叔丁胺廢水

A. 德國巴斯夫集團的在中國的主要生產基地

上海浦東
位於巴斯夫浦東生產基地的巴斯夫應用化工有限公司(BACC)於1994年成立，2000年起成為巴斯夫的全資生產企業。公司生產工程塑料和特種化學品如氨基樹脂、顏料前體、冷凍劑、皮革與紡織助劑和分散體。2007年6月，巴斯夫在BACC旁新建了一家聚氨酯特種產品生產基地：巴斯夫聚氨酯特種產品（中國）有限公司，運營著一個聚氨酯組合料廠、一個技術研發中心和一個熱塑性聚氨酯（TPU）生產裝置。浦東基地即將成為新的亞太創新科技園和巴斯夫大中華區總部辦公室所在地。工程已於2010年12月投入建設，預計將在2012年上半年啟用。擴建後的浦東基地將成為巴斯夫全球最大的生產基地之一，員工總數將超過2000人。
上海化學工業區（位於金山區漕涇鎮）
巴斯夫與亨斯邁及幾家中方夥伴共同興建了兩家合資企業，生產二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和甲苯二異氰酸酯（TDI）。MDI和TDI是生產聚氨酯的重要原材料，用於汽車工業和建築業以及冰箱、傢具被覆材料、床墊和鞋類等產品中。這個項目投資總額為10億美元，並已於2006年中期投產。
同樣位於該園區的巴斯夫化工有限公司（BACH）系2002年成立的巴斯夫全資子公司，BACH生產的聚四氫呋喃（PolyTHF）以及聚異氰酸酯（Basonat）主要面向塗料和傢具油漆行業，以及針對汽車尾氣催化劑的貴金屬解決方案。PolyTHF是生產彈性纖維的重要原材料，多用於運動服、泳裝及新型服飾的製造。
江蘇南京
揚子石化-巴斯夫有限責任公司是巴斯夫和中國石油化工股份有限公司（中國石化）共同出資建設的一體化石化生產基地，雙方各持該合資企業的一半股份，總投資額為29億美元。該生產基地包括一套蒸汽裂解裝置和九套下游裝置，已於2005年開始運營。2009年9月，中國石化和巴斯夫正式啟動擴建工程的建設，雙方計劃共同投資約14億美元，包括擴建蒸汽裂解裝置和3套現有裝置，並新建10套化學品裝置。2010年12月，巴斯夫和中國石化簽署了諒解備忘錄，進一步探討揚巴公司的擴建計劃。擬探討的新項目將延伸碳3和碳4價值鏈，包括新建一套世界級規模的採用過氧化氫制環氧丙烷（HPPO）工藝的聯合裝置。預計新項目累計投資約為10億美元。
重慶
巴斯夫在重慶年產40萬噸MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）的項目於2011年3月獲中國有關部門批准。投資總額將達到80億元人民幣（約8.6億歐元）。該項目全面運營後，巴斯夫生產設施內將至少創造300個永久工作崗位。這一設施將主要生產用於聚氨酯泡沫的核心原料，預計於2014年開始運行。

B. 溫州大學化學與材料工程學院的研究項目

主要科研項目一覽表（2012年）
項目名稱 項目來源 負責人 1 基於碳材料納米孔的第三代DNA測序技術研究 國家863計劃(參加) 黃少銘 2 圓珠筆墨水關鍵技術開發與產業化 國家科技支撐計劃重點項目(參加) 潘明初 3 筆頭與墨水匹配技術評價體系及新型筆頭研發 國家科技支撐計劃重點項目(參加) 王兆倫 4 500萬標張/年製革園區清潔生產與廢物循環利用的關鍵技術及示範 國家科技支撐計劃重點項目(參加) 蘭雲軍 5 雜原子摻雜多孔石墨烯/碳納米管復合材料的構築及其在電催化氧還原中的應用 國家自然科學基金面上項目 楊植 6 新型三維多級結構石墨烯組裝體的宏量合成、機理及性質研究 國家自然科學基金面上項目 王舜 7 含磷羧酸分子基材料的設計合成及其氣敏性能研究 國家自然科學基金面上項目 肖洪平 8 過渡金屬催化有機硼試劑參與的插硒反應研究 國家自然科學基金面上項目 吳華悅 9 