纳米材料在水处理中的应用_孙伟民
沸石在水处理中应用的分析研究进展及前景
沸石在水处理中应用的研究进展及前景 刘慧芳 <华南师范大学化學与环境科学学院） [摘要] 沸石是一种具有优异功能的非金属矿物材料，本文对近两年来沸石在水处理应用的研究进展进行了综合评述。介绍了沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离子、等方面的应用。认为应继续加大对各种天然沸石性能、结构和其改性工艺的研究，充分发挥其应用性能、拓宽其应用范围，使其在环境保护和污染处理中得到更好的应用。 [关键词] 沸石；吸附；离子交换；氨氮；改性沸石；斜发沸石；深度处理；生态床系统；超微沸石；丝光沸石；应用 沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业中有广泛的应用。其显著特点是孔隙度高、比表面积大，离子交换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异, 因此被广泛用于石油化工、环境保护、农牧业、建材工业、轻工业及高新尖端技术等领域。沸石可用做催化剂、干燥剂、水质软化剂、吸附剂、离子交换剂等，在工业上常作分子筛，用来净化气体、石油及废水处理，海水提钾、淡化、硬水软化等[1]。目前国际上对天然沸石的开发、研究和生产相当活跃。本文对近两年来沸石在水处理应用的研究进展进行了综合评述，介绍了天然和改性沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离子、放射性物质等方面的应用。 1 沸石的由来、结构及其特性 1.1 沸石的由来 1765年瑞典矿物学家C ronstedt在冰岛玄武岩杏仁状空隙内，首先发现一种白色透明的矿物，因其加热时出现发泡沸腾现象，便以希腊文命名为“zeolite”，意为“沸腾的石头” [2]。关于沸石的定义存在着一个演变的过程，直至1997 年，国际矿物学协会
微滤的介绍
微滤(Microfiltration) 1. 定义 微滤又称微孔过滤，是以多孔膜(微孔滤膜)为过滤介质,在0.1~0.3MPa的压力推动下，截留溶液中的沙砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐孢子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。 2. 原理 微滤的过滤原理有3种：筛分、滤饼层过滤、深层过滤。一般认为微滤的分离机理为筛分机理，膜的物理结构起决定作用。此外，吸附和电性能等因素对截留率也有影响。其有效分离范围为0.1~10um 的离子，操作静压差为0.01~0.2MPa。 根据微粒在微滤过程中的截留位置，可分为3种截留机制：筛分、吸附及架桥，原理如下： ①筛分：微孔滤膜拦截比膜孔径大或膜孔径相当的微粒，又称机械截留； ②吸附：微粒通过物理化学吸附而被滤膜吸附。微粒尺寸小于膜孔的也可被截留。 ③架桥：微滤互相堆积推挤，导致许多微粒无法进入膜孔或卡在孔中，以此完成截留。 3. 特点 微滤能截留0.1~1um之间的颗粒，微滤膜允许大分子和无机盐等通过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过，
微滤膜两侧的运行压差（有效推动力）一般为0.7bar（1bar=100KPa）。 4. 发展历程 微滤技术是从19世纪初开始的，是膜分离技术中最早产业化的一种。中国是20世纪80年代初期才起步，与国外水平比，中国的常规微滤膜的性能和国外同类产品的性能基本一致，折叠式滤芯在许多场合替代了进口产品，但在错流式微滤膜和组器技术及其在工程中的应用等方面，仍落后于国外，抑制了微滤技术在较高浊度水质深度处理中的应用。 5. 应用领域 ①水处理行业：水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除； ②电子行业：半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理； ③制药行业：医用纯水除菌、除热原，药物除菌； ④食品行业：饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物、微生物和异味杂质、酵母和霉菌的去除； ⑤化学工业：各种化学品的过滤澄清。 6. 分类 微滤操作过程分死端过滤和错流过滤两种模式。 ①死端过滤：在压力推动下，料液流动方向与膜表面垂直的过滤方式。又称全量过滤，直流过滤。 特点：容积和小于膜孔的溶质粒子在压力的推动下透过膜，大于膜孔的溶质粒子被截留，通常堆积在膜表面。随着时间的增加，膜面积堆积的颗粒越来越多，膜的渗透性将下降，这时必须停下来清洗膜
纳米材料和技术在新型建筑材料中的应用
纳米材料和技术在新型建筑材料中的应用中国绿色节能环保网点击数：269 发布时间：2010年3月22日来源：中国节能住宅网 纳米技术是二十世纪80年代末诞生并正在崛起的新技术,主要是指在0.1~100nm尺度范围内,研究物质组成体系中电子、原子和分子运动规律与相互作用,其研究目的是按人的意志直接操纵电子、原子或分子,研制出人们所希望的、具有特定功能特性的材料和制品。纳米技术是高度交叉的综合性学科,它主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学、纳米机械学。纳米技术已应用于建筑材料、光学、医药、半导体、信息通讯、军事等领域。目前,纳米材料技术是唯一可以实现的纳米技术。 纳米材料以其特有的光、电、热、磁等性能为建筑材料的发展带来一次前所未有的革命。