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生物质液化技术十篇

发布时间:2024-04-25 22:49:44

生物质液化技术篇1

据现场技术负责人、青岛科技大学教授李建隆介绍,生物质热裂解液化工业化技术难度很大,被公认为是世界性难题。如厌氧投料、快速热裂解、热碳降温、气固分离、烟气净化及重油挂壁等,长期困扰着热裂解工业化的技术进步与

发展。

今天(28日)投运的生物质热裂解液化自动化生产线,于2011年7月开建,今年7月投入调试运行。每小时投料达1.5吨,年处理能力1万吨。产能、产品质量与运行的连续可靠性达到设计指标。这里将逐步建成生物质能转化技术的科研、生产、制造、推广示范基地。

李建隆介绍说,生物油是一种用途极其广泛的新型可再生清洁能源产品,加工后可用于锅炉、柴油机、涡轮机等;同时,还可从中提取高附加值的化学品,如经分馏可得到香料、溶剂、树脂等,并可制取多酚、化肥、农药和一些满足环保要求的产品。

生物质炭疏松多孔、灰分低、含硫量低,有着良好的燃料特性;在冶金业可用做炼制的还原剂,熔炼的生铁具有细粒结构、铸件紧密、无裂纹等特点,适于生产优质钢;通过深加工可制成橡胶行业碳黑替代品;还可用于有色金属冶炼,尤其是制成活性炭后,可广泛用于化工、医药、环保等领域。

据介绍,吉林省颐民宝新能源开发有限公司技术团队历经13年研发与攻关,目前已获得“快速热裂解技术取生物质油的方法”等数项专利,掌握了高效生产生物油的核心技术,解决了诸多科学与工程技术难题。热裂解反应器使用自身产生的燃气加热,不需要其他化石燃料。整套装置不排放任何污染物,洗涤塔底的含炭重油与裂解过程产生的含油污水、部分炭,按一定比例研磨成油炭浆(自主研发的一种新型燃料),可作为锅炉燃料使用及生物质发电;生产线采用在线监测,自动化控制,操作方便,安全性强。

该公司采用改进型真空移动流化床,解决了粉料快速加热、物料易产生堵塞、高温下裂解管使用寿命短等技术难题;他们研发的油气净化工艺,攻克了生物油中细微碳粒去除、高温生物质炭冷却和裂解气冷凝等一系列工程技术难题,使生物质热裂解液化技术迈上了一个新台阶。

吉林省颐民宝新能源开发有限公司董事长平贵杰说,缓解对石化燃料的依赖,开发利用再生能源已是全球的必然趋势。我国生物质资源主要是农业废弃物,虽然丰富,但资源分散,收集和运输困难,加上季节性强,以及秸秆密度低、体积大,大量存储和运输极其困难,是国内不少生物质发电厂难以保证全年正常运行的原因之一。因地制宜利用当地生物质发电,市场前景广阔。我们拟在全国范围内与多家生物质发电站联合合作,为电厂提供热裂解生产的生物质燃料。

对此,平贵杰称,将建立区域性农业秸秆热裂解产业集群,以及生物油精制及生物质炭的深加工中心站,解决秸秆焚烧造成的环境污染,增加农民收入,形成可再生能源产业链。“为解决好原料供应问题,我们还瞄准了‘能源林’。借助国家当前大力推广能源林建设的契机,在河北获批了2万亩荒山荒地用来开发能源植物,还将云贵川等地规划在荒山、荒地上种植能源树种。这既是储备,也是对秸秆之外原材料的补给。”平贵杰称。

生物质液化技术篇2

【摘要】详细讲述了液膜的构成,液膜解析措施的原理以及特征,以及液膜分离技术在医药化工中的使用情况及其重要意义,同时对其发展展开详细论述。

【关键词】液膜分离;原理;医药化工;应用

液膜分离技术是一项高功效、新式的分离分析,具备以往分离技术中所没有的长处,最近几年已经慢慢的引起各个行业的重视,同时在许多行业中都展现其高度的运用资本,具有非常广阔的发展空间。当然,其本身具有的一些缺陷也制约着。因此,液膜分离技术要想取得新的发展,就要仔细解析其自身性质,无论是物料或者相关技术措施改革都要试着去实验一下。并且,措施开发工作者也要全身心的长久开展这方面的研究。

1液膜

液膜大多是膜溶剂、活性剂和介质构成。液膜是由液体物料构成的膜,大多是漂浮在液体内的乳液颗粒经过化学反应构成的一种比较薄的薄层液体。液膜是膜溶剂、介质、表面活性剂和稳定剂构成。液膜离析技术也都称为液膜分离法,和固态液膜对比,拥有传递性能强、方便分离、消费低等优点,经过液膜萃取技术能够在最短时间内完成液体的分离以及浓缩。

1.1液膜的分类

液膜根据不一样的规范能够划分成几种不同的种类,例如,根据膜相的不同能过划分为水包油型和油包水型。液膜种类重点根据其构造类型以及操做形式的不同,能够划分为支撑和乳状液膜。这里,支撑油膜是隔离样式的液膜,关键是经过把媒介融解液滴到惰性多孔膜微孔,能够和别的颗粒分开。乳状液膜液滴比较小同时贴近乳化状,平时使用的比较多。根据媒介原理的不同,又可以划分为无介质和有介质两类。这里,无介质运输是由液膜溶剂以及活性剂构成,有介质运输是膜溶剂、活性剂和掺入一定的介质构成。现在,探索使用较为普遍的是有介质运输液膜。

1.2液膜分离技术的优点

液膜分离技术使用载体渗透性的不同开展液体解析,完成解析程序不用把液体溶液升温到达到沸点沸腾才能解析,更不用使液体达到气化状态,所以它的优势有:功效高;成本低;渗透能力强;易完成难度高的物质解析;操做浓度可大可小;操做技术简便,开支少。

现在医药化工行业,药物的制造一般使用以往的形式,例如:吸附、沉积、液-液萃取法、微生物发酵、液-液有机溶剂萃取等很多方式,其程序非常复杂,使用的时间较长,制造程序中要使用很多原料,消耗的能源高,回收情况差,所以,开发者日益关注改善药物的制造技术,伴随着液膜技术的不断变化发展,其在医药化工中得到了广泛的使用。

2液膜分离技术在医药化工中的应用

2.1乳状液膜在提取青霉素中的应用

液膜渗透速度很快,适合于分离和富集较不稳定的抗生素;推进了在抗生素分离和纯化中的应用。而且在抗生素提炼中的应用研究主要是青霉素的提取。

青霉素在以钠盐存在时呈稳定状态,在传统提取工艺中,是将酸添加到盐中使之变成游离酸的形式,再用乙酸丁酯或乙酸戊脂萃取游离酸。此工艺不可避免的损失x青霉素,且工艺复杂。用液膜法分离,可以在青霉素pH值为5~7条件下进行,这样避免了青霉素水解造成的损失。液膜分离具有浓缩与分离同时进行,节约大量能源的特点。

2.2液膜分离技术提取生物碱

液膜分离技术能够在平常的温度上完成液体物质迅速分离的操做,并且运用的设施装备都十分简单,操做方式也很容易看明白,液膜解析措施的使用范畴不光能够完成无机物的分离,还可以对有机物和生物生产品进行分离。所以能够把液膜分离技术使用在生物碱的生产制造中。以往的生物碱制造措施要使用很繁琐的设施、并且工作步骤多,操做起来很麻烦,并且使用的成本高,能够取得的萃取率也是十分的低。一些学者经过探索发展,使用液膜分离技术中表面活性剂开展生物碱的制造,能够在很大程度上减少了开支,操做方便,还可以获取较高的萃取率。一些学者分析萃取方式以及碱的液膜分离技术方案,能够提升萃取率达到百分之八十五。还有,很多学者经过对液膜分离技术进行分析研究,除了能够获取最佳的萃取方式,并能够创建有关的萃取函数式子。

2.3液膜分离技术为血液充氧

在给学些供氧时,必须将血液中的不是氧气的成分进行排除,比如,二氧化碳。这种排除主要是利用了碳氟化合物能够将二氧化碳以及氧进行溶解这一原理,然后将溶解的二氧化碳作为液膜的组成材料。再将含有二氧化碳的反应剂或者是吸收剂和含氟化合物混合起来,制成乳液,将水溶液作为内相,有机氟作为膜相,用全氟表面活性剂作为催化剂。制成的乳液充氧,同时要保证氧和有机氟化合物的膜相能够溶解在一起,直到饱和为止。这时,在血液中渗入了溶解在有机氟相中的氧,当血液中的二氧化碳渗透膜相进入乳状内相中,就会被吸收或者反应。

2.4液膜分离技术在制备中药口服液中的应用

液膜分离技术也大量的运用在医药领域,中成药中的口服液不仅使用方便、利于病人吸收,还能够达到疗效好、剂量准确的效果,一般而言,老人与幼儿服用较好,中药口服液的运用不仅节约成本,还具有汤剂的效果,因而发展迅速。

2.5液膜分离技术在提取金属中的应用

传统的金属分离富集方法以火试金法、溶剂萃取法、吸附法、离子交换法、离子浮选等为主。在湿法冶金中,溶剂萃取法是常用的方法,但这种方法的缺点是成本较高。因而采用液膜法,这种方法适合稀贵金属的分离和富集。美国埃克森公司最先将液膜分离技术用于铜的生产上,十几年来,国内外许多研究机构主要讲方向聚焦在利用液膜法回收稀土元素和贵金属上面,并已经取得了很大的进展。沈阳师范学院化学系刘芙燕等采用液膜分析法提取金,其首先制成一种油包水乳液,将此乳液分散于含外水相中,破乳后得到海绵态金。

3结束语

现在,在医药化工方面,药物的制造大多使用以往的吸附、沉积、液-液萃取法、微生物发酵、液-液有机溶剂萃取等很多方式,其操做程序非常复杂,使用的时间很长,制造程序中要使用很多原料,消耗的能源高,回收情r差,所以,改革药物的制造程序有着非常关键的作用,也是研发工作者日益关注的问题,伴随着液膜科技的发展,液膜技术在医药化工方面有着巨大的作用,文章就液膜解析措施在医药化工方面的使用以及前进展开了论述。

