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净化技术论文

时间:2022-02-05 13:15:27

净化技术论文

第1篇

【关键词】医院 洁净手术部 运行分析

[Abstract]Clean operating department of modern medical technology and engineering embodies the blend, Surgery the patient is to reduce infection and promote the development of the spatial carrier of difficult surgery. With the concept of infiltration and the sterile surgical pursuit of high quality, innovative surgical environment has become increasingly subject to various types of hospital management and medical staff at all levels of attention and recognition.

[Key words]Hospital; Clean operating department; Run analysis

引 言

洁净手术部是集装饰装修、净化空调、强电弱电、医用气体、器具装备、消防监控等多功能设施于一体的复杂系统,是医院综合实力和技术水平的最高展现,是对生命尊重的淋漓彰显。洁净手术部的高标准隐含了众多的技术、经济以及社会道德因素,引发并抬升了运行管理的复杂性。从过程控制的视角,分析洁净手术部的运行层面,探究管理缺陷,有利于对洁净手术部的运行实施有效的缺陷修正,从而提高洁净手术部的整体环境质量和运行绩效,降低和杜绝手术感染的情况发生。

一、过程控制理论的内涵和实践意义

过程控制是控制理论、生产工艺、计算机技术和仪器仪表知识等相结合的一门综合性应用学科。过程控制的任务是在了解、熟悉、掌握生产工艺流程与生产过程的静态和动态特性的基础上,根据工艺要求,应用控制理论、现代控制技术,分析、设计、整定过程控制系统。过程控制的任务是由过程控制系统的工程设计与工程实现来完成的。过程控制可分为简单控制和复杂控制,复杂控制的内容较为丰富,分为四种类型,即串级控制,前馈控制,大滞后补偿控制;比值控制,分程与选择性控制;多变量解耦控制;模糊控制,预测控制。

二、洁净手术部运行过程存在的若干缺陷及修正路径选择

从《标准》和《规范》颁布实施至今,不到十年光景。2003年非典过后,我国医疗行业的基本建设才得以迈上快速发展之路,屈指可算,我国洁净手术部的正规发展历史不足六年,无论是在技术创新上,还是在运行管理上,与发达国家相比,还存在着相当大的差距。以《标准》和《规范》为蓝本,分析我国当前医院洁净手术部的运行过程,仍有若干明显的遗漏与缺陷。

1、洁净手术部建设规范的认识和运用

国家建设部、卫生部于2001年、2002年先后颁布实施了《医院洁净手术部建设标准》(简称《标准》)和《医院洁净手术部建筑技术规范》(简称《规范》),为我国医院洁净手术部的设计、建设、检测等提供了重要依据,使得我国医院手术部的发展实现了质的飞跃,人文关怀理念有所凸现。在《标准》和《规范》里,对洁净手术部的设计方案、材料选择、施工工艺、检验检测、技术标准、使用维护等方面都给予了明确规定。

2、洁净手术部设计方案的选择与优化

论证设计是洁净手术部工程的前站,这一阶段往往被医院管理层所忽视,其原因就是医院管理层对洁净手术部的认识偏差,其思维定势依然固化于只要选择好设计单位和施工单位,就会得到一个高标准、高质量的工程。选择资质较高、技术精湛的设计与施工单位固然重要,但是除此之外,医院并非只是坐享其成,医院自身仍有相当多的工作要做,重心即是对工程设计方案的选择和优化上,科学、先进、新颖的工程设计方案需要无数次反复的论证、优化、组合。

3、洁净手术部感染源的发现与控制

解决问题的前提是发现问题,惟有探究出问题的真正原因,才能辅之以有效的解决途径。洁净手术部实现的前提就是对各种感染源实施全面的控制,因此有必要对手术部的各种感染源进行分类归集,哪些是技术层面的,哪些是管理层面的,哪些是重点控制对象,这些方面在目前多数洁净手术部的运行过程中普遍处理不当,呈现的多是头痛医头、脚痛医脚的无章无序现象。

在临床实践中,通常认为手术切口的污染来源于内外两个方面,即内部感染源和外部感染源。内部感染源是通过术前皮肤清洁不当引起病人自身感染,外部感染源包括未经消毒的器具、手术部内医护人员产生的液滴的扩散、空气中的液滴和灰尘,这些感染源通过接触、转移等方式把微生物粒子传播到手术切口。通过对感染源的分析,我们不难总结出,控制洁净手术部的感染应该包含两个方面的内容,一是清除感染源,二是切断传播途径。感染源是客观存在的,控制的目的就是减少感染源的产生,提倡积极预防为主的理念,充分利用先进的管理技术,不仅可以有效地降低感染源的数量,而且可以大幅度地降低综合控制成本。

4、空气消毒是净化技术处理的延续

在很多医院管理层、使用者,甚至是一些净化方面专家的人事观念中,都有一种这样的自信,那就是经过洁净技术处理过的空气无须再进行消毒处理。不可否认,空气净化技术突飞猛进,净化效能也日新月异,但是病菌的滋生更是层出不穷,疾病谱的不断变化与翻新说明了一些曾经不被人们所认识的病菌在不断的出现。任何空气消毒技术都有其自身难以克服的缺陷,在技术参数之内的各种微粒可以得以有效的清除,但是在此之外的,就显得有些力所不及。

5、感染源接触性传播途径的整治

在洁净手术部的空间区域,引发感染的途径有多种多样,主要是接触途径,并非空气途径。空气净化措施只对预防患者感染具有潜在的优势,并不能完全保证患者绝对不受感染。实践证明,往往区域无菌程度越高、管理越严的手术室,病人通过直接接触感染或医生无菌操作不当而引起感染的可能性越大 。

6、监测机制是确保洁净手术部安全运行的保证

高标准的硬件设施,必须辅之于科学的管理,才能实现更大的绩效。在洁净手术部的管理上,诸如制度建设、责任分配、人流物流管理、卫生清洁消毒、设备管理等方面都赋予了严格、细化的管理内容,在落实方面也基本达到了井然有序的状态。但是美中不足的情况也有所存在,对于洁净手术部的空气检测仍是一个缺憾。任何环节的错误都将会破环手术室的整个无菌环境,实施全方位的管理成为必然。

结 语

通过静态与动态监测的数据比较,可以分析出感染源和感染途径,可以辨清重点治理部位。洁净手术部的检测应予建立长效机制,不断地总结经验和教训,不断地改进和完善。

【参考文献】

【1】许庆华何文胜倪进发 手术室空气消毒方法比较 中华医院感染学杂志 2002,12(8). -604-605

【2】傅晓玲汪英杨琰 层流手术室清洁消毒过虑装置与 空气检测的关系护理学杂志2003,18(5).-372-373

【3】医院洁净手术部建设标准2000

【4】医院洁净手术部建筑技术规2002

【5】涂光备凌继红杨洁等 制药工业的洁净于空调 北京 中国建筑出版社1999

第2篇

关键词:生物净化 有机废气 应用 研究进展

中图分类号:TQ9 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0144-02

工业生产常常会产生大量的有机废气,如不能进行对其进行有效地控制与治理,这些气体必将严重的危害人类的生存环境和健康状况,因此大力开展有机废气的综合治理技术研究已经成为当代世界亟待解决的问题之一。

目前,有机废气的主要治理方法包括吸收法、吸附法、催化转化法等。尽管上述方法具有一定的实操性,然而能耗高等问题也制约着这些方法的应用程度。

生物净化有机废气技术是近年来发展起来的一项用于净化低浓度有机废气的新型技术。经国外众多研究表明,该技术实操性较强,且成本较低,因此是未来用于净化低浓度有机废气的重要方法之一。

为了进一步推动该技术于我国的研究进程,笔者以下将从发展过程、工艺原理、基础理论研究、主要设备及其特点、填料的选择、菌种驯化、工程应用等方面对该技术的研究进展进行综述,此外,还将分析说明其发展中存在的问题,并提出一些建议。

1 生物净化废气技术的发展历程

生物净化有机废气技术的研究始于20世纪50年代,快速发展于80~90年代。德国和荷兰是世界上首批较大规模的应用此项技术用于处理有机废气的国家[1]。日本、美国等地也已广泛开展了该技术的工程应用,而我国对于该技术的研究还很欠缺。

2 生物净化有机废气技术理论研究进展

生物法净化有机废气的实质即利用微生物的生命活动,将废气中的有机组分降解、转化为简单的无机物(CO2、H2O)及细胞质等其它物质。具体而言,在微生物的生长过程中,需要消化吸收碳、氮、磷、氧等营养组分。生物净化法便是通过向生物反应器中投加除待处理废气所含营养物质(即污染物质)以外的营养成分,从而保证微生物主动获取待处理废气中所含的那部分污染物质作为机体生存的营养成分,最终达到去除废气中污染物质的目的。

至今为止,对于生物净化有机废气技术的机理研究,学者们还未形成统一理论。目前,世界上公认影响较大的即荷兰学者奥滕格拉夫(Ottengraf)依据传统的气体吸收双膜理论所提出的生物膜理论(也可定义为“吸收—生物膜”理论)[2]。

3 主要净化装置及特点

目前,国内外主要有机废气生物净化装置包括生物过滤器(biofilter)、生物滴滤器(biotrickling filter/trickling)、生物洗刷塔(bioscrubber)等。其中应用最广泛的是生物滴滤池和滴滤塔。

3.1 生物过滤器

生物过滤器内的固态介质一般使用土壤、堆肥、木屑等。其优点在于:设备少,操作简单,成本低廉(其投资成本约为传统处理技术,如吸附、吸收氧化等技术的1/10),处理效率高等;其缺点在于:反应条件较难控制,占地面积较大,处理效率不够持续稳定、载体使用周期短等,且该工艺不适于处理较高浓度的废气和产酸废气。

3.2 生物滴滤器

在生物滴滤池中,微生物附着于惰性填料的表面并形成生物膜。有机废气从塔底进入反应器后,其中的有机物质则通过微生物的分解、代谢后转化为小分子无机物质,净化后的气体从塔顶排出。其优点在于:设备少、操作简单、压降低、填料不易堵塞、处理效率高等。与生物过滤器相比,生物滴滤法的反应条件更易控制,因而微生物的活性更容易保持。其不足在于:填料比表面较小,运行成本较高,不适于处理水溶性差的化合物,此外结构和操作均比生物过滤器复杂,同时,营养物添加过量还易造成菌体大量繁殖,床层堵塞、压降升高。为此,A.Laurenzis等人[3]在传统的生物滴滤器中安装搅拌装置,以克服这一问题。生物滴滤器的介质可以采用陶瓷、塑料、粗碎石、陶瓷、活性炭、硅藻土等。

3.3 生物洗涤器

生物洗涤器一般是由洗涤器和生物反应器两部分组成,洗涤器主要是物理溶解过程,生物反应器中一般采用好氧处理。该工艺有很多优点,如反应条件容易控制,压降低,填料不易堵塞等;而缺点在于:设备多,需外加营养物,成本较高,填料比表面积小,对液相中菌体生长活动的控制比较困难,限制难溶气体的处理效率等。因此生物洗涤器远不如前两者应用广泛。

3.4 小结

不同成分、浓度及气量的气态污染物,各有其有效的生物净化系统。生物涤气塔适用于处理净化废气量较小、污染物质浓度大、易溶解、生物代谢较慢的废气。对于气量大、浓度低的废气可采用生物滤池处理系统。而负荷较高及污染物降解后会生成酸性物质的,则以生物滴滤池为好。膜反应器和活性污泥法目前使用还比较少,有待进一步的研究。

