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高效分离技术范文

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高效分离技术

高效分离技术范文第1篇

关键词:北欧设计;图书馆空间;环境艺术设计

0引言

自从大学图书馆有独立的建筑以来,图书馆的空间就不断随着管理方式和自身空间的改变而改变。大学的图书馆是一个学校的重要组成部分,可以说是大学的心脏。大学的图书馆,本来是用于书籍资料储藏整理的地方,常用的区域包括样本书、外借书库、阅览室等。随着信息化和科技化的进步,计算机技术逐步引入到图书馆当中,馆内的空间功能从原来储存资源为主变为现在的多元化空间功能。北欧地区在1890年左右就受到了英国工艺美术运动及欧洲新艺术运动的影响,之后形成了相对统一完善的设计风格[1]。斯堪的纳维亚设计崇尚绿色、经济、又不功利的特色,究其原因,与其地理环境、自然环境以及当地人的生活习惯息息相关。北欧地处欧洲北部,常年日照充足,人口较少,同时,天然的矿物资源尤其是森林资源十分丰富,这就决定了这片土地的人们可以依靠这些天然资源自给自足。久而久之,这片土地的人们习惯了蓝天白云,碧水青山,习惯了带有泥土芬芳的空气,习惯了利用这些可再生木材制作各种家具、生活器具、建筑等等。这种对于绿色可资源的应用,引导着人们崇尚节俭、环保、自然、简洁、健康的生活方式,人们不是单纯的崇拜金钱而是追求自身素质的提高,追求更加丰富的精神生活以及健康的娱乐方式[2]。应该说斯堪的纳维亚的设计理念是符合当前人类社会发展进程的,北欧的设计是充满人文关怀的人性化设计,源于自然、溶于自然的设计。北欧设计自始至终都带有强烈的自然气息,设计师用对自然的理解来诠释人与自然和谐相处的设计理念。北欧有许多世界顶级的设计学院,瑞典皇家艺术设计学院、芬兰阿尔托大学设计学院等等高校都是享誉全球的优秀高校,其学校的图书馆设计也带有强烈的“斯堪的纳维亚”风格,有很多新的设计理念值得我们本地高校在进行图书馆建设或者改建的时理念候参考借鉴。

1充分利用自然光照,节能环保

室内光直接影响到空间的形状、大小、质地和色彩,可以形成、分割、破坏空间[3]。因此可以说,光环境设计是图书馆环境艺术设计中一个重要的有机组成部分,它既是科学又是艺术。北欧地理环境极具优势,在建筑设计上多采用大玻璃外墙来利用自然光采光,并且受芬兰大师阿尔托的影响,在建筑上常常使用大尺寸的天窗,增加建筑室内彩光。这样的设计风格也自然得应用于各个高校图书馆的设计当中。比如赫尔辛基城市大学图书馆(如图2),该图书馆坐落于赫尔辛基城市商业中心,外观上看与普通商业楼并无明显区别,但是设计师巧妙的空间布局,将图书馆与其他商业区域隔离开来。正所谓“大隐隐于市”,该图书馆的存在,正好说明了这样的哲学道理。从空间布局上看,设计师改变了传统图书馆将各个功能空间相对分离的设计,将休息区,阅读区,书籍存放区融合在一起,并且在建筑中心自上而下以椭圆形的中空串通。每层的环形周围都设计成可供读者看书的小平台,为读者提供电源和上网接口,方便读者使用。同时,在建筑顶部,布置一个巨大的天窗,以用来提供照明。图书馆室内使用柔性环形曲线的中空,这样既改变了人们对于图书馆刻板单一的印象,也充分满足室内光照要求,为读者营造一个温暖、舒适的阅读空间。与赫尔辛基大学城市校区图书馆相类似的,芬兰另一所著名高校阿尔托大学的图书馆也大量使用楼顶天窗设计增加室内采光。与此同时,配以黄色暖光,营造出一种自然亲切的感觉。

2功能空间布置合理

随着时代的进步,使用者对图书馆空间环境设计产生了更高层次的需求,人们的视觉要求从单一平面转向立体化层次化的空间。以往我们的图书馆环境设计注重空间平面的分割、各功能区域的划分、书籍分类保存的方式等,这虽满足了功能需要但缺少设计感时代感。北欧高校图书馆环境设计通过聚积、打散、截断、重叠、异构等设计方式力求变化,通过垂直方向的交错、覆盖或水平方向的穿插、交替,形成了各空间的融合,营造出丰富且有序的空间,使读者在图书馆环境中丰富的视觉变化而充满好奇[4]。这种更加合理的空间布局设置,满足了人们在图书馆使用中共享、交流、互动的需求。在赫尔辛基大学城市图书馆的室内设计中,一改以往图书馆单一的阅读区、书籍借阅处等独立划分,把大面积的书籍存放空间打散,在很多节点上设置阅读区散布在书籍旁边。这些阅读台都配有笔记本供电电源以及网络接入链接服务,读者可以一边看书一边运用网络手段查找信息。同时,在固定区域也有独立的小工作室让研究者或某项课题的相关成员进行小组讨论。

3重视人性化细节设计,提高阅读舒适度

北欧设计重视突出人文主义关怀,设计师信奉以人为中心,关注人的情感,立足人类根本需求和利益,将对生活的热爱、大然的亲近融合于设计中同时又结合人体工程学、环境心理学、生态理论等各领域进行创作,创造了科学、合理、舒适的优秀设计,将浪漫与理性有机得结合到一起[5]。在北欧芬兰的拉赫迪学院图书馆,设计师放置了很多红色的、类似轮胎的垫子,整齐的摆放在书架旁边。读者在参看书籍的时候,就可以随意的坐在上面休息。在北欧很多院校的图书馆,都有极具人文关怀的布置。最具革新代表的就是阿尔托大学的图书馆,几乎颠覆了传统图书馆的形象,变为年轻一代学生的迪斯尼乐园。芬兰阿尔托大学的图书馆是一栋独立的建筑物,建筑外围墙是三层楼高的各个研究室、讨论室等。回字形中空大厅,作为图书馆。在这个大厅当中,有用木条搭起来的小木屋,里面可以单独作为某些项目小组进行讨论的空间;有用彩色柔软垫子布置起来的休闲区,读者可以随意躺在角落里细细品味、休闲阅读;甚至有一个区域专门设置了茶点,让流连忘返的读者可以一边享受美食,一边潜心阅读。这样的布置完全革新了图书馆的传统定位,大大丰富了图书馆的功能,满足了不同读者的需求。赫尔辛基大学的图书馆,将这样的休闲区布置在U型玻璃幕墙的内部,读者可以在阅读的同时,欣赏街道两旁繁华中心的风景,同时,在图书馆顶层也设置有露台,可让读者充分享受阳光的温暖。这种柔性线条的大窗、白色的内部装饰以及彩色的座椅,如何和谐的布置,着实让真体会到北欧浪漫人文主义情怀。

4贴近自然,崇尚自然

北欧高校的现代图书馆环境艺术设计中融入环保理念,崇尚自然。在美化馆舍、节约能源的同时,向读者传达环保信息,发挥图书馆的示范效益。在实践设计中,设计师大量使用木材进行创作,营造出舒适的自然气息。北欧的设计师把艺术感和实用性有机结合到一起,可以称之为实用艺术。形式、功能、造价、材料、色彩、机理等达到和谐统一,所以我们在图书馆里看到的,是将自然的材料、丰富的色彩、人性化的功能相结合。木质文理的座椅板凳,实木书架,造型独特的垃圾分类处理箱,都带有典型的北欧设计特色。

5结语

一说起北欧,给人们最直接的感觉往往是辽阔的森林、纯净的湖水、金色的阳光和那田园般的生活。在这片宁静安详的土地上,孕育出的设计更是以自然、和谐、人性化、典雅的特点享誉世界。北欧的设计师始终立足于自身地域文化,注重采用有机造型语言和天然材质的运用,从人们的日常生活实际作为设计出发点出发,积极探索新的设计表现形式。设计不单要为提高生活素质服务,更要为社会进步服务。北欧在图书馆环境艺术设计上已经走在世界的前列,我们学习国外的先进设计经验,不应该盲从设计潮流,应该立足于我们自身特点,保持平常心,冷静思考哪些是我们应该借鉴的,哪些是我们应该坚守的,只有将先进的设计理念与本地特色相结合,才能从根本上发展和振兴本土设计,在这一点上,北欧给我们做了非常好的榜样。

参考文献:

[1]冯媛.浅析北欧设计风格及其形成原因[J].艺术与设计,2009,07.

[2]冯硕.公共空间的建设[J].世界博览,2010,02.

[3]于沛,冯东.现代图书馆空间布局发展趋势[J].高校图书馆工作,2012,05.

[4]易晓.北欧设计的风格与历程[M].武汉:武汉大学出版社,2005,80.

