導(dǎo)語：如何才能寫好一篇苯酚污水的處理方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：降酚菌培育；菌株篩選；降解機(jī)理；菌種改良；降解特性

中圖分類號(hào)：X592 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160732001

簡(jiǎn)介

苯酚及其衍生物屬于芳香族化合物，是一種原生質(zhì)毒物，與多數(shù)生物活性體接觸可產(chǎn)生毒性[1]。隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，化工、焦化、煉油、合成纖維、醫(yī)藥等工廠排出的廢水、廢氣、廢渣中大多含有高濃度的酚類有機(jī)污染物，若處理不當(dāng)不僅會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的污染，也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。當(dāng)人體攝入過量的酚類物質(zhì)時(shí)，體內(nèi)蛋白質(zhì)會(huì)變性，產(chǎn)生急性中毒癥狀，使人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，導(dǎo)致死亡。鑒于苯酚對(duì)環(huán)境和人類造成的危害，各國(guó)相繼將苯酚列入優(yōu)先控制污染物的名單中。為有效降解含酚廢水，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)廢水中苯酚及其衍生物的降解進(jìn)行了深入研究。目前處理含酚廢水的主要技術(shù)有：物理-化學(xué)法、生物法、化學(xué)法、物理法。物理法和化學(xué)法適用于高濃度的含酚廢水，但有設(shè)備投資高，能耗大，容易產(chǎn)生二次污染等缺陷[2]，且物理處理技術(shù)和化學(xué)處理技術(shù)對(duì)廢水的處理工藝要求較為嚴(yán)格；而生物降解法具有耗能較少、效率高、成本低、無二次污染等特點(diǎn)，將在污水治理上得到更廣泛的應(yīng)用[3]。

1 降酚菌的降解機(jī)理

降酚菌對(duì)酚類物質(zhì)的降解主要分為好氧降解和厭氧降解2種，多數(shù)情況下采用前者，且降酚菌好氧代謝途徑較為復(fù)雜，如圖1所示。降酚菌在好氧代謝過程中，苯酚及其衍生物在苯酚羥化酶的作用下被催化成相應(yīng)的鄰苯二酚，之后鄰苯二酚在2種不同的途徑和酶系統(tǒng)的作用下開環(huán)形成碳?xì)浠衔颷4]。由鄰苯二酚2，3-雙加氧酶的催化作用下間位開環(huán)轉(zhuǎn)化為2-羥基粘糠半醛，經(jīng)逐步轉(zhuǎn)化后形成4-羥基-α-酮基戊酸，最終生成乙酸和丙酮酸等產(chǎn)物后進(jìn)入三羧酸循環(huán)，進(jìn)行糖代謝途徑，最終被降酚菌分解；由鄰苯二酚1、2-雙加氧酶的催化作用下鄰位開環(huán)轉(zhuǎn)化為粘糠酸，沿β-酮基己二酸的途徑降解，最終生成乙酰輔酶A、琥珀酸等產(chǎn)物進(jìn)入微生物的三羧酸循環(huán)，繼續(xù)被降酚菌利用[5]。此2種途徑是微生物好氧降解苯酚的關(guān)鍵步驟，且在不同的降酚菌中這類雙加氧酶具有高度的同源性。

研究表明，降酚菌在厭氧代謝過程中也能降解苯酚。如，Lack等[6]研究發(fā)現(xiàn)苯酚在厭氧代謝中是苯酚直接被羧化為4-羧基苯甲酸，使其轉(zhuǎn)化為苯甲酰輔酶A，然后形成乙酸等小分子化合物，從而達(dá)到降解的目的，該途徑被稱作是Kolbe-Schmitt羧化反應(yīng)。

2 降酚菌的培育和改良

酚類物質(zhì)雖然是一種中強(qiáng)度的原生質(zhì)毒物，但很多微生物為適應(yīng)環(huán)境中的酚類物質(zhì)，將酚類物質(zhì)作為其生長(zhǎng)、發(fā)育的碳源之一[7-8]。因此，被酚類物質(zhì)污染的土壤和水源中含有較多的此類降酚特性的菌株，為獲得純種的降酚菌株進(jìn)行研究和生產(chǎn)，需要將降酚特性菌株從酚類污染地分離，再進(jìn)行具有針對(duì)性的培養(yǎng)、改良和育種，最后人為地投入污染地區(qū)進(jìn)行微生物修復(fù)。

2.1 降酚菌的培養(yǎng)

降酚菌的傳統(tǒng)培養(yǎng)方法主要是采用富集培養(yǎng)技術(shù)，此技術(shù)分為初代培養(yǎng)和次代培養(yǎng)2個(gè)階段。將采集的標(biāo)本置于富集培養(yǎng)基上進(jìn)行初代培養(yǎng)，之后分離獲得單一菌落；單一菌落投加到以苯酚為唯一碳源的培養(yǎng)基中進(jìn)行次代培養(yǎng)，以逐量分批的方法提高培養(yǎng)基中苯酚的濃度，從而篩選出耐高濃度苯酚的高效降酚菌株。例如：鄭貝貝[9]等利用富集培養(yǎng)技術(shù)從某焦化廠的焦化廢水中篩選出的C3菌株為紅球菌屬（Rhodococcus sp.）細(xì)菌，該菌株可在28h內(nèi)將濃度為600mg/L的苯酚完全降解，對(duì)濃度高達(dá)1000mg/L的苯酚同樣具有高效的降解能力。

由于培養(yǎng)條件和培養(yǎng)基成分不同等原因，該方法具有一定的局限性。為了克服此局限性，高通量篩選技術(shù)、基因拼接技術(shù)等新的培養(yǎng)方法逐漸被運(yùn)用到菌株的篩選和培養(yǎng)中?；蚱唇蛹夹g(shù)又稱為基因工程，該技術(shù)可通過對(duì)生物的基因進(jìn)行重新組合和改造，產(chǎn)生符合人類需求的基因產(chǎn)物[10]。而高通量篩選技術(shù)則是以分子水平和細(xì)胞水平為基礎(chǔ)，通過一次實(shí)驗(yàn)獲得大量的信息，進(jìn)而篩選出有價(jià)值的信息。同傳統(tǒng)方法相比，新技術(shù)在分離培養(yǎng)菌株時(shí)不但靈敏快速、科學(xué)準(zhǔn)確，而且較大限度的節(jié)省了實(shí)驗(yàn)材料，減小了培育菌株的操作誤差，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)流程。

2.2 降酚菌的鑒定方法

降酚菌株傳統(tǒng)的鑒定方法主要是根據(jù)對(duì)菌種形態(tài)的觀察、生理生化等表型特征來對(duì)菌種進(jìn)行鑒定，其主要包括菌株形狀、顏色、革蘭氏染色結(jié)果，以及葡萄糖產(chǎn)酸實(shí)驗(yàn)、兼性厭氧實(shí)驗(yàn)、V.P實(shí)驗(yàn)、淀粉水解試驗(yàn)、甲基紅實(shí)驗(yàn)等。根據(jù)菌株的鑒定結(jié)果，參考《常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)》[11]或《伯杰氏手冊(cè)》進(jìn)行比較和判斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)菌株的初步鑒定。但常規(guī)的鑒定方法具有步驟繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，準(zhǔn)確性較低等缺點(diǎn)。張孝龍等[12]利用苯酚培養(yǎng)基對(duì)降酚菌分離和篩選，根據(jù)電子顯微鏡觀察到的菌體形態(tài)、菌株生理生化特征和16SrRNA基因鑒定，對(duì)菌株進(jìn)行初步生物學(xué)鑒定。經(jīng)鑒定篩選出的菌株中Phe-03為壤霉菌屬（Agromyces），Phe-05為棒桿菌屬（Corynebacterium）。

近些年來，隨著生物技術(shù)的精細(xì)化與現(xiàn)代分子生物學(xué)理論和技術(shù)的普及化，BIOLOG法、操作分類單元聚類分析、16SrDNA鑒定、全細(xì)胞脂肪酸分析鑒定系統(tǒng)和PLFA法等新的鑒定手段逐漸運(yùn)用到降酚菌的菌種鑒定中。與傳統(tǒng)方法相比，新的鑒定方法具有靈敏度高，分辨力強(qiáng)、速度快、無需分離培養(yǎng)純種微生物、測(cè)定便捷等優(yōu)點(diǎn)，一定程度的提高了鑒定效率。

2.3 降酚菌的改良

傳統(tǒng)改良降酚菌的方法包括以紫外線、微波、激光等射線作為誘變介質(zhì)的物理誘變和以烷化劑、抗生素等化學(xué)藥物作為誘變介質(zhì)的化學(xué)誘變。菌株經(jīng)過誘變介質(zhì)誘變后，降酚能力有較大幅度的提高。例如：馮思琦[13]等，從土壤中篩選出一株可降解高濃度苯酚的酵母菌菌株。對(duì)該菌株直接采用紫外誘變技術(shù)進(jìn)行馴化和培育，結(jié)果表明：未經(jīng)誘變的菌株在48h內(nèi)對(duì)苯酚濃度為500mg/L的溶液降解率為96.3%，而經(jīng)過紫外誘變后，36h內(nèi)可將500mg/L苯酚完全降解。

針對(duì)降解酚類有機(jī)污染物，可將苯酚作為底物培養(yǎng)降酚菌，使培養(yǎng)基中的苯酚濃度以逐量分批的方法進(jìn)行提高，以此方法馴化的菌株降酚能力會(huì)有明顯的提升。例如：關(guān)海濱[14]等將擴(kuò)大培養(yǎng)的菌株首先接入苯酚濃度為0.5g/L的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，重復(fù)上述培養(yǎng)步驟，使培養(yǎng)基中的苯酚濃度逐步達(dá)到2.2g/L，成功得到一株具有較高降酚能力的菌株GDYW-0027。實(shí)驗(yàn)表明，該菌株在48h內(nèi)對(duì)初始濃度為2.2g/L苯酚的降解率為86.73%。

雖然馴化可以提高降酚菌的降解能力，但由于苯酚濃度不斷的提高，菌株降解苯酚的速率卻逐漸降低。例如：菌株GDYW-0027[15]對(duì)0.1g/L、0.5g/L、1.0g/L、1.5g/L和2.2g/L質(zhì)量濃度的苯酚溶液48h內(nèi)的降解率分別為100%、96.98%、95.68%、92.61%和86.73%，苯酚降解率明顯降低。

2.4 降酚菌的降解特性

利用降酚菌株處理高濃度含酚廢水時(shí)，混合菌株降解苯酚的能力要明顯大于單一菌株的降解能力，并且在苯酚濃度較高時(shí)仍具有較高的降解率。例如：李鮮珠[16]等從焦化廠污泥中分離出4株高效降酚菌。通過單一菌株和組合菌株對(duì)苯酚降解率的試驗(yàn)表明，在16h內(nèi)4株混合菌株的苯酚降解率均高于單一菌株，混合菌株在降解苯酚時(shí)具有協(xié)同作用。沈錫輝[17]等分離到一株既可降解苯酚，又可降解萘及其它多種芳烴的紅球菌PNAN5菌株（Rhodococcussp. Strain PNAN5），該菌株能以苯酚、對(duì)甲酚、萘和苯甲酸為唯一碳源生長(zhǎng)，具有降解單環(huán)和雙環(huán)芳烴的能力。該實(shí)驗(yàn)表明，以苯酚為唯一碳源培育出的降酚菌除了可以降解苯酚外，還可降解其它酚類物質(zhì)及其衍生物。

3 生物法處理污水現(xiàn)狀

目前，隨著國(guó)內(nèi)化工行業(yè)一體化進(jìn)程不斷加快，工業(yè)園區(qū)污水處理設(shè)施逐漸完善，一些大型化工園區(qū)污水處理設(shè)備和技術(shù)已達(dá)到國(guó)際水平。淄博市的建陶企業(yè)采用投加菌株的方法處理建陶企業(yè)的含酚廢水[21]，針對(duì)企業(yè)廢水的復(fù)雜程度，投加了28種不同的菌株，實(shí)驗(yàn)表明，6h內(nèi)酚的去除率為89.1%，實(shí)現(xiàn)了回用水標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。Peyton等[22]以苯酚為模型化合物，利用耐鹽微生物對(duì)高鹽度的工業(yè)廢水進(jìn)行處理，并進(jìn)行高鹽（10%）對(duì)苯酚的生物降解動(dòng)力學(xué)的探討。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)苯酚的生物降解動(dòng)力學(xué)為苯酚濃度（0-50mg/L）的零級(jí)動(dòng)力學(xué)。

與傳統(tǒng)的物化處理技術(shù)相比，新技術(shù)在廢水的處理工藝上因其鮮明的特點(diǎn)而逐漸被應(yīng)用于某些企業(yè)的廢水處理中。在處理過程中由于針對(duì)性較強(qiáng)、效率高等優(yōu)勢(shì)，亦是將來廢水治理的發(fā)展趨勢(shì)。

4 問題及展望

含酚廢水毒性高、來源廣，嚴(yán)重威脅著人類的健康安全，是環(huán)境保護(hù)中不可忽視的問題。因此，篩選出對(duì)酚類物質(zhì)具有高降解能力的微生物，對(duì)于含酚廢水的生物修復(fù)具有深遠(yuǎn)的意義。從被污染環(huán)境中獲得高效降酚菌后，研究其降解特性后，應(yīng)用到含酚廢水處理系統(tǒng)中，是現(xiàn)今處理含酚廢水較為經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一。但大多數(shù)降酚菌株能夠降解的酚濃度較低。而且，廢水是一個(gè)十分復(fù)雜的混合體系，用單一菌種處理含酚廢水，很難達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于高濃度的含酚廢水在生物學(xué)方面的研究，有待進(jìn)一步的探索。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化技術(shù)手段逐漸被運(yùn)用到高效菌株的培育中，如利用細(xì)胞融合技術(shù)處理菌株、生化技術(shù)培養(yǎng)菌株等。而且，利用細(xì)胞融合和基因重組等技術(shù)選育高效降解菌也已成為發(fā)展的趨勢(shì)。高效菌株的研究和應(yīng)用技術(shù)已得到蓬勃發(fā)展，可以預(yù)想，降酚菌株用于處理工業(yè)廢水必將在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

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[8]Lack A，F(xiàn)uchs G.Carboxylation of phenylphosphate by phenol carboxylase，an enzyme system of anaerobic phenol metabolism [J]. Journal of Bacteriology，1992，174（11）：3629-36.

