预氧化技术课件.ppt

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1、关于预氧化技术第1页，此课件共34页哦u微污染水源水中含有溶解性有机物及藻类微污染水源水中含有溶解性有机物及藻类等物质等物质,若不能在水处理工艺中加以有效去若不能在水处理工艺中加以有效去除除,它们将在加氯消毒过程中生成三卤甲烷、它们将在加氯消毒过程中生成三卤甲烷、卤乙酸及其他消毒副产物卤乙酸及其他消毒副产物,影响饮用水的安影响饮用水的安全性。对水源水进行预氧化处理通常能够全性。对水源水进行预氧化处理通常能够强化混凝沉淀工艺对有机物和藻类的去除强化混凝沉淀工艺对有机物和藻类的去除。第2页，此课件共34页哦强化混凝强化混凝有机物去除有机物去除臭味去除臭味去除控制消毒副产物控制消毒副产物去除重金属去

2、除重金属第3页，此课件共34页哦常用的预氧化剂有氯气常用的预氧化剂有氯气(Cl2)、二氧化氯、二氧化氯(ClO2)、臭氧、臭氧(O3)和高锰酸盐复合药剂和高锰酸盐复合药剂(PPC)等。等。Cl2 由于易与水中腐殖质作用产生氯化消毒副产物现已不由于易与水中腐殖质作用产生氯化消毒副产物现已不提倡采用提倡采用;ClO2 的应用也因能生成亚氯酸根的应用也因能生成亚氯酸根(ClO2-)而而受到限制受到限制;O3 有较高的氧化能力并且对后续工艺不会有较高的氧化能力并且对后续工艺不会产生不利影响产生不利影响;PPC 预氧化的助凝除藻效果较好且预氧化的助凝除藻效果较好且易于操作管理。易于操作管理。因此因此,O

3、3和和PPC 预氧化得到了较为广预氧化得到了较为广泛的研究。泛的研究。第4页，此课件共34页哦1.期刊期刊：环境污染与防治环境污染与防治 2007-6-15,第第29卷，第卷，第6期期臭氧臭氧/高锰酸盐预氧化对生物过滤净水效能的影响（环境污高锰酸盐预氧化对生物过滤净水效能的影响（环境污染与防治），关春雨染与防治），关春雨 马军马军 隋铭皓隋铭皓 鲍晓丽鲍晓丽2.期刊期刊：Journal of Environmental Sciences 2009 vol.21 p.872876Enhanced removal of organics by permanganate preoxidation u

4、sing tannic acid as a model compound Role of in situ formed manganese dioxideZHANG Lizhu,MA Jun,LI Xin,WANG Shutao1第5页，此课件共34页哦O3可与水中天然有机物可与水中天然有机物(NOM)的不饱和键和芳香环结构反应的不饱和键和芳香环结构反应,使其部分使其部分解聚解聚,产生醛类和酸类化合物产生醛类和酸类化合物,但是由于试验中但是由于试验中O3 相对投加量较小相对投加量较小,因此因此其加入后会在快速其加入后会在快速O3 消耗期与消耗期与NOM 反应而被消耗。因此反应而被消耗。因此,O

5、3仅能强化去仅能强化去除少量含有共轭双键和芳香环结构有机物和较易被氧化有机物。除少量含有共轭双键和芳香环结构有机物和较易被氧化有机物。PPC 中的中的KMnO4 能够氧化水中部分有机物能够氧化水中部分有机物,但是其直接去除作用并不明显。但是其直接去除作用并不明显。PPC 能够破坏胶体颗粒表面的有机涂层从而能够破坏胶体颗粒表面的有机涂层从而压缩双电层压缩双电层,同时同时KMnO4的还原的还原中间产物新生态水合中间产物新生态水合MnO2 具有很强的吸附能力具有很强的吸附能力,有利于絮体的形成。且有利于絮体的形成。且Ca2+存在对于存在对于MnO2去除有机物具有很强辅助作用去除有机物具有很强辅助作用

6、。Ca2+可以使可以使MnO2表面表面电位降低，且在电位降低，且在MnO2和有机物之间起连接桥的作用，使有机物更易被吸和有机物之间起连接桥的作用，使有机物更易被吸附。附。PPC 预氧化后混凝过程中生成的絮体密实、沉降性好。预氧化后混凝过程中生成的絮体密实、沉降性好。第6页，此课件共34页哦O3和和PPC（高锰酸盐复合药剂）（高锰酸盐复合药剂）预氧化后水中的低分预氧化后水中的低分子量物质含量上升子量物质含量上升,此类化合物容易穿过细胞膜和被新此类化合物容易穿过细胞膜和被新陈代谢酶攻击陈代谢酶攻击,故故水的可生化性也随之增加水的可生化性也随之增加,而在预而在预氧化后进行生物处理能够有效去除可生物降