参考文献:

生物质液化技术篇3

随着我国经济的增长,城市化进程的加快,城市垃圾也随之增多。近年来,我国兴建了一批垃圾填埋场,改变了长期以来对垃圾的无控制处置的状况。然而垃圾填埋后产生的垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,如不妥善处理,对周围的环境造成严重的污染。为此,垃圾渗滤液的处理问题又摆在了人们的面前。合理、有效地处理垃圾渗滤液非常重要。

2.垃圾渗滤液的处理方法

对渗滤液的处理,不仅要考虑工艺方法对渗滤液的处理效果,而且要考虑工艺对水质、水量变化的适应性。渗滤液的处理一般包括物理化学法和生物处理法。

2.1生物法

生物法分为好氧生物处理法、厌氧生物处理法、厌氧-好氧结合法、土地处理法等。bod5/cod一般在0.4-0.75,采用生物处理可达到良好的去除效果。但随着填埋时间的增长,垃圾层日趋稳定,易降解的小分子有机物浓度不断降低,难降解的大分子有机物逐步占有优势,其bod5/cod值甚至可低于0.1,可生化性变差,这表明生物法处理垃圾渗滤液的效率随填埋年龄的增加越来越低。

2.1.1好氧处理法

好氧处理包括活性污泥法、生物膜法、氧化沟、生物塘、生物转盘和滴滤池等。生物膜法和活性污泥法在污水处理中应用广泛,活性污泥法因其运行费用低,效率高而得到广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。kaenan报导用活性污泥法能去除渗滤液中99%的bod5。pirbazari等人对众多实际运行的垃圾渗滤液处理系统调查后发现,活性污泥法比其它好氧法处理效果更佳,但活行污泥法处理垃圾渗滤液的效果受温度影响较大。

与活性污泥法相比,生物膜法具有对水量、水质冲击负荷适应能力强等优点,而且生物膜上能生长世代较长的微生物,如硝化菌之类,能有较好的消化能力。c.peddie等用直径0.9m的生物转盘处理cod小于1000mg/l、nh3-n小于50mg/l的渗滤液,其出水bod5小于25mg/l、nh3-n小于0.1mg/l。与活性污泥相比,曝气氧化塘体积大,有机负荷低,尽管降解速度慢,但由于其工艺简单,在土地允许的条件下,是最省钱的垃圾渗滤液好氧处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小式规模的研究表明,采用曝气氧化塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。总的来说,好氧处理法可有效地降低bod5、cod和氨氮,还可去除铁、锰等金属,是应用广泛的处理方法。

2.1.2厌氧生物处理

厌氧生物处理的应用已有近百年的历史。处理的方式主要有厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长,有机负荷低等特点,使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。而且能耗少,操作简单,投资及运行费用低廉,而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少。

2.1.3厌氧-好氧结合法

厌氧法适用于处理污染物浓度较高的废水,但出水水质达不到排放标准,因而常将厌氧与好氧系统组合起来。实践证明,对高浓度的垃圾渗滤液,厌氧与好氧结合法是经济高效的处理工艺。邹莲花等人报导了采用厌氧-吹脱-好氧-混凝沉淀流程处理深圳市玉龙坑生活垃圾填埋场渗滤液,当渗滤液cod为25000mg/l、bod5为15000mg/l、nh3-n为1000mg/l时,出水各项指标都能达标。

2.1.4土地处理法

土地处理主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体和溶解成分。利用土壤微生物(好氧性微生物和厌氧性微生物)作用使渗滤液中的有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液的水量。对其去除机理,唐家富等作了土壤净化试验研究。目前用于渗滤液处理的土地法主要是回灌法和人工湿地。回灌法是将不经过任何处理的渗滤液用泵直接回喷到填埋层表面,借助填埋场覆土层的生物降解、物理化学作用等达到净化水质的目的,同时依靠土壤表面的蒸发和表层植被的蒸腾作用,削减渗滤液水量。回灌减轻了污染物的溶出负荷,加快了污染物的溶出过程,减轻了对环境潜在的污染。同时渗滤液回灌使渗滤液水质得到均化,减轻了渗滤液处理设施的冲击负荷,有利于提高处理效果。因此渗滤液回灌是一种值得推广的填埋场管理方法。卢成洪等对回灌法处理垃圾填埋场渗滤液的依据、工艺流程、技术参数均作了阐述。唐山市垃圾填埋场和贵阳高雁城市城市生活垃圾卫生填埋场也用回灌法来处理垃圾渗滤液。人工湿地是近几年才出现的一种新的土地处理工艺。

2.2物理化学法

物化法主要有化学沉淀、膜法(包括微滤,超滤、反渗透等)、吸附法、化学氧化、光电催化氧化等方法。

2.2.1化学沉淀法

该法是从液态连续介质中分离出呈分散状态的颗粒杂质的重要手段。混凝过程包括混合、凝聚、絮凝等几种作用。其主要原理是通过向水中投加混凝剂和絮凝剂,使其中颗粒杂质脱稳并絮凝成较大的絮凝体,继而通过沉降、上浮、过滤等过程进行分离。常用的混凝剂主要有铝盐、铁盐等。

化学沉淀对于去除重金属离子是比较有效的,但该法对于去除渗滤液中的其它有机污染物的效果不好,处理后废水的codcr仍然远远高于有关的排放标准。因此,该法不能作为单一工艺来处理垃圾渗滤液,同时沉淀物的后处理仍将是一个问题。

2.2.2膜法

也称膜分离技术,是利用特殊的薄膜对水中的成分进行选择性分离,包括电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤和液体膜渗析等分离技术。膜分离是利用某些膜的半渗透性进行溶质与水的分离,半透膜只允许水和某些溶质透过,而其它溶质及颗粒物均无法通过,与传统的简单过滤相比,超滤和反渗透有所不同。砂滤及超微滤可截留分子量10000-100000g/mol以上的分子,反渗透则可截留摩尔质量在几十g/mol以上的离子和分子。由于截留物质大大增加,超滤与反渗透一般是在简单过滤预处理之后进行。

膜分离污染物的效果是显而易见,经分离后的出水能够达到国家相应的排放标准,该法能连续操作,机械化程度高,易于管理,水质的不稳定性对膜处理效果的影响较小。但该技术在国内至今不能被应用欲实际工程,究其原因为膜材料成本高,且膜在处理这种受污染较严重的水体时,膜极易被污染,较难清洗,难以再次利用。开发一种成本低廉的膜产品以及相应的膜清洗技术对该法的实际工程应用价值的提高具有深远意义。

2.2.3吸附法

吸附处理中常用的吸附剂是活性炭。活性炭对水中苯类化学物、酚类化学物等许多有机物有较强的吸附作用,对分子直径在10-8-10-5cm或分子量在400以下的低分子溶解性有机物的吸附性好,对极性强的低分子化学物及腐质酸类高分子有机物的吸附能力差,此外,活性炭对一些重金属氧化物有较强的吸附能力。活性炭吸附具有装置简单,对水质、水量变化适应性强等特点。j.fettig等人对活性炭吸附预处理垃圾渗滤液进行了研究。

2.2.4化学氧化法

化学氧化法是利用氧化还原反应改变水中的有毒、有害物质的化学性状,使其达到无害化的一种处理方法。化学氧化可用于脱色、去除重金属、酚、氰和有机化合物的降解及消毒、除澡等。氯气、臭氧、双氧水、高锰酸钾等通常被用作氧化剂。化学氧化法应用于垃圾渗滤液的处理中主要效果在于除臭和脱硫,cod去除率通常在20-50%之间。但可以大大提高了渗滤液的可生化性。

2.2.5光、电催化氧化法

光、电催化氧化法是近年发展起来的一种污(废)水处理新技术。

弓晓峰等人在利用紫外光氧化法深度处理垃圾渗滤液的研究中发现,当ph=3时对cod的去除率最高,也即在酸性条件下fenton试剂光照处理渗滤液的效果最好。黄本生等人将zno/tio2复合半导体催化剂用于垃圾渗滤液的深度处理,出水水质达到了国家排放标准。

光、电催化氧化反应同样存在运行费用高这一缺点,欲采用该方法处理渗滤液,其首要问题是提高电流的利用率,所以选择优良的电极材料以及设计电子—空穴产率高的光、电催化反应器已经成为该法处理渗滤液的两大主要研究方向。

2.2.6蒸发法

垃圾渗滤液蒸发处理时,水从渗滤液中沸出,污染物残留在浓缩液中。所有重金属和无机物以及大部分有机物的挥发性均比水弱,因此会保留在浓缩液中,只有部分挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸汽,最终存在与冷凝液中。蒸发处理工艺可把渗滤液浓缩到不足原液体积的2%-10%。与其他处理不同,蒸发对水质变化的影响不大,但ph是蒸发的重要影响因素,ph影响渗滤液中挥发性有机酸和氨的离解状态,从而改变它们的挥发程度,另外,酸性条件对蒸发器金属材料腐蚀性较强。

3研究方向

根据渗滤液处理存在的问题,目前我国垃圾渗滤液处理工艺的关键主要集中在以下两个方面:高浓度氨氮处理技术和渗滤液深度处理技术。

3.1高浓度氨氮处理技术

高浓度氨氮处理技术,目前应用较多的主要有氨吹脱和生物脱氨技术。氨吹脱技术大多用空气为吹脱介质,低效率的吹脱设备吹脱的方式。因此,新型高效吹脱装置的开发,脱氨尾气的妥善处理成为了今后研究的方向。

除了氨吹脱的方法脱氨以外,生物脱氮也是一种经济、有效的脱氨方式。mavinicd.s.等人的研究表明,在外加碳源的条件下,采用前置反硝化的mle工艺处理高氨氮渗滤液时,试验取得了较好的结果,并在研究中提出了厌氧氨氧化去除氨氮的概念。这些技术如果能在渗滤液中应用成功,将可以提高生物脱氮的能力。

