环境工程中的化学反应技术及其应用_1

环境工程中的化学反应技术及其应用
发布时间：2023-03-06T07:34:15.342Z 来源：《中国科技信息》2022年19期10月作者：纪星[导读] 环境工程原本就是环境科学发展的重要组成机制，在整个生态保护中所起的作用也是无可替代的
纪星
身份证：37028119960911**** 摘要：环境工程原本就是环境科学发展的重要组成机制，在整个生态保护中所起的作用也是无可替代的，其自身对应的就是工农业开发带来的资源消耗问题，不仅可以降低不可再生资源的消耗量，同时也可以让废气的排放量变得更为科学，进而引导大气系统走向良性的循环，优化现实中的水生环境。

在这里，环境工程具有极为明显的系统性与综合性特征，是一环套一环的，水资源作为生命资源，在环境
工程中的优先地位也是可想而知的。

关键词：环境工程；化学反应技术；应用引言
随着科技不断发展，全球的工业化水平在近些年来得到了飞速地提升，随之而来的水体污染也逐渐加重，危及了人类的生存环境。

为了积极响应可持续发展战略，我国近些年在环境治理上不断努力，建立了许多污水处理厂以对水体污染进行治理。

在此过程中，发展了许多对水中污染物进行削减或者资源化的工业应用技术，如生物法、化学法与物理法等一、化学反应与环境工程的概述 “化学反应理论”、“氧化反应技术”.“绿色化学反应技术”等，覆盖了环境污染控制与治理过程中常用的化学反应技术。

编者指出，科学采用化学、电化学、生物化学的各种反应技术去回收废水中挥发性的有机物，脱除废气中的二氧化硫及氧化氮，修复被污染的土壤及地下水等,不但能够有效回收利用资源，还能实现防治污染的目的。

从上世纪七十年代以来，我国在治理并综合利用工业“三废”、综合防治区域环境污染等方面做了大量的工作，通过环境检测和环境事故补救的终端污染控制行为，解决了大量的环境问题，取得了巨大的成就。

虽然越来越多的专家提出，要改变传统的终端污染控制模式，须更多地采取预防污染、废物最少化及清洁生产的工业发展新模式。

但“先污染，后治理”的终端污染控制模式仍将是解决环境问题的重要而有效的途径。

二、环境工程中的意义
解决环境污染的真正出路在于优化与重组化学反应，走清洁生产、绿色化学之路。

绿色化学是以全新的观点对待化学品及其生产过程，以最大限度地减少化工对环境的影响及危害，是实用背景较强、国计民生急待解决的热点研究领域，是提高效益、节约资源和能源、保护环境、实现可持续发展的重要战略举措。

编者指出，绿色化学发展的核心在于研究开发新型化学反应、优化重组现有反应技术。

归纳来看,绿色化学反应技术主要包括绿色化学反应工程、化学反应过程强化、反应原料绿色化及反应催化剂绿色化、溶剂的绿色化等。

实际上，为了更有效地保护大气臭氧层，为了实现化工产品的清洁化，越来越多环境友好又安全的绿色化学品被合成出来，国内外先后研究出多种绿色制冷剂以取代氟氯烃，有毒的化学农药也逐步被高效生物农药取代，车用清洁燃料的使用也大大减少了汽车尾气的污染。

三、环境工程中的化学反应技术及其应用
（一）污染物的控制技术
在我国大气污染越来越严重的背景下，根据环境工程的相关要求，应对污染物排放的源头进行控制，这样才能有效解决空气污染问题，缓解大气污染对地球生态和环境造成的巨大伤害。

由于我国工业化的发展水平较高，有些工厂为了节省成本，没有对排放的大气进行有效处理，导致有害气体排放到大气中，造成了严重的污染问题。

因此，在推动工业化发展的同时应鼓励绿色能源的使用，倡导绿色经济，并利用政府宏观调控的能力，制定出完整的污染物控制和治理方案，促进相关技术的进步，为大气污染防治奠定基础。

应从国家层面上推动清洁能源的使用和推广，减少碳排放，优化能源利用的结构，为大气污染防治做出贡献。

（二）超滤膜技术
超滤膜技术相比于其他的技术方案所发挥的优势更为突出，首先过滤率高，显著高于传统的处理方法，并且在使用过程中不会产生较多的污染物；自动化程度较高，整个运行方法非常简单，只有开关两种模式，可以按照实际情况进行科学操控，以此来提高整体的水处理效果。

