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无机物分析

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无机物分析

无机物分析范文第1篇

【关键词】甘蔗糖蜜酒精;生产污垢;发生机理;污垢控制

0 前言

在酒精的生产过程中,甘蔗糖蜜是主要的生产原料,也是其产生污垢的主要研究对象。早在20世纪80年代,许多酒精生产企业的管理和技术人员就已经发现,随着酒精生产工艺的发展,甘蔗糖蜜酒精生产物料中的污垢呈现一个上升的趋势。很多人认为这是由于在甘蔗制糖的过程中,虽然蔗糖的回收率得到了提高,但是废弃物中的蜜糖发酵纯度却下降了,也导致胶体和灰分都得到了增加,并且在这个过程中也掺入了许多化学助剂。鉴于此,糖蜜成分的改变导致了糖蜜酒精生产过程中的污垢增加,使得发酵物料在过罐时很困难,并且在酒精蒸馏废液中存在大量的污垢,这就给清洁生产带来了一个大难题。当前,污垢的处理已经严重影响着酒精工艺的生产,并且受到了管理人员和技术人员的高度重视。但与此同时,由于污垢处理还没有得到专业的解释,这就使得甘蔗糖蜜酒精生产污垢问题在解决的过程中存在着诸多困难,因此加快污垢控制方法的研究势在必行。

1 甘蔗蜜糖酒精生产污垢的概述

从定义的角度来说,污垢是指在工业生产过程中,在固体表面积聚的由于流体相接触留下的固态或是软泥状物质。工业生产的初期,粗放型的生产方式使得污垢大量产生,这也严重威胁锅炉的安全和材料的保存,但是由于污垢具有渐变性和隐蔽性等特性,污垢问题一直困扰着许多工业生产行业,也引起了研究者的大量关注。就甘蔗蜜糖酒精生产污垢的过程来说,在甘蔗蜜糖中存在着大量以钙盐为主的无机灰分、有机物,并且在这个过程中会对蜜糖稀释而加入过量的硫酸根离子,这就导致钙离子和硫酸根离子发生反应而形成不溶于水的硫酸钙,这也就是构成污垢的主要成分。因此,下面本文将对影响污垢产生的蜜糖原料、硫酸过量、用水硬度和工艺管理等多方面因素进行,提出了一系列减少污垢产生的措施。

2 甘蔗糖蜜酒精生产中的污垢问题分析

在现实研究中,虽然对于污垢有了一个初步的认识,但是由于生产的不确定性,研究者在研究污垢的过程中还是遇到了许多问题。首先,甘蔗糖蜜酒精的生产过程是一个比较复杂的物理、化学和生物变化的进程,在不同的阶段会产生不同的污垢,因此通常所研究的甘蔗糖蜜酒精生产污垢并不是唯一的,是一个不精确的研究主体。比如说,甘蔗糖蜜酒精的生产过程主要包含糖蜜稀释、酒精发酵、蒸馏三个阶段,但是由于三个阶段的发生机理不同,所以均有污垢的产生,并且污垢之间存在明显的差异。鉴于此,甘蔗糖蜜酒精生产污垢应该是在这个过程中产生的沉积物。其次,与传统的换热设备所产生的污垢不同,甘蔗糖蜜酒精生产污垢的关键阶段是在蒸馏工段,主要是由于在塔板上发生的汽相与液相之间的传质传热而产生了污垢沉积物,这是一个传质的过程,更加复杂。综上,要想有效的控制污垢的发生,就需要对污垢产生的整个流程加以研究。