3.2渗滤液深度处理技术

对于"老化"的渗滤液,由于生物处理基本无效,因此,必须采用以物化为主的深度处理技术处理。深度处理技术一般有深度氧化法,如臭氧氧化、臭氧+光催化氧化、臭氧催化氧化,以及膜处理技术等。

深度氧化技术的研究主要集中在高效反应器的研制,以提高单位能耗的处理效率,降低反应的能量输入,找出适合中国国情的渗滤液深度处理技术,使渗滤液达到相应排放标准。

4结束语

由于高级的处理技术意味着较高的投资和运行费用,如何找到一种廉价的处理方式,成为人们关注的问题。人工湿地处理技术由于具有建设和运行成本低、设备简单、易于维护等优点,用该技术处理渗滤液在近几年得到了一定应用。

人工湿地系统对于处理"老化"渗滤液具有较好的效果,因此也可作为渗滤液深度处理的方法,对于有地方建造湿地的填埋场应予以推广。另外对于封场后的垃圾填埋场的渗滤液也可采用人工湿地的处理方式。这是由于封场后的填埋场一般需在其表面覆盖粘土和营养土,并种上绿化植物,以防止雨水的侵入和填埋气体的扩散。如果将绿化植物改为芦苇等植物,并做好渗滤液的收集排放设施,这样不但可以利用闲置的土地大幅度降低渗滤液的处理成本,还可以取得良好的处理效果。

参考文献:

[1]朱志亮,束世平,殷红燕,魏建华,垃圾渗滤液氨吹脱塔运行情况报告,精细与专用化学品,2002,10。

[2]邢丽贞,冯雷,陈华东,光催化氧化技术在水处理中的研究进展,水科学与工程技术,2008.1。

[3]王成丽,马可为,张红涛,物化法处理垃圾渗滤液中难降解物质,水科学与工程技术,2008.1。

[4]杨健,王晓云,化学混凝+csbr处理垃圾渗滤液废水试验研究,能源与环境,2008.2。

[5]刘益贵,成应向,李瑾城市垃圾渗滤液处理技术的研究,工业水处理,2008.5。

[6]沈飞,严滨,李成等,双轴旋转超滤膜组件过滤厌氧泥水混合液,膜科学与技术,2008.2。

[7]胡巧开,微波改性壳聚糖的制备及其对垃圾渗滤液的处理研究,上海化工,2008.5。

[8]陈金发,卿东红,阮尚全,组合人工湿地对渗滤液中重金属的去除,水处理技术,2008.5。

[9]刘文辉,武奇,刘增超,郑先俊,化学沉淀/fenton法处理垃圾渗滤液的研究,工业安全与环保,2008.5。

生物质液化技术篇4

关键词:垃圾渗滤液;环境技术管理

abstract:inrecentyearsforeignscholarsoflandfillleachatetreatmentforalargeamountsofexplorationandresearch,achievedsomesuccessexperience,thispaperanalyzesthecharacteristicsoflandfillleachateandinlandfillleachatetreatment,theproblemsexistinginthemanagement.pointedoutthetreatmenttechnologyoflandfillleachatefacingthetechnicaldifficulties.Fromenvironmentaltechnologymanagementandtheprojecttechnologydevelopment,thepapertoChinaoflandfillleachatemanagementandcontrolsupport.

Keywords:landfillleachatetreatment;environmentaltechnologymanagement

中图分类号:R124.3文献标识码:a文章编号:

引言:城市生活垃圾的处理方法主要有堆肥法、填埋法和焚烧法等。但垃圾卫生填埋仍是普遍应用的一种处置方法,即使在发达国家,填埋处理率仍然很高。

垃圾渗滤液,是垃圾填埋处理后,由于大气降水的淋溶及地表水、地下水的浸泡,固体废弃物在物理、化学及微生物作用下,产生的高浓度有机废水。这种废水中含有大量有毒有害污染物,如果直接排入环境将严重污染地表水、地下水。我国第一次污染源普查共调查垃圾处理厂2353座,排放的渗滤液中污染物含量:化学需氧量32.46万吨,氨氮3.22万吨,其中氨氮排放量约占全国氨氮排放总量的1.8%。因此垃圾渗滤的无害化处理是垃圾卫生填埋过程中必须特别重视的一个问题。

1垃圾渗滤液特点

1)垃圾渗滤液属于高浓度有机废水,具有nH3-n、BoD和CoD浓度高,水质水量变化大、有毒有害污染物种类多、微生物营养比例失调的特点。

2)垃圾渗滤液水质随着填埋方式、地理位置、季节、填埋年龄有重大变化,特别是垃圾填埋场“场龄”的影响更大。“年轻”垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液具有BoD、CoD浓度高、可生化性较好、pH低的特点。“老龄”垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液具有BoD浓度低、CoD浓度高、氨氮浓度高,pH值高的特点。

垃圾渗滤液中含有的大量有毒有害污染物目前已经引起人们的关注,国内有关研究者采用GC-mS-DS联用技术检出垃圾渗滤液中93种有机化合物,其中22种列入我国及美国epa环境优先控制污染物黑名单。随着分析手段及人们对环保意识的提高,垃圾渗滤液中诸如环境内分泌干扰素等有毒有害物质对人体的危害已经越来越受到健康组织的重视。

2垃圾渗滤液处理存在问题分析

对于垃圾渗滤液处理技术路线一般是“预处理技术+生化处理技术+深度处理技术”,预处理技术的主要目的是去除氨氮、无机物及提高垃圾渗滤液的可生化性。生化处理的主要目的是去除垃圾渗滤液中溶解性有机物、氨氮,深度处理的主要目的是进一步处理渗滤液中的难降解有机污染物、悬浮物、氨氮等物质。目前我国已经建成的垃圾渗滤液处理工程大部分采用了这条技术路线。通常采用的预处理技术包括物理化学法,如吹脱、化学沉淀等,实际工程中应用多的是氨的吹脱处理。生化处理技术相对比较成熟,包括厌氧处理技术和好氧处理技术,技术相对成熟可靠。深度处理技术目前主要以膜技术为主导。表1是我国部分城市垃圾渗滤液处理情况。从表1可以看出,按照目前的排放标准,只有反渗透技术可以使垃圾渗滤液达标排放。反渗透技术处理效果毋庸置疑,但是其设备稳定性、投资及运行成本以及反渗透过程中产生的浓缩液的处理问题也是限制其广泛应用一个因素。我国大部分已经建成的垃圾渗滤液处理工程处理工艺为“预处理+生化处理”,为了达标排放,均需要技术升级改造。对于很多新建项目为了达到环保要求,也不遗余力选择反渗透处理技术。采用反渗透技术在经济发达地区可行,但在经济欠发达地区还是有一定困难得,比如广州市生活垃圾卫生填埋场,垃圾渗滤液处理采用反渗透技术,日处理800m3垃圾渗滤液,投资8000万元,运行成本在50元/t,宁波垃圾填埋场日处理170m3渗滤液,处理采用反渗透技术,投资在1200万元,运行成本在30元/t。因此,在有些地区出现了“想建的,犹豫了,不想建的,有理由了,正在建的,面临建好以后不能达标排放,已经建成的,面临技术升级改造”的状况。所以,我国垃圾渗滤液处理存在极大的技术需求。

表1我国部分垃圾渗滤液处理情况

垃圾填埋场名称渗滤液产生量m3/d原始浓度(mg/L)处理工艺流程出水水质(mg/L)

CoD氨氮CoD氨氮

青岛垃圾填埋场17030003000a/o+mBR外置+nF15025

广州垃圾填埋场80080002000水解酸化+SBR+微滤+Ro500

宁波垃圾填埋场17030001500混凝沉淀+水解酸化+a/o+mBR内置+Ro500

上海垃圾填埋场1260180002600水解酸化+SBR1000150

大连垃圾填埋场10080003000混凝气浮+水解酸化+CaSt+Ro500

我国垃圾渗滤液处理存在的主要技术问题包括:

生物质液化技术篇5

一、化妆品市场概念营销向功效营销的转变

化妆品市场的飞速发展,主要体现为化妆品随不同消费者对产品性能的不同需求,市场产品的细分化。化妆品产品复杂众多,新概念、新成分、新产品等目不暇接,作为一种营销手段,“概念炒作”在化妆品广告中越加强烈。一些新概念的产品逐渐发展。例如清洁产品中的深层清洁,强力清洁等名词;护肤产品从简单的滋润保湿到全面的抗皱、美白、祛斑等;鉴于大众对于光老化的深入认识,也促生了防晒产品的研发。随着而护肤产品系列化,直接出现了诸如常规护理、日间护理、夜间护理、区域护理、晒后修复等名词,从而使护肤逐渐程序和复杂化。近几年来敏感皮肤逐渐受到人群的重视,化妆品厂家则随之出现了诸多的针对敏感皮肤的产品。所有新概念和名词的出现,都是随着人们对护肤的逐渐认识和关注程度加深而出现。

但是近几年来随着消费者认识水平的提高,化妆品性能仅仅停留在概念上是不能满足市场发展的需要,因此这迫使化妆品领域市场由概念向功效的转型。当然在化妆品领域的概念不能完全等同于虚假,化妆品的功效性也是由概念向真正作用转变的过程,并在经受着市场考验的过程中得以提升。很多产品的新型技术都可能经历由概念向实际性能的转化,而化妆品属于一个多学科、多领域交叉的技术产品,产品在制备、使用及产生作用的过程中,涉及到胶体化学、生命科学、生物学、皮肤医学等多学科的知识,是一个相当复杂的过程。在研究过程中如果不允许概念的存在,就相当于把新型技术扼杀在摇篮之中。事实上每一个行业的新产品都会寻求一个新的“卖点”,也即概念,只是如何把概念实现为真正性能的问题。