利用纳米材料的随角异色现象开发的新型涂料,利用纳米材料的自洁功能开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管,利用纳米材料具有的导电功能而开发的导电涂料,利用纳米材料屏蔽紫外线的功能可大大提高PVC塑钢门窗的抗老化黄变性能,利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。由此可见,纳米材料在建材中具有十分广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效益。 近年来,国内外开始探索纳米材料和纳米技术在建材中的发展及应用工作,并取得了一些可喜的成果,现分类介绍如下: 1纳米技术在建筑涂料中的应用 涂料是建筑物的内衣(内墙涂料)和外衣(外墙涂料),国内传统的涂料普遍存在悬浮稳定性差、不耐老化、耐洗刷性差、光洁度不高等缺陷。纳米复合涂料就是将纳米粉体用于涂料中所得到的一类具有耐老化、抗辐射、剥离强度高或具有某些特殊功能的涂料。在建材(特别是建筑涂料)方面的应用已经显示出了它的独特魅力。 同一种纳米粒子在不同粒径下会有不同的作用,不同种类的纳米粒子也可以在涂料中起
PVDF的改性及其在水处理中的应用
聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究及其在水处理中的应用 陈燕，李淼林 （南京理工大学，南京） 摘要：本文概述了PVDF材料的基本特点，从膜基体亲水改性和膜表面亲水改性两个角度出发，综述了目前对疏水性聚偏氟乙烯膜的亲水化改性方法，其次介绍了PVDF膜在水处理应用中的进展，最后分析了PVDF膜今后发展的方向。 关键词：聚偏氟乙烯膜；亲水化改性；水处理；给水净化；中水回用 0引言 随着工农业生产的飞速发展，污水的排放量日益增加。污水对国民经济和人体健康的影响，已是人类面临的严重问题。世界水文专家协会主席米歇尔?奈特1996年在第30届国际地质大会上宣布：“全世界每天至少有5万人死于由水污染引起的各种疾病。发展中国家每年有2500多万人死于不洁净的水。”[1]环境污染已受到许多国家的高度重视。用膜分离技术进行废水处理，已备受关注。 膜分离技术是一项新兴的高效分离技术，已广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药等领域，被认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一[2]。 膜分离技术依据其膜孔孔径可分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等，根据其膜材料可分为聚醚砜(PES)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)和一些改性材料膜等，同时值得关注的还有膜技术和生物处理联合处理技术—膜生物反应器(MBR)。 聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的结晶性含氟聚合物，分子结构为-[CH - 2 CF2]n-，玻璃化温度-39℃,，脆化温度-62℃以下，结晶熔点约170℃，热分解温度大于316℃；其机械强度较高，具有自熄性、优异的刚性、硬度、抗蠕变、耐磨耗以及耐切割等性能；化学稳定性好，能耐氧化剂、酸、碱、盐类、卤素、芳烃、脂肪及氯代溶剂的腐蚀和溶胀；兼有优异的抗紫外线、γ射线和耐老化的性能，其薄膜长期置于室外不变脆、不龟裂。PVDF最突出的特点是具有极强的疏水性，可使它成为膜蒸馏和膜吸收等分离过程的理想材料[3]。但是聚偏氟乙烯膜的表面能极低，为非极性，膜的表面与水无氢键作用，因此具有强疏水性。强疏水性将会导致两个问题：一是在膜分离过程中需要较大的驱动力。有实验表明，由于水表面张力的作用，平均孔径为0.2μm的PVDF微滤膜，在0.1MPa压差下
纳米材料与技术思考题2016
纳米材料导论复习题(2016) 一、填空： 1.纳米尺度是指 2.纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质的科学 3.纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行的技术 4.当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时，可将此类材料称为 5.一维纳米材料中电子在个方向受到约束，仅能在个方向自由运动，即电子在 个方向的能量已量子化一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广泛关注的，又称为 6.1997年以前关于Au、Cu、Pd纳米晶样品的弹性模量值明显偏低，其主要原因是 7.纳米材料热力学上的不稳定性表现在和两个方面 8.纳米材料具有高比例的内界面，包括、等 9.根据原料的不同，溶胶-凝胶法可分为： 10.隧穿过程发生的条件为. 11.磁性液体由三部分组成：、和 12.随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱将向方向移动，即 13.光致发光指在照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程仅在激发过程中发射的光为在激发停止后还继续发射一定时间的光为 14.根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：、和 15.STM成像的两种模式是和. 二、简答题：（每题5分，总共45分） 1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些？ 2、纳米材料的分类？ 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？ 4、简述PVD制粉原理 5、纳米材料的电导（电阻）有什么不同于粗晶材料电导的特点？ 6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象
