久久综合精品国产二区无码不卡,免费 无码 国产在线观看91一,国产18精品乱码在线看AV,亚洲AV综合色区无码专区桃色

含氯代有機(jī)物廢液預(yù)處理技術(shù)

2024-08-06 14:11:45 8

隨著工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)峻,化工行業(yè)作為重污染來(lái)源,首當(dāng)其沖要解決污染物的排放與處理的問(wèn)題?;U液中含氯代有機(jī)物廢液危害性較大,處理難度也較大,需要發(fā)展更加高效清潔的處理技術(shù)。氯代有機(jī)物大多具有生物毒性,很難生物降解,該類廢液多采用熱處理方法降解。熱處理過(guò)程中氯元素會(huì)反應(yīng)生成氯化氫與二?f英,腐蝕設(shè)備,嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。針對(duì)該類廢液,可先采用預(yù)處理方法將氯代有機(jī)物中的氯轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氯化物,轉(zhuǎn)化后的無(wú)機(jī)氯化物可通過(guò)離子交換、吸附、膜分離、蒸發(fā)等方法分離,分離后的有機(jī)物廢液,可根據(jù)其種類與性質(zhì),采用焚燒、超臨界水氧化、濕式氧化等氧化技術(shù)處理,含有回收價(jià)值成分的廢液,可采用資源化回收技術(shù)處理。以下分別對(duì)含氯代有機(jī)物廢液預(yù)處理脫氯技術(shù)的原理、特點(diǎn)與研究進(jìn)展進(jìn)行介紹,提出了技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用前景。

1、預(yù)處理脫氯技術(shù)

氯代有機(jī)物的種類繁多,根據(jù)其氯元素連接的碳結(jié)構(gòu)不同,可大致分為脂肪氯類與芳香氯類。不同種類的氯代有機(jī)物預(yù)處理脫氯技術(shù)有所差別,筆者根據(jù)現(xiàn)有研究報(bào)導(dǎo),主要介紹以下幾種典型技術(shù)。

1.1 堿水解法

該方法的原理為在堿性水溶液中,氫氧根進(jìn)攻氯代有機(jī)物中氯原子相連的碳原子,C-CI鍵斷裂,發(fā)生親核取代反應(yīng),可能的水解反應(yīng)式為:

R-Cl+H2O+NaOH/Na2CO3R-OH+HClR-OH+NaCl+H2O/CO2  (1)

一般情況下,脂肪氯類容易進(jìn)行堿水解,芳香氯類的氯原子與芳香結(jié)構(gòu)形成共軛π鍵,C-CI鍵鍵能較高,較難堿水解。王敏等研究表明在環(huán)氧氯丙烷與水的摩爾比為17,反應(yīng)溫度為98℃條件下,環(huán)氧氯丙烷可水解生成縮水甘油,水解率可達(dá)99.6%。楊慧慧等研究成果顯示,以La203為催化劑,在KOH水溶液中,反應(yīng)溫度260℃、pH13.4、水與間二氯苯比151條件下,間二氯苯可水解成間苯二酚,轉(zhuǎn)化率可達(dá)70%以上。該方法對(duì)不同種類的氯代有機(jī)物適用性較強(qiáng),反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單,適用濃度范圍大。對(duì)于脂肪氯類,反應(yīng)條件較溫和,但芳香氯類的反應(yīng)條件較為苛刻,對(duì)設(shè)備要求高,投資較大。因此適于脂肪氯類廢液工業(yè)化應(yīng)用。

1.2 氨解法

該方法的原理為在氨水溶液中,帶有未共用電子對(duì)的氨分子進(jìn)攻氯代有機(jī)物中氯原子相連的碳原子,C-CI鍵斷裂,發(fā)生雙分子親核取代反應(yīng),氨解反應(yīng)式為:

R-Cl+2NH3?H2OR-NH2+NH4Cl+2H2O  (2)