高效分离技术范文第2篇

关键词:高校;会计;档案数字化管理

高校会计档案主要是指高校在进行会计核算的过程中所记录的数据或是具有保存意义的文字、图表等会计资料。其中还包括由计算机所形成的电子版的会计档案。随着我国教育体制的不断改革与发展,为了避免乱收费、乱用费的现象,教育部门也逐渐增大了对于高校的财务管理的力度。但由于高校的会计档案存在多样行、以破坏性等特点,使得高校会计档案管理一直是高校财务管理中的难点所在。

一、高校会计档案数字化管理的优势

(一)具有其较强的安全性和持久性

档案的数字化管理主要就是将档案有纸质转化为电子版本,其相对于纸质版本而言更加的边界,大大的提高了档案管理工作的效率。同时,由于网络的多样性使得高校的数字化管理工作也呈现多元化的发展趋势,比如会计档案可以通过网络、U盘、光盘等设备进行储存。这种储存模式不仅可以提高档案管理工作的效率,还能根据需要随时的进行纸质档案的打印[1]。另外,传统的纸质档案在存储的过程中很容易受到环境或是人为的影响而遭到破坏,但数字化的档案管理模式则能够有效的解决这一问题,使得会计档案可以长时间的保存而不受损。为了避免档案数据的丢失,档案管理人员还可以将档案进行电子备份,以此来确保档案的安全问题,促进高校会计档案管理工作的顺利进行。

(二)提高档案管理的效率

数字化的档案管理模式能够有效的提高档案管理的效率。在数字化的档案管理模式下,工作人员将会计档案信息输入到计算机中在,通过这种形式储存的档案信息,更加的便于修改。另外,与传统的纸质档案相比,数字化的档案管理模式下,电子档案的体积较小、存储空间较大,可以存储更多的档案信息,加快了高校会计档案管理的效率。同时,因为互联网的资源共享的特点,在数字化的档案管理模式下,高校的会计档案信息也可以实现资源的共享。相关人员可以在网络中对档案进行调阅,这种方式既节省了档案查找的时间,有能够避免直至档案受到破坏。

二、高校会计档案数字化管理的主要内容

(一)建立完善的会计档案管理数据库

在数字化的档案管理过程中,大多数的会计数据都是通过数据库进行存储的。在现阶段,高校会计档案管理工作的主要目标就是实现全部会计数据的数组化管理,其中包括记账凭仗、明细账、分类账、报表等信息的数字化管理。在数据库建立的过程中,相关的人员还应该对针对资金使用情况的不同进行数据库的分类[2]。数据库是实现高校会计档案数字化管理的重要支撑。数据库的建立能够提高档案管理的效率,方便使用者对档案的调阅,使得档案管理工作可以高效有序的进行。

(二)建立会计档案数据库辅助决策支持系统

会计档案数据库将大部分的档案信息的原始数据都收集在其中,这些数据在经过管理人员的整理和筛选之后能够为高校领导者的决策提供辅助支持。高校在进行会计数据库辅助决策系统建设的过程中,应该将企业领导者的需求为主要的出发点,通过综合财务人员、数据库管理人员和档案管理人员的共同努力而完成决策系统的建立。会计档案数据库辅助决策支持系统能够对数据进行统计、对比,进而发现解决问题的对策,并为决策者提供决策的依据,减少决策的风险,进而提高高校的资源合运用。

(三)管理好会计档案数字化管理系统的信息安全建设

信息安全建设直接关系到高校网络的安全与否。为了确保高校会计档案数字化管理的安全性,高校应该加强对于网络安全系统的建设。在会计档案数字化管理的过程中,最重要的就是存储安全的管理。存储安全主要就是避免病毒的入侵和软件系统的兼容性问题,这些现象的发生都会造成信息泄露或是丢失的情况。所以高校在对会计档案进行数字化管理的过程中,应该加大对于信息安全的管理,确保档案信息的安全性[3]。

三、如何促进高校会计档案数字化管理的高效进行

(一)加强对于会计档案管理人员的培训,提高档案管理人员的管理能力

在传统的档案管理工作中,由于是纸质的档案存储,档案管理人员一般只需要就有较强的会计专业知识,就可以实现管理工作的顺利进行。但在会计档案数字化管理的模式下,由于涉及到的信息技术,所以对于会计档案管理人员的要求也相对较高。在高校的管理过程中,相关的管理人员不仅需要掌握相应的会计知识,还要具备较强的信息技术水平。所以为了能够促进管理工作的顺利进行,高校应该加强对于会计管理人员的培训工作,提高工作人员的管理能力和信息技术的运用能力,进而确保档案管理工作的顺利进行。一般情况而言,高校的会计档案管理人员都已经具备一定的会计专业能力,所以高校在对其进行培训的过程中,应该侧重于对管理人员信息技术运用能力的培训。高校可以组织校内的计算机教师对会计档案管理人员进行培训,提高档案管理人员的计算机应用水平,进而促进数字化管理模式的顺利进行。这种方式既能够提高档案管理人员的信息技术水平,又能够减少高校的成本支出,进而使得高校可以将更多的资金投入到教学活动中,促进高校的长久发展。

(二)建立完善的会计档案数字化管理的各项制度

制度是对人进行约束的最直接、最有效的方式。在高校的会计档案数字化管理的过程中,高校也应该建立相关的管理制度,加强对于档案管理人员的约束[4]。在建立管理制度时,首先就要将数字化作为管理工作中的主体,这也就需要档案管理人员将数字化管理当作档案管理的一部分,进而建立有效的管理制度。同时,会计档案管理制度应该对会计档案保管、借用等都进行具体的规定与限制,并根据借阅者的身份,确定其是否具有档案借阅的权限,进而确保会计档案信息的安全性。另外,在制度中,还要对档案管理者的职责进行明确的分工,确保档案管理工作的有序进行。比如在苏州大学的会计数字化管理中,学校就采用了职责分工的管理模式。在信息借阅系统的管理中,档案管理人员就实施了双人负责的制度,在管理的过程中,一个工作人员负责对档案借阅人员的信息进行登记,另一个管理人员则主要负责档案在借出过程中的安全管理,定时的对档案进行追踪,确保档案在借出过程中的安全性。这种方式既能够避免因为突发事件造成的缺岗现象,又能够防治管理人员出现以权谋私的现象。

(三)加强数字化信息安全管理工作

安全问题是档案数字化管理中比较重要的问题。架起那个高校的信息安全建设,能够实现对于会计答案信息的保护工作,进而避免信息泄露的现象出现。在高校的档案管理过程中,应该采用多种保护措施对数字化的会计档案管理的安全性进行防护,避免数字化档案管理系统受到外界因素的破坏而出现信息泄露的情况。目前,已经有部分的高校已经建立起了完善的数字化安全管理系统,比如,天津中医药大学。在天津中医药大学的会计档案管理工作中,高校就已经加强了对于数字化档案管理系统的保护工作[5]。学校对档案系统设置了密码,同时,学校还根据教师的职位,对教师的档案借阅设置了权限。另外,对于比较重要的会计文件或是资料,学校还实施了双重保护的措施,并建立起了数据恢复中心,以此来避免数据的丢失,确保数据的安全性。

四、结语

综上所述,高校会计档案是对高校经济活动的记录,是高校领导者进行决策的重要依据。所以为了能够实现高校会计档案的管理工作,高校应该做到与时俱进,将信息技术应用到档案的管理工作中,采用数字化的管理模式,进而确保管理工作的高效进行。在数字化的档案管理中,高校应该不断加强管理人员的自身能力,并对会计档案的数字化管理制度进行完善,只有这样才能够将数字化管理的优势最大化的发挥出来,促进档案管理工作的高校进行。

【参考文献】

[1]杨洪云,于健.提高高校会计档案利用率的对策[J].兰台世界,2016(21):70-71.

[2]王万海,丁卫萍.新形势下高校会计档案管理问题探讨[J].财会研究,2016(07):60-62.

[3]郭然.信息化环境下高校会计档案管理设计[J].中国管理信息化,2016,19(12):31-32.

[4]何郑涛,黄秋实.数字化校园背景下高校会计档案信息化管理的探究[J].兰台世界,2014(29):25-26.

高效分离技术范文第3篇

关键词:垃圾填埋气;温室气体减排;甲烷分离提纯;变压吸附技术;撬装式装备

随着社会经济的发展和人口的不断增加,我国生活垃圾的产生量也日益增大。据我国环保部门的《全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》报道,2015年我国246个大、中城市生活垃圾产生量约为1.86亿吨;预计到2020年,垃圾产生量将达到2.2亿吨。为了消纳生活垃圾防止其产生环境污染,我国80%以上的垃圾采用卫生填埋方式处理[1],高含水率、易腐蚀性垃圾在填埋降解过程中会产生大量填埋气。垃圾填埋气成分较为复杂,主要成分为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),还含有H2S,NH3,H2,烷烃、芳烃等挥发性有机物[2-3]。其中,CH4产生的温室效应是CO2的20倍以上,而且其在大气中的滞留时间高达10年[4]。垃圾填埋场特殊的气体产物使之成为不可忽视的温室气体排放源和大气环境污染源。另一方面,垃圾填埋气还是一种清洁可再生能源和资源。填埋气中CH4含量约占45%~60%,高位热值约为18~23MJ•m-3[5],成分与性质与天然气相近,经过提纯精制后形成的生物天然气可以作为天然气的替代燃料。因此,制定适合我国国情的垃圾填埋气收集利用全流程系统解决方案,在降低温室效应的同时,也可实现填埋气的资源化利用,弥补天然气缺口,具有重大的资源、环境与经济多重效益。

1我国垃圾填埋气收集利用现状及存在问题

1.1综合管理环节薄弱、填埋气收集与利用水平不高的现状我国颁布了多项城市生活垃圾处理方面的政策法规,大大促进了垃圾填埋气收集利用工作的顺利开展。截止到2016年,我国生活垃圾无害化处理厂达到940座,其中卫生填埋场数量为657个,占69%;随着垃圾无害化处理厂数量增多,生活垃圾无害化日处理能力达到621351吨,无害化处理率由2006年的52.2%增长到96.6%[6]。然而,由于我国城市生活垃圾的卫生填埋起步较晚,综合管理环节薄弱,早期垃圾填埋场收集与利用填埋气的技术水平较低,大量填埋气仍处于无组织及无控制排放状态,存在着严重的环境污染问题和潜在的安全隐患。据报道,上海、北京、重庆、岳阳等城市均发生过填埋气爆炸事故[1]。

