还原处理范文

还原处理范文（精选9篇）

还原处理 第1篇

6-硝基-1, 2重氮氧基萘-4-磺酸, 简称6-硝, 是黄色至棕黄色膏状物, 是一种重要的染料中间体, 用于制造酸性媒介黑染料和金属络合染料。6-硝生产过程的废水主要有两种:6-硝还原废水、1, 2, 4-酸氧体废水。6-硝还原废水主要来源于6-硝生产过程中还原转位工段, 此废水是萘系衍生物, 其组成复杂含多种有机物, 属于高浓度、高酸度、高含盐、深色度、难降解的有机废水, 是最难处理的染料废水之一, 很难采用一般的生化或物化方法处理[1,2]。目前6-硝废水的处理方法主要有吸附法、化学氧化法、混凝法、生化法, 应用较多的主要有两种:6-硝属于Lewis酸, 可以采用络合萃取法进行分离[3], 具有高效性和高选择性[4], 一般都使用N235/煤油体系进行萃取[5,6], 出水COD约600 mg/L, 但反萃液较难处理;另一种采用絮凝-Fenton试剂法处理1, 2, 4-酸氧体废水[7], 出水COD约600 mg/L, 但色度较深。文章采用二次Fenton-絮凝法处理6-硝还原废水, 出水COD约300 mg/L, 色度去除率达到96%。

1 实验

1.1 主要仪器和试剂

电动搅拌器;SHB-IIS型循环水式多用真空泵;电子分析天平;烧杯;数字酸度计;CLT-12型COD速测仪。

Fe SO4溶液 (30%) ;H2O2 (30%) ;Ca O (95%) ;Al2 (SO4) 3溶液 (20%) 。

1.2 6-硝还原废水指标

棕黑色, 酸值6.2, 含固率16%, 灰份8%, 色度19000倍, COD=18000mg/L。

1.3 实验方法

1.3.1 中和

分别称取100g水样, 搅拌加入Ca O, 调节不同的p H, 过滤, 测定各项指标。

1.3.2 Fenton-絮凝处理

分别称取100g中和滤液, 搅拌加原水调节不同的p H, 加一定量的Fe SO4溶液和H2O2, 静置, 反应结束后加Ca O调节p H, 加Al2 (SO4) 3溶液回调p H, 过滤, 测定各项指标。取一次处理后滤液, 用原水回调p H, 加一定量的Fe SO4溶液和H2O2, 静置, 加Ca O调节p H, 加Al2 (SO4) 3溶液回调p H, 过滤, 出水测定各项指标。

2 结果与讨论

2.1 中和过程p H的影响

用Ca O分别调节废水p H为7、8、9、10、11、12, 过滤。通过这组试验发现Ca O对废水有絮凝作用, 能带出一部分有机物, COD变化见表1。

从表中可以看出, p H=11或12时, COD去除效果最好, 但考虑两者相差不大, 所以选择p H=11过滤。

2.2 Fenton-絮凝的影响因素

经过中和过滤后的废水COD=12150 mg/L, 色度18000倍, 现采用Fenton-絮凝法进一步处理。

2.2.1 芬顿试剂氧化时p H

分别取100g中和滤液, 原水调节p H不同数值, 加1g Fe SO4溶液和1.5g H2O2, 静置, 加Ca O调p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液回调p H=7, 过滤, 结果见表2。

从表中可以确定, 最佳条件为p H=2.5, 此时出水COD和色度都最低。

2.2.2 Fe SO4溶液的投加量

每100g中和滤液, 调p H=2.5, 加不同量的Fe SO4溶液, 加1.5g H2O2, 静置, 反应结束后加Ca O调p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液回调p H=7, 过滤, 结果见表3。

从表中可以确定, 最佳Fe SO4溶液的投加量为1.0g, 加大量后, COD降低不明显, 但色度倍数增加较多。

2.2.3 H2O2的投加量

每100g中和滤液, 调p H=2.5, 加1.0g Fe SO4溶液, 加不同量的H2O2, 静置, 反应结束后加Ca O调p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液回调p H=7, 过滤, 结果见表4。

从表中可以看出, 随H2O2投加量的增多, COD和色度都降低, 1.5g以后效果不明显, 从节约成本上考虑, 确定H2O2投加量为1.5g。

2.2.4 氧化方式

Fenton反应主要是以亚铁离子为催化剂, 和H2O2发生一系列反应:

通过以上反应, 不断产生羟基自由基HO·, 使得整个体系具有强氧化性, 空气进入会减慢自由基的产生, 却加快H2O2自身分解, 所以选择静置氧化法, 可提高H2O2的利用率。

2.2.5 絮凝

氧化后的废水p H=2.0~3.0, 用Ca O中和产生沉淀, 但沉淀颗粒细小, 过滤时容易渗漏, 滤液放置一段时间后, 会出现返色, 从无色变成黄色。Al2 (SO4) 3溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物, 易于过滤, 从而自水中除去, 控制水的颜色。因为Al2 (SO4) 3溶液是弱酸性, 所以实验中采用Ca O调节废水p H=9~10, 再加入Al2 (SO4) 3溶液回调p H=7, 絮凝效果明显, 滤液接近无色, 且无微粒析出, 不返色。

2.2.6 二次氧化

经过一次氧化-絮凝, 确定处理100g废水最佳条件p H=2.5, Fe SO4溶液1.0g, H2O21.5g, 用Ca O和Al2 (SO4) 3溶液中和。出水COD=2050mg/L, 色度3100倍。二次氧化采用相同处理条件, 出水COD=300mg/L, 色度200倍。

3 结语

二次Fenton-絮凝法处理6-硝还原废水的最佳处理工艺:100g废水加Ca O调p H=11, 过滤;出水用原水调节p H=2.5, 加1.0g Fe SO4溶液和1.5g H2O2, 搅拌均匀后静置, 反应结束加Ca O调p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液调p H=7, 过滤;出水用原水调节p H=2.5, 加1.0g Fe SO4溶液和1.5g H2O2, 搅拌均匀后静置, 反应结束加Ca O调p H=9.5, 加Al2 (SO4) 3溶液调p H=7, 过滤。出水COD=300mg/L, 色度200倍, 去除率都达到96%以上, 大大提高可生化性, 是较好的预处理方法。

摘要：文章采用二次Fenton-絮凝法处理6-硝 (6-硝基-1, 2重氮氧基萘-4-磺酸) 生产过程中还原转位工段所产生的1-2-4酸母液, 确定了最佳处理条件。6-硝还原废水用石灰中和过滤, 原水调节p H, 经过一次Fenton试剂处理, 用石灰和硫酸铝作为絮凝剂絮凝过滤;出水用原水调节p H, 再次Fenton-絮凝处理, 出水COD从18000mg/L降低到300mg/L, 色度基本去除。

关键词：6-硝还原废水,中和,二次,静置,Fenton-絮凝

参考文献

[1]章杰, 张皆怡.我们染料工业的现状和发展[J].现代化工, 2000, 20 (1) :2-5.

[2]罗钰言.中国染料工业科技开发现状与发展对策[J].精细化工, 1996, 13 (6) :8-11.

[3]杨义燕, 孙彦.有机磺酸类化合物络合萃取研究[J].环境化学1998, 17 (1) :24-28.

[4]King C J.Handbook of Separation Process Technology[M].Rowseau R W, ed.New York:John Wiley&Sons, 1987, 760-774.

[5]原金海, 张敏.三辛胺/正辛醇/煤油体系络合萃取处理6-硝生产废水[J].工业安全与环保, 2011, 37 (4) :9-11.

