對苯醌廢水處理

『壹』 張新勝的科研工作

1有機電化學反應工程
開展有機電化學的應用研究，優化電解工藝條件，探求有機添加物在電極過程中的作用機理。將固定床技術應用於電化學反應器內，大幅度地提高電極有效面積，提高電解能力。研究三維固定床電極的特性，優化電化學反應器結構。開展電解過程的中試研究和工業化試驗，設計工業電解裝置。
主要研究工作: 1)草酸電解法生產乙醛酸, 2) 成對電解生產乙醛酸, 3) 硝基苯電解生產對氨基苯酚, 4) 成對電解制備對苯醌和對苯二酚。5）四甲基氫氧化銨等有機鹼系列產品。6）丁二酸、水楊醛、鄰氨基苯酚、半胱氨酸和高半胱氨酸等產品的電化學合成。
2環境電化學工程
採用高頻脈沖放電、高壓脈沖放電和光電化學方法處理生物難降解的含酚廢水、印染廢水和制葯廢水。高頻脈沖放電電絮凝處理高濃度有機廢水，高壓脈沖放電將分解有機毒物，提高可生化值。電化學和光化學耦合降解低濃度有機物。採用電化學的先進技術回收廢水中的貴重金屬，分步回收廢舊混雜金屬。
主要研究工作：1）印刷線路板廠蝕刻液再生循環利用。2）含酚廢水的高壓輝光放電降解。3）高頻脈沖放電降解香蘭素廢水。
3 超純微電子化學品的制備技術
利用電化學反應的特點，產品與原料通過離子膜隔離，制備超純微電子化學—四甲基氫氧化銨等系列制備技術。產品中所有的雜質離子要求控制在ppb級。原料首先凈化達到ppb級，陰離子經過離子膜被分離，在潔凈環境內得到超純微電子產品。
主要研究工作：超純微電子級四甲基氫氧化銨的工業化技術。高純苄基三甲基氫氧化銨、膽鹼和四乙基氫氧化銨的制備。
4 電滲析在產物純化中的應用
通過電解手段分離離子型物質是非常有效的，非離子型有機物與無機鹽的分離，不同分子結構的離子型化合物之間的分離。採用陰離子膜與陽離子膜組合、離子膜與多孔膜的組合，開展物質的純化分離、低濃度體系中鹽類的分離和富集、有機產品中脫鹽。
主要研究工作對氨基苯酚體系中硫酸的分離和硫酸銨的回收，乙醛酸體系中鹽酸和乙醛酸與乙二醛的分離及其脫色純化，表面活性劑脫鹽純化等。
5 添加物在電極過程中的應用研究
添加物在有機電化學過程的應用和理論研究在國內外鮮有研究報道。根據電解反應機理，設計和篩選最優的復合添加物，提高電流效率和收率。已成功開發出在草酸電解還原制乙醛酸、順酐電解制備丁二酸、水楊酸電解制備水楊醛、鄰硝基苯酚電解制備鄰氨基苯酚等體系中的高效添加物。
添加物在電鍍和電沉積方面應用很廣，但是機理研究極為缺乏。從電鍍和沉積機理和過程特點入手，開發高效光亮劑。例如，酸性氯化銅溶液中的銅回收過程的添加劑。
6 納米碳纖維和離子液體在電化學領域的應用
研究納米碳纖維的電化學純化和電泳沉積負載納米金屬催化劑及其在氧還原過程和燃料電池中的應用。採用不同結構的納米碳纖維，負載納米金屬催化劑。開發離子液體的制備技術及電化學純化技術，開展其應用研究和優選研究。
7 化工過程優化及反應器放大
依據反應過程特徵和流體力學模擬，優化化工過程及反應器結構，開展過程放大設計和新工藝研究。
主要研究工作：1）兩相體系——40立方米香蘭素縮合釜設計，2）多相體系——30立方米乙草胺縮合釜設計，3）粘稠物料——對位酯生產過程優化，4）愈創木酚連續化新工藝，5）香蘭素連續化新工藝，6）1.8萬噸乙草胺醚化強化新工藝，提高了氯化氫轉化率，消除廢水的產生。
8 相轉移催化應用技術及精細化工產品開發
相轉移催化技術在有機合成和電解過程中的應用及其理論研究。新型印染助劑等開發，如含氟拒水拒油劑。

