畢業(yè)論文單質(zhì)鐵、離子交換樹脂聯(lián)合處理化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室廢水的研究和電化學(xué)技術(shù)在新能源中的利用

PAGEPAGEI單質(zhì)鐵、離子交換樹脂聯(lián)合處理化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室廢水的研究摘要：通過(guò)調(diào)查、采樣分析化工實(shí)驗(yàn)大樓的實(shí)驗(yàn)室廢水中COD以及鎘、鉻、鋅、銅、鉛等各種金屬離子的污染程度。研究單質(zhì)鐵、離子交換樹脂聯(lián)合處理后的廢水中的COD和重金屬離子的去除情況。結(jié)果表明，鐵屑投加量在20g/L—50g/L階段時(shí)，COD的去除效果最好,去除率為91.76%。在Fe加入量為35g/L—45g/L之間時(shí)，廢水中的COD均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。且Fe加入量為35g/L時(shí)處理效果最好,去除率為94.26%。即鐵屑的最佳投藥量為35g/L。各重金屬離子的濃度隨著樹脂投加量的增加而降低，當(dāng)樹脂量達(dá)到100g/L以后，出水中的重金屬離子濃度全部達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。鑒于節(jié)省處理費(fèi)用，樹脂的最佳投藥量為當(dāng)流速在2.0mL/min以內(nèi)時(shí)較好的處理效果,鉛離子濃度<0.1mg/L,銅離子濃度<0.5mg/L,鎘離子濃度<0.01mg/L,鉻離子濃度<0.1mg/L,鋅離子濃度<1mg/L達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。所以本實(shí)驗(yàn)處理流速控制為2.0mL/min，出水中各重金屬離子濃度都可以達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水；單質(zhì)鐵；離子交換Elementaliron,ionexchangeresincombinationofwastewatertreatmentchemicalchemistrylabLiuWeiguo(Watersupplyanddrainage0601,SchoolofEnvironmentalandBiologicalEngineering)Abstract:ThroughtheinvestigationandanalysisofchemicalexperimentofsamplinginlaboratorybuildingwastewaterCODandcadmium,chromium,zinc,copper,lead,etcallkindsofmetalionsandpollutiondegree.Elementalresearch,ionexchangeresinwastewatertreatmentincombinationofCODandheavymetalionsremoval.Resultsshowthattheoptimumdosingquantityin20g/L-50g/L,CODremovalefficiency91.76%forthebesteffect.Feinadditionof35g/L/L45g-betweentheCOD,wastewaterdischargestandardsarereached.Feandto35g/Ltreatmentforthebesteffect,94.26%removal.Thebestmedicineiscastironfor35g/L.Theheavymetalionconcentrationwithresindosingquantityincreases,whentheresincontent,thewaterreaches100gWhenthevelocityin2.0mL/minwithinthetreatmenteffect,whilegoodleadionsconcentration<0.1mg/L,copperionsconcentration0.5<mg/L,cadmiumionsconcentration<0.01mg/L,chromiumionconcentration<0.1mg/L,zincconcentration<1mg/Lreachesthenationallevelemissionstandard.Sotheexperimentaltreatmentfor2.0mL/flowcontrol,theheavywaterminconcentrationcanachievenationalintegratedwastewaterdischargestandardofGB8978-2002levelstandard.Keywords:ChemistrylaboratorywastewaterenvironmentpollutionIonexchange目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 -1-1.1引言 -1-1.2化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的產(chǎn)生 -1-1.3化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的組成及含量 -1-1.4化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的排放標(biāo)準(zhǔn) -2-1.5化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的危害 -2-1.6研究的目的及意義 -2-第2章國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 -4-2.1化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水排放的現(xiàn)狀 -4-2.2化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理 -4-2.2.1活性炭吸附法 -5-2.2.2絮凝沉淀法 -6-2.2.3硫化物沉淀法 -6-2.2.4高濃度有機(jī)廢水處理方法 -6-2.2.5含病原微生物廢水處理 -6-2.2.6可滲透反應(yīng)墻 -7-2.2.7氧化還原沉淀法 -7-2.2.8綜合處理法 -8-2.3PRB的研究進(jìn)展 -9-2.3.1PRB的最新進(jìn)展 -9-2.3.2PRB去除有機(jī)物 -9-2.3.3PRB去除重金屬 -10-第3章實(shí)驗(yàn)方案 -11-3.1實(shí)驗(yàn)路線 -11-3.1.1實(shí)驗(yàn)調(diào)查 -11-3.1.2原水水樣采集及分析 -11-3.1.3實(shí)驗(yàn)條件的確定 -11-3.2實(shí)驗(yàn)原理 -11-3.3實(shí)驗(yàn)藥品 -15-3.4實(shí)驗(yàn)方法 -16-第四章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 -18-4.1鐵屑投加量對(duì)COD去除率的影響 -18-4.2樹脂投加量對(duì)重金屬離子去除率的影響 -20-4.3流速對(duì)重金屬離子去除效果的影響 -21-4.2.1對(duì)鉛離子的影響 -21-4.2.2對(duì)銅離子的影響 -22-4.2.3對(duì)鎘離子濃度的影響 -23-4.2.4對(duì)鉻離子濃度的影響 -23-4.2.5對(duì)鋅離子濃度的影響 -24-第5章實(shí)驗(yàn)結(jié)論 -26-致謝 -27-參考文獻(xiàn) -28-第1章緒論1.1引言化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水危害很大,隨著高校的擴(kuò)招,學(xué)生人數(shù)的激增及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科研的進(jìn)行,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水日益增多,很多實(shí)驗(yàn)室對(duì)廢水不加任何處理就排入下水道,因?qū)嶒?yàn)廢水的成分相當(dāng)復(fù)雜,含有較多的酸、堿、氰化物、六價(jià)鉻、砷化物、酚、苯等有毒有害的物質(zhì),直接排放對(duì)人們的生活用水和居住環(huán)境勢(shì)必造成污染,尋找一種經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、環(huán)保,適用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理工藝已經(jīng)刻不容緩[1]。盡快解決高校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染問(wèn)題,不僅有利于改善校園和城市的生活環(huán)境,而且有利于實(shí)施高校的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。通過(guò)對(duì)此項(xiàng)的研究，可以降低水體被污染的程度，而且在去除重金屬的過(guò)程中還可以對(duì)這些重金屬進(jìn)行回收，或者直接將其轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)時(shí)所能用到的試劑。對(duì)技術(shù)的研究，可以達(dá)到在去除重金屬過(guò)程中減少試劑的使用量和減少不必要的副產(chǎn)物產(chǎn)生的效果。1.2化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的產(chǎn)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的產(chǎn)生,主要來(lái)自高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)廢水量的不確定性、多變性、復(fù)雜性是其自身的特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)廢水分為高濃度和低濃度的廢水,高濃度廢水主要是標(biāo)簽脫落后的不明潮解試劑,失效的液態(tài)試劑,科研和實(shí)驗(yàn)中的衍生物及副產(chǎn)品[2],劇毒藥品實(shí)驗(yàn)后的洗滌水,高濃度廢水對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,應(yīng)當(dāng)引起人們的足夠重視,低濃度廢水主要是化學(xué)實(shí)驗(yàn)器皿的洗滌水,一般酸、堿、鹽的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物,低毒的化學(xué)廢試液和實(shí)驗(yàn)用水。