[6]韩亚文, 祝万鹏, 杨志华.1, 2, 4-酸生产废水资源化技术研究[J].环境污染与防治, 2002, 24 (2) :3-6.

还原处理 第2篇

过滤、还原与重构是教师主动处理与教材关系的三种基本途径，这三者既紧密联系，又有一定的层次性，是一线教师追求有效课堂教学的三重境界。

过滤：重置教学的起点与目标

中职课程教学首先须强调教学内容的过滤，有其客观的因素。其一是，中职学生就学习能力与水平而言，无法接受一般难度以上的文化课与专业课教学；其二是，虽经多年改革，中职教材的学科化特征、理论化特征仍无法避免，存在诸多不适于学生的内容——过难的、过多的、无用的；其三是，中职专业的多样化分布，2010年教育部公布的中职专业新目录中专业数达到321个，这就意味着同样的课程如文化课教材，在全国范围内就有300多个差异化的培养目标群体。

过滤的过程实际上相当于“去、留”的过程。从课堂观察、分析以及教师的教学反思中可以发现，教学内容的有效过滤方法有三种。

第一种是整体性过滤。即教师根据教学大纲的基本要求，结合学生的实际，对部分过难、相对无用的章节进行删除，例如机械类专业与烹饪类专业的“数学”，在教学内容上可以有较大的区别，去除过多过难的教学内容主要目的是为了减少学生的学习难度，并为专业学习提供必要的支撑。

第二种是局部性的过滤。即针对具体的课堂，选择最基本的内容进行教学，从学生的认知基础出发确定教学内容。这种过滤的重点在于降低难度，保证学生“学的会”。

第三种是暂时性的过滤。专业课教材在内容的呈现方式上不少是罗列式的，例如机械制图中的线型，各种教材都同时介绍八种，教学处理时可以先选择其中的四种基本线型，把另四种线型过滤掉，到恰当的教学时点再另行介绍。

教师对教学内容进行恰当的过滤，实际上是重置了教学的起点与目标，通过过滤，教学的难度下降，教学的重点更加突出，使教学与学生的认知水平“相恰”。过滤的目的是保证教学内容对学生的适切性，反映的却是教师的新型学生观，即教学要关注的不仅是教材，更应关注的是学生的特点与需求。

还原：回归教学所需要的情境

从学生的认知特点与培养目标看，职业学校的学生无论是知识学习还是技能掌握都需要首先从感性认识出发，再上升到一定的理性，最后又回归到行业的实践，这“两端”恰恰是知识与技能产生与应用的情境。

因此，教师要对教学内容进行恰当的还原，使知识与技能回归原有的情境。这种还原针对中职生的实际而言有三个方面的作用：第一是“稀释”的作用，还原可以降低学生的学习难度；第二是“提趣”的作用；第三是“综合”的作用，在特定的应用情境下，学生易于把相关的知识与技能自然地融合在一起，从而较好地形成运用的能力。

从课堂观察与访谈分析来看，目前职教课程教学中运用得比较多且较为有效的还原方法有三种。

一是面向学生生活的还原。通过构建生活中的例子来适度还原知识与技能产生的情境，这样的还原能较好解决教学内容“趣”的问题。

二是面向行业实践的还原。即把知识与技能同行业实践关联起来，或是在真实的工作环境下的知识与技能学习，这样的还原能较好解决“用”的问题。

三是面向虚拟情景的还原。即利用现代媒体技术虚拟还原知识与技能学习的情境。近年来，职教领域充分重视“立体化”教材的开发，很多教材都配备了数字化光盘与相应的教学资源网站，这些教学资源为教师还原教学提供了新的途径，而且这样的还原低成本、高效率。

重构：体现教师的特质与价值

重构是指教师充分发挥自身的特长与创新精神，根据培养目标的要求以及学生的实际，重新构建特定的教学内容。

从大量实际使用的职教教材来看，与职业教育所需要的灵活性相比，在教学内容的组织方面仍存在一定的不足。

其一是应更多关注地方性。职业教育服务于地方经济，不同的地区经济发展水平不一，行业特点各异，同样是数控专业，有的地区主要生产大型机械，而有的地区基本生产小五金，企业的需要反映在教学内容上就是教学应据此做出调整。

其二是应更多关注学生需求。教材的逻辑起点是教学的培养目标，按照知识与技能的体系要求，较多考虑的是学生应该掌握什么，而较少考虑学生能够掌握什么以及想掌握什么，它更不可能快速适应不断变化的学生需求。

其三是应更多关注教师特点。职业学校教师尤其是专业课教师区别于其他教师的显著特征是“双师”特征，即他在专业上有独特的经验与特长。学生的专业课学习，既是向教师学——强调共性，也是向师傅学——强调个性，其中教师的“独特经验与专长”是职业教育中最有价值的部分，但是这一部分内容不可能在教材中得到体现。

因此，职业学校的课程教学中，教师有更多的重构教学内容的空间。从教师教学主体地位的发挥以及已有的实践成果看，教师重构教学内容有以下三个基本的价值取向。

一是企业需要的。即教师在研究企业，特别是当地企业需求的基础上重构教学内容，并有机地与相关课程的教学结合起来。

二是学生喜欢的。即教师充分地研究学生，根据学生的认知特点与兴趣重构教学内容以及教学内容的呈现方式。

还原处理 第3篇

1 几种常用还原吸收工艺介绍

1.1 SCOT工艺

SCOT工艺装置最早在1973年实现投产, 该工艺是由荷兰的Shell公司研发的一种制硫尾气处理工艺, 该处理工艺能够大大降低尾气的硫含量, 经该工艺处理过的尾气可以直接排放到大气中去。首先Claus尾气中的SO2、有机硫化物以及硫蒸汽等在燃烧炉中燃烧, 反应生成的氢气和一氧化碳与空气与Clause尾气混合, 当温度达到280摄氏度时, 进入加氢反应器, 在催化剂的作用下转化成硫化氢, 再由甲基二乙醇胺逆流接触吸收, 最后经焚烧炉焚烧后排放到大气。该工艺目前的技术发展较为成熟, 能够实现较高的净化率, 但是缺点是工艺流程复杂, 投入成本较高, 因此适用于大中型硫磺回收装置。

1.2 Super SCOT工艺

Super SCOT工艺装置于1991年正式投产, 该工艺就是在SCOT工艺的基础上采用二段再生和降低精贫液温度, 再生塔的上段负责浅度再生, 下段则进行深度再生, 部分贫液送至尾气吸收塔中作为吸收溶剂;部分贫液再生后重返再生塔顶部。该工艺能够使尾气中的硫化氢质量分数降低至10×10-6, 总硫质量分数低于50×10-6, 硫回收率高达99.95%。该工艺与SCOT相比, 蒸汽耗量减少了近三分之一, 但是设备的投资增加了30%。

1.3 RAR工艺

该尾气治理工艺是由意大利KTI国际动力技术公司开发而成的, 其工作原理与SCOT相似, 不同的是该工艺使用外供氢源, 加氢反应器入口原料器和出口原料器换热, 可以使燃料气完全燃烧, 提高硫的回收率;该工艺的急冷塔是由不锈钢制成, 采用注氨或注碱来防止发生腐蚀;此外, 该工艺吸收塔的溶剂选择自由, 工艺装置的酸性气负荷较低, 富液从吸收塔出来后也可作为半贫液再次利用, 大大降低了能耗。