7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？ 8、解释纳米材料熔点降低现象 9、AFM针尖状况对图像有何影响？画简图说明 1. 纳米科学技术 (Nano-ST):20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术 2、什么是纳米材料、纳米结构？ 答：纳米材料：把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料，即三维空间中至少有一维尺寸小于100nm的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料，大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类；纳米材料有两层含义： 其一，至少在某一维方向，尺度小于100nm，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜，或构成整体材料的结构单元的尺度小于100nm，如纳米晶合金中的晶粒;其二，尺度效应：即当尺度减小到纳米范围，材料某种性质发生神奇的突变，具有不同于常规材料的、优异的特性量子尺寸效应。 纳米结构：以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系 3、什么是纳米科技？ 答：纳米科技是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工 4、什么是纳米技术的科学意义？ 答：纳米尺度下的物质世界及其特性，是人类较为陌生的领域，也是一片新的研究疆土在宏观和微观的理论充分完善之后，再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的源头；纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的，在这一尺度下，充满了原始创新的机会因此，对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题，科学家有着极大的好奇心和探索欲望 5、纳米材料有哪4种维度？举例说明 答：零维：团簇、量子点、纳米粒子 一维：纳米线、量子线、纳米管、纳米棒 二维：纳米带、二维电子器件、超薄膜、多层膜、晶体格 三维：纳米块体 6、请叙述什么是小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应 答：小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应 表面效应：球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应 量子尺寸效应：当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料
沸石在水处理中的应用
沸石在水处理中的应用 沸石在水处理领域的应用，国内外学者们已经做了比较广泛深入的研究，沸石是一种天然矿物，具有成本低、处理效果好的特点，在水污染处理中应用可以降低处理的成本；应用沸石的处理设备比较简单，沸石用于去除氨氮、有机污染物质、金属元素、射性物质、杀菌等都有明显的效果，可以用于处理废水，是一种有发展前途的水处理材料。但是，我国在环保方面对沸石的开发利用与国外发达国家相比起步晚、水平低、速度慢。目前，我国对沸石矿产资源的开发仍处于初级阶段，应加强沸石在污水处理材料方面的研究，力求开发新产品，并尽快将其转化为生产力，以适应社会发展的需要，使廉价的沸石在环保方面发挥更大作用。另外，由于沸石在水处理中的研究与应用越来越多，所以应重视吸附饱和沸石的最终处置问题，避免造成二次污染。 1、去除水中氨氮 氨氮存在于许多工业废水中，氨氮排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻亡。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程增大了用氯量；对某些金属，特别是对铜具有腐蚀性；当污水回用时，再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。利用沸石去除生活污水以及工业废水中的氨氮，国内外已有较多的研究。沸石构架中有一定的空腔和孔道，决定其具有吸附、离子交换作用。又因为天然沸石是一种较廉价的矿物质，成本较其它吸附剂低，再生成本低，再生液经吹脱后可重复利用，由此表明沸石是一种较为理想的脱氮吸附剂。 2、去除废水中的重金属离子 镉、汞、铅、锌等重金属离子是造成环境污染、对人体极为有害的物质，消除方法有活性炭吸附法、溶剂萃取法和离子交换法等。实验表明，用沸石特别是用NaOH，HCl和NaCl 处理过的沸石处理上述重金属离子效果较好，被沸石吸附交换的重金属离子，还可浓缩回收，沸石经处理也可再生使用。 3、去除水中的氟 氟是电负性最高的元素，是相当活泼的非金属元素，当氟离子大量存在时，有毒性作用。饮用水中氟的含量过高，容易使儿童患氟斑病和氟骨症。以国投盛世优质斜发沸石为原料，研究了用盐酸、硫酸铝和高温方法活化天然沸石的工艺条件。结果表明用活化天然沸石处理
沸石在水处理中的应用研究
