气水反冲洗技术在滤池中的应用（合集5篇）

第一篇：气水反冲洗技术在滤池中的应用

气水反冲洗技术在滤池中的应用

滤池是水厂常规处理净水构筑物的最后一道工序，滤池运行的好坏直接影响到水厂的出水水质。但是很多快滤池在运行一段时间后，就会出现过滤层含泥量增大，在反冲洗强度设计值范围内不能达到预期的反冲洗效果，并且冲洗历时延长，产水量下降，严重阻碍了快滤池的正常运行。滤池反冲洗对滤池工作效果影响甚大，若采用较好的反冲洗技术，使滤料层经常处于最优条件下反冲洗，不仅可以节水节能，还能提高出水水质，增大滤料层截污能力，提高滤速，延长过滤周期。

一几种常用的反冲洗方式

目前国内外滤池反冲洗方法主要有三种，一是单纯用水反冲洗，另一种是用水反冲洗并辅以表面冲洗，最后一种是气水反冲洗。

二气水反冲洗的应用概况

气水反冲洗作为去除滤池中滤料层的污泥，使滤料层恢复使用的技术开始是1902年在美国新泽西州小福尔装置的快滤池中使用的。尔后英国设计的快滤池多数采用了气水反冲洗技术。但由于气的布配设施不过关等原因，一直影响到这项技术的推广应用。直到瑞典的第四次国际供水会议上提出采用长柄滤头作为布气装置以及本世纪六十年代，随着粗粒，均匀粒径深床滤池的应用，气水反冲洗技术得到完善才被各国竟相采用。

我国应用气水反冲洗技术的历史已近70年，但应用的水厂不多。本世纪30年代，抚顺市东公园最早采用气水反冲洗技术，现有设计规模为17万m3/d，其次是广州三水厂，于40年代采用该技术，现有设计规模为12万m3/d。50年代后，广东罗定水厂，湛江水厂和抚顺滴台涧水厂等先后采用了气水反冲洗技术。80年代后，引进法国贷款和技术的南京上元门水厂，重庆和肖山水厂，西安曲江水厂，沈阳八水厂建成采用了气水反冲洗的AQUAZURV型滤池。近年来，昆明五水厂，珠海拱北水厂，杭州消泰门 1

水厂，青岛白沙河水厂，深圳南头水厂等先后采用了气水反冲洗技术。

三气水反冲洗机理研究

自1840年快滤池问世以来，各国的给水处理工作者针对反冲洗的机理极其效果作了大量的研究：Camp认为，反冲洗造成滤料洁净的原因主要是拖曳力而不是粒间互撞；Amirtharajah等人同意这一观点，并导出 了剪切力强度和水头损失坡度的关系，据此提出了流化床中的最大剪力将发生在空隙比为0.68～0.71时，该空隙比相当于80～100%的膨胀度；日本学者将吸附在滤料上的污泥分为二种，一种是滤料直接吸着而不易脱落的污泥，称作一次污泥；另一种是积滞在砂粒间隙中的污泥，比一次污泥易于去除，称作二次污泥。他们认为在反冲洗时去除二次污泥主要是由水流剪力来完成，而去除一次污泥必须依靠颗粒间的摩擦碰撞作用，而且剪切力作用与颗粒间的碰撞摩擦作用均与平均速度梯度G值呈比例关系，并就G值与反冲洗强度、水温、砂粒粒径的相互关系作了研究。藤田贤二对最佳反冲洗强度作了理论研究，根据最大水流剪切力条件下求出的反冲洗强度与一般考虑的反冲洗强度差别悬殊，认为水流剪切力不是反冲洗的主要作用，并进一步根据颗粒碰撞次数最多的条件，导出了最佳反冲洗强度方程式；还有学者认为，在污泥残留率曲线中的快速变化期，水流剪切力是去除滤料截留物的主要因素，而在慢速变化期，则滤料颗粒的相水反冲洗是在水反冲洗之前或同时，将空气由滤料层下部通入，使粘附在滤料层中的污物分离，再用低速水漂洗，排出废水。

单独用空气反冲洗时，滤层不膨胀，滤层吸附杂质的去除，靠气泡上升时对滤料颗粒产生的剪切，摩擦作用和因气泡通过滤层某处后的空缺由周围滤料颗粒填充而加强的滤料颗粒间碰撞，摩擦作用 ；气泡在上升过程中对滤层扰动作用逐渐增大，对截污量较大的表层滤料扰动尤大。此阶段截留在滤层中的杂质从滤料颗粒上脱落。气水同时反冲洗，滤层微膨胀，污泥从滤料颗粒上脱落是水流剪切，摩擦作用，空气剪切，摩擦作用和滤料颗粒间碰撞，摩擦作用综合作用的结果。与单独水反冲洗方式相比，由于增加了空气对滤料颗粒的剪切，摩擦作用，同时空气的加入又强化了水流剪切，摩擦作用和滤料颗粒间碰撞，摩擦作用，故在较小的水反冲洗强度下即可达到大于550S-1的G值。冲洗效果优于单独气洗阶段。此阶段杂质从滤料层去除。