『貳』 苯酚氧化生成什麼

氧化成對苯醌

對苯醌是醌的一種。分子式C6H4O2。有鄰苯醌和對苯醌兩種。對苯醌較重要，苯醌通常指對苯醌。對苯醌為金黃色棱晶；熔點115～117℃，密度1.318克／厘米（20℃），能升華並能隨水氣蒸餾；溶於熱水、乙醇和乙醚中。鄰苯醌為紅色片狀或棱晶；在60～70℃分解；溶於乙醚、丙酮和苯。苯醌具有回復成苯環結構的強烈趨勢，具氧化作用，能從碘化鉀的酸性溶液中奪取碘，本身還原成對苯二酚。對苯醌可由氯酸鈉和硫酸氧化對苯二酚制備；工業上可由苯胺或苯酚氧化製得；苯直接電解氧化也可製得苯醌。鄰苯醌可由氧化銀氧化鄰苯二酚製得。苯醌是有機合成工業的原料，其還原產物對苯二酚是還原劑，可作底片的顯影劑和聚合反應的阻聚劑。苯醌的蒸氣對眼角膜和粘膜有刺激作用。

1.物質的理化常數:
國標編號 61822
CAS號 106-51-4
中文名稱 苯醌
英文名稱 p-Quinone；1,4-Benzoquinone
別 名 對苯醌；1，4-苯醌
分子式 C6H4O2；OC6H4O 外觀與性狀 金黃色稜柱狀結晶，有刺激性氣味
分子量 108.09 蒸汽壓 0.01kPa(25℃)
熔 點 115.7℃ 沸點：升華 溶解性 溶於熱水、溶於乙醇、乙醚、鹼液
密 度 相對密度(水=1)1.32；相對密度(空氣=1)3.73 穩定性 穩定
危險標記 14(毒害品) 主要用途 用作染料中間體，分析中用於測定氨基酸

2.對環境的影響:
一、健康危害

侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。
健康危害：本品有強烈的刺激性。高濃度強烈刺激粘膜、上呼吸道、眼睛和皮膚。接觸後出現燒灼感、咳嗽、喘息、喉炎、氣短、頭痛、惡心和嘔吐。口服可致死。

二、毒理學資料及環境行為

毒性：屬高毒類。
急性毒性：LD50103mg/kg(大鼠經口)
刺激性：人經皮：2%，輕度刺激。人經皮：5%，重度刺激。
致癌性：小鼠經皮最小中毒劑量2000mg/kg(28周，連續)致腫瘤陽性。
對生物降解的影響：水中濃度0.2mg/L時，熒光假單孢菌對葡萄糖的降解受到抑制。55mg/L時大腸桿菌對葡萄糧的降解受到抑制。

危險特性：遇明火、高熱可燃。受高熱升華產生有毒氣體。
燃燒(分解)產物：一氧化碳、二氧化碳。

3.現場應急監測方法:

4.實驗室監測方法:
空氣中的測定：樣品經XAD-2樹脂吸附後，用乙醇-己烷溶液洗脫，再用紫外檢測器的高效液相色譜測定

5.環境標准:
前蘇聯 車間空氣中有害物質的最高容許濃度 0.05mg/m3
前蘇聯(1975) 水體中有害物質最高允許濃度 0.2mg/L
前蘇聯(1975) 污水排放標准 1mg/L

6.應急處理處置方法:
一、泄漏應急處理

隔離泄漏污染區，周圍設警告標志，建議應急處理人員戴好防毒面具，穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物。避免揚塵，小心掃起，置於袋中轉移至安全場所。也可以用大量水沖洗，經稀釋的洗水諺入廢水系統。如大量泄漏，收集回收或無害處理後廢棄。
廢棄物處置方法：用控制焚燒法。

二、防護措施

呼吸系統防護：空氣中濃度超標時，應該佩帶防毒口罩。緊急事態搶救或逃生時，議佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
防護服：穿相應的防護服。
手防護：戴防化學品手套。
其它：工作後，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗後再用。保持良好的衛生習慣。

三、急救措施

皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用流動清水沖洗15分鍾。若有灼傷，就醫治療。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鍾。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：患者清醒時立即給 飲植物油15-30ml。催吐。盡快徹底洗胃。就醫。