摘要 氨氮是引起水体富营养化和环境污染的重要物质，采用沸石去除水中氨氮是水污染控制领域的研究热点之一。沸石是一种廉价的非金属矿物，具有独特的吸附和离子交换性能。天然沸石在改性过程中, 硅的质量分数显著减少，而钠的质量分数增多. 这样有利于 NH 4+-N的交换反应，因此改性沸石对氨氮的吸附NH 4 +-N的性能加强。 本研究首先对天然沸石进行了改性，确定了最佳的改性条件，并通过采用动态法研究 改性沸石吸附柱去除微污染水源中氨氮的规律，包括改性沸石的粒径大小、入水流速、初始氨浓度等参数的影响，绘制穿透曲线。通过研究，本文得出了以下结论：①沸石改性的最佳条件为：NaCl溶液浓度3mol/L，水浴温度70～75℃，时间3h；②NaCl改性沸石的去除率明显高于未改性的。相比之下对氨氮的去除率增加了8%；③沸石粒径越小，去除率越高，改性效果越好。沸石粒径在0.5-1mm是对氨氮的去除率最高；④入水流速越小，改性沸石对氨氮的去除率越高；⑤废水的初始浓度越低，改性沸石对氨氮的去除率越高。最高可到达74%. 关键词：改性沸石氯化钠氨氮吸附
Abstract +)is an important contaminant for eutrophication of water Ammonia-nitrogen(NH 4 bodies and environmental pollution. Zeolite is a cheap non-metallic minerals,with unique adsorption and ion -exchange performance。 After natural zeolite is modified quality score of silicon significantly reduces，And quality score of Sodium increases。It helps in ammonium-ion exchange， so dsorption performance of modified zeolite strengthens。 At first the natural zeolite was modified by chemical approaches in the research,and choose the best modifying condition of zeolite.Then study its treatment effect of low concentration NH4+in column reactor and draw breakthrough curve, investigating such factors as pellet size, velocity of flow and nitial ammonia concentration etc. The main results of this research were as follows:ⅠUnder these circumstances:,c=3mol/l,T=70～75℃,the modification time3hours，we can get the the right modified zeolite; Ⅱ removal efficiency of zeolite modified with for ammonia nitrogen is significantly higher than unmodified 。In contrast to ，removal rate of ammonia nitrogen increases by 8%;ⅢThe smaller the modified zeolite particle size, the higher the modification ；Ⅴthe water velocity is smaller, removal of ammonia nitrogen is higher;Ⅳwastewater concentration is lower, the modified zeolite of removal rate of ammonia nitrogen is higher . The highest removal rate can reach 74 percent . Key words：modified zeolite NaCl ammonia nitroge wastewater adsorption
微滤、超滤系统在长白山水处理的应用-2015-4-11
探讨的题目 超滤、微滤系统在长白山水处理系统的应用 苏州普滤得净化股份有限公司邓华
内容目录 1、微滤、超滤系统简单介绍及性能比较 2、长白山自涌泉的水质特性 3、长白山传统水处理工艺及存在问题及新工艺介绍 4、超滤、微滤系统的使用对长白山水质改善的比较； 5、超滤、微滤系统运行中的存在问题探讨； 6、结论
1、微滤、超滤系统简单介绍及性能比较 膜的品牌 /种类型号膜材质膜丝尺寸（内径／外径)(mm ）膜丝公称孔径（μm）膜的有效面积(m 2) 过滤通量 (25oC) (m 3/h)预处理流道设计DOW 超滤SFD-2880 PVDF 0.7/1.3 0.03 77 3.1～9.3 300μm 外压式,死端过滤 旭化成微滤 UNA-620A PVDF 0.7／1.20.150 4.75～10 用500μm 以下的滤网或者过滤器处理 外压式, 死端过滤
2、长白山自涌泉的水质特性 长白山矿泉水的水源地处于长白山原始森林腹地，多数为自涌泉，长期天然矿化，所含的矿物质以离子状态存在于水中，水量丰富，水质优良。 长白山矿泉水类型,主要以偏硅酸型为主。长白山矿泉水的温度常年保持在6-9°C，保证了其水质中的矿物质组分及含量相对稳定，避免了杂菌滋生和繁殖。 长白山地区独特的地质构造和自然地理条件形成了高偏硅酸、低矿化度的高品位矿泉水和珍贵低温冷矿泉水，原始的自然生态环境、茂密的森林和植被、低密度的人口保证了长白山矿泉水的天然、安全、健康、无污染状。