二、化妆品的安全性

随着化妆品工业领域的飞速发展,化妆品引起的不良反应时有发生。欧洲、美国、日本等发达国家很早就对化妆品原料提出了专门的质量要求,美国CtFa机构不断评价、修改和完善化妆品原料;日本有化妆品原料规格;欧洲不断对化妆品中的禁限用物质作出新的规定;我国的卫生部也制定了《化妆品卫生规范》,2007年又做了新的修订,这些都是化妆品安全性的基本保证。但是在化妆品领域依然不可避免的出现安全性问题,如产品中包含了禁用物质,限用物质超标等现象。

化妆品与食品都属于快速消费品,近几年来屡屡报出食品行业的食品安全性问题,不可避免的波及到化妆品行业,同时也提高了消费者对于化妆品安全性思考的意识。化妆品中的安全性主要发生在一些特殊用途化妆品中,为提高化妆品的功效性,选用了禁用原料,如祛斑美白化妆品中的汞制剂、抗衰老化妆品添加激素、染发剂中的醋酸铅等。但很多种化妆品的禁限用物质均以化妆品原料副产物的形式带入,如aeS中的二恶烷、粉质原料中的重金属等,以极微量的方式存在于化妆品中是不会造成危害的。《化妆品卫生规范》中也明确规定了这些物质的限定含量。

针对于化妆品领域的安全性应该采取一分为二的观点:一方面要慎重谨慎,确保产品的安全性;另一方面也不需过度紧张,不科学的限定会限制化妆品行业技术的发展。化妆品的使用方式与使用剂量均不同于食品,在食品中出现的安全性问题简单的转移到化妆品行业是不科学的。在引发安全性问题之时,媒体常常用的一句话“××原料大量使用,会对消费者产生一定的危害”,这一描述是相当不严谨、不科学的。对于不同的原料所谓的“大量使用”的剂量及“一定的危害”的严重程度是完全不同的,有的原料在有些产品中根本就不可能“大量使用”,而消费者不能明确界定原料的使用量,就无法判断“一定的危害”,此时消费者就会理解为“有”即会产生“危害”。如前一段时间的“塑化剂风波”,首先出现在食品行业,但很快就影响到化妆品领域。事实上化妆品中的塑化剂除了指甲油外,其他产品中的塑化剂主要缘于香精、化妆品塑料包装的带入,是极微量的;而化妆品属于外敷性产品,有的还属于洗去型产品,在如此低的含量,如此的使用方式下,塑化剂不会影响绝大多数化妆品的安全性。

针对化妆品的安全性,一方面从化妆品原料入手,保证产品的安全性;另一方面也要注意对消费者相关化妆品科普知识的宣传。相比较而言,消费者对食品的了解较深,比如很多人对于牛奶过敏,消费者不会说某某品牌的牛奶让他过敏,这样就不会对产品造成伤害。同样在化妆品领域使用者对原料过敏也是正常现象,如消费者对酒精、羊毛脂过敏,但消费者往往会怪罪于某品牌的产品,这样就使得化妆品行业为了安全―不求有功但求无过,这是非常不利于行业的健康发展的。

三、化妆品领域的新型技术

1.植物提取物在化妆品中的应用

随着全世界化妆品市场掀起了一股回归自然的潮流,“天然化妆品热”也逐步形成。消费者更加青睐温和、有效的天然化妆品,同时也更注重环境保护和生态平衡,希望化妆品原料具有良好的生物降解性、无污染。一些化妆品原料商利用先进的方法和技术,制备和纯化各种植物提取物并应用于化妆品中,在护肤、美白、抗衰老、治疗皮肤病等领域取得了一定的成效。

天然化妆品中的活性成分主要来源于植物、动物和微生物,其中植物活性成分的应用最为广泛。它已成功应用于保湿、美白、抗衰老等护肤产品中。与传统化妆品相比较,它是从植物中提取出来的天然物质,分子更细小,更容易被皮肤吸收和消化,而且不会在体内产生沉积;同时,植物提取物类化妆品还具有疗效明显,针对性强,长期使用无副作用或副作用小的优点。因此,利用植物提取物的有效成分研发化妆品是目前化妆品行业的热点和趋势,目前市场上已经有多种植物提取物用于化妆品的生产,而且还有逐渐增加的趋势。

运用于化妆品中的植物提取物主要有:熊果苷、植物类黄酮起到祛斑美白的作用;原花青素、植物多酚、茶多酚、葡萄多酚、苹果多酚等起到抗衰老的作用;透明质酸、维生素等起到保湿修复作用;还有果酸、芦荟、甘草、紫草、桂皮、沙棘、白芝等起到防晒的作用。目前,以功效性需求为主流,崇尚自然、回归自然,注重美容与健康相结合的理念影响着化妆品的研究开发。因此,植物提取物类化妆品将成为未来化妆品产业的主导力量。

2.生物技术在化妆品中的应用

生物技术是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础科学,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的。近年来,随着生物技术在分子生物学、医药等领域的快速发展,生物技术和生物制剂在化妆品原料的研发、化妆品的安全性和功效性评价等化妆品工业领域中的多个环节得到了广泛推广和应用。越来越多的生物制剂,如透明质酸(Ha)、超氧化物歧化酶(SoD)、表皮生长因子(eGF)、核酸(Rna)等,作为功效添加剂都成功地应用于化妆品。趋向生物化是当今化妆品发展的主要方向之一。

生物技术在化妆品中的应用主要有以下几方面:

(1)为化妆品提供新型生物活性添加剂:生物技术主要用于生产科技含量高的化妆品活性添加剂,这些技术主要包括生物提取分离技术、生物发酵技术、酶工程和植物细胞培养技术等。利用这些技术,可以为化妆品开发提供高效、安全和价优的原材料和添加剂。

(2)对化妆品进行功效性评价:客观有效的化妆品功效性评价方法是限制化妆品领域快速发展的因素之一,运用生物技术可以一定程度上评价化妆品的功效性,主要包括化妆品美白功效、抗衰老功效、抗敏功效、祛红血丝功效等。

(3)对化妆品进行安全性评价:生物技术在生命科学和皮肤科学方面取得的新成就,为化妆品的安全性评价提供了新的手段和方法。如检测化妆品刺激性、检测化妆品中致病菌等。

3.新型乳化技术在化妆品中的应用

大多数化妆品均属于乳状液体系,新型乳化技术是化妆品行业新技术发展的主要方向之一。相对普通乳状液,乳状液乳化粒子具有独特的结构,可以具有促进化妆品有效成分在皮肤上的渗透,提高产品的稳定性,改善化妆品的肤感等优异的性能。应用于化妆品体系中的特殊结构乳状液有:液晶结构乳状液、多重结构乳状液、纳米乳液、微乳液、固体颗粒乳化等。

(1)液晶结构乳状液是乳化剂分子在油水界面形成液晶结构的有序分子排列,这种有序排列使得液晶乳状液具有比普通乳状液更好的稳定性、缓释性与保湿性等优良的使用性能。这种体系液晶结构的形成不但与乳化剂的类型有关,还高度依赖于乳状液的配方组成及制备工艺等。

(2)多重结构乳状液是在某种类型的乳状液再分散到以原分散相为介质的液体中形成的液液分散体系,按结构可以分为水/油/水(w/o/w)型乳状液及油/水/油(o/w/o)型乳状液。多重结构乳状液同时具备了w/o型与o/w型乳状液的优点。由于其多重结构,在内相添加的有效成分或活性成分要通过两相界面才能释放出来,这可延缓有效成分的释放速度,延长有效成分的作用时间,达到控制释放和延长释放的作用;多重乳状液中不同的活性成分可以置于不同的乳化相中而彼此又被隔离,可减少它们之间的接触,使它们各自产生即时的或持续的释放特性;多重乳状液结合了o/w型及w/o乳状液的优点,具有优良的肤感。

(3)纳米乳液是指粒径分布于微乳状液与普通乳状液之间的一种乳化体系,粒径分布一般在几十到几百纳米。纳米乳液是热力学稳定体系,不会发生聚结,即使在超离心作用下出现暂时分层现象,一旦取消离心力场,分层现象即消失,体系又自动恢复到原来的稳定体系。纳米乳液由于其粒径分布很小,可以促进乳化体系中的活性组分的渗透性。

(4)微乳状液指一种液体以粒径在10~100nm的液滴形式分散在另一种不相混溶的液体中形成的透明的分散体系。微乳状液由于其特殊的形成机理,使得体系属于热力学稳定体系,比其它的乳状液均有良好的稳定性。微乳状液应用于化妆品中主要有以下性能:自发形成的微乳状液,具有高效节能的特点;稳定性好,可以长期储藏,不分层;有良好的增溶作用,可以制成含油成分较高的产品,且产品无油腻感;通过微乳液的增溶性,还可以提高活性成分和药物的稳定性和效力;胶束粒子细小,易渗入皮肤。

(5)固体颗粒乳化体系是指固体颗粒代替传统的化学乳化剂,固体颗粒在分散相液滴表面形成一层薄膜,阻止了液滴之间的聚集,制得稳定的油/水分散相。以固体颗粒为乳化剂的乳化体系性质不同于传统乳化剂的护肤品配方,主要适用于防晒配方、低刺激性配方以及液态粉底配方中,该类型的配方主要有以下优势:首先由于用固体颗粒乳化剂替代了传统的表面活性剂乳化剂而使配方的刺激性大大降低;其次固体颗粒乳化剂本身可作为防晒剂使用,并与其它防晒剂有协同增效作用,降低配方中防晒剂的总用量,进而降低产品的刺激性并使产品更加清爽;第三,固体颗粒乳化剂的使用可改善产品的肤感和涂抹性,开发消费者更满意的产品,提高产品市场占有率;第四,由于固体乳化剂和许多活性组分的相容性更好,所以在选择活性组分时的范围会更广,配方的功能性也会体现的更明显;另外,固体颗粒乳化体系的稳定性不受油脂性质的影响,针对不同的护肤产品,可以选择更宽范围的油脂,以制备出性能更佳、更稳定的产品。

4.包覆技术在化妆品中的应用

随着科学技术的发展及消费者生活水平的提高,消费者对化妆品功能性如营养、保湿、防晒、美白及抗衰老等的要求越来越高。然而在研制这些功能性化妆品时,起作用的活性组分在皮肤上的渗透性、作用时间、稳定性以及在一定浓度下对皮肤的刺激性都是实现功效性的关键问题,而正是这些问题大大地限制了功能型化妆品技术的发展,也使得许多化妆品厂家更多地进入这一领域进行研究,以期使产品在市场上具有更强的竞争力。

解决上述问题的常用方法是包覆技术。近20年来,欧美及日本对化妆品中功效性活性组分的超微载体系统进行了大量的研究,主要包括微胶囊、多空聚合物微球、脂质体以及有脂质体结构衍生的固体脂质微粒等,被越来越广泛地应用于化妆品配方中。包覆技术主要是将活性组分包覆于一微结构中,大大提高了活性组分的稳定性;鉴于微结构与皮肤之间的亲和性,促进了活性组分在皮肤上的渗透性;活性组分在微结构中的缓慢释放,实现了活性组分的缓释效应,达到长期有效的性能;同时对于一些对皮肤有刺激性的活性组分,微结构阻隔了活性成分(如防晒剂)与皮肤的直接接触,大大降低了活性组分对皮肤的刺激性。

【参考文献】

高薪,王峥,王超,张林波.植物提取物在化妆品中的应用[J].?吉林农业,2011,(04):318-319

张广伦.生物技术在几种植物生物活性物质生产中的应用[J].中国野生植物资源,2009,28(4):28-32.