4 填料的选择

填料是微生物的载体,其性能将直接影响微生物的生长环境,因此国内外研究者对此作了大量研究。

魏在山[4]等人采用不锈钢环、瓷环、陶粒、塑料环、海藻石、轻质陶块、煤渣等作为填料的试验研究,结果表明这七种填料的净化性能顺序为:海藻石>轻质陶块>陶粒>瓷环>不锈钢环>煤渣>塑料环。

孙珮石[5]等对轻质陶块、瓷环、不锈钢环、塑料环4种填料进行实验室选择研究。结果表明:轻质陶块是一种优质廉价的生物滴滤池适宜填料。

Woertz[6]等对聚氨酯泡沫塑料和珍珠岩作填料的性能进行了研究。结果以聚氨酯泡沫塑料为填料的生物滤池取得了更好的处理效果,这种填料同样可以应用于生物滴滤池。

5 菌种驯化

在以往的生物净化有机废气技术研究中,一般采用废水处理所使用的菌群经目标污染物培育驯化后,直接用于有机废气的净化处理,但往往难以达到预期的净化效果,因此培育驯化废气净化专用菌种尤其重要。

陈建孟[7]等人采用假细胞杆菌属GD11菌株对生物滴滤池接种挂膜,成膜后的滴滤池可用来净化二氯甲烷废气,其去除率达97.6%,最适宜的pH值7.0±0.5,温度28.5±2℃,浓度为0.709 g/m3,EBRT为11.8 s。

孙珮石[8]等人用气相培育驯化法培养获得废气净化专用菌种,由其挂膜制作的生物膜填料塔对废气中甲苯进行净化。实验结果表明,气相培养法所得菌种对甲苯的净化性能明显优于液相培养法所得菌种。

6 现存问题及建议

生物净化有机废气技术作为一项清洁、廉价的环境友好型技术在国外已经有近40年的应用历史,但在国内却仍处于起步阶段,且对于各种废气的生物法处理研究发展也很不平衡(目前该技术研究应用大多为含氮、硫的无机气体,对有机气体的实际应用还很少报道)。基于此,笔者建议在以下几个方面进一步深化、拓展有机废气生物净化技术的研究。

(1)目前生物净化废气技术还只适用于低浓度的简单废气,且该技术的研究也大多集中于无机废气领域,对有机废气领域的研究还十分不足,因此建议进一步加强对前人研究较少或没有研究过的对象的研究,同时注重有机混合物及挥发性有机物的研究。总之,应加宽生物处理废气的应用范围。

(2)尽管国内外学者已经在填料方面做了很多研究,但针对废气治理领域的最佳填料还有待探索,因此建议加强重视对不同填料的性能的研究,提高填料的表面性质及其使用寿命。

(3)加强与其它优秀处理技术的结合,同时不断改进设备结构,研究工艺条件,提高废水中污染物的去除效率。开展新型生物反应器处理有机废气过程的局部性能研究,从微观、局部、瞬态角度,从实验、理论及数值模拟三方面揭示生物反应器中局部流体力学、传质及生化反应性能参数的分布规律,为过程模拟优化设计、操作与控制及工程放大提供依据。

(4)对新型高效生物反应器净化有机废气开展中试及工业级试验研究,使其成为新型、高效、经济、实用的有机废气净化新设备、新工艺和新技术。

(5)建议将生物工程技术(如激光诱变技术、基因重组技术、代谢工程、细胞固定化技术等)应用于有机废气处理中,通过传统技术和现代生物技术的结合,开展高效优势微生物菌种的分离筛选以获得高效降解废气中污染物的微生物菌种。

(6)遗传育种、驯化培养及其载体固定化技术研究,适合于特定有机物降解的细菌种类和接种方法有待研究。

尽管经过近20年的发展,以生物过滤器为代表的有机废气生物净化技术已得到了一定程度的工业化应用,但目前各种有机废气生物净化技术仍不同程度地存在不足,有待完善。不过,随着生物工程技术的迅猛发展,化学工程与环境工程学科的进一步交叉、渗透、融合,有机废气生物净化技术必将不断注入新的活力,更好的应用于各个领域。

参考文献

[1] 魏在山,孙珮石,黄若华.生化法净化工业有机废气的研究[J].环境科学动态,2001(1):21-23.

[2] Diks R M M,Ottengraf S P P.Verification studies of a simplified model for the removal of dichloromethane from waste gases using a biological trickling filter.Bioprocess Engineering, 1991,6(3):93-99.

[3] Hantmans,STrarnperJ.Dirchhloromethane removal from waste gases with a trickle-bed bilreactor[J].Bioprocess Engin,1991(6):83-92

[4] 魏在山,孙珮石,黄若华,等.生物法净化低浓度有机废气的填料选择研究[J].重庆环境科学,2001,23(2):40-42.

[5] 孙珮石,黄兵,黄若华,等.生物膜填料塔净化工业废气用填料的研究[J].化工环保,2002,22(4):195—198.

[6] 李云路,李建军,孙国萍.生物滴滤池中废气有机物的生物降解[J].微生物学通报,2005,32(2):119-123.

第3篇

[关键词]煤化工;洁净技术;现状分析;对策建议

中图分类号:TP303 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)20-0398-01

1、 煤炭的重要性

从统计的数据来看,煤炭在一次能源中占据着很大的比例,并且这种比例,长时间内不会发生太大的变化。在我国能源的供给中,煤炭的位置仅次于石油的地位。虽然近年来,我国出现了许多的新型能源,这些新型能源虽然改变了能源的布局情况,但是在我国北方地区,煤炭依然占据着很重要的位置。现在面临的一个问题是煤炭在能源消费出现了下降的趋向。因此,研究煤化工和洁净技术就显得十分必要。

2、新一代煤化工和洁净技术利用现状分析

2.1 煤化工的含义和特征

煤化工顾名思义就是将煤为基础材料变换成气体、液体等等过程。我们之前了解的煤化工是煤的气化、液化等等过程的产物,而现在在这个基础上又补充了一些内容诸如还可以通过氧化、溶剂处理得到的材料等等。

新一代煤化工的技术的概念就是以煤气化为主导,一碳化学作为辅助材料,然后制成各种产品的工艺。

煤化工的特点根据煤的变化而进行变化,但一般有以下特征:涉及到的专业较多(地质勘查专业、化学专业);涉及到的工艺较多;由于其复杂性,涉及到的成本较大。但是,新一代的煤化工具有着自己独特的优点和优势。新一代煤化工技术的比较明显的特色就是能源上的综合优化,与周围环境和谐发展。

2.2 洁净煤技术的含义及其范围

洁净煤技术最早提出来是为了酸雨的治理。洁净煤技术顾名思义就是在煤的加工过程中,能够使其效率提高,不污染环境,达到最有效果的技术。因此,通过定义可以得出,洁净煤技术污染程度低、技术较为新颖。在操作方面,技术可以分成开采方面、提前处理方面、控制方面、发电方面、利用效率方面的等等。

总的来说,洁煤技术从开始到结束所有的过程中都是较为合理和环保的即洁净消费。所以,新一代煤化工和洁净技术可以归咎到这个里面。

2.3 目前新一代煤化工和洁净技术的问题

从国外的研究情况来看,新一代煤化工发展并不是很快。而现在它的特点和优点正好是我们目前整个世界背景下所需要的。这些技术的应用都是以化学专业相关为背景然后解决实际中的问题。这项研究是从1983年开始的,现在形成比较成熟的系统技术有配煤燃烧专家系统,先进煤精制过程,温和煤气化项目,煤制液体甲醇/二甲醇工艺等等。

从国内的现状来看,主要包括两部分,一部分为成就,另一部分为缺点。在成就里面讲述到的内容有原有的煤化工的技术的产品量在不断提高尤其是煤气化工艺,所带来的产量年年提高;煤基一碳化工工艺的发展有了很大的进步,醋酸纤维的能力有所提高以及从甲醇里面得出其他有机物的工艺也取得了显著性进步;在原有的基础上,又借鉴了比较新的煤炭技术诸如灰熔聚气化技术等等;洁净煤技术能够对我国的环境以及国家的长期发展都会有重要的影响,现在在我国,已经把洁净煤技术划入到我国发展的重要技术之中;并且国家已经相应的一些高校把重心转移到该技术的研究之上,也在着力培养一批专业的洁净煤技术的相关人员;最后,我们在这些技术方面已经形成了一些较为成熟的模型诸如PDAS模型等等。从我国的目前形势来看,仍然存在着许多方面的不足:纸上谈兵,一些规划只是出现在口头上,而并没进行落实;在该领域研究出来的成果数不胜数,可是能真正落实到实践中去的微乎其微;从国外借鉴别人的技术数不胜数,可是属于自己的真正技术特别少,并且即使在有的情况下,这些技术并不是成熟。

3、新一代煤化工和洁净技术对策建议

3.1 从我国的现有状况得出

从目前的形势看出,新一代煤化工和洁净技术的发展必须依靠真实的原材料。一旦材料或者资源上存在问题,那么该项技术的发展出现错误。对于出现错误的,一定要认真总结,吸取教训。新一代煤化工和洁净技术在发展过程中也必须的遵守一些规则即效益、生产技术方面的主要性等等。它往往涉及到的东西有以下几部分组成:对于技术的评价必须要看其是否符合我国的现有背景,在选择技术上尽量要成熟、较为先进最重要的是能够运行等等。在该方法上要尽量丢弃那些污染技术程度较高的技术,可能它符合国家的标准以及相关方面的要求,但是尽量不要再使用,另外,在技术的考核方面还需要结合着我国的现有的状况诸如资源方面的情况以及国家政策方面的要求等等。在新一代煤化工和洁净技术的选择上,要考虑其经济性,并且要进行合理地计划。在技术上一定要持续不断地进行科研,并且要秉着长期不断地创新的原则,一定要侧重于基础方面的研究,并且还要侧重于其创新,要达到这方面的相应的条件必须有建立相应的体系以及相应的管理制度以及有一套相应的高素质员工的队伍。在整个煤化工的技术中,煤气化是特别重要的内容。在该项技术中,煤气化需要重视,并且在该方面的投资上需要加大力度。

3.2 侧重于较为重要的内容

我国能源技术未来走向的趋势是和谐、成本低、多元化、切实可行的,有创新性。所以新一代煤化工和洁净技术的发展的重要的内容包括以下几点:在节约资源以及保护环境方面,尽量使该项技术达到污染环境的最低限水平,并且要保证其高效率的运转;在发展上面尽量使用一些有机物的燃料的,并且尽量扩大其应用;尽量使煤化工的工艺含量高些;在发展上提倡多元化的项目;在能源材料的科研上尽量使其能够满足各种各样的条件诸如高温、腐蚀性等等。

4、结束语

煤炭行业一直在我国的能源供给上处于非常重要的地位。新一代煤化工和洁净技术有着其独有的特点,它的优势也是传统的技术不可比拟。因此,煤炭的高效率的利用以及结煤技术引起了大家的关注。本文从研究煤炭的重要性出发,详细地介绍了我国新一代煤化工和洁净技术利用现状与对策建议。希望本文对研究该领域的人员有所帮助,若有不足,恳请指正。

参考文献

[1] 谢克昌.新一代煤化工和洁净煤技术利用现状分析与对策建议[J].中国工程科学,2003,06:15-24.

[2] 郁向民,李文鹏,徐显明,夏志辉,曾群英.我国煤化工技术现状及其发展趋势[J].云南化工,2005,02:57-62.