气水反冲洗最后一个阶段是水漂洗阶段，其作用为：首先，将从滤层中去除的杂质排出，用清水层置换废水层；其次，将残留在滤床中的空气排出。

三气水反冲洗滤池设计要素

1反冲洗运行方式的选择

气水反冲洗有三种运行方式：

（1）先单独用气冲，然后再用水单独冲洗；

（2）先用气水同时冲洗，然后再用水单独冲洗；

（3）先用气冲，然后气水同时冲洗，最后再单独用水冲洗。

目前国内水厂普遍采用的是第一种运行方式。但国内外运行实践表明：冲洗效果最好的是第三种运行方式。此种运行方式的采用，已成为滤池气水反冲洗技术发展的一种趋势。

2反冲洗强度和冲洗时间

气水反冲洗强度和冲洗时间的选择与气水冲洗方式，滤层构造有关。

（1）采用气冲水冲二阶段的滤池，气冲强度宜在16—20 l /ms，时间为2—3分钟；2

水冲强度在6—8 l /m2 s，时间为6—8分钟；

（2）采用气冲，气水同时冲洗，再水冲洗的三阶段的滤池，气水同时冲洗时，气冲强

度为13—17 l /m2 s，水冲强度为3—4 l /m2 s，气水同时冲5—6分钟，水冲，气冲的前后强度不变。采用待滤水漂洗的强度为2 l /m2 s左右；

3配气，配水系统

配水，配气系统除在正常过滤时均匀集水外的另一主要作用是：在整个滤池面积上均匀分配反冲洗水和气。气水反冲洗的配水配气系统有水气和用的大阻力管式系统；水气分开的两套管式大阻力配水系统；小阻力长柄滤头系统三种。第一，二种方式布气布水均匀性不及第三种好。第一种方式不能气水同时反冲洗；第二种方式虽能气水同时反冲洗，但造价较大；第三种方式能同时气水反冲洗，在清水管廊内形成一层气垫，配水，配气均匀性好，是较好的配水，配气方式。AQUAZURV型滤池即采用第三

种配水配气方式。

长柄滤头的配置应既满足均匀布气，布水的要求，又方便施工，且不影响滤板钢筋布置。滤头缝隙总面积占单格滤池面积的0.9%—1.25%，安装密度为50—60只/m2。长柄滤头拧在钢筋混凝土滤板上。

长柄滤头配气配水系统安装应注意：（1）滤板平面必须水平，各点高程误差不得超过±2mm；（2）滤板间沥青玛蹄脂填充物必须满足气密性要求，不可漏气，漏水，漏砂；（3）滤头安装位置准确，其缝隙宽度小于滤料颗粒最小粒径。

4供气，供水系统

供气方式一般有二种，一种采用鼓风机直接向滤池供气，另一种用空压机通过中间储气罐向滤池供气。由于鼓风机供气效率高，设备简单，操作方便，目前使用较多，但空压机和储气罐的组合供气可以在冲洗时实现不停机的连续冲洗，因此在中小水厂也有采用。

鼓风机式储气罐输出的流量，应取单格滤池冲洗气流量的1.05—1.1倍。鼓风机宜选用离心式，空压机宜选用无油润滑空气压缩机。风机房应尽量靠近滤池，方便操作和管理的位置并考虑必要的减噪减震措施。

四设计，施工注意事项

滤板制造，滤板安装标高准确度，滤板缝隙的严密状况，将直接关系着气水反冲洗滤池的反冲洗及运行效果。施工，安装过程中应予以高度重视，并制定切实可行的措施予以保证。

滤板通常为预制高标号钢筋混凝土板，滤板应具备足够的刚度，其高度宜为100—120mm，长柄滤头套管的长度尽可能与滤板高度相同，方便滤板预制与确保滤板自身的严密性。滤板应分别按上，下受力考虑两面配受力筋。预制滤板的模板应为钢制精加工模；既要确定预制的滤板几何尺寸符合设计要求，亦要脱模方便，其底模钢板厚度不宜小于14mm，且有足够的平整度。固定长柄滤头套管于钢模底板上的特制带槽口的螺钉在固定套管以后，螺钉上部不宜高出套管，以便浇制的混凝土密实后，可以用直尺沿钢模四边刮去多余混凝土，确保滤板厚度尺寸。滤板混凝土密实工作应在振动台