1.4 HCR工艺

HCR工艺在无可用氢源的天然气净化厂中得到了普遍的应用, 该工艺是一种应用较为普遍的无需外供氢源的硫回收尾气处理技术, 该工艺由意大利Soirtec Nigh公司研发而成, 1988年实现了投产。该工艺具有较高的总硫回收率, 在Clause反应阶段使用少量的空气使硫化氢与二氧化硫的体积比增加, 有效降低了Clause尾气中需要加氢还原的硫化物的量, 残余的硫化物加氢转化需要的氢气可由燃烧炉内硫化氢分解来提供, 简化了操作流程, 降低了投入费用。

1.5 SSR工艺

SSR工艺由我国山东三围石化工程股份有限公司开发而成, 该工艺与SCOT工艺相比多设置了尾气加热器, 而不需要在线加热炉和配套的鼓风机等装置, 其工艺原理与上面几种工艺相类似, 在尾气加热器的作用下, 将含流化合物的Clause制硫尾气加热到300摄氏度, 进入加氢反应器, 再加入适量的钴钼作为反应催化剂, 加氢处理后尾气生成硫化氢气体。反应器中设计的化学方程式如下所示:

经过以上反应的制硫尾气在蒸汽发生器中产生0.354MPa蒸汽, 同时进入到低压蒸汽管网, 尾气中的部分热量被带走, 当温度降低到160摄氏度时, 进入急冷塔进行冲洗处理, 将机械杂质清洗掉;当温度降低到40摄氏度以下时, 进入吸收塔进行硫化氢吸收处理, 最后由烟囱排向大气。富胺液吸收硫化氢后在再生装置中可实现再生。

2 SSR工艺技术特点

首先, SSR工艺在整个尾气处理流程中, 不需要中间环节的外供能源加热设备, 只有制硫燃烧炉和尾气焚烧率, 其工艺过程更为简洁, 操作方便, 具有低能耗、低投入的优点。而且该工艺没有在线炉, 所以尾气处理系统中没有额外的惰性气体, 大大降低了尾气和污染物的排放量。第二, 该工艺采用的是外供加氢方式, 而且对氢源的纯度没有严格要求, 加氢反应器中的热源来源于烟气废热, 降低能耗。第三, 该工艺所使用的设备国产化高, 节省了尾气处理的投资费用。第四, SSR工艺设置了蒸汽过热器, 能够充分利用起高温余热和烟气的废热, 降低能耗。第五, 该工艺所采用的尾气吸收塔和尾气急冷塔是重合布置的, 节省了占地面积。第六, 该工艺的BMS系统自动化水平高, 而且安全性能好, 尾气燃烧炉可实现自动点火、断电保护等操作。

3 前景展望

SSR工艺在传统的尾气处理技术上得到了优化提升, 其高效率、低能耗、环保等特点符合我国的具体国情。在工艺研发初期, 只是在一些小型硫磺回收装置中应用, 随着工艺的不断改进创新, 其在大型硫磺回收装置上得到了应用, 并取得了良好的实践效果, 在大、中、小型装置上得到了推广。如今我国有大量以煤为原料的烯烃项目, 这些项目酸性气体中的硫化氢含量低, 如何降低有害物质的排放成为项目实施的关键, 采用SSR工艺技术能后解决环保问题, 例如河南水城3kt/a硫磺回收装置和中原大化集团公司的3.5kt/a硫磺回收装置, 取得了良好的效益, 今后SSR工艺技术将会实现更大的技术突破, 具有更广阔的应用前景。

结束语

我国原油工业和天然气工业迅速发展的同时带来了严峻的环境问题, 处理含硫原油、含硫天然气以及含硫原料深加工等都会给环境造成一定的影响, 因此如何对尾气进行处理, 减少有害物质的排放是值得研究的问题。还原吸收法硫磺回收尾气处理技术有多种, 随着技术的研发与创新, 取得了较好的应用与效果, 实际的尾气处理中, 根据实际需求来选择合适的处理工艺。

摘要：近年来, 随着原油和天然气资源的日益消耗, 其带来的环境问题引起了人们的关注, 为了满足环保要求, 国内外纷纷制定了限制硫磺回收装置烟气中二氧化硫排放量的相关标准要求。随着不断的实践研发与创新, 硫磺回收尾气处理技术取得了一定的进展, 多种还原吸收工艺应用到实际的尾气处理中去, 取得了良好的效果。本文首先介绍了几种常用的还原吸收工艺, 并强调了SSR工艺的特点, 最后对SSR系统的未来应用进行了展望。

关键词：还原吸收法,硫磺,回收尾气,技术进展

参考文献

[1]殷树青.LS系列硫磺回收催化剂的制备及应用[J].炼油技术与工程, 2006, 36 (10) :38-40.

还原处理 第4篇

好氧共代谢对DSD酸还原段生产废水的处理

在好氧共基质代谢作用下,采用SBR法处理DSD酸还原段的生产废水,考察了葡萄糖的.投量、水力停留时间及溶解氧浓度等因素对废水处理效果的影响.结果表明,投加葡萄糖可提高还原段DSD酸生产废水的可生化性,SBR适宜的工艺参数:葡萄糖投量为250 mg/L,pH值为6～7,水力停留时间为8 h,温度为36℃,MLSS为3 000～4 000 mg/L.在此参数下连续运行,对COD、NH4+-N、色度的去除率分别为83%、92%和87%.

作 者：孙力平严媛媛 冯雷雨 SUN Li-ping YAN Yuan-yuan FENG Lei-yu 作者单位：天津城市建设学院,环境与市政工程系,天津,300384刊 名：中国给水排水 ISTIC PKU英文刊名：CHINA WATER & WASTEWATER年，卷(期)：200622(17)分类号：X703.1关键词：工业废水 DSD酸还原段生产废水 SBR法 共基质 可生化性

还原处理 第5篇

关键词：多管还原炉,行走小车,故障处理

一、设备介绍

多管还原炉是公司2002年从美国Harper公司成套引进的500 t/a钼粉生产线, 用于钼粉二次还原的主要工艺装备。设备由炉体、炉管、燃烧系统、加料系统、进料系统、出料系统及翻料系统组成。装置共有18根炉管, 原料二氧化钼由加料系统装入料舟, 通过进料系统从炉管进料端被推入炉管, 在炉管内进行高温氢气还原后逐渐被推出到出料端。出料系统在炉管出料端将料舟勾出, 通过传送皮带送至翻料系统, 将还原后的钼粉从料舟中清出并收集。

进出料系统均布置一套炉前行走小车, 两套小车配置相同, 分别用于承载相应执行机构完成进料和出料动作。炉前小车控制架构如图1所示。

炉前小车电机由步进电机驱动。步进电机通过两套齿轮副同时驱动编码器和小车传动横梁, 传动横梁两侧两个齿轮与固定在轨道下方的齿条啮合传动, 驱动小车运行。传动路线简图如图2所示。

二、故障现象及处理

1.小车运行不平稳

小车运行不平稳, 迟缓、抖动、时走时停, 但最终能运行到指定位移。因为小车最终可以到达指定位移, 可以判断检测回路没有问题。首先应在小车运行时检查步进电机驱动器中STEP灯闪烁频率是否恒定。若STEP灯闪烁频率恒定, 则应检查驱动器至电机的接线, 判断是否存在传输过程中丢脉冲的情况, 对线缆在摇动状态下进行连通性测试和绝缘测试。若以上检查均无问题, 则考虑机械上运行阻力不均匀, 在电机掉电状态盘动小车, 调整两个轨道下方压紧螺栓预紧力, 清理轨道上方抛洒钼粉。若步进电机驱动器输出异常, 则应检查运动控制器工作状态, 故障是否在进出料端同时存在。若仅一侧出现故障, 则基本可排除运动控制器故障, 重点检查运动控制器与步进电机驱动器之间接线以及步进电机驱动器自身是否存在故障, 必要时使用替换法进行排除。

