绿色化学中的化学合成及垃圾处理

1、【摘要】绿色化学是 20 世纪末崛起的一门新兴学科，相对于传统化学，它是未 来化学化工开展的主要方向之一。 本文主要通过个别实例对绿色有机合成化学的 概念，及有机合成中的绿色化学进展作了综述。【关键词】绿色化学；有机合成；进展 ; 垃圾；处理；技术1 引言按照美国?绿色化学? (GreenChemistry) 杂志的定义，绿色化学是指 : 在 制造和应用化学产品时应有效利用 ( 最好可再生 ) 原料，消除废物和防止使 用有毒的和危险的试剂和溶剂。今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术。它可通过使用自然能 源，防止给环境造成负担、防止排放有害物质。利用太阳能为目的的光触 媒和氢能源的制造和储藏

2、技术的开发，并考虑节能、节省资源、减少废弃 物排放量。传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重， 目前全世界每年产生的 有害废物达3亿吨4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。化学 工业能否生产出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？有 识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。2 绿色化学的进展 绿色化学是依靠科技进步，创造出单位产品产污系数最低，资源消耗最小的先 进工艺技术；从化学反响的根本上减少污染。而不是对“三废等进行处理的环 保局部性终端治理技术。21 开发原子经济性反响1991年，美国斯坦福大学化学教授 Trost 首次提出了原子经济性 (Atomec

3、onomy) 概念。即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。 理想的原子经济反响 是原料分子中的原子百分之百地转变成产物， 而不产生副产物或废物， 实现废物 的“零排放 (Zero emission) 。原子经济性反响有利于资源利用和环境保护。 对于大宗根本有机原料的生产而言， 选择原子经济反响十分重要。 目前， 在根本 有机原料的生产中， 有的已采用原子经济反响， 如丙烯氢甲酰化制丁醛、 甲醇羰 基化制乙酸、乙烯或丙烯的聚合、丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。另外，有的基 本有机原料的生产所采用的反响， 已由二步反响， 改为一步的原子经济反响。 如 环氧乙烷的生产， 原来通过氯醇法二步制备；

4、 研制出银催化剂后， 改为乙烯直接 氧化合成环氧乙烷的原子经济反响。 近年来， 开发新的原子经济反响已成为绿色 化学研究的热点之一。22 采用无毒、无害的原料 在现有化工生产中，不可防止地要用到一些有毒有害的原料，如剧毒的光气、 氢氰酸和有害的甲醛、 环氧乙烷等，严重地污染环境， 危害人类健康和社区平安。 采用无毒无害原料替代它们来生产各种化工产品是绿色化学的重要任务之一。在替代剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面， 有报道称工业上已开发成功 一种由胺类和二氧化碳生产异氰酸酯的新技术。 在特殊的反响体系中采用一氧化 碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也已开发成功。 Tundo 报道了用二

5、 氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法。 Komiya 研究开发了在固态熔融的状 态下，采用双酚 A 和碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术。 它取代了常规的光 气合成路线， 并同时实现了两个绿色化学目标： 一是不使用有毒有害的原料； 二 是由于反响在熔融状态下进行，不使用可疑的致癌物甲基氯化物作为溶剂。关于替代剧毒氢氰酸原料。 Monsanto 公司从无毒无害的二乙醇胺原料出发， 经 催化脱氢， 开发了平安生产氨基二乙酸钠的工艺， 改变了过去以氨、 甲醛和氢氰 酸为原料的二步合成路线，并因此获得了 1996 年美国总统绿色化学挑战奖中的 变更合成路线奖。 另外，国外还开发了由异丁烯生产甲基丙烯

