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超臨界水氧化實驗裝置

發布時間:2023-03-04 12:26:37

1. ·初級·化學的設計實驗

LZ,2006年全國初中學生化學素質和實驗能力競賽復賽試題
(120分鍾滿分100分)
試題說明:
l本試卷共8頁,滿分100分。
2可能用到的相對原子質量:H-l C-12 N-14 0-16 Na-23 S-32 C1-35 5 Ca-40 Cu-64 Fe-56 Zn-65 AI-27
一、選擇題(本題包括15個小題,每小題2分,共30分。每小題有1個或2個選項符合題意。若有兩個答案的錯1個不得分,漏選1個扣1分。請將答案填在下表相應的題號的空格內。)
1.將下列四種家庭常用的調味品分別放入水中,不能形成溶液的是 ( )
A.食鹽 B.食用油 C.味精 D.蔗糖
2.下列符號中,既能表示一個原子,又能表示一種元素,還能表示一種物質的是 ( )
A.H2 B.O C. C60 D.Cu
3.食用下列方法處理過的食品,不會危及人體健康的是 ( )
A.用乾冰冷藏的食品 B.用硫磺熏制的白木耳、粉絲等食品
C.用甲醛浸泡的海鮮 D.用工業用鹽腌制的肉類食品
4.我國有些煤礦的坑道中具有豐富的可燃性氣體。利用該可燃氣可建成發電廠,這樣既充分利用了能源,又保證了煤礦的安全生產,坑道中主要的可燃性氣體是 ( )
A.H2 B.CO C.CH4 D.CH4和CO的混合氣體
5. 「綠色化學」是21世紀化學科學發展的重要方向之一,其核心是從源頭上減少對環境的污染。你認為「綠色化學」是指化學工業生產中 ( )
A.對廢氣、廢水、廢渣進行嚴格處理
B.少用或不用有害物質以及少排或不排放有害物質
C.不使用任何化學物質
D.在化工廠種草、種樹,使其成為花園式工廠
6.室內空氣污染的主要來源之一是人們現代生活中所使用的某些化工產品,如有些裝飾材料、化纖地毯、塗料等會不同程度地釋放出某種氣體,該氣體可能是 ( )
A.氟利昂 B.二氧化碳 C.甲醛 D.甲烷
7.下列物質可以用作食品抗氧化劑的是 ( )
A.炭粉 B.鐵粉 C.氯化鈣 D.生石灰
8.人體內含有多種元素,其中許多元素都是人體所需的。但有些元素尚未證實其生理功能,在食品中它們的含量稍高會引起毒性反應。我國食品衛生法對這些元素在食品中的含量的最高標准有極嚴格的規定,這些元素是 ( )
①Na ②Mg ③As ④Cd ⑤Ca ⑥Zn ⑦Hg ⑧Pb ⑨Fe ⑩K
A.⑥⑦⑧⑨ B.②④⑥⑧ C.③④⑦⑧ D.②④⑥⑦⑧
9.某學生將食鹽、生石灰、米醋、酸奶分別放人等質量的水中,逐一進行了pH的測定,並表示在下面的數軸上,其中能表示生石灰溶於水形成溶液的pH的是 ( )