上完成，以确保浇制混凝土类别的自身密实度及混凝土与套管接触面的严密性。滤板安装标高的准确度，以测控滤板上面标高来达到。安装滤板时，应有专人司尺，以花杆为尺，测四角标高，下面由专人以硬质材料垫实，逐一校正标高，使同一单池内滤板上面标高差控制在±1—2mm以内。每块滤板标高一经校正，应立即以1：2水泥砂浆把滤板下面填实（即为板下座浆，高10mm左右）。在座浆未达到一定强度时，已校正好标高的滤板上不得上人或施加负载。

滤板嵌缝处的严密性，尤其是气密性对反冲洗布气均匀性有一定的影响。滤板拼缝形状，拼缝密度，拼缝材料的选择，都与嵌缝的严密性有关。在支承墙上有条形压板的拼缝，下部缝宽以满足压板安装即可，并做到下宽上窄。在垂直支承墙方向上不设条形压板的拼缝，以上下窄，中间宽的棱形断面的拼缝为好。嵌缝材料用膨胀水泥砂浆或细石微膨胀混凝土，并注意保湿养护。嵌缝到达预定强度后，可安排做严密性试验。

五结语

快滤池的气水反冲洗技术是目前国内外水处理工程界普遍看好的一种技术。这项技术可消除滤层泥球，提高滤层截污能力，延长过滤周期，节省反冲洗水量，避免了滤料的流失，是一项有发展前途的技术。

目前，气水反冲洗技术在我国应用尚不普遍，运行中也有不少问题需进一步探讨和解决，如最合理的设计参数，最佳组合的冲洗方式，水质，水温变化对气水冲洗的影响等尚有待在生产中积累经验，总结提高，使气水反冲洗技术能更好地为我国的给水事业服务。

第二篇：浅谈纳米材料在电池中的应用

浅谈纳米材料在电池中的应用

[论文关键词]：纳米材料 电池 复合材料

[论文摘要]：纳米材料的小孔径效应和表面效应与化学电源中的活性材料非常相关，作为电极的活性材料纳米化后，表面增大，电流密度会降低，极化减小，导致电容量增大，从而具有更良好的电化学活性。特别是最富特征的一维纳米材料纳米碳管在作为新型贮锂材料、电化学贮能材料和高性能复合材料等方面的研究已取得了重大突破，因而开辟了全新的科学研究领域。

一、碱性锌锰电池材料

（一）纳米级γ-ＭｎＯ2

夏熙等利用溶胶凝胶法、微乳法、低热固相反应法合成制得纳米级γ-ＭｎＯ2用作碱锰电池正极材料。发现纯度不佳，但与ＥＭＤ以最佳配比混合，可大大提高第2电子当量的放电容量，也就是可出现混配效应。若制得的纳米γ-ＭｎＯ2纯度高时，本身的放电容量即优于ＥＭＤ。

（二）掺Ｂｉ改性纳米ＭｎＯ2

夏熙等通过加入Ｂｉ2Ｏ3合成得到改性ＭｎＯ2，采用纳米级和微米级改性掺Ｂｉ、ＭｎＯ2混配的方法，放电容量都有不同程度的提高，并且存在一个最佳配比。通过掺Ｂｉ在充放电过程中形成一系列不同价态的Ｂｉ、Ｍｎ复合物的共还原和共氧化，有效抑制Ｍｎ3Ｏ4的生成，可极大地改善电极的可充性。

（三）纳米级α-ＭｎＯ2

采用固相反应法合成不含杂质阳离子的纳米αＭｎＯ2，粒径小于50nｍ，其电化学活性较高，放电容量比常规粒径ＥＭＤ更大，尤其适于重负荷放电，表现出良好的去极化性能，具有一定的开发和应用潜力。

（四）纳米级ＺｎＯ

碱锰电池中的电液要加入少量的ＺｎＯ，以抑制锌负极在电液中的自放电。ＺｎＯ在电液中的分散越均匀，越有利于控制自放电。纳米ＺｎＯ在我国已应用于医药等方面。由于碱锰电池朝着无汞化发展，采用纳米ＺｎＯ是可选择的方法之一。应用的关键是要注意纳米

ＺｎＯ材料的表面改性问题。

（五）纳米级Ｉｎ2Ｏ3

Ｉｎ2Ｏ3是碱锰电池的无机代汞缓蚀剂的选择之一，目前已开发并生产出无汞碱锰电池用高纯纳米Ｉｎ2Ｏ3，该材料具有比表面积大，分散性好，缓蚀效果更佳的特点，应用于无汞碱锰电池具有良好的抑制气体产生的作用。