6、酸甲酯的新合成路 线，取代了以丙酮和氢氰酸为原料的丙酮氰醇法。23 采用无毒、无害的催化剂目前烃类的烷基反响一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸作催化剂，这 些催化剂的共同缺点是对设备的腐蚀严重、危害人身、产生废渣、污染环境。为 此，国内外研究人员正从分子筛、 杂多酸、 超强酸等新催化材料中大力开发固体 酸烷基化催化剂。 其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术引人注目， 这 种催化剂选择性高。催化剂寿命长，且乙苯回收率超过 99.6%。还有一种生产线 性烷基苯的固体酸催化剂替代氢氟酸催化剂， 改善了生产环境， 现已工业化。 今 后在固体酸催化剂的研究开发中， 还应进一步提高催化剂的选择性

7、， 以降低产品 中杂质的含量；提高催化剂的稳定性，以延长催化剂的寿命。24 采用无毒无害的溶剂或不使用溶剂一般与化学制品有关的污染物不仅与原料、产品有关，也与制造过程中使用的溶剂有关。 当前广泛使用的溶剂主要是挥发性的有机物， 其中有些有机物会引起 地面臭氧层的形成，有的会引起水源污染，因此，要限制这类物质的使用。采用 无毒无害的溶剂代替挥发性的有机物已成为绿色化学研究的方向。在过去的 20 年中，研究人员对超临界流体进行了大量研究， 并在诸如临界现象、 溶解度和溶 剂团簇等问题上取得了重大进展。 水是无毒无害的廉价溶剂， 用水作溶剂具有其 独特的优越性。 Grieco 等研究了在水相中、室温

8、下的 Diels-Alder 反响，结果 发现水相中的反响比有机溶剂中的反响产率高。 超临界 CO2(T=304 K，Pc =7.4 MPa) 作为溶剂的研究，近年来有了很大的进展。超临界CO2 无毒、不可燃、价廉，可使许多反响的速度加快和 ( 或) 选择性提高，因此是一种优秀的绿色化学溶剂。另外，“离子液体作为溶剂代替挥发性的有机物已成为绿色化学的重要研究 方向。2 5 研制环境友好产品 绿色化学研制环境友好产品，就是为了消除污染环境产品的负面影响。Rohmhaas公司成功开发了一种环境友好的海洋生物防垢剂，从而获得美国总统 绿色化学挑战奖项中的设计更平安的化学品奖。 Donlar 公司由于

9、成功开发了 2 个高效工艺合成热聚天冬氨酸， 也获得了美国总统绿色化学挑战奖项中的小企业 奖。在环境友好机动车燃料方面，已逐步推广使用液化石油气、压缩燃气、甲醇和 乙醇等醇类燃料。 以及太阳能和氢能等， 减少了由汽车尾气中的一氧化碳以及烃 类引发的臭氧和光化学烟雾等对空气的污染。 此外，保护大气臭氧层的氟氯烃代 用品和防止“白色污染的生物降解塑料也在使用。26 提高烃类氧化反响的选择性 烃类选择性氧化在石油化工中占有极其重要的地位。据统计，催化过程生产的 各类有机化学品中，催化选择氧化生产的产品约占 25%。烃类选择性氧化为强放 热反响，目的产物大多是热力学上不稳定的中间化合物， 在反响条件下

10、很容易被 进一步深度氧化为二氧化碳和水， 其选择性是各类催化反响中最低的。 这不仅造 成资源浪费和环境污染， 而且给产品的别离和纯化带来很大困难， 使投资和生产 本钱大幅度上升。 因此，控制氧化反响深度， 提高目的产物的选择性也是绿色化 学研究中最具挑战性的难题。27 物理方法促进化学反响 光、电、热等是引发和促进有机反响的有效手段。是绿色化学的方向之一。近年来，微波促进化学反响的研究已取得很大进展。利用超声波的空化作用.可提高许多化学反响的反响速度，改善目的产物的选择性，改善催化剂的外表形态， 提高催化活性组分在载体上的分散性等。2 . 8计算机辅助的绿色化学设计计算机技术的开展应用，尤其是

