机械工程与环境保护

机械工程与环境保护刚下笔写这篇论文时，我想不出机械与环境会有什么关系，当我询问了同学并上网查找了一些资料之后，我震惊了，原来机械也和环境深深的联系在一起，而且还会带来许多难以弥补的环境污染，看到这些我很伤心，我于是查找资料，寻找一些解决怎样才能避免机械对环境污染的问题。下面就让我谈一下机械在哪些方面会对环境造成污染，以及提出一些对环境保护有力的建议。1、农业机械对环境的污染及处理方法。近几年来，随着农业机械的迅速发展和普遍使用，环境污染也相应产生，危害动植物和人身安全的事不断发生，这不能不引起人们的高度重视和广泛关注。在此我就农机污染的产生和防止问题谈点看法。当农民还在为农业机械给他们带来的高效率与方便的时候，机械污染已经悄悄的走进了人民的生活，这种污染虽然大多数人并没有觉察到，但是这种机械污染确实已经威胁到了人民的人身安全等诸多方面。农业机械污染主要表现在以下几个方面：（1）油料泄漏。人们都知道现在的农机基本上都是柴油机驱动，所以在农机使用过程中柴油的泄露难免不会发生。但没有几个人知道这不仅影响了农机的正常运转，浪费了石油资源，还污染了土地和水源，危害生态环境。据人们统计，每滴柴油在水面上产生油迹扩散圈污染面积为3.14cm²，试想一下如果以这样的速度延续下去，我们生存的环境还能剩下多少。（2）废油的污染。废油是指农机维修保养时清洗零配件的废柴油，更换的废机油、废齿轮油等。目前有少量废油被集中回收，而多数则是“乱泼”，被抛洒。有的被雨水冲人小沟、河，污染水源；有的则被土地吸收，污染土地。众所周知，我们国家是人口大国，人多地少，可用的耕地更是少之又少，如果在农业生产中费油在这样继续污染下去，我们还会有多少耕地来养活我们的民众？（3）排放废气。柴油机工作时可燃混合气燃烧做功后形成的废气，经排气管排出。主要成份是二氧化碳，一氧化碳，碳氢化合物，氮氧化物，碳烟颗粒物等。在这些物质中，二氧化碳会造成温室效应，一氧化碳会降低人和动物的血液输氧能力，危害健康。碳氢化合物会对人的健康造成危害。氮氧化物在加热和阳光照射时会形成臭氧并以烟雾形式出现会导致人呼吸系统的疾病，并抑制植物的生长和繁殖，会引起人们肺心病和环境烟雾。当人们看到农机对环境的污染时，我相信没有几个人不为之震惊，毕竟农业机械对我们的环境造成的危害太大了，而且不能不引起国家与政府的重视，那我们应该采取什么样的措施呢？农机对环境的污染，必须引起全社会的重视，因为这一问题涉及到机械设计制造及使用维修等多方面。应从原头抓起，各环节都要有切实的防治措施，并认真落实。其解决方法有下列几种：一是提高农机产品的技术含量，生产环保型农机产品。其二是推广使用清洁柴油，可减少环境污染，保护人们的身体健康。第三点是制定农业机械的使用报废标准。如果我们能做到以上三点农业机械对环境的污染将大大的降低。2、工业机械对环境的污染及处理方法。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。熔炼金属时会产生相应的冶炼炉渣和含有重金属的蒸气和粉尘。在材料的铸造成形加工过程中会出现粉尘、烟尘、噪音、多种有害气体和各类辐射；在材料的塑性加工过程中锻锤和冲床在工作中会产生噪音和振动，加热炉烟尘，清理锻件时会产生粉尘、高温锻件还会带来热辐射；在材料的焊接加工中会产生电弧辐射、高频电磁波、放射线、噪音等，电焊时焊条的外部药皮和焊剂在高温下分解而产生含较多Fe2O3和锰、氟、铜、铝的有害粉尘和气体，还会出现因电弧的紫外线辐射作用于环境空气中的氧和氮而产生O3、NO、NO2等；气焊时会因用电石制取乙炔气体而产生大量电渣。