1.2收集、利用、装备3方面欠缺的问题基于对国内外垃圾填埋场管理经验及对我国垃圾填埋场行业现状的分析,本文提出了我国垃圾填埋气收集与高值利用工作仍存在的一些问题。1.2.1垃圾填埋气收集模式粗放、收集效率低下由于受到技术手段及设备成本的限制,国内外均存在垃圾填埋场气体收集模式粗放、收集效率低下的问题。国外有学者估计填埋气收集系统的集气效率普遍只有50%~60%。截至2010年底,我国已有的450座垃圾填埋场中,进行填埋气开发利用的填埋场仅有30余座,不足填埋场总量的7%[7]。在有限的填埋气开发利用项目中,垃圾填埋气高效收集技术及应用基础非常薄弱,常规集气效率仅在40%左右[8-9]。因此,为了实现垃圾填埋场温室气体减排及填埋气规模性资源化开发利用,垃圾填埋气的高效收集作为基础环节,相关核心技术及系统亟待研发。1.2.2垃圾填埋气资源化利用手段单一、能效差传统垃圾填埋气资源化利用方式包括直接燃烧、发电供热等途径。其中,直接燃烧的处理方式能量转化率低,浪费了填埋气的高值利用潜力,已逐步被其它资源化方式所取代。而填埋气发电易于实施且不受外部环境制约,近年来应用逐渐增多,但填埋气发电也存在局限:一方面发电效率与填埋气产量和收集效率密切相关,因而填埋气发电应用受到填埋场规模、技术手段及设备成本的限制,使得大型填埋场更适合发电机组的要求,更易推广应用填埋气发电这一利用途径,而大多数中小型填埋场仍旧采用火炬燃烧甚至于任意排放的措施;另一方面,填埋场自身对电、热的消耗需求有限,导致填埋气甲烷的综合资源化利用水平依然存在提高空间。1.2.3我国填埋气甲烷分离技术的装备水平低、产业化发展不足我国填埋气甲烷分离技术的应用起步晚,装备水平低,早期技术装备常依赖进口,尤其是变压吸附工艺与新兴的膜分离工艺。与国内大城市可以投入大量市政资金引进国外先进的填埋气甲烷分离设备不同,中小城市受财政限制无力购买相关技术设备,从而限制了国内填埋气资源化利用规模的扩大[10]。近年来虽然多种填埋气甲烷分离技术在国内取得一定的工程应用与实践,但是由于缺乏自主知识产权的填埋气甲烷分离与高值利用关键技术,而且配套装备体积庞大、系统复杂,需投入大量资金,因此,严重影响了我国填埋场温室气体减排及资源化利用的整体行业水平[7,11]。

2垃圾填埋气收集利用环节优化方案

2.1垃圾填埋气高效收集系统本文提出垃圾填埋场专用的填埋气高效收集系统,具体分为垃圾填埋场作业过程中填埋气高效收集系统和填埋场封场后填埋气高效收集系统。2.1.1垃圾填埋场作业过程中的填埋气高效收集系统目前我国的垃圾填埋场多采用传统厌氧生物反应器填埋,存在恶臭污染严重、渗滤液蓄积较深等问题。垃圾填埋场作业过程中,填埋作业面的CH4排放是填埋场的主要排放源,因此,有效控制填埋作业面的CH4排放是促进填埋场甲烷减排的关键。针对此技术难点,本文提出小单元覆膜填埋与水平井收集相结合的填埋气高效收集系统(见图1),利用高密度聚乙烯膜(HDPE膜)覆盖垃圾填埋体,起到良好的气体密封效果,并在膜下增设水平抽气,收集迁移到膜下的填埋气,从而提高垃圾填埋气的收集效率。除此之外,该系统无需专门的钻井设备,具有施工简单、可同步进行填埋作业与收集系统建设运行等优点。2.1.2垃圾填埋场封场后的填埋气高效收集系统研究表明,垃圾填埋场封场后30~50年内仍有填埋气逸散的污染风险。因此,针对封场后填埋气的收集,也是实现填埋场温室气体控制减排不容忽视的重要环节。本文提出通过填埋场全面覆膜技术、渗滤液立体导排工艺与竖井收集系统(见图2),实现填埋场水分均匀分布和通畅导排的综合控水技术思路,有效控制封场后垃圾填埋场的气体逸散问题。传统竖井集气系统采用螺旋钻头成孔安装集气管的建造方法。然而,由于钻头的挤压与旋转运动,使得成型竖孔形成抹面,透气性差,严重影响填埋气的收集。除此之外,还存在渗滤液腐蚀钻井设备、施工成本高等问题。本文基于具有自主知识产权的专有集气竖井施工方法,形成了收集效率高,流量、压力及成分稳定的竖井高效收集系统。在连续长期运营和监测条件下,填埋场稳定化可加速1倍以上,填埋气体收集效率可由20%~40%提高到65%以上,渗滤液和恶臭污染得到有效控制,控制了填埋气逸散。

2.2基于变压吸附的垃圾填埋气甲烷高效分离技术优化垃圾填埋气甲烷高效分离技术即去除填埋气中的CO2,提高CH4含量,是实现垃圾填埋场温室气体减排及填埋气资源化利用的关键技术。应用最为广泛的甲烷分离提纯工艺为变压吸附法(PressureSwingAdsorption,PSA)。基于变压吸附的垃圾填埋气甲烷分离工艺优化可从以下两个角度出发考虑。 2.2.1新型高效吸附剂的研发针对国产吸附剂性能较差的短板,通过研发硅胶基、炭基等新型高效吸附剂,促进吸附材料的国产化,以满足产业化发展需求。有学者[12]采用浸渍法对吸附材料进行碱金属及碱土金属改性,比较了改性硅胶对CH4/CO2混合气体的吸附分离性能,发现在吸附硅胶表面修饰1%BaCl2为最优担载量和修饰离子,增强了对CO2的诱导能力,可实现CH4/CO2混合气体的分离因子达到9.55,与未改性吸附材料相比提高幅度达116%,是一种具有工业应用潜力的硅胶基吸附剂。新型吸附剂的研发已逐渐应用在多项填埋气精制工程中,可为基于变压吸附的垃圾填埋气甲烷高效分离工艺优化提供一条有效的技术路径。2.2.2基于二级PSA过程的一体化高效甲烷分离工艺针对常规变压吸附技术甲烷回收率低(80%)的局限,本文提出基于二级PSA过程的一体化高效甲烷分离工艺,提高甲烷系统回收率达到98%以上。一体化系统一级变压吸附过程选取四塔工艺,以实现分离甲烷浓度超过95%为目标,优化参数选取操作压力0.6MPa,两次均压、步长20s;第二级变压吸附以实现一级系统CO2分离气中甲烷的分离回收为目标,采用双塔吸附系统。填埋气经一体化系统分离提纯后,CH4系统回收率达到98%以上,从而大大减少了填埋气逸散。此外,CO2/CH4分离系数为50,提高了CH4分离效果,CH4和CO2产品气的纯度均可稳定在95%以上,有利于后续资源化高值利用,其中CH4产品气各项指标均可达到国家标准《车用压缩天然气》(GB18047-2000)的要求。

2.3基于变压吸附、膜分离技术的集成化撬装式垃圾填埋气分离提纯装备传统填埋气甲烷分离技术工艺的设备集成化程度有待提高。改善我国填埋气甲烷分离技术装备水平低、产业化发展不足的现状,是未来行业的重要任务。本文提出在填埋气精制领域应率先开展各处理单元的设备化、系列化、集成化研究、设计和应用。以宁夏省某处垃圾填埋场对甲烷分离提纯装备的集成化为例,该工程自主研发设计了基于变压吸附技术的集成化撬装式垃圾填埋气甲烷分离提纯装备,进一步缩短了施工周期,减小了占地面积,为有效推广变压吸附技术应用在填埋气收集利用领域提供了一种新的解决方案(见图4)。

3垃圾填埋气收集利用全流程系统解决方案

结合国内多处典型垃圾填埋场实际工程案例,我国垃圾填埋场在关键技术研发和配套装备示范方面已作出了一系列努力与尝试。具体地来说,在关键技术研发方面,针对不同阶段的填埋场(填埋作业中和封场后),提出了垃圾填埋场温室气体高效收集系统;针对以变压吸附过程为基础的填埋气甲烷高效分离技术,研发了新型吸附材料;针对传统变压吸附工艺甲烷回收率低(50%~80%)的局限,研发了基于二级PSA的一体化高效甲烷分离工艺,实现了回收率提升(90%以上)。在关键工艺单元设备化研发与装备示范方面,针对变压吸附填埋气分离提纯技术路线,分别完成了成套化设备开发,实现了工艺的装备化、系列化、集成化,形成了集成化撬装式垃圾填埋气精制装置。本文以垃圾填埋场温室气体减排和填埋气资源化利用为目标,基于现有国内工程案例实践经验,提出“高效收集-净化提纯预处理-资源化利用”的全流程系统解决方案(见图5),以期对垃圾填埋气收集利用的各个流程环节提供技术支撑。

参考文献:

[1]刘景岳,徐文龙,黄文雄,等.垃圾填埋气回收利用在我国的实践[J].中国环保产业,2007,(10):34-38.

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[7]周效志,桑树勋,曹丽文,等.我国垃圾填埋气资源化现状与对策研究[J].可再生能源,2012,30(02):91-94.

[9]高志文,何品晶,邵立明,等.生活垃圾填埋场填埋作业台阶甲烷排放研究[J].环境科学学报,2006,26(2):236-240.

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[11]王国栋,仉志强,李有森,等.垃圾填埋气净化利用集成系统工艺研究[J].中国沼气,2017,(3):62-65.