3 甘蔗糖蜜酒精生产的污垢发生机理

甘蔗糖蜜酒精生产污垢的过程是由一系列的复杂变化构成的,因此研究污垢的发生机理是解决污垢问题的关键。

3.1 甘蔗糖蜜酒精生产污垢的污垢因子

污垢因子又称污垢前提,主要由无机部分和有机部分组成,一般说来,甘蔗糖蜜酒精生产污垢的污垢因子的无机成分是指以硫酸根、钙为主体形成的无机盐晶体颗粒,而有机成分则是由糖蜜的色素、多糖类、氨基化合物、有机酸及其它水溶性的有机物质构成,这些主要是来自于发酵接种增殖的酵母细胞的代谢产物。首先,无机成分的来源是由糖蜜的钙离子和为了稀释所加入的硫酸根组成,经过一系列的化学变化产生硫酸钙等难溶于水的无机物,这也是构成无机污垢的主要部分。其次,糖蜜的各种有机物在酵母细胞的生物变化下产生的代谢产物是有机污垢的主体。

3.2 甘蔗糖蜜酒精生产流程中污垢因子的变化

在甘蔗糖蜜酒精的生产污垢的发生过程如下:一是糖蜜稀释,在这个过程中发生了以硫酸钙为主的无机物的溶解析出以及电离平衡;二是酒精发酵,这时物料中硫酸钙晶体得到了生长;三是蒸馏过程,也就是有机物与无机物互相作用的过程。首先,在蜜糖稀释的过程中,其产生的污垢的主要成分是硫酸钙,除此之外,还包含复杂的有机物质和微生物细胞等,所以在流体的不同地方,其污垢的组成成分和结构状态是不同的,具有明显的差别。一般,在一次稀释之后,物料中会产生细砂状的微粒污垢,在进行二次稀释后,微粒的数量会有所减少,但是由于物料中加入了大量的硫酸根,使得整个溶液呈现饱和状态,所以大量的硫酸钙洗出。其次,在发酵的过程中,物料产生的污垢呈现淤泥状,部分无机物颗粒逐渐长大,并且随着酒精浓度的增加,硫酸钙的溶解度也不断降低,此时有机物的吸附作用逐渐减弱,最终使得硫酸钙继续沉积,污垢的沉积量逐渐增加。最后,而与此前两个阶段不同的是,在蒸馏塔中形成的污垢则是坚实致密的硬质垢块,主要是由于蒸馏塔中的温度较高,酒度也比较高,物料的蒸发逐渐浓缩,这就导致大量的硫酸钙不断析出形成积垢,最终凝结在塔板上。所以通过分析我们可以看出,在整个酒精生产过程中污垢产生最多的阶段是在蒸馏工段,主要是因为这个时候物料的酒精浓度得到了增加,并且温度也在不断的升高。

4 甘蔗糖蜜酒精生产的污垢处理措施

通过上述分析我们可以得出,污垢已经成为制约甘蔗糖蜜酒精行业进行生产的一个普遍性问题,由于大量的污垢存留在酒精蒸馏废液和蒸馏塔中,给生产机器的清理造成了很大的问题。所以,现阶段加强对污垢控制技术的研究具有重要的实用价值。首先,甘蔗糖蜜酒精生产过程是一个十分复杂的多元混合体系,不仅包括无机物的溶解、结晶平衡的等化学反应,还包含有机物与无机物的相互作用,所以在解决污垢问题的首要阶段是对甘蔗糖蜜酒精生产污垢的发生机理进行进一步的全面研究,从而为控制污垢技术提供一些理论支持。其次,酒精生产的物料中包含大量的无机和有机颗粒,因此必然会导致污垢的产生,并且在不同的阶段,污垢的成分也是不同的,这就需要加强对蜜糖中有机物进行检测分析,通过分析其有机物的种类、含量和化学性质,进行生产流程模拟实验,从而分析各种物质在污垢发生过程中的作用和影响,更好的控制污垢的产生。还有就是可以在研究开发监测甘蔗糖蜜酒精生产污垢的在线装备,通过监测污垢产生的整个过程,分析其发生的规律,根据得到的相关数据,从而当污垢的表征参数达到一定水平之后,可以产生污垢预警,避免安全事故的发生。最后就是要在污垢发生机理的基础上,研究控制污垢技术的方法和档案,通过对工艺的及时调整或改良,有效的减少污垢的产生,最终实现污垢控制技术的优化整合,完成对甘蔗蜜糖酒精生产工艺的改造。

