关于二恶英的研究
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重要事实∙二恶英是一组对环境具有持久性污染力的化学物质。
∙在全球环境中均可发现二恶英,二恶英聚积在食物链中,主要存在于动物脂肪组织内。
∙人类接触二恶英,90%以上是通过食物,主要是肉类、乳制品、鱼类和贝壳类食品。
许多国家当局已制订食物供应监测规划。
∙二恶英是一类剧毒物质,可导致生殖和发育问题,损害免疫系统,干扰激素,还可以导致癌症。
∙由于二恶英普遍存在,因而所有人都有接触环境,总体上不会影响人类健康,但由于这类化合物具有很高的潜在毒性,需要努力采取措施减少目前环境的接触。
∙预防或减少人类接触二恶英的最佳途径是通过控制源头,也就是说,严格控制工业过程,以尽可能减少二恶英的形成。
背景二恶英是环境污染物。
其具有类似于“12大危害物”的特性——“12大危害物”是一组被称为持久性有机污染物的危险化学物质。
二恶英之所以引起关注是因其具有非常大的潜在毒性。
实验证明它们可以损害多种器官和系统。
二恶英一旦进入人体,就会长久驻留,因为其本身具有化学稳定性并易于被脂肪组织吸收,并从此长期积蓄在体内。
它们在体内的半衰期估计为7至11年。
在环境中,二恶英容易聚积在食物链中。
食物链中依赖动物食品的程度越高,二恶英聚积的程度就越高。
二恶英的化学名叫:2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英(TCDD)。
其名称“二恶英”通常用来指结构和化学性质相关的多氯二苯二恶英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。
某些类二恶英多氯联苯(PCBs)具有相似毒性,归在“二恶英”名下。
大约有419种类似二恶英的化合物被确定,但其中只有近30种被认为具有相当的毒性,以TCDD的毒性最大。
二恶英污染源二恶英主要是工业过程的副产品,但也可能来自于自然过程,如火山爆发和森林火灾。
二恶英是冶炼、纸浆氯漂白和一些除草剂和杀虫剂制造等各种生产过程的有害副产品。
在二恶英被排放到环境中这个问题上最难辞其咎的,莫过于垃圾(固体废物和医院废物等)的焚烧,主要原因是燃烧不充分所致。
二恶英检测方法标准二恶英是一种极为有毒的化学物质,它对人体和环境都具有严重的危害。
因此,对二恶英的检测方法和标准具有非常重要的意义。
本文将介绍二恶英检测的方法和标准,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、二恶英检测方法。
1. 气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)。
气相色谱-质谱联用技术是目前应用较为广泛的二恶英检测方法之一。
它通过气相色谱将样品中的二恶英分离出来,然后利用质谱对其进行定性和定量分析。
这种方法具有灵敏度高、准确性好的特点,能够满足对二恶英含量进行精确检测的需求。
2. 高效液相色谱-串联质谱技术(HPLC-MS/MS)。
高效液相色谱-串联质谱技术是另一种常用的二恶英检测方法。
它通过高效液相色谱将样品中的二恶英分离出来,然后利用串联质谱对其进行定性和定量分析。
这种方法具有分离效果好、灵敏度高的特点,适用于对复杂样品中的二恶英进行检测。
3. 免疫学检测方法。
免疫学检测方法是近年来发展起来的一种新型二恶英检测技术。
它利用抗体与二恶英结合的特异性进行检测,具有操作简便、快速高效的特点。
虽然其灵敏度和准确性有待提高,但在实际应用中已经显示出了广阔的应用前景。
二、二恶英检测方法标准。
1. 准确性。
二恶英检测方法的准确性是其标准的重要指标之一。
检测方法应当能够准确地分析出样品中的二恶英含量,确保检测结果的可靠性和准确性。
2. 灵敏度。
