环境材料PPT总结.ppt

环 境 材 料 PPT总 结 环 境 材 料生 态 环 境 材 料 是 指 同 时 具 有 满 意 的 使 用 性 能 和优 良 的 环 境 协 调 性 ， 或 者 能 够 改 善 环 境 的 材 料 。本 质 ： 研 究 环 境 与 材 料 的 关 系 ， 在 材 料 使用 和 生 产 过 程 中 保 持 生 态 平 衡 。 环 境 材 料 学环 境 材 料 学 是 一 门 研 究 材 料 的 开 发 、 生 产与 使 用 过 程 和 环 境 之 间 相 互 适 应 和 相 互 协调 的 科 学 。任 务 研 究 材 料 系 统 对 生 态 环 境 的 影 响 ， 研 究 材 料 与 环 境 之间 的 协 调 关 系 ；研 究 对 象 材 料 的 环 境 协 调 性 评 价 、 材 料 的 设 计 及 加 工 中 的 环 境协 调 性 技 术 ， 包 括 零 排 放 和 零 废 弃 技 术 ；目 的 寻 找 在 加 工 、 制 造 、 使 用 和 再 生 过 程 中 具 有 最 低 环 境 负担 的 人 类 所 需 材 料 ， 以 满 足 人 类 生 存 和 发 展 的 需 要 。特 征 从 环 境 的 角 度 重 新 考 虑 和 评 价 过 去 的 材 料 科 学 及 其 工 程 学 ， 并 指 导 未 来 的 材 料 科 学 及 其 工 程 学 的 发 展 。 环 境 材 料 分 类直 接 处 理 型防 止 污 染环 境 保 护净 化 功 能 系 统 单 元 型节 省 能 源新 能 源 系 统低 环 境 负 载 型低 环 境 负 载再 循 环 性资 源 生 产 性化 学 反 应 途 径 机 械 /物 理 途 径 生 物社会途径 环 境 材 料 分 类 典 型 产 品环 境 相 容 材 料 天 然 材 料 木 材 、 石 材 、 竹 材 、 天 然 高 分 子仿 生 合 成 材 料 结 构 仿 生 材 料 、 功 能 仿 生 材 料低 环 境 负 荷 材 料 绿 色 包 装 材 料 （ 可 食 性 包 装 材 料 等 ）生 态 建 筑 材 料 （ 生 态 水 泥 ）传 统 材 料 的 环 境 化 等环 境 友 好 材 料 生 物 降 解 材 料 光 降 解 塑 料 、 生 物 降 解 塑 料生 物 陶 瓷 材 料 羟 基 磷 灰 石 等环 境 工 程 材 料 环 境 净 化 材 料 吸 附 吸 收 材 料 、 催 化 转 化 材 料 等环 境 替 代 材 料 无 磷 洗 衣 粉 、 氟 里 昂 替 代 物环 境 修 复 材 料 防 止 土 壤 沙 化 的 固 沙 植 被 材 料 等环 境 材 料 分 类 环 境 材 料 学理 论 研 究 环 境 影 响 评 价 材 料 的 可 持 续 发 展 理 论材 料 的 生 态 设 计材 料 的 生 态 加 工应 用 研 究 环 境 工 程 材 料环 境 友 好 材 料环 境 功 能 材 料 废 弃 物 的 资 源 化 利 用 研 究 第 三 章 材 料 环 境 影 响 的 评 价 技 术环 境 负 荷 就 是 指 某 一 具 体 材 料 在 生 产 、 使 用 、 消费 、 再 生 以 及 废 弃 的 全 过 程 （ 整 个 生 命 周 期 ） 中对 环 境 产 生 的 所 有 负 面 影 响 。