2.1长白山天然矿泉水部分矿泉界限指标 2、长白山自涌泉的水质特性
项目K+(mg/L)Na+(mg/L)Ca+(mg/L)Mg+(mg/L)H 2SiO 3(mg/L)HCO -3(mg/L)峡谷泉 2.1 5.17.2 2.15029飞龙泉 3.37.812.29.844.598仙池泉 2.99.6 4.5 4.363.956大泉眼泉 2.99.6 4.5 4.363.956青龙泉 3.78.210.58.638.987泉阳泉 1.4 3.6 5.2 2.130.6 2.9白浆泉 2.2 5.89.1 5.936.156平均 2.6 7.1 7.6 5.3 46.8 55.0 从上述数据可以看出,长白山的天然矿泉水为高偏硅酸、低矿化度,口感优良的高品位矿泉水. 2.2长白山自涌泉的水质化学特性 2、长白山自涌泉的水质特性
超滤膜在水处理工艺的作用
超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。中空纤维外径:0.5-2.0mm，内 径:0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩小排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一。 超滤技术是一种广泛用于水的净化，溶液分离、浓缩，以及从废水中提取有用物质，废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单，不需加热，能源节约，低压运行，装置占地面积小。 1、过滤系统要定期灭菌。 超滤膜可以截留细菌，但不可以杀死细菌，截留率再好的超滤膜也不能长期保证干净区不长一个细菌，有细菌就可能大量繁殖。直接影响到透过水质，譬如有的矿泉水成品中出现半透明丝状白色絮状的ù菌团，主要是系统被ù菌污染所致。因此，必须定期对周转环境及过滤系统进行定期灭菌，灭菌的操作周期因供给原水的水质情况而定，对于城市普通自来水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作为供给水源时，灭菌周期更短。灭菌药品可用500～1000mg/L次氯酸钠溶液或1%过氧化氢水溶液循环流或浸泡约半小时即可。 2、超滤组件要轻拿轻放，并注意保护，由于超滤组件是精密器材，所以在使用安装时要小心，要轻拿轻放，更不能甩坏。组件若停用，要先用清水冲洗干净后，加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌，并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理，否则组件可能报废。 3、使用中空纤维超滤膜前必须认真阅读使用说明，按照超滤膜在水处理应用工艺进行操作。 4、由于?根超滤组件在出厂前加入保护液，使用前要彻底冲洗组件中的保护液，先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时，然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时，无论低压还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时，应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。 【UF+RO处理电镀废水】 随着电子工业的飞速发展，作为电子业的基础之一──电镀，?年以10%~20%的速度在增长，成为了电子行业中的重要产业之一，然而其复杂的制程需要消耗大量的水并产生许多废弃物[1]。近年来，自来水价格不断上涨，并且随着人们环保意识的提高及环保法律法规日益严格，用水及环保问题已成为电镀企业经营上的一个难题，加上目前国际认证 ISO14000的推出和推广，电镀厂必须对环保方面做出更多贡献。节约水资源和废水处理是电镀厂环保的重中之重。为此，电镀厂一方面必须维持废水的排放达标;另一方面，又要考虑其水处理成本的节减及减少原水取用量，强化中水回用。针对目前电镀废水处理及中水回用工艺上存在的问题，笔者提出了全膜法处理及回用工艺，实现电镀重金属废水处理及回用的短流程系统，为电镀行业节能减排提供一种新的选择。 调节池内，综合废水和络合废水分别排入各自的调节池内，通过泵提升到反应水箱进行反应，同时向反应水箱内投加NaOH、破络剂及混凝剂，然后自流入循环水箱，并通过
纳米材料的制备技术及其特点
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
超滤膜技术在水处理工程中的应用分析
超滤膜技术在水处理工程中的应用分析 发表时间：2019-07-04T17:22:48.340Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：黄鹤俊 [导读] 摘要：水处理是中国城市环境工程建设中的重要环节，水是人类赖以生存的重要资源，在建设城市环境时，水环境也就显得尤为重要。 珠海水务环境控股集团有限公司广东省珠海市 519000 摘要：水处理是中国城市环境工程建设中的重要环节，水是人类赖以生存的重要资源，在建设城市环境时，水环境也就显得尤为重要。在一般情况下，建设环境工程都必须以建设水环境为首要步骤，先利用各种先进技术将水环境处理妥当，再在此基础之上建设其它城市环境。