篇2

關(guān)鍵詞：苯酚；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新優(yōu)化

文章編號(hào)：1008-0546（2013）04-029-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

2012年10月，我縣圍繞市級(jí)課題《基于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性研究》，開展了《酚的性質(zhì)和應(yīng)用》的同課異構(gòu)活動(dòng)，進(jìn)行高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新優(yōu)化教學(xué)研討。本文展現(xiàn)了兩位開課教師第一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容、分析比較以及專家評(píng)委的相關(guān)建議。

一、兩位教師的課堂片段

1.甲教師的教學(xué)片段

片段1：導(dǎo)入環(huán)節(jié)

：苯酚軟膏的說明書。

：分析苯酚可能的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

片段2：探究苯酚的物理性質(zhì)

：展示純凈的和久置的苯酚固體；用冷、熱水和有機(jī)溶劑溶解苯酚。

教師小結(jié)苯酚的物理性質(zhì)，并說明苯酚易被氧化。

片段3：探究苯酚的酸性

：如何證明苯酚的酸性？

：可以用指示劑、堿溶液。

教師投影實(shí)驗(yàn)步驟并進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，最后展示預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。

：苯酚鈉溶液中通入二氧化碳會(huì)有什么現(xiàn)象？

教師演示苯酚鈉溶液中通入二氧化碳的實(shí)驗(yàn)，后用碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液分別與苯酚混合的實(shí)驗(yàn)輔助說明生成的產(chǎn)物。

片段4：苯酚的檢驗(yàn)

：如今，各種假冒偽劣產(chǎn)品已經(jīng)是無孔不入，包括藥物。想一想，用什么化學(xué)方法可以鑒定你買的苯酚軟膏是不是假藥呢？

教師介紹兩種檢驗(yàn)苯酚的方法，投影實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行演示。

在學(xué)生對(duì)苯酚與三氯化鐵混合得到的深色溶液爭(zhēng)論不休時(shí)，教師告知這是紫色；在看到濃溴水遇苯酚產(chǎn)生白色沉淀后，教師強(qiáng)調(diào)一定要用濃溴水檢驗(yàn)。

片段5：苯酚的結(jié)構(gòu)

：苯酚為什么具有這些性質(zhì)呢？

：苯酚的結(jié)構(gòu)式和模型，結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

片段6：苯酚的應(yīng)用

：生活中苯酚的圖片和苯酚污水的資料。

資料：2011年運(yùn)輸苯酚的貨車發(fā)生事故，泄漏的苯酚污染了新安江的水源，如何處理含苯酚污水的生活用水？

學(xué)生討論各種方案，教師進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出預(yù)設(shè)的最佳方案。

2.乙教師的教學(xué)片段

片段1：導(dǎo)入環(huán)節(jié)

問題1：乙醇的官能團(tuán)是什么？涉及到氫氧鍵斷裂的反應(yīng)有哪些？

問題2：以甲苯為例，舉例說明苯的同系物中苯環(huán)與烴基相互影響的反應(yīng)實(shí)例。

過渡：苯環(huán)和羥基相結(jié)合又會(huì)發(fā)生什么樣的相互影響？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的猜想。

：比較金屬鈉與苯酚和乙醇反應(yīng)的劇烈程度；比較溴與苯酚和苯的反應(yīng)。

片段2：探究苯環(huán)活化羥基

探究1：金屬鈉與苯酚和乙醇的反應(yīng)

在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中，教師不斷引導(dǎo)得出對(duì)比實(shí)驗(yàn)中“控制變量法”的思想。接著介紹并演示鎂條與苯酚反應(yīng)但不與乙醇反應(yīng)，是最理想的金屬。

探究2：苯酚的酸性

：資料1：苯酚的發(fā)現(xiàn)史、苯酚由于弱酸性被稱為石炭酸。

：①?gòu)馁Y料中找出說明苯酚羥基比乙醇活潑的新證據(jù)；②如何證明苯酚具有酸性。

學(xué)生討論用pH試紙、紫色石蕊試液、堿溶液、碳酸鈉反應(yīng)。

：①冷水溶解苯酚、測(cè)定苯酚水溶液的pH值、向苯酚水溶液中滴入石蕊試液；②熱水溶解苯酚；③向含酚酞的苯酚水溶液中滴加氫氧化鈉溶液；④苯酚溶液中加入碳酸鈉。

：苯酚溶液加入碳酸鈉的現(xiàn)象與你預(yù)期的一樣嗎？這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明苯酚酸性大于碳酸嗎？如何比較苯酚與碳酸的酸性？

：將二氧化碳通入苯酚鈉溶液。

教師演示二氧化碳通入苯酚鈉溶液的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出產(chǎn)物只能是碳酸氫鈉。

：資料2：電離出氫離子的能力順序：碳酸>苯酚>碳酸氫根

片段3：探究羥基活化苯環(huán)

：經(jīng)上述探究，苯酚是種弱酸，那么苯酚鈉溶液中加入溴水會(huì)有什么現(xiàn)象？

：產(chǎn)生渾濁，生成苯酚。

教師演示該實(shí)驗(yàn)并將混合液置于熱水中，發(fā)現(xiàn)白色沉淀沒有溶解，故生成的并非苯酚，之后展示資料3，分析引導(dǎo)。

：資料3：苯酚遇溴水生成三溴苯酚，是一種白色沉淀，難溶于水。

：猜測(cè)并證明該反應(yīng)屬于取代反應(yīng)還是加成反應(yīng)。

教師演示實(shí)驗(yàn)：①測(cè)定反應(yīng)前后pH值，發(fā)現(xiàn)酸性增強(qiáng)；②倒去試管中的白色沉淀，洗滌兩次，加入少量蒸餾水，再滴加濃溴水，仍然看到白色沉淀；③對(duì)比稀溴水與苯酚溶液混合的現(xiàn)象。

：用溴水檢驗(yàn)苯酚的注意事項(xiàng)和靈敏性。

：對(duì)比苯酚和苯與溴的反應(yīng)。

二、兩節(jié)課的比較分析

從實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的角度對(duì)兩節(jié)課的設(shè)計(jì)思路和教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行比較。

1.教材使用的比較

從教材的使用看，甲教師是傳統(tǒng)的“教教材”，重視學(xué)科知識(shí)的傳授，故課堂主體是教師，而乙教師體現(xiàn)出“用教材”的能力，突顯學(xué)生能力的培養(yǎng)，學(xué)生也就成為課堂的主人。兩種不同的態(tài)度決定了課堂中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不同地位和收獲的效果。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)的比較

從教學(xué)設(shè)計(jì)看，甲教師是用三個(gè)情境構(gòu)成主線，分別引出苯酚的性質(zhì)、苯酚的檢驗(yàn)、苯酚污水的處理，發(fā)揮了情境的作用，也保證了一節(jié)課的完整性；乙教師從回顧舊知開始，促成學(xué)生知識(shí)的遷移應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生對(duì)苯酚性質(zhì)的探究興趣，最后建構(gòu)了新的知識(shí)體系，而苯酚的性質(zhì)被安排在后面課時(shí)中。后者課堂主線是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想，過程中還滲透了控制變量法、物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀、定性到定量等核心觀念的教育。兩種不同的教學(xué)設(shè)計(jì)決定了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化整合的不同方向，也決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不同呈現(xiàn)方式。

3.教學(xué)理念的比較

從探究理念來看，甲教師雖然也稱為探究，但主要還是教師講解為主，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論都是教師的預(yù)設(shè)，屬于按部就班的驗(yàn)證性探究，學(xué)生的生成幾乎沒有；乙教師則能通過問題的設(shè)計(jì)引發(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)方案，再進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證，最終得出結(jié)論，促成了課堂思維的交流與碰撞。兩種不同的探究理念使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在對(duì)學(xué)生能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)上有著不同的功能價(jià)值。

4.學(xué)情研究的比較

從學(xué)情研究來看，甲教師考慮到學(xué)生的層次調(diào)整了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，但過分降低了探究難度，以講解為主的教學(xué)方式讓學(xué)生處于比較被動(dòng)的接受狀態(tài)，扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和動(dòng)態(tài)生成；乙教師的教學(xué)設(shè)計(jì)比較精彩，問題的綜合性比較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的要求相對(duì)高一些。但從課堂實(shí)際效果來看，該教師對(duì)學(xué)生的定位有些高了。兩位教師在整堂課中都是按照自己的預(yù)設(shè)完成了教學(xué)，但最終都沒能達(dá)到預(yù)期的效果。無論對(duì)學(xué)情認(rèn)識(shí)犯了哪種錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)優(yōu)化整合的方向都會(huì)偏離學(xué)情，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果都要打折扣。

三、專家評(píng)委建議

針對(duì)本次同課異構(gòu)活動(dòng)的主題是圍繞“高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性”，專家著重分析兩節(jié)課堂中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況。

1.簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)也是一種創(chuàng)新

兩位教師在課堂中呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)均較多，評(píng)委指出是否能夠進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化？實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)化也是一種優(yōu)化創(chuàng)新，它是建立在教師對(duì)教材分析解讀基礎(chǔ)上的刪減或合并，需要教師具備很強(qiáng)的“駕馭教材”的能力。它可以使探究變得簡(jiǎn)約，使知識(shí)呈現(xiàn)變得清晰。如，在探究苯酚的弱酸性時(shí)，兩位教師都已經(jīng)用了pH試紙，是否能省去紫色石蕊試液？

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑瓌t

科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案是獲得正確探究結(jié)論的前題。任何實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的都是學(xué)科的特點(diǎn)，是真理的探索過程，是教師的理性思維。兩位教師在課堂中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都融入了自己的思考，但還不夠嚴(yán)謹(jǐn)，有幾處存在明顯的不合理：①甲教師在用石蕊試液測(cè)定苯酚溶液時(shí)，未注意到石蕊本身是種指示劑，所用量要少，怎能比待測(cè)液還多？②用三氯化鐵檢驗(yàn)苯酚時(shí)，甲教師所加三氯化鐵溶液大大過量，這樣的檢測(cè)意義大嗎？而且過量的三氯化鐵造成學(xué)生對(duì)最終混合液的顏色爭(zhēng)論不休，有說黑色、深藍(lán)色還有暗紫色。甲教師卻仍然按照自己的預(yù)設(shè)，堅(jiān)持為紫色，失去了非常好的教育機(jī)會(huì)。事實(shí)上，此時(shí)她只要將試管中的混合液全部倒去，往其中加入蒸餾水，再滴加幾滴三氯化鐵溶液，就可以清晰地看到紫色的溶液，既有說服力，又能說明該檢驗(yàn)方法的靈敏性很高。③在探究苯酚鈉溶液與二氧化碳的反應(yīng)時(shí)，甲乙兩位教師分別采用了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和視頻的方式讓學(xué)生觀察到二氧化碳通入苯酚鈉溶液中迅速變?yōu)闇啙?，得出碳酸酸性大于苯酚的結(jié)論。但反思實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不由想到：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中二氧化碳?xì)怏w和苯酚渾濁的生成速率均非常迅速，這里能排除鹽酸的干擾嗎？用稀鹽酸代替濃鹽酸來制備二氧化碳?xì)怏w是否更合理些？

篇3

與大、中城市相比較，小城鎮(zhèn)污水主要為生活污水（占50%以上），污水中懸浮物濃度較高，特別是一些小城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)不完善，大多采用明渠排水，雨水和地下水入滲現(xiàn)象嚴(yán)重，降低了污水中的有機(jī)物濃度。由于小城鎮(zhèn)人口規(guī)模小，污水水量、水質(zhì)都呈現(xiàn)出較為突出的時(shí)間不均勻性和水質(zhì)不穩(wěn)定性。

針對(duì)我國(guó)小城鎮(zhèn)污水產(chǎn)生特點(diǎn)及小城鎮(zhèn)自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展特性，污水處理工藝技術(shù)的選擇既不能完全照搬目前在大、中城市中廣泛采用的城市污水處理工藝技術(shù)，也不能完全采用村莊居民點(diǎn)的污水處理方式，而必須按照經(jīng)濟(jì)、高效、簡(jiǎn)便、易行的原則進(jìn)行選擇。具體地說，即適宜小城鎮(zhèn)采用的污水處理工藝應(yīng)基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)能降耗明顯；處理工藝具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，去除效率高；處理工藝簡(jiǎn)便易行、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)管理方便，利用當(dāng)?shù)匦〕擎?zhèn)現(xiàn)有的技術(shù)與管理力量就能滿足設(shè)施正常運(yùn)行的需要；處理工藝具有一定的靈活性，能較好地適應(yīng)現(xiàn)階段達(dá)標(biāo)處理排放要求與將來考慮進(jìn)行再生利用需要的變化。