[3] 舒新前,李分霞.试论我国新一代洁净煤技术的优先研发领域[J].中国煤炭,2006,07:55-56+58.

[4] 周则男.化工综合利用:煤炭资源效益最大化的必由之路――来自中国国际煤化工及煤转化高新技术研讨会的报告[J].中国石油和化工,2002,11:4-5+53-54.

第4篇

北京亚都室内环保科技股份有限公司(下称“亚都”)的掌门文辉被誉为能够耐得住寂寞的人,从销售一步步走到总裁位置的他深知以小搏大的奥妙,只是这一次亚都面临的对手无一名气不在自己之上。

数据显示,以飞利浦、松下、大金为代表的外资品牌占到了国内80%左右的空气净化器市场份额。除了份额,这些明星企业在空气净化器领域均做足了功课,无论Holmes、松下还是飞利浦都已经有了二三十年的空气净化器研发制造历史。

在文辉看来,空气净化器未来的市场将由蓝海变成红海,国内市场的“沸点”也即将被点燃。尽管依然高调表示亚都胜券在握,但亚都如今要重新夺回空气净化器市场第一的宝座并不容易。

2005年,文辉开始掌管这家国内空气品质(IAQ)领域最大的企业――亚都,其成立于1987年。在中关村这个地方,有太多的企业一夜成名或是一夜消失,像亚都这样二十七年如一日的,着实不多。

就在文辉掌管亚都后一年,全球最大的空气净化器厂商Holmes就已在内部达成共识,“中国的空气净化器市场不能丧失”。

但市场的爆发延缓了若干年。

直到2013年国内空气净化器市场才真正进入井喷期。据市场监测数据显示,2013年,国内空气净化器的销售量为240万台,而这个数据在2012年和2011年分别为126万台和112万台。

中怡康生活电器事业部总经理吴红分析认为,国外品牌主打国内中高端市场,而国内众多品牌则是提供中低端价位的空气净化器。但是无论是国内还是国外品牌,采用的核心技术基本是一样的,即HEPA过滤网技术或者离子风技术。

国内家电企业显然也跃跃欲试,不愿将嘴边的肥肉拱手让给国外企业。“2014年将是空气净化器产业洗牌的一年,尤其是在行业标准即将颁布的背景下,这个市场将会有非常大的变化”,不少观察人士都有类似表示。

面对国外企业的蜂拥而至,一向擅长规模效应的国内企业又该如何突破?

丢失的制高点

作为家电巨头,松下一直占据着国内空气净化器销售前三名的位置,而且松下也正在把越来越多的精力放在中国。

去年10月,松下环境系统株式会社(下称“PESES”)社长吉村在接受采访时曾表示,“未来(松下)将重点推广整体室内空气质量解决方案,重点是中国、北美、印度及其他一些新兴国家,其中空气净化器业务在中国的销售额将比2012年增加150%”。

根据中怡康的数据显示,松下空气净化器的销售占2013年国内销售总量的29%,位居第二,仅比飞利浦低4个百分点。

作为PESES全球最大的IAQ产品研发和生产基地,去年3月,广东松下环境系统有限公司(下称PESESGD)在广东顺德工厂新增了马达工厂,新工厂生产的IAQ产品主要面向的是国内市场。松下方面表示,顺德工厂2012年度IAQ产品的生产量为350万台,马达460万个,未来五年预计马达生产量将达1000万个。销售额则将从2012年的17亿元一路攀升到2020年50亿元。

押宝中国空气净化器市场的绝非松下一家。飞利浦、安利、松下、3M等众多外资巨头纷纷掘金国内市场。2010年,安利逸新空气净化器在中国上市,这也是安利引入中国大陆的第一款电子产品。2011年,飞利浦甚至将其全球空气净化的研发职能部门由荷兰总部迁到中国。

Holmes自然也不会放掉我国国内市场大展拳脚的机会。今年1月,Holmes正式进军中国市场,“原装进口”、“美国专利”、“一机多用”,Holmes的第一次出手就俘获了国内的中高端市场。

早在2006年,Holmes就曾派人“试水”中国空气净化器市场,得出的结论是,“虽然突破中国市场难度很大,但是这个市场绝不可以放弃”。最终,Holmes选择与亚都以互相贴牌销售的方式进入中国市场。

不仅仅是原有的家电巨头铆足了劲想在中国市场站稳脚跟,众多还在门外的国外品牌亦是虎视眈眈盯着中国这片不小的空白。今年1月,日本三菱电机消息,宣称将正式进军中国的空气净化器市场,并将用在中国的商用空调销售渠道来销售空气净化器产品。

同样想撬开中国空气净化器市场的还有东芝。去年年初,东芝家用电器销售南海有限公司负责人崔金国在接受采访时曾表示,东芝将发力中国空气净化器市场。同年东芝投资5000万美元用于广东省佛山市南海区空气净化器工厂的建设,并且在去年年底开始出售空气净化器产品。

而就在国外企业布局中国空气净化器市场的时候,国内企业并没有把注意力放在产品的研发和生产上面。“2013年国内空气净化器的销售量为240万台,这其中80%以上是国外的品牌,国内品牌基本还没有打开市场。”吴红在接受记者采访时表示。

国外品牌不仅占据了更大的市场份额,在价格上也要比同等的国内品牌高出一截。“目前市场上大部分空气净化器都采用相同原理的技术,比如说飞利浦的空气净化器大部分都是采用最简单的HEPA过滤技术,但是价格也要比同类的国产品牌贵。”吴红在接受采访时表示。

“虽然国外空气净化器占据了国内大部分市场,但是这并不代表这些产品真正适应国内市场。国外的产品更多的是去除花粉、粉尘等,而不是国内的甲醛、PM2.5。”国家家用电器质量监督检验中心综合检验部部长鲁建国告诉记者。

仅仅一两年的时间,空气净化器成了国内外企业争相抢夺的国内空白市场之一。

低门槛时代

作为“元老”,亚都擅长的是在一个领域做精做细。用文辉的话说,“要做小市场的霸王,像吉列在刀片市场一样,从而打败飞利浦”。

在布局国内加湿器市场的时候,亚都百密一疏,在和国内另外一家企业合作研发核心部件时,并没有对专利使用做出有效限制。这给亚都带来致命的麻烦,直接后果就是数百家生产加湿器的小企业迅速崛起,极大地降低了加湿器的利润。

进入到空气净化器市场后,亚都吸取教训,在申请专利方面不惜成本。技术派出身的亚都董事长何鲁敏曾比喻说,“要先跑马圈地,选一些地势险要的地方挖上壕沟,放上水,最好养上鳄鱼。”

1998年之前亚都采用多元化打法,当看到远低于预期的收效后,何鲁敏深知这条路不好走,便把全部家当压在IAQ产品上。2006年5月,亚都豪赌4100万元赞助费,与北京奥组委签署正式协议,成为北京奥运会空气加湿净化器独家供应商,它打败的对手则是大名鼎鼎的GE。

中国进入空气净化器领域并不算晚,但是在2012年之前,国产空气净化器主要用去除甲醛等家居有害气体,而非如今去除PM2.5。2012年5月,亚都在北京了国内首批专门针对PM2.5设计研发的空气净化器产品。

亚都处心积虑的市场布局并没有换来销售量第一的市场份额,不仅要跟国外的企业竞争,还要时刻提防着国内各种企业的奋起直追。国内企业最不缺乏的就是模仿和追随能力,更何况,空气净化器并非尖端技术行业。

美的被亚都视为国内最大竞争对手之一。除了家电企业之外,越来越多的非家电企业都对这个领域表现出极高的热情。“不存在技术壁垒,也没有行业准入条件使得这个市场变得鱼龙混杂。”鲁建国说。

最近一个加入空气净化器争夺战的企业是双飞燕,它更为人熟知的身份是“IT界的鼠标王”。今年1月8日,双飞燕推出新品空气净化器滤巨人,董事长郑伟腾甚至毫不客气地把前两代的空气净化器称之为“电扇+抹布”、“空气垃圾桶”技术。

国内空气净化器普遍采用两种技术,一种是HEPA过滤技术,另外一种是离子风技术。HEPA是采用过滤网加滤芯的技术,使用一段时间之后需要更换滤芯。离子风技术则是被质疑会释放臭氧。

从双飞燕近几年的发展,不难看出,发力空气净化器市场是其“早已有意为之”。从2005年起,总经理郎欢标带领团队开始研发空气净化器,时隔七年之后,双飞燕投入到可水洗滤芯技术的研发中,并称之为“第三代空气净化器技术”。

据数据显示,目前我国空气净化器家庭拥有率不到1%。与美国、日本等发达国家27%和17%的占有率存在较大差距。家电产业资深观察家刘步尘曾预估空气净化器3年内能够达到5000万台的市场增量,潜在的市场规模让这个领域出现了众多的追随者。

去年11月,创维集团总裁杨文东曾透露,公司希望能够尽快加入到空气净化器的市场争夺战中。不到两个月,今年1月1日,天猫上就已经看到创维的空气净化器产品。“从一个侧面反映出这个产品对于一些企业来说,确实是说做就能做,不存在技术难度。”吴红表示。

之前曾有媒体报道,TCL准备在佛山投建一个更大的空气净化器生产基地,明年兴建新的工厂,未来空气净化器的年产值将做到2亿元。去年12月,厨电企业万家乐也宣布正式推出空气净化器产品,并将其视为未来重点拓展的业务领域。

模仿带不来成功

进入2014年,家电领域无论是国外巨头还是国内企业,都希望能够尽快挤进竞争激烈的空气净化器市场中。据数据显示,国内现有的空气净化器生产企业已经达到200余家,这其中大部分都是中小型企业。

“国内企业做空气净化器并不晚,但这并不代表可以走到前面。国内空气净化器产业至今也没有形成一定的规模”,鲁建国对记者分析,“除去亚都之外,国内也许两百多家企业生产的空气净化器也只能占到10%左右的市场份额,这样的力量是没有办法去跟飞利浦、松下竞争的。”

“国内现在做空气净化器产品的很多都不是家电企业,OEM的现象也非常严重,这给市场带来很大问题。企业会认为空气净化器是个门槛非常低的产品,”鲁建国在接受记者采访时表示,“这样也会降低企业对产品本身的要求。”

目前国内大部分空气净化器产品仍然采用的是HEPA过滤技术,国外厂商则开始注重推广最新研发的产品,比如Holmes在今年1月份最新推出的产品以及具有智能检测功能的LG空气净化器。“国内空气净化企业大部分都通过模仿来生产产品,很少会有企业去做研发。”鲁建国说。

如果说产业规模和技术研发是国内企业发展的绊脚石,行业规范缺失则导致国内企业如野草般疯长,只有数量和规模,却不能促进整个产业的良性发展。

第5篇

【关键词】电絮凝 电流密度 电极板间距 降除率

1 河套地区地下水质情况

内蒙古河套平原及周边的草原、山地和沙区,由于地理环境和水文地质条件的特殊性,地下水的化学成份较为复杂,高氟、高砷和苦咸水交叉分布,引起地方性的氟、砷中毒,导致河套地区群众骨质疏松、癌症高发,甚至丧失劳动能力。巴彦淖尔市所辖7个旗、县、区地下水中砷、氟、氯化物、硫酸盐等含量均不同程度超过国家饮水卫生标准,全市有1/3以上的饮水井的砷、氟含量超标,有80余万农牧区群众饮用高氟、高砷和苦咸水,饮用水中砷含量最高超标35倍,氟含量最高超标8倍。由于河套地区地下水分布的复杂性,还发现有部分井水的砷、氟含量刚开始饮用时不超标,但经过集中大量采水后,砷氟含量有升高超标现象。所以,改变寻找新水源为净化超标水成为切实解决该地区饮水除砷降氟问题的现实和有效方法。