10.當水的溫度和壓強升高到臨界點(t=374 3℃,p=22 05MPa)以上時,水就處於超臨界狀態,該狀態的水即稱之為超臨界水。超臨界水具有通常狀態下水所沒有的特殊性質,它可以和空氣、氧氣及一些有機物質均勻混合。如果超臨界水中同時溶有氧氣和有機物,則有機物可迅速被氧化,生成二氧化碳、氮氣、水等。有關超臨界水的敘述錯誤的是 ( )
A.超臨界水可處理有機廢物
B.超臨界水是一種新物質
C.超臨界水是水的一種狀態
D.超臨界水氧化技術不形成二次污染
11.《美國化學會志》報道了中國科學家以二氧化碳和鈉在一定條件製得金剛石,其化學方程式為3C02+4Na=2X+C(金剛石)。則x的化學式為 ( )
A. Na2O2 B .Na2CO3 C. Na2O D. Na4C2O6
12. 2002年諾貝爾化學獎得主之一的瑞士科學家維特里希夫巧妙地選用生物大分子中的某原子(x)作為測量對象,測出相鄰x原子間的距離和方位,再通過計算機破譯了某些生物大分子的空間結構。已知x原子是有機分子中數量最多的原子,該原子是 ( )
A .C B .H C .O D .N
13.有一溶液是由鹽酸、硫酸、硫酸鐵、氯化鐵、稀硝酸、硝酸鐵幾種中的兩種混合而成,向該溶液中加Ba(OH)2溶液的體積與生成沉澱的質量關系如右圖所示,則該溶液是 ( )
A.硝酸、硝酸鐵 B.硫酸、氯化鐵
C.鹽酸、氯化鐵 D.鹽酸、硫酸鐵
14.圖表資料可以為我們提供很多信息。下面是某學生對圖表資料的使用,其中正確的是 ( )
A.根據某元素的原子結構示意圖判斷該元素原子核中有幾個中子
B.根據密度數據判斷液體物質揮發性的大小
C.根據「各種物質在不同溫度時的溶解度表」,設計通過蒸發、結晶把混合溶液中某些溶質分離出來的方法
D.根據「相對原子質量表」判斷每種元素原子中的質子數、中子數和核外電子數
15.把A、B、c、D四種物質放在密閉容器中,在一定條件下充分反應,並測得反應物和產物在反應前後各物質的質量如下表所示:
物質 A B C D
反應前的質量/g 19.7 8.7 21.6 0.4
反應後的質量/g 待測 19.4 0 3.6
下列說法正確的是 ( )
A.物質c一定是化合物,物質D可能是單質
B.反應後密閉容器中A的質量為19.7 g
C.反應過程中,物質B和物質D變化的質量比為87:36
D.若物質A與物質C的相對分子質量之比為194 :216,則反應中A和c的化學計量數之比為1:2
二、填空題(本題包括8個小題,共41分。)
16.(3分)已知右圖為A、B、C三種元素的原子結構示意圖,則

(1)x=__________,y=__________。
(2)寫出一種由A、B、C三種元素形成的化合物的化學式_________。(用A、B、C代表元素符號)
17.(5分)某單位曾發生了一起亞硝酸鈉中毒事件。亞硝酸鈉外觀酷似食鹽且有成昧,亞硝酸鈉和食鹽的有關資料如下:
項目 亞硝酸鈉(NaNO2) 氯化鈉(NaCl)
水溶性 易溶,在15℃時溶解度為81.5 g 易溶,在15℃時溶解度為35.8 g
熔點 271℃ 801℃
沸點 320℃會分解,放出有臭味的氣體 1431℃
跟稀鹽酸作月 放出虹棕色的氣體N02 無反應
(1)根據上表,請你寫出亞硝酸鈉的兩個物理性質:
①____________________________②________________________________
(2)檢驗亞硝酸鈉的方法可以是:__________________________________________
18.(4分)現有碳酸氫銨、硫酸鉀兩種固體化肥,請設計兩種實驗方法將它們加以區別。
方法 現象 結論
(1) 原化肥是碳酸氫銨
(2) 原化肥是碳酸氫銨
19.(7分)在理解概念的基礎上,理清概念之間的相互關系,構建知識網路是化學學習重要的學習方法。F圖是初中常見化學概念之間的相互關系。