2.小车只很短位移即保护掉电

小车不能上电运行, 强行上电复位后仅走很短位移即保护掉电。以上故障的发生有两种可能, 一是小车过载, 二是电机与小车之间接线, 或电机端子接线处有短路或端子接错。针对过载同样可通过电机掉电手动盘动小车判断, 一般是由于小车轨道下方压紧螺栓是否拧太紧导致齿轮啮合太紧导致传动阻力变大。针对接线或线路问题, 可对线路进行测试, 同时对照图纸对电机接线端子进行复核, 由于端子间距较小, 重点检查端子之间线路是否有粘连。

3.小车实际运行位移与指定位移偏差较大

小车每次实际运行位移与指定位移偏差较大, 但解码器显示值与设定值吻合。首先判断是机械故障还是电气故障。简单的判断方法是将电机齿轮与编码器齿轮脱开, 将编码器摘出, 寻找一参照点正转指定圈数, 然后反转指定圈数。若反转指定圈数后解码器显示值与起初显示值一致, 则为机械故障。此时应重点检查电机齿轮与编码器是否啮合充分, 编码器齿轮与轴的连接是否松动, 键连接是否牢固, 电机齿轮与小车从动轮啮合是否充分, 小车从动轮与小车横轴连接是否松动, 小车主动轮与轨道齿条啮合是否充分, 压紧螺栓是否太松, 是否有滚齿现象发生, 以上齿轮是否完整, 是否有打齿现象发生。

若按照上述方法盘动编码器齿轮后解码器显示值不能复位, 则为电气故障, 电气单元存在丢脉冲的情况。根据以往经验, 复测解码器交流供电电压是否110 V, 直流供电电压是否为24 V, 特别注意不能将-24 V与地直接连通。采用替换法, 根据替换的难易程度及出现问题的概率大小, 首先用备件更换编码器, 若故障依旧, 则更换解码器, 若故障仍依旧, 则直接利用备用线缆进行试验。根据以往经验, 由于电磁干扰的存在, 即便连通性测试和绝缘测试均合格的线缆, 也会出现丢脉冲的情况, 分析认为主要原因是屏蔽电缆内三组双绞线中, 有一组或者以上的屏蔽层发生了破损或断裂, 使得脉冲传输过程中丢失。由于采用的是增量式编码器, 如果脉冲丢失, 直接导致解码器显示值与真实值不匹配。

4.小车发生跑车现象

小车在进舟或出舟动作未结束时, 异常运行, 发生跑车现象。多数情况下, 该症状起初出现在个别管, 随后出现故障的管数逐步增多。出现此种情况, 主要是由于小车上的执行机构 (如进料小车上的炉门气缸、推舟气缸, 出料小车上的炉门气缸、出舟机械手) 动作时, 小车在反作用力的作用下发生晃动。正常情况下, 小车在此过程中由步进电机的保持转矩 (上电不运行状态下的自锁力) 锁死。但由于长期运行磨损, 小车与轨道之间齿轮副的齿侧间隙变大, 或者压紧螺栓松动, 导致齿轮啮合松动错齿, 小车车架与轨道不垂直成微小角度, 根据力的分解原理, 此时执行机构动作时有沿着轨道的分力出现, 克服电机保持转矩带动电机转动, 电机传到给编码器及解码器, 最终传递给PLC。PLC根据位移变化误认为进料或出料过程已经结束, 进而发出指令传递到小车出现误动作。这是由机械故障引起的电气系统误动作。解决方法不能简单将小车目标位移范围放大, 因为这样会直接引起气缸撞炉管等事故发生, 而应从源头出发, 对磨损严重齿侧间隙大的齿轮副进行成套更换, 对小车与轨道啮合的齿轮副利用压紧螺栓进行调整, 经常利用经纬仪对轨道与炉管、小车与轨道垂直度进行测量, 杜绝进料与出料机构动作过程中反作用力沿小车轨道分力的出现。

5.小车行走运行动作紊乱

两台炉前行走小车运行均出现故障, 不动作或动作紊乱、故障随机出现。此故障一般伴随着出料端勾舟机械手驱动同时发生故障。根据历史经验最大可能为运动控制器的输入输出模块EVM32发生故障, 内部接口卡发生损坏, 可逐个对两个数字量接口卡、一个模拟量接口卡进行更换排查。在此情况下PLC与运动控制器的通讯出现故障, 故障变得随机而不稳定。

还原处理 第6篇

关键词：氧化还原电位,废水处理,IC反应池,工艺

混凝技术在水处理领域中是一项应用最广泛、最基础的技术。采用混凝技术去除水中的悬浮物, 常作为水处理工艺中的第一步, 也是后续处理工艺的基础。有事实表明如果水处理设计过程中, 确定科学合理的混凝工艺能够有效提高出水水质, 除此之外还能实现节约能源、缩减运行费用的作用。氧化还原电位 (ORP) 作为水处理中常用的水质综合指标, 可用来反映溶液体系的宏观氧化还原特性, 具有便于研制价格低廉、操作方法简单、检测结果迅速准确、并可实现动态在线监测等优点。然而目前氧化还原电位的影响因素仍然是限制ORP使用的重要原因。

1 氧化还原电位 (ORP) 测量原理

氧化还原电位即为液体接界电势差情况下氧化还原电对组成的电极电位和NHE的差值。为了测量氧化还原电位, 不同简单地按照其基本概念进行, 而是将氧化还原电位作为得失电子难易程度的度量。测量原理如下:以铂电极当测量电极, 以饱和甘汞电极当参比电极, 用p H仪得到极点之间的电位差。因此将ORP的测量转变成为电位差的测量。要想得到任意反应电对的准确测量值, 则必须要求有标准参比电极, 且参比反应是氢的氧化过程。考虑到现实因素, 氢电极的应用受限。选择铂电极当成测量电极是考虑到其很难和其他物质发生反应, 因此结果可信度更高。ORP的测量也可以理解为电位势能测量, 这是由于电路无法流经水溶液, 也正因为此, 通常不考虑电解作用产生的成分变化。溶液氧化还原电位随氧化能力按照一定比例增减, 呈现出显著线性。

2 工艺流程中氧化还原电位的变化

本次实验将某大豆蛋白工厂排出的废水作为研究对象, 其中污泥培养工作在实验期间已完成。实验所取废水主要由酸沉废水、萃取废水与冲洗废水组成。废水中包含较多蛋白质与油脂, 且有一定量无机酸与无机盐。污水排放适合生化处理, 由于大豆蛋白水的浓度很高, 因此选用厌氧, 好氧二级生物进行处理, 无需三级处理。相应工艺流程如图1所示。本次工艺采用的进水温度为40℃~55℃, 并用冷却塔与蒸汽加热器控制水温。

2.1 实验方法

将取样点分别设置在各个处理设备处, 包括调节池进出水口、总排放口、厌氧池出水渠、气浮池出水口、SBR进出水口等。利用聚乙烯塑料勺得到浅水的瞬间水样, 放置在玻璃瓶中, 确保水样将玻璃瓶充满, 与此同时进行p H、ORP、DO等的测量。完成上述测量以后, 把水样运送回实验室进行电导率的测试, 然后将水样p H调到2及以下。最后进行COD测量。p H值测量选择复合电极, 化学需氧量的测量运用重铬酸钾法, ORP的测量运用复合电极法。由于温度、COD、p H值、DO等均是ORP的重要影响因素, 本次实验也将记录上述各影响因素在工艺流程上的变化。