高效分离技术范文第4篇

1.1液质联用技术液质联用技术将高效液相色谱仪与质谱仪联接起来使用,即把色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的强定性能力结合起来,在氨基酸分析中得到了广泛的应用。与一般的液相色谱法相比,液—质联用技术不但可分离各种氨基酸,而且可以对未知的氨基酸成分进行鉴定;由于使用质谱仪作为检测部件,还可以不用对样品进行衍生。王萍等采用高效液相色谱—电喷雾质谱法鉴定出了青稞幼苗提取物中的13种氨基酸,证明是一种理想的全谱氨基酸分析方法。Maoetal也利用液质联用技术测定了生物样品中6种硒代氨基酸。此外,串联质谱技术在氨基酸分析中的应用也受到了关注。汤新星等基于高效液相色谱—电喷雾串联质谱及固相萃取技术,建立了分析大鼠血浆中氨基酸的方法,为筛选新的急性辐射损伤标记物提供了实验依据。

1.2气质联用技术氨基酸也可通过气相色谱法进行分离,但氨基酸沸点高,必须通过衍生化处理成为低沸点、易气化的化合物,再利用试样中各组分在两相间的分配系数不同进行分析。目前最常用气质联用技术对氨基酸进行检测。王建等利用盐酸把菌体蛋白水解成氨基酸,再通过分离、浓缩、真空干燥、N-(叔丁基二甲基硅)-N-甲基三氟乙酰胺衍生化后得到的衍生物进行气相色谱分离和质谱法检测,获得了15种菌体蛋白氨基酸的13C标记丰度信息。李长田等采用气相色谱—质谱法测定了松茸子实体和液体发酵菌丝体氨基酸等物质,结果表明,松茸子实体和发酵菌丝体二者氨基酸的种类相同,但发酵菌丝体中某些氨基酸的含量高于子实体中的含量。Mudiametal则首次应用固相微萃取—气质联用技术测定了尿液和毛发中的20种氨基酸,在分离前采用氯代甲酸乙酯对氨基酸进行柱前衍生化处理,该方法灵敏、快速。

1.3超高效液相色谱技术超高效液相色谱技术是色谱分析技术的最新发展成果之一,与常规高效液相色谱相比,最主要的差别是采用了超微细度的固定相颗粒,因而单位柱长的柱效大大提高,实际使用中就可用更短的色谱柱达到常规色谱柱的分离效果,使得整个分析时间大大缩短。该技术已应用于许多样品中氨基酸成分的分析[1,15,19]。孙言春等利用超高效液相色谱法测定了史氏鲟、达氏鳇和小体鲟卵中17种氨基酸的含量,完成一次分析仅需10min。超高效液相色谱法还被应用于快速分析和鉴定3种生菜中的氨基酸,并发现了10种由已知氨基酸和倍半萜内酯所形成的新结构单元,为生菜等植物所具有的潜在生物活性找到科学依据。

2蛋白质分析

蛋白质是生命的物质基础,几乎参与生命活动的每一环节,在机体的生长、发育、代谢、衰老等过程中发挥重要作用。但蛋白质种类很多,在分子量大小、带电性、分子结构和生物特异性等方面均有很大差异。因此在分离模式、定量和定性方法上都有很大差别。根据分离原理的不同,用于蛋白质测定的液相色谱法主要可分为反相色谱法、排阻色谱法、离子交换色谱法、亲和色谱法、疏水相互作用色谱法和逆流色谱法等。此外,还包括基于色谱分离技术和检测技术等发展而来的液质联用技术、多维液相色谱法和超高效液相色谱法等。目前用于生物样品中蛋白质检测的主要方法及其典型应用见表2。

2.1反相色谱法反相色谱法主要利用被测组分对极性流动相和非极性固定相的作用力不同加以分离。这种分离系统在液相色谱分离模式中使用最为广泛。对于生物大分子、蛋白质及酶的分离分析,反相液相色谱正受到越来越多的关注。Silvaetal采用反相色谱—质谱技术分离测定了人血清中的11种常规蛋白的浓度;王娟等采用AgilentZorbax300SB-C8色谱柱,建立了测定牛奶中主要蛋白质(4种酪蛋白与乳清蛋白)的反相高效液相色谱法,在波长214nm处对分离后的蛋白质进行紫外检测。于海洋等则用纳升级反相液相色谱—串联质谱系统分析了锦灯笼果实提取物中蛋白质的酶解产物,鉴定得到60种蛋白质,其中与抗氧化相关的蛋白质有3种。

2.2排阻色谱法排阻色谱法是根据被测组分在固定相中的渗透能力不同而分离的。这种色谱法采用多孔性凝胶为固定相,较小的分子较易被保留,因而是依照分子量的大小顺序出峰。生物体中各种蛋白质分子量常常差异很大,很适合用排阻色谱法进行分离。利用排阻色谱法将溶液中的蛋白质按照分子量大小进行分离,再配合特征波长的紫外检测器,可有效地将目的蛋白捕获并测定。Bondetal借助排阻色谱技术,并配合双波长紫外检测,研究了在不同环境条件下IgG1单克隆抗体的含量水平及聚合降解等特性。重组人白介素-1受体拮抗剂蛋白的测定也可采用这种方法,在0.018-2.4mg•mL-1范围内,该方法的线性关系良好,回收率为99.1%,相对标准偏差为1.09%。

2.3离子交换色谱法离子交换色谱法主要是利用蛋白质在pH值高于或低于等电点时可分别带负电荷和正电荷的特点而进行分离。不同蛋白质组分离子对作为固定相的离子交换剂的交换能力不同,保留时间也不同。在大孔硅胶表面通过聚合键入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵制得的强阴离子交换色谱填料,可用于鸡蛋中卵清蛋白的分离纯化,所需时间在20min之内。隋少卉等则用强阳离子交换色谱分离了肝癌细胞中磷酸化蛋白,并与等电聚焦技术进行比较,结果表明,在分离效果方面前者优于后者,但在定量分析的稳定性方面,后者则优于前者。在多维色谱分离系统中,离子交换色谱常被作为第一维,以实现对蛋白质混合物的预分离。

2.4液质联用技术蛋白质在紫外区有吸收,因此在分离之后可以不经衍生直接用紫外检测器测定,但紫外检测器对蛋白质的鉴定能力差。液质联用法兼具强分离和强定性能力,而且灵敏度高,更适合于复杂蛋白质的分析。各种类型的色谱分析法都可与质谱法联用,实现对蛋白质的高效分析。这种色质联用技术已用于毛白杨次生维管系统蛋白、人体肠组织运输蛋白和晶状体蛋白等的分析测定。

2.5多维高效液相色谱法多维高效液相色谱法是利用两根或多根性质不同的色谱柱,通过一定的接口和切换技术进行不同色谱分离模式的组合,完成对复杂样品中待分析组分的分离。与一维液相色谱相比,多维液相分离系统具有更高的峰容量和分离能力,因而已在蛋白质分析和蛋白质组学研究中得到越来越多的应用。其中,离子交换色谱—反相高效液相色谱是最常用的分离系统。血浆中高丰度蛋白质的存在严重干扰低丰度蛋白质的检测,利用强阴离子交换色谱—反相高效液相色谱二维液相色谱技术,可使血浆蛋白质得到充分分离,再借助串联质谱对血浆中的高丰度蛋白质进行色谱定位并去除。

2.6超高效液相色谱技术超高效液相色谱技术已用于大鼠肝组织、人体膜组织蛋白及奶粉等生物样品中蛋白质的快速检测。Jietal建立了超高效液相色谱—多反应监测串联质谱法,可同时测定3种人细胞膜运输蛋白,线性范围为0.2-20μg•mL-1,精密度和准确度均可控制在15%以下,为膜蛋白在人体内外表达的研究提供帮助。Zhangetal把超高效液相色谱—串联质谱法应用于婴幼儿配方奶粉和乳清蛋白浓缩物中牛乳清蛋白含量的测定,该方法的回收率、重现性和检出限均符合实际样品测定的要求。

3小结

高效分离技术范文第5篇

关键词:高效液相色谱仪;药物分析;应用

1高效液相色谱法的分类

1.1吸附色谱法

在高效液相色谱法中,吸附色谱法是一种较为常见的检测方法,它主要是以吸附剂作为固定相进行的相关测试,其中硅胶是运用最多的吸附色谱固定相,流动相则通常会选择一种或者多种有机溶剂的混合溶剂。不同的组分因与不同的固定相吸附力在吸附色谱中会被分离,在组分极性越大时,固定相吸附力也将越强,它所保留的时间也将更长。流动相的极性若越大,则具有更强的洗脱力,同时,组分的保留时间将会越短。

1.2离子交换色谱法

离子交换色谱法是一类以离子交换剂为固定相的色谱法,离子交换剂与组分会因不同的亲和力而得以分离。在柱填料中含有极性可离子化的基团,如季铵离子、羧酸以及磺酸等,这些在适宜的pH值下会得到解离,并且吸引相反电荷的物质。因为离子型物质可以与柱填料产生相关的关系,从而能够分离。在样品中,各类组分会由于离子交换平衡常数的差异而分离,离子交换色谱的流动相通常为一定pH值的缓冲溶液,在有些时候也会加入少量的有机溶剂(如乙腈、乙醇、四氢呋喃等),从而使组分在流动相中的溶解度增加。流动相的pH值对于离子交换剂的交换容量有一定的影响。流动相的pH值对于弱碱性或者弱酸性的被分离组分来说还会影响其电离情况,流动相的pH值应保持待分离组处于离解状态,如此方能被分离。在测定条件下,离子交换色谱法会呈现出离解状态的组分,反相离子对色谱法在药物分析中的运用也相当广泛,它可运用于磺胺类药物、生物碱、维生素以及抗生素等药物分析。

1.3液-液分配色谱法

在液-液分配色谱法中,其流动相与固定相属于不相溶的两类溶剂,在其分离时,组分会分别溶入两相,对于组织的不同,其分配系数也会有所不同,从而分离。就当前来看,运用得最为广泛的化学键和固定相主要是将固定液的官能团健合于载体上所制成的,运用化学键全固定相的色谱法能够运用分配色谱的原理进行解释。键合相色谱法在高效液相色谱中有着举足轻重的地位,同时也是运用得较为广泛的色谱法。依照流动相与固定相极性的差异可以分为反相色谱法与正相色谱法两类。反相色谱法指的是流动相极性比固定相极性大的分配色谱法,反相色谱法往往运用非极性固定相,十八烷基硅烷键合硅胶是一种较常用的非极性固定相,此外,辛烷基硅烷键合硅胶也运用得相当多。流动相则采用甲醇、水、四氢呋喃或乙腈等混合溶剂。极性较大的组分在反相色谱中会由于分配系数较小选而先从色谱柱流出,极性较小的组分将随后流出。有机溶剂在流动相中的比例上升时,流动相极性会有所降低,洗脱力则会得到增强。反相色谱法在整个高效液相色谱法中运用得较广泛。正相色谱法指的是流动相极性小于固定相极性的分配色谱法,正相色谱法中较常见的固定相为氨基键合硅胶、氰基键合硅胶等极性的化学键合固定相,正相色谱的流动相通常属于极性较小的有机溶剂。极性小的组分在正相色谱中会因为分配系数值较低而选择于极性大的组分流出。通常情况下,正相色谱法被运用在溶于有机溶剂的中等极性或极性分子型物质的分离。