其次在实际处理的过程中，化学状态非常的稳定，具备较强耐酸性以及耐腐蚀性。

也可以在高温的条件下进行水处理，在无形之中起到良好的杀菌效果。

这一技术方案对ｐＨ值的要求并不高，在强酸和强碱的环境下可以充分地发挥技术模式本身的优势，满足水处理的要求。

最后这一技术方案具备较强的精准度。

例如可以将溶液中９９％的细菌和胶体去除，相对于常规的水处理方案，在完成水质处理之后，能够满足基本的回用标准，有效地保证了整体的处理效果。

值得注意的是，这一技术也存在一定的不足，例如随着时间推移或者是过滤量的逐渐增加，会导致膜的穿透能力下降，这和膜的质量以及污垢的量有着密切的关系。

在超滤膜技术使用过程中，部分超滤膜会由于污染物的堆积导致较为严重的堵塞，再加上大多数超滤膜使用寿命较短，所以在实际工作中要定期更换超滤膜并且做好维护。

在实际处理的过程中要特别注意其中的节流率，掌握膜技术的标准和适用范围之后，再和处理需求进行匹配，以保证提高超滤膜技术的使用效果。

（三）表面曝气技术
表面曝气设备是集中在水域表面的，通常会伴随着一系列的搅拌和旋转活动，目的是让水域内部产生水跃，然后让水体和空气有更为亲密的接触，加速氧气和污水之间的反应进程。

一般情况下，表面曝气设备的运用都会与特定的中小型污水厂相结合，从主转轴方向的调整来看，表面曝气设备牵涉到水平轴和立轴这2种类型，水平轴表面曝气设备的使用频率要相对更高。

从曝气器的角度来看，表面曝气设备又牵涉到转刷、转盘和转筒这3种类型，转刷曝气器更适用于一些矩形的池子，可以直接结合减速转动装置和转刷。

即便是表面曝气设备已经与氧化沟结合，转刷的叶片也不会停止旋转，而是会让池子内的水向周围扩散，进而与表层的空气产生紧密的联系。

在这里，转刷的运动还能让混合液的旋转变得更为流畅，直接停留在氧化沟内，这样一来，氧气的溶解就会变得更加均匀，氧化沟的状态也会更为稳定。

就转盘曝气器来讲，其自身大多都会与奥贝尔型氧化沟相结合，同样可以参考动力和减速等多种装置，工作人员需要先在水平轴上安装转盘，这样一来设备就可以对水体施加推动力，进而推动污水的循环流动。

这里所说的转盘，在质量上要足够轻巧，而且要具有相对高的硬度，除此之外，还要有效抵御有毒物质的腐蚀，才可以满足水质净化的需求。

就转筒曝气器来讲，这一装置的发展期限是相对较短的，一般集中在曝气池的深水区域。

（四）人工智能模型在电化学水处理中的应用
电化学水处理过程中许多工艺参数均会影响处理效果，如初始污染物浓度、pH、电流强度、试剂用量、电极间距、类型及大小等；而部分难以测量的参数，比如阳极的溶解、金属离子水解、电解时额外羟基络合物的形成、电极上污染物的吸附等，也会影响处理效果。

电化学水处理中，机理十分重要，有时需要探索不同变量之间相互影响的程度，比较自变量的重要性，从而获得最佳实验参数。

对电化学水处理的机理进行数学模拟具有一定难度，但人工智能模型可以绕过电化学水处理复杂的反应机理，直接获得最优解。

在反应过程中，人工智能模型可以通过对可测量的参数进行测量来预测难以测量的参数，从而达到软测量的目的。

人工智能模型通过优化电化学水处理系统，可以有效地提升污水处理过程的效率，降低功耗。

通过对污水参数的软测量，人工智能可以对电化学水处理反应过程进行实时控制。

电化学水处理中人工智能的应用相比其他水处理方法而言仍旧不够普遍，但人工神经网络建模在电化学水处理中已经得到了广泛研究和成功应用。

在近期使用人工智能模型对电化学去除硝态氮的研究中，R2可达0.9095，可以在目标去除率为0.4时降低接近60%的能耗，证明了神经网络建模对电化学水处理过程的潜力。

结束语
总之，环境污染的传播范围较广，污染物的成分复杂，后期的治理工作较为艰难，相关部门在进行环境污染的治理工作时，首先应提高公众的环保意识，进而推动清洁能源的使用，最后实现对污染物排放的管控，这样不仅能够实现在源头上控制污染物的排放，而且还能够促进环境污染治理工作的快速、有效展开。

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