2.2 实验结果分析

(1) OPR变化特征分析

本次实验历时2个月, 取样之后测量COD的时间为5个小时。通过反复多次测量, 得到ORP的变化特征如图2所示。影响ORP各影响因素的随工艺的变化情况见表1。

通过上述数据的对比分析, 可知由调节池进口至出口, 氧化还原电位的数值由-138m V变化到84m V, 与此同时, 废水温度因为冷却塔的效果, 从46.3℃降至34.6℃。此调节池属于封闭式, p H值由3.66下降至3.6。原先附着于有机物上的离子在酸性条件下部分被释放, 使得K从3.22上升至3.43。由调节池出水口到气浮出口氧化还原电位的值降低了, 这主要是因为气浮池处于停止状态, DO被细菌消耗掉所致, 降低到3.31mg/I, 与此同时, 由于代谢旺盛, 温度有小幅上升。工艺流程中, 由气浮出口至加药提升间, ORP又上升220m V, 而此时p H值上升0.32, 由于加入了氯化铁, 因此K有所上升。由加药提升间至厌氧池的过程中, ORP又呈现出大幅下降趋势, 在此工艺流程中, 由于上一阶段产生较多低分子脂肪酸、甲烷等, 使整个环境表现出很强的还原性, 溶解氧几乎为0。三价铁离子均被还原为二价铁离子, p H值上升大约3, 温度上升4.5℃。由好氧进水至好氧出水的过程中, 氧化还原电位又出现很大的增量, 此时在曝气作用下溶解氧有所提升, COD有较大降幅。从好氧出口至排水池出口的过程中, 氧化还原电位有小幅度增量, 可能由于COD的进一步降解所致。

(2) 出水水质和氧化还原电位的关系

经过多次实验取样, 均呈现以下规律:化学需氧量越低时, 氧化还原电位越高, 二者有显著相关性。笔者进行相关系数的计算, 得出二者相关系数为0.94, 证明用氧化还原电位判断水质优劣是可行的。与此同时, 出水p H值和氧化还原电位的相关性很差, 相关系数只有0.29。

3 厌氧池上ORP的特性研究

在现有的厌氧废水处理过程中, ORP与产酸发酵阶段密切相关。IC反应器水力停留间隔短, 运行稳定性优秀, 且具有占地面积小、节能等优点。然而IC反应器相比其他反应器 (例如UASB) 细微固体颗粒较多, 使后续处理压力增大。而且IC反应器出水SS浓度容易受到产气率的影响, 因此只有有效控制产气率方可提高水质。在厌氧废水的处理过程中, 氧化还原电位时刻发生着变化, 下文将针对ICASB厌氧反应器中ORP的变化特性进行研究。

3.1 实验装置

该实验选用ICASB厌氧反应器, 由上下两个反应区共同构成。其中反应池的内壁运用环氧树脂实现防腐作用, 反应器尺寸为8.8×8.4×13.5 (长、宽、高) 。反应池的池体在竖直方向布置了六个取样口, 且垂直高度分别为0.5m、2m、4m、6m、8m与10m。出气管道共包含8根提升管与四根下降管。该ICASB厌氧反应池的结构示意图如图3所示。

3.2 实验过程

本次实验将四号池与五号池作为研究对象, 二者表现差异大, 前者运行情况良好, 后者相对较差。布置取样点时在高度方向设置1号~6号总共六个取泥管。将样品倒进胶桶内, 并记录此时的氧化还原电位、温度与p H值。并现场取样10L送到实验室中。在实验室完成电导率测试, 测试前应将样品首先摇匀, 并用两桶将泥样取出。完成MLSS与MLVSS的测量过程。最后一步是针对COD的测试, 因为实验中底部取样点污泥浓度相对大的多, 且样品溶液量不多, 因此采用窗纱过滤的方式进行取样, 获得上层清液。影响ORP各因素的测试均采用上一章介绍的方法。

3.3 实验结果分析

(1) 厌氧池高度上ORP变化特征分析

考虑到不同反应器内的物理、生化环境有很大区别, 因此相应的氧化还原变化特性也会出现不同结果。为此, 本次实验选取了四号与五号两个厌氧池内的氧化还原电位变化特征, 并标注为ORP1与ORP2, 实验时需要控制两个厌氧池的入水口水质与流量均保持一致。实验结果如图4所示。

从图4可以看出, 在控制四号池与五号池进水水质与水流量一致的情况下, 两个池子里氧化还原电位的变化趋势截然不同。其中四号池中氧化还原电位随着高度上升而不断下降, 下降大约20mv, 但是五号池随着高度升高, ORP却呈现出先升高, 后下降, 最后又大幅上升的趋势。产生二者截然不同变化趋势的原因分析如下:

四号池中温度大约提高3℃, p H值也有所提高, 这均是使ORP持续下降的原因。因为产甲烷的菌群占据了主导地位, 其代谢方式主要是还原反应, 所以产物大多为甲烷、氢气、脂肪酸等, 对降低ORP有一定贡献。五号池出现ORP下降的原因与四号池相同, 其中出现上升趋势主要由于产酸菌占优势所致。出现产酸菌占优势处的气闭性较差, 还原性气体大量挥发。

如图5所示为ORP与COD去除之间的关系, 可见二者相关性良好, 变化幅度大致相同。4号池与5号池相比COD去除效果更佳, 考虑到是由于氧化还原电位下降, 使甲烷占优势。为了确保良好的厌氧池COD去除效果, 应使ORP持续下降。

除此之外, 进水中不同有机物的浓度将使ORP有较大变化, 随着进水有机物浓度的提升, ORP不断下降。然而出水中有机物浓度和出水氧化还原电位相关性较差, 因此ORP无法作为评价厌氧出水水质的依据。氧化还原电位与厌氧池高度上温度、酸碱度、COD相关性良好。

结语

由于影响ORP的因素较多, 本文从废水处理工艺流程与ICASB厌氧池高度上进行ORP变化特征的研究, 总结出工艺出水COD和ORP相关性良好, 出水p H和ORP相关性较差;氧化还原电位在高度下降过程中比其沿池体高度有升有降处理效果更佳, 且在厌氧池高度上氧化还原电位和温度、酸碱度、COD均有良好相关性, 因此实践中可以通过ORP曲线进行污泥活性等的判定。

参考文献

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还原处理 第7篇

1 原有SRB控制方法不适应性分析

硫酸盐还原菌( SRB) 广泛存在于钻井泥浆、地层矿物质、污垢以及一些驱油表面活性剂中,这些物质会随原油一起携带到地面,地面原油在脱水处理过程中不会将这些杂质分离,长时间积累就会在油水界面处形成过渡层。使得管道容器腐蚀状况日趋严重,加之没有一个统一的关于SRB的控制及处理标准,严重影响了联合站电脱水器的正常运行和污水回注水质量。

经现场实验,虽然大量污水经污水站前端暴氧处理,在很大程度上能够抑制SRB的繁殖,但氧气不能杀死SRB,这就使得SRB的处理方法及处理后SRB的含量标准的制定显得尤为重要。

2 硫酸盐还原菌( SRB) 繁殖的适宜环境条件

2. 1 显微镜下硫酸盐还原菌( SRB) 的形态

SRB是厌氧型细菌,为脱硫弧菌,以裂殖方式繁殖,在密闭工艺及缺氧条件下可以迅速生长。硫酸盐还原菌( SRB) 的生长周期大约10 d,0 ~ 2 d为迟滞期,此时生长速度较慢,2 ~ 4 d为对数生长期,这一阶段菌群大量繁殖,而4 ~ 10 d为衰亡期,这一阶段菌群代谢迟缓或大量死亡( 图1) 。