过去传统的水处理技术一般是对水资源进行预处理，即投入消毒剂或水资源专用净化剂等，将水中悬浮物去除，同时，去除水中异味，在完成净化后，需将水输送到水管中，而在这个步骤中极易引起水资源的二次污染，且利用消毒剂和净化剂也会给水质带来一些问题，所以现在传统水处理技术将逐渐被淘汰。利用超滤膜技术进行水处理，能有效减少水中杂质和异味，且不会对水质产生影响，较为环保，应多加利用。 关键词：超滤膜技术；水处理 引言：随着我国经济的发展，人们的环保意识不断提升。我国是水资源缺乏的国家，因此需要应用先进的水处理技术，回收水资源。传统水处理技术中对细小杂质的处理工艺较为复杂，且处理效果不好，很难有效的去除水中的有害物质，影响着人们的饮用水安全，不符合现今社会人们对健康的要求。因此，通过人们的不断研究，提出了新的处理工艺，通过膜分离技术来处理饮用水，水质满足人们对健康的需求。本文主要介绍膜处理技术中的超滤膜处理技术。 1.超滤膜水处理技术简述 膜分离被称为“21世纪的水处理技术”，在饮用水处理领域的应用日益广泛。超滤膜分离技术在市政给水领域的应用也已有30余年。根据原水特点，膜处理可以替代传统水处理方法中的混凝、沉淀、过滤的全部流程，或者沉淀和过滤部分，也有被用作替代过滤工艺。膜处理无论在水质方面还是在设备方面都较传统处理方法更具有安全性和可靠性。[1] 超滤膜技术是利用微孔原理，将水中溶质由微孔过滤到膜的另一端，从而实现过滤溶液中溶质的目的。超滤膜技术能有效将水中杂质及颗粒分离出来，从而保障水质干净与安全。在过去的传统水处理工程中，传统技术只能将颗粒较大的杂质析出，或仅只能去除异味，但实际上一些小颗粒杂质仍会存在于水中，给人们用水安全带来极大影响。而由于中国的生态环境不断地恶化，水质污染问题也越来越严重，许多城市地区水资源受污染极其严重，使用消毒剂及净化剂也不能将水中微小杂质全部去除，所以传统技术已逐渐不能满足水处理工程。由于科学技术发展，超滤膜技术逐渐被应用在水处理工程中。现在的水处理工程之所以采用超滤膜技术，是因为超滤膜技术能有效将水中大小杂质完全去除，同时还不会对环境造成危害。这种安全、无毒、环保的科学技术运用在水处理工程中极为合理。正是由于超滤膜技术在城市用水中应用，使得中国城市饮用水质量得到大幅度提升。 由于膜生产技术的发展和成本的降低，以及采用传统给水处理技术难已完全满足越来越严格的生活饮用水卫生标准，因此膜分离技术特别是超滤膜技术的研究和应用逐渐成为给水处理领域的热点。 2.应用超滤膜技术存在的问题 2.1缺乏完善的超滤膜处理技术组合 自来水厂生产的净化水，将会随着超滤膜技术的应用而增长一定的成本，所以在选择水处理工艺的时候，首先要对现场环境有一个具体的了解，然后再根据取水特点，分析怎样选用净水处理工艺。通过实践发现，如果水原料的硬度以及无机盐物质浓度都比较大的话，则可以选择双膜技术；如果水质不错，但净水处理工序比较简单，则可以选用超滤技术，这样就可以减少水污染程度，降低生产净化水的成本。不过一般在现实状况比较烦琐的情况下，一些生产厂家会选择超滤技术，如此一来，就会让生产成本以及工序增多，所以对于经济情况并不是太好的地区来说，这种方法并不适用。 2.2超滤膜技术的应用会消耗一定的能源 想要更好地运用超滤膜技术来进行水处理工作，最基本的前提就是要具备良好的驱动动力。在进行水处理的过程中，外来动力必不可少，但这种情况造成能源的过度消耗，进一步增加水处理成本。在选用超滤设备的时候，一定要认真检查它对能量的消耗程度，并从中挑选出耗能最小的设备，这样就能在节省能源的情况下，进行净水处理工作。 2.3超滤膜技术的应用形成污染问题 使用超滤膜技术会造成一定的污染，会降低原水容量通过超滤膜的能力，增大能源的消耗量，造成净化水生产成本的增加。[2] 如果发生超滤膜污染的情况，会严重影响超滤膜技术在水处理工作中的使用率，一旦污染程度较大，就必须要采用化学药剂来净化超滤膜。现在，自来水厂要时隔五个月才对超滤膜进行净化工作，并且净化的步骤比较烦琐，稍有不慎就很有可能导致水污染程度的恶化。所以，相关工作者一定要加强保护超滤膜的力度，延长它的使用寿命。 3.超滤膜技术在水处理中的应用 我国的工业发展较为迅速，超滤膜技术的应用也越来越广，无论是在污水处理还是饮用水处理领域都有应用。以下就详细介绍目前超滤膜技术在水处理中的应用领域。 3.1生活污水的处理 生活污水的产生量较大，是污染环境水体的主要来源，对于生活污水处理中应用超滤膜技术，能够高效的净化生活污水。研究表明：超滤膜技术与传统活性污泥法联用，对污染物的去除率可达到90%以上，生活污水处理后可以进行污水回用。城市污水处理上应用超滤膜技术可以有效回收水资源，利用回用污水进行城市绿化和景观用水[3]。 3.2工业废水的处理 工业废水由于含有大量的污染物及有毒有害物质，对水环境的破坏极大，因此，工业废水必须经过处理后达标才能排放，传统的污水处理技术的去除效果一般已不能满足社会经济发展的需求。应用超滤膜技术能有效去除废水中的污染物，并可以回收中水进行利用，且对于有机盐和有机物等也可以进行回用，然后再进行生产使用，极大的节约了资源，提高企业的经济效益。对于不同类型的工业废水，其处理方式是不同的，因此对于工业废水的处理需要依据水质情况制定科学的处理方案。另一方面可以回收副产品进行综合利用，实现企业经
沸石在水处理中的应用