2高效液相色谱法在药物分析中的运用

2.1运用于药物鉴别中

在高效液相色谱法中,组分与保留时间的性质以及结构有一定的关联,它属于一类定性参数,可以用来鉴别药物。比如,我国药典收载的药物头孢羟氨苄的鉴别中有这样的规定:在含量测量项下记录的色谱图中,供试品主峰的保留时间必须与对照品主峰的保留时间相同。头孢噻酚钠、头孢拉定等头孢类药物、曲安奈德注射液以及地西泮注射液等多种药物都可以运用高效液相色谱法进行鉴别。有研究学者[1]运用高效液相色谱法指纹图谱法来鉴别树胶与蜂胶,还有一些研究学者[2]运用高效液相色谱法来测定一类新型抗肿瘤药temxolo-mide(替莫唑胺),并为新药申报提供有效的数据。这些运用对于药物的开发与鉴别提供了良好的手段与思路。

2.2运用于蒽醌类化合物的分析中

蒽醌类活性成分在中药中主要存在于何首乌中,它的具体成分为蒽醌类以及相关衍生物,有相关科学家[3]对各产地的何首乌进行过质量的研究,并且通过高效液相色谱的方式来测定何首乌游离型以及结合蒽醌类成分的含量情况,在对其展开严格测定后显示出,何首乌蒽醌类中大黄素甲醚、大黄素与其中含有的芦荟大黄素、大黄酸以及大黄酚相比,其含量更高。同时,根据炮制方法与产地的不同,结合型与游离型的蒽醌类含量比例也会产生相应的变化。随着科学技术的不断发展,各类检测技术的不断提升,一些研究学者[4]已经掌握了采用非水反相液相色谱法对活性蒽醌类成分加以测定的方式,运用此类方法可以更好地完善并简化技术的使用步骤,为此,高效液相色谱仪检测器在检测分析药物时可以缩短时间,让操作更便捷,这在蒽醌类成分的测定中有良好的帮助作用。

2.3运用于黄酮类化合物的分析中

黄酮类化合物的数量相当大,黄酮类化合物在植物体内通常与糖类成分相结合,然而,它存在的形式最终会变为以苷元形式,在葛属植物质量的评定过程中,一般会以异黄酮成分当作具体的参考依照来进行。相关研究学者[5]为了测定多种葛属植物中的异黄酮成分含量,选择了其中七类葛属植物,检测方式则以反相高效液相色谱法为主。并得出葛属植物中异黄酮成分含量有较大的差异性,它对于葛根质量的评价提供了相关的依据。

2.4运用于有机酸类物质分析中

高效液相色谱仪检测器被广泛运用于临床药物的检测中,通过高效液相色谱仪能够使相关研究工作人员更好地测定药物中的各类有机酸含量。有机酸类物质有着较大的生理活性,半数以上的都是从一些药性植物所提取而出的,再将其与治疗的药物相结合。有些药物中含桂皮酸,此类物质属于有机酸类,它在冠心苏合胶囊以及冠心苏合丸中均有一定量的成分,这也是研究工作人员运用高效液相色谱仪检测而出的。为将此类成分测出,研究人员[6]在对其加以研究时会运用100%的甲醇当作提取溶剂加以研究,同时还会加入适量的冰醋酸来分离被测物质。从结果来看,高效液相色谱法实施研究工作可以保证冠心苏合胶囊以及冠心苏合丸中的桂皮酸的高回收率,这对于研究工作的开展起到了一定的推动作用[7]。

3高效液相色谱法在药物分析中的发展

3.1联用技术

在色谱技术发展的过程中,计算机各类软件得到了相应的开发,这使得高效液相色谱与各类检测仪器有了一定的联用,使得高效液相色谱的运用范围得到了有效拓展。比如,高效液相色谱与HPLC-MS(质谱)联用技术是一类以高效液相色谱为分离手段,并且质谱为鉴定工具的分离分析技术,它有着极高的专属性,在药物检测中具备着极高的灵敏度,加快定量测量的速度,并对混合物存在的各类微量组分加以分析,高效液相色谱与HPLC-MS(质谱)联用技术在国外已经成为低浓度生物药品代谢物与药物的主要测定方法。HPLC-CL(高效液相色谱联用化学发光)技术是一类分析超痕量与痕量的技术,它可以分析含量相对较低、复杂的混合物组分。ELSD(蒸发光散射检测器)对于一切不挥发溶质均有检测效果,具有较高的灵敏度,其检出限为10ng,不会受温度以及溶剂成分的影响,也可以在梯度洗脱中使用。ELSD与高效液相色谱的联用情况十分常见。

3.2微柱高效液相色谱法

高效液相色谱法尽管有着一系列的优点,同时还有些不足之处,比如流动相的消耗较大,所使用的溶剂通常含有毒性物质或者价格偏高等。尤其对那些复杂样品进行分析时,单相分离分析法通常不能得到很好的完成。而微柱高效液相色谱法的填充粒度较小,同时也十分密集,它与理论塔板数的增多有着相同的效用,以此来提升色谱柱的整体柱效。运用内径低的柱子能够控制纵向扩散情况,降低峰展宽效应,最终缩短了整体的分析时间,同时也提升了检测灵敏度。运用微柱并且还可对极少量样品加以分析,这样减少了流动相的使用量,并且在环境保护与溶剂节约上有一定的帮助。

4结语

高效液相色谱法是当前临床药物分析运用得最为广泛、最快捷、高效的检测方法,它有着极强的专属性以及较高的灵敏度,不仅可以分离药物,同时还可运用于定性定量分型中,适用范围较大[8],为此,它在药物成分的测定与分离方面可以发挥其基本优势。此外,随着专家系统的运用以及计算机软件的开发,高效液相色谱法将会逐渐成为质量规范化以及国际化的主要途径。

参考文献

[1]王小平,林励,白吉庆.HPLC指纹图谱法鉴别蜂胶和树胶[J].陕西农业科学,2009,55(3):133-135.

[2]五维剑,张军仁,庞华.替莫唑胺含量测定方法的研究[J].药物分析杂志,2003,23(5):344.

[3]黄洁琼.高效液相色谱仪与联用技术在药物分析及药物质量控制中的应用[J].科技视界,2015(24):308.

[4]廖林淇.高效液相色谱仪检测器在药物分析中的应用[J].科技创新导报,2015,12(6):236.

[5]于嘉,付凌霄,刘松杭.高效液相色谱仪在兰索拉唑制剂质量分析中的应用及其发展[J].宁波化工,2015(1):7-11.

[6]宋冬梅.基于高效液相色谱及液质联用的化学药品有关物质研究[D].上海:复旦大学,2012.

[7]贾亮平.高效液相色谱酸性化学发光体系检测药物的研究[D].延安:延安大学,2010.

高效分离技术范文第6篇

关键词:新时期采油厂集输系统节能降耗技术

建设能源节约型社会已成为了社会发展的重要方向,随着国家战略的逐步落实,我们可以看到众多的企业都开始向这一方向转变。为了响应国家的发展战略,能源企业应该在第一时间做出积极的反应,比如我们的采油厂需要对集输系统进行一些必要的技术改进来实现能源的节约和高效利用。文章接下来会以这一内容为主进行采油厂节能降耗技术的深入探究,助推技术进步和科技的发展。

1背景介绍

在进行全面的技术分析与研究之前,需要对这项技术在采油厂中的应用背景进行一个大致的介绍,这样不仅有利于对于这一技术的全面了解,而且对于后续内容的深入研究有着重要的作用。

1.1油气集输系统简介

在一般的油气开采中,完成了相关油气资源的勘探后就可以进行后续开采设施的相关建设和开采工作。在进行开采区域内的各种相关建设工作时,需要做到对于生产设施、生活设施以及相关的辅助设施的建设,这样在这些相关设施达到开采的要求之后,才能开始后续的工作,满足后续油气开采的各类实际需求。

1.2技术系统的作用

油气集输系统主要在采油厂的各项系统功能中起到以下几个方面的作用:首先是在重要的石油资源的处理站点中,采用一些特殊的技术手段将刚刚开采出来的石油进行必要的油水分离处理,实现对原油产品中不同油脂产品的初步分离,必要时也需要做一些石油与其中所包含的杂质相互分离的技术处理。其次,原油被开采出来后需进行一些必要的物质分离,即将挥发性较高的物质从原油产品中逐步分离,最终达到相关标准输送到化工企业的石油产品被高效利用。最后,是对于油田的各类产品做一个完整的数据记录与处理,即对油田每天的产油量、产气量以及水量等内容进行全面的记录,是集输系统需要完成的内容之一。

2采油厂的节能降耗技术

通过对以上内容的全面了解,可以对采油厂中所运用的节能降耗技术有一个深入的分析。

2.1原有的热处理技术

石油无论是在开采还是在运输过程中都会因为各种原因挥发到外部,这样一来就会使开采出的石油的油温降低,而且随着时间的延长石油的温度会下降到一个临界点,就是通常所说的析蜡点。一旦石油的温度达到了析蜡点,原油中析出来的蜡晶体就会逐步地转变成为枝状的网络结构,最终造成原油在油管中的自由流动。石油的热处理可以实现对于这一问题的解决,通过设置最佳的石油处理温度以及控制好剪切强度,就能够实现原油在运输过程中油温不至于降至析蜡点,这样也就解决了石油滞流的问题。

2.2油气不加热技术

一般采取的技术手段就是采用管线保温不加热技术来实现这一操作,对于所熟知的单管进计量集输流程的出油管线,可以采用优质的保温材料来进行温度的良好维持措施,很好地实现材料保温。还有经常采用的单管井口的加药不加热措施,也可以实现混合物的完全转相到部分转相,而且这样一来就能够使原油在进行运输时使管壁与原油材料实现分离,有利于后续的技术操作。

2.3油气集输系统加热炉的精细管理

通过对加热炉的精细管理能够实现集输加热系统能耗最大限度的降低。精细管理的主要措施包括:对加热炉的工作时间进行合理的控制、对现有的能量进行充分的利用、对不必要的浪费尽可能避免等。通过对不同规模锅炉的能效进行对比之后发现,小锅炉的能效普遍较低,因此可以采用集中供暖的方式来提高加热的效率。热洗水中包含了一定的剩余能量,可以对这些能量进行充分的利用,例如利用热洗水进行管道的循环与清洗,对集输回压升高的时间进行延长。