材 料 的 环 境指 标原 料 材 料 零 件 产 品 使 用 废 弃资 源 消 耗 和 能 源消 耗污 染物 第 三 章 材 料 环 境 影 响 的 评 价 技 术3.1 常 见 的 环 境 指 标 及 其表 达 方 法能 耗 表 示法环 境 影 响因 子环 境 负 荷 单位单 位 服 务 的 材 料消 耗生 态 指 数 表示 法生 态 因 子 表示 法环 境 商 值 第 三 章 材 料 环 境 影 响 的 评 价 技 术3.3 LCA的 技 术 框 架 及 评 价过 程目 标 与 范围 的 确 定环 境影 响评 价 环 境改 善评 价 清 单 分析SETAC三 角 形 模型 第 三 章 材 料 环 境 影 响 的 评 价 技 术3.3 LCA的 技 术 框 架 及 评 价过 程 直 接应 用 ：目 的 与范 围 的确 定 影响评价清单分析生 命 周 期 评 价 技 术 框 架结果解释 产 品 开 发 与改 进方 案 解 决公 共 政 策 制订市 场 营 销其 它ISO14040 标 准 定 义 的 技 术 框架 第 三 章 材 料 环 境 影 响 的 评 价 技 术3.3 LCA的 技 术 框 架 及 评 价过 程LCA评 价 过 程 （ 六 个 步骤 ） 目 的 与 范 围 定义清 单 分 析环 境 影 响 评 估生 命 周 期 解 释报 告 结 果 鉴 定 性 评 审 4.2材 料 流 分 析 理 论 （ MFA） ： 指 用 数 学 物 理 方 法 对 在 工 业 生 产过 程 中 按 照 一 定 的 生 产 工 艺 所 投 入 的 原 材 料 的 流 动 方 向 和 数量 大 小 的 一 种 定 量 分 析 理 论 。材料流分析矿石 材料 零件 成品 使用 典型的材料流循环过程示意图自然界 5.2 材 料 的 生 态 设 计生 态 设 计 是 一 种 全 新 的 设 计 思 想 ， 即 在 产 品 或 材 料 的 设计 时 ， 在 考 虑 成 本 、 功 能 （ 性 能 ） 、 质 量 、 外 观 等 传 统 使用 性 能 指 标 的 基 础 上 ， 着 重 考 虑 产 品 或 材 料 在 整 个 生 命 周期 内 的 环 境 性 能 （ 可 拆 卸 性 、 可 回 收 性 、 可 维 护 性 、 可 重复 利 用 性 等 ） ， 使 之 不 断 改 进 并 达 到 经 济 、 环 境 和 社 会 效益 的 和 谐 统 一 。 生 态 设 计 设 计 ： 先 进 性 环 境 协 调 性 经 济 性 舒 适 性 LCA： 环 境 负 荷先 进 性 ： 要 充 分 发 挥 材 料 的 优 异 性 能 ， 满 足 各 行 各 业 对 材 料 产 品 的 要 求 ；经 济 性 ： 考 虑 材 料 产 品 的 成 本 ， 能 够 保 证 制 造 商 的 利 润 ， 维 持 经 济 活 动 的 运 转 ；协 调 性 ： 保 证 在 材 料 的 生 产 和 使 用 过 程 中 与 环 境 尽 可 能 协 调 ， 维 持 生 物 圈 循 环 过 程 的 平 衡 ；舒 适 性 ： 材 料 产 品 能 够 提 高 生 活 质 量 ， 使 人 类 生 活 环 境 更 加 舒 适5.2 材 料 的 生 态 设 计 5.2 材 料 的 生 态 设 计生态设计的内涵狭 义 的 生 态 设 计 ， 是 以 环 境 友 好 技 术 为 前 提 的 工 业 产 品 技 术 。广 义 的 生 态 设 计 ， 则 从 产 品 制 造 业 延 伸 到 与 产 品 制 造 密 切 相 关的 产 品 包 装 、 产 品 宣 传 和 产 品 营 销 各 个 环 节 ， 并 进 一 步 扩 大 到全 社 会 的 生 态 环 境 服 务 意 识 、 环 境 友 好 的 文 化 意 识 等 。