5 结束语

当前,污垢的发生已经成为甘蔗蜜糖酒精生产过程中的重要问题,严重影响着其生产发展。因此加强对于甘蔗糖蜜酒精生产污垢的研究,提出解决甘蔗糖蜜酒精生产污垢的具体措施,对于促进甘蔗蜜糖酒精行业的发展具有非常重要的作用。

【参考文献】

无机物分析范文第2篇

尽管有机物种类繁多,但它们都具有一些相似的特点。常量分析的目的就是借助化学反应,通过其他物质的量与试样量的关系,确定试样中待测有机物的含量。对有机物进行常量分析通常采用化学方法或物理方法。为了保证分析结果的准确有效,必须选择恰当的方式,严格控制分析条件。由于有机分析的对象为有机物,有机物的固有特点直接影响到分析条件和分析方法的选择。

一、特点一:较难溶于水,易溶于有机溶剂

由于有机物大多为共价化合物,所以其极性一般较弱,或是呈非极性。根据相似相溶原理(结构相似的分子能够相互溶解),它们大多易溶于极性较弱或非极性的溶剂中,而不易溶于极性很强的水中。只有少数低相对分子质量的化合物或离子化合物才可以溶解于水。

根据此特点进行分析条件的选择:由于常量分析的“附着物”是化学反应,在化学反应中根据已知量计算出试样中测定物的量。化学反应只有在相互接触、相互碰撞的条件下才能进行,而溶剂就是为发生反应的物质提供这个条件的媒介。因此,溶剂的选择直接影响着化学反应能否进行及进行的程度。

为了使分析反应能够快速、彻底地进行,所选溶剂最好能同时溶解试样和试剂,而且对分析结果不产生影响。根据有机物的溶解特点,通常选择符合条件的有机溶剂。

例1:用盐酸羟胺肟化法测定甲基异丁基酮含量,先加入盐酸羟胺的乙醇液和氢氧化钠的乙醇液,再加入试样。为了保证试样和盐酸羟胺及氢氧化钠充分接触而发生反应,其溶剂选择了既能溶解试样又能溶解试剂的乙醇。

例2:季戊四醇主要用于制造醇酸树脂、聚氨酯、松香酯、油、表面活性剂、增塑剂、炸药、医药等。乙酸酐-乙酸钠-乙酰化法测定季戊四醇含量,是在试样中加入无水乙酸钠(作催化剂)、乙酸酐。由于乙酸酐是液体,能够使试样溶解,因此乙酸酐在此既是反应物又是溶剂。

二、特点二:溶点和沸点较一般无机物低

由于有机物大多数为分子晶体,而分子之间靠的是微弱的范德华力结合,较低的能量就能够克服分子之间的范德华力,因此大多数有机物的溶、沸点较低。对于结构相似的有机物,随着相对分子质量的增大,范德华力也增大,溶、沸点也相应增加。而且通常情况下,相对分子质量小的有机物,溶、沸点较低;相对分子质量大的有机物,溶、沸点较高。

根据此特点进行分析条件的选择:由于有机物定量分析的目的是求出试样中待测物的含量,因此,在计算时所用到的有机物的量必须准确无误。如果在测定过程中参与计算的物质由于溶、沸点较低而挥发,则会造成计算结果的偏差,测定结果的不准确。

例1:用乙酰化法测定醇羟基,所用的乙酰化试剂通常选用乙酸酐。虽然乙酰氯是最活泼的乙酰化试剂,酰化反应迅速,并且是一个不可逆的反应。但由于它容易挥发掉,造成定量分析不准确,因此通常选用性质比较稳定,在温度不是太高时不易挥发的乙酸酐。

例2:乙酸乙酯可用来作清漆、人造革、硝酸纤维素塑料等的溶剂,也可以作染料、药物、香料等的原料。用皂化法测乙酸乙酯的含量,由于乙酸乙酯的相对分子质量较小,易挥发,用中性乙醇将其“溶解固定”,采用皂化-离子交换法测定。