(1)寫出A、B、C所屬物質的類別,並以Na、H、O、S元素組成的物質為例各寫出一種代表物質的化學式。

(2)NaHSO4是硫酸的酸式鹽,NaHSO4的溶液具有酸性。寫出NaHSO4與表中A、B、C、
氧化物中某兩種物質分別反應的化學方程式:_________________________
20.(5分)近年來,多次發生煤礦瓦斯爆炸事件。瓦斯已成為導致我國煤礦特大惡性事故的「頭號殺手」。
(1)瓦斯存在於煤層及周圍岩層中,是井下有害氣體的總稱。瓦斯屬於_______(選填「純凈物」或「混合物」)。
(2)當瓦斯爆炸時,下列自救措施不當的是_____________ 。
A.站在原地不動
B.背對爆炸地點迅速卧倒
C.若眼前有水,應俯卧或側卧於水中。並用濕毛巾捂住口鼻
D.選擇合適通道迅速逃生
(3)煤礦瓦斯爆炸有三個必要條件:瓦斯濃度達到爆炸限度、足夠的_________和_________,對任何一個條件的有效控制都可避免瓦斯爆炸。這類事故的發生也提醒我們在做易燃、有毒氣體的實驗時應注意 __________________(任寫一點)。
21.(6分)下面4個觀點都是錯誤的。寫出你熟悉的化學反應方程式,否定相應的各錯誤觀點:
序號 錯誤觀點 否定例證(化學方程式)
(1) 分解反應一定有單質生成
(2) 凡有化合物生成的反應都是化合反應
(3) 有單質和化合物生成的反應一定是置換反應
(4) 有鹽和水生成的反應一定是中和反應
22.(7分)某初級中學學生為探究該校化學實驗室的一種黑色粉末和一瓶標簽破損的無色溶液(如右圖所示)可能是什麼物質,大膽猜想並設計實驗進行驗證。
[發現問題]當把黑色粉末與無色溶液混合時即產生氣泡。
[查閱資料]初中化學實驗室常見的黑色粉末有氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉等。
[提出假設]黑色粉末是_______,無色溶液是_______。(只寫一種假設)
[設計實驗]向盛有少許黑色粉末的試管中加入適量的無色溶液;用_________________
_________________收集一試管氣體;
檢驗氣體(寫出操作方法)____________________________________________________
____________________________________________________________________________。
[實驗現象]
[實驗結論]此氣體是_________________,原假設_______________
23.(4分)一定體積淡水中浮游植物在單位時間內經光合作用製造的有機物是該生態系統初級生產力。6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2生成有機物質量和O2的質量(設為m)的關系為:___________________
所以由水體中溶解氧量的改變,可知生成有機物總量。
取水樣,測定其中溶解氧量為m(原)。將水樣灌滿黑、白瓶後放到原先取水樣的位置[黑、白瓶中水樣的體積均與測定m(原)水樣的體積相等],經24小時取出,測得黑、白瓶內水中溶解氧量為m(黑)、m(白)。黑瓶在無光條件下,水中浮游植物只發生消耗O2的呼吸作用,使水中溶解氧量下降;在光照條件下,白瓶內浮游植物發生光合作用使水中溶解氧量上升,同時植物也發生呼吸作用。已知黑、白瓶內植物呼吸作用強度相同。下列兩種溶解氧量的差值各表示什麼?
m(原)-m(黑)=___________________________________________________________
m(白)- m(黑):_________________________________________________________
三、實驗題(本題包括3個小題,共20分)
24.(5分)向一定量的氯化鋇溶液中加一定量的硫酸鈉溶液,充分反應後過濾。你認為濾液中溶質的組成最多有_______種情況,這幾種情況中一定都含有_______。
請你設計一個實驗,證明上述實驗中氯化鋇和硫酸鈉剛好完全反應,並將有關內容填寫在下表中。
驗證的實驗方法 可能觀察到的實驗現象 結論

25.(7分)為探究CO2和NaOH確實發生了化學反應,某實驗小組的同學設計出了下列4種實驗裝置,請回答下列問題:

⑴ 選擇任意一種實驗裝置,簡述出現的實驗現象,解釋產生該實驗現象的原因:選擇的實驗裝置是____________________________,實驗現象為:_______________________
_______________________________________________________________________,產生該實驗現象的原因是:_______________________________________________________
____________________________________________________________________________。
⑵某同學質疑上述實驗設計,該同學質疑的依據是__________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
⑶在原實驗的基礎上,請你設計實驗證明CO2和NaOH肯定發生了化學反應。______________________________________________________________________________________________。
26.(8分)神州五號、神州六號載人飛船成功返航,標志著我國已跨入航天領域國際先進行列。
(1)在宇宙飛船上可以安裝盛有Na202的裝置,它的作用是與人呼出的二氧化碳反應生 成氧氣,寫出該反應的化學方程式:__________________________________________________。
(2)請你寫出一種實驗室製取氧氣的化學方程式:_________________________________________。
請在下面的儀器中根據上述反應選擇適當的儀器組成一套製取並收集乾燥的氧氣的裝置,各儀器從左到右的介面順序是( )一( )( )一( )。(填各儀器介面處的字母)。

(3)證明集氣瓶中的氧氣已經收集滿的方法是_________________________。
(4)要測定生成的氧氣的體積,必須選用除上圖以外的儀器是__________(填儀器名稱)。
四、計算題(本題包括2個小題,共9分。)
27.(4分)已知CuO被C還原的產物是Cu2O(紅色)。現有CuO和木炭粉組成的混合物4.24 g,在高溫下充分反應後,得到紅色固體產物。反應後產生的氣體能全部被過量的澄清的石灰水吸收,得沉澱2.00 g。試計算所得紅色固體產物質量。

28(5分)學校研究性學習小組測定Cu—Fe合金、Fe-Zn合金和Fe- Al合金中鐵的質量分數,實驗室只提供一瓶未標明質量分數的稀硫酸和必要的儀器。
他們取其中一種合金的粉末5.6g與足量該硫酸充分反應,經測定,產生了氣體ag。請討論:當粉末為Fe-AI合金時,a>________;當粉末為Cu—Fe台金時,a<______________; 當_________>a>__________時,粉末可能是_____________________。