11、分子结构与性能数据库的建立以及分子模拟技 术的开展，使人们在化学分子设计、合成统计、实验控制与模拟中有了得力的助 手和工具，防止了盲目的实验探索，减少了能源和材料浪费以及由此造成的对环 境的污染，从而按照绿色化学的既定目标，研制并生产出各种化学品。3实例一二氧化氯合成的绿色化学工艺二氧化氯是第四代广谱、高效的绿色饮用水消毒剂。世界卫生组织WHO确 认二氧化氯为AI级平安消毒剂，我国于2000年也将其作为饮用水消毒剂首次列 入标准之列。二氧化氯的合成及应用作为绿色产业已在悄然兴起。3. 1目前制取二氧化氯的工艺及存在的问题迄今为止,成型的二氧化氯生产工艺有10多种。在水处理领域二氧化氯的 制取根

12、本上采用的是氯酸钠+盐酸工艺、亚氯酸钠+盐酸工艺 和电解食盐水工 艺。这些工艺的缺乏之处见表1。表1工艺缺乏之处氯酸钠+盐酸复合型CIO2发生器原子经济性差37. 6 %;氯酸钠的转 化率低30 %50 %;生成的CIO2不 纯副产物CI2约占CIO2产量的一 半；产品投加到待处理水体时，大量未 反响的氯酸钠进入配水系统中，造成CIO -3污染。亚氯酸钠+盐酸高纯CIO2发生器原子经济性差26. 1 %;耗酸量大：产 生的废酸液多。在生成的混合消毒气体 中,大局部为CI2 ,CIO2 含量仅20 % 30 %;影响产品品质的因素多,消毒气体 的投加量难以精确控制；电解食盐水生产设备较复杂，一次

13、性投资大；电极、CIO2协同消毒发生器隔膜使用寿命短，运行及维护费用高。3. 2通过工艺改革使二氧化氯合成实现绿色化3. 2. 1亚氯酸钠+氯气工艺反响原理为：2NaCIO2 + CI2 = 2CIO2 + 2NaCI用氯气取代盐酸来复原亚氯酸钠，反响的原子经济性达53. 6 %,亚氯酸钠的转率 较高,能从较大程度上节约亚氯酸钠用量，产物中的二氧化氯纯度达95 %以上。工 艺简单,不需加温，设备容易操作及维护，且防止了盐酸在储存及投加过程中对操 作环境的影响，容易实现设备运行过程的自动化控制。本工艺可根据实际需要单 独投加氯气，或单独投加二氧化氯。对以地表水为水源的水厂，通常水质随季节变 化而

14、变化，当处于丰水期时水质较好，这时采用氯气消毒即可到达处理要求，而在 枯水期或由于其他原因造成水质变差时，再使用二氧化氯消毒，可取得最正确的经 济和环境效益。对已建有氯气消毒系统的水厂来说，本工艺在原有的设备根底上， 增加一些简单的设施就可到达二氧化氯和氯气灵活使用的目的。生成的二氧化氯的pH值接近中性，可较长时间保存而不发生岐化反响，通过中间储存箱可实现一 台设备多个投加点的复杂情况。3. 2. 2阳极电解亚氯酸钠工艺8 有关电化学反响如下：阳极:CIO-2 - e - CIO2阴极:H2O + e - OH- + 1/ 2H2电解反响：NaCIO2 + H2O CIO2 + 1/ 2H2

15、+ NaOH此工艺只用亚氯酸钠一种原料，无需添加辅助化学药剂，易于调节控制。就电解反 应来看,该反响的原子经济性达62. 2 %。亚氯酸钠的转化率较高，二氧化氯的纯 度可达98 %以上。3. 2. 3联合工艺联合工艺包括NaCI电解、HCI合成、CIO2发生三局部。各局部反响原理 如下：NaCI电解：NaCI + 3H2O = NaCIO3 + 3H2HCI合成：H2 + CI2 = 2HCI(3) ClO2 发生 :NaClO3 + 2HCl = NaCl + ClO2 + 1/ 2Cl2 + H2O工艺过程 : 电解氯化钠 , 生成氢气和氯酸钠 ; 氢气与通入的氯气反响生成 HCl ;HC