三、特点三:易燃烧

大多数有机物中含有碳氢元素,因此它们很容易燃烧。在充分燃烧的情况下,它们能定量转变为无机物。

受该特点影响的分析方法的选择:

例1:碳和氢元素的测定常用燃烧法。由于大多数有机物易燃烧,为了使燃烧反应能定量进行,可把被测物放入装有催化氧化剂的燃烧管中。在氧气流中充分燃烧,使有机物中的碳和氢定量转变成为二氧化碳和水。将其他干扰元素消除后,对二氧化碳和水进行吸收测定。

例2:用氧瓶燃烧法测定卤素、硫、磷、硼及金属元素。利用有机物易燃烧的特点,把试样包在无灰滤纸内,将其点燃后立即放进充满纯净氧气的燃烧瓶中,用铂丝作催化剂,充分燃烧后,生成物被预先装入瓶中的吸收液吸收。试样中的卤素、硫、磷、硼及金属元素分别转化为卤素离子、硫酸根离子、硼酸根离子和金属氧化物,再根据它们的特点进行测定。

四、特点四:反应速率慢,反应不彻底

有机反应大多数是分子反应,要使反应发生,必须通过碰撞使分子中的某一个共价键断裂,形成新的共价键。而共价键相对于其他键又非常牢固,需要较高的能量才能断开,因此通常反应速率较慢,反应程度不高。

根据此特点进行分析条件的选择:由于有机物常量分析所选择的反应必须是完全反应,这样才能由滴定剂的用量来计算试样的含量。因此只有那些反应速率快,反应物又能最大限度地转化的反应才符合要求。但鉴于有机反应的特点,需在操作过程中选用恰当的条件,来加快反应速率和促使反应完成。大多数的有机分析都是先加入过量的试剂与试样反应,再用返滴定法进行测定。

例1:油脂的不饱和程度通常用碘值来表示。一般来说,植物性脂肪比动物性脂肪不饱和程度高,碘值也高。韦氏法测定油脂碘值实际上就是氯化碘加成法测双键,使过量的氯化碘溶液和不饱和有机物分子中的双键进行定量的加成反应,反应时要加入过量的氯化碘溶液,再进行回滴。

例2:皂化反应是碱(通常为强碱)催化下的酯被水解而生产醇和羧酸盐,尤指油脂的水解。这个反应是制造肥皂流程中的一步,因此而得名。皂化反应在有机分析中也用来检测酯基,其反应为:RCOOR’+KOHRCOOK+R’OH。

不同的酯反应程度不同,大多数酯的反应是可逆的。测定时加入过量的反应物碱,其目的是加快正反应速度,使反应更完全。由于皂化反应是吸热反应,必要时需加热来加快反应速率,增加反应程度。阿司匹林片含量的测定即是使用了这种方法。

五、特点五:副反应多

由于有机反应是分子反应,反应时共价键的断裂可能会发生在不同的位置,所以在生成所需产物的同时,也会有副产物出现,使测定结果不准确。因此,需要选择适当的反应条件,来避免副反应的发生。

分析条件的选择:

例1:氯化碘加成法测双键,使过量的氯化碘溶液和不饱和有机物分子中的双键进行定量的加成反应,但同时也会发生取代副反应。在反应时要避免光照,使取代反应无法进行。反应时不应有水存在,仪器要保持干燥,因为ICI遇水会发生水解副反应。这样使试样只发生加成反应,为定量计算的准确性提供保证。

例2:芳伯胺及其衍生物如磺胺类药物,都能抑制溶血性链球菌、肺炎球菌、脑膜炎球菌等的生长和繁殖,都是熟悉的消炎药。重氮化法测芳伯胺的反应需以盐酸为介质。过量的盐酸,能够抑制副反应,提高重氮盐的稳定性,加速重氮化反应的进行。酸度不足时,生成的重氮盐与未反应完的芳伯胺偶合,使测得结果偏低。反应一般在低温下进行,温度较高时重氮化反应虽然较快,但会导致重氮盐分解这样的副反应发生。