膜生物技術(shù)在豬糞廢水處理中應(yīng)用

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：集約化畜禽糞便廢水的污染量已經(jīng)超過工業(yè)廢水及生活污水，逐漸成為上海市地面水主要污染源。奉賢蘆涇飼養(yǎng)場(chǎng)豬糞廢水具有典型的高濃度、高SS、高NH3-N等特點(diǎn)，采用膜生物技術(shù)作為主要處理工藝，不僅避免了常規(guī)厭氧處理方法操作管理不便、系統(tǒng)酸化以及存在沼氣爆炸安全隱患等弊病，而且從調(diào)試結(jié)果看，以膜生物反應(yīng)器為主的整套廢水處理設(shè)施處理能力大、凈化功能好、脫氮效果穩(wěn)定，且不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹等影響正常運(yùn)行的現(xiàn)象。膜生物技術(shù)作為處理該類廢水的一種有效方法值得進(jìn)一步推廣。

該項(xiàng)目具有以下特點(diǎn)：（1）處理出水水質(zhì)穩(wěn)定； （2）處理設(shè)備占地面積??；（3）處理效率高，抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)； （4）動(dòng)力消耗低； （5）由于活性污泥不會(huì)流失，因此不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹影響正常運(yùn)行的現(xiàn)象； （6）操作管理簡(jiǎn)單。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：上海荏源公司。

水解酸化-曝氣生物濾池

處理小城鎮(zhèn)污水

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：中小城鎮(zhèn)污水主要為生活污水和以有機(jī)廢水為主的工業(yè)廢水的混合污水，其水量較小，一般不超過5萬m3/d，但是水質(zhì)和水量波動(dòng)較大。由于資金和技術(shù)、管理水平等多方面的原因，決定了在城鎮(zhèn)污水處理廠必須經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能和操作簡(jiǎn)便。目前國(guó)內(nèi)很多中小城鎮(zhèn)仍采用明渠排水，尤其是南方地區(qū)，大量雨水流入和地下水滲入，加之城鎮(zhèn)生活水平不高等原因決定了污水中有機(jī)物濃度較低。因此，必須結(jié)合當(dāng)?shù)匚鬯乃?、水質(zhì)以及溫度、氣候、氣象、地理、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況選擇適宜的處理工藝。

水解酸化―曝氣生物濾池工藝在工程投資、占地和能耗上具有極大的優(yōu)勢(shì)，其可根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)要求的不同，分別采用的二段或三段處理工藝組合，且可根據(jù)水量的大小進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，是適合我國(guó)國(guó)情的中小城鎮(zhèn)污水處理新技術(shù)，具有很大的推廣價(jià)值。

城市污水水解－厭氧－微氧

聯(lián)合處理工藝

技術(shù)簡(jiǎn)介：在原位復(fù)合尼龍-6/炭納米管（PA6/CNT）過程中，炭納米管將以其外壁上連接的羧基官能團(tuán)（－COOH）參與尼龍-6（PA6）的加成聚合反應(yīng)，并阻礙PA6分子的長(zhǎng)大。這在很大程度上削弱了基體強(qiáng)度。采用改進(jìn)原位復(fù)合法復(fù)合PA6/CNT，可大大提高PA6分子的平均分子量，減輕炭納米管對(duì)基體PA6強(qiáng)度的削弱，大幅度提高PA6/CNT復(fù)合材料的強(qiáng)度。研究結(jié)果表明：在總HRT不超過8.5h（水解2.5h、厭氧4.0h、微氧2.0h），平均溫度為19℃，進(jìn)水濃度為30050mg/L時(shí)，總COD和SS的去除率分別可達(dá)75％和80％以上?？偝鏊瓹OD、BOD、SS完全達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。微氧單元對(duì)厭氧出水中殘余有機(jī)物去除效果良好，HRT不超過2h，DO控制在0.2"0.5mg/L左右，進(jìn)水為150mg/L時(shí)，去除率可達(dá)53％以上。微氧污泥沉降性能良好，SVI＝38.8ml/g。水解－厭氧－微氧工藝在突出低能耗的前提下，達(dá)到了較高的有機(jī)物去除率，與現(xiàn)有的城市污水處理工藝相比有一定的優(yōu)越性。

該工藝與“水解－好氧”、“厭氧－好氧”工藝相比，在總停留時(shí)間相當(dāng)?shù)那闆r下，微氧工藝的氣水比為1：4左右，DO為0.2～0.5mg/L，減少好氧階段的曝氣量。在實(shí)驗(yàn)室條件下，整個(gè)系統(tǒng)每日僅從微氧池排出少量的污泥，污泥產(chǎn)率VSS/COD約為0.018，更進(jìn)一步降低了能耗與污泥的處理費(fèi)用。

技術(shù)負(fù)責(zé)：中國(guó)輕工局。

滴流床反應(yīng)器處理有機(jī)廢水研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：滴流床用在濕式氧化工藝上處理廢水的研究國(guó)內(nèi)處在剛起步階段。廢水處理的對(duì)象主要是單一的模型廢水如酚、取代酚、環(huán)已醇、琥珀酸和乙醒等。提出和廣泛使用的反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型主要是一維恬塞流模型和一維軸向混合模型。滴流床反應(yīng)器催化濕式氧化處理實(shí)際廢水、滴流床反應(yīng)器的流體力學(xué)、傳質(zhì)、傳熱對(duì)反應(yīng)效果的影響、實(shí)際廢水滴流床催化濕式氧化的反應(yīng)器模型和清流床催化濕式氧化工業(yè)化放大等方面的研究還有待于深入進(jìn)行。

大量研究已經(jīng)證明濕式氧化(WO)是處理高濃度難降解有機(jī)廢水的最佳方法之一，但WO過程中需要的高溫高壓以及對(duì)設(shè)備材質(zhì)的高要求限制了它的推廣應(yīng)用。為了降低反應(yīng)溫度與壓力，非均相催化劑的催化濕式氧化(Catalyticwetoxidation，簡(jiǎn)記CWO)技術(shù)研究與開發(fā)成為研究的熱點(diǎn)。適合非均相催化濕式氧化的氣液固三相反應(yīng)器主要有滴流床(TBRs)、三相流化床和漿料反應(yīng)器。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

小城鎮(zhèn)生活污水處理新技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：小城鎮(zhèn)生活污水低成本處理及回用是困擾新農(nóng)村建設(shè)的難題之一，此前一直沒有適合小城鎮(zhèn)處理污水的合適技術(shù)。新出現(xiàn)的一體化地下厭氧耗氧處理裝置，在工藝和設(shè)備方面有多項(xiàng)創(chuàng)新，占地面積小，整個(gè)設(shè)施為一體化地下構(gòu)筑物，既克服了冬季運(yùn)行中氣溫偏低造成的影響，又可在覆土后綠化或建設(shè)相應(yīng)的管理用房。

該項(xiàng)目有耗能小、低投入、低運(yùn)行費(fèi)用、不產(chǎn)生二次污染、不使用任何化學(xué)藥物、簡(jiǎn)易可行的自動(dòng)操作等突出優(yōu)點(diǎn)，平均消耗1度電可以處理約30噸的生活污水，直接運(yùn)行費(fèi)用僅0．05元／噸，適宜在廣大小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)推廣。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：天津科技大學(xué)化工學(xué)院龐金釗教授。

硅藻精土處理污水技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：硅藻精土水處理劑工藝可適用于城市污水及垃圾滲濾液和各類工業(yè)廢水處理。該技術(shù)在云南、貴州、廣西、內(nèi)蒙古建成污水處理工程,在各省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站等部門的監(jiān)測(cè)下，成功地把城市污水、多種工業(yè)廢水處理達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)或?qū)崿F(xiàn)循環(huán)使用。去除率分別是BOD59292.8、CODcr95以上、SS99.9、TN78、TP90.7。

該技術(shù)既具有傳統(tǒng)工藝的綜合優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)了各處理技術(shù)的不足的污水處理新工藝、新技術(shù)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：浙江省水利局。

意義：該工藝提供了既經(jīng)濟(jì)又適用的最佳技術(shù)，組成專家組及中國(guó)硅藻土協(xié)會(huì)評(píng)定為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

氯化鈉改性沸石吸附水中苯酚

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：對(duì)于微污染含酚水處理，活性炭吸附有一定效果，但活性炭?jī)r(jià)格較高，再生費(fèi)用昂貴，且每次再生損耗高達(dá)5%～15%。沸石是一種天然廉價(jià)的多孔礦物質(zhì)，表面粗糙、比表面積大，吸附性能較強(qiáng)，用于處理氟、重金屬離子已有成功案例。該方法根據(jù)改性后沸石吸附苯酚的效果確定了合適的改性方法；研究了pH值、苯酚濃度、處理時(shí)間、沸石用量等對(duì)鈉型沸石吸附苯酚效果的影響；最佳條件下沸石處理低濃度含酚水的靜、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果表明，改性沸石對(duì)低濃度的含酚水有良好的吸附效果。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：蘭州鐵道學(xué)院副教授王萍。

意義：沸石經(jīng)氯化鈉改性后，在酸性條件下對(duì)苯酚有較好的去除效果，可用于微污染含酚水處理，吸附苯酚后的沸石可用堿液再生，該方法操作簡(jiǎn)單，原料豐富，有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

垃圾衛(wèi)生填埋滲濾水控制與處理

技術(shù)簡(jiǎn)介：土地處理是利用土壤――微生物――植物系統(tǒng)的陸地生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)控機(jī)制和對(duì)污染物的綜合凈化功能來處理污水，使水質(zhì)得到不同程度的改善，實(shí)現(xiàn)廢水資源化和無害化。因此，基于垃圾滲濾水土地處理的垃圾循環(huán)準(zhǔn)好氧情填埋方式得到了越來越廣泛地關(guān)注。垃圾循環(huán)準(zhǔn)好氧性填埋方式是將收集到的滲濾水循環(huán)回到填埋場(chǎng)中利用填埋場(chǎng)自身形成的穩(wěn)定系統(tǒng)使?jié)B濾水中的有機(jī)物經(jīng)過垃圾層和覆土層來降解，從而加速滲濾水的凈化。在準(zhǔn)好氧性填埋場(chǎng)中，有機(jī)成分（主要是BOD）能夠很快降解，但是氮化物的降解速度卻較慢。當(dāng)通過將滲濾水循環(huán)到填埋場(chǎng)中，可以促進(jìn)硝化和反硝化過程的進(jìn)行，這樣有機(jī)成分和氮化物得到更加有效地去除，從而減輕了滲濾水的污染負(fù)荷，并且有利于減少滲濾水的最終水量和促進(jìn)垃圾在填埋場(chǎng)中的穩(wěn)定化。

調(diào)查結(jié)果表明，所有的垃圾簡(jiǎn)單填埋處理后，在填埋場(chǎng)周圍的地下水均受到污染，許多有毒害物質(zhì)在一般地下水中不存在，卻在填埋場(chǎng)周圍的地下水中出現(xiàn)。因此，現(xiàn)代意義的垃圾衛(wèi)生填埋處理已發(fā)展成底部密封型結(jié)構(gòu)，或底部和四周都密封的結(jié)構(gòu)，從而防止了滲濾水的流出和地下水的滲入，并且對(duì)垃圾滲濾水進(jìn)行收集和處理，有效地保證了環(huán)境的安全。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：國(guó)家給水排水工程技術(shù)研究中心范潔。

CASS法處理含鹽廢水研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：采用CASS生化處理系統(tǒng)處理含鹽的海產(chǎn)品加工廢水，處理效果比較理想。試驗(yàn)出水的COD可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(CB8987-1996)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此可將本試驗(yàn)過程放大，應(yīng)用于臨海港建設(shè)的海產(chǎn)品加工廠的污水處理工程中。進(jìn)水中Cl-的質(zhì)量濃度在6300mg/L以下時(shí)，CASS系統(tǒng)可穩(wěn)定運(yùn)行，在Cl-的質(zhì)量濃度超過8100mg/L時(shí)出水水質(zhì)變壞，無法穩(wěn)定運(yùn)行。進(jìn)水中Cl-的質(zhì)量濃度在4500mg/L以下時(shí)，CASS生化處理系統(tǒng)的抗海水濃度波動(dòng)能力比較強(qiáng)，遇見Cl-的質(zhì)量濃度梯度為3600mg/L的沖擊可以在短的時(shí)間（1個(gè)運(yùn)行周期）內(nèi)恢復(fù)正常；當(dāng)廢水中Cl-的質(zhì)量濃度超過4500mg/L后，CASS生化處理系統(tǒng)的抗海水濃度波動(dòng)能力減弱，遇到相同濃度的沖擊時(shí)，所需要的恢復(fù)時(shí)間則較長(zhǎng)。對(duì)比海水比例上升和下降兩個(gè)過程的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)相同的濃度梯度沖擊下，對(duì)CASS生化處理系統(tǒng)而言，海水比例降低產(chǎn)生的沖擊影響比海水比例升高產(chǎn)生的影響要大。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：大連機(jī)工機(jī)械環(huán)保研究所李琳琳。

意義：采用魚品加工廠生產(chǎn)廢水摻一定比例的海水作為試驗(yàn)用水，通過含鹽量的不斷增加研究系統(tǒng)的耐鹽性，通過含鹽量的降低和升高研究系統(tǒng)可以在1個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行。

