工污染的特點可歸納為以下幾個方面:(1)毒性大,有刺激或腐蝕性化工廠排出的廢棄物中,有些是有毒或劇毒物質(zhì)如廢水中所含的氰、酚、砷、汞、鎘和鉛及無機酸、堿類等帶有刺激性、腐蝕性的物質(zhì),這此物質(zhì)對生物或微生物有毒性或劇毒性 ;廢氣中含有刺激性和腐蝕性氣體很多如二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氯化氫和氟化氫等,能直接損害人體康健 ,腐蝕金屬、建筑物 ,污染土壤等。(2)種類多,危害大化工生產(chǎn)排出的污染物種類浩繁,除氰、酚、砷、汞、鎘、鉛

4、等外,還有各種有機酸、醇、醛、酮、酯、醚和環(huán)氧化合物以及粉塵、煙氣和酸霧等浮游粒子。這些污染物對環(huán)境、對生物、對人體都有很大危害。污染物進入水體會增加水中酸堿度或大量消耗水中的溶解氧,或造成水體富營養(yǎng)化 ,使水體遭到破壞。酸堿污染物進入土壤,會使土壤遭到破壞,植物生長受到影響。大氣中的污染物濃度增加 ,還可能影響氣候和氣象的變化。(3)污染后恢復(fù)困難受化工污染物污染的水域,即使減少或停止污染物排出,要恢復(fù)到水域的原來狀態(tài) ,需要很長時間。特別是對于能被生物吸收的重金屬污染物質(zhì),即使停止排放后也很難消除污染。被農(nóng)藥污染的土壤,恢復(fù)原來狀態(tài)大凡需要數(shù)百年。2 .化學(xué)工業(yè)中的環(huán)境保護21 世紀要求從

5、傳統(tǒng)的線形經(jīng)濟到循環(huán)經(jīng)濟的變革即可持續(xù)發(fā)展。通向可持續(xù)發(fā)展道路則要經(jīng)過以下幾個階段:末端治理 純潔生產(chǎn) 生態(tài)工業(yè) 低碳經(jīng)濟 可持續(xù)發(fā)展。2.1 化工的純潔生產(chǎn)純潔生產(chǎn)（Cleaner Production是將預(yù)防和治理污染。貫穿于整個工業(yè)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的消費使用過程中,盡量使之不產(chǎn)生或少產(chǎn)生廢物,以期對人類和環(huán)境不產(chǎn)生或產(chǎn)生最小的危害,這是由聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署工業(yè)與環(huán)境規(guī)劃行動中心（UN-EP EC/PAC）出的。它表述了原材料-生產(chǎn)-產(chǎn)品-消費使用的全過程的污染防治途 徑。化學(xué)工業(yè)純潔生產(chǎn)的內(nèi)容有以下幾個方面:純潔的生產(chǎn)過程:盡量少用或不用有毒無益的原材料,選用少廢、無廢的新工藝和新技術(shù),改善

6、、強化生產(chǎn)操作和控制技術(shù),完善生產(chǎn)管理,提高物料的回收利用和循環(huán)利用率;開發(fā)、采用新的催化劑和各種化學(xué)助劑,使之有利于提高物料收率、降低消耗、減少和防止污染;改進裝置和設(shè)備,或采用新裝置、新設(shè)備,盡量減少污染 ;開發(fā)和采用閉路循環(huán)技術(shù),其核心在于將生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的污染物最大限度地加以回收利用和循環(huán)利用,以最大限度地減少生產(chǎn)過程中排出的三廢數(shù)量。純潔的產(chǎn)品:產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)考慮節(jié)約原材料和能源,少用高昂、枯竭及有毒無益的原料 ,改變產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu),使之達到高質(zhì)量、低消耗、少 （或無）污染;產(chǎn)品在消費使用過程中和使用后,不會對人體康健和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響;產(chǎn)品的包裝安全、合理,在使用后易于回收、重復(fù)