滅火方法：霧狀水、二氧化碳、砂土、泡沫。

『叄』 廢水中的苯環如何破除

如何破解高濃廢水？用高效催化氧化處理工藝
:一、高濃度廢水背景概述
高濃度難降解廢水越來越多，與此同時隨著生活水平的提高，環保意識增強，人們對難降解的有機物在環境中的遷移、變化越來越關注，然而高濃度難降解有機污染物的處理，是廢水處理的一個難點，難以用常規工藝(如混凝、生化法)處理，這是因為?
一、是此類廢水濃度高，CODcr一般為數萬mg/L，高的甚至達到十多萬mg/L以上;
二、是其中所含是污染物主要是芳烴化合物，BOD/COD很低，一般在0.1以下，難以生物降解;
三、是污染物毒性大，許多物質被列入環境污染物黑名單，如苯胺、硝基苯類等;
四、是無機鹽含量高，達數萬甚至十多萬以上。因此開發高濃度難降解有機廢水的有效處理技術迫在眉睫。常溫常壓下的新型高效催化氧化技術就是在這種背景下應運而生的。
二、高效催化氧化原理
新型高效催化氧化的原理就是在表面催化劑存在的條件下，利用強氧化劑——二氧化氯在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機污染物，或直接氧化有機污染物，或將大分子有機污染物氧化成小分子有機污染物，提高廢水的可生化性，較好地去除有機污染物。在降解COD的過程中，打斷有機物分子中的雙鍵發色團，如偶氮基、硝基、硫化羥基、碳亞氨基等，達到脫色的目的，同時有效地提高BOD/COD值，使之易於生化降解。這樣，二氧化氯催化氧化反應在高濃度、高毒性、高含鹽量廢水中充當常規物化預處理和生化處理之間的橋梁。高效表面催化劑(多種稀有金屬類)以活性炭為載體，多重浸漬並經高溫處理。
ClO2在常溫下是黃綠色的類氯性氣體，溶於水中後隨濃度的提高顏色由黃綠色變為橙紅色。其分子中具有19個價電子，有一個未成對的價電子。這個價電子可以在氯與兩個氧原子之間跳來跳去，因此它本身就像一個游離基，這種特殊的分子結構決定了ClO2具有強氧化性。ClO2在水中發生了下列反應：
ClO2 +H2O→HClO3+HCl
ClO2→ClO2 +O2
ClO2+ .HO→HCl+HClO
HClO→O2 +H2O
HClO2+ Cl2 +H2O→HClO3+HCl
氯酸和亞氯酸在酸性較強的溶液里是不穩定的，有很強的氧化性，將進一步分解出氧，最終產物是氯化物。在酸性較強的條件下，二氧化氯回分解並生成氯酸，放出氧，從而氧化、降解廢水中的帶色基團與其他的有機污染物;而在弱酸性條件下，二氧化氯不易分解污染物而是直接和廢水中污染物發生作用並破壞有機物的結構。因此，pH值能影響處理效果。
從上式可以看出，二氧化氯遇水迅速分解，生成多種強氧化劑——HClO3、HClO2、Cl2、H2O2等，並能產生多種氧化能力極強的活性基團(即自由基)，這些自由基能激發有機物分子中活潑氫，通過脫氫反應生成R*自由基，成為進一步氧化的誘發劑;還能通過羥基取代反應將芳烴上的——SO3H、——NO2等基團取代下來，生成不穩定的羥基取代中間體，此羥基取代中間體易於發生開環裂解，直至完全分解為無機物;此外ClO2還能將還原性物質如S2—等氧化。二氧化氯的分解產物對色素中的某些基團有取代作用，對色素分子結構中的雙鍵有加成作用。因此，二氧化氯可以很好的氧化分解水中的酚、氯酚、硫醇、仲胺、叔胺等難降解有機物和硫化物、鐵、錳等無機物。
二氧化氯作催化劑的催化氧化過程對含有苯環的廢水有相當好的降解作用,COD的去除率也相當高。但在有機物質的降解過程中,有一些中間產物產生,主要有:草酸、順丁烯二酸、對苯酚和對苯醌等,這就造成了COD的去除率相對較低,但其B/C比即可生化性大大提高。
三、氧化劑制備
二氧化氯採用現場制備的方法,在塔式噴淋反應器內,用氯酸鈉與鹽酸在催化劑存在的條件下反應,生成二氧化氯,反應方程式如下:
NaClO3+HCl → NaCl +ClO2+Cl2
反應過程是在射流作用下使反應器形成負壓,使原料經轉子流量計自動吸入反應器,反應生成二氧化氯,最終被射流帶入水體中。負壓條件可使操作過程比較安全,而且二氧化氯不會外泄,操作環境無異味。在本反應中,可利用催化劑作用,減少氯氣的產生,提高二氧化氯的產率。
四、設計與應用
(一)催化氧化的處理工藝
一般催化氧化的處理工藝為:廢水→物化前處理→催化氧化→配水→生化
工藝說明如下:
⑴前處理採用混凝、沉澱、氣浮、微電解、中和、預曝氣等物化處理方法。經過這些物化處理,去除懸浮物,降低了廢水的COD,調節了pH值,使廢水能更適合進行催化氧化;
⑵催化氧化過程中降低了一部分COD，提高了B/C，使之能更好地進行生化處理，在物化與生化處理之間充當橋梁作用;
(3)催化氧化塔出水進行配水是為了降低含鹽量，使之能更好地進行生化處理;
(4)生化處理的主要目的是進一步降低COD，最大限度地去除有機污染。
(二)催化氧化的處理效果