二恶英检测方法的灵敏度也是其标准的重要指标之一。
检测方法应当能够对样品中微量的二恶英进行检测,以满足对低浓度二恶英的检测需求。
3. 稳定性。
二恶英检测方法的稳定性是其标准的重要指标之一。
检测方法应当具有良好的稳定性,能够在不同实验条件下保持一致的检测结果。
4. 实用性。
二恶英检测方法的实用性是其标准的重要指标之一。
检测方法应当具有操作简便、快速高效的特点,适用于实际样品的检测需求。
综上所述,二恶英检测方法和标准的研究对于保障环境和人体健康具有重要意义。
随着科学技术的不断发展,相信在不久的将来会有更多更优秀的二恶英检测方法和标准出现,为相关领域的研究和实践带来更多的便利和帮助。
二噁英摘要:介绍了什么是二噁英,总结了二噁英的性质,结构。
介绍了二噁英的来源和产生机理,介绍了二噁英的污染现状以及分布状况,介绍了二噁英污染的修复技术,介绍了二噁英的排放标准和质量标准,介绍了二噁英对人体的危害,最后介绍了如何抑制二噁英的产生和如何处理二噁英。
一、二噁英的介绍1、通常所说的二噁英是指二噁英类化合物,由2个或1个氧原子联接2个被氯原子取代的苯环而构成的芳香族有机化合物的统称,包括多氯二苯并-对-二噁英(Polychlorinated Dibenzopdioxins,简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃(Polychlorinated Dibenzopfuran,简称PCDF,复数表示为PCDFs)。
由于其周围能结合1~8个氯原子,根据氯的个数和置换位置,二噁英总共存在75种异构体。
聚合氯代二苯并呋喃(PCDFs)具有和PCDDs类似的性质,它由两个苯环和1个氧结合而成,由于其周围同样能结合1~8个氯原子,所以总共存在135种异构体。
二噁英分子结构见图1。
我们通常所说的二噁英类主要是指含有4个氯原子以上的PCDDs、PCDFs及Co-PCB,在常温下为无色晶体状态,低温下化学性质很稳定,但是温度超过750℃时,容易分解。
二噁英熔点高、沸点高,不仅对酸碱,而且在氧化还原作用下都很稳定。
在紫外线的照射下也容易被分解,而在生物作用下则分解得很缓慢,极易被土壤吸附,在环境中常常对大气、土壤、河流、湖泊、海洋等造成严重污染。
在水中的溶解度非常低,虽然显示亲油性,但在有机溶剂中的溶解度仍然较低,极易溶于脂肪,容易在人体内积累。
二噁英最大的危害是具有致畸、致癌、致突变性。
二噁英是目前已经认识的环境荷尔蒙中毒性最大的一种,干扰其内分泌系统和生殖功能系统,影响后代的生存和繁衍。
二噁英持久性较强,在环境中持久存在并不断富集,一旦摄入生物体就很难分解或排出,其潜伏期有可能影响到人类的子孙后代。
【3】2、二噁英的结构、性质、毒性。
二恶英的生成机理及其控制技术城市生活垃圾是人类活动的伴随产物。
随着城市人口增加和城市生活水平的提高,城市生活垃圾产量日益增长。
日益增加的城市生活垃圾严重污染人类生活环境。
如何实现城市生活垃圾无害化、减容化和资源化的“三化”处理已成为全世界关注的焦点。
在常见的垃圾处理方法中,垃圾焚烧由于处理垃圾的无害化彻底,减容化程度深以及可能源化利用等优点而成为当今城市生活垃圾处理的主流。
但是,垃圾焚烧容易产生二次污染,特别是产生的二恶英类剧毒物质对环境造成很大的危害,如何有效控制二恶英类物质的产生与扩散成为目前垃圾焚烧理论研究和技术开发的热点。
固体废弃物焚烧处理已有非常悠久的历史。
在经济发达国家已获得了广泛的应用。
日本、瑞士、丹麦、荷兰等国家50%一80%的城市生活垃圾均已采用了焚烧的方法进行处理、而对于有毒有害的可燃工业垃圾。
更是已广泛采用焚烧的办法进行处理。
九十年代初期。
焚烧过程中所产生二恶英污染逐渐引起了各国政府的重视.尤其是1990年8月日本放送协会(NHK)多次就二恶英的污染问题进行了报道。