1.3化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的組成及含量統(tǒng)計(jì)化工大樓本學(xué)期實(shí)驗(yàn)開設(shè)情況，確定實(shí)驗(yàn)種類及其分類以及各種實(shí)驗(yàn)的具體情況，了解其可產(chǎn)生污染物的種類。通過(guò)分析：可估算出廢液中有關(guān)組分的含量。鉻，0.2796g/L,0.005376mol/L，銀,1.340g/L,0.01242mol/L汞,1.745g/L,0.008701mol/L。1.4化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-2002）第一類污染物最高允許排放濃度，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水中中銀、汞、鉻的最高排放濃度分別為：銀為0.5mg/L，汞為0.05mg/L，鉻為1.5mg/L。預(yù)計(jì)處理后的廢液達(dá)到國(guó)家污水綜合排放（GB8978-2002）第一類污染物最高允許排放濃度。1.5化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的危害廢液中有銀、汞、鉻等重金屬離子，其中汞對(duì)人體的危害最直接而且嚴(yán)重。汞及汞的化合物全部有毒。慢性汞中毒在消化系統(tǒng)表現(xiàn)為一系列的口腔病變及食欲不振、惡心、嘔吐、腹瀉;在神經(jīng)系統(tǒng)方面,最初表現(xiàn)為一般的神經(jīng)衰弱癥侯群,如嗜睡、頭疼、記憶力減退等,重者可發(fā)生多發(fā)性末梢神經(jīng)炎,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)可造成“汞中毒腦病”[3]。此外,慢性汞中毒亦可造成皮膚粘膜及泌尿、生殖系統(tǒng)損害。六十年代日本熊本縣由汞引起過(guò)公害污染事件—水俁病事件,即典型的汞中毒案例。目前,還沒有比較好的方法治療這種病。鉻化合物中以六價(jià)鉻毒性最強(qiáng),三價(jià)鉻次之,二價(jià)鉻和鉻本身的毒性很小。鉻化合物可通過(guò)消化道、呼吸道、皮膚和粘膜進(jìn)入人體,經(jīng)消化道進(jìn)入人體可引起惡心、嘔吐、腹痛,也能引起潰瘍病;經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體時(shí),首先侵害上呼吸道,引起鼻炎、咽炎、支氣管炎等.據(jù)報(bào)道,由呼吸道吸入的六價(jià)鉻有致癌作用[4]。1.6研究的目的及意義隨著國(guó)家提出“建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)”，積極推行“節(jié)能減排”政策，水環(huán)境污染和污水治理日益受到社會(huì)的關(guān)注。目前國(guó)家正加大力度對(duì)污染源進(jìn)行調(diào)查，力圖摸清各行業(yè)的排污狀況。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水的水質(zhì),水量不穩(wěn)定,間歇性實(shí)驗(yàn),使得排放的廢水隨時(shí)間變化很大,使得收集和儲(chǔ)存比較麻煩,應(yīng)專門成立實(shí)驗(yàn)室廢水處理中心,統(tǒng)一處理廢水。各化學(xué)實(shí)驗(yàn)室隨時(shí)隨地把實(shí)驗(yàn)廢水存儲(chǔ)起來(lái),貼上標(biāo)簽,注明日期、廢水的種類、性質(zhì)、所含成分,是酸性、堿性,還是含氰含汞、含苯或含酚廢水,及時(shí)送到實(shí)驗(yàn)室廢水處理中心[5],中心要及時(shí)處理,廢水不宜貯存時(shí)間太久,應(yīng)就地及時(shí)原位處理,中心采用多單元處理流程或有針對(duì)性的分類處理,可降低處理廢水的費(fèi)用,操作也可盡量簡(jiǎn)單。廢水處理應(yīng)分類收集,簡(jiǎn)單易操作以廢治廢和降低成本為原則,我校無(wú)機(jī)化學(xué)教研室老師就曾經(jīng)把照相館中的洗相廢液收購(gòu)回來(lái),用化學(xué)方法提煉出廢液中的銀,既處理了化學(xué)廢水,減少了環(huán)境污染,又變廢為寶,為老師增加了收入,一舉三得。治理廢水污染,大多數(shù)人思想上都不夠重視,行動(dòng)上更難以堅(jiān)持,只有從上到下增強(qiáng)危機(jī)感、緊迫感,真正從思想上認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性,把環(huán)境保護(hù)工作擺到議事日程上來(lái),下定決心,治理污染源頭[6],才能徹底改善環(huán)境,保護(hù)人類的地球。表1-1控制項(xiàng)目最高允許排放濃度（日均值）單位mg/L序號(hào)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值1化學(xué)需氧量（COD）502總鎘0.013總鉻0.14總鋅1.05總銅0.56總鉛0.1第2章國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水排放的現(xiàn)狀總體來(lái)講化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢水排放情況復(fù)雜，不同工作性質(zhì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢水中污染物的成分不同。按化學(xué)性質(zhì)可分為有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)二大類[7]？？？？？？。本文僅針對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室廢水處理的方法進(jìn)行探討，因?yàn)榇祟悓?shí)驗(yàn)室在國(guó)土資源行業(yè)有較大的數(shù)量，具有較強(qiáng)的針對(duì)性。pH值是控制廢水排放酸堿度的指標(biāo)，我們?cè)趯?duì)國(guó)土資源、水務(wù)等行業(yè)的二個(gè)有代表性的無(wú)機(jī)化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室廢水排水管口進(jìn)行了隨機(jī)取樣測(cè)試，總體測(cè)試結(jié)果是排放的廢水pH值呈偏酸性，部分時(shí)間段pH測(cè)試值呈強(qiáng)酸性，其它污染主要是廢水中重金屬元素含量超標(biāo)，如Hg、cr、Pb等有害元素[8]。從時(shí)問(wèn)分布上看，污染程度不同，并有隨機(jī)性；從污染物成份上看，種類較多，并且復(fù)雜。對(duì)照中國(guó)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—2002)中的相關(guān)要求，從檢測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的情況可見，大多數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)超出排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)無(wú)機(jī)化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室廢水排放有一個(gè)最大的特點(diǎn)，它不同于一般企業(yè)污水的排放有相對(duì)穩(wěn)定的排放量和污染物成分含量，而是隨著實(shí)驗(yàn)方法的不同，藥品、試劑的使用種類也隨之變化，其排放量和污染物成分含量就顯得比較復(fù)雜，同時(shí)在不同的時(shí)間段廢水的pH值變化非常大，隨機(jī)性很強(qiáng)[9]。如果直接將工業(yè)化污水處理的模式應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室廢水的處理，很難達(dá)到理想的廢水處理效果。因此，有必要針對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢水的特點(diǎn)提出一個(gè)有效、實(shí)用、節(jié)能的實(shí)驗(yàn)室廢水處理工藝流程和處理裝置，使實(shí)驗(yàn)室廢水的排放達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)要求[10]。2.2化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理廢水處理方法直接決定著廢水的處理效果,如方法選擇不當(dāng)則會(huì)造成處理效果達(dá)不到要求,同時(shí)也將會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。因此在廢水處理方法設(shè)計(jì)前,應(yīng)首先進(jìn)行廢水處理方案論證,從而選擇決定廢水處理方案。首先必須了解廢水的水質(zhì)情況,不同的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水,污染物組成不同,處理方法也不相同,要對(duì)廢水全面了解,不能想當(dāng)然進(jìn)行處理,盲目處理會(huì)發(fā)生危險(xiǎn),要采用科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)廢水進(jìn)行分析、鑒定?？蛇\(yùn)用物流分析和實(shí)際測(cè)定兩種方法[11]。物流分析就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)確定實(shí)驗(yàn)廢水性質(zhì)、組分。