氨氮废水处理资料调研

1、原子吸收分光光度计的学习原子吸收分光光度计的学习1原子吸收分光光度计的学习原子吸收分光光度计的学习1.1 外观外观1原子吸收分光光度计的学习原子吸收分光光度计的学习1.2 结构结构1原子吸收分光光度计的学习原子吸收分光光度计的学习1.3 分类分类原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计TAS-986原子吸收原子吸收TAS-990原子吸收原子吸收单火焰单火焰单石墨炉分光单石墨炉分光光度计光度计火焰火焰+石墨炉手石墨炉手动切换光光度计动切换光光度计火焰火焰+石墨炉石墨炉自动切换度计自动切换度计1原子吸收分光光度计的学习原子吸收分光光度计的学习1.4 基本部件基本部件 原子吸收分光光度计一般由四大部分组

2、成，即原子吸收分光光度计一般由四大部分组成，即光源光源（单色锐线辐射源）、（单色锐线辐射源）、试样原子化器试样原子化器、单色仪单色仪和和数据处数据处理系统理系统（包括光电转换器及相应的检测（包括光电转换器及相应的检测装置装置）。）。 原子化器主要有两大类，即原子化器主要有两大类，即火焰原子化器火焰原子化器和和电热原电热原子化器子化器。火焰原子吸收分光光度计火焰原子吸收分光光度计，利用空气，利用空气-乙炔测定乙炔测定的的元素元素可达可达30多种，若使用氧化亚氮多种，若使用氧化亚氮-乙炔火焰，测定乙炔火焰，测定的元素可达的元素可达70多种。多种。石墨炉原子吸收分光光度计石墨炉原子吸收分光光度计，可

3、以，可以测定近测定近50种元素。石墨炉法，进样量少，灵敏度高，有种元素。石墨炉法，进样量少，灵敏度高，有的元素也可以分析到的元素也可以分析到pg/mL级。级。 1原子吸收分光光度计的学习原子吸收分光光度计的学习1.5工作原理工作原理 元素被加热原子化，成为基态原子蒸汽，对空心阴极灯发元素被加热原子化，成为基态原子蒸汽，对空心阴极灯发射的特征辐射进行选择性吸收。在一定浓度范围内，其吸收强射的特征辐射进行选择性吸收。在一定浓度范围内，其吸收强度与试液中被测元素的含量成正比。其定量关系可用郎伯度与试液中被测元素的含量成正比。其定量关系可用郎伯-比比耳定律，耳定律，A= -lg I/I o= -lgT

4、 = KCL ，式中，式中I为透射光强度；为透射光强度；I0为为发射光强度；发射光强度；T为透射比；为透射比；L为光通过原子化器光程为光通过原子化器光程(长度长度)，每，每台台仪器仪器的的L值是固定的；值是固定的；C是被测样品浓度；所以是被测样品浓度；所以A=KC。 利用待测元素的共振辐射，通过其原子蒸汽，测定其吸光利用待测元素的共振辐射，通过其原子蒸汽，测定其吸光度的装置称为原子吸收分光光度计。它有单光束，双光束，双度的装置称为原子吸收分光光度计。它有单光束，双光束，双波道，多波道等结构形式。其基本结构包括光源，原子化器，波道，多波道等结构形式。其基本结构包括光源，原子化器，光学系统光学系统

5、和检测系统。它主要用于痕量元素和检测系统。它主要用于痕量元素杂质杂质的分析，具有的分析，具有灵敏度高及选择性好两大主要优点。广泛应用于各种气体，金灵敏度高及选择性好两大主要优点。广泛应用于各种气体，金属有机化合物，属有机化合物，金属醇盐金属醇盐中微量元素的分析。但是测定每种元中微量元素的分析。但是测定每种元素均需要相应的空心阴极灯，这对检测工作带来不便。素均需要相应的空心阴极灯，这对检测工作带来不便。 1.1 化学混凝法化学混凝法 PVA胶体微粒对高分子物质具有强烈的吸附作用，胶体微粒对高分子物质具有强烈的吸附作用，这种吸附作用可能是由于聚乙烯醇羟基上有未共用电这种吸附作用可能是由于聚乙烯醇羟