水解酸化-接觸氧化法

處理啤酒廢水

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：啤酒廢水屬中濃度的有機(jī)廢水，實(shí)踐證明，采用厭氧-好氧生物技術(shù)處理啤酒廢水是可行的。啤酒廢水懸浮物濃度較高，如果預(yù)處理措施不得當(dāng)，則容易造成水解酸化池中布水系統(tǒng)發(fā)生堵塞或積泥。鑒于廢水中的細(xì)小麥糟、麥皮等不溶性有機(jī)物占有相當(dāng)比重，建議在廢水進(jìn)入水解酸化池前最好經(jīng)過網(wǎng)目規(guī)格為60-80目的微濾機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，尤其是設(shè)布水器的工程務(wù)必如此。水解酸化池設(shè)計(jì)成池底設(shè)多孔布水管的上流式污泥床厭氧反應(yīng)器，和UASB不同之處在于以彈性填料代替其三相分離器。若后續(xù)采用活性污泥法，則建議將好氧處理產(chǎn)生的剩余污泥排入水解池進(jìn)行消化處理，這樣不僅可以得到脫水性能良好的污泥，而且總污泥產(chǎn)量比傳統(tǒng)工藝低20％-40％，沒有條件采用強(qiáng)化預(yù)處理措施和設(shè)置布水器的，建議池底增設(shè)泥斗以便及時(shí)排除沉淀污泥。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：山東省輕工業(yè)設(shè)計(jì)院高級(jí)工程師周煥祥。

意義：好氧處理若采用階段曝氣措施亦即多點(diǎn)進(jìn)水方式，就這樣可消除池前端供氧量不足而池后端供氧量過剩的弊病，提高了生物處理效率，同時(shí)也降低了處理消耗。

粉煤灰處理含氟廢水

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：工業(yè)生產(chǎn)過程中使用含氟原料的工藝很多，如玻璃制造工業(yè)、電子部件制造工業(yè)、熔融鹽電解工業(yè)、原子有工業(yè)、鑄造工業(yè)及特種鋼材處理等一些工廠經(jīng)常會(huì)排放出含氟化物的廢水。大量含氟廢水排入水體，將會(huì)污染河流，特別是污染了飲用水水源。我國(guó)常用的含氟廢水處理多采用加藥和吸附兩種方法，如加入石灰、鎂鹽、鋁鹽處理，或用羥基磷灰石、骨炭、活性氧化鋁等吸附。但這兩種方面多數(shù)工藝復(fù)雜、勞動(dòng)條件差、費(fèi)用較高。而作為工業(yè)廢物排出的粉煤灰，侵占土地，淤塞河道，造成揚(yáng)塵、嚴(yán)重污染環(huán)境。其處理通常是采用水力沖灰輸送至貯灰場(chǎng)貯存。采用粉煤達(dá)處理含氟廢水，具有以廢治廢和資源綜合利用的好處。

粉煤灰具有一定除氟效果，對(duì)于高含氟廢水具有較好的處理效果。影響粉煤灰吸附容量的主要因素依次為：原水氟濃度粉煤灰投量攪拌時(shí)間。除氟后的粉煤灰可燒制成磚。攪拌時(shí)間在生產(chǎn)中可選定30-40min，混合方法宜采用分步混合方法，以降低出水氟濃度，提高粉煤灰吸附容量。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：航天部第三研究院曹仁堂。

二段法改良工藝處理高濃度

難降解城市污水

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：工業(yè)廢水經(jīng)過企業(yè)內(nèi)部處理后與生活污水混合，進(jìn)入城市污水處理廠進(jìn)行生物處理是可行的，工業(yè)廢水內(nèi)部的難生物降解物質(zhì)隨同生活污水中易生物降解物質(zhì)，通過所謂的"協(xié)同降解"作用一起降解掉了。高濃度、難降解的城市污水處理的最大問題是硝化菌的難以存活，第二大問題則是有機(jī)物的去除，第三個(gè)問題是化學(xué)除磷的實(shí)施。因此，相關(guān)的處理工藝應(yīng)圍繞著這三點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)上的突破。

奧貝爾氧化溝、二段法、AB法和延時(shí)曝氣法都具有一定的耐沖擊負(fù)荷的能力，但經(jīng)過改進(jìn)的二段法工藝一方面具有耐沖擊負(fù)荷，更適宜于處理城市污水中化工廢水比例高、廢水成分復(fù)雜、處理難度大的特點(diǎn)，另一方面在難以生物除磷的條件下，更易于布置成多點(diǎn)投藥，實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院陳立。

意義：在總結(jié)高濃度難降解的城市污水處理工程技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)提出了二段法改良工藝，并在高濃度難降解城市污水處理中硝化菌的難以存活、有機(jī)物的去除及化學(xué)除磷等技術(shù)上有所突破。二段法改良工藝一方面具有耐沖擊負(fù)荷，更適宜于處理城市污水中化工廢水比例高、廢水成分復(fù)雜、處理難度大的特點(diǎn)，另一方面在難以實(shí)施生物除磷的條件下，更易于布置成多點(diǎn)投藥，實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷。

銅冶煉含砷污水處理

技術(shù)簡(jiǎn)介：銅冶煉企業(yè)含砷污水處理采用硫化法和石灰乳兩段中和加鐵鹽除砷工藝，能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，但污酸處理存在著處理成本高的問題，有待于新的處理工藝運(yùn)用，目前國(guó)內(nèi)已有院校試驗(yàn)電積法處理含砷污酸，其成本低于硫化法，將給企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。目前銅冶煉企業(yè)含砷工業(yè)污水雖然經(jīng)處理后做到了達(dá)標(biāo)排放，但在處理水返回使用，降低處理成本方面仍有許多工作可做，這些工作與企業(yè)體制，管理水平有著明確的聯(lián)系。做好這些工作可明顯提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：銅陵有色設(shè)計(jì)研究院龍大祥。

意義：采用此辦法，將對(duì)銅冶煉企業(yè)含砷工業(yè)污水的形成以及如何處理達(dá)標(biāo)排放提出一條新的捷徑，并確保不造成二次污染。

雙功能陶瓷膜生物反應(yīng)器處理廢水

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：利用膜生物反應(yīng)器（MembraneBioreactor，MBR）處理廢水正在受到人們的關(guān)注。而無機(jī)膜生物反應(yīng)器（InorganicMembraneBioreactor，IMBR）則是在MBR基礎(chǔ)上興起的。IMBR的核心是采用無機(jī)膜，與有機(jī)膜比較，無機(jī)膜具有化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性高、機(jī)械性能優(yōu)異、通量大、壽命長(zhǎng)、容易清洗等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著制造成本高，運(yùn)行費(fèi)用大等問題，特別是容易堵塞的問題。本研究針對(duì)上述陶瓷膜容易堵塞的問題。提出了一種新的膜生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方案。即將陶瓷膜設(shè)計(jì)成U型管狀，并置于反應(yīng)器內(nèi)，成為內(nèi)置式膜反應(yīng)器。該陶瓷膜既可以曝氣，又可以進(jìn)行抽濾，形成一種具有雙重功能的陶瓷膜，在處理廢水的同時(shí)不斷地進(jìn)行曝氣/抽濾的切換。而曝氣的同時(shí)又是對(duì)陶瓷膜的反吹，以解決陶瓷膜容易堵塞的問題，從而提高反應(yīng)器處理廢水時(shí)的效率。

篇4

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年排出的工業(yè)廢水約為8×108m3，其中不僅含有氰化物等劇毒成分，而且含有鉻、鋅、鎳等金屬離子。廢水的處理方法很多，主要有化學(xué)沉淀法、電解法和膜處理法等[1]，本文介紹的是活性炭吸附法?；钚蕴康谋砻娣e巨大，有很高的物理吸附和化學(xué)吸附功能。因此活性炭吸附法被廣泛應(yīng)用在廢水處理中。而且具有效率高，效果好等特點(diǎn)。

2、活性炭

活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭，具有無數(shù)細(xì)小孔隙，表面積巨大，每克活性炭的表面積為500-1500平方米?；钚蕴坑泻軓?qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能，而且還具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面積，將毒物吸附在活性炭的微孔中，從而阻止毒物的吸收。同時(shí)，活性炭能與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，從而阻止這些物質(zhì)的吸收。

2.1活性炭的分類

在生產(chǎn)中應(yīng)用的活性炭種類有很多。一般制成粉末狀或顆粒狀。

粉末狀的活性炭吸附能力強(qiáng)，制備容易，價(jià)格較低，但再生困難，一般不能重復(fù)使用。

顆粒狀的活性炭?jī)r(jià)格較貴，但可再生后重復(fù)使用，并且使用時(shí)的勞動(dòng)條件較好，操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭[1].

2.2活性炭吸附

活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對(duì)水中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

2.3影響活性炭吸附的因素

吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標(biāo)[2].吸附能力的大小是用吸附量來衡量的。而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量。在水處理中，吸附速度決定了污水需要和吸附劑接觸時(shí)間。

活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來說，顆粒越小，孔隙擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力就越強(qiáng)。

污水的pH值和溫度對(duì)活性炭的吸附也有影響?；钚蕴恳话阍谒嵝詶l件下比在堿性條件下有較高的吸附量[2].吸附反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，因此溫度低對(duì)吸附反應(yīng)有利。

當(dāng)然，活性炭的吸附能力與污水濃度有關(guān)。在一定的溫度下，活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高。

3、活性炭在污水處理中的應(yīng)用

由于活性炭對(duì)水的預(yù)處理要求高，而且活性炭的價(jià)格昂貴，因此在廢水處理中，活性炭主要用來去除廢水中的微量污染物，以達(dá)到深度凈化的目的。

3.1活性炭處理含鉻廢水

鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料，在廢水中六價(jià)鉻隨pH值的不同分別以不同的形式存在。

活性炭有非常發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，具有極強(qiáng)的物理吸附能力，能有效地吸附廢水中的Cr（Ⅵ）.活性炭的表面存在大量的含氧基團(tuán)如羥基（-OH）、羧基（-COOH）等，它們都有靜電吸附功能，對(duì)Cr（Ⅵ）產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。完全可以用于處理電鍍廢水中的Cr（Ⅵ），吸附后的廢水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)[4].

試驗(yàn)表明：溶液中Cr（Ⅵ）質(zhì)量濃度為50mg/L，pH=3，吸附時(shí)間1.5h時(shí)，活性炭的吸附性能和Cr（Ⅵ）的去除率均達(dá)到最佳效果[5].

因此，利用活性炭處理含鉻廢水的過程是活性炭對(duì)溶液中Cr（Ⅵ）的物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果?；钚蕴刻幚砗t廢水，吸附性能穩(wěn)定，處理效率高，操作費(fèi)用低，有一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.2活性炭處理含氰廢水

在工業(yè)生產(chǎn)中，金銀的濕法提取、化學(xué)纖維的生產(chǎn)、煉焦、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)均使用氰化物或副產(chǎn)氰化物[6]，因而在生產(chǎn)過程中必然要排放一定數(shù)量的含氰廢水。

活性炭用于凈化廢水已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，應(yīng)用于處理含氰廢水的文獻(xiàn)報(bào)道也越來越多[7].但由于CN_、HCN在活性炭上的吸附容量小，一般為3mgCN/gAC～8mgCN/gAC（因品種而異）[6]，在處理成本上不合算。

3.3活性炭處理含汞廢水

活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。如果含汞的濃度較高，可以先用化學(xué)沉淀法處理，處理后含汞約1mg/L，高時(shí)可達(dá)2-3mg/L，然后再用活性炭做進(jìn)一步的處理。

3.4活性炭處理含酚廢水

含酚廢水廣泛來源于石油化工廠、樹脂廠、焦化廠和煉油化工廠。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：活性炭對(duì)苯酚的吸附性能好，溫度升高不利于吸附，使吸附容量減??；但升高溫度達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短?；钚蕴康挠昧亢臀綍r(shí)間存在最佳值，在酸性和中性條件下，去除率變化不大；強(qiáng)堿性條件下，苯酚去除率急劇下降，堿性越強(qiáng)，吸附效果越差。

3.5活性炭處理含甲醇廢水

活性炭可以吸附甲醇，但吸附能力不強(qiáng)，只適宜于處理含甲醇量低的廢水。工程運(yùn)行結(jié)果表明，可將混合液的COD從40mg/L降至12mg/L以下，對(duì)甲醇的去除率達(dá)到93.16%～100%，其出水水質(zhì)可以滿足回用到鍋爐脫鹽水系統(tǒng)進(jìn)水的水質(zhì)要求[9].

3.6煉油廠的深度處理

煉油廠含油廢水，經(jīng)隔油，氣浮和生物處理后，在經(jīng)砂濾和活性炭過濾深度處理。廢水的含酚量從0.1mg/L（經(jīng)生物處理后）降至0.005mg/L，氰從0.19mg/L降至0.048mg/L，COD從85mg/L降至18mg/L.

4、前景

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和廢水處理的特殊要求，活性炭的研究從本身的孔結(jié)構(gòu)和比表面積逐步發(fā)展到研究表面官能團(tuán)對(duì)活性炭吸附性能的影響。

例如，活性炭纖維（簡(jiǎn)稱ACF）近年來在處理廢水方面受到了科研工作者的重視，它的直徑一般為5～20μm，其制備原理與傳統(tǒng)的活性炭制備相同，即將纖維狀碳在800℃以上用水蒸氣或二氧化碳活化處理。纖維狀活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)以微孔為主，中孔很少，幾乎沒有大孔，比表面積可達(dá)2500m2/g.具有吸附和脫附速率決，吸附容量大，導(dǎo)電性高等特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)表明，ACF對(duì)苯酚的吸附容量為248mg/g，吸附飽和后經(jīng)多次再生吸附容量幾乎不變，吸附性能比活性炭好。室溫時(shí)，在酸性或中性條件下，向100mL濃度為282mg/L的含酚模擬廢水投加活性炭纖維0.5g，恒溫振蕩30min，苯酚去除率可達(dá)91%[8].