引起了政府和民众的严重关注,甚至有些地方的居民因担心二恶英的危害而要求政府关闭了废物焚烧厂。
近十年来。
工业发达国家对二恶英的形成原因及控制机理进行了深入地研究和探索。
而在我国.固体废弃物焚烧处理才刚刚起步.二恶英的污染问题却由于前些时候的,,比利时污染鸡事件”为广大民众所熟知*因此。
进一步加强二恶英形成及控制机理的研究已成为我国废物焚烧行业加速发展的重要课题。
二恶英二恶英。
英文名称为Dioxin,台湾译为戴奥辛.是指由一个或两个氧键连接两个苯环的有机氯化物。
二恶英—般可分为两类:一类为多氯代二苯并一对一二恶英(PCDDs);另一类为多氯代二笨并呋喃(PCDFs).分子结构通式如下:二恶英物质共有210种化台物。
其中毒性明显的有l7种(PCDDs有75种异构体,毒性明显的异构体7种;PCDFs有135种异构体,毒性强的有l0种).是世界上已知毒性最强的化合物,其致癌性超过黄曲霉素,目前被列为一级致癌物。
日本二噁英检测及分解技术的发展二噁英(dioxin)是一种有毒有害的有机污染物,以其强烈的毒性、生物累积性和远距离传输的特点而著名,是全球环境保护领域的焦点问题之一。
然而,由于其极微量的存在和复杂的环境特征,二噁英的检测和分解一直是国际环境领域研究的核心问题之一。
本文将对近年来日本二噁英检测及分解技术的研究和发展进行概述。
一、二噁英检测技术1. 总二噁英检测法总二噁英检测法是对样品中所有种类、所有极性、所有反应性的二噁英测定的方法,适用于土壤、底泥、沉积物、植物、石油化工产品等复杂样品的测定。
目前主要采用的技术是高分辨气相色谱-高分辨质谱(HRGC/HRMS)和高分辨液相色谱-高分辨质谱(HPLC/HRMS)联用技术。
这两种检测方法准确性较高,检出限达到了1ng/kg,但对样品预处理和加标回收率等工艺要求较高,因此仅适用于高准确度的检测项目。
2. 生物监测法生物监测法是通过检测个人、家畜、野生动物体内二噁英含量的方法,实现对环境中二噁英的生物效应的监测。
日本长期以来开展了针对人体、家畜和野生动物的二噁英监测工作。
针对人体二噁英检测中,采用了血清、乳汁、母乳、脂肪等不同样本,单独或联合检测多种指标物的方法。
针对野生动物二噁英监测,主要是采用肝脏、肺、肌肉等样本,通过测定组织中二噁英的含量,来评估其在环境中的暴露程度。
由于生物监测法具有体现真实环境中人类或生物的暴露水平和生物效应的独特优势,近年来得到了广泛的关注和应用。
3. 其他检测方法除了总二噁英检测法和生物监测法外,还有一些新兴的二噁英检测方法出现,如基于电化学技术的二噁英传感器、基于荧光技术的二噁英检测方法、基于表面增强拉曼光谱技术的二噁英检测方法、基于核磁共振技术等的检测方法等。
这些方法具有操作简便、灵敏度高、检测快速等优点,但也存在检出限低、特异性差、不易检测复杂基质等缺点,需要进一步完善和改进。
随着社会经济的快速发展和环境保护意识的不断提高,对二噁英的治理和分解技术也日益受到关注。
1. 前言生活垃圾焚烧厂烟气中的二恶英是近几年来世界各国所普遍关心的问题,自1999年比利时发生动物饲料二恶英污染事件后,二恶英更是倍受世人所关注,一时成为全球范围的热点。
经过这一事件,二恶英在我国也是家喻户晓,闻毒色变。
可以这样说,在今天研究生活垃圾焚烧厂烟气中二恶英的产生机理和控制措施,比以往任何时候都显得必要和重要。
要建设生活垃圾焚烧厂,我们就不能也无法回避二恶英。
2. 二恶英的结构和特性2.1 二恶英的分子结构二恶英(DIOXIN,简称为DXN)即Poly Chlorinated Dibenzo-P-Dioxins,略写为PCDDs。
简单地说PCDDs是两个苯核由两个氧原子结合,而苯核中的一部分氢原子被氯原子取代后所产生,根据氯原子的数量和位置而异,共有75种物质,其中毒性最大的为2,3,7,8—四氯二苯并二恶英TCDDs(2,3,7,8—TCDDs),计有22种,;另外,和PCDDs一起产生的二苯呋喃PCDFs,共有135种物质。