串聯反應構建3-取代異苯並呋喃酮骨架及其不對稱合成的研究 國家自然科學基金面上項目 陳帆 10 鈀催化C-H官能團化合成三氟甲基化合物的研究 國家自然科學基金面上項目 張興國 11 DNA-不對稱大環席夫鹼配位聚合物的自組裝、結構和性質研究 國家自然科學基金面上項目 時茜 12 有機-石墨烯復合分子薄膜的組裝制備及其手性識別作用機理的研究 國家自然科學基金青年科學基金項目 陳慶 13 天然酚類抗氧化劑對果蔬表面二噻農殺菌劑光化學轉化的影響及其機理研究 國家自然科學基金青年科學基金項目 王成俊 14 葡萄糖快速響應型有機小分子凝膠的設計、合成及性能研究 國家自然科學基金青年科學基金項目 高文霞 15 基於新型多環芳烴近紅外共軛高分子的設計、合成與性質研究 國家自然科學基金青年科學基金項目 黃小波 16 基於吡咯烷骨架的C-H官能團化反應研究 國家自然科學基金青年科學基金項目 湯日元 17 採用放電等離子燒結的方法對納米碳材料進行摻雜及其氧化還原特性的研究 國家自然科學基金青年科學基金項目 楊克勤 18 III-N基半導體量子點玻璃的構築及其非線性光學性質的研究 國家自然科學基金青年科學基金項目 楊昕宇 19 PET微波解聚過程中非熱效應的作用機制及其規律性研究 國家自然科學基金專項基金項目 張東 20 「基於過渡金屬氧（硫）化物/有序介孔碳納米復合材料的電化學無酶葡萄糖感測器的研究」可行性研究報告 浙江省分析測試科技計劃項目 繆謙 21 磺酸鹽型高固含量水性聚氨酯及其在合成革中的應用研究 浙江省公益技術研究工業項目 劉若望 22 白光LED用發光陶瓷的研製與相關性能研究 浙江省公益技術研究工業項目 王愛銀 23 水溶性共軛高分子熒光探針的設計、合成及其對重金屬離子的高靈敏檢測研究 浙江省公益技術研究社會發展項目 黃小波 24 Pt/Bao/Al2O3催化劑上Nox存儲還原過程溢流反應的微觀動力學 浙江省錢江人才計劃 徐進 25 異質結構CIZS納米帶的可控制備及可見光分解水產氫性能研究 浙江省自然科學基金 翟蘭蘭 26 新穎氮雜環卡賓-金屬鈀絡合物的合成及其在碳-氮鍵形成中的應用研究 浙江省自然科學基金 邵黎雄 27 聚酯微波解聚的作用機制與能量轉化相互關系的研究 浙江省自然科學基金 張東 28 宏量無金屬催化生長碳納米管的研究 浙江省自然科學基金 徐向菊 29 過渡金屬催化2-氨基二芳基甲酮衍生物的合成研究 浙江省自然科學基金 劉妙昌 30 芳基磷酸酯在C-H鍵芳基化中的應用研究 浙江省自然科學基金 陳帆 教師主要科研項目一覽表（2011年） 項目名稱 項目來源 負責人 1 FePd-MnOx異質結構的合成及電催化特性研究 國家自然科學基金 陳偉 2 通過選擇性刻蝕可控制備貴金屬納米結構 國家自然科學基金 楊雲 3 基於叔胺C-N鍵斷裂鈀催化氧化偶聯反應的研究 國家自然科學基金 鄧辰亮 4 過渡金屬催化靛紅酸酐與有機硼酸的脫羧偶聯反應研究 國家自然科學基金 陳久喜 5 基於內部換熱強化模擬移動床色譜分離過程的綜合研究 國家自然科學基金 余衛芳 6 具有四核次級構築單元的多孔配合物的設計、組裝與催化行為研究 國家自然科學基金 李新華 7 過渡金屬催化芳基硼酸和環氧及氮丙啶化合物的開環偶聯反應研究 國家自然科學基金 丁金昌 8 非金屬催化劑催化生長碳納米管及其生長機理的研究 國家自然科學基金 黃少銘 9 新型紅色Mn4+摻雜發光材料的發光性能與機理研究 國家自然科學基金 潘躍曉 10 高量子效率Cu-In-Zn-S/CdS異質結納米帶構築及可見光分解水研究 國家自然科學基金 鄒超 11 白光LED用高光效Re3+:(Y/Gd)3(Al/Ga)5O12熒光晶體的制備及發光性能研究 國家自然科學基金 梁曉娟 12 納米沸石纖維捆負載CoMo硫化物催化劑對4『6-DM-DBT的加氫脫硫性能研究 