16、l 与来自电解槽的氯酸钠反响生成二氧化氯、氯气、氯化钠 , 把二氧化氯从与它同 时生成的氯气中别离出来 , 将稀的氯酸钠和氯化钠水溶液返回氯酸钠电解槽循环 利用。该工艺具有如下优点 : (1) 全液体工艺,生产中不使用、 不产生固体,无固体处理 设备,转动设备仅限于泵和风机 ; (2) 封闭工艺 ,首次开机时加足盐水后生产中 即可不再参加盐水 ,生产过程中仅需补充局部氯气即可保持系统平衡 ; (3) 不使 用催化剂,无副产品排出,减少了对环境的污染；(4) 联合系统CI02发生器在微 负压下工作 , 防止了在高真空度下操作所需的设备及操作费用。目前 ,ClO2 的合 成呈三大趋势: (1) 对

17、反响器进行改造 ,设计更合理的单室法反响器 (SVP) ,将反 应、蒸发和结晶一体化。 (2) 简化流程 , 减少投资 , 降低酸液消耗 , 减少废液的排 放。(3) 使用廉价的绿色天然有机物作复原剂。如马玉翔等 11 用蔗糖作复原 剂在硫酸作用下复原氯酸钠制取 CI02 的工艺,本钱低廉,药剂转化彻底 ,产品纯 度较高。4 实例(二)二氧化氯消毒过程的绿色化学与工艺4. 1 二氧化氯消毒过程的绿色化学与二氧化氯氧化性有关的标准电极电 势如下:CI02 + 4H+ + 5 e - = CI - + 2H2O E9 = 1.511VCI02 + H+ + e - = HCI02 E9 = 1.2

18、75VCI02 + e - = CIO-2 E9 = 1. 16V可见，无论CI02被复原到何种程度，都具有很强的氧化性，是氧化型消毒剂。正价 存在的氯即所谓“有效氯,CI2的有效氯定为100 % ,而CI02中的氯是以正四价态存在，CI + 4 + 5 e - CI -,其有效氯=(5 X 35. 45/ 67. 45) X 100 % = 263 %。二氧化氯消毒的绿色化主要表达在 :(1) 可把水中少量的 S2 - 、S02-3 、Sn02-2 、As02-3 、Sb02-3 、N0-2 和 CN- 等有毒有害的复原性酸根氧化去除。 如二氧化氯可将氰化物氧化成无毒无害 的二氧化碳和氮 :

19、2CI02 + 2CN- = 2C02 T + N2 T + 2CI -2可把水中常见复原态金属阳离子氧化去除。 如把二价锰氧化成不溶于水的二 氧化锰 :2CIO2 + 5Mn2 + + 6H2O = 5MnO2 J + 12H+ + 2CI -3可把水中含活泼基团的有机物氧化降解 , 并且不会产生致癌的三卤甲烷 THMs 等有机氯代物。二氧化氯对有机物的降解 , 以氧化反响为主 而氯气以亲 电取代为主 , 经氧化的有机物多降解为含氧基团 羧酸 为主的产物 , 无氯代产 物出现,如二氧化氯可将水中的酚氧化成醌式支链酸 ,将致癌物 3 ,42 苯并芘氧化 成无致癌性的醌式结构。4作为饮用水的杀菌

20、剂，每升水中只需加含3 %勺CIO2 的水溶液 0. 4 mL , 就可使杀菌率达 99 %以上。4. 2 二氧化氯对饮用水消毒的绿色工艺在水处理过程中,CIO2消毒的最主要的副产物 CIO-2和CIO-3具有一定的 毒性。 CIO-2 的形成和 CIO2 的消耗几乎是平行的 , 大约70 %参与反响的 CIO2 立 即以CIO-2的形式残留在水体中。因此利用二氧化氯处理水时必须采用绿色工艺, 以确保水中 CIO2 、CIO-2 、CIO-3 总剩余浓度不超标。二氧化氯作为单一消毒 剂时 , 投加点应在过滤之后 , 并应在进入清水池前保证与原水的充分混合 , 投加量 一般应控制在2 X 10