通常将上述两类物质统称为二恶英(或称戴奥辛),所以二恶英不是一种物质,而是多达210种物质(异构体)的统称。
2.2 二恶英的特性二恶英在标准状态下呈固态,熔点约为303~305℃。
二恶英极难解溶于水,在常温情况下其溶解度在水中仅为7.2×10-6mg/L。
而同样在常温情况下,其在二氯苯中的溶解度高达1400 mg/L,这说明二恶英很容易溶解于脂肪,所以它容易在生物体内积累,并难以被排出。
二恶英在705℃以下时是相当稳定的,高于此温度即开始分解。
另外,二恶英的蒸汽压很低,在标准状态下低于1.33×10-8Pa,这么低的蒸汽压说明二恶英在一般环境温度下不易从表面挥发。
这一特性加上热稳定性和在水中的低溶解度,是决定二恶英在环境中去向的重要特性。
3. 二恶英的毒性和评价据报导,二恶英是目前发现的无意识合成的副产品中毒性最强的化合物,它的毒性相当于氰化钾(KCN)的1000倍以上。
日本二噁英检测及分解技术的发展日本是一个高度工业化的国家,在工业生产过程中二噁英的排放量非常高。
这不仅会对环境造成污染,也会对人类的健康产生影响。
因此,寻求二噁英治理的有效技术是非常重要的。
在这方面,日本有很多先进的技术和经验。
本文将介绍日本二噁英检测及分解技术的发展情况。
二噁英的检测技术是控制和治理二噁英的基础。
在日本,主要采用以下技术进行二噁英的检测。
1.高分辨质谱法(HRMS)该技术是目前常用的二噁英分析方法之一。
利用高分辨质谱仪可以检测出二噁英分子的每个碳、氢、氧、氯原子的相对丰度,同时使各个同位素的分离度大大增加。
2.毛细管气相色谱法(GC)该技术将二噁英分离后,通过气相色谱仪定量分析,将二噁英的检测灵敏度和精度提高了一个数量级。
3.高效液相色谱法(HPLC)该技术将二噁英通过电场将其分离,然后进行定量分析。
毛细管电泳法的分离效率比毛细管气相色谱法更高,可以分析更复杂的样品。
以上技术均可以检测出二噁英的含量,但各自的适用范围和研究领域有所不同。
目前,高分辨质谱法被认为是持续排放的二噁英的主要分析方法。
二、二噁英的治理技术除了检测技术,二噁英的治理技术也是非常重要的。
日本开发了很多二噁英治理技术,主要包括以下几个方面。
1.气净化技术日本的气净化技术主要包括燃烧、吸附和催化等技术。
其中,燃烧技术是最常用的。
2.土壤污染治理技术在土壤中存在的二噁英由于它们的化学特性,是不容易分解的。
因此,针对土壤中二噁英的治理技术主要包括物理、化学和生物方法。
3.垃圾焚烧技术垃圾焚烧是处理大型垃圾的有效方法。
在焚烧的过程中,在炉膛中注入一定量的氯化合物,可以将二噁英的排放量减少到非常低的水平。
4.能源回收技术将垃圾焚烧和能源回收结合起来,既可以降低排放量,又可以回收能量资源,该技术在日本的应用非常广泛。
总的来说,日本在二噁英检测及治理技术的研究上取得了很大的进展,发展了一系列适用于不同领域的技术。
但是,从根本上解决二噁英问题还需要从源头控制排放、改变生产方式等各个方面综合治理。
目录1 前言.................................................... 错误!未定义书签。
2二噁英的性质结构和性质...................... 错误!未定义书签。
3 二噁英的来源及危害............................ 错误!未定义书签。
3.1二噁英的来源...................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2二噁英的危害...................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2.1对生态环境的危害 ........................................................................... 错误!未定义书签。