最近，人們發(fā)現(xiàn)活性炭不僅有吸附特性，同時(shí)表現(xiàn)出催化特性，由此而發(fā)展起來的催化氧化法日益受到重視，其研究也在不斷深化。為了提高處理效率，從研究催化氧化機(jī)理出發(fā)，改變活性炭的表面結(jié)構(gòu)[9]，提高活性炭的能力，尋找理想的吸附劑。

篇5

關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂教學(xué)；知識(shí)呈現(xiàn)方式；有效性；策略

文章編號(hào)：1005－6629(2008)04－0017－04中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

新課程的實(shí)施，著眼于學(xué)生在知、情、意等方面的發(fā)展，著眼于關(guān)注每一個(gè)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，而課堂教學(xué)應(yīng)成為新課程實(shí)施的主陣地。新課程的設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)，吸收了學(xué)習(xí)理論領(lǐng)域的研究成果，實(shí)現(xiàn)了教材設(shè)計(jì)的重大轉(zhuǎn)化，在教材內(nèi)容的設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)上，充分考慮了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性和內(nèi)在聯(lián)系。蘇教版以欄目設(shè)置作為教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，以“你知道嗎”、“觀察與思考”、“活動(dòng)與探究”、“交流與討論”、“問題解決”等為主要的知識(shí)呈現(xiàn)線索，將學(xué)生學(xué)習(xí)作為教材設(shè)計(jì)的中心問題，突出了學(xué)生的“學(xué)”，而在教師“教”的方面，給教師留下了足夠的思考空間。但在新課程的實(shí)踐過程中，由于缺乏對(duì)新課程理念和教學(xué)方法的充分認(rèn)識(shí)，部分老師不能有效把握教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式與實(shí)際課堂教學(xué)中呈現(xiàn)方式的關(guān)系，導(dǎo)致“教”教材的現(xiàn)象比較普遍，這在一定程度上影響著三維目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

下面以普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書蘇教版?化學(xué)為例(以下簡(jiǎn)稱蘇教版?化學(xué))，就化學(xué)課堂教學(xué)中知識(shí)的呈現(xiàn)方式，談?wù)劰P者在教學(xué)實(shí)踐中的一些膚淺做法和體會(huì)，與同行共勉。

1 課堂教學(xué)中知識(shí)呈現(xiàn)方式的有效性

新課程的實(shí)施，需要實(shí)現(xiàn)以下三方面的變革，即實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式、教學(xué)過程中師生互動(dòng)方式的變革。而教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式的變革是前提與基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)對(duì)教材內(nèi)容的處理上，一般有三個(gè)層次：第一層次是教教材，即授人以魚；第二層次是處理教材，即授人以漁；第三層次是用教材，即悟其魚識(shí)。筆者認(rèn)為，在實(shí)際的課堂教學(xué)中，創(chuàng)新教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，用好教材，把握好教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式(學(xué)中體現(xiàn)教)與實(shí)際課堂教學(xué)(教中體現(xiàn)學(xué))中的呈現(xiàn)方式，其有效性體現(xiàn)在能否使“教”與“學(xué)”有機(jī)地結(jié)合起來，使三維目標(biāo)得到更好地落實(shí)。

2 課堂教學(xué)中知識(shí)呈現(xiàn)的有效性策略

教育理念決定著教學(xué)行為，要突出課堂教學(xué)中過程與方法，我們必須反思與重建課堂教學(xué)的觀念基礎(chǔ)，建構(gòu)主義認(rèn)為：知識(shí)不能被動(dòng)地接受傳遞和灌輸?shù)玫?，而是建?gòu)而成的；強(qiáng)調(diào)用情境呈現(xiàn)問題，營(yíng)造解決問題的環(huán)境；強(qiáng)調(diào)幫助學(xué)生在解決問題的過程中活化知識(shí)，以事實(shí)性知識(shí)作為解決問題的工具；強(qiáng)調(diào)用產(chǎn)生于真實(shí)背景中的問題啟動(dòng)學(xué)生的思維。創(chuàng)造性地處理教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，寓“過程與方法”于呈現(xiàn)內(nèi)容中，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的活動(dòng)過程中，促使情感、態(tài)度、價(jià)值觀的形成和發(fā)展，所以，知識(shí)呈現(xiàn)方式需要多樣性。

筆者認(rèn)為，認(rèn)真學(xué)習(xí)新課程標(biāo)準(zhǔn)和新教材，了解新教材的主要特點(diǎn)，把握新教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，研究新教材各欄目的重要功能，是用活新教材的前提；構(gòu)建以人為本的教育理念，落實(shí)三維目標(biāo)，是用活新教材的關(guān)鍵；轉(zhuǎn)變教和學(xué)的方式，是用活新教材的基本途徑。

2.1關(guān)注知識(shí)呈現(xiàn)方式的生活性

化學(xué)與生活關(guān)系密切，新教材內(nèi)容的呈現(xiàn)在很大程度上聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際，使化學(xué)更貼近生活，而來源于生活產(chǎn)生中的化學(xué)知識(shí)，學(xué)生更希望得到解釋和結(jié)論。如在分析Cl2與Ca(OH)2反應(yīng)時(shí)，可以投影某化工廠生產(chǎn)漂白粉的產(chǎn)品說明書材料：

從材料中可以落實(shí)相關(guān)的知識(shí)目標(biāo)，如：制備時(shí)的化學(xué)方程式，漂白粉的主要成分和有效成分，漂白粉的漂白原理，為什么用冷水配制，為什么配成的稱之謂濁液，為什么要密封避光保存于陰涼處，為什么要隨配隨用，為什么有腐蝕性等。

2.2 關(guān)注知識(shí)呈現(xiàn)方式的問題性

通常我們對(duì)化學(xué)基本概念和性質(zhì)等的教學(xué)過程重視不夠，常常對(duì)概念的引入進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理，關(guān)注的是概念的基本要素及注意事項(xiàng)，使學(xué)生坐失了研究實(shí)驗(yàn)、辨析概念的機(jī)會(huì)，以致發(fā)生教學(xué)中的滑過現(xiàn)象，使得一些可能有探索價(jià)值的問題輕易地“滑過”。

如蘇教版(化學(xué)1)P19關(guān)于萃取實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)，先介紹CCl4的有關(guān)物理性質(zhì)，然后實(shí)驗(yàn)演示，總結(jié)得到萃取的基本條件，這是教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。筆者認(rèn)為在實(shí)際的課堂教學(xué)中，可以對(duì)知識(shí)呈現(xiàn)方式進(jìn)行必要的處理，步驟如下：(1)用苯代替CCl4，用碘水代替溴水，事先不提示苯的有關(guān)物理性質(zhì)。(2)展示苯和碘水，讓學(xué)生觀察顏色，使學(xué)生有感性認(rèn)識(shí)。(3)往碘水中緩慢滴加苯，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，同時(shí)分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因(注意不要振蕩，此時(shí)可以提出問題：從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中可說明苯有哪些物理性質(zhì)？讓學(xué)生觀察分析得到結(jié)論)。(4)振蕩后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因(可以提出以下問題：溶液中的顏色是哪種物質(zhì)呈現(xiàn)的？水層顏色變淺，苯層顏色變深，說明什么問題？)。(5)該實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果是什么？(使水和碘得到分離)。(6)提出萃取的概念，共同探討萃取所需的實(shí)驗(yàn)條件。(此時(shí)學(xué)生可能會(huì)提出疑問：碘和水得到了分離，但碘和苯又混在一起。這個(gè)疑問恰恰成為分液和蒸餾的引入材料)。

2.3 關(guān)注知識(shí)呈現(xiàn)方式的情境性

以情境促問題，以問題促互動(dòng)，在互動(dòng)中學(xué)習(xí)解決問題的途徑和方法，在活動(dòng)中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣、感受“化學(xué)美”，在互動(dòng)中夯實(shí)化學(xué)基本概念和理論。在情境、問題、互動(dòng)三者關(guān)系中，情境是前提，問題是基礎(chǔ)，互動(dòng)是手段，落實(shí)三維目標(biāo)是最后的落腳點(diǎn)。所以，創(chuàng)設(shè)問題呈現(xiàn)的情境性，采用多樣化的情境呈現(xiàn)方式，將極大地促進(jìn)課堂生成的有效性。

例如，蘇教版(化學(xué)1)對(duì)于物質(zhì)的分散系這部分知識(shí)的呈現(xiàn)方式是比較直接的，主要原因是概念比較多，教材中先介紹分散系、溶液、濁液、膠體、電解質(zhì)、非電解質(zhì)、電離等概念，然后分頭介紹電解質(zhì)的電離和膠體的一些性質(zhì)。筆者認(rèn)為，如果在課堂教學(xué)中照搬教材中的呈現(xiàn)方式，會(huì)存在兩個(gè)問題：一是以知識(shí)介紹為主，缺少一些情境，難以探究。二是學(xué)生對(duì)用微粒直徑來定義概念感到抽象，難以理解。筆者在教學(xué)中利用一些實(shí)驗(yàn)情境，采取了以下呈現(xiàn)方式：(1)先展示一瓶FeCl3溶液，結(jié)合學(xué)生在初中已有的知識(shí)，指出溶劑及溶質(zhì)，分析電解質(zhì)和非電解質(zhì)，以及電解質(zhì)在水中的電離。適時(shí)提出在FeCl3溶液中實(shí)際存在的微粒是Fe3+和Cl-，其微粒直徑一般小于10-9m(科學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定)(2)再展示一瓶含有懸浮顆粒的渾濁污水，學(xué)生已知是濁液。同時(shí)指出懸浮顆粒比較大，其直徑大于10-7m(科學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定)。(3)提出分散系的概念，溶液和濁液都屬于分散系。(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：燒杯A中加入50mL冷水，然后滴加幾滴FeCl3溶液；燒杯B中加入50mL水，加熱到沸騰，然后滴加幾滴FeCl3溶液。(5)實(shí)驗(yàn)分析：燒杯A中仍是FeCl3溶液，只不過是稀釋了，所以濃度比原溶液的小，顏色明顯變淺。燒杯B中發(fā)現(xiàn)顏色明顯加深，說明分散質(zhì)不可能是FeCl3， 根據(jù)不同組成物質(zhì)情況及顏色判斷應(yīng)該是Fe(OH)3 產(chǎn)生的顏色，得到的分散系依然澄清透明，無沉淀現(xiàn)象。(6)實(shí)驗(yàn)：用光照射FeCl3溶液、含有懸浮顆粒的渾濁污水、燒杯B中制得的分散系，提出“丁達(dá)爾效應(yīng)”。(7)提出膠體的概念(其微粒直徑10-9m～10-7m之間)，同時(shí)完善分散系的種類。(8)知識(shí)提升環(huán)節(jié)：提供必要的信息(溶質(zhì)在水中以分子或離子的形式存在，且微粒直徑一般小于10-9m)，設(shè)計(jì)問題討論：燒杯B中制得的膠體，其分散質(zhì)是什么？

2.4 關(guān)注知識(shí)呈現(xiàn)方式的銜接性

最近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)為，新知識(shí)的教學(xué)需要確定學(xué)生發(fā)展的兩種水平：一種是已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平；另一種是可能達(dá)到的發(fā)展水平，表現(xiàn)為“學(xué)生還不能獨(dú)立地完成任務(wù)，但在教師的幫助下，在集體活動(dòng)中，通過模仿，卻能夠完成這些任務(wù)”。這兩種水平之間的距離，就是“最近發(fā)展區(qū)”。把握“最近發(fā)展區(qū)”，能加速學(xué)生的發(fā)展。

例如，蘇教版(化學(xué)1)P40關(guān)于氯氣的生產(chǎn)原理，一些教師在授課過程中按教材中的知識(shí)呈現(xiàn)體系進(jìn)行。先介紹海水及海水中的主要物質(zhì)NaCl，然后開門見山提出電解飽和食鹽水來制取氯氣，接下來就是實(shí)驗(yàn)演示。筆者在教學(xué)實(shí)踐中是這樣呈現(xiàn)的：(1)先復(fù)習(xí)回顧電解水的裝置及有關(guān)問題(學(xué)生已有的知識(shí)水平)，同時(shí)補(bǔ)充陽極和陰極的概念。(2)如果把水改成飽和食鹽水，進(jìn)行電解(需要達(dá)到的發(fā)展水平)。(3)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合溶液的元素組成分析，提出以下假設(shè)：陰陽兩極所產(chǎn)生的氣體有三種可能性： Cl2、O2、H2(最近發(fā)展區(qū))。(4)逐一檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體(氧氣和氫氣的檢驗(yàn)方法學(xué)生已掌握，氯氣的檢驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來說還是個(gè)空白，由于氯氣的性質(zhì)在后面的教學(xué)中涉及，所以在這里需要一些信息提示)。(5)從元素組成及氣體情況分析，還應(yīng)該產(chǎn)生NaOH，通過滴加酚酞試液，觀察哪極變紅。同時(shí)書寫化學(xué)方程式，指出陰陽極的產(chǎn)物。(6)點(diǎn)題：這就是工業(yè)制Cl2的方法，同時(shí)可以得到NaOH，這就是工業(yè)上稱之謂重要的“氯堿工業(yè)”。(7)拓展：工業(yè)上需要大量的飽和食鹽水，來源于海水，順勢(shì)介紹海水的情況及海水曬鹽的簡(jiǎn)單過程。這樣設(shè)計(jì)從學(xué)生已有知識(shí)出發(fā)，層層深入，不但過程嚴(yán)密，而且易于探究，避免了由于直接呈現(xiàn)導(dǎo)致的想探究而難以探究的尷尬局面，這樣的呈現(xiàn)方式應(yīng)該是有效的。