p生 态 设 计 针 对 产 品 的 整 个 生 命 周 期p生 态 设 计 是 可 以 在 不 同 层 次 上 进 行 的 动 态 设 计 过 程p掌 握 绿 色 知 识 的 设 计 人 员 是 生 态 设 计 的 主 体 5.2 材 料 的 生 态 设 计生态设计的内容生态设计 原 材 料 选 择寿 命 设 计回 收 设 计包 装 设 计 工 艺 设 计 尽 量 选 择 资 源 丰 富 及 天 然 的 材 料避 免 采 用 有 毒 、 有 害 及 污 染 环 境 的 材 料选 择 易 回 收 、 可 再 生 使 用 材 料减 少 材 料 成 分废 料 的 回 收废 旧 零 部 件 的 回 收改 革 生 产 工 艺 流 程 ， 优 化 加 工 工 序减 少 生 产 过 程 中 的 能 源 、 物 质 等 消 耗减 少 生 产 过 程 中 的 污 染 物 5.2 材 料 的 生 态 设 计生态设计的原则生态设计原则 环 境 原 则技 术 原 则经 济 性 原 则 人 机 工 程 原 则 减 少 资 源 消 耗减 少 能 源 消 耗减 少 污 染 物 排 放减 少 健 康 安 全 风 险具 有 规 定 的 功 能保 证 产 品 质 量具 有 预 期 使 用 寿 命费 用 最 低利 润 最 大良 好 的 使 用 性 能满 足 消 费 者 个 性 的 要 求 18 5.2 材 料 的 生 态 设 计生态设计的过程一 定 的 设 计 程 序三 个 设 计 目 标 三 个 主 要 阶 段 提 高 产 品 的 资 源 能 源 利 用 率降 低 产 品 生 命 周 期 成 本产 品 无 环 境 污 染 或 环 境 污 染 最 小 化生 态 设 计 必 须 遵 循 一 定 的 系 统 化 设 计 程 序跟 踪 材 料 流 ， 确 定 材 料 输 入 与 输 出 之 间 的 平 衡对 特 殊 产 品 或 产 品 种 类 分 配 环 境 费 用对 设 计 过 程 进 行 系 统 性 研 究 5.2 材 料 的 生 态 设 计生态设计的方法系 统 设 计模 块 化 设 计 长 寿 命 设 计 再 生 设 计仿 生 设 计 材料的环境友好加工和制备技术：p避害趋利技术p污染控制技术p环境补救和修复技术p再循环利用技术第6章材料的环境友好加工及制备 工 业 生 态 学工业生态学（Industrial ecology，简称IE）又称产业生态学，是一门研究社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代谢过程、组织管理体制以及生产、消费、调控行为的动力学机制、控制论方法及其与生命支持系统相互关系的系统科学。追求人类社会与自然生态系统的和谐发展，寻求经济、生态效益和社会效益的统一，实现现代工业的生态化转向与人类社会的可持续发展。 工 业 生 态 系 统 的 进 化生态系统资源 废料一级生态系统示意图(系统内物质单向流动) 二级生态系统示意图(系统内有物质的循环流动)资源 废料生态系统 三级生态系统示意图(系统内形成物质的闭路循环)能源 生态系统 工业代谢工业代谢是根据质量守恒原理，对物质从最初开采、到在工业生产、产品使用，直至变成最终的废弃物之一全过程进行跟踪。研究形式p在有限的区 域 内 追 踪 某 些 污 染 物p分 析 研 究 一 组 物 质p某 种 物 质 成 分p物 质 与 能 量 流 产业共生产业共生指的是不同企业间的合作，通过这种合作，共同提高企业的生存能力和获利能力，同时，通过这种共生实现对资源的节约和环境保护。p生态产业园p生态产业网络p复合实体共生基本形式： 模式：p共栖、互利性产业共生p寄生型产业共生p偏利型产业共生p附生型（异生型）产业共生p混合型产业共生 生态工业评价指标生态工业评价指标是用以衡量工业生态系统资源和能源转化效率的量，如产品与废物比、物质或能量的循环率和损失率等，其核心环节是评价指标系统的制定。 