张婉萍,朱亮亮.乳化工艺对液晶形成的影响研究[J].日用化学工业,2009,39(1):35-38.

张婉萍,刘玲雁.配方组成对烷基糖苷体系液晶形成的影响研究[J].日用化学工业,2010,40(1):35-38.

张婉萍.固体颗粒乳化剂在化妆品中的应用[J].日用化学品科学,2006,(09):25-28.

张婉萍,朱海洋.应用在化妆品中的纳米脂质载运系统[J].日用化学工业,2008,38(5):327-330.

牛庆华,曹磊昌,张婉萍.固体纳米脂质微粒的制备及性能表征[J].日用化学工业,2009,39(5):77-79.

张婉萍,牛文霞.包覆甲氧基肉桂酸辛酯固体脂质微粒的制备及性能研究[J].化工学报.(已接受)

mULLeRRH,peteRSenRD,HommoSSa,etal.nLCincosmeticdermalproducts[J].advancedDrugDeliveryReviews,2007,59(6):522-530.

RaDtKem,mULLeRRH.nanostructuredlipidcarriers:thenewgenerationoflipiddrugcarriers[J].newDrugs,2001,2(1):48-52.

生物质液化技术篇6

1.离子化接口

液质联用经历了约30年的发展,直至采用了大气压电离((api)技术之后,才发展成为可常规应用的重要分离分析方法。液质中最常用有大气压电喷雾电离源(eSi)和大气压化学电离源(apCi),两者同属于大气压电离(api)技术,其离子化过程发生在大气压下,这与气质中采用在真空下电离的技术有本质不同。其中eSi技术应用更为广泛。

2.质量分析器

用于液质联用仪中最常用的有四极杆质谱仪,离子阱质谱仪、飞行时间质谱仪、四极离子阱质谱仪和四极飞行时间质谱仪等等。迄今为止,四极质谱仪与其它质谱仪相比,仍然是应用最为广泛的。其包括单四极质谱仪和三重四极质谱仪。

单四极质谱仪的主要优点是相对可靠、优良的性价比,适合于定性定量分析。其缺点是质谱谱图分辨率较低。只有在测定成分是纯物质且没有化学背景杂质与之重叠时,才可能测定准确质量。用单四极质谱仪作定量分析采用选择离子监测(Sim),检测限取决于能否将目标化合物与样品中的其它成分(包括背景干扰)加以区别。

单四极质谱仪无法实现mS/mS功能,若需要该功能,以进行化合物结构分析或者选择反应检测(SRm)以提高选择性及定量分析检测限,则要采用三重四极质谱仪(QQQmS或tQmS)。目前,用液质联用仪进行复杂成分的定量分析时,三重四极质谱仍是首选仪器,它具有多种mS/mS功能,除产物离子扫描外,还有前体离子扫描和恒定中性丢失扫描。

二、液质联用仪的应用概况

1.药学领域

将液质联用技术应用于药物及其代谢产物研究是该技术在医药领域中应用最广泛、研究论文报道最多的领域。液相质谱与串联质谱联用显示了独特的优势,代表了药物代谢研究的发展趋势。

从质量分析器的角度看,尽管QQQmS在药物生物转化与代谢产物鉴定上取得显著的贡献,但他的局限性在于四极杆质量分析器没有足够的质量准确度,不能给出母离子和子离子的元素组成,因此,用于结构鉴定有时不够明确。与QQQ相比,离子阱(tRap)在mS和mS/mS的全扫描功能上更强,而且它的多级质谱测定(mSn)灵敏度较好,并能解释分子裂解过程。现在常常应用此功能进行代谢物鉴定。但是tRap具有低质量截止点(1/3效应)、碰撞效率低和定量分析性能较差等缺憾,而Q-tRap不但可以克服这些缺点,而且可以选择母离子扫描和中性丢失扫描等。Q-tRap用于代谢产物是相对较新的方法,其组成相当于QQQ中的第3个Q用线性离子阱代替,可以得到更丰富的数据。Q-toF可以精确测定母体药物或代谢产物分子以及由CiD产生的碎片离子的准确质量,从而获得其元素的组成,但只有当母离子不受元素组成相同的离子的干扰时,才可能用子离子的准确质量测定去做结构解析。QQQ以及Q-toF还有一个局限性是产生的CiD图谱不能将一级子离子与二级或三级分解子离子区分开来,使图谱解析变得困难。而Q-tRap可以在质谱分析的每一阶段将母离子隔离并捕获,从而可以确定离子的亲缘关系,使代谢物的CiD图谱的解释变得较为容易。

2.食品领域

食品中的化学污染物包括:农药残留、兽药残留、添加剂、加工过程中的污染物、有毒或不洁的包装材料、环境污染物、生物毒素、真菌毒素以及重金属等。对这些污染物的监测能力则是控制食品安全的关键所在。此类分析对样品的制备方法要求较高,并对分析仪器的检测能力要求更为苛刻。

目前,国外LC/mS在农残上的应用以分析苯脲、三嗪、氨基甲酸酯、氯苯氧酸及硝基酚为主。分析仪器主要使用QQQ和Q-it。定量分析使用Sim。不同的农药分析需要选取不同的检测模式。一般说来,中性及碱性农药,如三嗪、氨基甲酸酯、有机磷、季胺盐农药、苯脲使用正离子(pi)检测,而酸性农药,如苯氧酸、磺酰脲使用负离子(ni)检测。有时两种模式同时使用。

3.代谢组学

代谢组学以生物体液为研究对象,包括尿液、胆汁、血浆、组织提取液、脑脊液、、唾液、膀胱液等,力求分析生物体系中的所有代谢产物,整个分析过程应能尽可能地保留和反映总体代谢产物的信息。

代谢组学要求分析生物体系中所有的代谢产物,单一的分析技术难以满足这一要求。气质联用技术(GC/mS)具有高灵敏度、高重复性、可检库鉴定已知物等特点,其局限性是样品必须气化,且不能分析大分子、难挥发性物质和热不稳定性物质;核磁共振(nmR)对样品无损伤且重复性好,广泛应用于药物工业和病人的尿、血样分析,但其灵敏度不高,不能鉴定混合物;而液质联用技术(LC/mS)是具有高效、快速分离效能的LC与灵敏、准确的mS或mSn的结合,被广泛应用于难挥发性化合物、极性化合物、热不稳定化合物和大分子化合物(包括蛋白质、多肽、多糖、多聚物等)的分析,既可定性,也可定量,是最具前途的代谢组学的研究技术之一。

4.蛋白质组学

80年代后期在有机质谱的发展中出现了历史性的巧合,同期出现了基体辅助激光解析电离飞行时间质谱(maLDi/toF/mS)和电喷雾电离质谱(eSi/mS),打开了有机质谱分析研究生物大分子的新领域,并很快发展成为能在所有层次上分析研究蛋白质和其它生物分子的生物质谱学。maLDi/toF/mS的肽质量指纹谱方法(pmF)具有高通量高灵敏度和操作简便等优点,已得到了广泛的应用,但它不适合分析蛋白质的混合物。与之相比HpLC/eSi/mS/mS虽然只有较低的高通量分析,但能取得更好的分析结果,而且适合分析蛋白质混合物和蛋白质复合物。

5.同时液质联用技术还广泛应用于兴奋剂检测、物证鉴定、印染行业有害物质检测、环境污染物分析、临床诊断研究等领域。

生物质液化技术篇7

随着农业现代化快速发展,人们倍加关注饮食健康,对食品安全的要求也越来越高,导致种植者更加注重农产品品质,因此人们开始寻求新型绿色生产模式。物理法多层栽培技术的出现,为高品质农产品生产提供新的思路。该技术是集物理法病害防御、自动化补光和营养液调控供给等技术为一体的新型多层栽培装置,解决了市场上其他栽培装置防病害难、光照欠缺、营养不合理供给等问题。另一方面,能为在繁忙生活的都市人寻求亲手种植的生活乐趣,为城市酒店提供优质的饮食文化,创造优美的饮食环境。通过大连市都市农业试验基地的试验示范,该项技术在保障农产品品质、病害防御、产量提高等方面的效果显著,是目前现代化都市农业生产中最为先进的新型技术,为健康农业生产提供技术保障。