分析廢水污染物及主要特征污染物指標(biāo),污染物指標(biāo)可分析SS、BOD、COD、TOC、PH值、油、NH3-N等,根據(jù)廢水水質(zhì)成分情況來(lái)分析可能采用的廢水處理方法。先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展“小試”即基礎(chǔ)研究,采用多個(gè)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以便對(duì)比各種方法的處理效果,從而確定最好的處理方法。在小試的基礎(chǔ)上,開展模擬或中型試驗(yàn)研究,選擇出最佳方案,以最小的實(shí)驗(yàn)規(guī)模,能提供工業(yè)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)則[12]。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和水質(zhì)水量調(diào)查結(jié)果以及其他基礎(chǔ)資料,我們就可為廢水處理選擇一個(gè)較好的方案?，F(xiàn)代的廢水處理技術(shù),按作用原則一般可分為物理法、化學(xué)法和生物法幾種,這里主要討論廢水的化學(xué)處理法,2.2.1活性炭吸附法利用活性炭的吸附作用和還原作用,可以處理含重金屬離子廢水,如可處理含鉻廢水、含氰廢水、含鎘廢水等?；钚蕴吭趦艋t廢水中即作為吸附劑,又可看作是一種化學(xué)物質(zhì),在酸性條件下,PH<3,活性炭可將吸附在表面的Cr3+還原為Cr3+,反應(yīng)式是：3C+4CrO2-4+2OH+→3CO2↑+4Cr3++10H2O說(shuō)明在較低的PH值條件下,活性炭主要起還愿作用,H+離子濃度越高,還原能力越強(qiáng),利用此原理,當(dāng)活性炭吸附鉻達(dá)到飽和后,通入酸液,將其吸附的鉻以三價(jià)鉻形式解吸下來(lái),以達(dá)到再生目的。當(dāng)Cr6+還原成Cr3+后,用沉淀劑將其沉淀除去。同理,可處理含氰、含鎘廢水?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室有機(jī)廢水含有大量廢溶劑,有機(jī)烷、苯、醚、有機(jī)酸,也很適合用活性炭處理,先把廢水中的有機(jī)相分離出來(lái),再用活性炭吸附,COD的去除率可達(dá)到93%,活性炭吸附法多用于除去物理,化學(xué)法不能去除的微量呈溶解狀的有機(jī)物,活性炭是目前廢水處理中普遍采用的吸附劑,活性炭的預(yù)處理、再生恢復(fù)性能的工藝比較簡(jiǎn)單,裝備制造比較便宜、操作簡(jiǎn)單、維修方便,因而獲得了廣泛的應(yīng)用[13]。2.2.2絮凝沉淀法這類方法適用于含重金屬離子較多的無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室廢水。當(dāng)確定了廢水的性質(zhì)后,在探索了各種離子沉降的特性后,選擇合適的絮凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽等),在弱堿性條件下可形成Mn(OH)、Fe(OH)3,和A1(OH)3,的絮膠狀沉淀,且具有吸附作用,在去除重金屬離子的同時(shí),也可以除去一部分水中的其它污染物,降低廢水的COD,提高廢水的可生化性[14]。2.2.3硫化物沉淀法此類方法是針對(duì)含有汞、鉛、鎘等金屬比較多的實(shí)驗(yàn)室廢水,一般是用Na2S或NaHS把廢水中的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶于水的金屬硫化物,然后使其與Fe(OH)3共沉淀而分離出去。將廢水的pH值調(diào)到8.0～10.0,再向廢水中加入過(guò)量的硫化鈉,使其生成硫化物沉淀,再加入FeSO4作為共沉淀劑,生成的FeS將水中懸浮的硫化汞、硫化鉛、硫化鎘微粒吸附而共沉淀,然后靜置,分離過(guò)濾[15]。2.2.4高濃度有機(jī)廢水處理方法有焚燒法、溶劑萃取法、氧化分解法、水解法以及生物化學(xué)處理法等。有機(jī)溶劑如醇類、酯類、有機(jī)酸、酮及醚等應(yīng)盡量回收,循環(huán)使用。對(duì)含水的低濃度廢液,用與水不相混合的揮發(fā)性的溶劑進(jìn)行萃取,分離后再焚燒。對(duì)形成乳濁液之類的廢液不能用此法處理,要用焚燒法處理[16]。如果量少可把它裝入鐵制或瓷制容器,選擇室外安全的地方燒掉。對(duì)難以燃燒的物質(zhì),可把它與可燃性物質(zhì)混合燃燒。但在運(yùn)作時(shí)要特別注意勿使燃燒不完全之毒性物質(zhì)或燃燒產(chǎn)生之毒氣逸出造成二次污染,燃燒完全與否,視燃燒溫度、燃燒區(qū)域之停留時(shí)間及混合狀況而定[17]。2.2.5含病原微生物廢水處理針對(duì)不同的病菌和細(xì)菌投放相應(yīng)的化學(xué)藥劑滅活處理后,再采用高溫高壓蒸汽滅菌處理系統(tǒng)消毒處理?；瘜W(xué)消毒[18]:一般采用的化學(xué)消毒劑有含氯消毒劑、過(guò)氧化物類消毒劑、醛類消毒劑、環(huán)氧乙烷、醇類消毒劑、酚類消毒劑、季銨鹽類消毒劑等;高溫高壓蒸汽滅菌消毒系統(tǒng)主要由蒸汽發(fā)生器、高壓蒸汽滅菌裝置組成,該方法是對(duì)含病原微生物最有效和最可靠的方法,一般121℃、30min以上99.9%2.2.6可滲透反應(yīng)墻可滲透反應(yīng)墻是目前國(guó)外研究較多的一種地下水污染的原位處理技術(shù),應(yīng)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢水處理中也很合適,可滲透反應(yīng)墻由反應(yīng)單元和隔水漏斗兩部分組成,其中反應(yīng)單元用來(lái)放置反應(yīng)介質(zhì)(鐵屑、沸石及微生物等),當(dāng)廢水進(jìn)入反應(yīng)單元,廢水與介質(zhì)接觸,被氧化還原、降解或吸附,使通過(guò)反應(yīng)墻的廢水水質(zhì)得到有效改善,試驗(yàn)表明,利用泡沫狀或粒狀零價(jià)鐵和鋼絲絨為介質(zhì),能有效除去廢水中的As3+、Mn2+、Se2+、Zn2+等的污染,用零價(jià)鐵、沸石等介質(zhì),對(duì)COD、BOD的去除率都達(dá)到較高水平,且運(yùn)行及建設(shè)費(fèi)用低,無(wú)需占用地面面積,環(huán)境干擾小,國(guó)外利用可滲透反應(yīng)墻技術(shù)處理氯代烴及重金屬污染的地下水[19],表現(xiàn)出很好的處理效果,我們可借鑒此技術(shù)處理化學(xué)廢水,在物化和生物兩方面結(jié)合研究,應(yīng)該有更好的處理效果。2.2.7氧化還原沉淀法氯是最為普遍使用的氧化劑,主要用于處理含氰、含酚、含硫化物的廢水,可以向廢水中直接加入氧氣和氫氧化鈉、反應(yīng)如下：NaCN+2NaOH+Cl2↑→NaCNO+2NaCl+H2O此反應(yīng)在PH>10的條件下進(jìn)行得完全而迅速,氧化時(shí)間約0.5-2h,而反應(yīng)過(guò)程中要連續(xù)攪拌,反應(yīng)生成的氰酸鹽的毒性比氰化物小得多,但為了凈化水質(zhì),可將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為二氧化碳和氮,其反應(yīng)為：2NaCNO+4NaOH+2Cl2↑→2CO2↑+6NaOH+N2↑+H2O完成兩段反應(yīng)所需總藥劑量為CN：Cl2：NaOH=1：6.8：6.2為使氰化物完全氧化,實(shí)際加入8倍的氯。鐵、鋅是應(yīng)用較多的還原劑,可把廢水中的汞,鎘等置換出來(lái),用鐵屑還原法,含汞廢水自下而上地通過(guò)鐵旋屑或刨屑濾床過(guò)濾器,汞離子和鐵屑進(jìn)行的如下反應(yīng)：Hg2++Fe→Hg↓Fe2+3Hg2++2Fe→3Hg↓+2Fe3+析出的汞從過(guò)濾器底部收集。在用鐵屑置換時(shí),廢水的PH值為6-9最好,能使單位質(zhì)量的鐵屑置換出更多的汞,PH<5時(shí),有氧氣析出,會(huì)影響鐵屑的有效表面積。PH值為9-11的含汞廢水可用鋅粒還原處理?；瘜W(xué)沉淀法是利用各種物質(zhì)在水中的溶解度不同,對(duì)廢水中溶解性污染物沉淀分離處理,廢水中一些金屬離子,如Zn2+、Cr3+、As3+、Pb2+等與石灰作用能形成不溶或微溶于水的沉淀。As2O3+Ca(OH)2→Ca(AsO2)2↓+H2OZn2++20H-→Zn(OH)2↓含鉛離子廢水加入碳酸鹽,生成碳酸鹽沉淀：PbSO4+Na2CO3→PbC03↓+Na2SO4含鉻廢水中加入碳酸鋇,析出鉻酸鋇(鋇鹽法)：BaCO3+H2CrO4→BaCrO4↓+C02+H2O2.2.8綜合處理法當(dāng)廢水性質(zhì)不明,可采用實(shí)際測(cè)定通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。這時(shí)一般采用綜合處理法,首先過(guò)濾分離,測(cè)定BOD和COD,若濾液BOD和COD均在要求值以下,可確認(rèn)廢水可采用物理方法。如BOD和COD高于要求值,則用化學(xué)氧化、焚燒等方法處理,將污染物氧化轉(zhuǎn)化為無(wú)害物,進(jìn)行沉淀,在常規(guī)靜沉?xí)r間內(nèi)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可采用自然沉降法進(jìn)行預(yù)處理,若達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),則再用混凝沉降,氧化還原等化學(xué)法處理,綜上所述,廢水綜合處理法為:廢水→反應(yīng)池(氧化還原法)→沉淀池(控制PH值)→排放水在反應(yīng)池中,以特制鐵粉為載體,鐵粉是一種很好的還原劑,在弱堿條件下可形成絮膠狀況淀Fe(OH)3,又有吸附作用,即可去除重金屬離子,又可去除廢水中其它污染物,降低廢水中的COD,提高廢水的可生化性[20]。當(dāng)然也可選擇鐵鹽和鋁鹽兩類金屬鹽類混凝劑及聚合氯化鋁無(wú)機(jī)高分子混凝劑,有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)絮凝效果也不錯(cuò)。以上幾種處理廢水的方法,原料易得且價(jià)廉,操作簡(jiǎn)便又易于控制,是較理想的工藝方法。