國家自然科學基金 唐天地 13 皮屑廢棄物制備高分子絮凝劑及其對製革廢水處理的優化技術 浙江省環保廳科研計劃 張春曉 14 過渡金屬催化C-H鍵對C-雜不飽和鍵的加成反應研究 浙江省自然科學基金（傑出青年科學基金項目） 成江 15 白光LED用新型高效單晶熒光材料中若干基礎科學問題研究 浙江省自然科學基金（重點項目） 向衛東 16 基於納米熱焊接技術選擇性原位研究單根納米線的電學特性 浙江省自然科學基金 董幼青 17 二氧化硫在硅膠負載TMGL離子液體上吸咐和解吸動力學的研究 浙江省自然科學基金 余衛芳 18 碳載Pt基核殼結構納米顆粒的合成以及其在甲醇燃料電池陽極催化劑中的應用 浙江省自然科學基金 楊雲 19 基於聯萘酚和環已二胺的雙重手性功能高分子的合成與性質研究 浙江省自然科學基金 黃小波 20 FePd-Mn3O4異質結構的電催化O2還原研究：合成，組成及耦合增強效應 浙江省自然科學基金 陳偉 21 高純度活性氧化鎂生產中的加壓碳化工藝技術研究 浙江省公益項目 柯清平 22 PVC熱穩定劑綠色環保化及提高稀缺金屬錫利用率的技術研究 浙江省公益項目 劉建平 23 非線性共聚物配體協同高吸收鉻鞣與分段截流資源化利用技術的集成研究 浙江省公益項目 周建飛

C. 廢水處理中常用的有機高分子絮凝劑有哪些

無機絮凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩大類；鋁鹽以硫酸鋁、氯化鋁為主，鐵鹽以硫酸鐵、氯化鐵為主。後來在傳統的鋁鹽和鐵鹽的基礎上發展合成出聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵等新型的水處理劑，它的出現不僅降低了處理成本，而且提高了功效。這類絮凝劑中存在多羥基絡離子，以OH-為架橋形成多核絡離子，從而變成了巨大的無機高分子化合物，相對分子質量高達1×105。
無機聚合物絮凝劑之所以比其他無機絮凝劑能力高、絮凝效果好，其根本原因就在於它能提供大量的如上所述的絡合離子，能夠強烈吸附膠體微粒，通過粘附、架橋和交聯作用，從而促使膠體凝聚。同時還發生物理化學變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了Zeta電位，使膠體粒子由原來的相斥變成相吸，破壞了膠團的穩定性，促使膠體微粒相互碰撞，從而形成絮狀混凝沉澱，而且沉澱的表面積可達(200-1000)m2/g，極具吸附能力。
有機高分子絮凝劑出現於20世紀50年代，它們應用前途廣闊，發展非常迅速。已用於給水凈化，水/油體系破乳，含油廢水處理，廢水再資源化及污泥脫水等方面；還可用作油田開發過程的泥漿處理劑，選擇性堵水劑，注水增稠劑，紡織印染過程的柔軟劑，靜電防止劑及通用的殺菌、消毒劑等。
絮凝劑的種類和性質：
有機高分子絮凝劑有天然高分子和合成高分子兩大類。從化學結構上可以分為以下3種類型：
(1)聚胺型-低分子量陽離子型電解質；
(2)季銨型-分子量變化范圍大，並具有較高的陽離子性；
(3)丙烯醯胺的共聚物-分子量較高，可以幾十萬到幾百萬、幾千萬，均以乳狀或粉狀的劑型出售，使用上較不方便，但絮凝性能好。根據含有不同的官能團離解後粒子的帶電情況可以分為陽離子型、陰離子型、非離子型3大類。
有機高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-、-SO3、-OH等親水基團，具有鏈狀、環狀等多種結構。因其活性基團多，分子量高，具有用量少，浮渣產量少，絮凝能力強，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好等特點，在處理煉油廢水，其它工業廢水，高懸浮物廢水及固液分離中陽離子型絮凝劑有著廣泛的用途。特別是丙烯醯胺系列有機高分子絮凝劑以其分子量高，絮凝架橋能力強而顯示出在水處理中的優越性。