栽培装置的介绍

该技术装置最大的亮点是具备了集约化、智能化等特点,综合现代农业生产科学技术,实现无人自动化管理的生产模式。其装置融合目前先进的植物补光、温室电除雾防病促生、营养液供给自动调控等多项现代农业生产技术,能够实现养鱼不换水、病害早防御、营养有保障等。在植物补光方面,能依照植物所需光照,定时段定时长为植物进行补光,激发植物光合作用的潜能,从而促进植物呼吸作用,提高作物的产量与品质。应注意的是植物补光过多时,反而会导致植物过度新陈代谢,破坏植物的生长规律,从而降低农产品的品质(如口感等),如生菜每天所需光照时长为12~18h,茼蒿所需光照时长为10~12h。在病害防治上,利用温室电除雾防病促生装置进行24h全天候防治,一方面杜绝了病害利用空气的传播途径;另一方面在空间电场作用下,提高植物根系活力,有利于Ca、mn、nox等元素物质的吸收,与植物生长灯相结合可以进一步促进植物的呼吸作用,从而提高植物的产量与品质。在营养物质供给方面,主要采用2种自动灌溉方式,一是自制营养输送带进行滴灌,二是利用虹吸原理进行涌灌,在设定的灌溉时间内,装置检测基质的湿度,当湿度到达设定值时,就会进行灌溉,从而确保植物在生长过程中,能够合理吸收营养物质。本装置与物理植保液、静电灭虫灯等技术相结合,能够更好地做到纯绿色生态生产模式。

根据结构的不同,可分为单排3层(图1)与双排3层(图2)结构的2种型号,装置上2层为栽培槽,主要用于栽培各种蔬菜,底部为多功能养殖栽培槽(栽培与养殖供给槽),主要用于各类蔬菜栽培及水产养殖,装置每层都配备有植物生长灯及空间电场装置,其中植物生长灯可以根据不同种类的作物选择不同种类的植物生长灯,如种植生菜时选择LeD植物补光灯,种植石斛时采用冷阴极植物补光灯。

以上构成部分为装置的主要构成核心部分,装置的工作电源为aC220V,最小工作设定时间为15min,栽培槽的尺寸为1.2m×0.3m×0.25m。

多种生产模式是该技术最大的特点。该装置能适应淡水种植也能够适应海水种植,能作为单一植物栽培模式生产,也能作为栽培与养殖相结合生产。单一植物栽培生产模式时,多功能栽培养殖供给槽就可充当营养物质供给槽,而在设计该槽时,采用上下隔离的方式,共分2层,底层作为营养物质供给使用,上层则作为栽培槽使用。在栽培与养殖相结合的生产模式时,多功能栽培养殖供给槽就充当养殖槽与营养物质供给槽,底层作为养殖生产与营养物质供给使用,上层则作为栽培槽使用。在以淡水种植时,需要选择适应以淡水为营养物质的栽培作物,如种植生菜、番杏等;在以海水种植时,则选择适应以海水为营养物质的栽培作物,如冰菜、海芦笋等。因此在农业生产中,需根据自己的需求,选择适合的栽培生产模式,方可进行农业生产。目前该装置主要应用于蔬菜生产基地、都市酒店及家庭庄园等领域。

栽培工艺与操作

该项技术的生产工艺可分4个方面,即基质的选择、育苗与栽培、营养液的选择及配比、补光与营养液供给时间的设定。以单一作物栽培生产模式为例进行工艺流程解析。

基质的选择

为了使营养物质更好循环流通,颗粒不能过大,颗粒越大,其间隙越大,从而导致在作物生长时基质对养份保有量会降低,因此基质的选择需要根据作物种类的不同选择相对合适基质,如生菜可以选择陶粒与火山石作为基质等。

育苗与栽培

装置的栽培方式主要以定穴定距栽培为主,在栽培前需进行育苗。在育苗时,需选择栽培品种,根据技术装置的特点,需选择矮棵类作物,如生菜、番杏、豆瓣菜、茼蒿等。育苗方法可采用气候箱育苗(图3)、物理法漂浮育苗等方式,也可在市场上进行选购种苗。植物栽培时依据栽培槽尺寸可采取2行单株定穴定居栽培(株距一般在10cm左右),值得注意的是在栽培前需对栽培基质进行消毒和清洗,以保证作物生长环境无毒无菌。

营养液的选择及配比

该装置所需的营养物质需进行调配,其中营养物质又分为液体类(营养液)和固体类,该装置主要采用液体类(营养液),固体类营养物质也可使用,但需要人工来操作。根据栽培品种可以选择不同营养液配方,如霍格兰氏营养液配方、格里克基本营养液配方等。该装置主要推荐使用农业废弃物制肥机来制作营养液,主要制肥原料为农业废弃物,如大豆秸秆、树枝、玉米秸秆等,将其转化为植物所需的液态肥(含有n、p2o5、S和一些活性物质)、气肥(Co2)、固态肥(含有K、Fe、mn、B、Cu、Zn、mo以及大量的Ca等元素),⑺、固态肥、液态肥按一定比例进行稀释,便能得到所需的营养液。

补光与营养液供给时间的设定

补光一般在夜间与阴天进行,白天主要依靠自然光提供光照,若装置放置在无自然光照射的位置,则需要增设白天补光,一般在夜间补光时长为4~6h,白天根据情况进行相应的时长补光。在营养液供给方面,主要采用全程自动化供给系统,根据栽培基质的湿度进行定时供给,当湿度达到设定要求即停止。根据生菜的生长特点,一般基质湿度控制在50%~60%。

试验数据测定与解析

营养液pH

植物在中性、弱酸性、弱碱性营养液(pH为6.5~7.5)中均能生长良好。pH过高或者过低,都不利于植物生长,植株容易出现缺素症状,生长受阻、幼叶变黄、叶缘干枯或焦枯、毛细根腐烂等现象。以种植奶油生菜为例,对纯植物栽培模式生产试验进行解析。首先选取2套单排3层和2套双排3层栽培装置作为试验装置,设定14:00为营养液供给时间,基质湿度设定为65%,供应时长为15min,再利用pH测量计在相隔1~2天内采集各个装置营养液的pH,共10组数据,为期20天(此检测期间需对多功能栽培养殖供给槽施加2次营养液,间隔7天),采集后的试验数据记录下表1中,并观测在此期间作物的长势情况。

通过数据检测得出,奶油生菜在生长初期在没有进行营养液施加的情况下,单一营养液物质pH均偏碱性,在施加利用农业废弃物制肥机制作的高浓度营养液后,装置内营养液pH偏向中性,而在之后几天内营养液pH偏向酸性,主要原因是在种植前的营养物质为水,当奶油生菜适应环境生长后进行营养液的施加,在施加营养液后需与水相融合且适应生菜生长需要,因此在测量过程中会出现逐渐偏酸的过程,而15天后营养液中的营养物质被生菜吸收后的pH开始偏碱性,在继续施加营养液后pH开始慢慢偏酸。在通过观察奶油生菜长势情况并结合营养液pH变化,该装置在种植奶油生菜时,营养液供给系统能完全满足生菜生长需要,在控制营养液方面也能做到合理的调配(图4)。

光照度

当植物的光照强度增强时,光合速率逐渐增大;而光照强度达到一定的强度时光合速率也随之达到最大程度;当光照强度继续增加时,光合速率保持不变,而当光照时间过长时,则会减缓光合速率。植物在生长过程中,需要的光照度每天都有定量,过多的光照并不能促进光合作用,反而破坏植物生长规律,破坏植物生长系统。因此在种植不同作物时,要根据对植物光照的要求进行补光。下面通过几组测定数据来解析该技术的特点。首先选取1套单排3层,以种植奶油生菜为例进行单一栽培模式生产试验数据采集,植物补光灯采用目前先进的LeD植物生长灯,由于该装置为开放式结构设计,因此可在白天进行自然光补光,根据奶油生菜所需光照的特c,设定每天夜间增加补光时长为6h,白天根据光照的强度采用间隙补光,再利用光照度计对每层进行三点式采集,采集10组数据,为期20天左右,采集后的试验数据记录下表2中,并观测作为在此期间长势情况。奶油生菜的光补偿点为4656lx,光照时间为每天12~15h左右,通过检测所得到的数据及奶油生菜长势情况观察,能看到利用LeD植物生长灯进行补光,能够满足奶油生菜生长的需求,提高了奶油生菜的光合作用,使奶油生菜长势良好,提高奶油生菜的品质。

生物质液化技术篇8

关键词:乙丙橡胶;生产工艺;特点

催化剂Zieg1er一natta研发之后,乙丙橡胶应运而生。聚乙烯、聚丙烯相继出现之后,共聚橡胶问世。这种基本单体为乙烯和丙烯的橡胶可以划分为两类,即二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶。二元乙丙橡胶是乙烯和丙烯共聚而成;三元乙丙橡胶是乙烯和丙烯共聚而成而成,其中还添加了一定量的非共轭二烯烃。乙丙橡胶的工业生产工艺具体如下。

1溶液聚合工艺的技术状况和技术特点

1.1溶液聚合工艺的技术状况

溶液聚合工艺具有熔结性,溶解单体与催化剂体系发生均相反应,所采用的催化剂体系为V—a1,此时为30摄氏度至50摄氏度的聚合温度,0.4兆帕—0.8兆帕的聚合压力[1]。在反应产物中所存在的聚合物,质量分数介于8%至10%之间。溶液聚合工艺中,整个的工序包括准备原材料、配制化学品、聚合反应、脱除催化剂、溶剂回收、凝聚处理、干燥处理、产品包装。

1.2溶液聚合工艺的技术特点

溶液聚合工艺的技术已经相对成熟,而且具有稳定的操作性能。在乙丙橡胶的工业生产中,溶液聚合工艺是重要对技术。溶液聚合工艺技术产品很多,也有很多的牌号,产品质量很均匀,其中含有少量的灰分,具有广泛的应用范围。采用这种工艺技术制作的产品具有良好的绝缘性能[2]。但是,由于在溶剂中完成聚合,就会使得传质传热存在着局限性。在反应产物中所存在的聚合物,质量分数介于6%至9%之间,具有很低的聚合效率。将回收的溶剂进行精制,不仅具有很长的生产流程,而且还需要应用多种设备,资金投入高,使得精制的成本也比较高。