2.3PRB的研究進(jìn)展2.3.1PRB的最新進(jìn)展鑒于地下水污染的嚴(yán)重性,國(guó)外學(xué)者廣泛開展地下水污染控制及PRB原位修復(fù)技術(shù)研究。近10多年來(lái)地下水污染的原位修復(fù)技術(shù)有了很大的進(jìn)展,目前,關(guān)于地下水污染控制及PRB原位恢復(fù)技術(shù)[21]可以分為：①化學(xué)沉淀反應(yīng)格柵[22],介質(zhì)為沉淀劑(如羥基磷酸鹽、CaCO3等),可使水中的微量金屬產(chǎn)生沉淀。②吸附反應(yīng)格柵,介質(zhì)為吸附劑,如沸石、顆?；钚蕴?、鐵的氫氧化物、黏土礦物等。③生物降解反應(yīng)格柵,介質(zhì)主要有兩種,一種是含釋氧化合物(如MgO2,CaO2等固態(tài)過(guò)氧化物)的混凝土顆粒,向水中釋氧作為電子受體,使有機(jī)污染物產(chǎn)生好氧降解。另一種是含NO-3的混凝土顆粒,向水中釋放NO-3作為電子受體,使有機(jī)物在反硝化條件下產(chǎn)生厭氧降解。④氧化還原反應(yīng)格柵,介質(zhì)為還原劑,主要集中于零價(jià)鐵、Fe(II)礦物及雙金屬[23]。目前,對(duì)于前兩種的研究較少,大部分集中于后兩種的研究。2.3.2PRB地下水受石油烴類有機(jī)物污染以其污染普遍而受到各國(guó)環(huán)境學(xué)者和水文地質(zhì)學(xué)者的關(guān)注。利用PRB技術(shù)對(duì)石油烴污染地下水進(jìn)行修復(fù),取得了顯著的效果。研究發(fā)現(xiàn),鐵粉或鐵粒可以對(duì)石油烴進(jìn)行還原,且鐵氧化后形成的氧化鐵能吸附石油烴。因此,目前國(guó)外正興起一股“鐵”研究熱。反應(yīng)結(jié)果使地下水的pH值升高,在厭氧環(huán)境中引起Fe(OH)2和FeCO3沉淀;在富氧環(huán)境中,會(huì)形成Fe(OH)3和FeCO3沉淀。生成沉淀對(duì)于降低Fe的次生污染十分有益。但是由于沉淀和吸附作用,可能在金屬表面形成一層反應(yīng)保護(hù)膜,阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。這一點(diǎn)已經(jīng)引起研究人員的注意,并對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)[24]。1997年12月,在澳大利亞?wèn)|南部一個(gè)企業(yè)發(fā)生了石油溶劑油的泄漏事件,約3000L石油溶劑油滲漏到企業(yè)附近的土壤中。被污染的地下水是采用隔水漏斗導(dǎo)水門式滲透反應(yīng)結(jié)構(gòu)來(lái)處理的,主要的污染物是溶解甲苯、乙苯、二甲苯和C6—C36的烷烴。經(jīng)過(guò)10個(gè)月的處理操作后,發(fā)現(xiàn)隔水漏斗導(dǎo)水門式滲透反應(yīng)結(jié)構(gòu)處理溶解相石油烴是非常有效的。對(duì)單環(huán)芳烴,其處理效率為63%～96%。C6—C9,C10—C14,C15—C28烴類的平均去除效率分別是6912%,7716%,7915%。而最低的去除效率是C29-C36烴的平均去除效率,也達(dá)到了54%[25]。2.3.3PRB重金屬是地下水重要的污染物之一,對(duì)人體危害較大。在過(guò)去十幾年中,地下水中重金屬的去除是研究的熱點(diǎn),以金屬鐵為反應(yīng)介質(zhì)的PRB已經(jīng)廣泛應(yīng)用于去除地下水中的重金屬。在加拿大一個(gè)工業(yè)地點(diǎn),由于存儲(chǔ)硫化物精礦,導(dǎo)致了地下水廣泛的重金屬污染。在污染羽狀體流向上安裝了小規(guī)模的灰泥硫酸鹽還原PRB,使用硫酸鹽還原細(xì)菌,以促進(jìn)以可溶性金屬硫化物形式存在的重金屬沉淀出來(lái)。運(yùn)行21個(gè)月后,Cu,Cd,Co,Ni,Zn的質(zhì)量濃度分別從3630μg/L,1513μg/L,513μg/L,131μg/L和2410μg/L降到1015μg/L,012μg/L,111μg/L,3310μg/L和136μg/L。Schipper等[11]用含有30%(V/V)的鋸屑組成的PRB去除NO32N,濃度由入流的5～16mg/L降到出流的2mg/L以下。Benner等[26]用PRB處理礦山酸性排水,在安裝1a后,在硫酸鹽還原菌的作用下,SO2-4的質(zhì)量濃度從2400～3800mg/L降到1100～1900mg/L。PRB去除共存的重金屬和有機(jī)物地下水中的污染物往往比較復(fù)雜,PRB可以去除共存的重金屬和有機(jī)物。如美國(guó)北卡羅來(lái)納州伊麗莎白城東南5km處受到鉻(VI)和TCE的嚴(yán)重污染,現(xiàn)場(chǎng)土層的鉻(VI)質(zhì)量比達(dá)到14500mg/kg。1996年6月,僅用6h安裝完成了一個(gè)長(zhǎng)46m,深713m,厚度為016m的連續(xù)地下滲濾墻。該可滲透反應(yīng)墻采用污染地下水。地下水通過(guò)可滲透反應(yīng)墻后,鉻質(zhì)量濃度由上游的10mg/L降為0101mg/L,TCE質(zhì)量濃度由6mg/L降為01005mg/L,低于規(guī)定的最大濃度水平。該系統(tǒng)到現(xiàn)在9年多的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行狀況良好。該可滲透反應(yīng)墻建造成本為50萬(wàn)美元,與抽水處理系統(tǒng)相當(dāng),但幾乎不需要運(yùn)行費(fèi)用。據(jù)估算,運(yùn)行20年,能比采用抽水處理系統(tǒng)節(jié)省400萬(wàn)美元的維護(hù)和運(yùn)行成本。第3章實(shí)驗(yàn)方案3.1實(shí)驗(yàn)路線3.1.1實(shí)驗(yàn)調(diào)查統(tǒng)計(jì)化工大樓本學(xué)期實(shí)驗(yàn)開設(shè)情況，確定實(shí)驗(yàn)種類及其分類以及各種實(shí)驗(yàn)的具體情況，了解其可產(chǎn)生污染物的種類；3.1.2原水水樣采集及分析1、根據(jù)對(duì)化工大樓的實(shí)驗(yàn)開設(shè)情況的調(diào)查，確定污水的排水高峰期；2、采集高峰期實(shí)驗(yàn)室廢水水樣；3、對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行分析：測(cè)定原水COD和重金屬離子（具體離子根據(jù)實(shí)驗(yàn)所開設(shè)實(shí)驗(yàn)確定）濃度，3.1.3實(shí)驗(yàn)條件的確定1、以COD和重金屬為目標(biāo)物，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定PRB技術(shù)和離子交換法處理實(shí)驗(yàn)室廢水的最佳反應(yīng)條件。2、將PRB技術(shù)和離子交換法聯(lián)用對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢水進(jìn)行處理。測(cè)定出水COD和重金屬離子濃度。（出水達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）。3.2實(shí)驗(yàn)原理PRB技術(shù)：PRB(permeablychemicalreactivebarrier)即化學(xué)可滲透活性柵,是一類原位修復(fù)受污染土壤及地下水的新型技術(shù)。目前,PRB技術(shù)在構(gòu)造上大致分為兩種:一種為垂直型注入井和垂直型浸提井相結(jié)合的結(jié)構(gòu),另一種為單一的水平型結(jié)構(gòu)。其中,垂直井或水平滲透墻的安裝即填入用來(lái)處理污染物的化學(xué)活性物質(zhì),目前,主要采用挖———填技術(shù)和螺絲鉆孔技術(shù)。不過(guò),挖———填技術(shù)只局限于在含水量較高、地下水埋深不超過(guò)20m的污染現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,并且“污染斑塊”及其污染擴(kuò)流不能過(guò)大[26]。零價(jià)鐵PRB技術(shù),被證明是修復(fù)由鹵代烴、鹵代芳烴和有機(jī)氯農(nóng)藥以及一些有毒金屬引起的土壤及地下水污染的有效技術(shù)。美國(guó)和加拿大已建立了20多處實(shí)地試驗(yàn),進(jìn)一步研究實(shí)施該技術(shù)涉及的各項(xiàng)影響因素。離子交換：大多數(shù)的重金屬離子都具有很強(qiáng)的毒性,并且難以被微生物所降解.它們可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入生物體中,能與生物體內(nèi)生理高分子物質(zhì),如蛋白質(zhì)和酶等發(fā)生作用而使這些生理高分子失去活性,也可能在生物體器官中積累,造成慢性中毒.有研究報(bào)道了處理或回收廢水中重金屬的方法.離子交換樹脂法曾一度在我國(guó)大中城市的廢水處理行業(yè)中廣泛應(yīng)用.近年來(lái),大孔型離子交換樹脂的應(yīng)用,使得離子交換法具有處理容量大,能夠除去各種金屬離子和酸根離子,處理水質(zhì)好,可以回用等優(yōu)點(diǎn).因此,該法越來(lái)越受到重視,已成為處理電鍍廢水和回收某些金屬的有效手段之一,也是使某些電鍍廢水達(dá)到閉路循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié).COD測(cè)定方法：重鉻酸鉀法，1、原理在強(qiáng)酸性溶液中，準(zhǔn)確加入過(guò)量的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱回流，將水樣中還原性物質(zhì)（主要是有機(jī)物）氧化，過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液量計(jì)算水樣化學(xué)需氧量。2、儀器2.1500mL全玻璃回流裝置。2.2加熱裝置（電爐）。2.350mL酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。3、試劑3.1重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L）：稱取預(yù)先在120度洪干2小時(shí)的基準(zhǔn)或優(yōu)質(zhì)純重鉻酸鉀12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶?jī)?nèi)，稀釋至標(biāo)線，搖勻。