2.4高效气液分离技术及其应用

气液分离是油田油气资源开发过程的重要环节,气液分离效果的优劣直接影响到油气资源后续的脱水效果;就油田油气资源开发过程中的气液分离技术,本采油厂在三相分离器的基础上不断探索和改进,大大简化了后续的采出液处理流程,起到了很好的节能降耗效果,其中尤以高效、紧凑型分离器为代表。

3结束语

通过这些系统的分析和研究可以看到,在采油厂中对于节能降耗已经是做到了很好的技术落实,当然也需要做好技术的不断攻关,这样才能在以后的技术发展中不会遇到太多的技术麻烦。

参考文献

高效分离技术范文第7篇

摘要:

结合工作实践,系统地对运用动态膜技术的层面进行了详细解析。

关键词:

动态膜;环境工程;废水处理技术;机械筛分

时代在进步,社会经济发展呈飞速上升的趋势,污染问题越发严重,环境工程建设在此大前提之下受到了高度重视。众所周知,环境工程施工对技术的要求非常严格,因为这关系着人与自然是否可以和谐发展。传统的污染处理技术已无法满足现代废物处理的需求,即使花费大量的财力和物力,起到的效果终究微乎其微。具体而言,我国淡水资源储量很大,但是人均占有量却处于世界倒数行列,且这种状态还在持续恶化。所以,研发新型废水处理技术迫在眉睫,其中,膜技术的应用与发展引起了相关行业的高度关注和支持。

1膜分离技术的分类及应用领域

1.1微滤

所谓“微滤”,是指运用筛孔原理制作的薄膜过滤,那些融在水中的大颗粒杂质都可以透过此膜,只有部分微粒会被留下,起到很好的分离净化作用。推动微滤运作的动力是静压差,可实现分离膜的效果,其操作压差在0.7~7kPa之间。因此,此种滤膜小孔繁多且排列整齐有序,通常情况下,其在实验室、精密工程和污水处理中运用较多。

1.2超滤

主要指压力作用于溶液、溶剂和少许分子较低的物质在膜上呈穿越趋势,游走到另一个端口,颗粒较大的物质会被截留下来,完成从溶液中分离的过程。此过程的运用原理为机械筛分,压差一般控制在0.1~0.6MPa,被留下来的分子数量在500~50000不等。此种方法主要被应用于食品加工领域。

1.3电渗析

电渗析是在直流电场的作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,将电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的淡化、浓缩、纯化的效果。此方法在电镀工业漂洗、水中金属回收,放射性废水和含锌废水的处理,电子工业和制药工业用纯水超纯水制备,电厂和锅炉给水的处理和工艺用水除盐中备受好评。

2动态膜在水处理中的具体应用

2.1应用于生活废水的处理

多数的专家、学者会更加倾向于研究如何运用动态膜技术处理日常生活中产生的废水,且获取的研究成果颇为可观。值得一提的是,对动态膜形成的生物反应器研究的颇为深入。通过运用PAC-自生动态膜处理技术,在温度相对较低的情况下,可以更好地对校园废水进行净化。其中,采用孔径为56μm的工业滤布进行膜组件的制作,以PAC作为预涂剂,组成预涂动态膜-生物反应器。预涂动态膜-生物反应器不仅污染物质的去除效果更好,且预涂膜不仅可以防止污染物质与微生物向膜材料表面和内部分解,且大大地缓解了膜污染的程度。当运行的时间超过1128h,操作压力没有明显上升的趋势,只进行简单的刷洗,膜通量就会迅速恢复,基本上不需要耗费清洗液,工业滤布物美价廉,实用性强。

2.2应用于城市污水的处理

应用于动态膜处理城市污水的研究工作不在少数,尤其是在解决城市中水回用问题。利用自生动态膜生物反应器对污水进行净化,有效处理COD的概率高达50&以上,合理有效运行的区间中,有效除去氨氮的概率高达87%,去除磷的概率不小于70%.由于自生动态膜自身有其他技术不可超越的优势,即恢复原状的速度较快,且恢复速度与运行时间成正比;出水率、污泥黏稠度、膜通量、流速等会对膜造成影响。运用自生动态膜生物反应器处理城市污水,此膜的成膜时间一般不会超过2d,滤饼成层时间一般控制在10min以内,且其再生时间不长于1h。当膜通量控制在每小时28L/m2时,可以保证系统安全运行40d;当出水头速率控制在9mm,污泥混浊度低于5,去除氨氮效果保持在50%以上。此时,运用膜分离技术除掉有机物的成功率在20%左右。运用动态膜技术对城市污水进行处理,出水水质良好。

2.3应用于工业废水的处理

动态膜技术在工业领域应用范围极其广泛,包括食品类工业废水、羊毛洗涤废水、印纺废水、油类废水、重金属有毒废液等。值得注意的是,需要了解动态膜中的高剪切流速过滤属于强化方式。在此理论下,可了解此组件可对水流量和面积进行循环控制。一般情况下,高剪切速率控制在在15m/s的状态下,膜过滤的速度比以往组件高出数倍之多。然而,此种方式也有缺陷,即被活性污泥性质所限制。因此,一般在可直接用于面粉厂和纺染业中可被溶解的废液。要想彻底处理印染行业制造的废水,就要求运用动态膜技术与其他辅助技术共同作用,其工艺流程为:应用商用砼技术对动态膜技术进行辅助,这可以高效、快速处理印染业二级废水。此外,分体砼+动态膜混合技术的优势在于渗透量是一体式的1.5倍,但一体式砼+动态膜取出COD更为彻底。因此,在实际运用中,要做到具体情况具体分析。除此之外,有效处理氢氧化铁膜通量与胶粒之间的关系,并应用于印染厂的排废中,不仅可大大提高运行速率,且脱色的效果是其他技术所无法比拟的。

3结束语

总而言之,环境工程是一项对综合技术要求精湛的工程,虽然动态膜技术在我们国家应用时间不长,很多地方也不尽完善,但此技术在目前环境工程运用方面已经呈现出炙手可热的趋势,因为其可行性高、经济效益良好、处理过的废水更加的干净、健康,所以,发展前景无限大。此外,我们也一直在努力,做到更好、更合理,不断探索、创新,从根本上解决因技术问题造成的不便,力求在环境工程中将动态膜技术运用得更好。

参考文献:

[1]范彬.微网生物动态膜过滤性能的研究[J].环境科学,2003,24(01).

[2]乔森.动态膜技术的研究进展[J].中国给水排水,2003(12).

作者:汪伶俐 单位:津华北地质勘查局核工业二四七大队

第二篇:环境工程中膜分离技术的作用

摘要:

膜分离技术的应用对于环境工程起着重大作用,本文通过介绍膜分离技术的特点以及其与环境工程的关系,并且介绍了主要的几种膜分离技术在环境工程中的具体应用和存在的主要问题,希望通过这些方面的论述给我国今后膜分离技术在环境工程中的应用提供一些指导性意义。

关键词:

膜分离技术;环境工程;应用

随着工业化的发展环境也遭到了越来越严重的破坏,比如水污染、大气污染、固体废物的污染等等,面对各种环境的污染就需要我们及时有效的进行环境保护,而膜分离技术对于解决环境污染问题来说具有重要的作用。膜分离技术是指以选择性透过膜为分离介质,当在两侧施加某种推动力时,原料测组分就会选择性透过膜,从而达到分离和提纯的目的。它能够在苦咸水淡化、饮用水处理、环境工程以及资源再生等领域起到很重要的作用,而且我国的膜分离技术水平在国际上也处于先进行列,对于在环境保护方面的技术开发也有了不错的成绩,所以膜分离技术作为一种已经较为成熟的技术能够对我国的环境保护工程起到很大的作用。

1膜分离技术概述

1.1膜分离技术的特点

膜分离技术的特点首先表现在它的能耗低,这对于解决我国能源消耗的问题有重大意义。其次是在常温下进行的膜分离技术对于热敏感物质的分离具有很好的效果。第三是膜分离技术在反映过程中物质属性固定,极少产生新的污染,这一特点能有效进行废水处理。第四是膜分离技术所需设备简单好找、便于维修,所以能大范围的适用。第五是膜分离技术设备一旦运用后期的管理和运行非常的简便,这对于膜分离技术的产业化发展具有重要的意义。

1.2膜分离技术

与传统过滤比较在传统的过滤过程中,往往要使用非常复杂的物理方法和器械,所以使用起来非常麻烦,而膜分离技术采用的分离方式都具有能耗低、操作简单的特点,整个膜分离的过程可以不进行化学反应,所以也不会产生新的化学污染,因此也被广泛的适用。1.3膜分离技术和环境保护的关系膜分离技术应用的范围非常的广泛,也正是因为膜分离技术的特点和优势,这项技术被我国广泛的运用到环境保护当中,膜分离技术的使用对于环境的保护具有重要的意义。膜分离技术主要是利用外部能量以及化学位差当作动力,结合一些天然膜或是人工合成膜以及一些其他的多分组溶剂将其膜进行分离。对于一些固态或者气态的物体,膜分离技术可以有针对性的对其进行处理,从而达到一定的排放标准,这点对于我国的环境保护工作是非常有帮助。

2膜分离技术

在环境工程中的应用膜分离技术根据分离过程可以分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析、气体分离、液膜、集成膜技术等多种膜分离技术。下面介绍膜分离技术在环境工程当中的应用。

