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超临界技术在环境工程实验教学中的应用探究

2018-05-05张俊花

科学与技术 2018年11期
关键词:环境工程应用探究实验教学

摘要:随着社会的不断发展,越来越多的高新技术也随之产生。超临界技术就是现代社会发展的产物。超临界技术是一门非常具有价值的技术,超临界技术在许多领域都得到了很多的发展,尤其是环境工程领域,对于超临界技术有着非常广泛的运用。超临界技术在固废,污泥以及废水处理部分都得到了较好的成效。但在本国的许多大学的环境工程实验教学中,却只有少数开设有超临界技术的研究。本文就超临界技术在环境工程实验教学中的应用进行了浅要分析。

关键词:超临界技术;环境工程;实验教学;应用探究

引言:

在许多年前超临界流体的重要作用就已经被发现了。人们通过研究发现超临界流体具有非常强的溶解度性质。该性质能够广泛的运用于许多领域。但由于当时的超临界技术还不够完善,对于超临界流体的特征也没有广泛的运用但随着社会的不停发展,人类对于超临界流体的探索也越来越深入,超临界技术给许多企业都带来了很多的效益,同时超临界技术也越来越受社会的关注。

一、超临界流体的特征

超臨界是物质存在的一种极为特殊的状态,超临界流体是一种处于液态和气态之间的 一种物质状态,这种物质状态极为特殊,超临界流体具有非常多的特殊性质。由于超临界流体的状态既与液态相近,又与气态相近,所以超临界流体既拥有与液体极为相似的较高的溶解度,又拥有气体的非常容易扩散的性质。这种性质的物质具有非常大的研究价值,在对气体,液体,超临界流体的对比研究发现,超临界流体的各项研究指标差不多都处于气体和液体之间,超临界流体的密度与液体的密度较为相近,但超临界流体的粘度却与气体的粘度极为相似。超临界流体所拥有的这些特别的状态对于环境工程实验的运用有非常重要的价值,在超临界流体的临界点附近,即使压力和温度有极为细微的改变,也会造成超临界流体溶解度的明显的改变。超临界流体的这一特点,正是在现代社会中普遍运用超临界流体的依据,最普遍运用的一种超临界流体就是我们常见的二氧化碳,二氧化碳是最为常见的一种超临界流体,二氧化碳也拥有超临界流体所拥有的特殊性质。由于二氧化碳便于获取而且成本低廉,所以二氧化碳在超临界技术中得到了非常普遍的运用。

二、超临界技术在环境工程实验教学中的应用

(一)活性炭再生

活性炭是一种在环境工程实验中受到广泛运用的一种物质,活性炭在水质的净化中有非常重要的作用。因为活性炭的超强的吸附能力,所以,在水质净化中,活性炭得到了广泛的运用,在这些社会的需求下,对于活性炭的需求也越来越多,但活性炭的再生技术却存在着较多的问题,进行活性炭再生处理之后,活性炭的成本价值会增加,这些原因阻碍了活性炭的更加广泛的运用[1]。但在之后的探究中,学者们意识到了超临界流体能运用于活性炭的再生。学者们运用最常见的超临界流体二氧化碳进行了活性炭再生的试验。在不断的探究实验过后,学者们发现二氧化碳对于活性炭的再生有十分重要的价值。因为在二氧化碳处理之后再生的活性炭的吸附能力并没有被减弱,并且可以说再生的活性炭吸附能力与原碳相同,并且活性炭的质量也没有减少,这一研究的发现,对于活性炭的再生有极为重要的价值。

(二)固废处理

固废是工业生产中常见的一种废物,并且固废的处理非常困难,由于固废中一般都含有一些有毒的重金属成分,所以对于固废的处理一定要受到重视,倘若固废处理不彻底,未处理彻底的有毒重金属成分就会对环境造成危害,许多固废的不规范处理和排放到土地中,也造成了土地营养的严重流失,重金属渗入地皮中,还有可能对民众的健康造成伤害[2]。所以说,固废的处理非常重要,在不断的探索中,学者们探索出超临界技术能运用于固废的处理中,常见的超临界流体二氧化碳能够将固废中的锌,铜,锰,镍,铬等重金属提取出来,在此基础上再利用甲醇修正法能够极大的提高提取效率,利用这种方法,有些金属的提取效率甚至能达到百分之九十八。还有学者认为该技术能改善受重金属污染的土地。该技术的广泛运用,对于本国的环境工程有很大的意义。

(三)核废料的处理

核废料也是一种很难处理的废物。而且核废料对于环境的污染也非常严重,所以,核废料的处理也是国家重点关注的一个内容,在探究中发现,超临界流体在核废料的处理中也有很显著的效果。相对于普通的核废料处理,利用超临界技术能够极大的减少核废料处理中产生的二次废料。运用超临界技术进行核废料处理的萃取速率也更高,能够更加轻易的实现快速分离。超临界技术对于核废料的处理有很大的帮助。同时,超临界技术还能运用于核电站,政府,国防实验室,医院等产生的低含量的放射性同位素污染物质的处理。

(四)超临界水氧化

超临界水氧化法是二十世纪八十年代中叶出现的一种先进的氧化法,这种氧化技术可以将有机物的结构彻底的毁坏。这种氧化技术的出现给学者们带来了很多具有价值的研究,同时,也为许多技术的发展奠定了基础,现在运用的超临界水氧化法相对刚出现的二十世纪八十年代中期已经要更加完善了,在对超临界水氧化法的研究中可以发现,在超临界水中,有机物和氧可以彻底互溶,这样能让反应物变成单一流动相。当温度在四百摄氏度到六百摄氏度时,有机物和氧能够发生非常快速的反应,在非常短的时间内,有机物就被氧化成水和二氧化碳了。超临界水氧化法是一种非常有探究价值的氧化方式,该方式在许多领域都取得了较好的成就,许多发达国家还专门设立了超临界水氧化的工厂,超临界水氧化法为其发展带来了非常可观的发展。

三、结束语

虽然超临界技术在我国的起步较晚,但通过相关学者、专家的不断研究,我国对于超临界技术的掌握情况也与发达国家相近了,超临界技术对于环境工程的发展具有非常重要的意义,我国需要积极的处理现在超临界技术在我国实施存在的问题,并且明白超临界技术对于本国环境工程实验教学的发展性,让本国的超临界技术更加成熟,为我国的发展奠定基础。

参考文献

[1]邢明飞,傅泽刚.超临界技术在环境工程实验教学中的应用[J].能源与环保,2017(4):160-163.

[2]石德智,张金露,胡春艳,etal.超临界水氧化技术处理污泥的研究与应用进展[J].化工学报,2017(1).

作者简介:张俊花(1981-10)女,汉族,河北省石家庄市。

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