2006年全國初中學生化學素質和實驗能力競賽
(第十六屆天原杯)復賽試題答案
一、選擇題(本題包括15個小題,每小題2分,共30分。每小題有1個或2個選項符合題意。若有兩個答案的錯1個不得分,漏選1個扣1分。請將答案填在下表相應題號的空格內。)
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 B D A C B C B C D B B B AC C AD
二、填空題(本題包括8個小題,共41分)
16、(3分)(1)6;6 (各1分,共2分)
(2)A2BC3等 (1分)
17、(5分)
(1)易溶於水,熔點271℃;(其它合理答案均可給分) (各1分,共2分)
(2)方法一:取少量待測物質與稀鹽酸反應,若有紅棕色氣體產生,則該物質為亞硝酸鈉。
或方法二:取待測物質加熱到320℃以上,若有臭味氣體產生,則該物質為亞硝酸鈉。(3分)
18、(4分)
方 法 現 象
(1)將兩種化肥分別放入試管中加熱 有刺激性氣味氣體產生,試管壁出現水珠,固體質量減少或消失的
(2)將兩種化肥分別放入到裝有稀鹽酸的試管中 有無色無味的氣體產生的
19、(7分)
(1) (每空0.5分,共3分)
A B C
酸 鹼 鹽
H2SO4或H2SO3或H2S NaOH Na2SO4或H2SO3或Na2S
(2)NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O或2NaHSO4+Na2O=2Na2SO4+H2O
或2NaHSO4+Na2SO3=2Na2SO4+SO2↑+H2O或2NaHSO4+Na2S=2Na2SO4+H2S↑
(化學方程式答對1分得2分,共4分)
20、(5分) (每空1分,共5分)
(1)混合物 (2)A; (3)火源;氧氣;點燃氣體前要先檢驗氣體的純度(或應該在通風櫥中進行實驗或從遵守規章制度或注意安全等方面均可)
21、(6分) (每空1.5分,說明:其它合理答案均可給分。)
(1)Cu(OH)2 CuO+H2O (2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ (4)Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O+CO2↑
22、(5分,每空1分)
假設一:MnO2;H2O2;排水集氣;用帶火星的木條伸入試管中;帶火星的木條復燃;O2;根據假設與檢驗的氣體是否一致來判斷成立或不成立。
假設二:鐵粉;稀硫酸;排水(或向下排空氣法);把收集滿氣體的試管移近酒精燈火焰(或把燃著的木條移近試管口);聽到爆鳴聲(或氣體燃燒。火焰呈淡藍色);H2;根據假設與檢驗的氣體是否一致來判斷成立或不成立。
23、(4分)(每空1分)有機物量=m×15/16 (180/192=15/16) (2分)
m原-m黑:24小時內浮游植物呼吸消耗氧量 (1分)
m白-m黑:24小時內植物籍光合作用製造有機物總量 (1分)
三、實驗題(本題包括3個小題,共20分)
24、(5分)3;NaCl (每空1分,共2分)
驗證的實驗方法 可能觀察到的實驗現象 結論
(1)取樣,加BaCl2溶液(2)另取樣,加Na2SO4溶液 無沉澱現象無沉澱現象 濾液中無Na2SO4 濾液中無BaCl2 證明兩者剛好完全反應
(每空1分,共3分)
25、(7分)(1) (1分)
裝置(1) 裝置(2) 裝置(3) 裝置(4)
實驗現象 試管內液面上升,燒杯內液面下降(1分) 軟塑料瓶變癟(1分) 氣球脹大(1分) 燒杯內的水流入錐形瓶中(1分)
產生 現象的原因 二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應,使試管內氣體壓強減少,液體被壓入試管中(1分) 二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應,使塑料瓶內氣體壓強減少,大氣壓將軟塑料瓶壓癟了(1分) 二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應,使錐形瓶內氣體壓強減少,大氣使氣球脹大(1分) 二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應,使錐形瓶內氣體壓強減少,大氣壓將液體壓入錐形瓶(1分)
註:(1)~(4)只需答一題,本題共2分。
(2)二氧化碳溶解於水,使氣體的量減少,也可以出現類似的現象。 (2分)
(3)往二氧化碳和氫氧化鈉溶液作用後的液體中加入過量的稀鹽酸,如果有無色無味的氣體產生,說明二氧化碳和氫氧化鈉溶液已經發生了化學反應。 (3分)
26、(8分)
(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑ (2分)
(2)2KClO3 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O +O2↑ (1分)
a,fe,g或b,fe,g (3分)
(3)帶火星的木條放在g處,若復燃證明氧氣已經收集滿 (1分)
(4)量筒 (1分)
四、計算題(本題包括2個小題,共9分)
27、(4分)
解:4.24g混合物中,m(C): ×12=0.24g (1分)
M(CuO):4.24g-0.24g=4g (1分)
CuO全部被還原為Cu2O的化學方程式:
4CuO+C=2Cu2O +CO2↑
4×80 2×144
4.00 x
X=3.60(g) (2分)
28、(5分)
解:0.20;0.20;0.2~0.17; Fe-Zn合金或者Cu–Fe合金 (每空1分) 18090希望對你有幫助!