无机物分析范文第3篇

【关键词】武商集团 财务分析 前景分

武商集团前身是创建于1959年的武汉商场,具有50年的历史。1986年进行股份制改造,1992年"鄂武商"(000501)在深圳上市,成为中国商业第一股,是全国最早上市的商业企业。其经营领域涉及商业零售批发、房地产开发、物业管理、旅游餐饮及进出口贸易等。

一、财务指标分析

(一)盈利能力分析。

但是由于成本费用的上升幅度远大于利润总额的增长幅度,导致成本费用利润率下降。而引起成本费用大幅上升的原因有以下:成本上升一方面是公司国际广场二期、十堰人商新大楼和量贩新开门店增加销售,另一方面老门店千方百计扩大销售所致。排开此经营之外的因素,整体表现武商盈利能力良好。

(二)偿债能力分析。

1.短期偿债能力分析

资产负债率为负债总额与资产总额之比,它表示的是公司资产中有多大比例是由负债筹集的,用来衡量企业在清算时保护债权人利益的程度,因此对于债权人来说此项指标值越小越好。武商的资产负债率在稳定中上升,2012年有小幅下降,但是高于行业均值60%。对债权人来说,武商的偿债风险因此也高于行业均值,对债权人的利益保护程度较低。

(三)营运能力分析。

应收账款周转率反映公司从取得应收账款的权利到收回款项,转换为现金所需要时间的长度。一般说来应收账款周转率越高越好。武商集团和同行业相比,应收周转率偏低,表明收账缓慢,账龄较长。但是近两年来数值上升明显,表现为营运能力上升。

总体表现武商的营运能力一般。

(四)发展能力分析。

(五)现金流量分析。

经营现金流量比率是企业经营现金净流量与负债的程度。和销售现金比率一样,此项数值缓慢上涨,表明武商的财务弹性正变得越来越好。

盈余现金保障倍数除2009年有稍显著下降之外,其它年份都表现良好,呈现上升趋势。盈余现金保障倍数是经营现金净流量与净利润的比值。企业此项指标表现出净利润中现金收益的保障程度在增大。

二、前景分析

(一)SWOT分析。

1.优势

作为国内三大商业集团之一的武商集团,有四十多年的发展历史,也是我国最早上市的商业企业,资金实力雄厚,品牌深入人心。老武汉商场长达46年经营历史所沉淀的“品牌名气”及成熟的商圈,武商拥有武汉以及湖北各地大量的忠诚消费群体。其次行业采取的是低成本快速扩张的战略,在本土,除了中百集团,还没有第二家与其有同等扩张能力的企业。

2.劣势

对于武商集团来说,存在四个劣势。其一,武商集团旗下各种超市量贩等还没有深入到广大的社区里,网店较少。其二,缺乏省外扩张实力。虽然武商在湖北成为商业百货龙头,但是还只是占据了湖北的一片天地,没有形成全国性经营势头。其三,物流简单。现代企业对物流的要求越来越高,而武商的现代物流中心尚未建成,目前处于简单的物流配送阶段,造成运营成本的上升。其四,管理落后。近年来,随着公司人员和连锁门店的快速增加,其人力资源管理相对不力。对于员工的培训和相关的管理没有能够有所突破。

3.机会

目前全国的超市都以异乎寻常的速度向前发展,作为九省通衢的武汉更是占尽地理政策之便,连锁超市扩张迅猛。和深圳、上海等地区相比,武汉的大型超市、百货的密度较小,比较而言,有4000多平方公里,人口达到1000万以上武汉还有很大市场潜力待开发。与此同时,中国商务部启动了“万村千乡”市场工程,其目标是从在试点区域培育出约25万家农家店,形成以城区店为龙头、乡镇店为骨干、村级店为基础的农村消费经营网络,逐步缩小城乡消费差距。对于武商集团来说是比较好的机遇。