7、解有氧化后进行生物处理能够有效去除可生物降解有机物机物,降低可生化性降低可生化性,同时也能控制水的色度和氨氮同时也能控制水的色度和氨氮含量含量,因此预氧化与生物预处理联用可以令因此预氧化与生物预处理联用可以令二者优势二者优势互补互补,提高净水效率。提高净水效率。第7页，此课件共34页哦在运行的初始阶段,预氧化后续生物过滤出水浊度较高,随着运行时间的增加,陶粒上生物膜的活性逐渐增强,生物过滤对水中颗粒物的吸附和粘附絮凝能力趋于稳定。图表说明：PPC 预氧化预氧化后续生物过滤后续生物过滤(PPC 生物过滤生物过滤)出水出水浊度浊度比比O3 预氧化后续生物过滤预氧化后续生物过滤(O3 生物过滤生物过

8、滤)下下降得快而且较为稳定降得快而且较为稳定。第8页，此课件共34页哦与浊度不同,滤后水高锰酸盐指数自运行开始后一直保持稳定,说明生物过滤对水中易氧化有机物的去除相关性不大;滤后水UV254 变化很小,说明难生物降解有机物很难在生物过滤中被去除;O3 生物过滤对DOC 的去除率稍高。O3 和PPC 预氧化后SUVA 相对于空白试验分别降低和升高(见表1),而O3 生物过滤出水SUVA 升高较明显(见表2),说明说明O3 预氧化预氧化更有助于更有助于生物生物过滤对可生物降解有机物的去除。过滤对可生物降解有机物的去除。第9页，此课件共34页哦PPC 预氧化预氧化有助于有助于后续生物过滤对后续生物过

9、滤对N H4+-N 的去除的去除。运行后期运行后期PPC 生物过滤对生物过滤对N H4+-N的去除率明显的去除率明显高于高于O3 生物过滤生物过滤第10页，此课件共34页哦期刊：Industrial Water TreatmentMar.,2003 Vol.23 No.3Experimental research of the removing of algae by pre-oxidation with ferrate高铁酸盐预氧化、絮凝除藻的实验研高铁酸盐预氧化、絮凝除藻的实验研究究梁好,韦朝海,盛选军,易路景,梁运莲2第11页，此课件共34页哦水体中滋生藻类时,由于藻体细胞的新陈代谢及光

10、合作用,常常使水体的pH 有所升高。由于混凝过程中的pH 是重要的因素,pH 直接影响水中胶体浊质和藻类的电荷,控制水中化学反应动力学,同时pH 决定混凝剂的水解速率和混凝剂水解产物的类型、浓度和电荷,控制金属氢氧化物沉淀在水中的溶解度等。因此水的pH 变化会影响高铁酸盐预氧化、絮凝的除藻效果。图3 是pH 为5,7.5,10 时高铁酸盐对含藻水的沉后除藻效果对比。第12页，此课件共34页哦第13页，此课件共34页哦从图3 可以看出,当高铁酸钾投量都为1.4mg/L 时,随着聚合铝投量的增加,三种水样的沉后水除藻率也增大,并且水样的pH 越低,除藻率越高,说明说明在高铁酸盐预氧化、絮凝过程中,

11、高铁酸盐的氧化性起主要作用,进一步验证了进一步验证了高铁酸盐氧化还原电位在酸性条件下为2.2 V,高于在碱性条件下为0.7 V 的研究结果。即即随着pH 的降低,高铁酸盐的氧化能力增强,促使水中有机物分解和破坏,而且伴随其在水中分解过程中可能产生高正电多聚水解产物,最终形成的Fe(OH)3 胶体沉淀,使其不仅可以氧化水中某些有机物,而且可以通过吸附和共沉的协同作用去除水中有机物。第14页，此课件共34页哦 IntroductionClO2 oxidation prior to chlorination can reduce the levels of THM and total organic

12、 halogen(TOX)formation(Lykins and Griese,1986;Linder et al.,2006 ).Mixed results on HAA formation have been reported.HAA concentration remained constant upon addition of 2 mg/LClO2 followed by chlorination(Harris,2001),but Griese(1991)reported that ClO2 pretreatment reduced HAA formation.3第15页，此课件共3