随着国家生活饮用水卫生标准GB5749-2006的实施,氟含量大于1.0mg/L和砷含量大于0.01mg/L的水均为不合格饮用水,因此,研究高氟水和高砷水的处理技术,研究针对适合分散和集中水处理的设备,降低净水成本,减少能源消耗,让河套地区农牧民更易接受净水设备,提高饮水质量,让国家的政策惠及每一个老百姓,具有深远的历史意义和现实意义。

2 国内外水净化技术现状

国内外对于饮水高氟、高砷和苦咸水的处理,首先,一般采用更换水源的办法,寻找合格水源,建立供水站,铺设管道,分输各户。该方法投资大,要求地理环境相对平坦,有专门的供水管理人员,适合人口相对集中地区。其次,利用现有水源进行集中水处理,水处理设备为大型设备,废水率高,价格昂贵,设备的使用效率较低,不适合农村和牧区使用。而用于饮用水除氟砷的水处理技术有多种,常规除氟技术有骨炭吸附法、活性氧化铝吸附法和混凝沉淀法等,这些常规技术由于受技术操作、管理、运行等要求影响,不宜在农村牧区使用。膜法除氟砷技术(如电渗析、反渗透等)操作简单,应用方便,适用范围广。苦咸水淡化,主要集中在蒸馏法、反渗透法和电渗析法等系统技术方面,纳滤技术在苦咸水淡化领域的应用也逐渐活跃起来。一些新技术(如火山岩分子筛吸附降氟设备、碎石吸附降氟技术等)也在实践中开始应用。这些设备的电力供应一般采用传统供电,耗能较高,处理水成本居高不下,这也成为净水技术应用的一大障碍。

3 电絮凝技术的饮用水净化

3.1 电絮凝技术简介

电絮凝(又称电凝聚)技术是电化学技术的一种,电絮凝技术近几年在处理水体净化方面成为研究热点。电絮凝技术最早于1889年由Eugene Hermite首次提出了使用电极净化废水概念。从1963年至1974年间美国科学家运用电絮凝技术处理了食品废水和市政污水,1984年挪威科学家(Vik E.A)采用电絮凝净化了生活饮用水,我国研究人员也在不断的探索和应用电絮凝处理含酚、含铬、制革等不同类型的生活饮用原水处理和工业废水。目前,被公认的电絮凝机理为2001年由M.Yousuf提出:采用可溶性金属作为电极板,在外加电压作用下,金属阳极板(铝、铁)发生溶蚀,产生大量的阳离子,这些阳离子又经过一系列复杂的缩聚和水合作用,生成具有不溶于水的并有吸附水中污染物的絮状物物质,从而将污染物从水中去除,在金属阴极板产生具有较强的还原能力的氢,阳极板还可能会有氧气放出,这些气体小气泡在上浮过程中与溶液中的絮状物接触,将絮状物推浮上升,可以达到对污染物进行浮选的目的。

3.2 影响电絮凝净水效率的几个因素

(1)原水的PH值对电絮凝除氟、砷的影响。由于河套地区地下水质的PH值一直处于比较稳定的状态,处于7.2~7.8之间,在净化水之前不进行PH值的调整,根据以往实验经验,同时得到广泛认同,PH值越低,净化水过程中降除氟的效果就越好,在本实验中不对原水的PH值对电絮凝除氟、砷的影响进行实验验证。

(2)电流密度对电絮凝除氟、砷的影响。实验所用电源为可调直流电源,电流调节在1~100A之间进行,选用三组不同电流密度值进行实验,对比电流密度对电絮凝除氟、砷的影响。

(3)极板之间的间隙对电絮凝除氟、砷的影响。极板是可调间隙式设置,为了实验结果的可比性,每间隔5mm做一个测试位置。

(4)温度对电絮凝除氟、砷的影响。由于河套地区地下水温度变化一年四季比较小,上下波动在十几摄氏度之内,单以温度对电絮凝效率的影响在这个温差下不明显,在本实验中亦不对该因素进行验证。

(5)电絮凝时间对除氟、砷的影响。通过实验找到能使原水中氟、砷去除率达到80%以上的最合理时间,这项测试需与电流密度和极板之间间隙共同测试。

3.3 除砷降氟实验设备及实验流程

电絮凝除砷降氟实验装置主要由10000ml反应水槽、铝电极、CTNP型智能脉冲电源模块、自吸泵、锰砂滤罐等组成,设备技术参数如表1。

针对河套地区地下水质安排除砷降氟净化水过程如图1。

3.4 原水来源和水质检测

实验所用原水采用河套地区具有代表性的巴彦淖尔市乌拉特后旗牧区地下水,采样完毕后进行水质检测,结果显示该原水PH为7.8,浊度为1.02度,溶解性总固体为1220毫克/升,总砷0.081毫克/升,总氟3.1毫克/升,氟和砷明显超过我国生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)。

3.5 实验过程分析

(1)在实验中,固定电源电压输出值为12V,电源电流输出值为20A,每隔10分钟电极自动倒换一次,极板之间的间隙从5mm~30mm,每隔5mm调节一次,通过实验发现,电絮凝阴阳间极板的间隙越小,除砷氟的效率越好,但如果小于5mm极板之间电场的不均匀性会增强,较为容易引起极板短路,实验做了30分钟内时间与极板间隙对于氟砷去除率的影响,实验结果见图2。

实验结果表明:随着极板间距的增加,电极处理效率下降,氟砷去除率下降。极板间距小,有利于电化学氧化反应,同时使得极板产生的离子扩散的距离短,能较快地与溶液中污染物发生作用,有利于提高电化学氧化的去除效率。在板间距为10mm,反应停留时间20分钟时,输出电流22A,氟砷去除效率最高,达到85%。为了避免由于极板间隙较小导致极板钝化现象,采用10分钟自动倒换电极的方式效果明显。

(2)实验固定电源电压输出值为12V,电极之间间隔10mm,每隔10分钟电极自动倒换一次,反应时间对处理效果的影响调节电流从10A~34A调整,在0~30分钟内每隔6分钟取水样,实验结果见图3。

实验结果表明,随着反应时间的延长水样中的氟砷去除率逐渐增加。这是因为反应初期,水样中氟砷浓度相对较高,随着反应时间的增加,在电极表面反应的物质就越多,从而反应速率较快。当反应经过10 min时氟砷去除率有明显增加。但随着反应过程的进行,水中氟砷浓度降低,反应速率降低,因此结合工程实际应该尽量降低其反应停留时间,确定最佳停留时间为20分钟。

4 研究结论

(1)电絮凝技术应用在河套地区高氟、高砷、苦咸水水净化中。

(2)根据实验结果得出,反应停留时间20分钟,输出电流22A,电极板间距10mm,板间电压24 V,极板每隔10分钟自动倒一次电极,氟砷的降除率达80%以上。

(3)采用电絮凝的方法去除河套地区地下水中氟砷的效果比较好,工艺流程简单可行。同时从实际应用角度考虑,在保证去除效果的情况下,为尽量减小能耗,需要进一步针对河套地区风力和太阳能资源较为丰富,尤其特别适合河套地区的边远农牧区净化水电源用风光互补系统解决。

参考文献

[1]李静波.电絮凝一微滤(EC一MF)深度处理饮用水的研究[D].北京林业大学(学位论文),2007.

[2]贾建丽,何绪文,车冉,刘通,陈昊然.电解法去除高浓度氨氮废水工艺研究[J].九江学院学报,2009,(6);54-56.

[3]陈雪明.电凝聚电解电压计算[J].上海环境科学,1997,(10);27-41.

[4]孙立成,万小平,陈雪明.电凝聚饮用水除氟的理论与实践[J].论述与研究,2010.5-20.

[5]安众一.电絮凝-活性炭吸附法处理电镀废水的研究[D].哈尔滨工业大学(学位论文),2010.

[6]崔晏.电絮凝/活性炭吸附法处理感光废水的研究[D].重庆大学(学位论文),2005.

[7]张辉.电絮凝除微污染水中正磷酸盐和硝酸盐试验研究[D].哈尔滨工业大学(学位论文),2011.

[8]黄燕.电絮凝法去除废水中Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的试验研究[D].浙江工业大学(学位论文),2012.

[9]朱小梅,赵娜,刘晓星,公维民,孙冰.高压脉冲电絮凝法处理电镀废水[J].河北大学学报(自然科学版),2007,(10):95-97.

[10]胡海.脉冲电絮凝处理三次采油污水技术研究[D].华中科技大学(学位论文),2011.

作者简介

樊刚强(1984-),男,硕士学位。现为河套学院讲师。主要研究方向为机械设计、水净化设备等。

第6篇

关键词:滞留塘,潜流碎石床湿地,污染河水净化

 

入湖污染河流是湖泊/水库污染物的重要来源. 在点源污染得到控制后,农业农村面源污染成为加速湖泊水库富营养化进程的一个主要原因[1]. 河流系统是非点源污染物的主要运移通,大部分污染物通过河流进人湖泊/水库. 因此,污染河水的处理已经成为一个世人关注的焦点[2].

河道滞留塘技术是直接在河床上建堰拦水,通过重力沉降、植物吸收和微生物降解等作用对水质进行净化[3,4]; 在污染河流治理技术中,河道滞留塘、人工湿地等生物/生态技术具有成本低、运行管理简单、能持续发挥水质净化作用等优点,因此该技术成为污染河水处理的优选技术. 国内外河道滞留塘技术、人工湿地工艺已经开始被应用于流域规模的污染河水处理[5-7]. 但是,把这两种技术进行优化组合,在河道上建设一个复合湿地系统,用于意在保护水源地水质的山区污染河流治理,在国内外还少见应用报道. 为此,开发了梯级滞留塘-人工湿地复合水处理工艺,并进行了工程示范,对运行期间的氮磷净化效果进行研究.

1工程概况

都拉小河位于贵阳X水源地上游,河水来自地下水,沿途汇集集镇2000余人的生活污水和农田排水. 该集镇处河段地势平坦,水体流动性差,部分季节恶臭,河道淤泥厚度在1m以上,氮、磷含量高,总体上属于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002 )劣V类水体,COD为6-83mg/L,NH4+-N为0.43-4.94 mg/L,TN为4.28-11.52 mg/L,TP为0.19-1.53 mg/L, pH值为7.4-8.5,DO为0.9-6.1 mg/L.

2.处理工艺

2.1处理工艺选择

贵州是一个海拔较高、纬度较低、喀斯特地貌典型发育的山区,河流、沟渠落差大;具有典型的高原性季风气候特点,系亚热带湿润温和型气候. 这为采用生物/生态治理污染河流提供保障。发表论文,滞留塘。根据贵州农村人口的文化素质水平和经济水平,采用的工艺应简单易懂、操作维护方便、成本低、能耗低、效率高. 山区河流天然的落差大,具有建设梯级滞留塘净化水质的优势. 另外,该河流直接进入水源保护区,为保障出水水质,采用人工湿地进行强化处理. 通过优化设计,实现物理沉降、自然曝气、微生物、水生植物、水生动物和基质的有机结合,共同构成一个复杂的湿地系统,较大程度地增加工程生态系统的多样性和稳定性,从而使整个系统具有较强的抗污染负荷冲击能力. 该组合工艺由2级滞留塘系统、1个跌水曝气和1个滚水坝曝气系统、3级潜流碎石床湿地组成(见图1).