在金属热处理中，高温炉与高温工件会产生热辐射、烟尘和炉渣、油烟，还会因为防止金属氧化而在盐浴炉中加入二氧化钛、硅胶和硅钙铁等脱氧剂而产生废渣盐，在盐浴炉及化学热处理中产生各种酸、碱、盐等及有害气体和高频电场辐射等；表面渗氮时，用电炉加热，并通入氨气，存在氨气的泄露；表面氰化时，将金属放入加热的含有氰化钠的渗氰槽中，氰化钠有剧毒，产生含氰气体和废水；表面(氧化)发黑处理时，碱洗在氢氧化钠、碳酸和磷酸三钠的混合溶液中进行，酸洗在浓盐酸、水、尿素混合溶液中进行，都将排出废酸液、废碱液和氯化钠气体。2.1工业废气的防治2.1.1工业废气的除尘从废气中分离捕集颗粒物的设备称为除尘器。按照除尘机制，可将除尘器分成如下四类：机械式除尘器、电除尘器、洗涤除尘器和过滤式除尘器。近年来，为提高对微粒的捕集效率，陆续出现了综合几种除尘机制的多种新型除尘装置，如荷电液滴湿式洗涤除尘器、荷电袋式除尘器等。（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5μm以下的微粒去除率不高。（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。电除尘器有两种型式，即管式和板式电除尘器。电除尘器正被大规模地应用于解决燃煤电站、石油化工工业和钢铁工业等的大气污染问题，在回收有价值物质中也起着重要的作用。电除尘器的主要缺点是设备庞大，耗电多，投资高，制造、安装和管理所要求的技术水平较高。（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。虽然袋式除尘器是最古老的除尘方法之一，但由于它效率高、性能稳定可靠、操作简单，因此获得了越来越广泛的应用，同时在结构型式、滤料、清灰和运行方式等方面都得到了发展。2.1.2工业有害气体的净化技术净化工业有害气体的基本方法有五种，即吸收、吸附、焚烧、冷凝及化学反应。（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。（2）固体吸附法是指利用多孔吸附材料净化有毒气体。常用吸附剂有活性炭、活性氧化铝、分子筛、硅胶、沸石等。吸附装置有固定床、流动床和流化床。吸附方式可为间歇式或连续式。（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。使用通用型炉、窑、火炬等设备。热力燃烧法借助添加燃料来净化可燃性废气，使用炉、窑等设备。催化燃烧法利用催化剂改善燃烧条件，实现可燃性废气的高效净化。催化剂有铂、钯、稀土及其它金属或氧化物。（4）冷凝回收法利用制冷剂将废气冷却液化或溶于其中。常用制冷剂有水、冷水、盐水混合物、干冰等。冷凝装置有直接接触冷凝器、间壁式换热器、空气冷却器等。2.1.3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。2.2工业废水的防治机械工业废水主要包括两大类：一类是相对洁净的废水，如空调机组、高频炉的冷却水等，这种工业废水可直接排入水道。但最好采用冷却或稳定化措施处理后供循环使用。另一类是含有毒、有害物质的废水，如电镀、电解、发蓝、清洗排出的废水，这种工业废水必须经过处理，达到国家规定的允许排放标准以后才能排入水道，更不得采用稀释方法达到国家标准。2.2.1对废水源的处理方法：工业废水的性质随行业和规模的不同有很大差别。工厂生产不稳定，每天或每月变动较大，废水量与水质也随之变动。处理工业废水，首先必须努力降低废水排放前的污浊物的数量，所用方法有以下几种：（1）减少废水量，具体措施是：①废水分类。根据污浊程度和污浊物的种类，在废水源就对废水分类，把废水划分为需要处理的废水和不需要处理的废水。