7、使用和再生,產(chǎn)品的使用功能和壽命合理。純潔的能源:開發(fā)和利用各種節(jié)能技術(shù),合理利用常規(guī)能源,盡量做到高效率、低消耗 ;開發(fā)和利用可再生的能源和新能源,節(jié)約能源,提高其有用利用率。純潔后處理:有用處理和綜合利用生產(chǎn)和消費過程中不可避免排出的副產(chǎn)物或廢棄物,使之減少或消除對人類和環(huán)境的危害;研究開發(fā)和利用低耗、節(jié)能、高效的三廢治理技術(shù),強化管理 ,使最后必須排放的污染物對環(huán)境的污染及對人類的危害達到許可范圍或最低限度。純潔生產(chǎn)從狹義上講,是一種詳盡的技術(shù)（方法）,它包括節(jié)能、降耗、節(jié)水、安全、無污染等內(nèi)容;從廣義上講,是一種包括哲學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、環(huán)境科學(xué)、企業(yè)管理學(xué)、生產(chǎn)工藝學(xué)等方面的綜合科學(xué) ,是實

8、現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一種新模式。2.2 生態(tài)工業(yè)生態(tài)工業(yè)是指仿照自然界生態(tài)過程物質(zhì)循環(huán)的方式來規(guī)劃工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的一種工業(yè)模式 ,在生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)中各生產(chǎn)過程不是孤立的 ,而是通過物料流、能量流和信息流互相關(guān)聯(lián),一個生產(chǎn)過程的廢物可以作為另一過程的原料加以利用。生態(tài)工業(yè)追求的是系統(tǒng)內(nèi)各生產(chǎn)過程從原料、中間產(chǎn)物、廢物到產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán) ,達到資源、能源、投資的最優(yōu)利用。圖1 所示為理想工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的示意圖。生態(tài)工業(yè)的研究內(nèi)容主要包括:(1)如何應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法研究實現(xiàn)生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)各過程間的物質(zhì)集成和能量集成。生態(tài)工業(yè)的物質(zhì)集成,包括反應(yīng)過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化集成及凈化分離過程的物質(zhì)交換集成 ;生態(tài)工業(yè)

9、的能量集成就是要實現(xiàn)對生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)能量的有用利用 ,不僅要包括每個生產(chǎn)過程內(nèi)能量的有用利用,這通常是由蒸汽動力系統(tǒng)、熱回收換熱網(wǎng)絡(luò)等組成 ,而且也包括各過程之間的能量交換,也即一個生產(chǎn)過程多余的能量作為另一過程的熱源而加以利用。提高能源利用率、降低能耗不僅節(jié)約能源,同時也意味著減少環(huán)境污染。(2)研究和建立生態(tài)工業(yè)園區(qū)信息管理和決策進行工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品和過程的生命周期分析 ,包括從原料、工藝、產(chǎn)品到消費、回收全過程對環(huán)境影響的分析要研究如何應(yīng)用無限的、不確定的包括經(jīng)驗性的數(shù)據(jù)即可便當?shù)刈龀鲚^為客觀的生命周期評價的方法。(3)開發(fā)廢物資源化的新工藝,進行環(huán)境友好的工藝替代,包括原料、催化劑、產(chǎn)品

10、的無害化工藝,產(chǎn)品可降解工藝,材料生產(chǎn)中的 “非物質(zhì)化 ”等。生態(tài)工業(yè)將環(huán)境問題的解決提高到了一個更高的層次,它是一個極富有吸引力的工業(yè)生產(chǎn)模式能從根本上解決資源、能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,做到人類的生產(chǎn)活動與自然協(xié)調(diào)發(fā)展。2.3 綠色化工綠色化學(xué)是當今國際化學(xué)科學(xué)研究的前沿,是 21 世紀化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ) ,其目的是將現(xiàn)有化工生產(chǎn)的技術(shù)路線從 “先污染、后治理”改變?yōu)?“從源頭上根除污染” 。綠色化學(xué)的理想一方面是實現(xiàn)反應(yīng)的 “原子經(jīng)濟 ”性 ,要求原料中的每一原子進入產(chǎn)品 ,不產(chǎn)生任何廢物和副產(chǎn)品 ,實現(xiàn)廢物的 “零排放 ”, 并采用無毒無害的原料、催化劑和溶劑 ;另一方面是生產(chǎn)環(huán)境友好的綠色產(chǎn)品 ,不產(chǎn)生環(huán)境污染。目前綠色化學(xué)與化工越來越受到各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。綠色化工技術(shù)還包括采用無毒無害原料、催化劑和容器替代有毒無益化學(xué)物質(zhì)、清洗劑,減少和消除康健危害和環(huán)境污染的技術(shù)以及對環(huán)