13、4页哦Although ClO2 can reduce the formation of THMs,HAAs and TOX,the formation of emerging DBPs has not been studied adequately.第16页，此课件共34页哦objective(1)the changes of NOM properties with ClO2 pretreatment.(2)the formation of regulated and emerging DBPs from ClO2 preoxidation and in combination with c

14、hlorination or chloramination.(3)the effects of ClO2 pretreatment on the formation of DBPs in bromide-rich waters.第17页，此课件共34页哦HAAs的ClO2预氧化前后的比较第18页，此课件共34页哦ConclusionClO2 primarily destroyed the aromatic and conjugated structure of NOM and transformed large aromatic and long aliphatic chain organic

15、 structures to small and hydrophilic organics.第19页，此课件共34页哦Conclusion The presence of bromide not only enhanced the formation of DBPs,but also shifted DBPs to more brominated species.Increases in ClO2 doses enhanced the reduction percentages of THMs,HAAs and CH,but TCNM and TCP remained constant.第20

16、页，此课件共34页哦用混合加强预氧化的终端微滤的污染减排方法去除地表水的铁和锰4第21页，此课件共34页哦 铁锰铁锰在地表水中广泛的存在，主要以在地表水中广泛的存在，主要以离子形式离子形式存在。通常，水体首先被氧化，然后存在。通常，水体首先被氧化，然后过滤过滤去除氧化物。去除氧化物。氧化需要符合排放要求。如果不氧化需要符合排放要求。如果不经经氧化，氧化，亚铁亚铁离子和离子和锰锰离子会由于氧化离子会由于氧化变变成不溶物，从而引起成不溶物，从而引起水体水体变变色、色、产产生气味和生气味和变浊变浊。因此在去除因此在去除铁铁和和锰时锰时，氧化是非常重要的步，氧化是非常重要的步骤骤。氧化和微氧化和微滤滤

17、手段手段结结合是去除地表水中合是去除地表水中铁铁和和锰锰的常用手段。在氧化的常用手段。在氧化过过程中程中铁铁和和锰锰氧化物的特征氧化物的特征能能够够受受搅搅拌拌强强度所影响，随后影响膜度所影响，随后影响膜过滤过滤的效果。的效果。为为了了优优化氧化化氧化过过程，程，铁铁和和锰锰在氧化在氧化过过程中程中搅搅拌拌强强度的作用需要被度的作用需要被检测检测出来出来。足。足够够的氧化的氧化剂剂被加到一个之前准被加到一个之前准备备好的好的亚铁亚铁溶溶剂剂，在不同的，在不同的搅搅拌拌强强度下随着（或者没度下随着（或者没有）有）锰锰离子的氧化，离子的氧化，终终端保持恒定的端保持恒定的30min的膜的膜压压差。一

18、个定制的模差。一个定制的模块块被用在微被用在微滤滤中，中，这这个模个模块块被管膜所包被管膜所包围围。膜。膜过过滤滤的的电电阻由串阻由串联联阻力模型阻力模型计计算出来。算出来。滤饼滤饼阻力决定了膜阻力决定了膜污污染程度，染程度，这这个个过过程由氧化物成分决定。在高程由氧化物成分决定。在高强强度的度的搅搅拌下，拌下，氧化物形成的更少更氧化物形成的更少更紧紧凑，凑，导导致致滤饼滤饼阻力的减少，提高了渗透通量。阻力的减少，提高了渗透通量。锰锰被氧化加被氧化加剧剧了膜了膜污污染。染。铁铁-锰锰氧化物的形成，氧化物的形成，提高了疏水性，从而使渗透通量迅速下降。在提高了疏水性，从而使渗透通量迅速下降。在预预

19、先加先加氯氯法中，法中，终终端不可逆的膜端不可逆的膜污污染染对对于于搅搅拌拌强强度不敏感，同度不敏感，同时时由由铁铁-锰锰氧化物造成的不可逆的膜氧化物造成的不可逆的膜污污染要比膜染要比膜过滤过滤循循环过环过程中程中铁铁氧化物更加氧化物更加严严重。重。结结果果显显示，示，终终端的膜通量能端的膜通量能够够通通过过加加强强混混合的合的预预先加先加氯氯法而有效的加法而有效的加强强，由于一个低，由于一个低滤饼压缩滤饼压缩率的通透的率的通透的滤饼层滤饼层的形成。的形成。第22页，此课件共34页哦不同搅拌强度和氧化时间下下，氯化过不同搅拌强度和氧化时间下下，氯化过程后的铁锰的残余溶解量。程后的铁锰的残余溶解