2. 2 温度和p H值对硫酸盐还原菌的影响

硫酸盐还原菌( SRB) 繁殖的生态幅为20 ~50 ℃ ,温度为40 ℃ 时细菌生长达到最大状态,为生长最佳温度( 如图2) 。当p H < 4 或p H > 13 时硫酸盐还原菌( SRB) 基本不生长,当p H为8 时,细菌的生物量达到最大值,因此,SRB最适宜的p H为8( 如图3) 。

2. 3 聚合物浓度对SRB生长的影响

聚丙烯酰胺作为SRB生长的惟一碳源,为其物质和能量代谢提供营养物质。相对分子质量为3 500万的聚丙烯酰胺作为碳源在浓度为400 ~ 800mg / L时,SRB的生长状况最好,而分子量为1 600万的聚丙烯酰胺在浓度为400 ~ 1 000 mg /L时生长最好,当浓度低于或高于这个范围时细胞生长比较缓慢。可见当水解聚丙烯酰铵的浓度在400 ~ 800mg / L之间较适宜SRB的生长。

2. 4 硫酸盐还原菌( SRB) 繁殖的适宜环境条件

硫酸盐还原菌( SRB) 其生长温度属于中温性( 20 ~ 50 ℃) ,40 ℃为最适温度; 温度过高或过低都会使其停止生长。最佳生存的p H为8,当p H≥13或p H≤4 细菌生长会受到抑制。水解聚丙烯酰胺的降解产物也可作为细菌生命活动的营养物质,反过来营养的消耗可促进聚合物的降解。研究表明SRB在水解聚丙烯酰胺浓度400 ~ 800 mg / L的环境中大量生长繁殖。另外该菌个体微小、繁殖迅速、数量巨大、代谢能力强、速度快、易于突变,较其他生物更易适应环境。

3 SRB对地面设施的危害分析

研究认为,SRB腐蚀主要还是由于氢化酶的作用,有些细菌中的氢化酶可以把氢直接氧化成水,而SRB的氢化酶可在金属表面上的阴极部位把硫酸根生物催化成硫离子和初生态氧,初生态氧在阴极使吸附于阴极表面的氢去极化而生成水,硫离子又与管壁表面的铁及铁化合物在一定条件下生成Fe S,覆盖于管壁等的表面,形成一种保护膜,这种膜易发生变质而疏松、脱落进入系统介质中,进而存在于沉降罐、电脱水器等容器的油水过渡层中,严重影响污水沉降效果和脱水设备的正常运行。

过渡层的存在,占据了污水沉降罐大量的沉降空间,降低了大罐除油效果,水质达标率下降。硫化亚铁的存在可使破乳剂配方逐渐失效,严重影响乳状液的油水分离。过渡层中的SRB代谢产生大量的活性黏液,该种活性黏液是一种较好的乳化剂,由于大量的活性粘液残留在过渡层中,使得沉降罐内的老化油稳定性增强,在进行老化油回收过程中影响破乳剂的脱水效果。由于SRB本身呈负电性,同时过渡层中含有大量的硫化物,该硫化物具有较强的导电性,在回收沉降罐内的老化油时会使电脱水器的脱水效果急剧下降,常常使电脱水器电场不稳或击穿,影响电脱水效果。为了保证外输原油的含水指标,不得不将其直接放入污水沉降罐或污水回收池中,最后形成恶性循环,增大原油脱水成本。

4 过渡层中SRB的控制标准

研制新型杀菌剂以喇嘛甸油田某污水站一、二次沉降罐为试验点。了解现有杀菌剂对大罐污水的影响,对过渡层的影响,制定标准。

4. 1 标准一 加药点前移

通过大量的实验及实验数据分析,SRB的主要繁殖场所在一次沉降罐和二次沉降罐,由此我们确定杀菌剂的最佳加药点在一次沉降和二次沉降前。该污水站污水系统原杀菌工艺加药点在滤后水汇管处,进行工艺改造后,加药点前移至一、二次沉降罐前端。喇嘛甸油田某污水站2013 年5 月22 日~ 6月4 日,两座二次沉降罐投加杀菌剂130 kg /d。2013 年6 月4 日聚喇360 污水系统加药流程工艺改造,两座一次沉降罐增加两处进口加药点,实现加药点前移和单罐加药工艺。2013 年6 月7 日~ 7 月10日聚喇360 污水站一次、二次沉降罐每隔3 d进行间歇投加杀菌剂650 kg。同时继续调整一沉水位控制收油。

4. 2标准二 过渡层加入界面消除剂( HLX-110B)

以喇嘛甸油田某污水站过渡层的样品为试验,针对过渡层加入界面消除剂( 药剂具有压缩过渡层,使过渡层变薄的功能) 。图4 从左到右分别向以上四个比色管中加入四种界面消除剂,分别为HLX-110A、HLX-110B、HLX-110C、HLX-110D。分析实验结果,过渡层中加入HLX-110B后,使过渡层变薄,其中的杂质几乎全部聚集到液面上方,同时下层液的水质较清。HLX-110B脱水量大、脱出水水质好、对过渡层压缩效果最好( 图5) 。

4. 3 标准三定期交替使用不同的破乳剂配方

根据胶态颗粒稳定的乳状液的化学破乳原理,可采取使硫化亚铁胶态颗粒变为油润湿或水润湿而使其转到油相或水相中的方法来防止油水过渡层的生成。实际应用中常出现因少数种类硫化亚铁颗粒在油水界面上滞留而导致乳剂配方逐渐失效的问题,为此需要定期交替使用不同的破乳剂配方以抑制少数种类硫化亚铁颗粒在油水界面上的富集。

5 结论

沉降罐过渡层主要成分为硫酸盐还原菌( SRB) ,严重腐蚀管道,使过渡层具有较强的导电性,影响污水的沉降效果。通过对污水处理及地面系统开展SRB控制和过渡层处理方法研究,确定了SRB的控制及过渡层的处理标准,最终实现油田回注水质基本达标。

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还原处理 第8篇

煤炭生产排放大量废水，每生产1 t煤，破坏水资源高达2 m3～3 m3。我国煤炭产量巨大，但人均水资源量匮乏。随着社会发展，煤炭生产量增加，大量采煤废水肆意排除，加剧了水资源紧缺现状。同时排出的废水进入环境后，对地表水资源及地下水资源造成二次污染，破坏生态环境的同时，影响作物、水生动植物生长甚至人类自身的健康。由采煤废水任意排放造成的诸多影响中，酸性煤矿废水(Acid Mine Drainage,AMD)所产生的问题最为严重[1]。酸性煤矿废水是物理，化学，生物作用综合形成的结果，过程复杂，主要涉及煤层中夹杂的硫铁矿经过一系列氧化、水解等化学反应[2,3]。酸性煤矿废水具有酸度大，浊度高等特点，分散于其中的固体悬浮物粒度较细，表面常带有较强负电荷[4]。酸性煤矿废水可分为含铁酸性和不含铁酸性两大类。含铁酸性煤矿废水主要具有以下水质特征:1)氢离子含量高，p H<6;2)阳离子以铁、钙、镁、锰等为主;3)阴离子污染物主要由硫酸根、氯离子等组成;4)悬浮物较多，包括煤屑、岩粉和粘土等细小颗粒物;5)含有各种有害重金属离子，如汞、锡、铬、铅、砷、锌等，对生物及人体本身健康影响危害极大[5,6,7]。