2.1微滤

微滤的基本工作原理属于筛网过滤,它以静压为推动力,把小于膜孔的粒子、细菌以及胶体通过滤膜,而大于膜孔的粒子、细菌以及胶体则被截留在了膜面上,这就使得大小不同的粒子等得以分离。微滤过滤具有操作压力低,对水质的适应能力强以及占地面积小的优点,它作为一种经济的微过滤方式在饮用水处理方面应用非常的广泛,可以代替原来常规的澄清过滤和二沉池,微滤方式在水质波动较大的时候仍然可以进行连续的处理。它也可以运用到废水的预处理当中,降低废水的浊度和悬浮物,从而为后期的水处理提供便利。微滤的过滤方式主要有死端过滤和全量过滤两种,死端过滤具有低能耗、高产出的优点,但是这种过滤方式的滤饼层随着过滤时间的增加逐渐的增厚,溶液的透过量随之降低,所以如何及时清洗滤饼、恢复水通量成为死端过滤的主要问题。

2.2超滤

超滤属于压力驱动膜,它的工作原理是筛分过程。超滤主要是针对固体颗粒物、悬浮物等大分子物质的分离,此项技术被广泛的运用到废水再生的项目当中,从而取得良好的环境和经济效益。但超滤膜的大范围的应用也面临一定的阻碍,最主要是超滤膜不能够经久耐用,换取新膜的价格由很高,同时膜通量不大,所以在我们的研发过程中,需要开发经久耐用、膜通量大、价格低廉的高质量高技术的超滤膜,这样才能更好的起到保护环境的作用。

2.3反渗透

反渗透膜相比于其他过滤膜来说,其对于污染物的选择性不高,几乎能适用于各种污染物,并且反渗透膜的过滤效果高,能够有效的去除污染物,过滤出水质较高的水,所以在饮用水的过滤上主要采用这种膜分离技术。并且反渗透膜对于城市污染、工业废水以及垃圾渗透液的处理也具有独特的作者,比如在垃圾渗透液中因其含有各种污染物的浓度都很高,所以很难运用传统的活性污泥法来进行处理,而反渗透膜因其高效的过滤效果就能很有效的解决这个问题。但反渗透膜主要面临的问题是膜污染和浓差极化,所以在日后的开发研究中需要开发具有超低压、耐高温和抗氧化能力强的膜材料。

2.4集成膜技术

集成膜技术指的是将膜技术的优点与其他传统工艺的优点进行技术组合,这样的组合对于单项膜技术和传统工艺本身缺点能有效避免以及大大降低生产成本都具有重大的意义。比如可以采用生物发酵制取无水乙醇,这时需要把膜反应器、蒸馏和渗透汽化等方法进行组合集成。采用集成膜技术不仅可以高效的进行污染物的去除,而且能够把各种污染物变为可以利用的物质,这样就能有效的减少环境的污染。

3结语

膜分离技术对于预防和治理水污染、大气污染、固体废料污染都具有重要的作用,环保部门应当充分重视膜分离技术在环境保护工程中的作用,要在现有的膜分离技术的基础上进一步的开发和创新,然后再全国各地大力推广高效环保的膜分离技术,让膜分离技术在全国范围内适用起来,从而对环境保护工程领域起到更加高效的作用,促进我国环境保护工程的发展。

参考文献:

[1]张国亮,陈益棠.纳滤膜软化技术在海岛饮用水处理中的应用[J].水处理技术,2000(26).

[2]林德茂,王维德.液膜分离技术在环境工程中的应用[J].福建化工,2002(01).

[3]高从楷,俞三传,金可勇.集成膜过程[J].中国工程科学,2002(07).

作者:高菊华 单位:江苏国恒安全评价咨询服务有限公司

第三篇:膜分离技术在环境工程中的运用

摘要:

伴随人类社会的不断发展,环境污染问题越发严重。如今,我国已经高度重视环境污染问题,同时对环境工程污水处理技术也提出了更加严格的要求。伴随科技的不断发展,膜生物反应技术成为处理环境工程污水的关键技术,该处理技术的应用取得了一定的成效,其效率高,并具科学性、操作简单、运行稳定等。这些优点的存在,决定了膜生物反应技术在环境工程污水处理中所取得的成效。本文主要针对膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用展开深入的剖析,旨在将膜生物反应技术的作用充分发挥出来,使得环境工程污水能够得到有效的处理。

关键词:

膜生物;环境工程;反应技术;污水处理

引言

膜生物反应器主要利用高效分离膜组件,将二沉池和生物处理中的生物单元组合所形成的一套有机整体的水净化再生技术取代。膜生物反应器拥有一定的优点,如占地面积比较少,出水水质较高,操作比较简单,加之能够平稳的运行,在自动控制方面有着积极的意义等。正是由于这些优点的存在,膜生物反应器被广泛应用。为此,在环境工程污水处理中加大膜生物反应技术的应用极为重要,相关单位以及相关工作人员必须给予高度重视。

1膜生物反应器的技术原理和分类

1.1膜生物反应技术基本原理

实践表明,膜生物反应器拥有极强的污水处理能力,在污水处理方面取得了一定的成效,为此膜生物反应器被国内外广泛应用。近年来,膜生物反应器发展速度逐渐提升[1]。这与李珂,葛晶晶在《膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用》一文中的观点有着相似之处。膜生物反应器技术主要在原有的膜分离技术与生物污水处理技术中演变而来,属于高效的污水处理系统。膜生物反应技术将生物处理技术与膜分离二者有机结合起来,这在极大程度上有效提升了处理效果,同时转化率也随之提升。该污水处理技术与传统的处理技术相比,其处理能力更强。

1.2膜生物反应技术的分类

通常膜生物反应器能够被分为膜分离生物反应器、膜曝气生物反应器以及萃取膜生物反应器三种,在这三种反应器中,膜分离生物反应器是应用最为普遍的一种反应器。膜分离反应生物器在应用的过程中,依据不同的膜放置方式,还可以将其分为分体式膜生物反应器与一体式膜生物反应器两种;如果按照是否需氧进行划分,则能够分为好氧膜生物反应器和厌氧膜生物反应器两种。

2膜生物反应技术工艺的优势和劣势分析

2.1工艺优势

膜生物反应技术在应用过程中存在着一定的工艺优势,主要表现在以下几个方面,即:

(1)具有较高的分离效率。由于膜生物反应器在处理污水的过程中不需要沉淀池与过滤单元,因此该反应器在应用过程中不会占据较大的空间,并且不存在污泥沉降性的问题。在该系统中存在浓度较高的MLSS,这在极大程度上提升了系统容积符合,同时系统的抗负荷能力较高,这使得该工艺能够更加有效的处理有机废水,并且处理效果与效率极高。

(2)具有较高浓度的活性污泥。应用膜生物反应器可以最大限度的提升生物反应能力,而反应池中的MLSS浓度能够达到10000MG/L[2],这能够将高浓度的有机废水去除,使得出水的水质得到大幅度的提升,有效降低悬浮物的含量,缩减污泥地的整体体积,这在极大程度上提升了大分子的降解率。

(3)具有分离废水和微生物的能力。在膜生物反应器中,能够分离废水与活性污泥,从而使得废水在膜腔内部流动,连接出水槽与进水槽,但生物细菌会在膜外流动,达到废水和微生物分离的目标,从而能够达到最为理想的污水处理效果。

(4)在提升系统传氧效率方面有着积极意义。膜生物反应的曝气系统主要应用了一种全新的透气性膜,该种膜的传质阻力比较小,并且在高压的环境下依然能够运行,不会受到停留时间与气泡大小等方面因素的影响,同时能够保障整个供养系统稳定运行,在保障环境工程污水处理效率方面有着极为重要的作用。

(5)污泥产率大幅度降低。膜生物反应器的应用,其最为重要的优势表现在,能够将污泥完全堵截在生物反应器的内部,从结构上能够达到不排泥的效果,实现零排放污泥的目标[3]。可是在实际工作期间,污泥产生的负荷极低,其原因在于反应器内部的营养物质比较少,使得剩余污泥的产量降低。因此,污泥的产率也会随之下降。

2.2技术劣势

膜生物反应技术虽然拥有较多的优势,但是也有一定的劣势存在,例如:一方面膜生物反应技术在于传统的污水处理工艺对相同等级的污染水质进行处理的过程中,往往会出现比传统工艺吸附更多有害元素与混合颗粒物的情况;另一方面在膜生物反应技术中,“膜”在应用一段时间以后,便很容易受到一定程度的污染,这将降低通水量。为此,怎样有效延长“膜”的使用时间,保证当膜受到污染以后依旧能够保持正常的通水量,这依旧是较大的技术难题,还需要不断的研究与分析。

3环境工程污水处理中常用的几种膜生物反应技术

3.1EGSB-MBR组合技术

实际上,EGSB-MBR技术主要将EGSB与MBR技术存在的优点组合起来使用。EGSB反应器的应用,能够对存在的有机废水进行有效的处理,处理效率较高,它的应用能够将废水中存在的COD基本去除[4],这与甄捷,乔英杰,张宝杰等在《膜生物反应器处理医院污水的实验研究》一文中的观点极为相似。可是在去除一些悬浮物、氨等方面物质却极为有限,但是如果将膜生物反应器作为后续的处理,EGSB中存在的缺点便能够得到有效的弥补。

3.2气浮/曝气生物滤池/膜生物反应器组合技术

利用组合工艺,水中的洗涤剂、胶体等存在的污染物含量将会大幅度降低,这为后续的污水处理工作提供了极大的便利,同时也能够减少后续处理工作的负荷,尤其在延缓膜污染物方面的效果更为明显。

3.3内循环动态生物反应技术

动态膜生物反应器的膜基底主要应用较为廉价的微网材料,通过活性污泥过滤也行的利用,完成污染物的处理过滤工作。如今,一般需要应用侧向曝气形式的动态膜生物进行处理,为了避免该类反应器出现错流速度减小以及反应器内短流问题的出现,相关工作人员应用了外筒曝气的竖向流动的膜生物反应器[5],应用该反应器以后,取得了较好的污水处理效果。

4结语

本文主要从三个方面着手,第一方面分析了膜生物反应器的技术原理和分类,第二方面分析了膜生物反应技术工艺的优势和劣势,第三方面分析了环境工程污水处理中常用的几种膜生物反应技术。在分析中明确,当前在科技不断发展的背景之下,膜生物反应技术已经成为处理环境工程污水的重要技术,兵器取得了一定的处理效果。膜生物反应技术存在应用中有一定的优势表现出来,可同时也存在一定的缺陷问题。为此,在应用该技术的过程中,不仅要重视其优点,同时还需要正视其存在的缺点,只有这样,才能够将膜生物反应技术的作用充分发挥出来,最终取得最佳的环境工程污水处理的效果。

参考文献:

[1]李珂,葛晶晶.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用[J].低碳世界,2016(6):25~26.

