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基本信息

項(xiàng)目名稱：
實(shí)驗(yàn)室中硝基苯廢水的無(wú)害化處理
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
硝基苯是普遍存在的難降解有機(jī)污染物,揮發(fā)性強(qiáng),具有較強(qiáng)的致癌、致畸、致突變作用, 存儲(chǔ)難度大。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的硝基苯，因單次數(shù)量較小，處理不規(guī)范而污染環(huán)境。本文通過(guò)還原鐵粉在酸性條件下還原硝基苯生成苯胺，再利用鹽酸處理苯胺得到鹽酸苯胺。在減少環(huán)境污染的同時(shí)，得到了附加值較高的化工原料鹽酸苯胺, 具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
詳細(xì)介紹：
硝基苯（Nitrobenzene，NB）是普遍存在的難降解有機(jī)污染物，揮發(fā)性強(qiáng)，是致癌、致畸、致突變的化學(xué)品，存儲(chǔ)難度大。高校作為一個(gè)科研和教學(xué)單位，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的硝基苯，因單次數(shù)量較小，處理不規(guī)范而污染環(huán)境。尤其是日積月累造成的環(huán)境污染是十分嚴(yán)重的。以河北省某高校化學(xué)系為例，此系自1979年成立以來(lái)，實(shí)驗(yàn)室排放硝基苯不少于21678.3g，按我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》集中式生活飲水硝基苯排放標(biāo)準(zhǔn)，需1275194.1m3水稀釋。本文通過(guò)還原鐵粉在酸性條件下還原硝基苯生成苯胺，單次產(chǎn)率為56.67%，利用鹽酸處理苯胺得到鹽酸苯胺，產(chǎn)率為81.83%，實(shí)驗(yàn)總產(chǎn)率為46.37% 。該方法在減少環(huán)境污染的同時(shí)得到附加值較高的化工原料鹽酸苯胺。每百克鹽酸苯胺的價(jià)格要比硝基苯的價(jià)格高出196.64元。若前述高校將1979年至今實(shí)驗(yàn)室廢水中硝基苯回收處理成鹽酸苯胺，可節(jié)約購(gòu)買(mǎi)鹽酸苯胺的費(fèi)用19835.06元。通過(guò)實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，激發(fā)了師生對(duì)實(shí)驗(yàn)廢棄物處、管理的積極性和主動(dòng)性，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑、創(chuàng)新的精神。本實(shí)驗(yàn)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

硝基苯是一種高毒性物質(zhì)，吸入大量蒸氣或皮膚大量沾染，可引起急性中毒，揮發(fā)性強(qiáng)，有致癌、致畸、致突變的作用。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，由于生成量較小，往往以就地處理為主，對(duì)環(huán)境污染較大，本項(xiàng)目研究“實(shí)驗(yàn)室中硝基苯廢水的無(wú)害化處理”從而達(dá)到消除環(huán)境污染、變害為利的目的。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

1.本文通過(guò)還原鐵粉在酸性條件下還原硝基苯生成苯胺，再利用鹽酸處理苯胺得到鹽酸苯胺，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，得到了價(jià)格較高的化工原料鹽酸苯胺, 具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 2.本實(shí)驗(yàn)首次深入研究了高校實(shí)驗(yàn)室中硝基苯廢水的無(wú)害化處理。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

1.將本研究推廣到相關(guān)學(xué)校和科研院所，從源頭上解決實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的硝基苯對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。 2.實(shí)驗(yàn)得到了附加值較高的化工原料鹽酸苯胺，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 3.本實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)大學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。具有良好的教育意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

1. 環(huán)境中的硝基苯可通過(guò)吸入、皮膚接觸與口腔接觸等途徑直接進(jìn)入生物體內(nèi) [4]。[4] WHO. Environmental Health Criteria 230[M]. 2003. 2. 由于硝基苯具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、高毒性、“三致”作用、難生物降解及環(huán)境積累趨勢(shì)等特點(diǎn)，因此，硝基苯已被列為嚴(yán)格控制的環(huán)境污染物[6]。[6]Hankenson K, Schaeffer D J, Microfox assay of trinitrotofuene diaminonitrotofuene and dinitromenthylanifine mixture [J], Environmental Contamination Toxicology, 1991, 461(4): 550-553 3.我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ 3838-2002）中，集中式生活飲用水地表水源地特定項(xiàng)目限值硝基苯為0.017mg/L[18]。[18] GB 3838- 2002 中華人民共和國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]，2002.