COD去除率≥70% ;色度去除率≥95 ;揮發酚去除率≥99% ;苯氨類去除率≥95%;硝基苯類去除率≥95% ;氰化物去除率≥99%。
五、鐵碳微電解工藝介紹：
微電解技術是目前處理高濃度有機廢水的一種理想工藝，又稱內電解法。它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產生1.2V電位差對廢水進行電解處理，以達到降解有機污染物的目的。當系統通水後，設備內會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場。在處理過程中產生的新生態[H] 、Fe2+ 等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團，甚至斷鏈，達到降解脫色的作用;生成的Fe2+ 進一步氧化成Fe3+ ，它們的水合物具有較強的吸附- 絮凝活性，特別是在加鹼調pH 值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠遠高於一般葯劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機大分子。
工作原理：基於電化學、氧化- 還原、物理吸附以及絮凝沉澱的共同作用對廢水進行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護方便，不需消耗電力資源等優點。鐵碳微電解填料用於難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度，提高廢水的可生化性，同時可對氨氮的脫除具有很好的效果
鐵碳-芬頓反應器可通過催化氧化方式提高污水的可生化性。
1894年，法國人H,J,HFenton發現採用Fe2++H2O2體系能氧化多種有機物。後人為紀念他將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑，它能有效氧化去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物，其實質是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應活性的羥基自由(•OH) •OH可與大多數有機物作用使其降解。隨著研究的深入，又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中，使其氧化能力大大增強。從廣義上說，Fenton法是利用催化劑、或光輻射、或電化學作用，通過H2O2產生羥基自由基(•OH)處理有機物的技術。近年來，越來越多的研究者把Fenton試劑同別的處理方法結合起來，如生物處理法、超聲波法、混凝法、沉澱法，活性炭法等。
工作原理及主要特點
芬頓試劑為常用的催化試劑，它是由亞鐵鹽和過氧化物組成，當PH值足夠低時，在亞鐵離子的催化作用下，過氧化氫會分解產生OH˙，從而引發一系列的鏈反應。芬頓試劑在水處理中的作用主要包括對有機物的氧化和混凝兩種作用。
氧化作用：芬頓試劑之所以具有非常高的氧化能力，是因為在Fe2+離子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9kJ/mol)，能夠分解產生羥基自基OH•。同其它一些氧化劑相比，羥基自由基具有更高的氧化電極電位，因而具有很強的氧化性能。芬頓試劑處理難降解有機廢水的影響因素根據上述芬頓試劑反應的機理可知，OH•是氧化有機物的有效因子，而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]決定了OH•的產量,因而決定了與有機物反應的程度。
電化學作用：鐵碳和電解質溶液接觸時，形成以鐵碳為兩極的原電池。其中碳極的電位高，為陰極，而鐵極的電位低，為陽極。在廢水中，電化學腐蝕作用可以自動進行。由於Fe2+的不斷生成能有效克服陽極的極化作用，從而促進整個體系的電化學反應，使大量的Fe進入溶液，具有較高化學還原活性。電極反應所產生的新生態，能與溶液中許多組分發生氧化還原反應。同時鐵是活潑金屬，它的還原能力可使某些組分還原為還原態。
過濾吸附及共沉澱作用：由鐵屑和碳粒共同構成的內電解反應柱具有良好的過濾作用，反應生成的膠體不但可以強化過濾吸附作用，而且產生新的膠粒。其中心膠核是許多Fe(OH)聚合而成的有巨大比表面積的不溶性粒子。易於裹挾大量的有害物質，並可和多種金屬發生共沉澱作用，達到去除的目的。
電泳作用：在微原電池周圍電場的作用下，廢水中以膠體狀態存在的污染物可在很短的時問內完成電泳沉積作用。即帶電的膠粒在靜電引力和表面能的作用下，向帶有相反電荷的電極移動，附集並沉積在電極上而得以去除。