4.威胁

在汉的外资零售巨头在我国零售市场全面开放不到两年的时间内,其发展已极为惊人,沃尔玛、家乐福逐渐侵占中国领土。还有众多的其他跨国连锁超市,也在积极扩充地盘。加上本土的中百、中商遍地开花,如此一大一小,武商腹背受敌。在产品同质化严重的现在,武商面临着很大的威胁。另外,武汉市商委的“控大扶小”的政策使得市场上的竞争之势越演愈烈,对武商打击不浅。

(二)未来预测。

无机物分析范文第4篇

[关键词] 污泥处置;利弊;循环利用;二次污染;处理成本

[中图分类号] F275 [文献标识码] A

在污水处理技术逐渐完善和成熟的今天,污水处理过程中产生的大量污泥已经逐渐引起了人们的注意,城市污泥以其量大、成分复杂成为处理难题。如何进行污泥减量化、无害化甚至可以作为一种资源循环利用?经过人们对这一课题的不断探索,污泥处置技术日趋成熟化,现存的污泥处置技术有投至海洋、填埋、焚烧、好氧堆肥、干化处理等。以上各种污泥处置方法各有千秋,如何选择一种合适的污泥处处置方式,应该从处理成本、对环境的影响程度、无害化处理程度、再次利用程度及处理工艺几个方面进行考虑。

1 投至海洋

该方法多出现与沿海地区,将未经处理的污泥直接海洋,对于沿海地区来讲处理费用较少,比较经济实惠。但是,将污泥转移到海洋中,首先会严重影响沿海风景,其次对海洋会造成严重的污染从而破坏海洋的生态环境,更甚者,若不进行无害化处理,就会存在潜在威胁,不符合人们绿色环保的理念。同时,从污水处理厂出来的污泥中含有大量的N、P等元素,这种方法也造成了一定程度的浪费。

2 填埋

将含水污泥直接运送至垃圾填埋场进行填埋,这种方法的优点是:简单易行,容易实现;处理工序少,处理效率高;对于污水处理厂距垃圾填埋厂较近的情况,处理费用低,比较经济。但是从其他方面考虑,它又存在着很多弊端:这种方法实际上只是延缓了污染,并不能从根本上解决污泥对环境的污染问题;对于垃圾填埋场距污水处理厂较远的情况,需要很大一部分运输费用;由于从污水处理厂运出的污泥含水量较高压实起来比较困难,因此一般填埋采用污泥和黏土分层交叉间隔填埋;填埋未经处理的污泥也可能会引起疾病等一些卫生问题;针对于以上方法的特点,国家对填埋污泥含水量限制力度有所提升,现在污泥进行预处理之后进行填埋,预处理的目的主要是降低污泥的含水率,部分预处理也能对污泥进行一定的无害化处理。

3 焚烧

该方法是指污泥与一些辅助燃料以一定的配合比配合之后燃烧。该方法的优点是:污泥经焚烧后,可以有效达到减量化目标;污泥作为燃料燃烧可以产生热量,若对这部分热量进行利用,可以从一定程度上减少不可再生资源的损耗。但其本身也存在着如下几个缺点:首先,污染治理中有一条极其关键的原则即要避免二次污染,而污泥焚烧时产生的废气会对环境造成了二次污染;其次,湿的污泥热值低也不容易燃烧,污泥与一些辅助燃料混合后进行焚烧,需要大量的辅助燃料,不经济合理。