3.2.2对人体健康的危害 ........................................................................... 错误!未定义书签。
4 二噁英的检测与防治............................ 错误!未定义书签。
4.1二噁英的检测...................................................................................... 错误!未定义书签。
4.2二噁英的防治...................................................................................... 错误!未定义书签。
关于二噁英的研究摘要:二噁英的毒性极强。
那么,二噁英究竟是一种什么样的物质?它是怎么产生的?应该怎么控制与防范?面对环境领域如此严重而迫切的重大课题,我们应该怎样积极应对?本文就针对二噁英的相关情况进行了分析。
关键词:二噁英焚烧毒性活性炭纤维引言:焚烧是产生二噁英的重要来源之一。
很多人也都知道二噁英是毒性最强的一种物质,是影响人类环境的一种污染源。
据国际癌症研究机构早在1997年的认定:排列致癌风险度第一号的就是二噁英。
那么,二噁英究竟是一种什么样的物质?它是怎么产生的?应该怎么控制与防范?面对环境领域如此严重而迫切的重大课题,我们应该怎样积极应对?本文就垃圾焚烧与二噁英的控制作如下分析与探索,旨在促进大家发扬智慧,激发灵感,共同思考,为人类环境与健康作出努力。
一、二噁英的化学结构二噁英简称“DXN”,是指一类具有某种类似的化学结构且生物作用方式基本相同的化合物,是一类多氯代三环芳烃类化合物的统称,它是由多氯代二苯并二噁英、多氯代二苯并呋喃及多氯联苯异构体共同组成的。
二噁英家族共有419种,通过下面的图示分别加以说明:这419种化合物中只有30种属于二噁英类化合物(见图1、图2、图3)。
图1 二噁英分子结构式(左)和2,3,7,8-四氯二噁英结构(右)图2 二苯并呋喃分子结构(左)和2,3,4,7,8-五氯呋喃结构(右)图3 多氯联苯分子结构(左)和3,4,5,3’,4’-五氯联苯(Co-PCB)结构(右)二、二噁英的理化性质(要点):1.无色晶体、化学性质十分稳定,在强酸、碱、氧化剂的条件下不溶解。
2.分子量 322~456,熔点 305℃~130℃。
3.分解温度>700℃。
4.生成温度 180℃~400℃,反应速度与催化剂有关,催化剂为铜、铁、铝、游离碘。
5.二噁英不是大自然天然的产物,而是人类在生产活动中产生,特别在有空气的环境下具有氯苯在高温下热解生成的,凡含有氯苯(酚)、钠盐、钾盐的情况下均可生成。
6.生成过程:氯化物前置体→与二噁英苯氧基酚盐或二苯醚→二噁英缩合反应。
7.易溶于脂肪,不溶于水和大多数有机溶液。
8.分解条件:水热反应在含甲醇10(vol%)NaOH溶液在573K温度下可分解;白色腐烂菌可分解;太阳紫外线照射下可部分分解。
9.二噁英的理化性质综合表10.二噁英的毒性:毒性比砒霜大1万倍,注入人体35μg即可致死。
人一天暴露在0.01μg环境中得癌症初期;4μg环境中为急性中毒;毒性高出农药100万倍。
由于二噁英不溶于水,而溶于脂肪,对人体危害是容易吸收又很难排出体外,因此危害深远。
每日允许摄入量(ADI): 美国对于人最大无作用摄入计量为每日 1ng/kg。
二噁英计量单位:(1)废气或空气中的二噁英浓度以ngTEQ/m3或pgTEQ/m3表示。
(2)废水、环境水等水样中二噁英浓度以ngTEQ/L或gTEQ/L表示。