6、基上有未共用电子对，可成为配位体，与投入的无机絮凝剂形成配位子对，可成为配位体，与投入的无机絮凝剂形成配位键键OHMn+；同时高分子絮凝剂有较长的线型分子，；同时高分子絮凝剂有较长的线型分子，其一端被微粒吸附，另一端伸展于溶液中，吸附于另其一端被微粒吸附，另一端伸展于溶液中，吸附于另一微粒，通过架桥的方式将两个或更多个质点拉在一一微粒，通过架桥的方式将两个或更多个质点拉在一起，导致絮凝，此时密度较轻，沉降速度较慢，投加起，导致絮凝，此时密度较轻，沉降速度较慢，投加助凝剂后，使絮凝沉淀速度加快，沉降速度缩短。助凝剂后，使絮凝沉淀速度加快，沉降速度缩短。1 PVA退浆废水预处理退浆废水预处理1.2

7、 微滤法微滤法 微滤技术是一项微滤技术是一项微米级分离技术微米级分离技术, ,它是以它是以微孔陶瓷、微孔塑料、微孔不锈钢作为支架微孔陶瓷、微孔塑料、微孔不锈钢作为支架, ,其上涂以超细陶粒其上涂以超细陶粒, ,使之形成使之形成1010-1-1-10m-10m的孔的孔径的膜径的膜, ,然后用以分离废水中相应的胶体微粒。然后用以分离废水中相应的胶体微粒。1.3 超滤法超滤法 将试样倒入料桶中并使系统处于将试样倒入料桶中并使系统处于“循环状态循环状态”(如图如图1所示所示)并将膜装于设备内，并将膜装于设备内，并运转并运转24 h作稳定试验，然后再运转作稳定试验，然后再运转810 h后测试废水后测试废

8、水COD后后的值。的值。图图1 1 超滤工艺流程超滤工艺流程2 膜材料的选用与制备膜材料的选用与制备2.1 膜材料的分类膜材料的分类 （1 1）有机膜）有机膜 高分子有机膜的性能与高分子材料的特性有密切关系，聚合物的结高分子有机膜的性能与高分子材料的特性有密切关系，聚合物的结构特征主要由下面构特征主要由下面几个因素几个因素决定：决定：分子量；分子量；有机高分子的化学结构有机高分子的化学结构和空间排列和空间排列( (构造、构型、构象、主链、侧基或侧链构造、构型、构象、主链、侧基或侧链) )；不同大分子间不同大分子间的相互作用的相互作用( (氢键、偶极力、弥散力、交联度氢键、偶极力、弥散力、交联度

9、) )。 一个凝固体系在分子排列过程中都是力争达到最可能紧密的原子一个凝固体系在分子排列过程中都是力争达到最可能紧密的原子排列。排列。在结晶结构中就可以很好地达到这样的目的，而下面几在结晶结构中就可以很好地达到这样的目的，而下面几个影响因个影响因素素将会对这种排列有促进作用：将会对这种排列有促进作用：有序的分子结构有序的分子结构( (等规立构的，间规等规立构的，间规立构的链型分子立构的链型分子) )；强的分子间键合力强的分子间键合力( (例如氢键例如氢键) )。 但是，聚合物最多只能形成高度部分结晶，但是，聚合物最多只能形成高度部分结晶，因为对于高分子溶液来因为对于高分子溶液来说，完全的结晶是