2.5關(guān)注知識(shí)呈現(xiàn)方式的探究性

篇6

摘要:

魯奇加壓氣化廢水中含有大量酚類化合物，分析酚類物質(zhì)種類和含量對(duì)處理這類廢水有指導(dǎo)意義。通過將水樣溶于丙酮，使用無水硫酸鈉小柱除去丙酮溶液中水分的方法對(duì)水樣進(jìn)行處理，前處理方法簡(jiǎn)單方便。使用GC－MS定性分析水樣中酚類，并建立了8種酚類目標(biāo)物的定量分析方法。結(jié)果表明，在0.2～20mg/L的范圍內(nèi)線性良好，回收率在72%～105%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=3)為1.4%～7.9%。該方法簡(jiǎn)單可靠，適用于測(cè)定煤氣化廢水中酚類物質(zhì)的含量。

關(guān)鍵詞:

廢水;酚類化合物;GC－MS;分析方法

現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目中煤的氣化是重要的工藝，其中魯奇加壓氣化是比較成熟的氣化工藝。氣化產(chǎn)生的洗氣廢水含有酚氨等高濃度難降解有機(jī)污染物，這類廢水中的酚類化合物組成復(fù)雜，危害大，影響范圍廣。美國(guó)EPA的129項(xiàng)優(yōu)先控制污染物中有11項(xiàng)是酚類化合物［1］，我國(guó)水中優(yōu)先控制污染物黑名單中酚類化合物也有6項(xiàng)［2］。含酚廢水的處理是國(guó)內(nèi)外煤化工行業(yè)中的重大課題之一［3］，分析酚水組成和含量對(duì)酚回收和廢水處理等工藝有參考和指導(dǎo)意義。目前酚類的常用測(cè)定方法有溴量法、分光光度法、氣相色譜法［4－6］，但存在著前處理復(fù)雜，測(cè)定流程繁瑣等問題。利用丙酮和水互溶的性質(zhì)，將酚水樣加入到丙酮溶劑中，混合均勻后通過自制的無水硫酸鈉小柱除去水分，并使用丙酮洗脫，得到含目標(biāo)物的丙酮溶液，直接進(jìn)GC－MS分析?？朔藗鹘y(tǒng)的液液萃取方法萃取效率不高，操作時(shí)間長(zhǎng)，消耗較多有機(jī)溶劑等缺點(diǎn)。前處理方法簡(jiǎn)單方便，可以對(duì)煤氣化酚水中主要的8種酚類物質(zhì)同時(shí)檢測(cè)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑島津GCMS－QP2010Ultra氣質(zhì)聯(lián)用儀，色譜柱Rtx－5MS(30m，0.25mm，0.25μm)。丙酮(色譜純);無水硫酸鈉(分析純，使用前650℃灼燒4h);酚類化合物:苯酚、2－甲基苯酚、3－甲基苯酚、2，4－二甲苯酚、2，3－二甲苯酚、3，4－二甲苯酚、4－乙基苯酚、鄰苯二酚。

1.2GCMS分析參數(shù)GC參數(shù):進(jìn)樣口溫度為150℃，氦氣作載氣，流速為0.8mL/min，1∶5分流進(jìn)樣，柱溫起始溫度為60℃，保持1min，5℃/min升至150℃保持2min。MS參數(shù):EI離子源，Scan模式下掃描范圍m/z=35～250，溶劑延遲2.5min，掃描時(shí)間3～16min。SIM模式下質(zhì)譜條件如表1所示。

1.3酚水樣品前處理為了將樣品中的酚類物質(zhì)提取出來，采用直接將樣品與丙酮混合，再除去混合溶液中水分的方法。實(shí)際樣品為某煤制天然氣公司酚氨回收裝置入口酚水。由于樣品含酚類濃度較高，應(yīng)少量取樣。取0.20mL樣品，加入到5mL丙酮中，混合均勻。使用自制的無水硫酸鈉小柱:在10mL注射器內(nèi)部底層鋪一層玻璃纖維濾膜，加入2g經(jīng)處理過的無水硫酸鈉，在上面再加一層玻璃纖維濾膜，用5mL丙酮沖洗小柱進(jìn)行預(yù)清洗。將上述酚水混合溶液分次加入到小柱中，并用丙酮清洗小柱，定容至25mL，待檢測(cè)。上述步驟的目的是將水樣中的目標(biāo)物轉(zhuǎn)移至有機(jī)溶劑丙酮中，并除去水分，同時(shí)稀釋了樣品。

1.4樣品定性分析煤氣化產(chǎn)生酚水中的酚類物質(zhì)種類較多、含量復(fù)雜，用質(zhì)譜檢測(cè)器對(duì)酚水樣進(jìn)行定性。在Scan掃描模式下得到總離子色譜圖如圖1所示。通過對(duì)含量較高的8個(gè)目標(biāo)物進(jìn)行質(zhì)譜譜圖對(duì)比，確定樣品成分。8個(gè)主要目標(biāo)物組成及其保留時(shí)間如表2所示。

1.5定量分析在定性分析的GCMS方法基礎(chǔ)上建立SIM掃描方法，并配制8種酚類系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，質(zhì)量濃度別為0.2、1、5、10、20mg/L。以峰面積定量，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，如表2所示。

2結(jié)果與討論

2.1前處理方法的優(yōu)化為使方法簡(jiǎn)單可靠，對(duì)前處理方法進(jìn)行了優(yōu)化，參考實(shí)際樣品質(zhì)量濃度范圍，配置了8種酚類物質(zhì)的空白加標(biāo)溶液，各種酚類化合物的質(zhì)量濃度為200mg/L。對(duì)取樣量和無水硫酸鈉用量進(jìn)行了優(yōu)化，當(dāng)所取水樣量＞0.4mL時(shí)，所需要的無水硫酸鈉較多，且峰形變寬嚴(yán)重，綜合考慮取樣量為0.2mL。分別使用1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5g無水硫酸鈉對(duì)樣品脫水，發(fā)現(xiàn)當(dāng)無水硫酸鈉＜1.5g時(shí)，無法將水分脫除完全，使部分酚類物質(zhì)無法轉(zhuǎn)移至丙酮溶劑中，且會(huì)有柱流失的現(xiàn)象，使用大于3.0g無水硫酸鈉時(shí)回收率降低，所以使用2.0g無水硫酸鈉。

2.2方法可靠性對(duì)空白水樣采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，添加質(zhì)量濃度為25、100、200mg/L，所得回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差如表3所示(n=3)。各目標(biāo)物的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均良好，說明此樣品前處理分析方法可靠。

3結(jié)論

為了分析水樣中酚類物質(zhì)，將水樣與丙酮溶劑互溶，使用無水硫酸鈉小柱除去樣品中水分，建立了丙酮提取水樣中酚類物質(zhì)，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀同時(shí)檢測(cè)8類酚類物質(zhì)的分析方法。該方法前處理方便快捷，可靠性好，適用于含酚廢水中酚類物質(zhì)的測(cè)定。

參考文獻(xiàn)

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［2］奚稼軒．固相萃?。咝б合嗌V法測(cè)定飲用水中酚類化合物［J］．環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2004，(2):235－236．

［3］余振江．煤氣化過程高濃度酚氨污水化工處理流程開發(fā)、模擬與工業(yè)實(shí)施［D］．廣州:華南理工大學(xué)，2011．

［4］高超，王啟山，夏海燕．水體中酚類化合物測(cè)定方法的研究現(xiàn)狀［J］．天津化工，2010，(4):41－42．

［5］朱霞．水體中揮發(fā)酚類測(cè)定方法的比較［J］．青海環(huán)境，2008，(2):84－87．

篇7

Abstract: Since twenty-first Century, China's industries have made great progress, especially in the field of light industry and heavy industry, real estate, have made great success. And then behind these industry development, a lot of fresh water is constantly consumption, sewage has been "manufacturing". How to do well the work of sewage treatment has become an important issue in current social development.

Key words: sewage treatment; treatment method; benefit analysis

中圖分類號(hào)：U664.9+2

一、城市污水處理必要性分析

1.1 做好污水處理工作，美化社會(huì)環(huán)境。在當(dāng)前，很多行業(yè)工廠由于生產(chǎn)需要，每天都排放大量污水。這些污水沒有經(jīng)過處理，或者只經(jīng)過簡(jiǎn)單處理，就被排放到河流中去，污染了河道系統(tǒng)，大量魚蝦生存環(huán)境惡化，而自然生態(tài)環(huán)境是十分脆弱的，一旦被打破，就很難再還原。另外一方面，規(guī)模日漸龐大的現(xiàn)代城市每天的生活排放污水也相當(dāng)可觀，這些生活污水和工業(yè)污水一樣，也破壞著社會(huì)環(huán)境。做好污水的處理工作，能夠很大程度上降低污染程度，美化社會(huì)環(huán)境。

1.2做好污水處理工作，緩解用水壓力。水資源是寶貴的，可再生的(水循環(huán)過程是具有其固定自然規(guī)律的，打破這一規(guī)律，水資源也會(huì)一去不復(fù)返)?，F(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)每天消耗大量淡水資源，污水不經(jīng)過處理直接排放也會(huì)間接導(dǎo)致淡水資源的稀缺。做好污水處理工作能夠從兩個(gè)方面環(huán)節(jié)用水壓力：污水經(jīng)過處理可以循環(huán)使用；污水經(jīng)過處理，大自然中的淡水不被污染，水資源就能夠得以保證。

1.3做好污水處理工作，保護(hù)自然環(huán)境。由于污水的不斷污染，自然界中很多動(dòng)植物不斷消失和滅亡，生態(tài)環(huán)境被很嚴(yán)重的破壞。做好污水的處理工作，能夠保證現(xiàn)存的很多對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)以來程度較高物種的生存，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)、保護(hù)自然環(huán)境的目的。

二、常見污水處理方法分析2.1物理處理方法。（1）格柵法：可分為人工清理的格柵（適用于中小型城市生活污水廠或所需截留的污染物較少時(shí)）和機(jī)械格柵（適用于大型城市生活污水廠或所需截留的污染物較多時(shí)）。（2）篩網(wǎng)法：篩網(wǎng)的去除效果，可相當(dāng)于初次沉淀池的作用。（3）過濾：是以具有孔隙的粒狀濾料層，如石英砂等，截留水中的雜質(zhì)從而使水獲得澄清的工藝過程。（4）離心分離法：它的作用是基于存在于水中的懸浮物和水的密度不同而產(chǎn)生的。主要設(shè)備有：離心機(jī)、水力旋流器及旋流池等。（5）沉淀池法：用于廢水進(jìn)入生物處理設(shè)備前的初次沉淀、生理處理后的二次沉淀及污泥處理階段的污泥濃縮池。（6）浮上法：適用于顆粒直徑很小，很難用沉淀法加以去除時(shí)，主要有電解浮上法、分散空氣浮上法和溶解空氣浮上法。

2.2生物處理方法。污水生物學(xué)處理具體來說是通過微生物所產(chǎn)生的酶，氧化分解有機(jī)物，從而使水得到凈化。其中起主要作用的是細(xì)菌，污水中可溶性的有機(jī)物直接被菌體吸收；固體和膠體等不溶性有機(jī)物先附著在菌體外，由菌細(xì)胞分泌的胞外酶分解成可溶性物質(zhì)，再被菌體吸收，通過微生物體內(nèi)的氧化、還原、分解、合成等生化作用，把一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成微生物自身組成物質(zhì)，另一部分有機(jī)物被氧化分解為CO2、H2O等簡(jiǎn)單的無機(jī)物，從而使污染物質(zhì)得到降解。主要方法有：氧化塘法、活性污泥法、生物濾池法、厭氧處理法。

2.3水的化學(xué)處理方法。中和法；化學(xué)混凝法；化學(xué)沉淀法；氧化還原法；吸附法。

2.4城市污水處理的新模式。（1）生物膜技術(shù)：通過選育和培養(yǎng)高效的微生物菌種，制成制劑，高密度直接投放到待處理污水，形成生物膜，對(duì)污水進(jìn)行降解和凈化。（2）粉末活性炭吸附技術(shù)：粉末活性炭在污水處理中的使用已有70年左右的歷史。自從美國(guó)首次使用粉末活性炭去除氯酚產(chǎn)生的嗅味以后，活性炭成為給水處理中去除色、嗅、味和有機(jī)物的有效方法之一。國(guó)外對(duì)粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明：粉末活性炭對(duì)三氯苯酚、二氯苯酚、農(nóng)藥中所含有機(jī)物，三鹵甲烷及前體物以及消毒副產(chǎn)物三氯醋酸、二氯醋酸和二鹵乙腈等等均有很好的吸附效果，對(duì)色、嗅、味的去除效果已得到公認(rèn)?？捎糜谔岣呶鬯幚韽S出水水質(zhì)。（3）曝氣生物濾池法：該工藝是一種淹沒式上向流生物濾池，其濾料為比重小于1 的球形顆粒并漂浮在水中。通過硝化和反硝化作用凈化水質(zhì)，其處理能力大大高于活性污泥法，并能達(dá)到很高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，在城市污水處理中，活性污泥法是被最廣泛使用的方法之一，但其所產(chǎn)生的腥臭污泥問題仍然令人頭痛。可嘗試用污泥進(jìn)行垃圾場(chǎng)填埋、作有機(jī)肥料等。