『肆』 苯醌的應急處理

泄漏應急處理 隔離泄漏污染區，周圍設警告標志，建議應急處理人員戴好防毒面具專，穿化學防護服屬。不要直接接觸泄漏物。避免揚塵，小心掃起，置於袋中轉移至安全場所。也可以用大量水沖洗，經稀釋的洗水慎入廢水系統。如大量泄漏，收集回收或無害處理後廢棄。
廢棄物處置方法：用控制焚燒法。 防護措施 呼吸系統防護：空氣中濃度超標時，應該佩帶防毒口罩。緊急事態搶救或逃生時，議佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
防護服：穿相應的防護服。
手防護：戴防化學品手套。
其它：工作後，淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服，洗後再用。保持良好的衛生習慣。 急救措施 皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用流動清水沖洗15分鍾。若有灼傷，就醫治療。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鍾。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：患者清醒時立即給 飲植物油15-30ml。催吐。盡快徹底洗胃。就醫。
滅火方法：霧狀水、二氧化碳、砂土、泡沫。

『伍』 二氧化氯的作用是什麼

1. 用作氧化劑、自脫臭劑、殺生劑、保鮮劑、漂白劑等。

2. 二氧化氯的主要作用是在自來水的消毒，和麵粉與木質紙漿的漂白。

   以上圖片為液體二氧化氯。

『陸』 地埋式污水處理裝置採用除臭劑除臭如何實施

一體化污水處理工藝採用國際先進的生物污水處理新技術，集去除BOD5、COD、NH3-N於一身，具有技術性能穩定可靠，處理效果好，投資省，佔地少，維護方便等優點。設備埋設於地表以下，設備上面的地表可作為綠化或其它用地，不需要建房及採暖、保溫。二級生物接觸氧化處理工藝均採用推流式生物接觸氧化，其處理效果優於完全混合式或二級串聯完全混合式生物接觸氧化池。
並且活性污泥池體積小，對水質的適應性強，耐沖擊負荷性能好，出水水質穩定，不會產生污泥膨脹。池中污水處理流程採用新型彈性立體反滲透污水處理設備的
填料，表面積大，微生物易掛膜，脫膜，在同樣有機物負荷條件下，對有機物去除率高，能提高空氣中的氧在水中溶解度。
生化池採用生物接觸氧化法，其填料的體積負荷比較低，微生物處於自身氧化階段，產泥量少，僅需三個月(90天)以上排一次泥(用糞車抽吸或脫水成泥餅外運)。該地埋式生活污水處理設備的除臭方式除採用常規高空排氣，另配有土壤脫臭措施。整個污水處理先進技術系統配有全自動電氣控制系統和設備故障報警系統，運行安全可靠，平時一般不需要專人管理，只需適時地對設備進行維護和保養。
只用充分利用資源才能使資源達到最大化，那麼我國目前的正在建設的地下污水處理廠突破傳統污水處理廠用地觀念，科學合理地利用地下空間，節約土地資源。在常規的地上污水處理廠建設中，必須考慮廠區綠化率指標和衛生防護距離，使地上污水處理廠佔用更多土地。這種污水廠最大特點就是在地下進行工作，地表利用率得到了最大保證，同時不存在衛生防護要求，不會使用太多地表土地資源少，充分節省城市空間。

『柒』 苯酚長時間露置在空氣中會變成粉紅，請問這粉紅的是什麼物質

苯酚在空氣中被氧化就會變粉紅 所以這分紅物質是氧化物

『捌』 苯酚在空氣中被氧化的產物是對苯醌還是鄰苯醌

苯酚在空氣中的氧化產物非常復雜，因為空氣中不僅存在氧氣，同時還有臭氧、過氧化物和一些自由基物種。顏色可能主要是醌類產生的。鄰-和對-兩種苯醌應該都是有的，搜索一下，發現主要的研究都是集中在怎麼處理環境中的酚類物質的，不過終於還是找到了一篇文獻羅列了之前報道的各種在苯酚水溶液中檢出的氧化產物(溶解氧)，可以看看。Devlin, H. R., et al. Mechanism of the oxidation of aqueous phenol with dissolved oxygen, Ind. Eng. Chem. Fundam.1984, 23, 387-392主要包括：鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌、鄰苯醌、己二烯二酸、馬來酐、馬來酸、富馬酸、丙酸、乙酸、甲酸、二氧化碳、一氧化碳……。可吸收空氣中水分並液化。有特殊臭味，極稀的溶液有甜味。腐蝕性極強。化學反應能力強。與醛、酮反應生成酚醛樹脂、雙酚A，與醋酐；水楊酸反應生成醋酸苯酯、水楊酸酯。還可進行鹵代、加氫、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反應。苯酚在通常溫度下是固體，與鈉不能順利發生反應，如果採用加熱熔化苯酚，再加入金屬鈉的方法進行實驗，苯酚易被還原，在加熱時苯酚顏色發生變化而影響實驗效果。有人在教學中採取下面的方法實驗，操作簡單，取得了滿意的實驗效果。在一支試管中加入2-3毫升無水乙醚，取黃豆粒大小的一塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油，放入乙醚中，可以看到鈉不與乙醚發生反應。然後再向試管中加入少量苯酚，振盪，這時可觀察到鈉在試管中迅速反應，產生大量氣體。這一實驗的原理是苯酚溶解在乙醚中，使苯酚與鈉的反應得以順利進行。