10、不可能的。结晶作用不仅可以在分子间进行，也可以说，完全的结晶是不可能的。结晶作用不仅可以在分子间进行，也可以在分子内进行。在熔化温度以上，聚合物的内部构造不再有区别，因为在分子内进行。在熔化温度以上，聚合物的内部构造不再有区别，因为这时所有的高分子彼此间是孤立存在的。结晶度和玻璃化转变温度不仅这时所有的高分子彼此间是孤立存在的。结晶度和玻璃化转变温度不仅影响到聚合物的渗透特性，也影响到它们的化学稳定性和热稳定性。影响到聚合物的渗透特性，也影响到它们的化学稳定性和热稳定性。 （2 2）不对称膜）不对称膜 不对称膜是由一层很薄的不对称膜是由一层很薄的致密表面致密表面( (活性层活性层) )和一个置

11、于其下的和一个置于其下的多孔多孔支撑层支撑层构成的。活性层作为对传质过程真正有选择性的栅栏，基本上决构成的。活性层作为对传质过程真正有选择性的栅栏，基本上决定了膜的分离性能。相反，支撑层只是起着活性层的载体作用，基本不定了膜的分离性能。相反，支撑层只是起着活性层的载体作用，基本不影响膜的分离性能。图影响膜的分离性能。图2 2表示了两种不对称形式膜结构的构造。表示了两种不对称形式膜结构的构造。图图2 两种不对称膜的构造两种不对称膜的构造 （3 3）无机膜）无机膜 与有机膜相比较，无机膜具有下列与有机膜相比较，无机膜具有下列突出的特点突出的特点：高的热稳定性；高的热稳定性；耐化学侵蚀；耐化学侵蚀；

12、耐老化，使用寿命长；耐老化，使用寿命长；可反向冲洗；可反向冲洗；分离极限和分离极限和选择性是可控制的。选择性是可控制的。 一般将多孔无机膜分为金属膜、玻璃膜、碳膜、陶瓷膜。一般将多孔无机膜分为金属膜、玻璃膜、碳膜、陶瓷膜。 但无机膜也有但无机膜也有缺点缺点：易碎的特性要求有特殊的构造；易碎的特性要求有特殊的构造；投资费用投资费用高；高；膜本身的热稳定性常常由于密封材料的缘故而不能得到充分利用。膜本身的热稳定性常常由于密封材料的缘故而不能得到充分利用。 2 膜材料的选用与制备膜材料的选用与制备2.2 无机膜的制备无机膜的制备 （1 1）固态粒子烧结法）固态粒子烧结法 固态粒子烧结法是将无机粉料微

13、小颗粒或超细颗粒固态粒子烧结法是将无机粉料微小颗粒或超细颗粒( (粒度粒度0.1-10um)0.1-10um)与适当的介质混合分散形成稳定的悬浮液，成型后制成生坯，再经干燥，与适当的介质混合分散形成稳定的悬浮液，成型后制成生坯，再经干燥，然后在高温然后在高温(1000-1600(1000-1600) )下进行烧结处理，这种方法不仅可以制备微下进行烧结处理，这种方法不仅可以制备微孔陶瓷膜或陶瓷膜载体，也可用于制备微孔金属膜。孔陶瓷膜或陶瓷膜载体，也可用于制备微孔金属膜。 在固态粒子烧结法制备基质膜过程中，在固态粒子烧结法制备基质膜过程中，影响膜的质量因素影响膜的质量因素颇多，如颇多，如粉体的制备

14、及分级、成型方法及干燥和焙烧条件粉体的制备及分级、成型方法及干燥和焙烧条件等。等。 图图3 3 固态粒子烧结法制备基质膜的工艺流程图固态粒子烧结法制备基质膜的工艺流程图 （2 2）溶胶）溶胶- -凝胶法凝胶法 溶胶溶胶- -凝胶法这一工艺可以制得凝胶法这一工艺可以制得孔径小孔径小(1.0-5.0nm)(1.0-5.0nm)、孔径分布狭窄的、孔径分布狭窄的陶瓷膜，许多单组分和多组分金属氧陶瓷膜，许多单组分和多组分金属氧化物陶瓷膜都可用这种工艺制得，例化物陶瓷膜都可用这种工艺制得，例如如: :A1A12 2O O3 3、TiOTiO2 2、Si0Si02 2、ZrOZrO2 2、A1A12 2O