图1工艺流程图

Pig.1 Schematic diagram of combined process

2.2 工艺特点

(1)根据当地地形落差大的特点,利用河道进行跌水曝气、滚水坝曝气,无需动力.

(2)通过工艺和结构优化,集成了滞留塘-人工湿地工艺的组合优势和各自优势,滞留塘串联延长水力滞留时间,发挥物理沉降和厌氧消化功能,可拦截大部分漂浮杂物及悬浮物,防止湿地堵塞。发表论文,滞留塘。发表论文,滞留塘。发表论文,滞留塘。

(3)在滞留塘内种植各种水生植物,不仅可以直接利用氮磷营养物质、补充氧气、美化环境,而且还提供微生物的附着载体,提高了净化效率,另外,滞留塘内还可以放养鱼,为农民增收。发表论文,滞留塘。发表论文,滞留塘。

(4)人工湿地为潜流湿地,池内从底部向上依次填充大小不一的碎石和细沙,这种结构有利于微生物的附着和防止堵塞;湿地种植美人蕉、菖蒲、高羊茅和石菖蒲,美人蕉和菖蒲生物量大,净化功能强,但不能越冬,而高羊茅和石菖蒲需然生物量相对较小,但四季常绿,这种搭配改变了湿地冬季净化效果不明显和景观差的弊端.

(5)不投放药剂,无二次污染;管理运行简便,无需专人管理和运行经费,这是贫困地区农村污水处理良好运行的保证;处理效果稳定可靠,出水灌溉可以缓解农村用水紧张。

3 工艺设计

整个系统分为5个梯级单元. 第一单元为河道植物带滞留塘,长约150m,宽在20-30m不等(受地形限制),坝高1-2m(两岸浅,河中央深),泄水孔在1m处,直径0.3m,以满足河道对生态用水和景观用水的需要. 河道中央种植金鱼藻、狐尾藻等沉水植物,岸带有喜旱莲子草、李氏禾和藨草等,发挥河道植物带水质净化功能. 另外,此单元拦截大量漂浮物和泥沙,便于清淤.

第二单元为跌水曝气系统,长约70m,宽4-15m,落差约5m. 通过在河道中放置各型石块,使之挡水回旋和溅起水花实现自然复氧. 跌水曝气可增强水质净化效果[8].

第三单元为漂浮植物滞留塘,长约90m,宽约60 m,水深3-6m,滚水坝溢水. 水面种植喜旱莲子草和水芹菜,盖度约40%,吸收水体氮磷,同时为微生物挂膜提供载体;起缓冲、延长水力停留时间、厌氧消化、促进颗粒物沉降的作用,可以减轻后续单元污染物负荷.

第四单元为斜面式滚水坝曝气系统,利用滞留塘水坝,在出水面利用石块建成斜面式溢流堰,坡度为75°. 增加水体溶氧含量,提高水体自净能力. 溢流淹出水部分进入人工湿地,多余部分沿河道流出. 滚水坝也具有一定的水质净化能力[9].

第五单元为潜流碎石床湿地,由三级串联,面积分别为394m2、444m2、448m2,处理规模为500m3/d. 池内从底部向上依次填充大小不一的碎石和细沙. 湿地间由过水堰隔开,水流经过水堰进入下一级湿地. 湿地种植旱伞草、美人蕉、菖蒲、石菖蒲和高羊茅,并根据植物习性进行配置,种植密度为10株/m2.

4净化效果

4.1梯级滞留塘的净化效果

工程建成,植物群落恢复稳定后,在进水、一级塘出水和二级塘滚水坝出水处设采样点DPE I1、DPE2和DPE3,于12月至翌年7月每月监测1次(2月因故未监测),从7次监测均值(见表1)来看,总磷、总氮、氨氮,平均去除率分别为73.45%、40.18%和63.22%,对总磷的去除率>氨氮>总氮;磷的去除主要是通过物理沉降来实现,植物净化也有一定的作用,采用梯级滞留塘延缓了水的滞留时间,提高了磷的净化效果;氮的去除主要是通过微生物的硝化、反硝化作用来实现,在滞留塘系统中种植物为微生物的附着提供了载体,强化了氮的去除效果;本实验系统中硝态氮和亚硝氮呈逐级增加说明滞留塘系统中发生着强烈的硝化反硝化作用;从表1的可知,一级植物带滞留塘(水深<1m)的氮磷去除效果要显著优于二级滞留塘(水深3-6m),这可能是一级滞留塘中植物带的作用,可见,河道滞留塘水深以适宜植物的生长为宜,不宜过深;另外,一级河道植物带滞留塘出水CODcr浓度升高,可能与一级塘植物死亡分解有关,因此,在冬季植物枯萎时有必要及时收割,保障运行效果.监测期间水温为16.8℃, pH值平均为8.0,出水TN达到《地表水环境质量标准》( GB 3838-2002) V类标准,TP和化学耗氧量达III类标准. 可见,对于仅受农业农村污染的低浓度污染河流通过滞留塘系统能够有效改善水质.

表1 梯级滞留塘的净化效果(mg/L)

Tab.1 Performance of step detention pond

 

 

第7篇

生活中常见的智能家居设备有智能家电、智能机器人、智能套装、智能厨房、智能卫浴、空气净化设备、智能扫地机、暖通净水设备、智能手表等。例如智能家电中常见有智能电视、智能空调、智能洗衣机、智能冰箱、智能晾衣架等;空气净化设备有各个品牌的智能空气净化器以及车载办公双用的空气净化器等。智能设备是传统电气设备与计算机技术、数据处理技术、控制理论、传感器技术、网络通信技术、电力电子技术等相结合的产物。智能设备主要包括两方面的关键内容:自我检测是智能设备的基础;自我诊断是智能设备的核心。

(来源:文章屋网 http://www.wzu.com)

第8篇

关键词:室内空气;动态净化;发展

中图分类号:Q938.1+4 文献标识码:A 文章编号:

1室内空气污染的种类及危害

1.1室内空气污染物按照污染源和污染类型可分为:(1)化学污染物:包括甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、醚、酯等有机物,硫、砷、镉、铅、汞等可溶性重金属和粉尘颗粒物,等等。(2)放射性污染:包括氡、钍、镭等放射性物质。(3)生物污染物:军团菌、放线菌、曲霉菌、葡萄状穗霉菌、病菌等。(4)电磁辐射:来源于计算机、电视机、微波炉、电磁炉等。

1.2室内空气污染主要的危害表现在以下几个方面:室内空气污染的甲醛超标会对人体的眼睛、鼻子、喉、皮肤等产生明显的刺激作用,特别对人体的眼睛、皮肤刺激更大,长期处于甲醛超标的室内环境中,容易引起呼吸道疾病、新生儿体质下降、染色体异常,严重的诱发鼻咽癌,甚至侵害人体神经系统等。室内空气中苯超标容易引起人体中枢神经麻醉,出现头昏、恶心、乏力等症状,严重的引起人体昏迷甚至因为呼吸循环衰竭导致死亡。长期处于苯超标的室内环境中,会导致人体再生障碍性贫血,甚至破坏人体造血功能引发白血病。苯对女性的危害更大,在育龄妇女长期吸入含苯的空气会导致月经失调,甚至并发妊娠病,严重的导致胎儿畸形。室内空气中氨超标会导致人体出现流泪、声音嘶哑、咳嗽、呼吸困难等症状,严重的导致人体水肿、呼吸窘迫综合征。室内氡超标容易损伤人体呼吸系统,并且被人体吸收的氡会随着血液游走全身,进入肺部就会让肺细胞受损,诱发人类肺癌。人体长期在氡超标的室内环境中,会出现乏力、白细胞降低等症状,严重的诱发不孕、不育、胎儿畸形、遗传病等症状。

2室内空气净化技术理论

室内空气净化技术是追求室内空气洁净环境的一项综合性技术,主要通过粗效、中效、高效三种过滤器进行过滤,过滤掉空气中的微粒,得到洁净空气,然后通过中央空调匀速的送风吹走有微粒的空气,让室内空气达到净化。当前我国的室内空气净化技术主要是从工业尾气治理技术发展而来,主要包括除尘技术、气体净化技术、杀菌消毒技术。现在我国的室内空气净化除尘技术主要采用活性炭过滤法,杀菌消毒技术主要采用紫外线杀菌消毒技术,近年来,纳米二氧化钛光催化技术也发展迅速,纳米二氧化钛光催化技术主要是将纳米二氧化钛作为氧化剂,通过紫外光进行照射,激发空气中的氧和水分子,然后让含有强氧化性的羟基自由基氧化来分解空气里面各种有机物、甲醛、细菌等。

3.1第一代空气净化方法

第一代空气净化方法以物理净化技术为主,但是对污染物的治理只治标不治本。常用的物理净化方法有:通风换气法、吸附法、过滤法、静电法。

3.1.1通风换气法

通风换气式是最为简单的一种室内空气净化手段,主要是在室内开窗保持通风或者安装换气机,这种方式最为经济有效并且简单环保;因为开窗通风换气时,当室内平均风速满足通风率的要求时,可减少甲醛的蓄积;而且合理使用空调的附加功能,如负离子发生器、高效过滤等功能,对改善室内空气品质有一定的作用,但所起的作用有限,不能完全依赖;因此,综合来看通风换气方式对室内空气污染情况一般的室内场所较为实用,但是并不能完全解决室内空气污染程度较重的情况,具有一定的局限性。

3.1.2吸附法

吸附法主要利用一些吸附能力较强的物质来吸附室内空气中的有害成分,达到室内空气净化的效果。现在较为常见的一种吸附式就是活性炭吸附,但是活性炭有一定的缺陷,因此活性炭吸附在室内空气净化上受到一定的限制,近几年关于活性炭吸附出了一些新的产品,如蜂窝状活性炭、活性炭纤维等,这些新的活性炭吸附其吸附性能较好,能够有效去除室内空气中的一些有害气体,并且还有吸附一些室内空气在的颗粒物。目前室内空气中净化低浓度污染物,活性炭非常有效,在目前室内空气净化设备中,活性炭也是过滤滤芯的一种主要材料。活性炭具有的良好吸附性能,但是由于它将吸附的污染物从一种状态转化为另一种状态,会对环境造成二次污染,并且再生重复使用较难。

3.1.3过滤法

室内空气净化过滤技术是目前应用较广泛的一种室内空气净化方式,通过设置过滤材料对室内空气过滤、筛选、拦截等作用,将室内悬浮在空气中的一些大于或者接近过滤材料孔径的固体微粒或者液体微粒截留下来,达到室内空气净化的目的。室内空气净化过滤器主要有粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器三种。过滤方式能够去除室内空气中的一些颗粒污染物,但是不能去除气态污染物,这种室内空气净化方式还不够完善,室内空气净化效果还不佳。

3.1.4静电法

静电技术主要应用在小环境的空气净化中,是目前一种较为新型的室内空气净化手段。静电技术是利用高压静电场形成的电晕,让电晕溢出的带电粒子在空气中运动并且碰撞和吸附到空气中的尘埃颗粒之上,然后让空气中的灰尘在电场力作用下沉积滑落,这样去除空气中污染物,达到室内空气净化的目的。静电技术的利用一般是在室内空间较小的地方进行空气净化,具有高效的除尘作用,除尘效率在90%以上,由于空气中的细菌大多都吸附在尘埃颗粒上,所以通过减少空气中微粒数量而相应的减少了空气中的细菌、微生物等,但是静电技术并不能去除室内空气中的一些有害气体,并且在使用过程中会产生臭氧,而臭氧达到一定浓度会有害于人体健康。在空调及其他室内的净化装置大多采用静电过滤技术。