4 高温好氧/缺氧堆肥发酵工艺

通过将污泥与一些有机物(如:秸秆)等结合进行堆肥,降低污泥含水率,将污泥中的有机质进行固化,同时高温环境可以杀死几乎所有虫卵和细菌等。经处理之后的污泥进行筛分,粒径达到一定标准后可作为营养土出售。由于厌氧堆肥过程会产生特别难闻的气味,因此现在多采用好氧堆肥技术。此方法的优点为:处理工艺简单,易于实现;将污泥处理之后变成一种可利用的资源,实现了污泥的再利用;不会对环境造成二次污染;若作为营养土出售,还可以产生一定的经济价值。从另一方面讲,它存在不可避免的劣势:由于堆肥需要10天~15天的发酵过程,这就给污泥处置带来了局限性,影响了污泥处理的速度,所以,污泥处置场的处理能力会受到很大的限制,若要增大日处理量,从一定层面上讲就要扩大污泥处置场规模;该方法通过发酵过程可以将污泥中的部分有害物质除去,将所含有机物转化为植物易于吸收的无机物和小分子有机物,并不能除去污泥中的重金属,因此,对于处理工业废水排出的污泥不宜作为营养土,如直接用于农作物的施肥,恐造成重金属的富集作用。

生物淋滤法是现阶段除去污泥中重金属的一条出路,即利用微生物的代谢作用将污泥中的不溶固体转变为可溶组分,然后,过滤将滤液滤出,以达到除去污泥中重金属的目的,因此需要在污水处理厂对污泥进行生物淋滤预处理,不过,此方法会加大污泥处理的成本,若将处理后的营养土出售,不具有经济优势,同时,高浓度的重金属滤液的处置又是一个难题。除直接利用处理后产物――营养土以外,也可以利用发酵技术产生的沼气,利用污泥产生的清洁燃料也是一种不错的选择。

5 污泥干化处理

将含水率较高的污泥用热气加热,逐渐干化,污泥干化后在化学性质、微生物学质量、农业价值和可接受程度等方面都有极大改善,处理后的污泥与水泥生产中的煤粉物理性质接近,可以考虑供水泥厂使用。此方法除了要在物理性质和化学性质方面对污泥进行改善,更重要的是处理后的污泥要具有良好的力学性质。此方法处理污泥方面的优势为:处理彻底;处理产物可利用,变废为宝,可带来经济效益。劣势为:干化可以使用沼气天然气煤炭等作为原料,设备对安全的要求较高,在干化过程中需对安全严格把关。

参考文献:

[1]上海市政工程设计研究院.污泥处理处置技术研究进展[M].化学工业出版社,2005,10.

[2]王祥生.探讨城市污水厂的污泥处理方法[J].城市建设理论研究,2011,15.

无机物分析范文第5篇

密闭式清洁站,也称垃圾楼、垃圾收集站,是一种小型垃圾收集设施。通常,分散收集的垃圾集中到密闭式清洁站后,再由运输车辆运送到垃圾处理设施或大型转运站。密闭式清洁站应用广泛,据统计,北京市内现有914座密闭式清洁站。密闭式清洁站连接垃圾产生源头和末端处理设施,在生活垃圾收运系统中起到重要的枢纽作用[1]。近年来,随着压缩技术和装备不断升级和更新,密闭式清洁站的工作效率和环保效应显著提高。但是,渗沥液处理仍然是密闭式清洁站管理中的一个薄弱环节[2]。大部分密闭式清洁站没有渗沥液处理装置,而是把渗沥液直接排入污水管道。这是导致密闭式清洁站周围臭味和蚊蝇等环境污染的主要根源。密闭式清洁站内渗沥液主要产生于垃圾存放和压缩过程,其所含污染物及其浓度不同于填埋场垃圾渗沥液[3],其处理方法也不同。笔者通过对北京市密闭式清洁站垃圾渗沥液的测试分析,并运用现代仪器手段对污染物进行表征,以期为处理方式选择提供指导。

1材料与方法

1.1实验材料在朝阳区选择4座密闭式清洁站,所收集垃圾类型包括城区混合垃圾、农村混合垃圾、城区分类厨余垃圾和分类其他垃圾。渗沥液采自密闭式清洁站渗沥液蓄液池,2h内送至北京市环境卫生设计科学研究所实验室进行分析。