煤矿酸性废水常用的处理方法包括沉淀法(中和沉淀、硫化物沉淀)、粉煤灰吸附法、人工湿地综合处理、功能微生物修复等。其中功能微生物修复主要以硫酸盐还原菌SRB为主。SRB可通过对硫酸盐的生物还原反应，将硫酸根还原为硫化氢气体，同时产生的硫化物还可与重金属结合，形成金属硫化物沉淀，去除废水中有毒有害重金属离子。SRB法处理煤矿酸性废水成本低，一举多得，可操作性强，无二次污染，因此，受到水处理及环境保护工作者广泛关注，是酸性煤矿废水处理技术研究的前沿课题[8]。本研究通过实验室模拟实验考察了温度对SRB处理煤矿酸性废水的影响。

2 实验材料与方法

2.1 实验用水及菌种来源

实验所用原水水样参照以往大量采样水质分析结果配制。配水时主要模拟煤矿酸性废水中以下几个重要离子:Ca2+,Mg2+,SO42-,Na+,Cl-,Mn2+,Fe2+，具体浓度详见表1。采用葡萄糖作为硫酸盐还原菌碳源。

mg/L

实验所用两株纯菌是以西安市某污水处理厂二沉池回流污泥为菌源，经过驯化、富集分离纯化而得，分别命名为SRB1和SRB2。

2.2 实验设计

采用实验室静态模拟实验方法，以250 m L医用葡萄糖瓶作为反应器。配制上述模拟硫酸盐煤矿酸性废水，将富集后的SRB1和SRB2均以接种量20%接种至不同反应器瓶内。抽真空后，用凡士林密封瓶口，保证绝对厌氧环境。置于恒温培养箱中培养。

实验共设两组，一组为SRB1，另一组为SRB2，控制恒温培养箱温度，考察不同温度(10℃，20℃，30℃)对处理效果的影响。

2.3 测试方法

水样处理效果以硫酸根浓度及去除率表征，硫酸根浓度采用离子色谱法测定;菌体生长情况采用菌体值法测定:取一定体积反应液体，高速离心5 min(12 000 r/min)，弃去上清液，加入超纯水冲洗稀释底部菌体，分散均匀后采用分光光度计420 nm比色。

3 结果与讨论

硫酸盐还原菌SRB一群偏性嫌气性细菌，可在无氧状态下以某些机物作为电子供体，硫酸盐作为电子受体生长代谢。温度对SRB的代谢活性和生长速度起决定性作用。SRB可分为嗜热菌和中温菌两大类，目前研究大部分以中温菌为主。实际生活生产中，煤矿酸性废水水温会随季节交替，天气变化而发生改变，但均在10℃～30℃范围内变化。因此本研究采用模拟实验的方法考察了10℃，20℃，30℃对SRB处理生长及处理效果的影响。

恒温培养过程中硫酸根浓度及相应去除率变化如图1，图2所示。SRB1和SRB2的生长情况如图3，图4所示。由图1～图4可以看出，随着温度升高，SRB1和SRB2 OD值增大，相应的硫酸根(SO42-)浓度降低;在实验所选10℃～30℃范围内，温度越高，SRB生长越好，菌体浓度升高，SO42-剩余浓度越低，降解率越高。SRB1在10℃，20℃，30℃温度下对SO42-的最大去除率分别为:31.7%,78.4%和91.7%。SRB2在10℃，20℃，30℃温度下对SO42-的最大去除率分别为:27.6%,72.6%和89.9%。可见SRB1的处理效果略高于SRB2。

SRB具有生长力强、生长速度快、有广泛的基质谱、含有不受氧毒害的酶系、有较强的生存能力和适应环境变化的能力等重要生理特征。并且硫酸盐的存在能促进SRB生长，但不是其生存和生长的必要条件。在硫酸根匮乏时，SRB可以通过进行缺少SO42-参与的其他代谢方式生存、生长;但如果环境中硫酸盐足量，由于硫酸盐还原反应产能水平更高，SRB代谢方式立即发生转变，转为以SO42-为电子受体氧化有机物维持生命活动[9]。

硫酸盐还原菌SRB的生长是微生物体内一系列生物化学及酶反应的有机组合，温度是反应的必需条件。温度对微生物生长具有极其重要作用。在一定温度范围内，随温度升高，细胞生长速率增大，因此10℃，20℃，30℃三种温度下，随着温度升高菌体生长越好，对SO42-去除率也相应增加。SRB1和SRB2均在30℃时为最佳生长温度;当试验温度低至20℃时，硫酸根(SO42-)去除率略有降低，生物还原作用减弱;5℃时，SRB代谢活性受到抑制，SO42-的降解率大幅降低，仅有一定的去除效果。

4 结语

实验结果表明:对实验所用SRB1和SRB2，在10℃～30℃范围内，温度越高处理效果越好，30℃时处理效果最好，SO42-去除率分别为91.7%和89.9%。温度降至20℃时，硫酸根(SO42-)去除率略有降低，生物还原作用减弱;5℃时，SRB代谢活性受到抑制，SO42-的降解率大幅降低，去除率只有31.7%和27.6%。此外，在10℃～30℃范围内，温度升高有利于SRB1和SRB2生长。

摘要：基于SRB法处理煤矿酸性废水成本低,无二次污染的事实,通过采用实验室静态模拟的方法考察了不同温度对硫酸盐还原菌处理煤矿酸性废水的效果,以期有效治理采煤废水污染,保护生态环境。

关键词：温度,SRB,采煤废水,实验材料

参考文献

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还原处理 第9篇

金刚石工具被广泛应用于硬脆材料(如石材、陶瓷、珠宝、硬质合金、半导体晶体和磁性材料等)加工和地质钻探的切割、磨削及钻孔等[1,2,3]。除金刚石磨料之外,胎体材料是金刚石工具不可缺少的组成部分,其对金刚石能否充分、有效地发挥加工性能起着决定性的作用。金属基金刚石工具中,钴基胎体的综合性能最好[4,5],具有良好的高温硬性、韧性好、自锐性好和对金刚石的湿润性好等特点,但钴是一种稀有且昂贵的金属,全球储量极其有限,因此,寻找它的替代品势在必行。铁和钴同处Ⅷ族,许多性能与钴相近,铁资源丰富且价格便宜,是十分经济的胎体材料,因此国内外金刚石工具生产企业一直在研究开发以铁基代替钴基的途径[6,7]。

铁粉的活性很大,容易吸附空气中的水蒸气而氧化失效,进而影响烧结质量,使获得的节块达不到使用要求。为了减少过量氧含量对铁基胎体性能的影响,笔者采用“预压-还原-热压烧结”和“预压-热压烧结”两种工艺制备了铁基胎体烧结体,分析了预压块还原处理前后含氧量的变化,研究了预压块的还原处理对烧结体体积密度、洛氏硬度、抗弯强度和耐磨性等性能的影响,获得了一种制备高性能铁基胎体的有效方法。

2 试验方法

2.1 试样的制备

试验原材料的主要成分为铁镍钴,其中铁的含量为60～90 wt%。先将粉料压制成一定形状的预压块,记作Fe-0。还原设备为TH-BLF200型还原炉,还原温度为600 ℃和700 ℃,预压块经过还原处理后获得还原块,分别记作Fe-600和Fe-700。烧结设备为SM-80S3型热压机,压制压力为35 MPa,烧结温度为815 ℃,保温时间为4 min,烧结试样的长宽高为30 mm12 mm5 mm,所得的烧结体试样分别记作Fe-0-815、Fe-600-815和Fe-700-815。同时,为了进一步证明预压块的还原处理对胎体性能的影响规律,选用烧结温度为865 ℃,采用同样的烧结方法,制备同样尺寸规格的烧结体,所得烧结体试样分别记作Fe-0-865、Fe-600-865和Fe-700-865。试样的制备流程如图1所示。