二、在ＭＨ/Ｎｉ电池中的应用

（一）纳米级Ｎｉ（ＯＨ）2

有人用沉淀转化法制备了纳米级Ｎｉ（ＯＨ）2，并发现纳米级Ｎｉ（ＯＨ）2比微米级Ｎｉ（ＯＨ）2具有更高的电化学反应可逆性和更快速的活化能力。采用该材料制作的电极在电化学氧化还原过程中极化较小，充电效率高，活性物质利用更充分，而且显示出放电电位较高的特点。赵力等人用微乳液法制备纳米β Ｎｉ（ＯＨ）2，粒径为40～70ｎｍ。该方法较易控制纳米颗粒粒径大小，并且所制得的纳米材料呈球型或椭球形，适用于某些对颗粒状有特殊要求的场合，如作为氢氧化镍电极的添加剂，按一定比例掺杂，可使Ｎｉ（ＯＨ）2的利用率显着提高，尤其当放电电流较大时，利用率可提高12%。

（二）纳米晶贮氢合金

陈朝晖等利用电弧熔炼高能球磨法制备出纳米晶ＬａＮｉ5，平均粒径约20ｎｍ，采用该材料制备的电极与粗晶ＬａＮｉ5制备的电极相比，具有相当的放电容量，更好的活化特性，但其循环寿命较短。

三、锂离子电池材料

（一）阴极材料纳米ＬｉＣｏＯ2

夏熙等用凝胶法制备的纳米ＬｉＣｏＯ2，放电容量为103ｍＡｈ/ｇ，充电容量为109ｍＡｈ/ｇ，长平台在39Ｖ处，有明显提高放电平台的效果，循环稳定性也大为提高，但未见有混配效应。低热固相反应法合成纳米ＬｉＣｏＯ2，发现了混配效应:以一定比例与常规ＬｉＣｏＯ2进行混配，做成电池测试，充电容量可达132ｍＡｈ/ｇ，放电容量为125ｍＡｈ/ｇ，放电平台在39Ｖ，由于纳米颗粒增大了比表面积，令Ｌｉ+更易嵌入和脱出，削弱了极化现象，循环性能比常规ＬｉＣｏＯ2明显提高，显示出较好的性能。

（二）纳米阳极材料

中国科学院成都有机化学研究所“碳纳米管和其它纳米材料”的研究工作取得了阶段性成果。制得的碳纳米管层间距离为0.34ｎｍ，略大于石墨的层间距0.335ｎｍ，这有利于Ｌｉ+的嵌入和脱出，它特殊的圆筒状构型不仅可使Ｌｉ+从外壁和内壁两方面嵌入，而且可防止因溶剂化Ｌｉ+的嵌入引起石墨层剥离而造成负极材料的损坏。实验表明，用该材料作为添加剂或单独用作锂离子电池的负极材料均可显着提高负极材料的嵌Ｌｉ+容量和稳定性。中国科学院金属研究所等用有机物催化热解法制备出单壁纳米碳管和多壁纳米碳管。他们的研究表明用纳米碳管作为电极，比容量可达到1100ｍＡｈ/ｇ，且循环性能稳定。香港科技大学用多孔的沸石晶体作载体，首次成功研制出尺寸最小，全球最细且排列规整的0.4nｍ单壁纳米碳管，继而又发现在超导温度15℃以下呈现出特殊的一维超导特性。

四、电容器材料

由可充电电池和电容器共同组合的复合电源系统引起了人们的浓厚兴趣，特别是环保电动汽车研究的兴起，这种复合电源系统可在汽车启动、爬坡、刹车时提供大功率电源，因而可以降低电动车辆对蓄电池大功率放电的限制要求，大大延长蓄电池循环使用寿命，从而提高电动汽车的实用性。近年来以纳米碳管为代表的纳米碳材料的研究和作为电极材料的应用，为更高性能的电化学超级电容器的研究开辟了新的途径。清华大学用催化裂解丙烯和氢气混合气体制备碳纳米管原料，再采用添加粘结剂或高温热压的工艺手段制备碳纳米管固体电极，通过适当的表面处理，制得的碳纳米管电极具有极高的比表面积利用率。用纳米碳管和ＲｕＯ2的复合电极制备双电层法拉第电容器，在纳米碳管比表面积为150ｍ2/ｇ时，电容量可达20Ｆ/ｇ左右。清华大学已经制备出电容量达100Ｆ的实验室样品。在充分利用纳米材料的表面特性和中空结构上，纳米碳管是目前最理想的超级电容器材料。