3.2第二代空气净化方法

第二代空气净化方法是以臭氧净化和生物净化为主,这是一种较理想的空气净化方法。

3.2.1臭氧净化方法

由于臭氧具有强氧化性和高效消毒的作用,所以将臭氧和室内的空气混合,可以达到消毒杀菌的目的,同时臭氧的强氧化性可以分解带有异味的无机或有机物质,起到消除异味的作用。所以臭氧被广发应用于医院、公共场所、特殊场所等。

3.2.2生物过滤法

生物过滤法是基于微生物在好氧条件下能将空气中有机污染物转化为H2O、CO2和生物质而发展起来的,它通常由一个结构简单的具有固定微生物群落的填料层组成,具有一定的机械强度、物理特性(结构、孔隙度、比表面积、保水性容量等)和生物特性(提供无机营养和特殊的生物活性)。该法对低浓度臭味和有毒气体的处理效果明显,已成为去除空气中有机污染物有效而廉价的方法。但该法过程缓慢,微生物对有机物分解有选择性,运行和维护过程需要一定的微生物知识。

3第三代空气净化方法

第三代空气净化方法主要是通过降解空气中的挥发有机物来达到净化空气的目的,常用的净化方法有催化法、等离子体空气净化法。

3.3.1光催化法

光催化法主要是利用催化剂的光催化性,氧化吸附在催化剂表面的甲醛产生CO2和H2O。可用于光催化技术的催化剂包括TiO2、SnO2、ZnO、WO3等,其中TiO2因其氧化还原能力强、化学稳定性高及无毒的特性而被广泛研究。光催化技术是最具发展前景的室内空气净化技术之一,对空气中甲醛、氨气等污染物的去除降解效率很高,用于光催化的纳米TiO2同时还具有杀灭微生物的功能。但该技术不能净化空气中的悬浮物及细颗粒物,催化剂微孔易被颗粒物堵塞而失活,且成本较高,难以和常规环保技术竞争。

3.3.2等离子体空气净化

等离子空气净化法是在室温、常压下,气体被强电磁场电离出正电和负电的粒子,而整体是中性的状态,形成等离子体,这些等离子体中含有大量的活性物质,可以将有害气体氧化成水和二氧化碳,同时在等离子产生的过程中会释放大量的紫外线,而这些紫外线对DNA具有一定的破坏作用,而且高浓度的离子会对细菌产生电离作用,因此等离子空气净化还可以起到一定的杀菌作用。同时,激化高能电子同废气中气体分子作用而产生丰富的离子和自由基等活性粒子,这些活性粒子再同污染物分子发生氧化或还原反应生成低毒性的无机小分子化合物。等离子体产生的方法主要有低气压辉光放电法、电子束照射法、电晕放电法等。

4第四代空气净化方法

第四代空气净化方法弥补了前三代空气净化方法只利用单一净化方法的弊端,采用将人、机(空气净化装置)、环境(室内外环境)三者作为统一整体的思路,综合协调三者之间的相互作用,将空气净化到最佳效果,并且这是未来的发展趋势。

5结束语:

目前我国在室内空气污染控制措施方面的研究正处于实验室向大规模工业化过渡阶段,要完全适应市场要求还需要做很多工作,应充分利用太阳能,提高光量子效率。同时,应加强室内空气污染防治措施的宣传,切实提高全民室内空气污染防治的意识,以期取得更大的经济和社会效益。

参考文献:

[1]王元元,张立志.室内空气净化技术的研究与进展[J].暖通空调,2006.

[2]王莹,李光浩. 室内空气污染与防治研究进展[J]. 环境科学动态,2005( 4).

[3]丁照兵,李娟,李波.室内空气净化技术研究综述[J].微量元素与健康研究, 2008, 25(2).

第9篇

[关键词] 环保 技术创新 方法

山西省是中国最大的炼焦用煤炭资源基地,也会使山西省成为中国最大的焦炭生产基地和世界最大的焦炭出口基地。2000年世界焦炭贸易量2510万吨,中国出口1520万吨,占世界焦炭贸易量的60%。其中,山西焦炭出口占中国焦炭出口量的80%,占世界焦炭贸易量的48%,山西焦炭是世界焦炭行业的龙头,其焦炭产量占到全国的40%,约占世界焦炭产量的20%,焦炭出口量占全国焦炭出口量的80%,并且天津口岸的山西焦炭价格已经成为国际贸易的基准价。可见焦炭对于整个山西省的重要性。而进行煤炼焦的过程中,会产生大量的焦炉煤气,如何有效环保的对焦炉煤气进行回收利用,如何对新上项目的综合价值进行评价,正是本文所要研究的重点。对待上新项目的环保性能、经济性能进行评价,从而做出准确的投资决策使我们所关心的。

一、npv评价方法

净现值法(npv):是评价投资方案的一种方法。该方法是利用净现金效益量的总现值与净现金投资量算出净现值,然后根据净现值的大小来评价投资方案。净现值为正值,投资方案是可以接受的;净现值是负值,投资方案就是不可接受的。净现值越大,投资方案越好。净现值法是一种比较科学也比较简便的投资方案评价方法。我们知道传统的项目评价中对于投资决策分析而言,主要是采用这种净现值法,这种方法也曾经被美国亚利桑那州立大学资本资产投资管理学院的dondlel.meeder提出并且利用这种方法用于投资决策具有严重局限的概念中,因为它是以投资决策在一定条件下能够还原为前提的,也就是说项目的投资在市场条件恶化时,能够以某种方式还原,如果不能还原,则是一个要么投资,要么永远都不投资的决策,而如果公司现在不进行投资决策,那么它将永远失去投资机会。但是人们普遍认为,净现值法利用现值可加性原理,运用数学方法进行演绎计算,应该是一种最理性、最科学的分析方法,是投资决策分析中的法宝。

但是就我们所要研究的环保类项目的投资决策而言,净现值法只是用于静态的投资项目分析,对于动态的多投资阶段的项目显得有些不足,得到的评价结果势必也是有局限性的。就焦化产业中的焦炉煤气利用技术的选择与比较中,关键是如何确定折现率,这也是一大难题,可以说,到现在为止,这不得不依靠我们的主观判断,其道理就像任意多的已知数与一个未知数相加其结果还是未知数一样简单,在净现值为零的情况下,向左向右稍微调整某个因素,净现值就能变成或正或负。还有一个重要问题是焦炉煤气的利用技术的产生过程有其特殊的局限性和特点。焦炉煤气是指用几种烟煤配成炼焦用煤,在炼焦炉气中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体,是炼焦产品的副产品。对于单一焦化企业的主营业务就是焦炭生产和销售。而对那些利用焦炉煤气生产其他工业产品是由于国家环保政策法规的要求,故其计算时,当其净现值为零或者是负数时,也都可以投资。但是在什么范围内进行投资需要新的算法和条件,这也就是本文最终所要传达的信息。

二、实物期权定价模型

实物期权分析法是指企业或者是个人在进行投资决策时拥有的、能根据决策时尚不确定的因素,改变行为的权利(期权)进行投资可行性分析的方法。麻省理工学院faimok.lamalain分析:如果投资者对某个投资项目进行首轮投资后,若该项目盈利前景良好,将能降低投资者进行第二轮投资的成本,而如果第一轮没有投资,今后想再投资该项目或进入该投资领域就要付出相当高的成本。在进行投资时还要考虑应用动态规划中的整数规划进行投资时机的选取。可以看出,期权法强调了投资是分阶段进行的,投资资金往往并不是一步到位,而是先投入先期部分资金,生产销售该产品,同时继续对产品的性能、技术进行研发和改进,这可以减少投资者的潜在损失,其价值远远大于一次性投入的情况。这种方法就是针对项目的发展动态过程,根据项目开始投资后,管理者能够收集到更多的关于项目进程和最终产品市场特征的信息。后继的商业化过程是在前期的成功基础上实施的,是可以选择的;当新的信息不断到达,项目投资回报率不确定性逐渐消失时,管理者可通过修正最初投资策略,提高项目的价值和限制损失。如果项目成功,企业能从中获得巨大的投资收益;如果不成功,企业至多也是损失项目投入的沉没成本,相当于期权的成本。

对于期权定价模型而言,焦炉煤气的利用技术中,只有以焦炉煤气作原料生产甲醇这项技术可以进行下一步投资,可以利用甲醇为原料生产甲醛、聚甲醛、醋酸等化工产品。而其他的投资项目成为最终的消费品。期权的投资前提是筹资的无限可能性,但是在实践中难免有种种困难。存在很多的不确定性,也使得我们在进行环保技术创新项目投资决策中不能够简单的依靠一种投资决策方法。

三、灰色关联分析评价方法

灰色理论概述与于1982年由我国学者邓聚龙教授所提出。邓教授认为现实世界并不是清清楚楚的白色系统,又非一无所知的黑色系统,而是略知一二的灰色系统。灰色系统理论主要研究“小样本贫信息不确定性问题”。以往用白色的思想处理问题,要找到因素间明确的映射关系,然而确定性作用原理在社会、经济、农业、生态的等领域都没有物理原型,虽然能知道某些因素,但很难明确全部因素,更不可能建立明确的映射关系。比如影响物价的许多因素,如心理预期、政府导向等是无法量化的。一些可以量化的数据又缺乏详细的资料,因此对物价的定量预测具有一定难度,若不考虑这些因素,只将可以得到数据的因素考虑进去,必然带来预测结果的不准确。就白色系统常用的回归分析工具而言,在应用过程中具有其缺点。比如:要求样本有大容量,是正态分布,平稳过程才能得到统计规律,计算工作量较大,不容易分析复杂系统等等。而对于以上困境,灰色理论应运而生,它处理问题另辟蹊径,不是找概率分布,求统计规律,而是用生成的方法求得随机性弱化,规律性增强的新数据序列。这一新的数据序列既能体现原数据序列的变化趋势,又消除了其波动性,它可以较好的解决某些参数已知,某些参数未知的系统问题。

在我国焦炉煤气的利用技术上既有新的技术也有些不被淘汰的旧技术,当然对于现在的生产而言,这些技术是相当成熟的,而要将项目的技术性和经济性进行有效结合不是件容易得事情,更何况环保技术创新项目的投入需要考虑更多的因素。需要我们对项目的各方面进行综合性考虑,这就涉及了灰色系统关联评价方法。作为一种综合评价方法,这种方法在对白黑两种情况的考虑是相当充分的,即使实际中技术和经济都存在不确定性,我们也是能进行相应决策分析的。就焦炉煤气的利用上来说,可以根据项目的各种经济性参数和项目的技术参数来构建综合评价指标体系,从而为项目投资决策的分析提供决策依据。

四、结论

由于本文所要研究的是环保技术创新项目投资决策评价方法研究现状,我们在对目前比较流行的几种评价方法进行分析之后,发现在进行单一的项目评价时,如果考虑的因素不是很多,可以采用npv方法来进行项目投资的决策分析。可是这种方法又不能摆脱静态性,而实物期权定价模型可以解决这个问题,使项目的投入具有动态性,可以提高决策的效果。但是如果我们在进行一个项目的开发时,如果所要考虑的因素不仅仅是经济因素,那么影响我们做出最终投资决策的就不能用npv方法进行简单的评价,必须借助于系统工程理论中的综合评价来进行综合评判,从而决定我们待上项目的未来。