2悬浮聚合工艺的技术状况和技术特点

2.1悬浮聚合工艺的技术状况

悬浮聚合工艺的原理是,共聚反应中,丙烯具有比较低的活性,在液态丙烯中,乙烯溶解后产生聚合反应。在该工艺中,丙烯是作为单体存在的,同时也被看作是反应介质,通过本身蒸发使得反应温度得到控制,由此使得反应压力得到维持。共聚物生成之后,不会与液态丙烯融合,而是作为细粒淤浆呈现出悬浮状态。

2.2悬浮聚合工艺的技术特点

聚合产物与丙烯之间不相溶,体系具有很低的粘稠度,使得转化率有所提高。在反应产物中所存在的聚合物,质量分数介于30%至35%之间,具有很高的聚合效率。与溶液法相比较,其生产能力可以达到五倍之多。悬浮聚合工艺的流程简单,资金投入量少,对于有分子量的产品生产,就可以使用这种工艺技术[3]。但是,在应用中,悬浮聚合工艺也存在着不足,即聚合物中将残留催化剂进行脱离是很难的,其具有很好高的灰分。聚合物是悬浮粒子,与液态丙烯不相溶,如果聚合物具有很高的浓度,就会产生凝胶状,容易导致管道堵塞。

3气相聚合工艺的技术状况和技术特点

3.1气相聚合工艺的技术状况

乙丙橡胶生产中,气相聚合工艺产品所占有的比例不超过10%,要经过聚合环节、分离净化、产品包装。气相聚合中,乙烯为60%的质量分数,丙烯为35%的质量分数,将氮气、氢气、炭黑溶入其中,共同加入到流比床反应器中,在50摄氏度至65摄氏度的温度环境下,2.07千帕的压力环境下,经过压缩之后,流入到循环气冷却器中将反应器去除,与新鲜原料气混合之后回到反应器当中。

3.2气相聚合工艺的技术特点

气相聚合工艺的流程短,无需稀释剂或者是溶剂,也不需要回收溶剂进行精制,没有三暖排放的现象,因此不会污染环境。但是,气相聚合工艺产品为黑色,缺乏通用性。这些黑色的物质就是炭黑,是为了防止聚合物的粘稠度过高。

4结语

综上所述,悬浮聚合工艺生产中,不仅运行的流程比较短,而且资金的投入量也相对较低,但是,产品所具备的性能不够突出,应用领域缺乏广泛性。所以,当前悬浮聚合工艺应用不够广泛,更多的企业选择使用溶液聚合工艺。在气相聚合工艺产品有炭黑存在,这使其使用范围受到限制。但是,在运行中,工艺流程比较短,生产中不会产生大量的污染物,由此降低了生产成本,生态环境也得到了保护。溶液聚合工艺的应用,在合成橡胶工业中是具有变革性的。从长远的角度而言,其将具有良好的发展前景。溶液聚合工艺将会结合聚丁二烯橡胶气使用,对合成橡胶生产技术具有一定的导向性。

参考文献:

[1]祁俊.钒系溶液聚合法乙丙橡胶生产工艺技术分析[J].石化技术,2013(03):58—61.

[2]李绍芬.反应工程[m].北京:化学工程出版社,2014:104—108.

生物质液化技术篇9

关键词:膜分离;抗生素;应用

中图分类号:R978.1

文献标识码:a

文章编号:1672-979X(2010)05-0214-05

膜分离技术是一种借助外界能量或化学位的推动,以选择性透过膜为分离介质,对两组分或多组分气体或液体进行分离、分级和富集的技术。1930年代始,用半透性纤维素膜分离回收苛性碱。1960年代以来,随着不对称性膜制造技术的进步,各种膜分离技术得到越来越广泛的应用,成为最重要的分离技术之一。膜分离技术是材料科学与介质分离技术的结合,具有高效、精密分离,设备简单、节能、常温操作、无污染等优点,广泛用于工业领域,在食品、医药、生化领域发展尤为迅猛。据统计,膜销售每年以14%~30%的速度增长,其最大的市场为生物医药市场。

近年抗生素的提炼成为膜分离技术的重点推广领域之一,研究十分活跃。膜分离技术代替传统分离纯化技术,可简化抗生素生产工艺流程,节约有机溶媒,减少提取过程中目的产物的降解,提高产品收率,减轻环境污染。目前膜分离技术主要用于发酵液澄清、产品浓缩和脱盐以及废液中抗生素浓缩等。本文着重介绍膜分离技术的特点、分类、膜材料和膜组件,以及膜分离技术在抗生素工业生产中的应用现状。

1 膜分离技术概述

1.1特点

膜分离技术的特点如下:(1)分离过程不发生相变化,因此是一种节能技术;(2)是在压力驱动下常温分离,特别适于热敏感物质的分离、浓缩、精制等;(3)适用分离的范围极广,从微粒级到微生物菌体,甚至离子级都有其用武之地,关键在于选择不同的膜类型:(4)以压力差作为驱动力,因此装置简单,操作方便。

1.2分类

用于抗生素工业生产的膜分离技术主要涉及超滤、纳滤、反渗透和液膜分离等。各种膜分离法的原理和应用范围见表1。

1.3膜材料

为实现膜分离操作的高效率,对膜材料有如下要求:(1)起过滤作用的有效膜厚度小,超滤和微滤膜的开孔率高,过滤阻力小:(2)膜材料为惰性,不吸附溶质,从而使膜不易污染,膜孔不易堵塞;(3)适用的pH值和温度范围广,耐高温灭菌,耐酸碱清洗剂,稳定性高,使用寿命长;(4)容易通过清洗恢复透过性能;(5)可满足分离的各种要求,如截留菌体细胞、生物大分子的通透性或截留作用等。

目前用于制造超滤、微滤和反渗透膜的材料种类很多,主要有天然高分子、合成高分子和无机材料。天然高分子材料主要是纤维素的衍生物,有醋酸纤维、硝酸纤维和再生纤维素等。其中醋酸纤维膜的截盐能力强,常用作反渗透膜,也可用作微滤膜和超滤膜。再生纤维素膜可制造微滤膜和透析膜。市售膜大部分为合成高分子膜,主要有聚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚烯类和含氟聚合物等,其中聚砜是最常用的膜材料之一,主要用于制造超滤膜,聚酰胺膜常用于制造反渗透膜。商品化的无机膜主要有孔径0.1um以上的微滤膜和截留相对分子质量1×104以上的超滤膜,最常用的是陶瓷材料的微滤膜。

1.4膜组件

目前市售膜组件主要有管式、平板式、螺旋卷式和中空纤维(毛细管)式等4种,管式和中空纤维式膜组件根据操作方式不同,又分为内压式和外压式。各种膜组件的特性和应用范围见表2。

2 膜分离技术在抗生素工业生产中的应用现状

抗生素一般分为7大类:β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、林可霉素类、酰胺醇类和多肽类。多数抗生素的相对分子质量(mr)在300~1200范围内。存在于液体中。传统的分离方法一般为鼓式过滤、板框过滤和离心分离,与传统工艺相比,用膜分离技术处理发酵液具有产率高、质量好、成本低和废液少等优点。

2.1在β-内酰胺类抗生素生产中的应用

β-内酰胺类抗生素又可分为青霉素类、头孢菌素类及非典型β-内酰胺类。其代表性药物主要有:青霉素、克拉维酸、头孢菌素等。膜分离技术已广泛应用于各类β-内酰胺类抗生素生产中,在青霉素类抗生素的过滤、浓缩、提纯方面的应用研究尤其活跃。

张月萍等使用截留mr为1万的平板超滤膜处理青霉素发酵滤液,可以截留滤液中蛋白质等大分子杂质,从根本上消除乳化现象,极大地降低了提取过程的难度,有望在普通提取设备(混合澄清池、提取塔等)中使用,且不需要添加破乳剂,同时使用过的醋酸丁酯中杂质含量相应减少,使回收醋酸丁酯变得容易。

李素荣等利用纳滤膜浓缩超滤膜终端低单位青霉素G滤液,并确定最佳浓缩倍数,使超滤膜末端效价提高35%,滤液体积减少25%,提炼处理滤液速度提高9%,降低了提炼成本,使过滤收率提高1%,菌丝水CoD排放量减少96%。

Ruiz等分别采用截留mr为20000和2000的聚砜或聚醚砜超滤膜,2级超滤青霉素发酵液,最终透过液中的青霉素浓度约20g/L,能充分满足随后的酶裂解生成6-apa的工艺要求。

高建军等在6-apa的直通工艺中采用Hyflux截留mr为1×103的中空纤维超滤膜除去青霉素滤液中大部分蛋白类杂质,省去原工艺中破乳剂和丁醇,产品总收率较对照提高4.6%。

alves等对比了不同截留mr的超滤膜分离克拉维酸发酵液的效果。实验表明,截留相对分子质量为15000和20000的超滤膜不仅能达到高通量和高收率的要求,而且透过液质量符合后续溶剂提取工艺的要求,实现良好的相分离效果。

李春艳等使用截留mr30000的Ultra-rio超滤膜一步截留头孢菌素c发酵液中残留的菌丝体、蛋白质和悬浮微粒等杂质,透过液中蛋白质含量由传统工艺的2%~3%降低到0.2%~0.3%,不仅滤液质量提高,而且后续工艺中的树脂收率由原工艺的85%提高到90%。

Danzig等研究了在连续酶催化反应制备6-apa过程中,采用反渗透膜分离法浓缩青霉素裂解液。随着浓缩倍数增加,膜通量降低,6-apa截留率基本能维持在98.5%以上。

曹学君等将反渗透用于回收结晶母液中残留的6-apa,6-apa截留率高达99.6%,浓缩收率在98%以上,该工艺用于生产具有十分可观的经济效益。

2.2在大环内酯类抗生素生产中的应用

大环内酯类抗生素的代表药物主要有红霉素及其结构改造衍生物麦迪霉素、螺旋霉素等。

国内外都用溶剂提取法浓缩和纯化发酵液中的红霉素,多选用真空浓缩或薄膜浓缩,提取过程能耗大,热敏性抗生素容易失活。近年膜分离技术用于红霉素提炼的研究十分活跃,主要涉及超滤、液膜分离和反渗透等。