獲獎(jiǎng)情況

作品未在任何機(jī)構(gòu)舉行的會(huì)議上或報(bào)刊上發(fā)表

鑒定結(jié)果

情況屬實(shí)

參考文獻(xiàn)

[1]Hartter D R. The use and importance of nitroaromatic chemicals in the chemical industry [C]// Toxicity of nitroaromatic compounds. Washington, D C: Hemisphere, 1985:1-3 [2]Rosenblatt D H, Burrows E P, Mitchell W R. et al. Parmer. Organic explosives and related compounds [C]// The handbook of Environmental Chemistry- Anthropogenic Compounds. Berlin: Spinger Verlag, 1991:195-237 [7] 李天鵬.硝基苯廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展，環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010年6月，第33卷 第6E期 [10]盧毅明，吳德禮，馬魯銘.硝基苯廢水治理的最新研究進(jìn)展.環(huán)境科學(xué)與管理.2006年9月.第31卷第6期 [14] Rajagopal C. Kapoor J C. Development of adsorptive removal process for treatment of explosives contaminated wastwater using activated carbon [J]. Journal of Hazardous Materials, 2001, 87 (1-3); 73-78 [15] He Z Q, Spain J C. Studies of the catabolic pathway of degradation of nitrobenzene by pseudomonas pseudoalcaligenes J S 45; removal of the amine group form 22 aminonuconic semialdejyde [J]. Applied Environmental Microbiology, 1997, 63(12); 4839-4843

同類課題研究水平概述

近些年,工業(yè)硝基苯廢水處理技術(shù)的發(fā)展緩解了硝基苯對(duì)環(huán)境的污染。但是目前還未出現(xiàn)具有顯著經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)的突破性技術(shù)?，F(xiàn)行的硝基苯的工業(yè)處理手段主要有直接排放法和汽提法, 直接排放法污染環(huán)境,汽提法可使硝基苯的含量下降到200mg/L , 但各項(xiàng)指標(biāo)均不能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)對(duì)硝基苯的處理方法包括物理法, 化學(xué)氧化法和生物降解法。以吸附法和萃取法為代表的物理法工藝流程相對(duì)較簡(jiǎn)單,投資和運(yùn)行成本也不高,可作為化學(xué)氧化法和生物降解法的預(yù)處理手段,但對(duì)如何防止被分離出來(lái)的化學(xué)物質(zhì)的二次污染等問(wèn)題還需要進(jìn)行進(jìn)一步研究?；瘜W(xué)氧化法的處理成本相對(duì)較高,尤其是被認(rèn)為具有良好發(fā)展前景的SCWO技術(shù),其裝置需要承受高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕,在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化尚需時(shí)日。生物降解法雖然環(huán)境安全性高、運(yùn)行成本低,但因硝基苯的生物毒性較強(qiáng),通常需預(yù)處理后方可采用此法處理。當(dāng)前,生物技術(shù)在治理和防治環(huán)境污染方面起到了相當(dāng)重要的作用,但單一應(yīng)用該技術(shù)解決硝基苯污染問(wèn)題,仍存在許多實(shí)際困難,如何提高硝基苯廢水的可生化性是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。硝基苯廢水處理技術(shù)近期的發(fā)展可能將更多地取決于現(xiàn)有處理技術(shù)的綜合應(yīng)用。
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