三、城市污水處理環(huán)境效益分析

3.1 污水處理工藝流程分析。工藝流程是環(huán)境效益分析重點(diǎn)論證的內(nèi)容之一，環(huán)境效益分析需認(rèn)真對(duì)污水處理的工藝流程進(jìn)行分析和論述，并保證在滿足進(jìn)水水質(zhì)要求的情況下，確保污水處理出水水質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格遵守《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)和其修改單的要求，根據(jù)不同工藝對(duì)污水的處理程度和受納水體的功能，確定常規(guī)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)城鎮(zhèn)居民小區(qū)、郊區(qū)村鎮(zhèn)、居民點(diǎn)、工業(yè)企業(yè)內(nèi)的居住區(qū)的生活污水處理設(shè)施污染物排放也按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。污水處理工藝及設(shè)施的選擇，還應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性能、技術(shù)性論、環(huán)境性論、社會(huì)性論等多方面加以綜合比選，對(duì)不同的水處理方案從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行分析和論證，并推薦排水達(dá)標(biāo)的方案，各城市根據(jù)各自的特點(diǎn)，選擇合適的處理工藝流程。

3.2 尾水對(duì)受納河流的環(huán)境影響分析。污水處理項(xiàng)目自身產(chǎn)生的污水量很少，但是尾水排放量很大，如果將尾水量看作建設(shè)項(xiàng)目的排水量，按照導(dǎo)則要求確定評(píng)價(jià)等級(jí)顯然不妥當(dāng)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待。對(duì)受納水體的環(huán)境影響還應(yīng)該考慮超負(fù)荷污水溢流和事故排水對(duì)受納水體的影響，必要時(shí)需要通過相應(yīng)的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行計(jì)算，并分析影響程度。污水排放口附近有設(shè)置河流保護(hù)目標(biāo)時(shí)，則要對(duì)排污口的位置選擇及排放方式進(jìn)行充分的方案比選論證，并推薦合理的排放口設(shè)置方案。如果城市污水處理的出水回用于農(nóng)業(yè)灌溉，則應(yīng)對(duì)污灌農(nóng)田產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，說明原來污灌農(nóng)田改用處理出水灌溉后，對(duì)農(nóng)田土地環(huán)境的改善作用及對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生的影響。

3.3 惡臭對(duì)周邊環(huán)境的影響分析。惡臭是污水處理期間的一個(gè)非常重要的環(huán)境問題，由于臭氣對(duì)周圍環(huán)境的影響而引發(fā)的訴訟時(shí)有發(fā)生。在污水處理過程中，產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)主要由碳、氮和硫元素組成。其惡臭成分一般分為5類：含氮化合物(三甲胺、氨、吲哚等)；含硫化合物(甲硫醇、硫化氫、甲基硫醚等)；鹵素及衍生物(鹵化烴等)；烴類(脂肪烴、芳香烴；含碳、氫或碳、氧、氫組成的化合物(低級(jí)醇、醛、脂肪酸)等。污水在污水廠的各個(gè)處理單元都會(huì)產(chǎn)生臭味，如泵房、沉砂池、曝氣池、污泥濃縮池、脫水機(jī)房等工序，但進(jìn)水部分(格柵間)和污泥處理部分(濃縮池和脫水機(jī)房)的惡臭尤為嚴(yán)重。產(chǎn)生惡臭的原因是由于在城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)中，污水在下水管道中停留時(shí)間長(zhǎng)，下水管道沒有足夠的溶解氧，污水中發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫、氨氣、甲烷等惡臭氣體。污水處理產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)對(duì)人體呼吸、消化、心血管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都會(huì)造成不同程度的毒害，有的芳香族化合物甚至使人體產(chǎn)生畸變、癌變。惡臭防護(hù)的途徑一般包括3個(gè)方面：(1)在設(shè)計(jì)中減少惡臭物質(zhì)的排放；在污水處理單元，一般可通過合理設(shè)計(jì)盡量減少污水流動(dòng)過程以及在上游投放化學(xué)品來減少惡臭氣體釋放量；而污泥處理單元，則需要根據(jù)不同的污泥處理技術(shù)，采取相應(yīng)的惡臭排放措施。(2)配備惡臭氣體收集處理裝置；如果沒有足夠空地來隔離惡臭影響，就需要通過選擇合理的處理技術(shù)或是改變廠址周圍用地性質(zhì)來解決。合理的處理技術(shù)包括通過改進(jìn)設(shè)計(jì)減少惡臭物質(zhì)的排放，以及配備惡臭氣體收集處理裝置。(3)設(shè)置一定寬度的衛(wèi)生防護(hù)帶。惡臭防護(hù)通常采用設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)帶的方式，以減緩惡臭對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響。

篇8

煤化工廢水主要來源于煤煉焦、煤氣凈化和化工產(chǎn)品回收利用等生產(chǎn)過程。這種廢水中的水質(zhì)以酚和氨為主，其中還含有300多種污染物質(zhì)，主要有焦油、苯酚、甲酸化合物、氨、氰化物、COD、硫化物等，其中氨氮200-500mg/L，是一種具有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，十分典型。而CODcr的含量甚至高達(dá)5000mg/L。廢水中易降解有機(jī)物主要是萘、呋喃、咪唑類等酚類和苯類，而難降解有機(jī)物則主要是喹啉、異喹啉、聯(lián)苯等。煤化工廢水的色度和濁度較高的原因是廢水中含有各種生色集團(tuán)和助色集團(tuán)物質(zhì)來使其色度和濁度高。

二、煤化工廢水處理方法

煤化工廢水處理工藝路線基本遵行：物化預(yù)處理+A/O生化處理+物化深度處理。

1.預(yù)處理

廢水預(yù)處理大多是用隔油、沉淀、氣浮等物化法，其中隔油法分為重力分離型、旋流分離型和聚結(jié)過濾型，而重力分離型又分為平流式（API）、斜管式（CPI）、平流斜管式（API-CPI）、平行波紋板式（CPS）、斜交錯(cuò)波紋管式（OWS）隔油池和重力沉降分離隔油罐等；氣浮法則包括溶氣氣浮、擴(kuò)散氣浮和電解氣浮等。若工業(yè)廢水中含較高濃度的酚和氨，則需要對(duì)酚和氨進(jìn)行回收預(yù)處理。對(duì)于酚的預(yù)處理方法一般有蒸汽脫酚法、吸附脫酚法、溶劑萃取法、液膜技術(shù)法、氧化法和離子交換法等，工業(yè)上常用溶劑萃取法做酚的預(yù)處理，溶劑為異丙基醚；對(duì)于氨來說，一般采用蒸汽汽提-蒸氨法。

2.生化處理

煤化工廢水經(jīng)過預(yù)處理后，再進(jìn)行生化處理，一般采用厭氧/好氧法、厭氧/缺氧/好氧法、、生物接觸氧化、載體生物流化床、序批式活性污泥、上流式厭氧污泥床和在活性污泥曝氣池中投加活性炭等進(jìn)行處理。一般來說，當(dāng)用好氧法處理過后，需要針對(duì)廢水的特性再進(jìn)行再處理。

（1）厭氧/好氧法：厭氧/好氧是利用微生物的硝化和反硝化的作用進(jìn)行脫氮、脫碳的原理的普通活性污泥法改進(jìn)的方法。污水經(jīng)過預(yù)處理后，在進(jìn)行厭氧/好氧法處理，COD質(zhì)量濃度和氨氮的質(zhì)量濃度均會(huì)下降，其中較難降解的有機(jī)物萘、喹啉和吡啶的去除率分別為67%，55%和70％，而一般的好氧處理這些有機(jī)物的去除率不到20％。采用厭氧固定膜－好氧生物法處理煤化工廢水，也得到了比較滿意的效果。

（2）厭氧/缺氧/好氧法：厭氧/缺氧/好氧法中的厭氧處理，是為了把廢水中難以降解的有機(jī)物變?yōu)殒湢罨衔?，長(zhǎng)鏈化合物變?yōu)槎替溁衔铩＿@種方法用于焦化廢水處理，當(dāng)焦化廢水經(jīng)過處理后，廢水中的COD質(zhì)量濃度、揮發(fā)酚的質(zhì)量濃度和氨氮的質(zhì)量濃度均會(huì)大幅度的降低，比如說：COD質(zhì)量濃度會(huì)由3257mg/L降至143.5mg/L。

（3）載體生物流化床：載體生物流化床主要是運(yùn)用生物膜法和活性污泥法基本原理由鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)和填料及篩網(wǎng)系統(tǒng)組成。利用載體生物流化床，不僅能夠在生化處理前端高負(fù)荷脫除COD，生化處理后端高負(fù)荷脫除氨氮，而且還能代替BAF進(jìn)行深度處理。載體生物流化床投資成本少，僅是活性污泥曝氣池投資成本的70%，并且所占的面積也相對(duì)較小，僅僅占活性污泥曝氣池的一半。其密度低，填料易丟失，需要專業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)性的技術(shù)操作。

（4）序批式活性污泥：序批式活性污泥是根據(jù)好氧、厭氧微生物自身的代謝機(jī)能，在進(jìn)行好氧和厭氧交替反應(yīng)過程中降解污水中的有機(jī)物和氨氮等污染成分的原理對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改良后的產(chǎn)物。應(yīng)用序批式活性污泥處理后的污水能夠達(dá)到《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)排放的標(biāo)準(zhǔn)。

（5）上流式厭氧污泥床：上流式厭氧污泥床能夠使大部分的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳，并且能夠利用反應(yīng)器上部的分離器分離氣體、液體、固體。生化法能夠較好地去除廢水中的苯酚類和苯類物質(zhì)，但是對(duì)于一些難降解的有機(jī)物比如說喹啉類、吲哚類、咔唑類等效果較差。所以，近年來對(duì)煤化工污水防治技術(shù)研究方興未艾,出現(xiàn)了生物膜反應(yīng)器、濕式氧化、等離子體處理、光催化和電化學(xué)氧化等先進(jìn)技術(shù),這些技術(shù)已在某些煤化工企業(yè)得到實(shí)施或取得試驗(yàn)成果,由于應(yīng)用成本普遍較高,所以還未大規(guī)模推廣應(yīng)用。

3.深度處理

經(jīng)過生化處理的煤化工廢水，出水的CODcr、氨氮等質(zhì)量濃度大幅度下降；但是，因?yàn)榇嬖陔y降解有機(jī)物，生化處理后的COD、色度等仍然沒有達(dá)到可以排放的標(biāo)準(zhǔn)，因此，需要繼續(xù)進(jìn)行深度處理。深度處理方法主要有：超濾、反滲透、混凝沉淀、絮凝沉淀、活性碳吸附和化學(xué)氧化、MBR等。有研究發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)化生物脫碳脫氮以臭氧生物活性碳技術(shù)作為深度處理單元和回收工藝來處理煤化工廢水后，廢水中的高COD、高氨氮質(zhì)量濃度大幅度下降，具有很好的處理效果，其水質(zhì)可以達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》的標(biāo)準(zhǔn)。（1）臭氧生物活性碳技術(shù)通過對(duì)臭氧生物活性碳技術(shù)在深度處理過程中的強(qiáng)化生物脫碳脫氧及回用工藝處理煤化工廢水時(shí)，發(fā)現(xiàn)了此工藝技術(shù)對(duì)于COD、高氨氮中所含油不容易降解煤化工廢水的處理時(shí)，有著非常良好的廢水處理效果，處理出來的水質(zhì)符合《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)（》GB/T19923-2005）標(biāo)準(zhǔn)。

4.膜濃縮廢水的蒸發(fā)處理技術(shù)

煤化工廢水進(jìn)行濃鹽水處理時(shí)所用的濃鹽水主要是來源于雙膜處理后的反滲透濃水，含有鹽質(zhì)量濃度為3000-25000mg/L。一般采用膜濃縮和熱蒸發(fā)技術(shù)來進(jìn)行濃鹽水的再濃縮。把含鹽量較高的鹽度提升到50000到80000mg/L之后，就進(jìn)行蒸發(fā)處理，通常使用的是機(jī)械蒸汽壓縮再循環(huán)技術(shù)，處理廢水的過程中，所需要的熱能，是由蒸汽冷凝以及冷凝水冷卻時(shí)所產(chǎn)生的熱能。處理過程中不會(huì)流失潛熱。處理過程中只需要消耗一些廢水（蒸發(fā)器內(nèi)的）以及所產(chǎn)生的蒸汽和循環(huán)的冷凝水還有電能等。蒸發(fā)器將鹽含量提升到了20%之上。所排出來的鹽鹵水被輸送到蒸發(fā)塘通過自然地蒸發(fā)，結(jié)晶干燥后成固體，運(yùn)到堆填區(qū)埋放。膜濃縮技術(shù)經(jīng)常用于濃鹽水處理的前段，可以將廢水中的鹽質(zhì)量濃度提高到50000-80000mg/L，膜濃縮技術(shù)處理成本較低、規(guī)模大、技術(shù)成熟，能夠減小濃鹽水處理后續(xù)蒸發(fā)器的規(guī)模，這樣能夠降低成本并節(jié)約資源。伴隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲高漲，在未來的煤化工業(yè)的發(fā)展中也將是低成本投入、高產(chǎn)量回報(bào)，降低污染，進(jìn)行可循環(huán)的發(fā)展。使污染物可以減少量化、得到循環(huán)利用，提升資源的可使用率，將經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。