20、量。在氯化微滤过程中，不同的搅拌强在氯化微滤过程中，不同的搅拌强度，产生的不同的比阻。度，产生的不同的比阻。第23页，此课件共34页哦 结论：加强搅拌的氧化手段能够提高在混合氯化去除地表水中的铁和锰过程中的微滤效果。随着增加搅拌强度，微滤中的滤饼阻力被减少，因为更小的氧化物的形成，有更高的不规则规格，造成更高的渗透通量。与锰离子相比，铁锰氧化物滤饼更加的疏水，更有可能污染膜。氧化物对于终端的不可逆的污染，在预先加氯法中，对搅拌强度是不敏感的。为了有效的解决预先加氯法/MF中膜污染问题，在预先加氯法中的充分混合也许是是一个解决办法，因为它能加强可渗透滤饼层的形成，而不是过滤中的更低的不可逆的膜污

21、染。第24页，此课件共34页哦Effects of preoxidation and carbonization technologies on tensile strength of PAN-based carbon fiber预氧化和碳化技术对于聚丙烯腈基碳纤维的拉预氧化和碳化技术对于聚丙烯腈基碳纤维的拉伸强度的影响伸强度的影响作者:Jing,Min;Wang,Cheng-Guo;Zhu,Bo;等.来源出版物:JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE 卷:108 期:2 页:1259-1264 DOI:10.1002/app.27669 出版年:APR 15 2

22、008关键字：稳定化 预碳化 拉伸强度 预氧化主要内容主要内容：正确的预氧化时间、预氧化温度以及预氧化拉伸率是制备高质量的碳纤维的基本条件。本文主要研究预氧化与预碳化过程中温度等因素对于碳纤维（CF）拉伸强度的影响，并就此做了一系列的试点试验及探讨。5第25页，此课件共34页哦预氧化时间-密度、含氧率预氧化温度-密度、含氧率碳化温度-拉伸强度预碳化温度-拉伸强度第26页，此课件共34页哦结论：结论：高强度的聚丙烯腈纤维不一定总是可以生产出高强度的碳纤维，这是因为预氧化和碳化的过程控制条件在聚丙烯腈纤维向碳纤维的转化过程中也起着重要的作用。对于给定的聚丙烯腈纤维，制得的碳纤维的拉伸强度主要受一下

23、七个参数的影响：1.正确的预氧化时间和温度能确保氧化纤维适宜的氧容量和结构的稳定性。在预氧化过程初始阶段的拉伸导致聚丙烯腈大分子的去向和随后的阶梯结构。以上的两个条件为制备高质量的碳纤维奠定基础。2.在实验温度的变化范围内，碳纤维的拉伸强度的增加可以通过提高预碳化的温度，在750时达到最大值。预碳化拉伸的应用有利于保持在预氧化过程中建立起来的去向。还有一点需要注意，拉伸率一定要通过在线监测谨慎控制，否则纤维可能会断裂。3.随着温度的升高，在1200以下碳纤维拉伸强度的提升非常快，当温度高于1200提升就变的缓慢了。即使在碳化过程中，也需要对于拉伸进行适当的缓和以制备最优碳纤维。第27页，此课件

24、共34页哦Effects of Pre-oxidation Conditions on Adsorption Performance of Activated Carbon FibersCAI Yu-lin,XU Shan-qing,DING XinJournal of Donghua University(Eng.Ed)Vol.29,No.3(2012)6第28页，此课件共34页哦IntroductionIn order to investigate the effects of pre-oxidation conditions on adsorption performance of ac

25、tivated carbon fibers,PAN fiber webs were adopted as precursors for preparing ACFs.Pre-oxidation temperature,heating rate,and treatment time are the main factors on affecting the adsorption performance of the ACFs.第29页，此课件共34页哦Results and Discussion第30页，此课件共34页哦Results and Discussion第31页，此课件共34页哦Results and Discussion第32页，此课件共34页哦ConclusionWhen the pre-oxidative temperature is 230 in the present study,the ACFs show the best benzene adsorption capacity.0.75/min and less than 30 min are the preferable for ACFs to achieve high benzene adsorption capacity.第33页，此课件共34页哦感感谢谢大大家家观观看看第34页，此课件共34页哦