21、- 6 gPmL之内,并且应是高纯度投加。对一些污染严重的 水源,单独采用二氧化氯消毒,会使投加量上升至35 X 10 - 6 gPmL ,这一方面 增加了水厂的制水本钱 ,另外也大大增加了消毒后出水中剩余 CIO-2 的含量,在 这种情况下 , 采用两种消毒剂联合投加会取得较佳的处理效果 , 常见的组合消毒 工艺为 :原水投加二氧化氯混凝澄清过滤投加氯气清水池 二氧化氯在混凝前与混凝剂同时投加 , 不仅可通过氧化作用去除水中能产生三卤 甲烷的前体物 如腐殖酸和黄腐酸等 , 还可改善胶体颗粒带电性能 ,从而到达助 凝作用 , 使沉淀、过滤的处理效率得到提高。预氧化投加二氧化氯的量一般控制 在0

22、. 51. 0 X10 - 6 gPmL 。滤后投加少量氯气作为消毒剂 ,用来控制水中的 细菌学指标。这样不仅最大程度减少了水中三卤甲烷的形成量 , 也能保证水中余 氯持续杀菌活力 , 操作检测简单 , 运行费用低。5 结论对于大中型水厂尤其是以地表水为水源的水厂 , 应大力推广以“氯气 + 亚氯 酸钠工艺为主的高纯二氧化氯制备技术 , 以提高原子经济性 , 实现“零排放 ; 饮用水处理那么可采用“二氧化氯 + 氯气的组合消毒工艺 , 使消毒过程不产生或减少污染,使之符合绿色化学要求6 垃圾渗滤液的处理方法对渗滤液的处理，不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果，而且要考虑工艺对水质、水量变化的适

23、应性。渗滤液的处理一般包括物理化学法和生物处理法。6.1生物法生物法分为好氧生物处理法、厌氧生物处理法、厌氧 -好氧结合法、土地处 理法等。B0D5/C0一般在0.4-0.75,采用生物处理可到达良好的去除效果。 但随 着填埋时间的增长，垃圾层日趋稳定，易降解的小分子有机物浓度不断降低，难降 解的大分子有机物逐步占有优势,其BOD5/CO值甚至可低于0.1,可生化性变差, 这说明生物法处理垃圾渗滤液的效率随填埋年龄的增加越来越低。好氧处理法好氧处理包括活性污泥法、生物膜法、氧化沟、生物塘、生物转盘和滴滤池 等。生物膜法和活性污泥法在污水处理中应用广泛，活性污泥法因其运行费用低， 效率高而得到广

24、泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果 说明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷，可以获得令人满意的垃圾渗滤液 处理效果。Kaenan报导用活性污泥法能去除渗滤液中99%勺BOD5 Pirbazari等人对众多实际运行的垃圾渗滤液处理系统调查后发现，活性污泥法比其它好氧 法处理效果更佳，但活行污泥法处理垃圾渗滤液的效果受温度影响较大。与活性污泥法相比，生物膜法具有对水量、水质冲击负荷适应能力强等优点， 而且生物膜上能生长世代较长的微生物，如硝化菌之类，能有较好的消化能力。 C.Peddie等用直径0.9m的生物转盘处理 COD、于1000mg/L、NH3-N小于50mg/L