沸石在水处理中的应用 随着我国国民经济的迅速增长和城市人口的膨胀，生活污水和工业废水大量排放，水污染现象变得越来越严重。如何在水处理中有效地利用新型环境友好材料已是当今环境领域的重要研究课题。天然沸石是一种含水框架结构的多孔硅铝酸盐矿物质，独特的晶体结构使其具有选择性离子交换性能、选择性吸附性能、耐酸性能以及催化性能等特性，同时具有较大的比表面积，在污水的有机物去除，去除氨氮，重金属离子去除，去除氟和磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景，特别是把沸石作为滤料，能够把天然沸石的吸附性、离子交换性能与滤池的过滤、吸附和生物代谢功能有机结合起来，更好地去除污水中的NH3N，有机物、SS和色度等。把沸石应用到水处理中，在使用和处理过程中不会对环境造成二次污染，是一种环境友好材料。以沸石作为水处理滤料，有望研究开发出经济、高效的新型水处理技术与工艺，对解决我国日益严峻的水环境污染及水资源短缺问题，具有重要的现实意义。 1、沸石在水处理中的研究进展 1.1去除氨氮 从天然沸石的微观结构可以看出，沸石内部具有很多大小均匀的空穴和通道，它们彼此相连，并与外界相通，在一定的物理化学条件下，具有固定的直径，小于这个直径的物质能被其吸附，同时氨氮为极性分子，其分子小于沸石孔道的直径，因此沸石对氨有很强的吸附
能力。沸石对氨氮的去除，还与沸石具有较强的离子交换性能有关，这主要是由于水中的NH4+离子极易同沸石晶格中结合不紧的K、Na、Ca等碱金属或碱土金属离子发生交换反应，能够有效地去除水中的NH4+离子。沸石对氨氮具有较大的吸附容量，在平衡浓度相当高的情况下，每克沸石具有吸附15.5g氨氮的极限吸附潜力，其吸附容量约是粘土的23倍。天然沸石不但能很好地去除水中氨离子，而且沸石具有很好的重复使用和再生性能，经过18次重复使用和再生，其氨交换容量仅降低了4%。目前的研究表明沸石对水中氨氮的去除与沸石的粒径大小、水流流速、温度、初始氨浓度和pH等因素密切相关，而水中有机物对氨氮去除的影响也很大。目前活化沸石用于水处理中氨氮的去除比较活跃，天然沸石经过高温焙烧，酸、盐等处理，既可以增大孔容，又增加比表面积，能够有效提高氨氮的交换容量，并且活化沸石成本远比活性炭等其他去除材料低，且再生简单，除氨氮性能优异。 1.2有机物及SS去除 沸石对水中有机物的去除主要是依靠沸石的吸附性能，极性有机物较非极性有机物更容易被沸石吸附，且随分子直径的增大，被吸附的几率也越小。沸石能与含有极性基团如OH、〉C=O、NH2或含有可极化基团如〉C=〈、C6H5等的有机物分子发生强烈的吸附，因此沸石能够吸附水中相当低的对人体具有致癌作用的CHCl3、TCE（三氯乙烯）、MTBE（甲基叔丁基醚）等有机物。如在pH为57的条件下，经氯化钠改性后的钠型沸石对水中的苯酚有较强的吸附能力。人们通过改变沸石的硅铝比，生产出高硅沸石，用来吸附水中的MTBE、CHCl3、TCE。高硅沸石对水中MTBE、CHCl3、TCE的吸附容量是所研究的粒状活性炭的8-12倍。而且，沸石具有去除水中浊度的作用，其对浊度的去除率在65%左右。这些研究表明天然沸石特别是经过改性的活化沸石在有机废水的处理中具有很大的应用潜力。 1.3去除重金属离子 沸石本身的格架结构特征和配位键不平衡，决定了沸石能够作为阳离子交换剂使用，能够与水中的Ba2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+等重金属发生离子交换反应而得以去除。同时沸石具有综合治理污染水源的功能，能同时去除水中的Ni2+、Co2+、Cu2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子、油类和其他有机物。试验表明，在酸性pH值范围内天然斜发沸石对水中的Pb2+、Cd2+具有非常好的吸附去除作用，并发现当pH>7后，天然斜发沸石对水中Cd的吸附能力急剧下降，但当pH>10后，天然斜发沸石对水中Pb的吸附能力才有所下降。当溶液中Pb与Cd共存时，天然斜发沸石对Pb2+的吸附亲合力大于对Cd2+的吸附亲合力。另有试验表明，丝光沸石和斜发沸石对于消除重金属离子的效果较佳，特别是用碱处理过的沸石，其吸附量可以得到大大提高。
纳米技术知识材料
纳米技术知识材料 一、纳米（nano meter,nm）： 一种长度单位，一纳米等于十亿分之一米，千分之一微米。大约是三、四个原子的宽度。 二、纳米科学技术（nanotechnology）： 纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。 三、纳米材料（nano material）与纳米粒子（nano particle）： 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。 四、几种典型的纳米材料： a) 纳米颗粒型材料： 应用时直接使用纳米颗粒的形态称为纳米颗粒材料。被称为第四代催化剂的超微颗粒催化剂，利用甚高的比表面与活性可以显著得提高催化效率，例如，以微径小于微米的镍和钢-锌合金的超微颗粒为主要成分制成的催化剂可使有机物氯化的效率达到传统镍催化剂的10倍；超细的铁微粒作为催化剂可以在低温将二氧化碳分解为碳和水，超细铁粉可在苯气相热分解中起成核作用，从而生成碳纤维。 录音带、录像带和磁盘等都是采用磁性粒子作为磁记录介质。随着社会的信息化，要求信息储存量大、信息处理速度高，推动着磁记录密度日益提高，促使磁记录用的磁性颗粒尺寸趋于超微化。目前用金属磁粉（20）纳米左右的超微磁性颗粒）制成的金属磁带、磁盘，国外已经商品化，其记录密度可达4’106～4’107位/厘米（107～108位/英寸），即每厘米可记录4百万至4千万的信息单元，与普通磁带相比，它具有高密度、低噪音和高信噪比等优点。
超滤膜技术在环境工程水处理中的应用 陈少立