3.2試亞鐵靈指示液：稱取1.485g鄰菲羅啉（C12H8N2.H2O）、0.695g硫酸亞鐵（FeSO4.7H2O）溶于水中，稀釋至100mL，貯于棕色瓶?jī)?nèi)。3.3硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)化溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O約等于0.1mol/L]：稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中，邊攪拌邊緩慢加入20mL濃硫酸，冷卻后移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線，搖勻。臨用前，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。標(biāo)定方法：準(zhǔn)確吸取10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，混勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示液（約0.15ml），用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色c=（0.2500·10.00）/V式中c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，ml。3.4硫酸-硫酸銀溶液：于500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀。放置1—2天，不時(shí)搖動(dòng)使其溶解。3.5硫酸汞：結(jié)晶或粉末。4、測(cè)定步驟4.1取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00ml）置于250mL磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接搖動(dòng)錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2小時(shí)（自開始沸騰時(shí)計(jì)時(shí)）。對(duì)于化學(xué)需氧量高的廢水樣，可先取上述操作所需體積1/10的廢水樣和液顯綠色，再適當(dāng)減少?gòu)U水取樣量，直至溶液不變綠色為止，從而確定廢水樣分析時(shí)應(yīng)取用的體積。稀釋時(shí)，所取廢水樣量不得少于5mL，如果化學(xué)需氧量很高，則廢水樣應(yīng)多次稀釋。廢水中氯離子含量超過(guò)30mg/L時(shí)，應(yīng)先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中，再加20.00mL廢水（或適量廢水稀釋至20.00mL），搖勻。4.2冷卻后，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點(diǎn)不明顯。4.3溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。4.4測(cè)定水樣的同時(shí)，取20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白試驗(yàn)。記錄滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。5計(jì)算CODCr（O2，mg/L）=（V0-V1）×C×8×1000/V式中：c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V0——滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量，ml；V1——滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，ml；V——水樣的體積，ml；8——氧（1/2O）摩爾質(zhì)量，g/mol。重金屬離子測(cè)定方法：原子發(fā)射光譜法（AES），是利用原子或離子在一定條件下受激而發(fā)射的特征光譜來(lái)研究物質(zhì)化學(xué)組成的分析方法。在通常的情況下，原子處于基態(tài)。基態(tài)原子受到激發(fā)躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)原子是不穩(wěn)定的，平均壽命為10-10～10-8秒。隨后激發(fā)原子就要躍遷回到低能態(tài)或基態(tài)，同時(shí)釋放出多余的能量，如果以輻射的形式釋放能量，該能量就是釋放光子的能量。因?yàn)樵雍送怆娮幽芰渴橇孔踊?，因此伴隨電子躍遷而釋放的光子能量就等于電子發(fā)生躍遷的兩能級(jí)的能量差，式中h為普朗克常數(shù)；c為光速；ν和λ分別為發(fā)射譜線的特征頻率和特征波長(zhǎng)。原子發(fā)射光譜的譜線強(qiáng)度I與試樣中被測(cè)組分的濃度c成正比。據(jù)此可以進(jìn)行光譜定量分析。光譜定量分析所依據(jù)的基本關(guān)系式是I＝acb，式中b是自吸收系數(shù)，α為比例系數(shù)。為了補(bǔ)償因?qū)嶒?yàn)條件波動(dòng)而引起的譜線強(qiáng)度變化，通常用分析線和內(nèi)標(biāo)線強(qiáng)度比對(duì)元素含量的關(guān)系來(lái)進(jìn)行光譜定量分析，稱為內(nèi)標(biāo)法。常用的定量分析方法是標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法[27]。3.3實(shí)驗(yàn)藥品表3－1實(shí)驗(yàn)用試劑試劑名稱規(guī)格廠家硫酸銅分析純天津市醫(yī)藥公司硫酸銀分析純天津市大茂化學(xué)試劑廠732型陽(yáng)離子樹脂分析純天津市瑞金特化學(xué)藥品有限公司硫酸亞鐵分析純天津市本辰驊躍化學(xué)試劑廠硫酸亞鐵銨分析純天津市本辰驊躍化學(xué)試劑廠酚酞指示劑天津北方天醫(yī)藥化學(xué)試劑廠甲基橙指示劑天津北方天醫(yī)藥化學(xué)試劑廠硫酸化學(xué)純天津醫(yī)藥公司硝酸化學(xué)純天津醫(yī)藥公司（3）試驗(yàn)儀器表3－2實(shí)驗(yàn)用儀器儀器設(shè)備型號(hào)或規(guī)則生產(chǎn)廠家分析天平TG328A上海第二天平儀器廠酸度計(jì)pHS-2上海雷磁儀器廠分光光度計(jì)7210上海分析儀器廠水浴鍋MHS上海醫(yī)療器械廠電爐500W量筒50ml,100ml錐形瓶250ml燒杯250ml,500ml，1L移液管0.5ml,1ml,2ml,5ml,10ml玻璃珠冷凝管玻璃棒漏斗（4）原水水質(zhì)表3-3原水水質(zhì)測(cè)量第一次第二次第三次平均PH6.26.46.56.4COD1226137412861295Zn2.17892.00961.85482.0144Cr0.82540.79630.86470.8288Cu1.23201.07231.15341.1526Pb0.85840.92590.91720.9005Cd0.05820.06200.07140.06393.4實(shí)驗(yàn)方法1、確定零價(jià)鐵PRB技術(shù)處理實(shí)驗(yàn)室廢水的最佳反應(yīng)條件；取100mL水樣于250mL磨口錐形瓶中，分別編號(hào)1，2，3，4，5；稱取鐵屑加入廢水水樣中，攪拌1-2分鐘密封后放入搖床震蕩反應(yīng)24h。表3-4鐵屑添加量序號(hào)12345Fe添加量（g）25101520測(cè)量反應(yīng)后水樣cod值，測(cè)量3次取平均值。取最佳階段投加量進(jìn)一步確定最佳投加量。2、確定離子交換去除實(shí)驗(yàn)室廢水重金屬離子的最佳條件；取100mL水樣于250mL磨口錐形瓶中，分別編號(hào)1，2，3，4，5；稱取樹脂1g、3g、5g、10g、20g分別加入廢水水樣中，攪拌1-2分鐘放入搖床震蕩反應(yīng)24h。確定最佳階段樹脂投加量并進(jìn)一步確定最佳投藥量。3、確定PRB和離子交換聯(lián)合處理的最佳條件。取100ml廢水250mL磨口錐形瓶中，分別編號(hào)1，2，3，分別加入最佳投藥量鐵屑，攪拌1-2分鐘，搖床震蕩24h，重鉻酸鉀法測(cè)量其COD。像剩余廢水按比例加入最佳投藥量的樹脂，攪拌1-2分鐘，搖床震蕩24h，測(cè)量其重金屬離子濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論4.1鐵屑投加量對(duì)COD去除率的影響取100ml廢水250mL磨口錐形瓶中，分別加入0.5g、2g、5g、10g、20g鐵屑，攪拌1-2分鐘，搖床震蕩24h，重鉻酸鉀法測(cè)量其COD。重復(fù)兩次。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：見表4-1表4-1Fe投加量對(duì)COD去除率的影響（1）廢水量（mL）Fe投加量(g)COD100092010009601000.53401000.5260100270100260100580100510010010160100101801002023010020200圖4-1Fe投加量對(duì)COD去除率的影響如圖所示當(dāng)鐵屑投加量在2g—5g階段時(shí)，COD的去除效果最好。取100ml廢水250mL磨口錐形瓶中，分別加入1.5g、2.5g、3.5g、4.5g、5.5g鐵屑，攪拌1表4-2Fe投加量對(duì)COD去除率的影響（2）序號(hào)廢水量（mL）Fe投加量(g)COD11001.512021001.511031002.58041002.56051003.56561003.54371004.56181004.55791005.566101005.572圖4-2Fe投加量對(duì)COD去除率的影響(2)如圖所示，在Fe加入量為3.5—4.5之間時(shí)，廢水中的COD均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。且Fe加入量為3.5時(shí)處理效果最好。4.2樹脂投加量對(duì)重金屬離子去除率的影響瓶子實(shí)驗(yàn)：取100mL水樣于250mL磨口錐形瓶中，分別編號(hào)1，2，3，4，5；稱取樹脂1g、3g、5g、10g、20g分別加入廢水水樣中，攪拌1-2分鐘放入搖床震蕩反應(yīng)24h。