五、结束语

首先，材料的先进性必然会推动电池的先进性，因此纳米材料技术在电化学领域具有十分广阔的前景，不仅可使传统的电池性能达到一个新的高度，更有望开发出新型的电源。其次，由于纳米材料的研究目前大多处于实验室阶段，因此如何制得粒径可控的纳米颗粒，解决这些颗粒在贮存和运输过程中的团聚问题，简化合成方法，降低成本，是今后实用化应注意的问题。再次，纳米材料技术在电池中应用时，应注意相关工艺的匹配，并综合考虑成本，如利用材料的混配效应，而不能仅仅是材料取代的简单考虑。

第三篇：纳米材料在电池中的应用(一)要点

纳米材料在电池中的应用(一)

纳米材料的小孔径效应和表面效应与化学电源中的活性材料非常相关,作为电极的活性材料纳米化后,表面增大,电流密度会降低,极化减小,导致电容量增大,从而具有更良好的电化学活性。特别是最富特征的一维纳米材料———纳米碳管在作为新型贮锂材料、电化学贮能材料和高性能复合材料等方面的研究已取得了重大突破,因而开辟了全新的科学研究领域。碱性锌锰电池材料 1 1 纳米级γ-ＭｎＯ2

夏熙等利用溶胶凝胶法、微乳法、低热固相反应法合成制得纳米级γ ＭｎＯ2用作碱锰电池正极材料。发现纯度不佳,但与ＥＭＤ以最佳配比混合,可大大提高第2电子当量的放电容量,也就是可出现混配效应。若制得的纳米γ ＭｎＯ2纯度高时,本身的放电容量即优于ＥＭＤ。2 掺Ｂｉ改性纳米ＭｎＯ2

夏熙等通过加入Ｂｉ2Ｏ3合成得到改性ＭｎＯ2,采用纳米级和微米级改性掺Ｂｉ ＭｎＯ2混配的方法,放电容量都有不同程度的提高,并且存在一个最佳配比。通过掺Ｂｉ在充放电过程中形成一系列不同价态的Ｂｉ Ｍｎ复合物的共还原和共氧化,有效抑制Ｍｎ3Ｏ4的生成,可极大地改善电极的可充性。3 纳米级α-ＭｎＯ2 采用固相反应法合成不含杂质阳离子的纳米α ＭｎＯ2,粒径小于50ｎｍ,其电化学活性较高,放电容量比常规粒径ＥＭＤ更大,尤其适于重负荷放电,表现出良好的去极化性能,具有一定的开发和应用潜力。4 纳米级ＺｎＯ

碱锰电池中的电液要加入少量的ＺｎＯ,以抑制锌负极在电液中的自放电。ＺｎＯ在电液中的分散越均匀,越有利于控制自放电。纳米ＺｎＯ在我国已应用于医药等方面。由于碱锰电池朝着无汞化发展,采用纳米ＺｎＯ是可选择的方法之一。应用的关键是要注意纳米ＺｎＯ材料的表面改性问题。5 纳米级Ｉｎ2Ｏ3 Ｉｎ2Ｏ3是碱锰电池的无机代汞缓蚀剂的选择之一,目前已开发并生产出无汞碱锰电池用高纯纳米Ｉｎ2Ｏ3,该材料具有比表面积大,分散性好,缓蚀效果更佳的特点,应用于无汞碱锰电池具有良好的抑制气体产生的作用。在ＭＨ/Ｎｉ电池中的应用 2 1 纳米级Ｎｉ(ＯＨ)2

周震等人用沉淀转化法制备了纳米级Ｎｉ(ＯＨ)2,并发现纳米级Ｎｉ(ＯＨ)2比微米级Ｎｉ(ＯＨ)2具有更高的电化学反应可逆性和更快速的活化能力。采用该材料制作的电极在电化学氧化还原过程中极化较小,充电效率高,活性物质利用更充分,而且显示出放电电位较高的特点。赵力等人用微乳液法制备纳米β Ｎｉ(ＯＨ)2,粒径为40～70ｎｍ。该方法较易控制纳米颗粒粒径大小,并且所制得的纳米材料呈球型或椭球形,适用于某些对颗粒状有特殊要求的场合,如作为氢氧化镍电极的添加剂,按一定比例掺杂,可使Ｎｉ(ＯＨ)2的利用率显著提高,尤其当放电电流较大时,利用率可提高12%。2 纳米晶贮氢合金