参考国家环保总局文件生态工业示范园区规划指南目 标 层准 则 1 准 则 2 准 则 3指 标 层 1 指 标 层 2 指 标 层 3 指 标 层 4分 指 标 层 p分 指 标 层 1 分 指 标 层 2 分 指 标 层 3 环 境 工 程 材 料环 境 工 程 材 料 环 境 治 理 材 料环 境 修 复 材 料环 境 替 代 材 料环 境 治 理 材 料 ： 与 在 废 弃 物 的 接 触 过 程 中 ， 通 过 物 理 的 、化 学 的 作 用 将 废 弃 物 中 的 有 毒 、 有 害 物 质 除 去 从 而 使 废 弃物 达 到 排 放 标 准 ， 而 有 毒 有 害 物 质 本 身 通 过 这 种 物 理 化 学变 化 转 变 为 对 环 境 无 害 的 相 关 材 料 。 大 气 污 染 控 制 材 料水 污 染 控 制 材 料其 他 污 染 控 制 材 料 大 气 污 染 治 理 材 料吸 收 容 量 大选 择 性 高饱 和 蒸 汽 压 低适 宜 的 沸 点黏 度 小 、 热 稳 定 性 高腐 蚀 性 小廉 价 易 得v吸 收 法 与 吸 收 剂吸 收 剂 的 选 择 原 则 大 气 污 染 治 理 材 料 大 的 比 表 面 积 ， 吸 附 容 量 大 ， 吸 附 选 择 性 好 ； 容 易 再 生 ， 再 生 活 性 稳 定 ； 有 足 够 的 机 械 强 度 和 适 宜 的 颗 粒 尺 寸 ； 有 良 好 的 热 稳 定 性 和 化 学 稳 定 性 ； 来 源 广 泛 ， 价 格 低 廉吸 附 剂 的 选 择 原 则v吸 附 法 与 吸 附 剂 大 气 污 染 治 理 材 料加 热 解 吸 再 生降 压 或 真 空 解 吸 再 生吹 扫 再 生置 换 再 生化 学 再 生吸 附 剂 的 再 生v吸 附 法 与 吸 附 剂 大 气 污 染 治 理 材 料多 孔 型 过 滤 材 料纤 维 型 过 滤 材 料复 合 型 过 滤 材 料v过 滤 材 料 金 属 基 过 滤 材 料陶 瓷 基 过 滤 材 料塑 料 基 过 滤 材 料 大 气 污 染 治 理 材 料应 有 很 好 的 活 性 和 选 择 性使 用 过 程 不 产 生 二 次 污 染足 够 的 机 械 强 度良 好 的 热 稳 定 性 和 化 学 稳 定 性 、 抗 毒 性 强具 有 尽 可 能 长 的 寿 命 以 及 经 济 型 。v催 化 材 料催 化 剂 的 选 择催 化 转 化 法 净 化 气 态 污 染 物 是 利 用 催 化 剂 的 催 化 作 用 ， 将 废 气 中的 有 害 物 质 转 变 为 无 害 物 质 或 易 于 去 除 物 质 的 方 法 。 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术物 理 处 理 法化 学 处 理 法物 理 化 学 法 生 物 处 理 法通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠）的污水处理方法。处理方法：重力分离法：沉淀和上浮；离心分离法：离心分离机和水旋分离器筛滤截留法：格栅、筛网；过 滤：沙滤池和微孔滤池等。 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术物 理 处 理 法化 学 处 理 法物 理 化 学 法生 物 处 理 法通过化学反应来分离、去除废水中呈各种形态的污染物质（包括悬浮的、溶解的、胶体的等）或将其转化为无害物质的污水处理法。