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
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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。
鉴定性评审
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4.2 材料流分析
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。
矿石
材料
零件
成品
使用
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自然界 典型的材料流循环过程示意图
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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。
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水污染治理材料
• 废水处理技术 通过各种外力作用，使污染物质从废水中分离
出来
分离处理 转化处理 稀释处理
离子态
分子态 胶状态 悬浮态
离子交换、吸附、渗析等
吹脱、汽提、浮选、反渗透等
混凝法、气浮法、吸附法、过滤法
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
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大气污染治理材料
❖吸附法与吸附剂
吸附剂的选择原则 ①大的比表面积，吸附容量大，吸附选择性好； ②容易再生，再生活性稳定； ③有足够的机械强度和适宜的颗粒尺寸； ④有良好的热稳定性和化学稳定性； ⑤来源广泛，价格低廉
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大气污染治理材料
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目的与
范围的
确定
清 单 分 析影
结 果 解 释
响
评
直接 应产用品：开发与 改进 方案解决 公共政策制 订 市场营销环境材料PPT总结
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
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PPT文档演模分类
化学反应途径
机械/物理途径
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
生 物 社 会 途 径
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环境材料分类
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环境材料学
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2020/11/23
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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。
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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。
目标层
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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1 分指标层2 分指标层3 … 分指标层p
参考国家环保总局文件《生态工业示范园区规划指南》
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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
大气污染控制材料 水污染控制材料
其他污染控制材料
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5.2 材料的生态设计
生态设计的内容
生 态 设 计
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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
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5.2 材料的生态设计
设计：
先进性
生态设计 ＝
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
生态设计的过程
一定的设计程序 三个设计目标
生态设计必须遵循一定的系统化设计程序
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
三个主要阶段
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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
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。
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。
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大气污染治理材料
❖吸收法与吸收剂
吸收剂的选择原则
➢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
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
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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
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第三章 材料环境影响的评价技术
材料的环境 指标
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。
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
环境 影响 评价
目标与范 围的确定
环境 改善 评价
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清单分 析
SETAC三角形模
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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
ISO14040 标准定义的技术框 架
生命周期 评价技术框架
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工业生态系统的进化
资源
生态系 统
废料 资源
组成部分 生态系统
组成部分
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)
能源
组成部分 生态系统
组成部分
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三级生态系统示意图 (系统内形成物质的闭路循环)
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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。
生态设计针对产品的整个生命周期 生态设计是可以在不同层次上进行的动态设计过程 掌握绿色知识的设计人员是生态设计的主体
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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
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。
化学转化 生物化学转化 消毒转化
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水污染治理材料
• 废水处理技术
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。
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5.2 材料的生态设计
生态设计的原则
环境原则
生
态
设
技术原则
计
原
则
经济性原则
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
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人机工程原则
良好的使用性能 满足消费者个性的要环求境材料PPT总结
基本形式： 生态产业园 生态产业网络 复合实体共生
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模式：
共栖、互利性产业共生 寄生型产业共生 偏利型产业共生 附生型（异生型）产业共生 混合型产业共生