陈朝晖等利用电弧熔炼高能球磨法制备出纳米晶ＬａＮｉ5[6],平均粒径约20ｎｍ,采用该材料制备的电极与粗晶ＬａＮｉ5制备的电极相比,具有相当的放电容量,更好的活化特性,但其循环寿命较短。锂离子电池材料 1 阴极材料———纳米ＬｉＣｏＯ2

夏熙等用凝胶法制备的纳米ＬｉＣｏＯ2,放电容量为103ｍＡｈ/ｇ,充电容量为109ｍＡｈ/ｇ,长平台在3 9Ｖ处,有明显提高放电平台的效果,循环稳定性也大为提高,但未见有混配效应。低热固相反应法合成纳米ＬｉＣｏＯ2,发现了混配效应:以一定比例与常规ＬｉＣｏＯ2进行混配,做成电池测试,充电容量可达132ｍＡｈ/ｇ,放电容量为125ｍＡｈ/ｇ,放电平台在3 9Ｖ,由于纳米颗粒增大了比表面积,令Ｌｉ+更易嵌入和脱出,削弱了极化现象,循环性能比常规ＬｉＣｏＯ2明显提高,显示出较好的性能。2 纳米阳极材料

中国科学院成都有机化学研究所“碳纳米管和其它纳米材料”的研究工作取得了阶段性成果。制得的碳纳米管层间距离为0 34ｎｍ,略大于石墨的层间距0 335ｎｍ,这有利于Ｌｉ+的嵌入和脱出,它特殊的圆筒状构型不仅可使Ｌｉ+从外壁和内壁两方面嵌入,而且可防止因溶剂化Ｌｉ+的嵌入引起石墨层剥离而造成负极材料的损坏。实验表明,用该材料作为添加剂或单独用作锂离子电池的负极材料均可显著提高负极材料的嵌Ｌｉ+容量和稳定性。中国科学院金属研究所等用有机物催化热解法制备出单壁纳米碳管和多壁纳米碳管。他们的研究表明用纳米碳管作为电极,比容量可达到1100ｍＡｈ/ｇ,且循环性能稳定。香港科技大学用多孔的沸石晶体作载体,首次成功研制出尺寸最小,全球最细且排列规整的0 4ｎｍ单壁纳米碳管,继而又发现在超导温度15℃以下呈现出特殊的一维超导特性。电容器材料

由可充电电池和电容器共同组合的复合电源系统引起了人们的浓厚兴趣,特别是环保电动汽车研究的兴起,这种复合电源系统可在汽车启动、爬坡、刹车时提供大功率电源,因而可以降低电动车辆对蓄电池大功率放电的限制要求,大大延长蓄电池循环使用寿命,从而提高电动汽车的实用性。近年来以纳米碳管为代表的纳米碳材料的研究和作为电极材料的应用,为更高性能的电化学超级电容器的研究开辟了新的途径。清华大学用催化裂解丙烯和氢气混合气体制备碳纳米管原料,再采用添加粘结剂或高温热压的工艺手段制备碳纳米管固体电极,通过适当的表面处理,制得的碳纳米管电极具有极高的比表面积利用率。用纳米碳管和ＲｕＯ2的复合电极制备双电层法拉第电容器,在纳米碳管比表面积为150ｍ2/ｇ时,电容量可达20Ｆ/ｇ左右。清华大学已经制备出电容量达100Ｆ的实验室样品。在充分利用纳米材料的表面特性和中空结构上,纳米碳管是目前最理想的超级电容器材料。结束语

ａ 材料的先进性必然会推动电池的先进性,因此纳米材料技术在电化学领域具有十分广阔的前景,不仅可使传统的电池性能达到一个新的高度,更有望开发出新型的电源。

ｂ 由于纳米材料的研究目前大多处于实验室阶段,因此如何制得粒径可控的纳米颗粒,解决这些颗粒在贮存和运输过程中的团聚问题,简化合成方法,降低成本,是今后实用化应注意的问题。

ｃ 纳米材料技术在电池中应用时,应注意相关工艺的匹配,并综合考虑成本,如利用材料的混配效应,而不能仅仅是材料取代的简单考虑。

第四篇：气相色谱技术在白酒分析中的应用

气相色谱技术以其特有的三高一快（高灵敏度、高分离效能、高选择性、快速分析）优点，已广泛应用于食品和酿酒发酵工业，其中四川省品酒多、质量好，推广应用气相色谱技术也较普遍。气相色谱技术在白酒分析中的应用主要有以下几方面：

1、对白酒卫生指标的监控：

白酒中甲醇、杂醇油有酒类卫生监测的两项重要指标。气相色谱可直接进行分析成品中甲醇、杂醇油的含量，方法简便快速，精密度好，象对偏差均小于5%，又能同时使白酒中正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇等高级醇得到单独测定。