測(cè)量其中鉻，鎘，銅，鋅，鉛的離子濃度。表4-3樹脂投加量對(duì)重金屬離子去除率的影響序號(hào)廢水量（mL）樹脂量(g)鉻鎘銅鋅鉛110010.63780.08621.41693.14680.5657210030.31350.05580.87522.00690.2859310050.12650.02570.52381.18360.12184100100.08270.00900.30160.86840.07085100200.02150.00300.22430.82870.0154610010.66370.08311.35143.14570.5968710030.33560.05500.86272.00650.2769810050.14790.02590.53271.18260.12989100100.08280.00880.33230.86450.072110100200.02650.00270.20160.79680.0144圖4-3樹脂投加量對(duì)重金屬離子去除率的影響如圖所示各重金屬離子的濃度隨著樹脂投加量的增加而降低，當(dāng)樹脂量達(dá)到10g以后，出水中的重金屬離子濃度全部達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。鑒于節(jié)省處理費(fèi)用，10g為最佳樹脂投加量。4.3流速對(duì)重金屬離子去除效果的影響柱子實(shí)驗(yàn)：將樹脂裝入離子交換住中,柱長(zhǎng)約20cm.廢水分別以6.2mL·min-1、5.0mL·min-1、3.2mL·min-1、2.0mL·min-1和0.9mL·min-1的流速流過(guò)離子交換柱,交換完畢后采集流出液,分別測(cè)定流出液中各種重金屬離子的濃度.流速與流出液中各重金屬離子濃度關(guān)系.可以看出,當(dāng)流速大于2.0mL·min-1時(shí),各重金屬離子的濃度隨著流速的變緩而降低,這是由于流速較快時(shí),相當(dāng)于在離子交換柱中的交換時(shí)間較短,水中的部分重金屬離子還沒有來(lái)得及擴(kuò)散到樹脂的有效交換位置與樹脂的活動(dòng)離子發(fā)生離子交換反應(yīng),就隨原水流出交換柱,導(dǎo)致流出液中金屬離子濃度較高.當(dāng)流速在2.0mL·min-1以內(nèi)時(shí),重金屬離子與樹脂的活動(dòng)離子充分發(fā)生交換反應(yīng),使流出液中重金屬離子濃度趨于穩(wěn)定,且達(dá)到了較好的處理效果,因此本實(shí)驗(yàn)處理流速控制為2.0mL·min-14.2.1對(duì)鉛離子的影響表4-4流速與流出液中鉛離子濃度的關(guān)系序號(hào)流速（mL·min-1）鉛離子濃度（mg/L）16.20.5845250.287933.20.1327420.072150.90.0145根據(jù)表4-2得出流速與流出液中鉛離子濃度的關(guān)系曲線，如圖4-1所示圖4-4流速與流出液中鉛離子濃度的關(guān)系如圖所示，當(dāng)流速在2.0mL·min-1以內(nèi)時(shí)較好的處理效果,鉛離子濃度<0.1mg/L達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。4.2.2對(duì)銅離子的影響表4-5流速與流出液中銅離子濃度的關(guān)系序號(hào)流速（mL·min-1）銅離子濃度（mg/L）16.21.3476250.889833.20.5427420.332350.90.2137根據(jù)表4-3得出流速與流出液中銅離子濃度的關(guān)系曲線，如圖4-2所示圖4-5流速與流出液中銅離子濃度的關(guān)系如圖所示，當(dāng)流速在2.0mL·min-1以內(nèi)時(shí)較好的處理效果,銅離子濃度<0.5mg/L達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。4.2.3對(duì)鎘離子濃度的影響表4-6流速與流出液中鎘離子濃度的關(guān)系序號(hào)流速（mL·min-1）鎘離子濃度（mg/L）16.20.0827250.054733.20.0268420.008950.90.0028根據(jù)表4-4得出流速與流出液中鎘離子濃度的關(guān)系曲線，如圖4-3所示圖4-6流速與流出液中鎘離子濃度的關(guān)系如圖所示，當(dāng)流速在2.0mL·min-1以內(nèi)時(shí)較好的處理效果,鎘離子濃度<0.01mg/L達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。4.2.4對(duì)鉻離子濃度的影響表4-7流速與流出液中鉻離子濃度的關(guān)系序號(hào)流速（mL·min-1）鉻離子濃度（mg/L）16.20.6284250.302733.20.1435420.084650.90.0254根據(jù)表4-5得出流速與流出液中鉻離子濃度的關(guān)系曲線，如圖4-4所示圖4-7流速與流出液中鉻離子濃度的關(guān)系如圖所示，當(dāng)流速在2.0mL·min-1以內(nèi)時(shí)較好的處理效果,鉻離子濃度<0.1mg/L達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。4.2.5對(duì)鋅離子濃度的影響表4-8流速與流出液中鋅離子濃度的關(guān)系序號(hào)流速（mL·min-1）鋅離子濃度（mg/L）16.23.1789252.006933.21.183420.868450.90.8189根據(jù)表4-6得出流速與流出液中鉛離子濃度的關(guān)系曲線，如圖4-5所示圖4-8流速與流出液中鋅離子濃度的關(guān)系如圖所示，當(dāng)流速在2.0mL·min-1以內(nèi)時(shí)較好的處理效果,鋅離子濃度<1mg/L達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。綜上，本實(shí)驗(yàn)處理流速控制為2.0mL·min-1，出水中各重金屬離子濃度都可以達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)第5章實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）鐵屑投加量在20g/L—50g/L階段時(shí)，COD的去除效果最好（2）在Fe加入量為35g/L—45g/L之間時(shí)，廢水中的COD均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。且Fe加入量為35g/L時(shí)處理效果最好,去除率為94.26%。即（3）各重金屬離子的濃度隨著樹脂投加量的增加而降低，當(dāng)樹脂量達(dá)到10g以后，出水中的重金屬離子濃度全部達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。鑒于節(jié)省處理費(fèi)用，樹脂的最佳投藥量為100g/L。（4）當(dāng)流速在2.0mL·min-1以內(nèi)時(shí)較好的處理效果,鉛離子濃度<0.1mg/L銅離子濃度<0.5mg/L，鎘離子濃度<0.01mg/L，鉻離子濃度<0.1mg/L，鋅離子濃度<1mg/L，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。（5）建議對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢水排放系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改造,將實(shí)驗(yàn)器皿的洗滌和實(shí)驗(yàn)殘液的排放與一般性洗滌用水的排放分為二個(gè)排放系統(tǒng),一般性洗滌用水可直接排放,實(shí)驗(yàn)器皿的洗滌水和實(shí)驗(yàn)殘液的排放則通過(guò)管道送到廢水處理裝置進(jìn)行處理。這樣可減少?gòu)U水處理裝置的廢水處理量,降低廢水處理裝置的運(yùn)行成本。致謝經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲，在這里首先要感謝我的導(dǎo)師劉虹。劉老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)論文的每個(gè)階段，從查閱資料到實(shí)驗(yàn)方案的確定和修改，中期檢查，后期實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，論文的成稿等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。其次還要感謝在實(shí)驗(yàn)中幫助我的同學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的所有老師，如果沒有他們的幫助我的實(shí)驗(yàn)很難在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)完成。最后我要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下給水排水專業(yè)的知識(shí)基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)論文才會(huì)順利完成。感謝環(huán)境與生物工程學(xué)院和我的母?！只W(xué)院四年來(lái)對(duì)我的大力栽培。在此答辯之即請(qǐng)?jiān)试S我向各位老師誠(chéng)摯的說(shuō)聲：“謝謝”！祝愿你們?cè)诮窈蟮纳钪猩眢w健康、工作順利！參考文獻(xiàn)[1]劉有才,鐘宏,劉洪萍.重金屬?gòu)U水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].廣東化工,2005，4,37～38.[2]孫建民,于麗青,孫漢文.重金屬?gòu)U水處理技術(shù)進(jìn)展[J].廣東化工,2004,24(4):438～441.[3]汪德進(jìn),何小勇.含鉻廢水處理的研究進(jìn)展[J].安徽化工,2007,33(1):12～13.[4]毛悌和等,化工廢水處理技術(shù),[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000[5]USEPA.Longtermperformanceofpermeablereactivebarriersusingzero2valentiron:anevaluationattwosites[R].EPA/600/SO02/001,2002.