15、O3 3- -CeOCeO2 2、Ti0Ti02 2-Zr0-Zr02 2膜膜等。等。 这种陶瓷膜作为控制层既可用于这种陶瓷膜作为控制层既可用于超滤和气体分离，经修饰后也可作为超滤和气体分离，经修饰后也可作为催化膜用于膜反应器，充分显示出溶催化膜用于膜反应器，充分显示出溶胶胶- -凝胶法的广泛应用前景。凝胶法的广泛应用前景。 图图4 4为溶胶为溶胶- -凝胶过程制备陶瓷膜凝胶过程制备陶瓷膜示意图。示意图。图图4 4 溶胶溶胶- -凝胶过程制备陶瓷膜示意图凝胶过程制备陶瓷膜示意图 （3 3）薄膜沉积法）薄膜沉积法 薄膜沉积法是指用薄膜沉积法是指用溅射、离子镀、金属镀及气相沉积溅射、离子镀、金属镀

16、及气相沉积等方法，等方法，将膜料沉积在载体上制造薄膜的方法。薄膜沉积技术用于制备致密将膜料沉积在载体上制造薄膜的方法。薄膜沉积技术用于制备致密保护层已经很成熟，而用此技术制备分离或反应用无机膜，可以说保护层已经很成熟，而用此技术制备分离或反应用无机膜，可以说是借鉴了传统的物理镀膜方法，在多孔陶瓷、玻璃或多孔不锈钢载是借鉴了传统的物理镀膜方法，在多孔陶瓷、玻璃或多孔不锈钢载体上制备微孔金属膜或氧化物膜的技术。体上制备微孔金属膜或氧化物膜的技术。 薄膜沉积过程大致分为薄膜沉积过程大致分为两个步骤两个步骤: :一是膜材料一是膜材料( (膜料膜料) )的气化的气化; ;二二是膜料的蒸气依附于其他材料制

17、成的载体上形成薄膜。是膜料的蒸气依附于其他材料制成的载体上形成薄膜。 （4 4）阳极氧化法）阳极氧化法 阳极氧化法是目前制备阳极氧化法是目前制备多孔多孔A1A12 2O O3 3膜膜的重要方法之一。该法的的重要方法之一。该法的特点特点是，是，制得的膜的孔径是同向的，几乎互相平行并垂直于膜表面，这是其他方制得的膜的孔径是同向的，几乎互相平行并垂直于膜表面，这是其他方法难以达到的。法难以达到的。 阳极氧化过程的阳极氧化过程的基本原理基本原理是：以高纯度的合金铝箔为阳极，并使一是：以高纯度的合金铝箔为阳极，并使一侧表面与酸性电解质溶液侧表面与酸性电解质溶液( (如草酸、硫酸、磷酸如草酸、硫酸、磷酸)

18、 )接触，通过电解作用在接触，通过电解作用在此表面上形成微孔此表面上形成微孔AlAl2 2O O3 3膜，然后用适当方法除去未被氧化的铝载体和阻膜，然后用适当方法除去未被氧化的铝载体和阻挡层，便得到孔径均匀、孔道与膜平面垂直的微孔挡层，便得到孔径均匀、孔道与膜平面垂直的微孔A1A12 20 03 3膜。膜。 （5 5）无机膜的修饰）无机膜的修饰 无机膜修饰的无机膜修饰的目的目的：减小孔径使其能满足微滤、超滤或气体：减小孔径使其能满足微滤、超滤或气体分离的要求；或通过修饰将孔封闭，使微孔膜成为致密膜，又允许分离的要求；或通过修饰将孔封闭，使微孔膜成为致密膜，又允许某一种气体通过。改变气体分离机制