2、对酒厂的基础酒三项指标的测定：

基础酒的好坏决定成品酒能否达到质量标准的关键。对基础酒的分析验收和对主要微量成份的测定，是指导微机勾兑、保证产品质量稳定、统一质量标准，获得工厂经济效益的重要因素，而气相色谱仪是最理想的分析工具。基础酒的三项指标：

a.主体香含量测定：例如浓香型白酒的主体香是已酸乙酯，已被轻工部纳入浓香型白酒标准（QB850-83）。

b.已酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯的酯比关系的测定，大量试验表明：四大酯之间协调，恰当的两比关系是决定酒香香气浓郁，纯正的关键，特别是已酸乙酯含量及其与乳酸乙酯的量比关系，如五粮液酒中乳酸乙酯与已酸乙酯之比值必须小于1。

c.微量香味成份含量范围的测定：白酒中四大酯作为主体香味成份决定了白酒的香型，但除此之外，其它微量的酯、酸、醛、酮都是助香成份，它们在助香过程中起着烘托、缓冲、平衡的三大作用，注意它们的含量范围以及与主体香味成份的量比关系是否恰当，直接影响白酒的风味特征。

3、开展对白酒芳香成份的剖析和风味关系的研究：

白酒成份非常复杂，酒中的有些重要成份对酒的典型风味关系还没有被认识，需要酒厂技术人员利用气相色谱仪的重要分析工具并与其它仪器配合使用开展醇和醇以外的多种复杂微量成份分析，为保证名特优白酒产品提供更广泛、准确的科学依据。

4、对于各级卫生防疫站，各级技术监督局产品质量监督检验所，可以应用气相色谱技术来加强市场管理和打击假冒伪劣白酒产品。

第五篇：反渗透技术在电厂水脱盐系统中的应用探讨

反渗透技术在电厂水脱盐系统中的应用探讨 1 反渗透在电力行业中的应用

由于电力行业中电厂锅炉需用电导率＜0.2 μS/cm(电阻率＞5 MΩ·cm)，SiO2＜0.0 2 mg/L的补给水，而二级反渗透出水电导率一般大于1 μS/cm，故反渗透在电力行业一般用于锅炉补给水的预脱盐(一级脱盐)处理(见图1)。

图1 反渗透在电力行业的应用工艺

1.1 反渗透+电去离子脱盐系统

反渗透+电去离子(RO+EDI)脱盐系统是20世纪末发展起来的一种用于水处理的新型脱盐系统。该脱盐系统出水电导率一般为0.057～0.067 μS/cm(电阻率为15～17.5 MΩ·cm)，系统出水水质完全满足电厂锅炉补给水的要求，是一种环保型的脱盐系统。与传统离子交换相比，具有出水水质稳定、连续生产、使用方便、无人值守、不用酸碱、不污染环境、占地面积小、运行经济等优点。

由于RO+EDI脱盐系统具有一系列的优点，自从1986年EDI技术工业化以来，全世界已安装近2000套RO+EDI脱盐系统，尤其在制药、半导体、电力和表面冲洗等工业中得到了很大发展，同时在废水处理、饮料及微生物等领域也得到了广泛的应用。目前，国内已有近百套RO+EDI脱盐系统装置在运行，个别电厂也已开始试用。在电力行业，RO+EDI脱盐系统极具发展前途，随着EDI设备的发展及投资费用的降低，该脱盐系统必将成为电厂锅炉补给水脱盐系统的主流。反渗透技术也将成为其他技术不可替代的一种预脱盐技术。

1.2 反渗透+混合离子交换脱盐系统

反渗透技术在反渗透+混合离子交换脱盐系统中的应用，起初是在电厂锅炉补给水离子交换脱盐系统改造中引入的。自从1934年发明离子交换树脂以来，离子交换技术就被应用到纯水制备方面，采用离子交换法可制得水质接近理论纯水的超纯水(电导率为0.055 μS/cm，电阻率为18.2 MΩ·cm)。但离子交换法却带来了树脂再生时产生的废酸碱造成的环境污染。反渗透技术的引入，使得废酸碱排放量与单用离子交换脱盐系统相比减少了90%，这是脱盐技术的一大进步。但近年来随着反渗透设备投资费用的降低，特别是1998年以后，国内大批电厂在原有离子交换脱盐系统改造中引入了反渗透技术，且有一种盲目跟上的趋势。笔者认为，反渗透技术的引入应结合本地区的水资源状况，原水水质特点并考虑制水成本，方可取得好的效果和收益。引入反渗透技术应考虑的因素