25、的渗滤液,其出水BOD5小于25mg/L、NH3-N小于0.1mg/L。与活性污泥相比，曝 气氧化塘体积大，有机负荷低，尽管降解速度慢，但由于其工艺简单，在土地允许 的条件下，是最省钱的垃圾渗滤液好氧处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利 亚和德国的小式规模的研究说明，采用曝气氧化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理 效果。总的来说,好氧处理法可有效地降低 BOD5CODB氨氮,还可去除铁、锰等 金属,是应用广泛的处理方法。厌氧生物处理厌氧生物处理的应用已有近百年的历史。处理的方式主要有厌氧生物滤池、 厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反响器及分段厌氧硝化等。但直到近20年来，随着微生物学、生物化学等学科开展

26、和工程实践的积累，不断开发出新的厌氧处 理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长，有机负荷低等特点，使它在理论和实 践上有了很大进步，在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。而且能耗少，操作简单,投资及运行费用低廉，而且由于产生的剩余污泥量少，所需的营养物质 也少。厌氧-好氧结合法厌氧法适用于处理污染物浓度较高的废水，但出水水质达不到排放标准，因 而常将厌氧与好氧系统组合起来。实践证明，对高浓度的垃圾渗滤液，厌氧与好氧 结合法是经济高效的处理工艺。邹莲花等人报导了采用厌氧 -吹脱-好氧-混凝沉 淀流程处理深圳市玉龙坑生活垃圾填埋场渗滤液，当渗滤液COD为25000mg/L、B0D5 15000m

27、g/L、NH3-N为1000mg/L时,出水各项指标都能达标。6.1.4 土地处理法土地处理主要通过土壤颗粒的过滤 , 离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液 中悬浮固体和溶解成分。 利用土壤微生物 好氧性微生物和厌氧性微生物 作用使 渗滤液中的有机物和氮发生转化 , 通过蒸发作用减少渗滤液的水量。对其去除机 理 , 唐家富等作了土壤净化试验研究。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌 法和人工湿地。 回灌法是将不经过任何处理的渗滤液用泵直接回喷到填埋层外表 借助填埋场覆土层的生物降解、物理化学作用等到达净化水质的目的 , 同时依靠 土壤外表的蒸发和表层植被的蒸腾作用 , 削减渗滤液水量。回灌减轻了

28、污染物的 溶出负荷,加快了污染物的溶出过程 ,减轻了对环境潜在的污染。 同时渗滤液回灌 使渗滤液水质得到均化 , 减轻了渗滤液处理设施的冲击负荷 , 有利于提高处理效 果。因此渗滤液回灌是一种值得推广的填埋场管理方法。 卢成洪等对回灌法处理 垃圾填埋场渗滤液的依据、 工艺流程、 技术参数均作了阐述。 唐山市垃圾填埋场 和贵阳高雁城市城市生活垃圾卫生填埋场也用回灌法来处理垃圾渗滤液。 人工湿 地是近几年才出现的一种新的土地处理工2.2 物理化学法 物化法主要有化学沉淀、膜法 包括微滤,超滤、反渗透等 、吸 附法、化学氧化、光电催化氧化等方法。 2.2.1 化学沉淀法 该法是从液态连续 介质中别离

29、出呈分散状态的颗粒杂质的重要手段。混凝过程包括混合6.2 物理化学法物化法主要有化学沉淀、膜法 包括微滤,超滤、反渗透等 、吸附法、化学 氧化、光电催化氧化等方法。6.2.1 化学沉淀法该法是从液态连续介质中别离出呈分散状态的颗粒杂质的重要手段。 混凝过 程包括混合、 凝聚、絮凝等几种作用。 其主要原理是通过向水中投加混凝剂和絮 凝剂 , 使其中颗粒杂质脱稳并絮凝成较大的絮凝体 , 继而通过沉降、 上浮、过滤等 过程进行别离。常用的混凝剂主要有铝盐、铁盐等。化学沉淀对于去除重金属离子是比拟有效的 , 但该法对于去除渗滤液中的其 它有机污染物的效果不好，处理后废水的CODC仍然远远高于有关的排放