『玖』 苯酚被氧化後生成什麼

苯酚的氧化產物一般是對苯醌。

苯醌是一種常用的氧化試劑或脫氫試劑，因為它很容內易被其它化合物還原為容對苯二酚，從而能表現出氧化活性。

並且其自身的氧化電位決定了1,4-苯醌能夠在多種醇化合物共存的情況下選擇性地氧化共軛的一級烯丙醇，如在二級醇和苄醇共存情況下選擇性地將肉桂醇氧化為肉桂醛 。此外，採用1,4-苯醌作為脫氫試劑和水合氧化鋯作為催化劑還能實現一級醇的氧化反應。

(9)對苯醌廢水處理擴展閱讀

苯酚是重要的有機化工原料，用它可製取酚醛樹脂、己內醯胺、雙酚A、水楊酸、苦味酸、五氯酚、2,4-D、己二酸、酚酞n-乙醯乙氧基苯胺等化工產品及中間體，在化工原料、烷基酚、合成纖維、塑料、合成橡膠、醫葯、農葯、香料、染料、塗料和煉油等工業中有著重要用途。

此外，苯酚還可用作溶劑、實驗試劑和消毒劑,苯酚的水溶液可以使植物細胞內染色體上蛋白質與DNA分離，便於對DNA進行染色。

『拾』 用超聲波預處理焦化廢水，過程中暴氣，氬氣有用過的嗎，有沒有合適的條件

最好你自己看PDF，哪有清楚
超聲波技術及其在水處理中的應用
龔安華羅亞田李端林
(武漢理工大學資源與環境工程學院,武漢,430070)
摘 要
本文綜合了近幾年的國外文獻,討論了超聲波處理廢水的機理、影響因素及應用領域,提出了
超聲波在廢水處理領域存在的一些問題。
關鍵詞:超聲波氣穴自由基水處理應用
1 前言
由於生物處理對有些物質不能適用,這一傳統
的水處理方法已經難以滿足人們對於環境質量的嚴
格要求。於是一些新的水處理方法逐漸興起,這些
方法有些是徹底地處理廢水,有些是降低廢水的毒
性以便進一步地生物處理。氣穴技術就是其中之
一,它能夠用來有效地破壞或者改變復雜化合物及
難以生物降解材料的結構。
超聲波由於能產生氣穴,從而能氧化分解傳統方
法所不能處理的廢水。這一特性使其在廢水處理領域
有著廣泛的應用前景。一般來說,產生氣穴的方式有
四種:超聲波、水力、粒子及光子。其中,利用超聲波產
生氣穴和基於這一原理的聲化學反應器引起了人們的
廣泛興趣。自上個世紀60 年代聲化學發展以來,用超
聲波能量處理工業和生活污水得到了大量地應用。而
事實上,由於人們對降低有毒污染物的需求越來越來
高,超聲波在水處理領域得到了不斷地發展。許多研
究人員在實驗室里利用超聲波反應器完成了對用傳統
的方法難以處理的物質[1] 。
2 超聲波反應機理及影響因素
211 超聲波反應機理
表1 不同化合物的降解[2 ]
反應物超聲波化條件主要中間產物主要機理
苯酚20 、487kHz 、30W、空氣、01 5mm 對苯二酚、萘酚、苯醌等自由基
22氯苯20kHz 、50W、空氣、01 05mm 萘酚、32氯萘酚、氯化物自由基
32氯苯酚20kHz 、50W、空氣、01 05mm 氯化對苯二酚、32氯萘酚、42氯萘酚自由基
42氯苯酚20kHz 、50W、空氣、01 05mm 對苯二酚、氯化物自由基
2 ,42二氯苯酚氬氣22氯苯酚、42氯苯酚、2 ,4 二氯苯酚自由基
硝基苯酚011mm 亞硝酸鹽、硝酸鹽、蟻酸等自由基和熱解
氯苯20 、487kHz 、30W、空氣、氬氣,氧氣、01 5mm 42氯苯、對苯二酚、乙炔自由基和熱解
四氯化碳20 、500kHz、30W、空氣、01 035mm 四氯乙烯、六氯甲烷熱解
氯仿200kHz 、空氣、氬氣熱解
超聲波是指頻率在2000Hz 以上的聲波,它具
有聲波的普遍特性。但是由於其頻率高於一般聲
波,因而就有一些特殊的性能。雖然超聲波化學轉
化的有關機理還不是很清楚,研究人員[2 ] 提出了以
下幾種反應機理:熱分解、羥基自由基氧化、等離子
化學和超臨界氧化。熱分解發生在氣穴內部,主要
表現在當溶劑或待分解物滲透進入氣泡後被分解。