2.1 工程投资和制水成本的比较

本文结合中国铝业公司山东分公司自备电厂原离子交换脱盐系统引入反渗透技术的工程投资和制水成本的变化来说明这一问题。

2.1.1 工程投资(设备及安装工程费)的比较

同规模反渗透+混合离子交换脱盐系统与离子交换脱盐系统(复床)建筑工程费基本相当，仅设备费及安装工程费相差较大，根据本实例工程投资(静态投资)分析，反渗透+混合离子交换脱盐系统设备及安装工程费每m3水投资不低于4.33万元人民币，离子交换脱盐系统(复床)设备及安装工程费每m3水投资不高于2.56万元人民币。对于产水量为200 m3/h脱盐系统，反渗透+混合离子交换脱盐系统工程投资不小于986万元人民币，而离子交换脱盐系统(复床)工程投资一般在630万元人民币左右。2.1.2 制水成本的比较

对同一种原水，离子交换脱盐系统与反渗透+混合离子交换脱盐系统的制水成本是不同的。该公司自备电厂原离子交换脱盐系统为复床(强酸氢型阳离子交换器+强碱氢氧型阴离子交换器)+混合离子交换器，产水能力为200 m3/h，系统进水含盐量为630 mg/L。2001年10月引入反渗透技术，形成反渗透+混合离子交换脱盐系统。现将系统改造前后相关运行情况及制水成本分别列于表1，表2，表3(表中物料的价格以32%的HCl 530元/t，31%的烧碱530元/t，电费0.44元/(kW·h)，原水 3元/m3，阻垢剂8万元/t计)。

从表中可以看出，系统改造后对于离子交换部分可以大大提高树脂的再生周期，降低了酸、碱耗量。但经统计，系统改造后每年各项费用增加160.56万元，制水成本增加0.92元/m 3。比原系统的运行成本增加了约20%，分析原因主要有以下几个方面。

(1)反渗透系统能耗较高。原水需用高压泵升压后送入反渗透装置，能耗较高。目前，国内用于非高含盐量水的反渗透脱盐系统其电耗不低于1.6 kW·h/m3，而国内已有的海水反渗透淡化系统电耗为5～6 kW·h/m3。且国内用于非高含盐量水的反渗透脱盐系统一般没有采取浓水能量回收措施(能量透平装置或压力转换器)，造成能量极大浪费。

(2)阻垢剂费用较高。反渗透装置浓水含盐量一般为原水含盐量的4倍，为防止浓水端出现诸如CaCO3，CaSO4浓度积大于其平衡溶解度指数时结晶析出而损坏膜元件，一般均在反渗透装置之前设置了阻垢剂投加装置。现国内常用的King Lee, Flocon, Argo等公司的阻垢剂均为进口产品，价格为8万元/t左右。

(3)水利用率较低。反渗透装置的水利用率一般为75%，同时其对进水水质要求较高(SDI≤5)，致使原水预处理难度加大，这进一步降低了整套脱盐系统的水利用率，增加了原水耗量。

(4)清洗维修费用较大。保安过滤器滤芯在正常工作情况下，可维持3～4个月的使用寿命，需定期更换。反渗透膜组件受污染时，需进行化学清洗。2.2 结合原水水质的特点选择

在电厂锅炉补给水脱盐系统中，是否在离子交换脱盐系统前引入反渗透预脱盐，应结合本地区的水资源状况及原水水质特点来决定。

(1)当原水含盐量不大于1000 mg/L时，采用复床+混合离子交换脱盐是比较经济合理的。对于这种水，树脂再生周期一般不小于10 h，再生操作劳动强度及再生频率也是可以接受的。若采用自动控制，离子交换脱盐将是一种最佳的选择。如果引入反渗透预脱盐，必将使后续离子交换脱盐系统再生周期极长，使其接近零负荷运行，造成投资加大，制水成本偏高。

(2)如原水含盐量为1000～4000 mg/L，预脱盐是否采用反渗透法需与电渗析法进行经济比较确定。

(3)如原水含盐量大于4000 mg/L且水质满足反渗透进水水质要求时，引入反渗透预脱盐是一种经济合理的方案。结语

反渗透是一种先进的脱盐技术，它具有脱盐率高、自控程度强等优点，在海水淡化、苦咸水脱盐、纯水制备等方面得到了广泛的应用。其与EDI配合，组成反渗透+电去离子脱盐系统，在电力行业将有广阔的发展前景。但由于其运行费用较高，在电厂锅炉补给水中反渗透+混合离子交换脱盐系统的应用应结合原水水质的情况并考虑制水成本来选择，否则盲目选用势必造成经济损失。