Wolf等建立了氯代芳烴氨解反應(yīng)方法,以Cu2O為催化劑,反應(yīng)溫度80℃,反應(yīng)介質(zhì)為水與NMP比例為11的混合溶劑。王海陶考察了鄰硝基氯苯氨解工藝條件,結(jié)果表明在氨水與鄰硝基氯苯比例約為41,反應(yīng)壓力4~4.5MPa,停留時(shí)間10h條件下,鄰硝基氯苯的氨解脫氯轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.9%。該方法與堿水解法相似,脂肪氯類較易氨解,但芳香氯類較難氨解,條件苛刻,往往需要催化劑配合。氯代有機(jī)物的氨解需要大量高濃度氨水,脫氯的同時(shí)會(huì)帶來(lái)后期氨氮的處理。一些氯代有機(jī)物氨解脫氯反應(yīng)還需要添加有機(jī)溶劑,會(huì)涉及有機(jī)溶劑的回收循環(huán)利用,工藝復(fù)雜且能耗高。對(duì)于脂肪氯類,該方法工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單,適于工業(yè)化應(yīng)用。

1.3 催化氧化法

該方法主要反應(yīng)過(guò)程為氯代有機(jī)物與催化劑相互作用,氯原子被催化劑吸附,進(jìn)而影響C-Cl鍵,氧化性物質(zhì)進(jìn)攻C-Cl鍵與碳母體結(jié)構(gòu),從而使氯原子脫離母體結(jié)構(gòu)。鐘順和等研究表明以Fe1/2Al1/2PO4為催化劑,水為氧化劑,可實(shí)現(xiàn)1,2-二氯丙烷氧化脫氯制取環(huán)氧丙烷,反應(yīng)活性和選擇性均較理想。劉莎等分別考察了Fe2O3MgOCaO催化劑對(duì)十氯聯(lián)苯(CB209)的催化分解作用,結(jié)果表明,在反應(yīng)溫度300℃,反應(yīng)時(shí)間60min條件下,MgO具有較高的催化活性,效率達(dá)到98.9%,發(fā)生催化氧化脫氯反應(yīng)同時(shí)伴隨加氫脫氯、碳結(jié)構(gòu)催化氧化反應(yīng)。該方法大多需要催化劑作用,否則很難發(fā)生氧化脫氯。對(duì)于脂肪氯類,反應(yīng)條件較溫和,工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單,適合工業(yè)化應(yīng)用。而芳香氯類即便在催化劑作用下仍需要較高的溫度才能發(fā)生氧化脫氯,液相反應(yīng)還需要一定壓力條件,對(duì)設(shè)備的要求較高,加熱能耗較大,因此不適合工業(yè)化應(yīng)用。

1.4 金屬還原法

該方法主要利用零價(jià)鐵以及二價(jià)鐵作為還原劑失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),將電子傳遞給氯代有機(jī)物,獲得電子發(fā)生還原反應(yīng),氯原子以CI-的形式脫除。目前該方法的詳細(xì)機(jī)理尚未形成一致意見(jiàn),可能參與反應(yīng)的還原物質(zhì)可能有Fe°、Fe2+H2。楊吉睿等研究了MnO2表面吸附Fe()對(duì)溶液中三氯乙烯的還原脫氯作用,結(jié)果表明脫氯率可達(dá)85.7%。單獨(dú)的金屬鐵還原對(duì)于難降解的有機(jī)氯化物脫氯效果較差,反應(yīng)速率較慢,比表面積較小,表面易鈍化,諸多研究者開(kāi)發(fā)了雙金屬還原法。黃園英等研究了納米Ni/FeCu/Fe雙金屬對(duì)四氯乙烯脫氯作用,結(jié)果顯示與零價(jià)鐵相比,納米雙金屬對(duì)PCE的脫氯速率明顯提高,脫氯率可達(dá)93%。曾思思對(duì)納米級(jí)零價(jià)鐵進(jìn)行了改進(jìn),引入PbFe3O4制備雙納米級(jí)復(fù)合材料,考察了納米Fe3O4-Pd/Fe對(duì)2,4-二氯苯氧乙酸的脫氯作用,結(jié)果表明納米Fe3O4-Pd/Fe具有更高、更穩(wěn)定的脫氯反應(yīng)活性,脫除率可達(dá)100%。該方法適用于各種類氯代有機(jī)物,反應(yīng)條件溫和,但目前研究報(bào)導(dǎo)僅適合低濃度氯代有機(jī)物脫氯。工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,對(duì)低濃度含氯代有機(jī)物廢水適合工業(yè)化應(yīng)用。