超滤膜技术在环境工程水处理中的应用陈少立 发表时间：2019-06-16T16:14:46.353Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：陈少立 [导读] 探讨超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，使超滤膜技术在环境工程水处理中的重要作用得以发挥，提高环境工程建设质量。广东新环环保产业集团有限公司中山分公司 528400 摘要：超滤膜技术是一种新兴的水处理技术，在环境工程水处理工作中发挥着十分重要的作用，具有良好的应用前景。与以往的水处理技术相比，其操作更加简单，投入成本更低，在保证水处理质量的同时，能够获得更高的经济效益。超滤膜技术的应用，不但能够有效的提高城市水资源的利用率，环节城市水资源紧缺的现象，而且可以改善水环境污染等问题提，有效的提高环境工程建设质量。 关键词：超滤膜技术；环境工程；水处理；应用 引言 在环境工程的建设过程中，水处理工作取得了长足的进步，其中超滤膜技术发挥着十分重要的作用。在水处理工作中，超滤膜技术具有良好的水污染处理效果，被广泛的应用在环境工程建设中。本文将对超滤膜技术的原理以及特点进行分析，探讨超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，使超滤膜技术在环境工程水处理中的重要作用得以发挥，提高环境工程建设质量。 1超滤膜技术概况及特点分析 超滤膜技术在处理工程用水方面可以通过环境压力把溶液进行分离。高分子量溶质因为半径较大从而不能透过半透膜，溶液方面由于孔径在纳米级别一般能够通过超过滤膜内部到达另一侧。此外由于超过滤膜表面具有吸附性，能够有效的吸附溶液中的细菌、微生物和其他杂种成分，而无机盐溶液因为分子在1nm以下，所以水和无机盐就能够有效的保留下来。相比过去的粗糙落后的过滤技术，超过滤装置能够在传统设备的基础上大大提升通过率，彻底的清除溶液中的杂质从而保证工程用水的质量。此外，超滤膜不需要添加化学药剂对溶液杂质进行净化，避免加入后无法清理干净带来一定的麻烦。最后超滤膜技术能够适应任何酸碱溶液，而且耐热耐水解性能也特别优良，因此使用范围相当广泛。 2超滤膜技术特点 首先，在超滤膜技术的发展过程中，物理特征是该技术的主要特点，其不但能够对环境发挥一定的保护作用，而且不需要使用大量的化学试剂，就可以获得良好的净化效果，可以有效的避免水资源受到化学试剂的污染，提高水资源的品质。其次，与传统过滤技术相比，超滤膜技术的净化功能更加先进，这种先进性突出表现在其可以过滤传统过滤膜无法过滤的物质。再次，由于原理简单，超滤膜技术不需要繁琐的操作。超滤膜技术可以在特定的压力下保证物质自动通过滤膜，在这个过程中，不需要对其进行额外的操作，能够有效的保证操作的简单性。第四，由于超滤膜不会被水中含有的酸碱物质侵蚀，其具有良好的抗酸性能。因此，超滤膜技术的应用范围更广，适合应用在对各类污水进行处理的过程中。超滤膜技术还有抗高温的特点，能够在140℃的条件下保证最佳效果，可以在污水处理过程中使用高温气体，并且不会出现破碎损坏的现象。此外，与以往的净化技术相比，超滤膜技术具有成本低的特点，并且效果优于以往的污水处理技术，能够大幅度降低环境工程建设中的资金投入，有利于工程成本控制。 3超滤膜技术在环境工程水处理中的应用 3.1应用于饮用水的处理 受到工业发展的影响，我国的水资源污染问题十分严重，很多水源中存在着细菌、水藻等污染物，导致水源的质量下降，对饮用水的质量造成影响，人们饮用了受到污染的饮用水后，身体健康会受到不同程度的损害，因此将超滤膜技术应用于饮用水的处理中迫在眉睫。与其他水处理不同，饮用水是人们直接饮用的，关系到人们的身体健康，因此其质量的要求更高，这也使得饮用水处理的标准随之提高，应用超滤膜技术，并将其与混凝沉淀技术相结合可以更加有效的将饮用水中的污染物进行去除与过滤，提高饮用水的质量与纯度，使之达到可以直接饮用的标准。目前该技术在欧洲的应用极为广泛，每天的处理水量可达到200000m3。 3.2应用于含油废水的处理 我国人口众多，饮食文化悠久且发达，因此每日的食物用量极多，这其中必然会使用大量的食用油，导致了含油废水量的增加。对含油废水的情况进行总结，其主要存在着３种形式，程度由轻到重分别为油浮在水面的浮游废水、油与水混合到一起的分散油废水、油与水融为一体的乳化油废水。前两种的程度较轻，因此处理起来也较为简单，使用活性炭吸附、机械分离或聚集沉淀的方法都可以做到处理，而第三种废水则较为复杂，简单的物理过滤方法无法做到有效的处理，因此需要应用超滤膜技术，使用该技术后，水中的含油量可降至１ｍｇ／Ｌ以下，且专门对含油废水进行处理的超滤膜技术可使含油量降至０．３ｍｇ／Ｌ。 3.3应用于城市污水的处理 近年来，我国的城市化趋势加快，城市的规模也随之不断扩大，城市的人口增多，这就导致了城市的污水排放量随之增加，城市污水的污染程度较轻，可以使用简单的物理过滤方法即可做到有效的处理，但成本较高，无法进行大规模的应用，而应用超滤膜技术不仅可以大规模应用，同时可以将常见的城市污水进行有效的处理，并过滤其中的污染物，使城市污水可以再次利用，经过自来水厂的二次处理后可以重新供应给城市居民的使用，形成了良性的水循环，提高了水资源的利用率?以我国天津2002年建成的污水回用厂为例，在使用该技术后，其每天生产的不脱盐水与脱盐水量可达到15000m3与10000m3，去除率在90%以上，出水浑浊度在0.5以下，水质极高。 3.4应用于海水淡化的处理 虽然地球的水资源丰富，但其中的９６．５％是海洋水，淡水资源有限且其中的６９％为冰川储水，开采较为困难，因此对淡水进行处理使之可以饮用是解决淡水资源短缺的重要方法，以往多采用电渗技术对海水进行淡化处理，虽然具有一定的效果，但回收率不高的问题一直难以解决，随着科学技术的发展，反渗技术的出现可以有效的解决这种问题，且成本较低，超滤膜的最大操作压差可达到 210000Pa，远超过跨膜压差的60000Pa，在应用反渗技术对海水进行淡化处理的过程中应用超滤膜技术，可以使去除率超过97%，脱盐率也超过97%，可以进一步提高淡化后的海水的水质? 3.5应用于电镀工业废水的处理 电镀工业的用水量极大，因此其会产生极多的废水，与上述的其他污水不同电镀工业产生的废水中含有重金属离子，如Cu?Pb?Al等，