[6]劉菲,鐘佐.地下水中氯代烴的格柵水處理技術(shù)[J].地學(xué)前緣,2001,8(2):309O314.[7]陳俊平，吳翠霞，周開梅等.工科分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見廢液的處理與回收[J].江漢大學(xué)學(xué)報(bào),2003,31(3):28.[8]陽(yáng)爭(zhēng)榮,王洪濤.含汞廢水處理研究進(jìn)展[J].廣東水利水電,2004:55～56.[9]張小慶,王文洲,王衛(wèi).含鉻廢水的處理方法[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2004,(27):10～12.[10]牛曉霞.含鉻廢水的處理方法綜述[J].洛陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,14(4):1～34.[11]劉俊良.含鉻廢水處理技術(shù)綜述[J].河北科技圖苑,1997,(3):3～14.[12]PengW,EscobarIC,WhiteDB.Effectsofwaterchemistriesandpropertiesofmembraneontheperformanceandfouling-amodeldevelopmentstudy[J].JournalofMembraneScience,2004,238(1-2):33～46.[13]YoonY,LueptowRM.RemovaloforganiccontaminantsbyROandNFmembranes[J].JournalofMembraneScience,2005,261(1～2):76～86.[14]CHAIX.PilotScaleMembraneSeparationofElectroplatingwastewaterbyReverseOsmosis[J].JournalofMembraneScience,1997,123:235～242.[15]韓恩項(xiàng),楊惠琳.膜技術(shù)去除廢水中重金屬離子[J].甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測(cè),2002,15(2):116～118.[16]李玉文,郭軍,尤鐵學(xué).重金屬?gòu)U水處理工藝的研究[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2008,（11）：78～79.[17]張建梅，韓志萍，王亞軍.重金屬?gòu)U水的治理和回收綜述[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2002,24(3):50～51.[18]張永鋒,許振良.重金屬?gòu)U水處理最新進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2002，23(6):1～2.[19]RALPHDL,RICKGM,DAVIDWB,etal.Apermeablereactivebarriersfortreatmentofheavymetals[J].GroundWater,2002,40(1):59O66.[20]SCHIPPERL,Vojvodic2VukovicM.Nitrateremovalfromgroundwaterusingadenitrificationwallamendedwithsawdust:fieldtrail[J].JEnvironQual,1998,27:664O668.[21]BENNERSG,HERBERTRBJ,BLOWESDW,etal.Geochemistryandmicrobiologyofapermeablereactivebarrierforacidminedrainage[J].EnvironSciTech,1999,33:2793O2799.[22]馬少健,李長(zhǎng)平,莫偉.重金屬?gòu)U水處理技術(shù)進(jìn)展[J].云南環(huán)境科學(xué)，2004,23(3):54-57.[20]于捧，任月明,張密柑.處理重金屬?gòu)U水技術(shù)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31(7):104～105.[23]謝蔚嵩,謝長(zhǎng)紅,袁晶,等.鋼鐵酸洗廢水常溫常壓下制備高濃度聚鐵溶液的研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,43(4):878.[24]李中華,尹華,葉錦韶,等.固定化菌體吸附礦山廢水中重金屬的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,27(8):1245.[25]張劍波,馮金敏.離子吸附技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用和發(fā)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2000,1(1):46.[26]胡海祥.重金屬?gòu)U水治理技術(shù)概況及發(fā)展方向[J].中國(guó)資源綜合利用,2008，26（2）,24～25.[27]王小艷.淺議含重金屬?gòu)U水處理技術(shù)[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2008,29(6):41～43.

電化學(xué)技術(shù)在新能源中的利用一.能源的概況1.能源的重要性1.能源的重要性自古以來(lái),人類就為改善生存條件和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不停地進(jìn)行奮斗.在這一過(guò)程中,能源一直扮演著重要的角色.從世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀來(lái)看,能源問(wèn)題已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的問(wèn)題,能源的消耗水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的重要標(biāo)志,能源問(wèn)題對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性的作用.2.能源的種類2.能源的種類大自然賦予人類的能源是多種多樣的,一般可分為常規(guī)能源和新能源兩大類.常規(guī)能源包括煤炭,石油,天然氣和水能,而新能源有生物質(zhì)能,核能,風(fēng)能,地?zé)崮?海洋能,太陽(yáng)能和氫能等.其中煤炭,石油,天然氣被成為化石能源,水能,生物質(zhì)能,風(fēng)能,太陽(yáng)能和氫能等是可再生能源.3.化石能源的問(wèn)題(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人類賴以生存和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈,但目前主要使用的化石能源的儲(chǔ)量不多.據(jù)2002年世界探明的化石能源的儲(chǔ)量和使用量統(tǒng)計(jì),世界上煤,石油和天然氣的儲(chǔ)采比分別為204,40和60年,中國(guó)的情況更為嚴(yán)峻,據(jù)2002年統(tǒng)計(jì),中國(guó)煤,石油和天然氣的儲(chǔ)采比只有82,15和46年.這表明在人類歷史的長(zhǎng)河中,只有很短的一段時(shí)間能使用化石能源.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng),對(duì)能源的需求也持續(xù)攀升.我國(guó)一次能源消費(fèi)總量從1978年的5.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,上升到2002年的14.3億噸.據(jù)估計(jì),我國(guó)在2004,2020和2050年的石油消費(fèi)量達(dá)3,4.5和6億噸,其中進(jìn)口量分別為1,2.7和4億噸.4億噸的進(jìn)口量相當(dāng)于目前美國(guó)的石油進(jìn)口量,這不但會(huì)制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,而且對(duì)國(guó)家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成嚴(yán)重環(huán)境污染和氣候異?；剂显斐蓢?yán)重環(huán)境污染和氣候異?；剂系氖褂靡鸬沫h(huán)境污染,排放的CO2會(huì)造成溫室效應(yīng),使全球氣候變暖.有關(guān)機(jī)構(gòu)已向聯(lián)合國(guó)發(fā)出警告,如再不對(duì)CO2的排放采取嚴(yán)厲措施,在10年內(nèi),世界的氣候?qū)a(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化.我國(guó)的環(huán)境污染問(wèn)題更是日趨嚴(yán)重,目前,我國(guó)CO2排放量占世界總排放量的14%,在美國(guó)之后位居第二,估計(jì)到2025年,將位居第一.在本世紀(jì)初聯(lián)合國(guó)關(guān)于環(huán)境污染的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)在世界上十個(gè)環(huán)境污染最嚴(yán)重的城市中,七個(gè)在中國(guó).它們是太原,北京,烏魯木齊,蘭州,重慶,濟(jì)南和石家莊.4.21世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢(shì)世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢(shì)(1)節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能就是提高能源利用率,減少能源的浪費(fèi).