1.5 催化加氫還原法

該方法原理為在催化劑作用下氫氣活化產(chǎn)生氫自由基,同時(shí)氯代有機(jī)物也在催化劑發(fā)生吸附,氫自由基進(jìn)攻C-CI鍵發(fā)生親電取代反應(yīng),生成HCI,實(shí)現(xiàn)脫氯,反應(yīng)式為:

R-Cl+H2R-H+HCl  (3)

譚文慧等制備了載鈀石墨相氮化碳催化劑,并考察了其對(duì)2,4-二氯酚的催化加氫脫氯效果,結(jié)果顯示脫氯率可達(dá)近100%。周鑫等考察了負(fù)載型Pd基催化劑對(duì)水中2,4-二氯苯氧乙酸的催化加氫脫氯,Pd-Fe雙金屬催化劑較單金屬催化劑具有更高的催化活性,脫氯率可達(dá)100%。該方法在催化劑的作用下,可在溫和反應(yīng)條件下,實(shí)現(xiàn)各種類氯代有機(jī)物的脫氯,并且對(duì)難脫氯的芳香氯類以及高濃度氯代有機(jī)物加氫脫氯效果均良好,但對(duì)于復(fù)雜成分廢液催化加氫脫氯中可能存在催化劑中毒活性降低風(fēng)險(xiǎn)。催化加氫還原工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單,雖暫未在環(huán)保領(lǐng)域推廣應(yīng)用,但在化工生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用較成熟,適合工業(yè)化應(yīng)用。該方法在含氯代有機(jī)物廢液預(yù)處理方面的成熟應(yīng)用,未來(lái)的發(fā)展方向?yàn)殚_(kāi)發(fā)耐受性更強(qiáng)的催化劑。

1.6 電催化還原法

該方法采用含有催化金屬的電極板,在電流作用下,溶液中的水或質(zhì)子在陰極表面活化形成具有還原性的活性氫,同時(shí)氯代有機(jī)物會(huì)吸附在陰極催化活性金屬表面,活性氫進(jìn)攻吸附到催化活性金屬表面氯代有機(jī)物的C-CI鍵,發(fā)生加氫脫氯反應(yīng),有機(jī)氯轉(zhuǎn)化為氯離子,反應(yīng)后脫氯產(chǎn)物從電極表面脫附。李君敬制備了Pd/Ni復(fù)合電極,考察了其對(duì)氯酚類化合物的脫氯性能,結(jié)果表明對(duì)2,4-DCP的脫氯率可達(dá)91.1%。祝開(kāi)然探索了NZVI技術(shù)和Pd/Ni電極電催化對(duì)2,4-D催化還原脫氯的協(xié)同效應(yīng)。結(jié)果表明2,4-D有機(jī)氯脫除率可達(dá)99.7%。該方法適合于多種類氯代有機(jī)物脫氯,反應(yīng)條件溫和,但目前研究報(bào)導(dǎo)來(lái)看,僅適合低濃度的氯代有機(jī)物脫氯。由于采用電極板形式催化反應(yīng),相比催化加氫還原法,催化效率偏低。工藝設(shè)備較復(fù)雜,并且一般需采用貴金屬,投資較高,目前不適于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。此外,若所處理廢液成分復(fù)雜還存在電極板腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。

1.7 相催化轉(zhuǎn)移法

該方法的反應(yīng)過(guò)程表示如下:

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

主要分為以下步驟:(1)催化劑正離子Q+與親核基團(tuán)N-在水相中締合成離子對(duì)后,進(jìn)入有機(jī)相;(2)在有機(jī)相中有機(jī)氯成分(RCI)與催化劑(QN)發(fā)生親核取代反應(yīng),生成RNQCl;(3)QCl在相轉(zhuǎn)移劑的作用下從有機(jī)相轉(zhuǎn)移到水相;(4)QCl在水相中與MN反應(yīng),生成MCIQN;(5)QN在相轉(zhuǎn)移劑的作用下由水相轉(zhuǎn)移回有機(jī)相,重復(fù)反應(yīng)。通過(guò)相轉(zhuǎn)移催化劑在有機(jī)相與水相之間不斷循環(huán),將原油中的氯代有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氯化物。劉亮選用甲醇鉀、三乙醇胺等作為氯轉(zhuǎn)化劑,四丁基氫氧化銨、四丁基硫酸氫銨等為氯轉(zhuǎn)移劑,考察了對(duì)含氯代有機(jī)物原油的脫氯效果,結(jié)果表明氯脫除率可達(dá)82%。石鑫等對(duì)開(kāi)發(fā)的原油有機(jī)氯轉(zhuǎn)移劑,考察了不同反應(yīng)條件下的原油有機(jī)氯脫除效果,有機(jī)氯脫除率可達(dá)96.7%。該方法的現(xiàn)有研究報(bào)導(dǎo)顯示多適用于石油行業(yè)液體脫氯,對(duì)于其他行業(yè)種類的氯代有機(jī)物適用性可能不強(qiáng)。雖反應(yīng)條件溫和,但僅適合低濃度的氯代有機(jī)物。工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,易于工業(yè)化應(yīng)用。

1.8 其他

除以上報(bào)導(dǎo)的氯代有機(jī)物脫氯技術(shù)外,還有一些其他技術(shù)的研究,脫氯原理各有不同,主要采用物理方法結(jié)合氧化還原反應(yīng)進(jìn)行,選取了幾種進(jìn)行介紹。解慶范等利用高能球磨過(guò)程中磨介表面的高能態(tài)誘發(fā)苯環(huán)發(fā)生變化,采用水合肼作還原劑對(duì)廢水中的鄰氯苯酚進(jìn)行還原脫氯,結(jié)果表明脫氯率可達(dá)99.7%。施陽(yáng)等利用超聲波活化氯苯的C-CI鍵,轉(zhuǎn)化為氯離子,實(shí)現(xiàn)含氯苯廢水脫氯,結(jié)果表明脫氯率可達(dá)80%。孫雪利用紫外光輻射激活脫氯還原劑,研究了紫外光作用下5種還原劑對(duì)2,4,6-三氯苯酚還原脫氯效果,結(jié)果表明脫氯率可達(dá)92%。以上方法研究的報(bào)導(dǎo)較少,相關(guān)原理與工業(yè)化應(yīng)用問(wèn)題,有待進(jìn)一步考證。

2、結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)境污染治理力度的持續(xù)增強(qiáng),綠色與循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推進(jìn),化工行業(yè)廢液處理環(huán)保行業(yè)也將朝著更加高效清潔的方向發(fā)展。針對(duì)不同種類的含氯代有機(jī)物廢液,可選用適合的預(yù)處理技術(shù),對(duì)廢液中的氯代有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化后,再進(jìn)行資源化與無(wú)害化處理,是含氯代有機(jī)物廢液處理的發(fā)展趨勢(shì)。預(yù)處理脫氯技術(shù)的開(kāi)發(fā)對(duì)含氯代有機(jī)物廢液的處理具有重要意義?,F(xiàn)有的氯代有機(jī)物預(yù)處理脫氯技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用還不夠成熟。不同化工行業(yè)產(chǎn)生的含氯廢液性質(zhì)較復(fù)雜,差異性較強(qiáng),預(yù)處理技術(shù)的適用性不足。為適應(yīng)含氯代有機(jī)物廢液的多樣性、差異化、復(fù)雜性,應(yīng)對(duì)各種預(yù)處理技術(shù)優(yōu)化升級(jí),提高其適用性,同時(shí)開(kāi)展多種技術(shù)的組合應(yīng)用。對(duì)于含有回收價(jià)值成分的廢液,預(yù)處理后資源化也是未來(lái)的發(fā)展方向。(來(lái)源:新地環(huán)保技術(shù)有限公司)

久久综合精品国产二区无码不卡,免费 无码 国产在线观看91一,国产18精品乱码在线看AV,亚洲AV综合色区无码专区桃色