非離子型有機高分子絮凝劑主要是聚丙烯醯胺。它由丙烯醯胺聚合而得。
陰離子型有機高分子絮凝劑：
(1)陰離子型有機高分子絮凝劑主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣以及聚丙烯醯胺的加鹼水解物等聚合物。
(2)丙烯醯胺和苯乙烯磺酸鹽、木質磺酸鹽、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
陽離子型有機高分子絮凝劑：
2.4.1季銨化的聚丙烯醯胺：季銨化的聚丙烯醯胺陽離子均是將-NH2經過羥甲基化和季銨化而得，可以分為聚丙烯醯胺陽離子化和陽離子化丙烯醯胺聚合。
(1)由聚丙烯醯胺季銨化：聚丙烯醯胺(PAM)先與甲醛水溶液反應，醯胺基部分羥甲基化，其次與仲胺反應進行烷胺基化，然後與鹽酸或胺基化試劑反應使叔胺季銨化。
(2)由季銨化的丙烯醯胺聚合：在鹼性條件下，先由丙烯醯胺與甲醛水溶液反應，然後與二甲胺反應，冷卻後加鹽酸季銨化。產物經蒸發濃縮、過濾，得季銨化丙烯醯胺單體。

D. 徵求一篇綠色化學方面的論文

綠色催化劑的應用及進展
摘要]對新型綠色催化劑雜多化合物的研究進展進行了綜述，主要介紹了雜多化合物在催化氧化、烷基化、異構化等石油
化工領域的研究現狀，並對其應用和發展前景做了總結和評述。
[關鍵詞]雜多化合物；綠色化工催化劑；展望
隨著人們對環保的日益重視以及環氧化產品應
用的不斷增加，尋找符合時代要求的工藝簡單、污染
少、綠色環保的環氧化合成新工藝顯得更為迫切。20
世紀90年代後期綠色化學[1，2]的興起，為人類解決化
學工業對環境污染，實現可持續發展提供了有效的手
段。因此,新型催化劑與催化過程的研究與開發是實
現傳統化學工藝無害化的主要途徑。
雜多化合物催化劑泛指雜多酸及其鹽類，是一類
由中心原子(如P、Si、Fe、B等雜原子及其相應的無機
礦物酸或氫氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多
原子)按一定的結構通過氧原子橋聯方式進行組合的
多氧簇金屬配合物，用HPA表示[3-6]。HPA的陰離子結
構有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、
Standberg和Lindgvist 7種結構。由於雜多酸直接
作為固體酸比表面積較小(＜10 m2/g)，需要對其固
載化。固載化後的雜多酸具有「准液相行為」和酸鹼
性、氧化還原性的同時還具有高活性，用量少，不腐蝕
設備，催化劑易回收，反應快，反應條件溫和等優點而
逐漸取代H2SO4、HF、H3PO4應用於催化氧化、烷基化、異
構化等石油化工研究領域的各類催化反應。
1雜多酸在石油化工領域的研究進展
隨著我國石油化工工業的快速發展，以液態烴為
原料製取乙烯的生產能力在不斷增長，而產生的副產
物中有大量的C3～C9烴類，其化工綜合利用率卻仍然
較低，隨著環保法規對汽油標准中烯烴含量的嚴格限
制，如何在不降低汽油辛烷值的情況下，生產出高標
號的環境友好汽油已是我國煉油業面臨的又一個技
術難題。目前，催化裂化副產物C3～C9烴類的催化氧
化、烷基化、芳構化以及C3～C9烴類的回煉技術已成
為研究的熱點。因此，催化裂化C3～C9烴類的開發與
應用將有著強大的生產需求和廣闊的市場前景。
1.1催化氧化反應
雜多酸(鹽)作為一類氧化性相當強的多電子氧
化催化劑，其陰離子在獲得6個或更多個電子後結構
依然保持穩定。通過適當的方法易氧化各種底物，並
使自身呈還原態，這種還原態是可逆的，通過與各種