通过对三种评价方法的说明,结合文章的背景,山西的焦化产业环保技术创新项目决策时不仅要考虑投资性指标,还要考虑到技术投入指标和环境保护指标。只有将这三者考虑周全,才能做出正确的评价结果,从而有效的指导实际工作。这也是作者今后所要进一步研究的重点,利用净现值法和实物期权方法对经济性指标进行先评价,然后通过这一步整理好的经济参数与技术指标、环境保护指标进行结合,利用灰色系统关联分析综合评价方法对待上投资项目进行最终综合价值的评价,依据综合价值最高原则可以选择出优先进行开发的投资项目。这样就实现了我们的决策分析。

总之,在今后的研究中,努力将技术创新与环境保护联系起来,不光考虑项目的经济特性、也要考虑项目的技术创新性和环境保护特性。充分利用项目评价中的各种评价方法进行深入细致的评价工作,从而有效的指导实际工作。文中提到的综合评价方法灰色系统关联理论只是综合评价方法的一种,今后将其他的综合评价方法进行再分析,通过实际案例结合数学模型来分析这种投资决策评价方法的优越性。

参考文献:

[1]白思俊等:系统工程[m].北京:电子工业出版社,2006

[2]叶义成等:系统综合评价技术及其应用[m].北京:冶金工业出版社,2006

[3]杜栋等:现代综合评价方法与案例精选[m].北京:清华大学出版社,2005

[4]马 中:环境与资源经济学概论[m].北京:高等教育出版社,1999

第10篇

针对气象部门的移动指挥车需求,本文研究与设计车内的一套空气净化系统。该空气净化系统以光催化技术与传感器采集技术为核心,通过直流风机将车内气体引至系统进风口,首先,气体经过三层过滤网进行机械过滤;然后,过滤后的气体再经过涂有催化材料的金属过滤网。在紫外线灯的照射下,催化涂料纳米金属氧化物与紫外线发生反应,产生极强氧化物,对过滤后的气体进行杀菌与消毒,完成了对气象指挥车舱内的空气净化的过程,有效保障车舱内气体质量与人员的健康。

关键词

光催化技术;空气净化;传感器;移动指挥车

当前,全球的大气污染已经成为了热点话题,各种气体污染已经给人们的健康带来一定的危害。就室内气体污染来说,如装修、生产污染产生的甲醛、苯、二甲苯等有机物;而室外气体污染,如现在流行的PM2.5(细颗粒物,指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物)[1]类似的污染物,通过人们的呼吸给人体的健康造成极大危害,严重的会导致一些很难治愈的疾病产生。因此,针对空气污染物治理的研究从来没有停止过,本文针对移动指挥车舱内的空气污染问题,设计与实现了一套的空气净化系统,该系统基于光催化技术将有效地过滤空气中的颗粒物,并能起到杀菌和抑制病毒的作用,以保障车内工作环境的质量和人员的健康。

1空气净化系统原理

空气净化技术是近二十年来发展的综合性新技术[2],本文中所研究的空气净化系统,是结合了空气过滤、杀菌、消毒功能为一体,且利用空气压缩机,将车舱内气体循环进行净化的一套系统,具有高效率、杀菌彻底的效果。尤其是采用了光催化技术,利用紫外线光的杀菌功能,结合光照射强度的催化涂料,使得净化系统具有快速、高效的特点。整个空气净化系统的原理如图1所示。系统中气体传感器,对车内空气进行空气质量数据采集,控制系统根据采集结果、污染程度,对风机转速进行调节,通过车内风道进风口将车内气体吸入净化系统,经三层特制滤芯进行彻底净化、吸附,并通过在纳米金属氧化物催化作用下、进行高效杀菌处理,得到新鲜洁净的空气由风道出风口进入车舱。

2空气净化系统设计

2.1总体结构设计为移动指挥车设计的空气净化系统,主要划分为:空气循环模块、空气过滤模块、气体采集模块、空气杀菌模块、电源模块等几个部分,总体结构与流程如图2所示。

2.2气体循环模块空气净化系统的气体循环利用的直流风机,通过风机的压缩将车舱内气体引入装有空气净化系统设备的风道中。设计风机的控制电路,如图3所示,将风机的电源引脚1接到电源模块上,获取12V直流电;风机引脚2接地,3脚为高电瓶状态,4脚接启动电容,通过光耦MOC3023控制风机运行。当单片机向光耦发送低电平信号后,即可启动风机。同时,根据车舱内气体状态,单片机通过调整“占空比”[3],调整风机转速,从而调整系统功率。

2.3气体采集模块气体采集是为了实现净化系统运行功率控制的依据,通过气体传感器TGS800,采集当前车舱内的气体质量与状态,如果污染比较严重,则通过单片机提高风机转速,反之,则降低风机转速。TGS800气体传感器,通过内部材料,可以根据接触到的气体成分,调整其输入引脚的电压值[4]。设计传感器控制电路如图4所示,TGS800传感器引脚分别连接到电源、单片机信号处理引脚等,采集信号的输出连接到单片机的PB6、PF1引脚,若输出电压增加,则表示气体污染加重,单片机将利用程序将风机转速调高。

2.4气体过滤模块气象指挥车舱内的气体过滤,采用的是机械方式,通过风机进入到净化系统风道的气体,首先直接接触的是空气过滤网。其结构布局如图5所示,采用了三层高效的过滤网。第一层预过滤网:滤除头发、宠物毛发等较大颗粒。第二层高效过滤网(HEPA[5]):可以去除0.3μm的细小颗粒,效果可达99.97%,其抗菌涂层,可有效去除细小的灰尘和烟雾。第三层活性碳过滤网:复合活性碳过滤网,将空气净化专用优质复合活性碳,均匀种植在具有独特三维立体结构的网状吸附体上,能够有效去除异味、甲醛、笨、氨、细菌等有害气体和物质。

2.5气体杀菌模块气体杀菌、消毒模块,利用的是金属过滤网,在过滤网上涂催化材料(纳米金属氧化物),在风道内加装一个小功率紫外线灯管,对金属过滤网处进行照射。金属过滤网上涂有纳米金属氧化物,在一定波长的强紫外光下,发生光催化、产生大量的极强氧化物,将已过滤后的空气进行彻底消毒、杀菌。本模块,利用了紫外线杀菌的原理,通过紫外线的照射,穿透微生物的细胞膜,破坏各种病菌、细菌、寄生虫以及其他致病体的DNA结构,毁坏其核酸分子键,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,从而达到消毒灭菌的作用。紫外光发射灯管是8W的小功率紫光灯,其驱动与控制电路与风机的控制方式类似,只是不再设计灯管的功率调节功能,其结构布局如图6所示。

3气象移动指挥车应用

由于全球气候变化,极端天气气候事件频繁发生,为了处理重大社会活动以及突发公共安全事件,气象部门加强了气象应急移动系统的建设,尤其是通过车载气象应急系统定制,以此来保障气象监测与服务工作,提高对气象灾害与危害的控制。气象应急指挥车,主要起到应急移动监测、应急移动通信、应急支撑保障、应急服务指挥的作用。随着气象移动指挥车在气象部门的广泛应用,为了保障车舱内的空气质量,保障车内工作人员的健康,以及车内重要设计的精密,指挥车在设计的时候,将一套光催化技术下的空气净化系统进行集成,布局如图7所示。该车利用客车为底盘,在原车的空调风道上增加一段风道,在一侧开设进风口,约500mm距离处开设一个出风口,在这段风道之间安装空气净化系统及设备。利用高效的空气净化系统,能够快速地对车舱内气体进行过滤、杀菌、消毒等作用,保障气象指挥车内人员的健康、精密监测设备的安全与正常运行。

4结论与讨论

本文研究的气象指挥车的空气净化系统,是在当前空气污染日益严重的前提下提出来的,这种结合了科学的机械式过滤网、光催化式的杀菌层的净化系统,对空气成分不仅仅起到表面上的过滤作用,且从实质上的彻底消除了空气中的有害分子,是一种较为先进的气体治理方式,足够保障气象移动指挥车内的空气质量。满足我国气象应急移动车建设的需求,有助于解决气象灾害监测、预测、信息以及应急服务和相应中国的薄弱环节,提升中国气象防灾、减灾的应急响应能力,在重大灾害性天气、重大公共安全事件和重大活动中具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]赵伟荣.室内空气污染及净化技术[M].北京:化学工业出版社,2013:2-11.

[2]张波.新型空气净化器的研制与应用[J].静电应用技术研究,2010,21(3):79-82.

[3]王晓明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007:156-167.

[4]郭振华.半导体气体传感器及其阵列的检测技术研究[D].合肥:中国科技大学,2007:23-24.

第11篇

关键词:化学检测 样品处理技术 地位 难点 原则 现状

随着社会的不断发展,化学在人们的生产生活中的作用越来越重要。达到科学产品开发、产品质量检测、现代工业生产技术,食品质量控制,小到日常生活,都离不开化学检测技术。科技的发展同样推动了化学检测技术的发展,随着检测仪器越来越精密,化学检测对检测样品的质量要求也越来越高,怎样能够得到纯净且合适浓度的样品,为仪器检测打好基础,成为了检测人员面临的重要问题。

一、化学检测中样品处理技术的地位及其难点

目前,一个完整的化学样品分析过程需要包括以下几个步骤:样品采集、样品处理、仪器检测与分析、数据收集与分析、结果讨论等。要保证检测结果的可信性,任何步骤都不容许出现纰漏。首先,样品的采集要注重样品的代表性,针对不同样品的特性采取不同的保存方法,防止出现样品损失和破坏;其次,需要根据分析目标物、分析介质和分析仪器的不同选择最为优化的样品处理方法,保证样品能够顺利上机进行测试;数据收集和分析过程是样品分析报告的重要依据,合理的数据分析方法能够更好地反映实验的结果;最后,结果讨论部分是整个检测报告的最终程序。

在整个化学样品检测过程中,样品分析是整个过程中耗时最长也是最重要的步骤。在样品检测过程中,不同的分析仪器对上机样品有不同的要求,例如,色谱仪器要求上机样品澄清、透明、无悬浮物质,而红外光谱分析仪则要求样品为均质的薄片,因此,样品处理技术是否先进,直接关系到检验所得数据是否可信,化学检测中样品处理技术的重要地位越来越明显。基于此,样品处理技术得到了广泛的关注。

样品处理技术不仅是化学分析检测的重点,同时也是化学分析检测的难点。随着科技的不断进步,现代分析仪器相比于传统的分析仪器,其灵敏度更高,检测限更低,同时,其对样品的净化程度要求也越来越高。而相比于检测技术的不断进步,与之匹配的样品处理技术发展缓慢,两者之间的差距为化学分析检验带来了困难。总的来说,化学样品处理的难点主要有以下几点:

第一,处理步骤繁多复杂。最基本的样品处理包括样品的称重、净化、提取和富集,其中提取一般为多次提取,工作量大,且均为人工劳动,很难实现自动化;

第二,样品基质复杂;化学检测的样品种类繁多,不同的样品其净化提取方法差异很大,包括提取溶剂、净化方法、提取温度等,都需要合理的优化,因此,开发提取方法工作量大;

第三,检测技术的发展侧重于仪器研发,不重视前处理方法的开发,仪器要求与样品处理技术不同步,造成了化学样品处理技术的滞后,样品检测发展受到限制。

二、化学样品处理技术的目标

化学样品处理技术的最终目的是为了将分析物从复杂的样品机制中分离出来,并不改变其原有的化学形态。不同的样品基质处理技术有明显的差异,例如,检测样品中的重金属时,我们需要对样品进行消解处理,以除去样品中的有机物和杂志;而检测样品中的有机物时,则需要对样品进行净化和富集。但无论是那种处理方式,其最终处理目标可以总结为以下几点:

第一,从基质中分离出目标化合物;

第二,去除分离物中对目标物测定有干扰的成分;

第三;对分离物进行富集,保证其浓度能够高于仪器的最低检测限;

第四,调整分析样品的pH值等参数,保证其符合仪器分析的要求。

三、化学检测样品处理技术发展现状

按照化学样品形态的区别,可以将现金的化学检测样品处理技术大致分为两类:第一类为固体样品处理技术,除了索氏提取外,目前较为流行的新技术有超临界流体萃取技术、加速溶剂萃取技术、超声萃取等;第二类为液体样品处理技术,如固相萃取、固相微萃取、液液萃取、吹脱捕集法、液相微萃取等等。这些前处理方法各有其优缺点,下面我们以几种常用的处理方法为例进行说明。

1.固相微萃取技术(SPME)

固相微萃取技术最早是与气相色谱(GS)联合开发的技术,现在也经常与高效液相色谱(HPLC)技术联用。该萃取机理分为两种,一种是通过吸收来提取净化目标物,目标物通过吸收作用进入涂层内部得到净化;一种是通过吸附目标物达到春花目的,目标物分子吸附在涂层表面。其具体原理为:根据目标化合物的性质不同选择键合有特殊基团的固定相,涂覆在注射器内芯作为表层,进行样品处理时,将内芯浸没在样品溶液中,目标污染物选择性地吸附或者吸收在内芯,然后将内芯送入GC或者HPLC完成进样。固相微萃取大量减少了溶剂的使用量,并且能够实现进样自动化。但是SPME的使用条件往往比较苛刻,如使用温度较低,使用寿命短等。

2.微波辅助萃取技术(MAE)

固体和半固体样品中的污染物不容易进行净化和富集,而微波辅助萃取技术有效实现了目标物质与样品基质的分离。首先,高能量的微波提高了萃取效率。在高能微波条件下,样品中的分子由于高频率的摩擦和偶极涡流等效应产生大量的热量,分子运动加快,从而加速目标分析物的分离;同时,由于微波加热是由内而外的加热方式,因此,固体和半固体样品的受热军训,提高了效率;微波辅助萃取技术所用的溶剂量小,选择性好,提高了萃取物的纯度。

3.微波消解技术

微波消解技术的基本原理为:针对样品和目标物的性质配制相应的消解液,将消解液和化学样品一同放入消解罐内,置于微波装置中进行消解。在微波消解装置中,由于微波磁场的作用,样品和消解中的极性分子会快速定向排列,并产生强烈的震动;同时,高温环境会大大增强氧化剂的氧化能力,因此,提高了样品消解的速度和效率。在实际应用中,微波消解广泛用于样品处理,服务于原子光谱分析。

四、总结

综上所述,科学技术的飞速发展为化学检测带来了更多的机遇和挑战,一方面化学检测的仪器不断精密化,其检测限越来越低,灵敏度和分辨率也越来越高,这为更精密的化学检测提供了可能;而另一方面,仪器的发展对进样样品的质量要求也不断提高,样品处理技术需要不断改进以满足仪器的要求。这要求化学检测工作者能够在实际工作当中不断探索,开发更先进的样品处理技术。

参考文献

[1]张玉忠, 等. 液体分离膜技术及应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2004.

第12篇

关键词:净化空调系统;运用;电气自动化;技术

中图分类号:TB657文献标识码: A

引言

工业电气自动化在一般的应用程序中他的技术都是很成熟的,伴随着我国一个全新的电器的步入使得空调系统中的应用技术稳步提升,但在制药业中所使用到的净化空气系统自控方案的选择上可谓是多彩多样化的。如烟草企业在净化空调系统中运用工业电气自动化,解决其车间净化不力的技术难题,节约生产成本,提高了产品的质量。净化空调系统中对工业电气自动化的高效利用,改善了空气处理方式,有助于我国电气化发展水平的提升。

一、工业电气自动化的发展现状

工业电气自动化技术的提高离不开平台开放式发展OPC 技术和 Windows 平台技术的开发利用。多数工业控制标准平台、语言和规范都是基于 Windows 系列和 InternetExplorer 等微软系统而开发设计的。基于 PC 系统人机界面的控制系统具有良好的灵活性、易操作性和易集成性,PC 的控制系统占领了工业自动化领域的主导地位。电气自动化的发展趋于采用统一的系统开发平台,开发平立于最终的运行平台,有利于工业电气自动化项目在整个建设周期中进行设计、实施、测试、开机等的统筹与协调,有利于节约建设成本。工业电气自动化系统趋于采用通用的网络结构,此趋势可协助企业保障现场控制设备及计算机监督系统之间的数据沟通流畅,帮助企业管理层对现场设备的进行实时监控,促进企业办公自动化环境的提升。

二、电气自动化的发展趋势

在经济发展迅猛的如今,科技也是在日异的变化着,我们要认识到他的技术特点。在电气自动化的发展趋势中,所选的专业既是新兴的科学,同时也是被广泛应用的,在此同时他的就业和创业前景也都是相当可观的。首先,电气自动化技术可以与我国新锐的科学技术成果相结合,并且投入到电气自动化技术的创新中去。研发更多的电气自动化产品应用于我国的国计民生中,促进我国工业化的发展。随着我国经济的不断发展,现代工业的不断发展使得电气自动化技术方面的人才市场有着相当大的潜力。其次,优化电气自动化系统的结构,实行电气自动化系统平台的统一化、系统结构通用化、系统程序接口标准化,这样就可以大大地提高对电气自动化技术的利用率,减少不必要的损失及节约冗杂时间及费用。最后,在将电气自动化技术应用于工业生产中,应注意电气自动化市场的产业化、生产的安全化以及工作人员的专业化。如此可以加大电气自动化在工业生产中的利用力度,推广电气自动化的使用,让更多的企业及行业受益于该项技术。

三、净化空调的特性

净化空调系统的控制参数一般包括温度、湿度、微粒数、细菌浓度、空气洁净度、风量、压差及噪声系数等,应满足特殊环境工作的控制标准,如《洁净厂房设计规范》(GB50457-2008),确保空气净化工艺的完整性。净化空调系统的组成包括整体式空气调节机组(包括过滤装置、加热器、表冷器、加湿器、风机等)、冷冻室、控制器、变频器、传感器、执行器及中文操作面板等设备,需进行温度、湿度的调节,其风处理过程可归纳为:新风―――初效过滤―――预加热―――表冷―――加热―――加湿―――中效过滤―――高效过滤―――洁净室。为了保障空气洁净度的要求,采用初效过滤、中效过滤、高效过滤的三级过滤。净化空调系统的特性可归纳为:需控制微粒的污染,为企业提供一定容量的工作空间;建筑内部设置洁净室,可提供超出一般空调系统的送风量,需要大负荷和合理正负压差,其多功能性和复杂性导致其设计参数设计建筑、空调、净化等多级学科,需考虑合理布置,以避免污染邻室空气,洁净室必须维持一定的正压,一般洁净区与非洁净区之间的静压差大于 5 帕;净化空调系统的质量要求高,必须符合相关行业标准。

净化空调系统设计方案按送风方式不同可分为三种,一是全部采用新风,二是用新风和循环风相结合,三是全部自循环风,其中第二种形式应用得最为广泛,典型为集中式净化空调系统。净化空调系统控制方案可分为单系统测量控制系统和数字计算机控制管理系统。

五、净化空调中运用工业自动化的必要性

(1)净化空调中运用工业自动化是 GMP 参数需要。净化空调系统所控制的除一般空调系统的室内温、湿度之外,还要控制房间的洁净度和压力等参数,并且温、湿度的控制精度要求较高,特别是生产中的环境有很高要求。

(2)净化空调中运用工业自动化是提高空气运行质量的需要。在洁净室的气流分布、气流组织方面,要尽量限制和减少尘粒的扩散,使洁净室的气流不受污染。

(3)净化空调中运用工业自动化是提高正压风量的需要。洁净室与室外或邻室必须保持一定压差(正压或负压),最小压差在 5 Pa 以上,这就要求有一定的正压风量。

六、净化空调中运用工业自动化运用

(1)净化空调机组自控系统工作原理。净化空调机组自控系统工作应该对温度的控制净化空调系统采用 DDC控制。控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度保持在 18℃~26℃之间,使洁净室温度符合 GMP 要求。此外,对湿度的控制装置在回风管(回风湿度近似于洁净室湿度)内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度相比较,用比例加积分运算控制,输出电压信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度保持在 40%~60%,使洁净室湿度以满足 GMP 要求。

(2)设计好组合空调机组。组合空调机组是净化空调系统中的主要设备,它集过滤装置、加热器、表冷器、加湿器、风机等于一体组成各功能段,用风管将洁净空气送给洁净室。可设计成单个系统的测量、控制系统,也可设计成数字计算机控制管理系统。其中数字直接控制系统(DDC 系统)在现代楼宇自控中应用广泛,且日趋成熟,怎样把这一成熟控制技术应用在净化空调系统中也是人们所关注的。

笔者以为,采用 DDC能获得良好效果。一般传统控制方式所需要的多个控制器及繁杂接线,才能实现联动控制、延迟控制、切换控制等多种控制。现在由一个 DDC 控制器就可以满足要求,与传统控制方式相比,在控制内容及规模相同的前提下,直接数字控制器的总成本大大减少,其功能及灵活性较传统控制方式更为实用。现以直接数字控制器为主的自控系统方案作一探讨。

以 DX- 9100 控制器是一个模块化、可扩展,在现场具有显示及操作能力的控制器为例。DX- 9100 的软件功能十分齐全,可实现各种现场控制要求。其操作系统包括实时功能、l2个可编程模块及 PLC逻辑运算模块。由于它是由一个功能模块所构成,其图形化编程工具使得程序设计异常简单,用户只要简单地调用图块,填加参数,控制程序便可生成。在这些程序中,多级控制及统计功能、PLC 控制功能、定时控制功能也是其中的内容。

(3)自控系统达到的功能效果。自控系统达到的功能主要有:压力变送器主要起到监测风机状态;温度、湿度传感器和变送器主要起到 监测回风温、湿度作用;加热、加湿、冷水电动二通阀和电动三通阀主要起到调节回风温、湿度的功效。通过实践检测的效果来看,系统中所有检测数据,均可在DX一 9100 显示屏上显示出来。通过 DX一 9100 内预先编写的逻辑程序,系统可执行下列连锁功能。①装设在新风入口处的风门与风机连锁。当风机停止后,新风风门全关。②电动调节阀与风机启动连锁。当风机停止后,电动调节阀亦同时关闭。③风机启/停状态是用压差开关检测的。当风机启动后,风机二侧压差超过其设定值时,开关常开触点闭合,信号送往DX- 9100 系统,控制程序立即投入运行,从而达到工作要求标准。

七、结语

净化空调系统是以送风、回风、控制温度和湿度、除菌消毒等为设计目标的系统工程,工业电气自动化有助于保障净化空调系统对化学品厂、生产车间等特殊环境进行空气净化的效果,其系统运行的稳定性、可靠性和先进性得到进一步提高。相关工作人员应积极进行净化空调系统自动化的研发运用工作,结合不同地区部门的实际情况和不同行业的标准规章,为净化空调系统的电气自动化出谋划策。选择合适的空调净化控制方案,不仅能为本企业节约成本,还能为员工创造更好的车间生产环境,提高生产效率,增加企业收益。

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