[2]李辉.环境工程污水处理中的膜生物反应技术应用与探讨[J].建筑工程技术与设计,2014(32):957.

[3]佟永刚.膜生物反应技术在环境工程污水处理中应用[J].城市建设理论研究(电子版),2016,6(8):6386~6387.

[4]甄捷,乔英杰,张宝杰,等.膜生物反应器处理医院污水的实验研究[J].哈尔滨工业大学学报,2004,36(5):648~651.

高效分离技术范文第8篇

淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。

据监测,目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染,且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,进一步加剧了水资源短缺的矛盾,对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响,而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。

以西安市为例,2000年西安市建成区面积已达187k,人口326万。根据《西安市排水规划(1995年至2010年)》,西安市中心市区分为六个污水收集系统,现状污水排放总量约80万/d,污水处理率约34%.

西安市现状排水服务面积约152.2k,排水管道除老城区及东北郊部分为合流管外,其余以分流制为主。排水管网总长约835.4km.其中污水管道490km(包括现状合流管),普及率67%,雨水管渠345.4km,普及率45%,管渠密度约5.5km/k.目前污水管网接纳城市污水量约80万/d,已建成城市污水处理厂两座,总处理能力27万/d,污水处理率34%,其中北石桥污水处理厂15万/d,邓家村污水处理厂12万/d.

同时,西安市是一个水资源缺乏的城市,全市人均占有地表水资源量不足350,仅为全国和世界人均占有量的1/6和1/20,大大低于国际公认的维持一个地区社会经济环境所需1000的临界值,随着今后城市现代化进程的加快,水资源短缺将会影响城市供水。而污水是一种稳定可靠的、可再生利用的水资源,是解决城市缺水的一条重要途径,污水经深度处理后可回用于工矿企业、市政环卫、园林绿化以及城市河道景观等方面。

二、污水处理技术现状

现在的污水处理一般都采用传统的污水处理工艺,采用絮凝沉淀、砂滤系统,设计投加氯化铁药剂于A2/O系统终沉池配水井中,强化生物除磷,降低终沉池出水中磷的浓度。沉淀后出水经提升泵站至砂滤池,采用气水反冲洗滤池,过滤后水至清水池,加压后进入回用水管网。如西安市邓家村污水处理厂,西安市北石桥污水净化中心,西安市纺织城污水处理厂,西安市店子村污水处理厂等基本上都采用了这种污水处理系统。

传统的污水处理系统中,采用沉淀池进行污水凝沉淀,它不能形成颗粒凝聚的良好的条件,不能生成团粒型絮凝体,使得固液分离效率很低。

三、污水处理新技术——造粒流化床污水处理技术

1、流化床基本概念

当一种流体以不同速度向上通过颗粒床层时,可能出现以下几种情况。固定床——当流体的速度较低时,流体只是穿过静止颗粒之间的空隙而流动,这种床层称为固定床,如下图a所示。初始或临界流化床——当流体的流速增大至一定程度时,颗粒开始松动,颗粒位置也在一定的区间内进行调整,床层略有膨胀,但颗粒仍不能自由运动,这时床层处于初始或临界流化状态,如下图b所示;流化床——如果流体的流速升高到全部颗粒刚好悬浮在向上流动的气体或液体中而能做随机的运动,此时颗粒与流体之间的摩擦力恰与其净重力相平衡。此后床层高度L将随流速提高而升高。这种床层称为流化床。如下图cd所示;稀相输送床——若流速再升高达到某一极限值后,流化床上界面消失,颗粒分散为悬浮在气流中,并被气流带走,这种床层称为稀相输送床。如下图e所示。

不同流速时床层的变化(a)固定床(b)初始或临界流化床(c)散式流化床(d)聚式流化床(e)输送床

2、流化床的特点

流化床中的气固运动状态很像沸腾着的液体,并且在许多方面表现出类似于液体的性质。流化床具有象液体那样的流动性能,固体颗粒可从容器壁的小孔喷出。并象液体那样,从一容器流入另一容器;再如,比床层密度小的物体可很容易的推入床层,而一松开,它就弹起并浮在床层表面上;当容器倾斜时,床层的上表面保持水平,而且当两个床层连通时,它们的床面自行调整至同一水平面;床层中任意两截面间的压强变化大致等于这两截面间单位面积床层的重力。

3、造粒型流化床污水处理技术

自我造粒流化床是运用化学工学中准稳态操作原理和反应工程理论,结合混凝工程的实践经验提出的一种新型水处理技术。该技术的主要技术指标如下:

§初段化学混凝反应在水力混合器中完成,水力停留时间在1min以下;

§自我造粒反应在上向流机械搅拌装置内完成,机械搅拌强度(G值)在30s-1左右,水力停留时间为10-20min;

§固液分离在自我造粒流化床上部的固液分离区内完成,水力停留时间为5-10min;

§污泥在分离的同时自动完成浓缩过程,以无机悬浮颗粒为主的体系,分离污泥含水率可达80%~85%,有机成分和无机悬浮物共存体系,分离污泥含水率为90~95%;

§分离出水SS浓度通常小于5mg/L,分离区设置强化分离辅助装置后分离出水SS浓度通常小于1mg/L;

§适用范围:原水(污水、废水)SS浓度1,000-20,000mg/L,COD不大于1,000mg/L.

该技术在特殊设计的一体化装置得以实现。其主要特点是水力停留时间短,体积小,占地面积小,适用性广,使用灵活,处理效率高,可同时完成固液分离和污泥浓缩。

该技术可广泛用于高浊度给水处理、高悬浮物浓度废水处理与回用、水厂和城市污水厂污泥浓缩、建筑工地废水处理、灾害救助水处理等。

4、造粒型流化床污水处理技术的产业化前景

在积极实施《全国生态环境建设规划》的过程中,水资源的综合利用、水资源再生以及水污染治理是尤为重要的环节。因此水处理设备的市场容量会大幅度增加,市场竞争将是技术水平、适用性和价格的竞争。采用该技术的系列设备具有技术先进,体积小,成本低的特点,并可按照用户要求进行生产,在环保设备市场上将具有强竞争力。设备的主要用户将是中小工业企业的工业用水处理、废水处理、工业水循环再利用,城镇中小型给水处理、污水厂污泥处理等。

该项技术先后在郑州黄河花园口(高浊度水处理)、西安邓家村污水处理厂(消化污泥脱水)、陕西略阳钢铁厂(煤气洗涤废水和选矿废水处理)、深圳水务公司(沉淀池排泥水处理)进行了半生产性实验,在此基础上反复进行设备改进,申请了《高效固液分离器》发明专利,目前已顺利通过发明专利实审,技术得到国家专利局的认定和保护。该专利技术迄今已在西安西郊热电厂用于冲灰废水再生回用处理,在西安市北石桥污水净化中心用于活性污泥混合液的分离和污泥浓缩,在西安市区曲江水厂、山东枣庄市供水总公司、山东滨州市自来水公司用于生产废水的再生回用处理,取得了良好的实际应用效果。因此,该技术具有巨大的市场和产业化前景。

四、造粒流化床技术用于污水处理的研究现状

近年来自我造粒型流化床在水处理过程中得到开发应用,尤其是以污泥脱水和高浊度原水、高浓度废液的固液分离为目的的造粒流化床研究引起了国内外水处理界的关注。在国外已经有许多专家学者开始对该技术进行了深入的研究,也有了很多研究成果。然而在国内该技术起步较晚,尚需要继续完善!

对造粒流化床技术的研究主要有两个方面,一个是从实验或实践中研究,主要是针对造粒流化床技术应用于实践的研究。例如,王晓昌教授的《自我造粒型流化床中颗粒流态的试验测定》以及潘涌章的《造粒流化床技术在洗车废水回用处理中的实验研究》等;另一个是进行理论研究,主要是对流化床中颗粒絮凝机理的研究以及对流化床的中固液流动进行模拟计算等。例如,黄廷林教授的《结团体流化床的运动平衡》、以及王晓昌教授的《Kineticstudyoffluidizedpelletbedprocess.Developmentofamathematicalmodel》等。然而,总的来说,目前我国对该技术的研究主要还是停留在实验研究上。

五、造粒流化床技术用于污水处理的应用现状

由于造粒流化床技术具有能够高效进行固液分离,它广泛用于高浊度给水处理、高悬浮物浓度废水处理与回用、水厂和城市污水厂污泥浓缩、建筑工地废水处理、灾害救助水处理等。

运用造粒型高效固液分离技术处理高悬浮物浓度工业废水在以下几个方面优于传统处理工艺:

(1)处理效率高,效果好.高效固液分离装置主体设备的水力停留时间为9min左右,加上前面水泵和管道混合,总水力停留时间在10min以内,远比传统处理工艺所需的停留时间短.经这样短的处理时间,装置出水浊度已满足工业回用水质要求.且需要的无机混凝剂投量低于传统混凝沉淀工艺。

(2)分离污泥含水率低,无须专门浓缩处理.高效固液分离装置的分离污泥脱水性能非常好,在存泥区停留1h以上,污泥含水率就降到85%以下,无须专门浓缩即可进行最终污泥处理.

(3)操作灵活性强,能满足不同处理需要,高效固液分离装置不仅能进行废水连续处理,也能进行间歇处理,且抗冲击负荷能力强,在超过额定负荷50%的情况下也基本上能保证处理水质。

下面以造粒流化床技术在洗车废水回用处理中的应用为例介绍流化床在处理工业废水中的应用:

随着人们生活水平不断提高,汽车的数量也在不断上升,因此洗车业有着庞大的市场需求。现在,大小不同的洗车场遍布全国各地,但是多数的洗车场所都没有设置废水处理和回收设备,洗车水也只是经过简单的沉淀后就直接排入市政管道,不仅浪费了水资源,而且还对城市水环境造成了一定的污染。