事實上,往往在氣泡里的能量不足以打斷化學鍵,而
在水溶液中,主要的熱分解反應是對水的分解。這
一熱解反應導致了在氣泡中產生了活性相對較高的
48 四川化工 第9 卷 2006 年第1 期
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自由基,這些自由基會在氣泡里或者氣泡周圍重新
結合。否則,在這些自由基進入溶液以後可能與一
些大分子接觸從而氧化它們。羥基自由基氧化與熱
解之間的比率取決於溶質的位置,要看是在氣泡里
或者是界面層,還是在溶液里。但是,歸根到底取決
於物質的物理化學性質。表1[2 ] 是一些物質的情況
反映。
當然,仍然有一些參數還不是很清楚。研究人
員[2 ] 提出決定化合物進入氣泡的性質不是其蒸汽壓
而是其疏水性。因此,親水的化合物如苯酚和氯酚
可能會在溶液中或者界面處受到羥基的攻擊。其它
的一些疏水性化合物如四氯化碳、苯和氯苯可能主
要是在氣泡中熱解。但是,其它的情況也有可能影
響降解的位置,也有些情況是一些機理的互相競爭。
總之,疏水性化合物和揮發性化合物易於被超聲波
降解,而不揮發和親水性化合物超聲波是難以降解
的。
另一種反應的機理是等離子化學。這與超聲波
發光與光致發光之間的關系和光化學與聲化學之間
的關系相似。這種等離子的效應是由於對超聲波能
量的吸收,從而在氣泡中形成為等離子體。
以上提到的假設可以歸結為超臨界水的聲化學
反應。事實上許多的研究人員都發現[ 2 ] ,在氣泡和
溶液的界面層存在著超過臨界條件的高溫高壓
(647 K、2211MPa) ,這使得媒介有流體的物理性質。
這些條件可通過改變溶質的溶解度和分散度來改善
反應。但是,超臨界水的界面自由基只有幾毫秒的
壽命和幾毫米的范圍。
212 反應的影響因素
超聲波反應中,分解化合物的性質是決定反應
進程的主要因素。而其它反應條件對反應進程也有
不同程度的影響,其主要體現在對反應常數的影響。
研究人員[3 ] 在分解芳香族化合物時發現底物的起始
濃度和超聲波的能量強度對反應速率有著不同程度
的影響。隨著底物濃度的增加反應速率降低。這是
因為由於濃度的升高,導致比熱容的降低,而比熱容
降低導致了降解速率的降低。而當底物主要是在氣
泡中分解時,降解速率取決於氣泡的數量。而隨著
超聲波密度的增加,氣泡的數量也會增加,從而提高
了反應的速率。
在反應體系中加入媒介氣體對反應的進程也有
不同程度的影響。研究人員[2 ] 在用超聲波分解二硫
化碳時發現,在不同的氣體媒介中,其反應的速率為
He > 空氣> N2O > Ar 。其在He 的反應體系中
的速率是在Ar 中的3 倍。氣體的影響因素主要是
體現在對聲化氣泡間撞擊上。氣體的許多性質都可
以影響聲化反應,如比熱容、熱導率和溶解性。比熱
容影響反應的效果表現在高比熱容的單原子比低熱
容的多原子能產生更高的溫度和壓力。而低熱導率
的氣體降低了氣體撞擊熱能的傳遞,從而降低了撞
擊的溫度。氣體的溶解度也是一個影響的因素。氣
體的溶解度越大,它就越可能擴散到氣穴中。這些
溶解的氣體為氣穴的形成提供核心。
當然還有一些其它的因素如時間、水中干擾物
質、催化劑( TiO2 ) [ 2 、4 ] 等。許多研究表明,無論哪種
因素的影響,超聲波反應器的經濟性不能忽視。
3 超聲波在水處理中的應用
超聲波由於其獨特的特性,有著廣泛的應用范
圍。但一般說來,單一的超聲波處理並不能達到滿
意的處理效果。目前的研究主要集中在超聲波與其
它處理方法的聯合處理廢水。
311 強化生物處理
利用超聲波技術可以改善污泥的固2液界面、加
強氣體的傳質和營養物傳遞,從而強化生物處理。
O1 Schlafer[5 ] 研究人員利用低功率超聲波處理釀酒