处理方法：中和、化学沉淀、氧化还原 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术物 理 处 理 法化 学 处 理 法物 理 化 学 法生 物 处 理 法利用物理化学作用分离回收污水中的污染物质（胶体物质、阴阳离子、大分子有机物等）处理方法：吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、气提法、吹脱法 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术物 理 处 理 法化 学 处 理 法物 理 化 学 法生 物 处 理 法通过微生物的代谢作用，使废水呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质的污水处理方法。好氧生物处理法：好氧微生物在有氧条件下将复杂的有机物分解，并以释放出的能量来完成其机体的功能。厌氧生物处理法：厌氧微生物在无氧条件下将高浓度有机废水或污泥中的有机 物分解，最后产生甲烷和CO2等气体。 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术分 离 处 理转 化 处 理稀 释 处 理离子态离子交换、吸附、渗析等分子态胶状态吹脱、汽提、浮选、反渗透等混凝法、气浮法、吸附法、过滤法悬浮态重力分离（沉淀、浮上）、离心分离（离心机、旋流分流器）、阻力截留（筛网、滤池等）、磁力分离等通 过 各 种 外 力 作 用 ， 使 污 染 物 质 从 废 水 中 分 离出 来 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术分 离 处 理转 化 处 理稀 释 处 理化学转化生物化学转化消毒转化通 过 化 学 的 或 生 物化 学 的 作 用 ， 改 变污 染 物 的 化 学 本 性 ，为 无 害 的 物 质 或 可分 离 的 物 质 ， 后 者再 经 分 离 予 以 除 去 。 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术废水稀释水体稀释通 过 稀 释 混 合 ，降 低 污 染 物 的 浓度 ， 达 到 无 害 的目 的 。分 离 处 理转 化 处 理稀 释 处 理 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术一 级 处 理 （ 物 理 处 理 ）主 要 任 务 ：分 离 水 中 的 悬 浮 固 体 、 胶 状 物 、 浮 油 或 重 油 等 ， 调 节 废 水 pH值 ， 减 轻废 水 的 腐 化 程 度 和 后 续 处 理 的 工 艺 负 荷 。 常 用 方 法 ：水 质 水 量 调 节 、 重 力 沉 淀 法 、 上 浮 法 （ 如 隔 油 法 ） 、 气 浮 、 离 心 分 离 、滤 池 、 微 滤 机 等 。 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术主 要 任 务 ：大 幅 度 地 去 除 污 水 中 可 生 物 降 解 的 有 机 溶 解 物 和 部 分 胶 状 物 的 污 染 物 ，用 以 减 少 废 水 的 BOD和 部 分 COD 。 常 用 方 法 ：通 常 采 用 生 物 化 学 处 理 ， 主 要 有 活 性 污 泥 和 生 物 膜 法 等 。二 级 处 理 （ 生 物 处 理 ） 水 污 染 治 理 材 料 废 水 处 理 技 术三 级 处 理 （ 深 度 处 理 或 高 级 处 理 ）主 要 任 务 ： 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 ， 防止 受 纳 水 体 发 生 富 营 养 化 和 受 到 难 降 解 的 有 毒 化 合 物 的 污 染 。 /污 水 回 用 。 常 用 方 法 ： 生 物 处 理 、 活 性 炭 吸 附 、 离 子 交 换 、 电 渗 析 、 反 渗 透 、 消 毒 等 。