(3)土壤、飞灰等固体样品中二噁英浓度以ngTEQ/g表示。
一般分析结果也给出用重量表示法表示的单位环境介质中所含有二噁英的总量。
(1) pg/g 指每克环境介质中含多少皮克二噁英的量。
(2) pg/g·fat指每克脂肪中含多少皮克二噁英的量。
(3) pg/kg·bw 成人每千克体重含多少皮克二噁英的量。
(4) ng:纳克(1纳克=10亿分之1克)(5) pg:皮克(1皮克=1兆分之1克)(6) 1微克μg=1/1000mg。
二噁英类毒性当量,通过下式计算:TEQ=∑(二噁英毒性同类物质浓度×TEF)二噁英毒性计量单位采用ngTEQ/m3表示(1ng=10-9g)。
三、二噁英污染控制标准焚烧飞灰二噁英浓度低于3 ngTEQ/g才允许填埋。
注:①该标准从2000年1月15日起实施,其中关于底泥的标准则从2002年9月1日起实施。
②大气的标准值指年平均值。
③水体标准值指年平均值。
其中pgTEQ/L中的L为升。
水生生物的单位pgTEQ/g·wet中的g·wet是指湿重。
④关于土壤作为需要进行补充调查的指标(值),则规定为250pgTEQ/g。
四、焚烧与二噁英二噁英不是一种天然物质,人们在1997年测得垃圾焚烧中检测到17种二噁英,其中有5种四氯二噁英、5种五氯二噁英、 4种六氯二噁英、 2种七氯二噁英、 1种八氯二噁英。
由于焚烧在烟气中排出190种挥发性有机物,因此在烟道中测得二噁英(二氯酚、三氯酚、四氯酚),又在布袋收尘中尚有残存二噁英。
因此,人们认识的垃圾焚烧会伴随产生二噁英。
分析其原因,主要为:1.垃圾是人们生产、生活所产生的废弃物。
它成分复杂,形态各样。
在人们的生活用品中的废塑、漂白纤维、餐厨残留、农药兽药、食品添加剂等均存一定的氯源。
在工业生产过程中产生的大量氯苯、钠盐、钾盐等都是产生二噁英的源头成分。
2.垃圾中含有重金属、铜、铁、铝、及游离碘,这是生成二噁英的催化剂。
3.焚烧是一个过程,它具有必要空气、温度和反应时间。
而且这个过程中存在低温、中温、高温,启炉、熄炉周而复始。
在炉温变化的过程中,不但会产生二噁英而且还有可能使已分解的二噁英再生。
五、垃圾焚烧设备中二噁英控制技术及净化工艺二噁英在自然界原是不存在的物质,它是在人类的各种活动中形成的。
对它的防范、控制,目前社会各界日益关注,业内专业人士也正在努力探求对策。
关于对二噁英的控制技术和净化工艺例举如下几个方面,它并不全面也不完善,仅是抛砖引玉,提供思路。
目前对此技术发展空间很大,环境保护也祈求迫切。
我们相信,在大家的努力下,科学、经济、实用、可操作性的控制技术一定会不断出现。
1.从源头减少二噁英的生成可能。
通过垃圾的前期分类、分拣,尽可能的杜绝,减少含氯物质和重金属混入,特别是含铜和易挥发的低沸点重金属,这样既减少了垃圾自带二噁英类物质,又减少促成二噁英的催化剂。
2.垃圾焚烧过程中采取“3T”技术。
所谓“3T”技术就是指对焚烧过程的温度、湍流、时间实现可控。
目前我国对生活垃圾烟气在二燃室要达到850℃,对危险废物达到1100℃。
烟气在此工况下要湍流停留时间为2秒,并在烟气进入袋式收尘前的降温过程中要采取急冷措施,使烟气很快逾越400℃—200℃二噁英再生阶段。
同时对焚烧炉出口烟气中的含氧量要达到6%—12%。
另外在焚烧过程中如在焚烧物中适当添加脱酚校正剂、钙托酚、碳酸钙,如流化床焚烧与含硫煤混烧均对抑制或转移至固相残渣有好处,但其关键是掺入量要根据垃圾成分来确定。
3.在烟气排放系统中收集去除二噁英。
(1)雾状活性炭粉末吸附法。
目前行内常在二级袋收尘前喷射活性炭粉末,因为活性炭在常温时对二噁英平面构造的芳香族碳氢化合物具有吸附性。
(2)用催化剂分解二噁英。
在烟尘飞灰低于250℃的环境中与催化剂拌匀在紫外线照射下可部分分解二噁英而不会重新生成。
(3)用纳米管清除二噁英。