氧化劑如O2、H2O2、過氧化尿素等相互作用，可使自身
氧化為初始狀態，如此循環使反應得以繼續。用雜多
酸作催化劑使有機化合物催化氧化作用有兩種路線
是可行的[7]：①分子氧的氧化：即氧原子轉移到底物
中；②脫氫反應的氧化。
將直鏈烷烴進行環氧化是生產高辛烷值汽油的
重要途徑之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O
兩相中，在作為具有催化活性的過氧化多酸化合物的
前體的雜多負離子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多
負離子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+；X=P5+，Si4+或B3+)的存在
下，用過氧化氫進行1-辛烯的環氧化反應時，負離子
[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的，並
且許多光譜分析法表明它們的結構在反應過程中沒
有發生變化。[PMo12O40]3-表現出很低的活性，而
[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表現出高活性。反應
中Keggin型雜多負離子[PW12O40]3-被過量的過氧化
氫分解而形成過氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和
[W2O3(O2)4(H2O)2]2-，而這兩種活性物種在環氧化反應
中起到了重要的作用。1.2烷基化反應
石油煉制工業上，烷烴烷基化、烯烴烷基化及芳烴烷基化反應是生產高辛烷值清潔汽油組分的環境
友好工藝。但以濃硫酸和氫氟酸作為催化劑的傳統烷
基化工藝因氫氟酸的毒性和濃硫酸的嚴重腐蝕性受
到了很大的限制。
C4抽余液是蒸氣裂解裝置產生的C4餾份經抽提
分離丁二烯後的C4剩餘部分，其中富含大量的1-丁
烯和異丁烯。如何利用C4抽余液中的異丁烯和1-丁
烯是C4抽余液化工利用的關鍵。異丁烯是一種重要
的基本有機化工原料，主要用於制備丁基橡膠和聚異
丁烯，也用來合成甲基丙烯酸酯、異戊二烯、叔丁酚、
叔丁胺等多種有機化工原料和精細化工產品。1-丁
烯是一種化學性質比較活潑的a-烯烴，其主要用途
是作為線性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚單體，也用
於生產聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直鏈或支鏈
烯烴、仲丁醇、甲乙酮、順酐、環氧丁烷、醋酸、營養葯、
農葯等。特別是自20世紀70年代LLDPE工業化技術
開發成功以來，隨著LLDPE工業生產的蓬勃發展，國
內外對1-丁烯的需求與日俱增，已成為發展最快的
化工產品之一。
劉志剛[9]等用浸漬法制備了Cs+、K+、NH4+的SiPW12
雜多酸鹽類和SiO2負載的SiPW12雜多酸，在超臨界
條件下評價了它們對異丁烷和丁烯烷基化的催化作
用。結果表明，它們的活性和選擇性大小順序是當陽
離子數相同時，Cs+鹽＞K+鹽＞NH4+鹽。
(NH4)2.5H1.5SiW12O40盡管催化活性不高，但對C8產物的
選擇性達到83.48％；Cs2.5H1.5SiW12O40具有很高的催化
活性，但其對C8產物的選擇性卻只有62.47%。
1.3異構化反應
汽油的抗爆性用異辛烷值表示，直鏈烴異構化是
生產高辛烷值汽油的重要手段。C5～C6烷烴骨架異構
化旨在提高汽油總組成的辛烷值，反應受平衡限制,
低溫有利於支鏈異構化熱動力學平衡。為達到最大的
異構化油產率，C5～C6烷烴異構化應在盡可能低的溫