2.2 分析和表征

用LECO RO400型氧含量测试仪测试预压块和还原块的含氧量。用HR-150A洛氏硬度计和CMT-4303型电子式万能试验机分别测量试样的表观硬度和抗弯强度。用日本S-3400N-II型扫描电子显微镜(SEM)观察抗弯试样断口的微观形貌。

试样耐磨性试验采用接触磨料磨损试验方法测量,试验设备为DHM-2型磨耗比测定仪试验机。主轴线速度为30 m/s,加载压力为300 g,磨料为棕刚玉,砂轮型号为A46P5V,测试时间为2 min。耐磨性的评定方法采用失重法进行评定,用试样试验前后的重量差来表示磨损量,每组试样取5个,磨损量为平均值。

3 结果与讨论

3.1 预压块的还原处理对氧含量的影响

图2为原料预压块和经不同还原温度处理过的还原块的含氧量对比图。由图2可知,通过还原处理后,还原块中的氧含量明显降低。试样Fe-0的含氧量为0.62887 wt%,当预压块经过600 ℃还原处理后,试样Fe-600的含氧量降低了32.88%;当经过700 ℃还原处理后,试样Fe-700的含氧量降低了43.62%。这是因为在还原过程中,原料中的氧化物被氢气还原为金属单质,降低了氧含量。当还原温度较低时,氧化物不能有效被还原,此外,还原处理后铁单质不能稳定存在,资料显示[8],温度高于710 ℃,Fe能稳定存在,在680 ℃～710 ℃之间,FeO稳定存在,低于680 ℃,则主要是Fe3O4,故在室温状态下,铁单质容易氧化,使得还原块的氧含量增加。由于排除了较多的杂质氧,胎体的烧结性能得到改善,从而将会提高烧结体的综合性能。

3.2 预压块的还原处理对胎体性能的影响

3.2.1 预压块的还原处理对烧结体断口形貌的影响

图3所示为预压块还原处理后在不同温度下经热压烧结的胎体的断口形貌SEM照片。由图3可知,不同条件下获得的烧结胎体的晶粒尺寸都比较均匀,没有发生异常长大现象。在热压烧结温度为815 ℃时,试样Fe-0-815的孔洞较多,组织疏松,韧窝数量少,这是由于预压块的含氧量较高,氧化物杂质较多,从而阻碍烧结进行,主要表现在对元素扩散的障碍。试样Fe-600-815和Fe-700-815的韧窝数量明显增多,致密度增加,晶粒分布更加均匀,晶粒尺寸有长大现象。这可能是由于还原处理起了两种作用,其一,减少氧含量,有利于粉料的烧结;其二,粉料的预烧结作用,排除了预压块中的多数添加剂,增加了还原块的烧结性能。当热压烧结温度为865 ℃时,试样Fe-0-865、Fe-600-865和Fe-700-865的晶粒得到进一步长大,这是由于随着烧结温度的升高,颗粒聚集再结晶现象加剧,使得晶粒长大。试样Fe-600-865和Fe-700-865较试样Fe-0-865致密,且三者的致密度都高于815 ℃时的烧结体。由粉末冶金烧结理论[9]可知,烧结颗粒间界面通过相互扩散和再结晶形成晶界,晶界向两边颗粒内移动,使颗粒合并,发生颗粒间聚集再结晶,从而使晶粒长大,随着烧结温度的升高,晶粒明显长大。

3.2.2 热压烧结温度为815 ℃时,预压块的还原处理对烧结体性能的影响

表1列出了烧结温度为815 ℃时,烧结试样的体积密度、洛氏硬度、抗弯强度和磨损量的测试值。由表1可知,预压块经过还原处理后,烧结体的体积密度有所增加,试样Fe-0-815的体积密度仅为7.578 g/cm3,试样Fe-600-815和Fe-700-815的体积密度分别增加了1.07%和1.11%,这是由于预压块经过还原处理后,还原块的氧含量明显降低(由图2可知),使得还原块的烧结性能优于未经还原处理的,此外,普通热压烧结过程中,由于烧结气氛和节块空隙中存在氧化性气体,容易使结合剂粉末产生氧化,降低金属粉末的表面活性,对于Fe基结合剂而言,更容易受到此类影响。于是在同样烧结工艺下,由还原块获得了较高密度的烧结胎体。试样Fe-0-815的抗弯强度为1.78 GPa,试样Fe-600-815和Fe-700-815的抗弯强度分别增加了14.04%和23.03%,由于预压块在还原处理过程中,单晶粒逐渐长大,粉末局部产生预烧,从而使其烧结过程进行得更加充分,有效地提高了胎体的组织均匀性,使得抗弯强度增加。硬度与材料的塑性通常成反比关系,故试样Fe-600-815和Fe-700-815的洛氏硬度值较试样Fe-0-815的有所降低。试样Fe-0-815的磨损量较高,为3.69 g,试样Fe-600-815和Fe-700-815的磨损量分别为2.84 g和2.67 g,分别降低了23.04%和30.35%。表明预压块经过还原处理后,烧结体的磨损量减少,胎体的耐磨性提高了。

3.2.3 热压烧结温度为865 ℃时,预压块的还原处理对胎体性能的影响

表2所列为预压块在热压烧结温度为815 ℃和865 ℃、以及还原块在热压烧结温度为865 ℃时,烧结试样的性能指标。由表2可以看出,当升高热压温度时,试样Fe-0-865的体积密度、洛氏硬度和抗弯强度分别比试样Fe-0-815的增加了0.13%、0.90%和2.25%,其磨损量降低了12.74%,表明适当地升高烧结温度,烧结体的性能会变好,但变化程度不大。根据粉末冶金烧结理论[9]可知,由于随着烧结温度的升高,烧结的主要过程进行得更加充分,使得孔隙尺寸和孔隙总数逐渐减少,因此使得烧结体的综合性能改善。由表2还能看出,热压烧结温度为865 ℃时,对比试样Fe-0-865,试样Fe-600-865和Fe-700-865的体积密度分别增加了0.923%和0.698%,抗弯强度分别增加了19.78%和10.99%,磨损量分别降低了16.15%和2.80%,洛氏硬度也表现了降低趋势,烧结试样性能的变化规律与3.2.2节一致,从而进一步证明了预压块经过适当的还原处理后,能获得综合性能更加优异的烧结体,这对提高金刚石工具胎体性能具有现实意义。

4 结论

本文采用了传统的“预压-热压烧结”工艺和自己设计的“预压-还原-热压烧结”工艺制备了金刚石工具胎体,对试验结果进行分析后得到如下结论:

(1) 由预压块和还原块获得的烧结胎体的晶粒尺寸都比较均匀,没有发生异常长大现象,还原块热压烧结胎体的致密度高于预压块。

(2) 原料预压块经过600 ℃和700 ℃还原处理后,试样的含氧量分别降低了32.88%和43.62%。

(3) 当热压烧结温度为815 ℃时,预压块直接烧结获得的烧结胎体的体积密度、抗弯强度、磨损量和洛氏硬度分别为7.578 g/cm3、1.78 GPa、3.69 g和111.3;预压块经过600 ℃和700 ℃还原处理后,烧结胎体的体积密度、抗弯强度和耐磨性等性能都得到提升,硬度呈现了下降的趋势。当烧结温度为865 ℃时,烧结胎体的性能指标也表现了同样的变化趋势。

参考文献

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