这是一项美国技术,他们用多壁纳米管清除二噁英,由于围绕管壁的碳原子呈六方晶系排列,使二噁英苯环与纳米管表现强烈反应,所用的纳米管可从甲烷和廉价的铁镍催化剂中制备。
4.采用净化二噁英工艺及国外、国内的有关技术动向。
(1)传统的“PAC”法,其核心是控制燃烧温度(生活垃圾850℃危险废物1100℃),烟气停留时间大于2秒,氧气含量大于6%,在除尘滤袋前喷射活性炭粉末,在与烟气均匀混合有足够时间即可达到有较高的吸附效率,吸附后的颗粒通过袋收尘除去。
(2)美国戈尔公司首创的采用催化滤袋解决二噁英的控制,它的基本机理是将“催化过滤”与表面过滤两种技术的合成,其滤袋是有ePTFE薄膜与催化底布组合成一体。
底布具有针刺结构纤维,是以四氟乙烯复合催化剂所组成,这种合成滤料在180℃—260℃低温状态时,通过催化反应能摧毁PCDD/F,同时在催化介质表面分解成CO2、H2O和HCl。
此种就是由ePTFE承担吸附和阻挡PCDD/F颗粒,对于气态PCDD/F穿过ePTFE薄膜后进入催化毡料(底层)被有效分解,它对气态二噁英是摧毁与分解,而不是转移,相对于“PAC”法呈现较多优点。
(3)日本原子能研究所提出的采用电子束对废气进行净化处理工艺,其机理是使用电子束使废气中的空气和水生成活性氧等易反应性物质,进而破坏二噁英的化学结构,他们是按1000m3/H烟气施加3×105V的电压生成电子束(电流40mA带宽45cm),可将废气中的二噁英清除90%。
(4)日本环保企业为净化二噁英小型化简易化,杰富意公司设计了一种“DX”吸收塔。
该塔设有可动部分,基本上不需要日常操作和维修,所用的活性炭芯不易燃烧,炭芯寿命约可维持一年(见图4)。
图4 “DX”吸收塔机理示意图(5)我国环保企业正在努力探求降低垃圾焚烧烟气中二噁英的排放,其中有一些举措就是采用“活性炭”纤维作为一种滤料或用活性炭纤维的其他品种构成一个单独吸附塔与袋收尘系统集成一个组合收尘系统。
活性炭纤维具有超越颗粒活性炭高效吸附材料,它具有高度发达的微孔结构,具有很大的比表面积,它吸附容量大,脱附速度快,净化效果好,在简单条件下可完全脱附,并有耐酸、耐碱、耐温、耐振动的特点,该材料易加工成毡、丝、布等形状,不易粉化。
活性炭纤维对气相或液相中的有机物及无机杂质均有良好的吸附作用,特别对含氯的有机物更有良好的吸附作用。
同时可除臭及对芳香烃有致癌作用的有机物均有良好的吸附作用。
附:有关活性炭纤维的技术性能及活性炭纤维的吸附容量测试资料附下,供业内有志研发此项技术者作参考:详见附(A)、(B)附(A)活性炭纤维技术性能附(B)目前市上已有可供产品的有关资料(参考):(1)活性炭纤维的孔隙结构。
活性炭纤维是以有机聚合物或沥青为原料生产的,灰分低,其主要元素是碳,碳原子在活性炭纤维中以类石墨微晶的乱层堆叠形式存在,三维空间有序性较差,经活化后生成的孔隙中,90%以上为微孔,这就为活性炭纤维提供了大量内表面积(见图5)。
图5 活性炭纤维和普通活性炭孔隙结构模型活性炭纤维另一个特点是具有较大的外表面积,而且大量微孔都开口在纤维表面,在吸附和解吸过程中,分子吸附的途径很短,吸附质可以直接进入微孔。
这为活性炭纤维的快速吸附,有效的利用微孔提供了条件。
而活性炭需要经过由大孔、过渡孔构成的较长的吸附通道。
活性炭纤维空隙结构另外一个特点是孔径分布狭窄,孔径比较均匀。
暴露在纤维表面的大部分是20A左右的微孔。
(2)活性炭纤维的表面官能团炭纤维除碳元素外,还含有少量氢、氧等元素,聚丙烯腈基活性炭纤维还含有氮元素。
如聚丙烯腈基活性炭纤维表面存在N官能团,所以它对含N、S化合物具有独特的吸附能力。
性能:一是吸附量大。
对有机气体及恶臭物质(如正丁基硫醇等)吸附量比粒状活性炭(GAC)大几倍至几十倍。
对无机气体也有良好的吸附能力。
对水溶液中的无机物、燃料、有机物及贵金属离子吸附量比GAC高出5—6倍。