19、，通过修饰引人某些元素或某一种气体通过。改变气体分离机制，通过修饰引人某些元素或化合物，调节变微孔表面性质，以增强或改变介质与孔壁之间的相化合物，调节变微孔表面性质，以增强或改变介质与孔壁之间的相互作用，使之不受互作用，使之不受KnudsenKnudsen扩散的限制，从而改变膜的传递与分离机扩散的限制，从而改变膜的传递与分离机制。通过修饰引人某些具有催化性能的活性组分，使膜既具有分制。通过修饰引人某些具有催化性能的活性组分，使膜既具有分离性能又具有催化活性。离性能又具有催化活性。 （5 5）无机膜的修饰）无机膜的修饰 无机膜修饰的方法有：无机膜修饰的方法有： 浸渍法浸渍法 浸渍法是催化剂制造中

20、最常用的方法之一，这在膜的修饰中也浸渍法是催化剂制造中最常用的方法之一，这在膜的修饰中也是应用最多的方法，采用浸渍法可将不同的金属元素或氧化物附载是应用最多的方法，采用浸渍法可将不同的金属元素或氧化物附载于无机膜上。于无机膜上。 修饰溶胶法修饰溶胶法 这是一种在制膜过程中将修饰组分引人的方法。例如，在溶胶这是一种在制膜过程中将修饰组分引人的方法。例如，在溶胶- -凝胶法制膜中往溶胶中加人适量的某种可溶性盐溶液，可制得金属凝胶法制膜中往溶胶中加人适量的某种可溶性盐溶液，可制得金属氧化物修饰的膜。这种方法可用于制备具有催化活性的多组分氧化氧化物修饰的膜。这种方法可用于制备具有催化活性的多组分氧化物

21、陶瓷膜，原则上也可用于金属物陶瓷膜，原则上也可用于金属- -陶瓷膜的制备。陶瓷膜的制备。离子交换法离子交换法 分子筛膜上的正离子可以通过离子交换的方法与其他离子进行分子筛膜上的正离子可以通过离子交换的方法与其他离子进行交换，从而引入活性组分，使之同时具备从分子水平实现分离和催交换，从而引入活性组分，使之同时具备从分子水平实现分离和催化的双重功能。化的双重功能。 （5 5）无机膜的修饰）无机膜的修饰 无机膜修饰的方法有：无机膜修饰的方法有：化学气相沉积法化学气相沉积法 化学气相沉积法化学气相沉积法(CVD(CVD法法) )既可用于膜的制备，也可用于膜的修饰，既可用于膜的制备，也可用于膜的修饰，C

22、VDCVD法既可以将沉积的氧化物引入基质膜，也可以通过单边沉积或双法既可以将沉积的氧化物引入基质膜，也可以通过单边沉积或双边沉积的方法控制沉积物主要沉积于外表面的孔口或孔内壁，达到边沉积的方法控制沉积物主要沉积于外表面的孔口或孔内壁，达到改变孔结构的目的，而且在修饰过程中，可通过控制沉积时间、沉改变孔结构的目的，而且在修饰过程中，可通过控制沉积时间、沉积温度的变化来改变沉积物的厚度，达到改变孔大小的目的。此外，积温度的变化来改变沉积物的厚度，达到改变孔大小的目的。此外，通过通过CVDCVD修饰法也可将催化活性组分引入膜内。修饰法也可将催化活性组分引入膜内。电化学气相沉积法电化学气相沉积法 可在

23、多孔载体上通过可在多孔载体上通过ZrOZrO2 2-Y-Y2 2O O3 3的沉积将微孔关闭，而将微孔膜改的沉积将微孔关闭，而将微孔膜改变为致密膜，仅允许氧离子通过。变为致密膜，仅允许氧离子通过。 离子植入法离子植入法 在植入过程中，用高能在植入过程中，用高能(10-500keV)(10-500keV)离子来轰击表面，由于离子离子来轰击表面，由于离子在膜材料中的穿透作用而获得改性的表面层。根据不同的过程参数，在膜材料中的穿透作用而获得改性的表面层。根据不同的过程参数，植入深度可在几纳米到植入深度可在几纳米到1um1um之间，而表面掺杂物的原子分数能高至之间，而表面掺杂物的原子分数能高至50%5