工業廢水,生物反應器獲得了較好的處理效果。在
實驗中,超聲波功率為013W/ L 、頻率25kHz。經過
超聲波處理後的生物絮體濃度由0112g/ L 增加為
014g/ L ,處理效率提高了50 %。
寧平等[6 ] 利用超聲波輻射2活性污泥聯合處理
焦化廢水,研究表明,當選擇空氣作為曝氣氣體,向
廢水中曝氣而不用超聲波時,廢水中CODCr 降解率
僅為45 %;在聲能強度為11914kW/ m2 條件下,用
超聲波時其降解率可達65 %; 當把超聲波輻射2活
性污泥聯合處理焦化廢水時,CODCr 的降解率提高
到81 %。同時發現經超聲波預處理後的廢水中無
亞硝酸氮,而且加活性污泥後,其耗氧速率有明顯的
降低,說明經超聲波處理後的焦化廢水對生物無毒
性。
第1 期 超聲波技術及其在水處理中的應用49
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312 處理造紙黑液
造紙黑液是由木質素與腐殖酸物質構成的色度
極暗、顏色很深的廢液,對其進行處理一直是工業水
處理的難題之一。沈壯志[7 ] 等採用PFS/ H2 O2 與超
聲波聯合處理,通過對比發現,聯合超聲波處理後
CODCr的去除率提高了13 %左右、PFS 節約14 %、
H2O2節約50 —80 %。周珊[ 8 ] 等利用超聲波技術與
組合高級氧化技術對造紙黑液進行處理。研究發現
在超聲波輻照下,可以將造紙廢液中大分子有機污
染物部分分解為小分子有機物。在溫度30 ℃、p H
為6 條件下,單獨超聲波輻照4h ,CODCr 去除率為
1715 %、TOC 去除率為1317 %。但在US2H2 O2
2
FeSO4 工藝下輻照4h ,由於活性自由基的產生,使廢
液CODCr 去除率高達4719 %、TOC 去除率高達
4518 %。
313 超聲波2物理能場分解有機物
在水處理中物理能場的應用比較廣泛,將超聲
波和其它物理能場(光場、電場、磁場) 相聯合是水處
理中的研究方向之一。E1Naff rechoux[9 ] 等將超聲
波與紫外光聯合處理生活污水分解有機物,研究認
為,在分解有機物過程中存在三種作用: 紫外光分
解、超聲波形成羥基自由基氧化分解、紫外光分解空
氣產生臭氧氧化分解。付榮英[10 ] 等利用超聲波和
紫外光協同作用氧化降解鄰氯苯酚,研究表明,紫外
光和H2O2 體系對鄰氯苯酚的降解率僅為43 %。而
聯合超聲波後,降解率可達83 %。這說明超聲波與
紫外光產生了協同作用。
超聲波與電場聯合是一種新型的水處理技術。
劉靜[ 11 ] 等利用超聲波和電場處理印染廢水,在初始
濃度為370mg/ L 、p H = 2 、電壓為5V 的最佳條件下
作用60min ,印染廢水的脫色率可達9616 %。研究
發現單獨超聲波對印染廢水的降解能力較弱,而超
聲波2電場協同作用下的脫色率遠大於單一電場作
用。
4 結論
超聲波在水處理領域的應用雖然已經得到了人
們廣泛地認識,但是有許多問題仍然有待解決。
411 超聲波反應的條件控制比較困難。不同的底
物由於其不同物理化學性質,其最佳的分解條件是
不同的,尤其是考慮其經濟性時。分解不同的底物
時,為使其達到最佳的分解效果,必須對超聲波的強
度、分解時間、催化劑等條件進行試驗。
412 到目前為止,超聲波技術還沒有大規模運用到
實踐中,許多的應用都是在實驗室里完成。這些試
驗都是針對某一類底物,模擬該物質的溶液進行處
理。超聲波有待進一步在實踐中的考驗。
413 超聲波大規模應用的問題主要在設備上,研製
出能夠連續處理廢水、低能耗、大容量的超聲波反應
器是關鍵所在。
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