去 除 对 象 ： 污 水 中 的 N、 P及 难 生 物 降 解 的 有 机 物 、 病 原 菌 、 矿 物 质 （ 盐 类 ）等 。 水 污 染 治 理 材 料 氧 化 还 原 型 材 料氧 化 还 原 法 ： 把 溶 解 于 废 水 中 的 有 毒 有 害 物 质 ， 经 过 氧 化 还原 反 应 ， 转 化 为 无 毒 无 害 的 新 物 质 。氧 化 剂 ： 空 气 、 臭 氧 、 氯 气 、 漂 白 粉 、 次 氯 酸 钠 、 二 氧 化 氯还 原 剂 ： 硫 酸 亚 铁 、 氯 化 亚 铁 、 锌光 催 化 氧 化 ： 紫 外 线 、 放 射 线 等 高 能 射 线 水 污 染 治 理 材 料 膜 分 离 材 料 选 择 性 透 过 膜以 外 界 能 量 差 为 推 动 力 ， 利 用 特 殊的 薄 膜 对 溶 液 中 的 双 组 份 或 多 组 分进 行 选 择 性 透 过 ， 从 而 实 现 分 离 、分 级 、 提 纯 或 富 集 的 方 法 的 统 称 。溶 剂 透 过 膜 的 过 程 渗 透溶 质 透 过 膜 的 过 程 渗 析 水 污 染 治 理 材 料 膜 分 离 材 料优 点 ：p无 相 的 变 化 ；p可 在 常 温 下 进 行p不 需 要 投 加 其 他 物 质p能 回 收 有 价 值 的 原 料p适 应 性 强 ， 操 作 维 护 方 便 ， 易 实 现 自 动 化 控 制 水 污 染 治 理 材 料 膜 分 离 材 料 不 同 膜 分 离 方 法 及 其 推 动 力 分 离 过 程 推 动 力 膜 用 途扩 散 渗 析 浓 度 差 渗 析 膜 分 离 溶 质 、 回 收 酸 、 碱 等电 渗 析 电 位 差 离 子 交 换膜 分 离 离 子 ， 用 于 回 收 酸 、 碱 、 苦 咸水 淡 化反 渗 透 压 力 差 反 渗 透 膜 分 离 小 分 子 溶 质 ， 用 于 海 水 淡 化 、去 除 无 机 离 子 或 有 机 物超 滤 压 力 差 超 滤 膜 截 留 分 子 量 大 于 500的 大 分 子 ， 去除 粘 土 、 植 物 质 、 油 漆 、 微 生 物 等 可降解塑料降解塑料分类p 光降解材料p 生物降解材料p 光/生物降解材料 降解塑料p 完全型降解塑料：通过环境作用，可将这类高分子材料完全分解成水、二氧化碳和其它低分子化合物p 生物破坏型：添加一些天然高分子的成分，使用后置于微生物环境中，依靠微生物对其中的天然成分进行分解、破坏，从而使这类材料具有生物降解性能 绿色包装材料的设计p 结构设计p 促销功能设计原则：n 实行包装减量化(reduce)n 包装应易于重复利用(reuse)n 回收再生(recycle)n 包装材料废弃后能量再生（recover）n 包装废弃物可降解腐化(degradable) 绿色包装材料的设计设计内容：包装材料设计顾客满意设计企业形象设计物流运输设计包装方案设计包装废弃物处理设计 绿色包装材料的加工处理技术主要途径：降低包装用量，节约资源和再资源化重复使用、再生和再循环利用包装材料降解净化、减少固态废弃物 绿色包装材料的开发和应用绿色包装替代材料：通过一些环境影响较小的包装材料代替那些环境负担性较大的一些包装材料。以钢代铝以竹代木以再生纸代替原生纸可降解塑料代替普通塑料以软代硬 绿色包装材料的开发和应用绿色包装改性材料：对现有的包装材料进行改性，减轻其环境影响。塑料改性材料玻璃改性材料可折叠集装箱防霉包装材料改性钢桶 绿色包装材料的开发和应用绿色包装新材料：开发新材料，特别是以环境友好型的新材料作为包装材料。天然包装材料天然甲壳素的综合利用可食性包装材料 蔬菜纸食品 15.2.4 生 态 建 材 类 型p 天然型建材p 节能型建材p 利废环保型生态建材p 安全舒适型p 保健型p 特殊环境型