度和高效催化劑存在下進行。烷烴骨架異構化是典型
的酸催化反應，最近發現有較多的固體酸材料（其酸
強度高於H-絲光沸石)可用於輕質烷烴骨架異構化，
其中，最有效的有基於雜多酸(HPA)的催化材料和硫
酸化氧化鋯、鎢酸化氧化鋯(WOx-ZrO2)。
2綠色催化劑
綠色化學對催化劑也提出了相應的要求[1,2]：（1）
在無毒無害及溫和的條件下進行；(2)反應應具有高
的選擇性，人們將符合這兩點的催化劑稱之為綠色催化劑。
由於一些雜多酸化合物表現出准液相行為，極性
分子容易通過取代雜多酸中的水分子或擴大聚合陰
離子之間的距離而進入其體相中，在某種意義上吸收
大量極性分子的雜多酸類似於一種濃溶液，其狀態介
於固體和液體之間，使得某些反應可以在這樣的體相
內進行。作為酸催化劑，其活性中心既存在於「表相」，
也存在於「體相」，體相內所有質子均可參與反應，而
且體相內的雜多陰離子可與類似正碳離子的活性中
間體形成配合物使之穩定。雜多酸有類似於濃液的
「擬液相」，這種特性使其具有很高的催化活性，既可
以表面發生催化反應，也可以在液相中發生催化反
應。准液相形成的傾向取決於雜多酸化合物和吸收分
子的種類以及反應條件。正是這種類似於「假液體」的
性質致使雜多酸即可作均相及非均相反應，也可作相
轉移催化劑。陳誦英[10]等用二元雜多酸為催化劑，雙
氧水為氧化劑，醋酸為溶劑，催化氧化三甲基苯酚
(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ)，這與傳統方法先用發
煙硫酸磺化TMP，然後在酸性條件下用固體氧化劑氧
化得到TMBQ相比，能減少排放大量廢水以及10 t以
上的固體廢物，且其摩爾收率可達86％，大大提高了
原子利用率。劉亞傑[11]等採用一種性能優良的環境友
好的負載型雜多酸催化劑(HRP-24)合成二十四烷基
苯。HR-24屬於一種大孔、細顆粒、強酸性的固體酸
催化劑，大孔和細顆粒有利於大分子烯烴的擴散，且
不容易被長鏈烯烴聚合形成的膠質堵塞孔道，而強酸
性可使催化劑在較低溫度下就具有較高的催化活性。
實驗表明，在反應溫度和壓力較低的情況下(120℃
和0.1～0.2 MPa)，烯烴的轉化率和二十四烷基苯的
選擇性都接近100%。Furuta等[12]採用Pd-H3SiW12O40
催化乙烯在氧氣和水存在下氧化一步合成了乙酸乙
酯，簡化合成工藝，與綠色化學相適應。劉秉智[13]以活
性炭負載磷鉬鎢雜多酸為催化劑，用30%雙氧水催化
氧化苯甲醇合成苯甲醛，苯甲醛收率可達74.8%。與
國內同類產品的生產工藝相比，其具有催化活性好，
反應條件溫和，生產成本低廉，催化劑可重復使用，對
設備無腐蝕性，不污染環境，是一種優良的新型合成
工藝路線，具有一定的工業開發前景。
3展望
雖然綠色化工催化劑理論發展逐漸得到完善，但
大多數催化劑仍停留在實驗階段，催化劑性能不穩
定，制備過程復雜，性價比低是制約其工業化應用的
主要原因，但從長遠角度考慮，採用綠色化工催化劑
是實現生產零污染的一個必然趨勢。環境友好的負載
型雜多酸催化劑既能保持低溫高活性、高選擇性的優
點，又克服了酸催化反應的腐蝕和污染問題，而且能
重復使用，體現了環保時代的催化劑發展方向。今後
的研究重點應是進一步探明負載型雜多酸的負載機
制和催化活性的關系，進一步解決活性成分的溶脫問
題，並進行相關的催化機理和動力學研究，為工業化
技術提供數據模型，使負載型雜多酸早日實現工業化
生產，為石油化工和精細化工等行業創造更大的經
濟、社會效益。
[參考文獻]
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E. 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。