2. 城市污水處理中深度處理有哪些工藝

深度處理常見的方法有以下幾種。

1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質,而且易於自動控制,對水量、水質、水溫變化適應性強,因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500~3 000的有機物有十分明顯的去除效果,去除率一般為70%~86.7%[1],可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、顆粒活性炭(GAC)和生物活性碳(BAC)三大類。近年來,國外對PAC的研究較多,已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度,在水處理系統中,投加粉末活性炭去除水中的COD,過濾後水的色度能降底1~2度;臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多,處理效果也較穩定,美國環保署(USEPA)飲用水標準的64項有機物指標中,有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高,且容易產生亞硝酸鹽等致癌物,突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用,降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用,從而延長活性炭的工作周期,大大提高處理效率,改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前,歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上,應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術,既節省了新鮮水的補充量,減少污水排放量,減輕水體污染,降低生產成本,還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用,提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化,僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果,是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等,還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子,對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理,產水水質達到生活雜用水標准,回用污水用於洗車,每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體,對二級出水的脫鹽率達到90%以上,COD和BOD的去除率在85%左右,細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術,用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水,能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間,其操作壓力通常為0.5~1.0 MPa,納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性,它對二價離子的去除率高達95%以上,一價離子的去除率較低,為40%~80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器-納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果,出水COD小於100 mg/L,廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料,著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物,種類多、危害大,有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基(如•OH等),使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質,甚至直接生成CO2和H2O,達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法(WAO)是在高溫(150~350 ℃)、高壓(0.5~20 MPa)下利用O2或空氣作為氧化劑,氧化水中的有機物或無機物,達到去除污染物的目的,其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝,徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題,而且運行成本低,氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法(CWAO)是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成,也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前,建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置,已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前,考慮經濟性,應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上,該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度(400~600 ℃)和壓力也使反應速率加快,可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥,日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上,污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質,且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現,如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH,對於廢水處理來說,這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系,因為鐵是很豐富且無毒的元素,而且H2O2也很容易操作,對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多,結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外,國內外的研究還證明,用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點,在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高,只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法,再與其他處理方法(如生物法、混凝法等)聯用,則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率,並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH,使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的(摻入其他成分)TiO2,改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒,是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外,電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝,將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高,低溫下也可進行;設備相對較為簡單,操作費用低,易於自動控制;無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡,它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量,在其周圍極小的空間范圍內產生1 900~5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH,誘發有機物降解;此外,在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水,有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著,氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點,如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前,超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線(γ、χ射線)和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子,再由這些高活性粒子誘發反應,使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高,而且該法的能耗大、能量利用率較低;此外為避免輻射對人體的危害,還需要特殊的保護措施。更多資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行,還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性,對許多有機物或官能團發生反應,有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅,其脫色效果比活性炭好;還能降低出水濁度,起到良好的絮凝作用,提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前,由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後,所以運行費用過高,推廣有難度。

3. 超臨界流體萃取技術原理是什麼他與傳統提取方法相比有何優點

超臨界流體萃取分離過程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系,即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下,將超臨界流體與待分離的物質接觸,使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當然,對應各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的,但可以控制條件得到最佳比例的混合成分,然後藉助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體,被萃取物質則完全或基本析出,從而達到分離提純的目的,所以超臨界流體萃取過程是由萃取和分離組合而成的。

超臨界流體萃取與化學法萃取相比有以下突出的優點:
(1)可以在接近室溫(35-40℃)及CO2氣體籠罩下進行提取,有效地防止了熱敏性物質的氧化和逸散。因此,在萃取物中保持著葯用植物的全部成分,而且能把高沸點,低揮發度、易熱解的物質在其沸點溫度以下萃取出來;
(2)使用SFE是最干凈的提取方法,由於全過程不用有機溶劑,因此萃取物絕無殘留溶媒,同時也防止了提取過程對人體的毒害和對環境的污染,是100%的純天然;
(3)萃取和分離合二為一,當飽含溶解物的CO2-SCF流經分離器時,由於壓力下降使得CO2與萃取物迅速成為兩相(氣液分離)而立即分開,不僅萃取效率高而且能耗較少,節約成本;
(4)CO2是一種不活潑的氣體,萃取過程不發生化學反應,且屬於不燃性氣體,無味、無臭、無毒,故安全性好;
(5)CO2價格便宜,純度高,容易取得,且在生產過程中循環使用,從而降低成本;
(6)壓力和溫度都可以成為調節萃取過程的參數。通過改變溫度或壓力達到萃取目的。壓力固定,改變溫度可將物質分離;反之溫度固定,降低壓力使萃取物分離,因此工藝簡單易掌握,而且萃取速度快。

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