刘昌胜等研究用反渗透浓缩红霉素发酵滤液,选用DDS,modeule20UF/Ro系统和HC50pp膜,考察了收率和

影响通量的各种因素。该系统是超滤/反渗透两用系统,经超滤过程除去发酵液中的大分子杂质后,再利用反渗透膜浓缩滤液,红霉素基本无损失,可浓缩到8倍左右。

Li等用超滤与溶剂提取相结合,从发酵液中提取红霉素。这种新工艺不需要加入价格昂贵、对人体有害的破乳剂。静置分层快,不需离心分离,提取收率比原工艺高2.9%,达到93.17%;而且超滤对原料液有一定的脱色作用,不需使用活性炭或树脂就可降低产品色级,提高产品质量,降低生产成本。

韩少卿等在螺旋霉素工业生产中应用超滤、纳滤技术提取螺旋霉素,收率可达76.3%,大大高于传统溶媒提取收率,产品质量符合要求。

2.3在四环素类抗生素生产中的应用

四环素类抗生素是一类广谱抗生素,包括金霉素、土霉素、四环素及半合成四环素类抗生素等。

王亚卿等采用10种超滤膜和3种纳滤膜研究提取土霉素。结果表明,截留mr为6万的pS-60超滤膜的通量最大,且透过效价最多;由安得公司提供的peS-10超滤膜分离土霉素,土霉素的截留率较大,但透过液结晶色泽较好,且母液中土霉素含量低,损失少。3种纳滤膜中pS复合纳滤膜通量最大,效价损失少,还可去除部分小分子色素,经纳滤后结晶的土霉素粉末色泽好于超滤液结晶粉末,且母液中损失的土霉素较少,表明纳滤有利于减少结晶过程中土霉素的损失。

李冲等先用截留mr50000的超滤膜处理土霉素结晶母液,除去母液中的悬浮物和大分子物质,然后用反渗透膜处理,一步脱盐率可达99%。所得浓缩液再经过截留mr10000的超滤膜,体积浓缩10倍,最后调pH值,从土霉素结晶母液回收土霉素,得到的土霉素纯度82.19%,回收率62%。

去甲氯四环素(DmCt)发酵液黏度大,传统的分离过程包括加水稀释、酸化、添加助滤剂、真空过滤等7个步骤,工艺繁杂,成本和能耗高,而且滤液的质量差。morao等使用截留mr100000的pVDF管式超滤膜代替传统去甲氯四环素(DmCt)发酵液的分离方法,不仅省去了添加和处理助滤剂的费用,降低成本和能耗,而且在回收DmCt的同时,部分截留了DmCt的同分异构体,更有效地提高了滤液质量。

2.4在其他抗生素类药物中的应用

膜分离技术还应用于氨基糖苷类抗生素(如链霉素)、林可霉素类抗生素(如林可霉素)、多肽抗生素(万古霉素)等。

刘路等应用超滤和纳滤的组合分离技术分离和浓缩林可霉素发酵液。结果表明,用超滤预处理,能有效去除林可霉素发酵液的固体颗粒及蛋白质等大分子,减少了后续纳滤膜的污染。采用Ca-nF-60纳滤膜浓缩超滤透过液,可将4000ug/mL林可霉素浓缩至40000ug/mL,透过液林可霉素损失仅10ug/mL。

Hydrochem公司提供的Selro耐溶媒纳滤膜由于其超乎寻常的溶剂稳定性使得盐酸林可霉素结晶母液回收获得成功,总收率在80%以上。

3 结语

生物质液化技术篇10

[关键词]机械加工、液体危废、废乳化液、清洗废水、资源化

中图分类号:tD98文献标识码:a文章编号:1009-914X(2016)23-0364-02

引言

随着人们对新化学物质的产生和使用,一些新的危险废物会不断产生,如机械加工行业产生的各种高浓度废液,现阶段针高浓度废液处理,常规处理方法有:高级氧化法、活性淤泥法、膜技术、焚烧等处理方法或以上方法的组合工艺,具有处理工艺复杂,药剂使用量大,出水达标率低,污泥产量大等缺点。RL-蒸发干燥系统可直接将高浓度废水蒸发干燥成含水率降低至百分之几(低于10%)的干渣,回收95%以上的水份,特别适用于高浓度、高难度特种工业废水、废液、液体危废处理。

1.工业生产过程中产生的危险废物

因为危险废物产生的严重污染以及潜在的严重影响,在工业发达国家危险废物被称为“政治废物”,人民对危险废物问题非常敏感,绝对不允许在自己居住在设立危险废物处置场的位置,并且因为危险废物的处置费用非常高,一些公司极力试图向工业不发达国家和地区转移危险废物。许多危险废物具有双重性,也就是同一种物质在特定环境下是危险废物,而在另一条件下可能变成资源。

2.技术介绍

众所周知,空气稀薄,海拔较高的高山上能够比较容易地使水煮沸,并且相对陆地上加热在更低的温度下使之沸腾。这是因为气压低导致水的沸点减低,就更容易让水沸腾。同样道理,将某个容器减压至真空(约-0.1mpa)时,水在约50℃左右就会沸腾。将这个普通原理应用至蒸馏、脱水、浓缩或干燥,直至固化的系统,就是RL-蒸发干燥系统。

2.1RL-蒸发干燥系统采用独特结构设计,蒸发腔体为卧式结构,设备紧凑(高度3.2米),占地面积小,设备体积约为传统蒸发设备的1/5,设备为人机界面,触屏控制,全自动运行

腔体内独特的搅拌刮片结构,防止物料粘结或结焦,同时实现自动排渣。

RL-蒸发干燥系统,采用高真空度运行,蒸发温度更低(50℃),能耗更小,对于含有挥发性物质的废水,蒸发液水质更好(图1、2)。

2.2RL-蒸发干燥系统的运行过程大致分为三道工序

第一道供液工序:首先开启真空泵,然后由于负压作用将物料吸入蒸馏罐中,物料注入完成后搅拌机启动并保持顺时针旋转。

第二道蒸馏工序:由于罐体已经处于负压状态,所以物料在加热到50℃左右开始沸腾,蒸发出的水蒸气通过真空泵抽出,并通过冷凝器换热降温后冷凝为液体储存于蒸馏水罐中,过程中搅拌刮片处于旋转状态,防止结焦发生。

第三道排渣工序:连续蒸发一段时间后,水中的污染物或盐分得到浓缩,需进行排渣,通过改变搅拌机的旋转方向来进行排渣作业,这样可以保证渣排的比较彻底,防止由于渣未排干净而出现结焦现象。

3.案例

3.1案例一机床废乳化液

废乳化液主要来自机械加工过程中的防腐、及冷却液循环使用后的排放,特点是有机物浓度高、含油高、色度高、间歇排放、污染强度大、处理难度大,常用处理办法有:絮凝沉淀法,化学破乳发、气浮、生物处理等,处理效果差,系统难以稳定运行(表1)。

3.2案例二工件清洗废液

水基清洗剂的主要成分是表面活性剂、无机助剂、溶剂和少量的水,溶剂用来清洗油脂,水用来清洗有机物体,利用亲油和亲水的原理,来去掉污渍。广泛用于工业清洗中金属制品(铜、铁、铝、钢、锌、合金)、光学玻璃镜片、塑胶等各种材料清洗表面拉伸油、切削油、防锈油、油、冲压油等各种油污、污渍、油脂等。水基清洗废水废水成分十分复杂,其主要污染物为阴离子表面活性剂和其乳化作用产生的胶体性物质,此外,废水中还含有漂白剂和油类等物质(表2)。

3.3案例二电镀费槽液

电镀槽液是在电镀处理过程中产生的废弃液体,含大量重金属,有机物含量高,危害极大(表3)。

3.4案例四阳极氧化废液

阳极氧化技术作为表面处理中常见且主要的技术,在表面处理行业中应用广泛。通常,金属构件如铝件等,为了具有更好的表面特性及光泽度,大部分都需经过阳极氧化处理工序,在其表面覆盖一层致密且具有一定光泽度的金属氧化物薄膜,如镍膜等。

在铝型材阳极氧化表面处理中,添加剂一直处于一种极为重要和特别的地位;如碱蚀添加剂、着色添加剂等,在生产中均起着相当大的作用。但添加剂的使用,在生产过程中产生的废水含有大量的酸、碱,还有锡、镍、铝和氟等离子及有机物,这样的废水必须经过净化处理才能达到国家排放标准。且铝离子在使用添加剂的废水中是很难回收再利用的,在后序的废水处理中会产生大量的废渣(表4)。

4.经济性分析

以机床废乳化液为例:

液体危废委外处理费用按照每吨3000元计算,电费0.6元每千瓦,蒸汽费用240元每吨,冷却水损耗按1%计算;年300吨废切削液进入RL-蒸发干燥系统,经处理后282吨(94%)的水回收;产生18吨(6%)的渣液委外处理;委外处理减量282吨,节省费用84.6万元,除去RL-蒸发干燥系统年运行费用4.434万,每年净节省费用80.166万元,经济和环境效益明显。

结语:液体危险废物处置不仅仅需要进行危险废物处置制度的完善应用,对有严重污染的原料路线、生产方法进行改革,也要采用先进工业技术,运用RL-蒸发干燥技术,可将高浓度废液中的水和污染物分离,回收95%以上的水,污染物浓缩成含水率低于10%的干渣;RL-蒸发干燥技术既能处理高浓度废液,回收水资源,变废为宝,又能极大地降低委外处理的费用,有良好的经济效益,处理过程简便可靠,运行费用低。RL-蒸发干燥技术处理机械加工行业高浓度液体,技术先进,工艺简单可靠,处理效果良好,同时又有很高的经济效益,是一种可广泛应用的先进处理技术。

参考文献

[1]郑挺颖,翟建伟.自主研发技术处理液态危废新奥集团:愿化工企业不再制造毒地[J]《环境与生活》,2016(5).

[2]张新奇,左晓萌.机械加工废冷却液减量技术与模式探讨[J]《机械工业标准化与质量》,2014(11):44-48.