24、0%。此外，微孔玻璃膜也可用含氟等离子体蚀刻加以改善。此外，微孔玻璃膜也可用含氟等离子体蚀刻加以改善。2.3 上膜技术上膜技术图图5 5 错流上膜工艺错流上膜工艺 工业上常用的膜组件形式主要有五种：工业上常用的膜组件形式主要有五种：板框式板框式、螺螺旋卷式旋卷式、圆管式圆管式、毛细管式毛细管式和和中室纤维式中室纤维式。前两者使用前两者使用平板膜，后三者均使用管式膜。平板膜，后三者均使用管式膜。后三种膜组件的差别主后三种膜组件的差别主要在于所使用的管式膜的规格不同。要在于所使用的管式膜的规格不同。其大致直径范围为：其大致直径范围为：圆管式圆管式10mm；毛细管式；毛细管式=0.510.0mm；中

25、空纤维式；中空纤维式0.5mm。3 膜组件的设计膜组件的设计 板框式板框式是膜分离中最早出现是膜分离中最早出现的一种膜组件形式，外形类似的一种膜组件形式，外形类似于普通的板框式压滤机。它是于普通的板框式压滤机。它是按隔板、膜、支撑板、膜的顺按隔板、膜、支撑板、膜的顺序多层交替重叠压紧，组装在序多层交替重叠压紧，组装在一起制成的。一起制成的。 板框式膜组件的板框式膜组件的优点优点是；是；制造组装简单，操作方便，膜制造组装简单，操作方便，膜的维护、清洗、更换比较容易。的维护、清洗、更换比较容易。缺点缺点是：密封较复杂，压力损是：密封较复杂，压力损失较大，袋填密度较小（失较大，袋填密度较小（ 400

26、m）。目前其应用的领域）。目前其应用的领域为为 UF、 MF、RO、 PV、 ED。 3.1 板框式板框式 螺旋卷式螺旋卷式膜组件是用平板膜密封膜组件是用平板膜密封成信封状膜袋，在两个膜袋之间衬以成信封状膜袋，在两个膜袋之间衬以网状间隔材料，然后紧密的卷绕在一网状间隔材料，然后紧密的卷绕在一恨多孔管上而形成膜卷，再装入圆柱恨多孔管上而形成膜卷，再装入圆柱状压力容器中，构成膜组件。状压力容器中，构成膜组件。料液从料液从一端进入组件，沿轴向流动，在驱动一端进入组件，沿轴向流动，在驱动力的作用下，透过物沿径向渗透通过力的作用下，透过物沿径向渗透通过膜到中心管导出。膜到中心管导出。 螺旋卷式膜组件的螺

27、旋卷式膜组件的优点优点是：结构是：结构简卑。造价低廉，装填密度较高（简卑。造价低廉，装填密度较高（ 1000m2m），有进料分隔板。物料），有进料分隔板。物料交换效果好。交换效果好。缺点缺点是：透过液流动路是：透过液流动路径较长，难以清洗，膜必须是可以焊径较长，难以清洗，膜必须是可以焊接或粘贴的。目前其应用的领域力接或粘贴的。目前其应用的领域力RO、PV、NF、GP。 3.2 螺旋卷式螺旋卷式 管式管式膜组件是由膜组件是由圆管式的膜和膜酌圆管式的膜和膜酌支撑体构成。管支撑体构成。管式膜组件有式膜组件有内压型内压型和和外压型外压型两种运行方式。实际中多采两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内流入，透过液从管外流出。管用内压型，即进水从管内流入，透过液从管外流出。管式膜式膜直径在直径在624mm之间。之间。 管式膜组件的管式膜组件的优点优点是：料液是：料液可以控制湍流流动，对堵塞不敏感，易于清洗，膜组件可以控制湍流流动，对堵塞不敏感，