目前節(jié)能技術(shù)水平已是一個(gè)國(guó)家能源利用情況的綜合性指標(biāo),也是一個(gè)國(guó)家總體科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志.許多研究報(bào)告指出,依靠節(jié)能可以將能源需求量降低2530%.我國(guó)在能源利用方面的效率很低,我國(guó)的能耗很高,是世界平均水平的2倍,發(fā)達(dá)國(guó)家的5-10倍,因此更應(yīng)重視節(jié)能技術(shù),我國(guó)應(yīng)該充分重視化石能源的高效利用.(2)世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革據(jù)預(yù)測(cè),20世紀(jì)形成的以化石燃料為主的世界能源系統(tǒng)將在21世紀(jì)轉(zhuǎn)換成以可再生能源為主的新的世界能源系統(tǒng).在20世紀(jì)末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.據(jù)世界能源委員會(huì)(WEC)和國(guó)際應(yīng)用分析系統(tǒng)研究所的研究報(bào)告認(rèn)為,在20世紀(jì)上半葉,化石燃料仍將是世界一次能源的主體,但到21世紀(jì)下半葉,太陽(yáng)能,生物質(zhì)能,風(fēng)能等新能源將占世界能源的50%左右.(3)煤炭將作為過(guò)渡能源而受到重視煤炭將作為過(guò)渡能源而受到重視由于石油和天然氣的儲(chǔ)量較少,而煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)較多,因此煤炭將作為一種過(guò)渡能源而在21世紀(jì)上半葉受到重視.主要發(fā)展的技術(shù)是潔凈煤技術(shù),煤液化和汽化技術(shù).(4)新化石能源的開發(fā)將得到強(qiáng)化新化石能源的開發(fā)將得到強(qiáng)化近年來(lái)發(fā)現(xiàn),在海洋300米深處有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的開發(fā)已經(jīng)受到特別的關(guān)注.據(jù)估計(jì),世界甲烷水合物的儲(chǔ)量可能超過(guò)石油,天然氣和煤炭?jī)?chǔ)量的總和.因此,甲烷水合物作為儲(chǔ)量巨大的未開發(fā)能源開始受到世界各國(guó)的高度重視.(5)核能的利用將進(jìn)一步得到重視核能的利用將進(jìn)一步得到重視據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),在20世紀(jì)末,全世界運(yùn)行的核電站有436座,總發(fā)電量為3.5億千瓦.這些電站主要分布在美,法,日,英,俄等31個(gè)國(guó)家,近年來(lái),由于擔(dān)心核電站運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性,核廢料對(duì)環(huán)境的影響和核技術(shù)擴(kuò)散對(duì)世界安全性的影響,核能的發(fā)展在發(fā)達(dá)國(guó)家已有下降趨勢(shì),但在亞洲地區(qū)仍有強(qiáng)勁的增加趨勢(shì),我國(guó)準(zhǔn)備在今后幾年內(nèi)建造4座核電站.受控核聚變是一直受人們關(guān)心的技術(shù),因?yàn)樵诤Ｋ写蠹s有23.4億萬(wàn)噸氘,如受控核聚變技術(shù)在21世紀(jì)能得到應(yīng)用,在21世紀(jì)末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的開發(fā)將越來(lái)越受到重視可再生能源的開發(fā)將越來(lái)越受到重視鑒于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候異常,人們對(duì)新能源的開發(fā)越來(lái)越重視.其中水力能,地?zé)崮?海洋能和風(fēng)能的可利用資源有限,因此,太陽(yáng)能,生物質(zhì)能和氫能的利用將倍受關(guān)注.二.生物質(zhì)能的利用1.生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn).(1)生物質(zhì)來(lái)源豐富地球上每年生長(zhǎng)的生物質(zhì)總量約14001800億噸,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍,我國(guó)的生物質(zhì)能也極為豐富,可作為能源開發(fā)的生物質(zhì)能總量可達(dá)4.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤.加上生物質(zhì)能可再生.因此,生物質(zhì)能的高效,規(guī)?；每捎行Ь徑馐澜缒茉垂┬杳?(2)生物質(zhì)能可多途徑利用(a)直接燃燒.其熱能和蒸汽可發(fā)電,技術(shù)成熟,但效率低.(b)生物轉(zhuǎn)化.包括制沼氣和水解發(fā)酵制取醇類.生物質(zhì)制甲醇和乙醇技術(shù)基本成熟,但生產(chǎn)成本較高.生物質(zhì)制沼氣技術(shù)相當(dāng)成熟.2002年全國(guó)已建1300多萬(wàn)個(gè)沼氣池.(c)光熱轉(zhuǎn)化.通過(guò)氣化,裂解,光催化等技術(shù),獲得氣,液體燃料來(lái)發(fā)電.(d)生物柴油.從油料植物提取植物油,經(jīng)甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃燒效率高等優(yōu)點(diǎn).(3)生物質(zhì)能利用的環(huán)境污染少由于生物質(zhì)利用過(guò)程中釋放的CO2是其生長(zhǎng)過(guò)程通過(guò)光合作用從環(huán)境吸收的,所以生物質(zhì)能的利用過(guò)程不排放額外的CO2,而對(duì)環(huán)境污染少.生物質(zhì)能的利用還能降低污染.如可利用生物質(zhì)熱解汽化技術(shù)處理生活垃圾等,可得到以甲烷為主的燃?xì)?實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化,無(wú)害化,資源化.2.生物質(zhì)能利用的問(wèn)題2.生物質(zhì)能利用的問(wèn)題生物質(zhì)能利用的缺點(diǎn)主要是生物質(zhì)分布廣,大面積收集成本高,經(jīng)濟(jì)的收集半徑在50公里以內(nèi),只適合建立小型,分散的生物質(zhì)能利用系統(tǒng).而小型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率低,不提高生物質(zhì)能的利用效率就不能獲得好的經(jīng)濟(jì)效益,這是生物質(zhì)能至今未能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一.因此,如何在小型,分散體系實(shí)現(xiàn)能量的高效,清潔及規(guī)?；檬瞧惹行枰鉀Q的問(wèn)題.三.太陽(yáng)能的利用1.太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)(1)太陽(yáng)能來(lái)源豐富太陽(yáng)能來(lái)源豐富太陽(yáng)能來(lái)源豐富是眾所周知的,這似乎是一種用之不絕,取之不盡的能源.太陽(yáng)內(nèi)部不停地進(jìn)行熱核反應(yīng),釋放出巨大的能量,輻射到地球上的能量只占起輻射總能量的極小部分,約1/22億,但地球每年接收的太陽(yáng)能至少有6×1017千瓦小時(shí),相當(dāng)于74萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量.其中被植物吸收的僅占0.015%.可見,開發(fā)太陽(yáng)能利用的潛力很大.(2)太陽(yáng)能的使用沒有污染問(wèn)題太陽(yáng)能的使用沒有污染問(wèn)題這也是眾所周知的,太陽(yáng)能的使用基本上沒有污染問(wèn)題.(3)太陽(yáng)能可多途徑利用太陽(yáng)能可多途徑利用(a)太陽(yáng)能的熱利用.如太陽(yáng)能熱水器,太陽(yáng)灶,太陽(yáng)能蓄熱池發(fā)電等.(b)太陽(yáng)能發(fā)電.如太陽(yáng)能電池和光電池.(c)光催化和光電催化制氫.主要用這兩種技術(shù)從水或生物質(zhì)中制得氫氣.2.太陽(yáng)能利用的概況太陽(yáng)能利用的概況近年來(lái),太陽(yáng)能的利用發(fā)展很快,據(jù)1997年的數(shù)據(jù),全球太陽(yáng)能發(fā)電量已達(dá)800兆瓦.到2000年,日本已有7萬(wàn)個(gè)住宅用上太陽(yáng)能電池,美國(guó)和歐盟計(jì)劃在2010年前安裝100萬(wàn)套太陽(yáng)能電池.特別是把太陽(yáng)能電池與屋頂瓦結(jié)合成光電發(fā)電系統(tǒng),目前歐洲已有300套,年發(fā)電量為1億千瓦.這種系統(tǒng)不但可供應(yīng)清潔能源,而且美觀耐用,壽命可達(dá)25年.太陽(yáng)能的熱利用發(fā)展更快.特別在我國(guó),太陽(yáng)能熱水器的年產(chǎn)值已達(dá)60多億元,居世界首位.3.太陽(yáng)能利用的問(wèn)題太陽(yáng)能利用的問(wèn)題開發(fā)太陽(yáng)能利用的主要問(wèn)題是如何提高太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率,其次是降低成本,這對(duì)我國(guó)特別重要,目前我國(guó)生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的能力已達(dá)幾百兆瓦,但由于價(jià)格高,基本上都銷往國(guó)外.第三,一些技術(shù),如光催化和光電催化制氫技術(shù)還沒成熟,沒有達(dá)到實(shí)用化的階段,應(yīng)該抓緊這方面的研究和發(fā)展.四.氫能的利用1.氫能的優(yōu)點(diǎn)氫能的優(yōu)點(diǎn)(1)氫是自然界儲(chǔ)量最豐富的元素.(2)氫是除核燃料外發(fā)熱量最大的燃料.(3)氫燃燒生成水,是世界上最清潔的燃料.(4)燃燒性能好,可燃范圍大,燃燒速度快.(5)氫可用多種方法大規(guī)模生產(chǎn).(6)氫的利用形式多,可通過(guò)燃燒發(fā)電,通過(guò)