任务二
化工生产与环境保护

知识目标： 了解化工“三废”控制原则，认识化工污染的种类和来源。

能力目标： 初步具备按照污染控制的原则制订化工环保计划的能力。

态度目标： 培养团队合作精神，树立化工环保意识。

【案例1-2】

2005年11月13日，中石油吉林石化公司发生危险化学品爆炸事故，造成6名工人失踪、近70人受伤，其中2人重伤，数万人紧急疏散。该事故造成松花江水域被污染，导致哈尔滨市停水4天，600万市民一度发生饮水恐慌，沿线一些企业因无水停工。据专家估计，仅哈尔滨的直接损失就在15亿元左右，如果包括间接损失在内，这个数字应该是几百亿到上千亿之间。

化工生产是对环境中的各种资源进行化学处理和转化加工的过程。从化学组成上来说，化工生产的产品和废弃物具有多样化的特点，而且废弃物大多是有害的，有的甚至是剧毒物质，进入环境后会对生态系统产生一系列的扰乱和侵害。有些化工产品在使用过程中也会引起一些污染，甚至比生产本身所造成的污染更严重、更广泛。几十年来，国家对化工污染治理进行了大量投资，采取了大批治理污染的措施，取得了比较明显的环境效益。然而，我国化工污染治理的发展仍然落后于工业生产的发展，解决我国化工污染的任务还相当艰巨。

一、化工废水控制原则

在控制化工企业水污染时，主要应考虑以下原则。

（1）改革生产工艺。尽量不用水或少用水，尽量不用或少用易产生污染的原料、设备和生产方法，以减少废物的排放量。

（2）重复利用废水。尽量采用重复用水和循环用水系统，使废水排放量减至最少。根据不同生产工艺对水质的不同要求，可将甲工段排出的废水送往乙工段使用，实现一水二用或一水多用，即重复用水。例如利用轻度污染的废水作为锅炉的水力排渣用水或作为焦炉的熄焦用水。

将化工废水经过适当处理后，送回本工段再次利用，即循环用水。在国外，废水的重复使用已经作为一项解决环境污染和水资源贫乏的重要途径。

（3）回收有用物质。如果能将废水中的污染物质加以回收，就可以变废为宝，化害为利，既防止了污染危害又创造了财富，有着广阔的前景。例如在含酚废水中用萃取法或蒸气吹脱法回收酚等。有时还可厂际协作，变一厂废料为他厂原料，综合利用，可降低成本，减少污染。

（4）对废水进行妥善处理。废水经过回收利用后，可能还有一些有害物质随水流出，此外也会有一些目前尚无回收价值的废水排出。对于这些废水，还必须从全局出发，加以妥善处理，使其无害化，不致污染水体，恶化环境。

（5）采用先进的处理工艺和方法。选择处理工艺与方法时，必须经济合理，并尽量采用先进技术。对于一些特殊的污染物，如难降解有机物和重金属应以厂内处理为主，对大多数能降解和易集中处理的污染物，应尽可能考虑集中处理，以取得规模效应和区域大环境的改善。在当前经济技术条件下，化工企业也可以在环保及水利等职能管理部门的批准与调度下，合理利用江、河、海洋等的自净能力和水环境容量，将化工废水经过适当处理达到规定的有关排放标准后排放。

二、化工废气控制原则

大气污染控制主要应考虑以下几个原则。

（1）合理利用环境的自净作用。

① 合理布局。工业布局是否合理与大气污染的形成关系极为密切。将工厂合理分散布设，在选择厂址时充分考虑地形、气象等环境条件，有利于污染物的扩散、稀释，发挥环境的自净作用，可减少废物对大气环境的污染危害。

② 选择有利于污染物扩散的排放方式。一般情况下，地面污染程度与烟囱高度的平方成反比。提高烟囱有效高度有利于烟气的稀释扩散，减轻地面污染。目前，国外较普遍地采用高烟囱和集合式烟囱排放。

（2）控制污染物的排放。

控制或减少污染物的排放有多种途径，如改革能源结构、发展集中供热、进行燃料的预处理以及改革工艺设备和改善燃烧过程等。

① 改革能源结构。能源结构的不合理是大气污染、特别是尘和二氧化硫污染的首要原因，因此改革能源结构是控制大气污染的一项重要措施。以煤炭为主的能源构成是我国长期的能源政策，而发展城市燃气是改革能源结构、减少大气污染物排放的有效途径。此外开发利用洁净的能源也是解决大气污染的一个重要途径。

② 集中供热。利用集中供热取代分散供热的锅炉，是综合防治大气污染的有效途径。它对发展生产、节约能源、改善大气环境质量等方面均具有重要的意义，目前我国大多数化工园区已实现了集中供热的目标。

③ 燃料的预处理。原煤经过洗选、筛分、成型及添加脱硫剂等加工处理，可以大大降低含硫量，燃烧时减少二氧化硫的排放量，同时还有可观的经济效益。

④ 改革工艺设备，改善燃烧过程。化工企业应结合技术改造和设备更新，改进燃烧设备，改善燃烧过程，努力提高烟气净化效率，从根本上减少大气污染物的排放。

（3）化工废气处理。

化工生产过程中产生的空气污染物，其一是气溶胶态污染物，如粉尘、烟尘、雾滴和尘雾等颗粒状污染物，可利用其质量较大的特点，通过外力的作用将其分离出来，通常称为除尘；其二是气态污染物，如SO 2 、NO x 、CO、NH 3 、H 2 S、有机废气等，这类污染物主要以分子状态存在于废气中，可利用污染物质的物理性质和化学性质，通过冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化等方法进行处理。如江苏钛白集团煅烧工艺段尾气处理方式为：文丘里除尘—填料塔吸收—电除雾—大气。