30、标准。 因此, 该法不能作为单一工艺来处理垃圾渗滤液 , 同时沉淀物的后处理仍将是一 个问题。6.2.2 膜法也称膜别离技术 , 是利用特殊的薄膜对水中的成分进行选择性别离 , 包括电 渗析、扩散渗析、反渗透、超滤和液体膜渗析等别离技术。膜别离是利用某些膜 的半渗透性进行溶质与水的别离 , 半透膜只允许水和某些溶质透过 , 而其它溶质 及颗粒物均无法通过 , 与传统的简单过滤相比 , 超滤和反渗透有所不同。 砂滤及超 微滤可截留分子量 10000-100000 g/mol 以上的分子,反渗透那么可截留摩尔质量在 几十 g/mol 以上的离子和分子。由于截留物质大大增加 , 超滤与反渗透一般是在

31、 简单过滤预处理之后进行。膜别离污染物的效果是显而易见 , 经别离后的出水能够到达国家相应的排放标准 , 该法能连续操作 , 机械化程度高 , 易于管理 , 水 质的不稳定性对膜处理效果的影响较小。 但该技术在国内至今不能被应用欲实际 工程, 究其原因为膜材料本钱高 , 且膜在处理这种受污染较严重的水体时 , 膜极易 被污染,较难清洗,难以再次利用。开发一种本钱低廉的膜产品以及相应的膜清洗 技术对该法的实际工程应用价值的提高具有深远意义。6.2.3 吸附法吸附处理中常用的吸附剂是活性炭。 活性炭对水中苯类化学物、 酚类化学物 等许多有机物有较强的吸附作用 , 对分子直径在 10-8-10-5c

32、m 或分子量在 400以 下的低分子溶解性有机物的吸附性好 , 对极性强的低分子化学物及腐质酸类高分 子有机物的吸附能力差 , 此外,活性炭对一些重金属氧化物有较强的吸附能力。 活 性炭吸附具有装置简单 , 对水质、水量变化适应性强等特点。 J.Fettig 等人对活 性炭吸附预处理垃圾渗滤液进行了研究。6.2.4 化学氧化法 化学氧化法是利用氧化复原反响改变水中的有毒、有害物质的化学性状 , 使 其到达无害化的一种处理方法。化学氧化可用于脱色、去除重金属、酚、氰和有 机化合物的降解及消毒、除澡等。氯气、臭氧、双氧水、高锰酸钾等通常被用作 氧化剂。化学氧化法应用于垃圾渗滤液的处理中主要效果在于

33、除臭和脱硫 ,COD 去除率通常在 20-50%之间。但可以大大提高了渗滤液的可生化性。6.2.5 光、电催化氧化法 光、电催化氧化法是近年开展起来的一种污 废水处理新技术。 弓晓峰等人在利用紫外光氧化法深度处理垃圾渗滤液的研究中发现 , 当 pH=3时对COD勺去除率最高,也即在酸性条件下Fenton试剂光照处理渗滤液的 效果最好。黄本生等人将 ZnO/TiO2 复合半导体催化剂用于垃圾渗滤液的深度处 理, 出水水质到达了国家排放标准。光、电催化氧化反响同样存在运行费用高这一缺点 , 欲采用该方法处理渗滤 液, 其首要问题是提高电流的利用率 , 所以选择优良的电极材料以及设计电子 空穴产率高的光、电催化反响器已经成为该法处理渗滤液的两大主要研究方向。6.2.6 蒸发法垃圾渗滤液蒸发处理时 , 水从渗滤液中沸出 , 污染物残留在浓缩液中。 所有重 金属和无机物以及大局部有机物的挥发性均比水弱 , 因此会保存在浓缩液中 , 只 有局部挥发性烃、 挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽 , 最终存在与冷凝液中。 蒸发处理工艺可把渗滤液浓缩到缺乏原液体积的2%-10%。与其他处理不同 , 蒸发对水质变化的影响不大，但pH是蒸发的重要影响因素,pH影响渗滤液中挥发