三、結(jié)語

篇9

關(guān)鍵詞：二氧化錫；對(duì)硝基苯酚；催化氧化；降解

引言

對(duì)硝基苯酚是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的一種有機(jī)物質(zhì)，但是因其硝基和羥基與苯環(huán)的共軛作用，該物質(zhì)屬于難降解有機(jī)物之一，不易被好氧生物所降解，同時(shí)生物降解產(chǎn)生的亞硝基和羥胺也是致癌物，因此含有對(duì)硝基苯酚的廢水處理一直是一個(gè)難點(diǎn)[1-4]。電催化氧化法用于處理難降解有機(jī)物具有很好的效果，文章采用改進(jìn)的熱氧化工藝制備了不同摻銻量二氧化錫電極，對(duì)對(duì)硝基苯酚在電極上的電催化降解TOC和電流效率進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 電極制備

將SnCl4?5H2O的乙醇溶液和和SbCl3乙醇溶液按不同摻銻原子比進(jìn)行混合得到不同摻銻量的溶液；將用10%草酸煮后蒸餾水沖洗干凈的鈦片浸泡于溶液中取出后于酒精燈上烘干，第一次重復(fù)浸泡和烘干十次，放入450℃恒溫馬弗爐中熱分解10min，再冷卻至室溫；其余的浸泡和烘干采取遞減的次數(shù)進(jìn)行，使涂層最終的質(zhì)量保證在5mg/cm2，最后放入馬弗爐中于500℃下恒溫焙燒1h，則得到不同摻銻二氧化錫涂層電極。將制備好的電極片用導(dǎo)電銀膠與一根銅導(dǎo)線連接，留下工作面積后再把多余的電極面用硅橡膠或AB膠密封。

1.2 不同摻銻二氧化錫電極對(duì)對(duì)硝基苯酚溶液的電催化氧化降解實(shí)驗(yàn)

不同摻銻二氧化錫電極對(duì)對(duì)硝基苯酚溶液的電催化氧化降解實(shí)驗(yàn)在CHI660B電化學(xué)工作站上進(jìn)行，采用恒電流方式。所得不同時(shí)間電解的溶液在TOC測(cè)試儀上進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同摻銻量二氧化錫電極對(duì)對(duì)硝基苯酚溶液降解的TOC測(cè)試結(jié)果

電催化氧化降解實(shí)驗(yàn)是在室溫下對(duì)硝基苯酚溶液濃度為100mg/L，電解液的體積為200ml，支持電解質(zhì)Na2SO4的濃度為0.1M，電流密度20mA/cm2，陽極電極面積均為7cm2，陰極均為14cm2鈦板，陰陽極間距為1.5cm攪拌條件下進(jìn)行的。由圖1可見，隨著降解時(shí)間的延長(zhǎng)，所有電極降解后溶液的TOC去除率都呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，這說明不同摻銻量電極對(duì)對(duì)硝基苯酚皆表示出良好的電催化氧化活性，其中摻銻量最低2.357%和最高12.000%的電極開始時(shí)TOC的去除率較低，而6.450%的電極TOC去除率明顯高于其它電極的TOC去除率。由圖中曲線變化趨勢(shì)來看，摻銻量為6.450%和4.517%的電極降解3h后，溶液中的TOC去除率已經(jīng)達(dá)到50%，其它電極隨著電解時(shí)間的延長(zhǎng)溶液的TOC去除率也增加但增加的速度變緩。

2.2 不同摻銻量二氧化錫電極電催化氧化對(duì)硝基苯酚電流效率的比較分析

電催化氧化方法工業(yè)化的關(guān)鍵在于降低操作費(fèi)用，而操作費(fèi)用與降解有機(jī)污染物所需能量有關(guān)，這就要求提高電流效率。為了進(jìn)一步比較不同摻銻量二氧化錫電極對(duì)對(duì)硝基苯酚的電催化氧化降解能力和效果，以TOC去除為指標(biāo)表征對(duì)硝基苯酚礦化過程中電極的電流效率，計(jì)算公式見（1），式中η為有機(jī)物礦化的電流效率，Qt1和Qt2為不同電解時(shí)間所通過的電量，TOCt1和TOCt2為相應(yīng)時(shí)間溶液中的總有機(jī)碳。

（1）

圖2為不同摻銻量二氧化錫電極的電流效率對(duì)比圖。圖中橫坐標(biāo)為通電量，縱坐標(biāo)為在每個(gè)時(shí)段單位通電量對(duì)TOC的平均去除率。從圖中可看出在通電量為2000C之前（降解時(shí)間約4h），摻銻量為4.517%和6.450%的電極上對(duì)硝基苯酚的礦化效率較高，而兩電極中摻銻量為6.450%電極的電流效率更高；其次是摻銻量為5.580%和10.500%的電極，而摻銻量為12.000%的電極上對(duì)硝基苯酚的礦化效率最差，這結(jié)論與TOC去除率結(jié)論一致。隨著通電量的增加到4000C-5000C，即降解時(shí)間約為8-10h時(shí)，所有電極的礦化效率均下降，其中電流效率最低的恰好是摻銻量為4.517%、6.450%和10.500%的電極，與TOC去除率曲線比較可知，TOC去除率較高的電極越到降解后期有機(jī)物的礦化效率就越低，這是因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中有機(jī)物的濃度已經(jīng)下降，因而可降解的有機(jī)物已經(jīng)很少，按上述公式計(jì)算所以電流效率是下降的。從圖中還可以看出，摻銻量為7.300%的電極在通電量為1000C時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)低谷，分析其原因可能是此階段有難降解中間產(chǎn)物的積累，隨后在通電量為1500C左右出現(xiàn)了峰值，說明此階段出現(xiàn)了較易降解的中間產(chǎn)物，因而電流效率較高。

3 結(jié)論

不同摻銻量二氧化錫電極對(duì)對(duì)硝基苯酚溶液TOC去除率結(jié)果表明，所制備的不同摻銻量的Sb-SnO2/Ti電極的電催化活性有區(qū)別，隨著摻銻量的增加，電極的電催化活性呈先增加后減小的趨勢(shì)，其中摻銻量為2.357%和12.00%的電極的催化活性最差，而電催化活性最好的電極摻銻量在4.517%和6.450%之間，而且這兩電極對(duì)對(duì)硝基苯酚的礦化效率在低通電量時(shí)也是最好的。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：對(duì)乙酰胺基酚；對(duì)硝基酚；合成

中圖分類號(hào)：R914.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-979X(2010)09-0354-03

對(duì)乙酰氨基酚(4－羥基乙酰苯胺)為白色結(jié)晶或結(jié)晶粉末，無臭，味微苦，熔點(diǎn)168～172℃。對(duì)乙酰氫基酚是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥，解熱鎮(zhèn)痛效果與非那西丁相仿，其解熱作用較阿司匹林持久且刺激性小，很少有過敏反應(yīng)。由于許多國(guó)家限制或禁止使用非那西丁，對(duì)乙酰氨基酚的應(yīng)用量增加。對(duì)乙酰氨基酚還可作為有機(jī)合成中間體用于合成貝諾酯等藥物，也可用作過氧化氫穩(wěn)定劑。目前，對(duì)乙酰氨基酚已成為國(guó)際醫(yī)藥市場(chǎng)上頭號(hào)解熱鎮(zhèn)痛藥，也是我國(guó)原料藥中產(chǎn)量最大的品種之一。

目前國(guó)內(nèi)以對(duì)硝基氯苯水解得到對(duì)硝基酚，經(jīng)鐵屑還原制得對(duì)氨基酚，用醋酐?；@得對(duì)乙酰氨基酚。雖然技術(shù)成熟，工藝簡(jiǎn)單，但產(chǎn)品收率低，質(zhì)量較差，毒性大，成本高。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含酚含胺的鐵泥和污水，嚴(yán)重污染環(huán)境。文獻(xiàn)報(bào)道的對(duì)乙酰氨基酚合成路線很多，現(xiàn)從工業(yè)化角度對(duì)其合成方法作一綜述。

1以硝基苯為原料

嚴(yán)新煥等在有濃硫酸和十六烷基三甲基氯化銨的條件下，以Pd／C為催化劑，將硝基苯催化氫化為對(duì)氨基酚。對(duì)氨基酚不經(jīng)分離，直接乙?；铣蓪?duì)乙酰氨基酚，收率64.3％。流程見圖1。

優(yōu)點(diǎn)：流程短，原料易得，三廢相對(duì)較少，從起始原料硝基苯到終產(chǎn)物可采用“一鍋煮”法，收率尚可；缺點(diǎn)：原料硝基苯為易燃易爆液體，毒性大。濃硫酸隨原料進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)后與鈀反應(yīng)，使Pd／C催化劑失活，工藝不穩(wěn)定，且提取時(shí)用的苯胺溶液易燃，有腐蝕性，屬高毒化學(xué)品，可污染水體。

2以對(duì)硝基酚為原料

Mortis在醋酐和醋酸的混合液中，用0.05％～0.5％Pd／C為催化劑，將對(duì)硝基酚催化加氫制成對(duì)氨基酚，直接將對(duì)氨基酚乙?；铣蓪?duì)乙酰氨基酚，總收率達(dá)75％～100％。

Wiezer等將反應(yīng)改在帶折流擋板的釜式攪拌反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)行，傳熱優(yōu)于固定床反應(yīng)器，產(chǎn)物可以連續(xù)移出，可使生產(chǎn)規(guī)模更大。

張維剛等用Pd／C為催化劑，采用固定床“一步法”連續(xù)合成對(duì)乙酰氨基酚，對(duì)硝基酚轉(zhuǎn)化率為100％，對(duì)乙酰氨基酚選擇性達(dá)95％以上。

方巖雄等以對(duì)硝基酚為原料，Pd／C催化加氫酰化一步合成對(duì)乙酰氨基酚，最佳溶劑為醋酸，用量為對(duì)硝基酚的2～5倍，對(duì)乙酰氨基酚收率可達(dá)95％。將催化劑改為Pd―La／c后，對(duì)乙酰氨基酚收率達(dá)到97％。流程見圖2。

優(yōu)點(diǎn)：可采用“一鍋煮”法，不需分離純化對(duì)氨基酚，避免了中間體對(duì)氨基酚的氧化，簡(jiǎn)化了工藝路線，降低了生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)含量，提高了產(chǎn)品純度，產(chǎn)品質(zhì)量和外觀都有很大提高。反應(yīng)可在固定床反應(yīng)器或反應(yīng)釜中進(jìn)行，產(chǎn)物可以連續(xù)移出，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。是目前國(guó)內(nèi)外大力提倡的合成方法；缺點(diǎn)：?；訜?40℃，溫度略高。

3以對(duì)氨基酚為原料

邵艷東等以對(duì)氨基苯酚和乙酸酐為原料，以鋅粉為抗氧化劑，以活性炭為脫色劑，以稀乙酸為反應(yīng)介質(zhì)，采用微波輻射技術(shù)合成對(duì)乙酰氨基酚，產(chǎn)率可達(dá)81.2％。流程見圖3。

微波輻射是新興的綠色合成技術(shù)，微波能量能穿過容器直接進(jìn)入反應(yīng)物內(nèi)部并只對(duì)反應(yīng)物和溶劑加熱，且加熱均勻，防止反應(yīng)物和產(chǎn)物因過熱而分解。反應(yīng)時(shí)間短，收率較高，操作簡(jiǎn)單，能耗小，污染少。

4以對(duì)羥基苯乙酮為原料

Davenpon等先將對(duì)羥基苯乙酮肟化，再經(jīng)Beckmarm重排制得對(duì)乙酰氨基酚。劉寧等用此法將對(duì)羥基苯乙酮肟化后得對(duì)羥基苯乙酮肟，收率93.5％，然后用HB分子篩作為催化劑，以丙酮為溶劑，重排得對(duì)乙酰氨基酚，產(chǎn)率81.2％。Ghiaci等以丙酮為重排反應(yīng)溶劑，用A1-MCM-41分子篩作為重排反應(yīng)催化劑，催化劑中磷酸含量30％時(shí)產(chǎn)率達(dá)最高值。流程見圖4。

優(yōu)點(diǎn)：副產(chǎn)物少，產(chǎn)品后處理簡(jiǎn)單，污染小，收率較高(以對(duì)羥基苯乙酮計(jì)93.5％×81.2％=75.9％)。產(chǎn)品純度高；缺點(diǎn)：起始原料對(duì)羥基苯乙酮來源較少，價(jià)格較高。肟化使用的鹽酸羥胺毒性大，有刺激性。若使用強(qiáng)無機(jī)質(zhì)子酸作為催化劑，腐蝕設(shè)備較重且分離困難。若使用HB分子篩作催化劑，則制備催化劑的時(shí)間太長(zhǎng)。

5以苯酚為原料

呂布等以苯酚為原料，經(jīng)乙?；?、Fries重排、肟化、Beckmann重排合成對(duì)乙酰氨基酚，收率分別為82％，68.6％，92.5％，50.5％。流程見圖5。

優(yōu)點(diǎn)：原料易得，價(jià)格低廉，污染較?。蝗秉c(diǎn)：反應(yīng)步驟多，原料、試劑品種多，致后處理繁瑣，總收率太低(以苯酚計(jì)82％×68.6％×92.5％×50.5％=26.3％)。