②节约用水。废水的循环使用是节约用水的有力手段。③改变生产工序。有时改变生产工序可以大幅度减少废水量和降低废水浓度。（2）降低废水浓度。废水中所含污浊物，在不少情况下有一部分是原料、产品、副产品。这些物质应尽量回收，不要弃于废水中。具体措施是：①改变原料。使用产生污浊物少的原料。②改变制造过程。例如，在粉碎工序中改为不用水的方法。③改良设备。由改良设备，提高产品的原材料利用率来减少污浊物数量。④回收副产品。过去，从经济观点出发，把没有价值的东西丢到废水中；但从防止污浊的观点来看，应把它们作为副产品回收利用，转化为有用的东西。2.2.2对废水的处理方法。把废水处理大体分类，可分为除去悬浮固体物质的、除去胶态物质的和除去溶解物质的三种。在方法上有物理方法、化学方法、物理化学方法和生物学方法。2.3工业固体废物污染的防治机械工业废物主要包括灰渣、污泥、废油、废酸、废碱、废金属、灰尘等废物，含有七类有害物质，即汞、砷、镉、铅、6价铬、有机磷和氰。需要实行从产生到处置的全过程管理，包括污染源控制，运输管理，处理和利用，储存和处置。2.3.1工业固体废物污染源的控制机械工业固体废物污染源的控制是对机械工业固体废物实行从产生到处置全过程管理的第一步。其主要措施是尽量采用低废或无废工艺，以最大限度地减少固体废物的产生量，对于已产生的工业固体废物，则必须先搞清其来源和数量，然后对废物进行鉴别、分类、收集、标志和建档。2.3.2工业固体废物的运输在对工业固体废物进行鉴别、分类、收集、标志和建档后，需从不同的产生地把废物运送到处理厂、综合利用设施或处置场。对于废物处置设施太小、废物产生地点距处置设施较远或本身没有处置设施的地区，为便于收集管理，可设立中间储存转运站。运输方式分公路、铁路、水运或航空运输等多种，可根据当地条件进行选择。对于非有害性固体废物，可用各种容器盛装，用卡车或铁路货车运输；对于有害废物，最好是采用专用的公路槽车或铁路槽车运输。2.3.3工业固体废物的处理（1）工业固体废物的预处理机械工业固体废物多种多样，其形状、大小、结构及性质各异。为了进行处理、利用或处置，常须对工业固体废物进行预处理。预处理的方法很多，例如，处理或处置前的浓缩及脱水、处置前的压实、综合利用前的破碎及分选等。适当的预加工处理还有利于工业固体废物的收集和运输，所以预处理是重要的且具有普遍意义的处理工序。（2）工业固体废物的无害化处理对有害的工业固体废物必须进行无害化理使其转化为适于运输、贮存和处置的形式，不致危害环境和人类健康。无害化处理的方法有化学处理、焚烧、固化等。2.3.4工业固体废物的利用工业固体废物具有二重性，弃之为害，用则为宝。尤其是对那些具有较高资源价值的废物，更应尽量加以综合利用。综合利用是指通过回收、复用、循环、交换以及其他方式对工业固体废物加以利用，它是防治工业性污染、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。2.3.5工业固体废物的处置工业固体废物的处置，是为了使工业固体废物最大限度地与生物圈隔离而采取的措施，是控制工业固体废物污染的最后步骤。常用的处置方法有海洋处置和陆地处置两大类。海洋处置可在海上焚烧。陆地处置分为土地耕作、工程库或贮存池贮存、土地填埋和深井灌注等。对于放射性固体废物，一般应根据其比放射性、半衰期、物理及化学性质选择相应的处置方法。常用的处置方法有海洋处置，深地层处置、工程库储存和浅地埋藏处置等。2.4工业噪声的防治2.4.1噪声防止技术（1)确认发生噪声污染的地点，作出该地区的听觉试验、测定噪声级、以及频谱分析等噪声实态调查。（2）探查噪