三、化工废渣处置原则

对化工废渣的处置应从两个方面着手，一是防治化工废渣污染，二是综合利用废物资源。主要有以下几项措施。

（1）改革生产工艺。

化工企业应结合技术改造，从工艺入手，采用无废或少废技术，从发生源消除或减少污染物的产生。此外，在生产过程中采用精料以及提高产品的质量和使用寿命，这对减少固体废弃物的产生也是非常重要的。

（2）发展物质循环利用工艺。

发展物质循环利用工艺，使第一种产品的废物成为第二种产品的原料，第二种产品的废物又成为第三种产品的原料等等，最后只剩下少量废物进入环境，以取得经济、环境和社会综合效益。

（3）进行综合利用。

有些固体废物中含有很大一部分未起变化的原料和副产物，可以回收利用。如废催化剂中含有Au、Ag、Pt等贵金属，只要采取适当的物理、化学熔炼等加工方法，就可以将其中有价值的物质回收利用。

（4）进行无害化处理与处置。

在一定的技术经济条件下，废弃物的综合利用是有一定限度的，而且也并非所有的固体废弃物都可以被综合利用或资源化。因此在固体废弃物防治上，要把综合利用和无害化处理结合起来。

总之，在化工污染防治过程中应从污染源入手，实行综合治理，根除污染。

相关知识拓展

化工污染物的种类和来源

化工污染物的种类，按污染物的性质可分为无机化学工业污染和有机化学工业污染；按污染物的形态可分为废气、废水和废渣。

化工污染物都是在生产过程中产生的，但其产生的原因和进入环境的途径则是多种多样的。具体包括：①化学反应不完全所产生的废料；②副反应所产生的废料；③燃烧过程中产生的废气；④冷却水；⑤设备和管道的泄漏；⑥其他化工生产中排出的废弃物等。概括起来，化工污染物的主要来源大致可以分为以下两个方面。

1. 化工生产的原料、半成品及产品

（1）因化学反应不完全产生化工污染物。

对几乎所有的化工生产来说，原料是不可能全部转化为半成品或成品的。未反应的原料，虽有一部分可以回收再用，但最终总有一部分因回收不完全或不可能回收而被排放。若化工原料为有害物质，排放后便会造成环境污染。化工生产中的“三废”，实际上是生产过程中流失的原料、中间体、副产品，甚至是宝贵的产品。尤其是农药和化工行业，其主要原料利用率一般只有30%~40%，即有60%~70%的原料会以“三废”形式排入环境。因此，对“三废”的有效处理和利用，既可创经济效益又可减少环境污染。

（2）因原料不纯产生化工污染物。

化工原料有时本身纯度不够，其中含有杂质。这些杂质因一般不会参与化学反应，最后会被排放掉，大多数的杂质为有害的化学物质，对环境会造成重大污染。有些化学杂质即使参与化学反应，生成的反应产物同样也是所需产品的杂质。对环境而言，也是有害的污染物。

（3）因“跑、冒、滴、漏”产生化工污染物。

由于生产设备、管道等封闭不严密，或者由于操作水平和管理水平跟不上，物料在储存、运输以及生产过程中，往往会造成化工原料、产品的泄漏，习惯上称为“跑、冒、滴、漏”现象，这些情况可能会造成环境污染事故，甚至会带来难以预料的后果。

2. 化工生产过程中排放出的废弃物

（1）燃烧过程中排放出的废弃物。

化工生产过程一般需要在一定的压力和温度下进行，因此需要有能量的输入，从而要燃烧大量的原料。但是在燃料的燃烧过程中会产生大量的废气和烟尘，对环境造成极大的危害。

（2）冷却水。

化工生产过程中除了需要大量的热能外，还需要大量的冷却水。在生产过程中，用水进行冷却的方式一般有直接冷却和间接冷却两种。采用直接冷却时，冷却水直接与被冷却的物料进行接触，这种冷却方式很容易使水中含有化工物料，从而成为污染物质。而当采用间接冷却时，虽然冷却水不与物料直接接触，但因为在冷却水中往往加入防腐剂、杀藻剂等化学物质，排放后也会造成污染，即使没有加入有关的化学物质，冷却水也会对周围环境带来热污染问题。

（3）副反应产物。

化工生产中，主反应进行的同时还经常伴随着一些副反应和副反应产物。副反应产物虽然有的经过回收可以成为有用的物质，但是往往由于副产物的数量不大，而且成分又比较复杂，要进行回收存在许多困难，需要耗用一定的经费，所以副产物往往被作为废料排弃，从而引起环境污染。

（4）生产事故造成的化工污染。

因为原料、成品或半成品很多都是具有腐蚀性的，容器管道等很容易被化工原料或产品腐蚀破坏。如检修不及时，就会出现“跑、冒、滴、漏”等污染现象，流失的原料、成品或半成品就会对周围环境造成污染。比较偶然的事故是工艺过程事故，由于化工生产条件的特殊性，如反应条件没有控制好，或催化剂没有及时更换，或者为了安全而大量排气、排液，或生成了不需要的物质，就会造成一时的严重污染。

学生课外任务2