1.2渗沥液水质分析方法BOD和COD采用哈希BOD和COD分析仪测得。TN、TP采用标准方法[4]。氨氮由纳氏比色法测得。pH由赛多利斯pH计测得。

1.3颗粒物粒度分析方法渗沥液污染物悬浮粒度分析采用激光粒度仪(Malvem,UK)测量。激光强度>70%,激光粒度仪的粒度读数用球体直径当量D表示。

1.4三维荧光光谱分析三维荧光光谱图通过F-4500荧光分光光度计(HITACHI,Japan)测定。渗沥液样品稀释后进行三维荧光扫描。样品装入1cm石英荧光样品池,150W氙弧灯为激发光源,激发波长λEx=200~450nm,发射扫描波长λEm=250~600nm,激发和发射狭缝宽度为5nm,激发波长扫描间隔为10nm,扫描速度为2400nm/min,扫描光谱进行仪器自动校正,响应时间为0.05s。数据采用日立公司FLSolutions2.0进行3D-EEM图谱绘制。

1.5红外光谱分析红外光谱分析(FTIR)用于研究分子振动,提供官能团的本性、反应性和结构等信息。渗沥液经冷冻干燥,用玛瑙研钵磨碎,60W红外灯烘干2min,再采用溴化钾压片法制片。样品与溴化钾质量比为1∶150,压片机压力为8MPa。使用TENSOR27FTIR光谱仪在400~4000cm-1范围内测定。

2结果与分析

2.1密闭式清洁站渗沥液产生量生活垃圾的来源、种类以及压缩设备类型对垃圾渗沥液产生量都有影响。通过测量密闭式清洁站渗沥液(见表1),可以发现:①城区混合垃圾比农村混合垃圾渗沥液产率高1倍,这主要是由于城区垃圾含水率高于农村垃圾;②厨余垃圾渗沥液产率最高,为15.0L/t,是其他垃圾渗沥液产率的5.8倍;③对厨余垃圾和其他垃圾进行分类收集和压缩,有利于保持其他垃圾的干燥性。

2.2渗沥液水质分析渗沥液成分复杂,所含典型污染物指标有BOD5、COD、NH3-N、TN、TP、pH等。通过对不同密闭式清洁站渗沥液的取样分析,得到渗沥液水质指标,见表2。表2显示:①密闭式清洁站垃圾渗沥液为酸性,pH为3.6~3.9,褐色,散发酸臭味;②渗沥液污染物浓度很高,COD为20000~60000mg/L,BOD5为6000~20000mg/L;③渗沥液为高氨氮废水,NH3-N为300~500mg/L,占总氮的70%左右;④此外渗沥液中含有较多的沉积物。密闭式清洁站垃圾渗沥液不同于垃圾填埋场渗沥液。后者经过了较长时间的埋藏和微生物矿化过程,COD、BOD5降低,BOD5/COD接近0.1,可生化性差[5]。与CJ343—2010污水排入城镇下水道水质标准(COD、BOD5和氨氮的最高容许排放浓度分别为500、300、40mg/L)相比,密闭式清洁站渗沥液COD超标39~112倍;BOD超标21~67倍;氨氮超标7~13倍。密闭式清洁站垃圾渗沥液为高污染废水,不能随意排入污水管道。

2.3污染物粒径分布规律渗沥液中颗粒物包括高分子有机物、胶体、悬浮颗粒以及细菌、藻类、原生动物等微生物。通过激光粒度仪得到渗沥液污染物粒子分布状况,见图1。可见:①渗沥液粒径小于1μm的颗粒物比例为6%~10%,1~10μm的颗粒物比例为40%~60%,大于10μm的比例为30%~55%;②粒径1~10μm的颗粒物不具有沉降性,因此渗沥液中悬浮物浓度较高;③颗粒物中位粒径分布在5.0μm左右,大部分属于有机物残骸[6]。渗沥液污染物大部分介于胶体和超胶体范围内。

2.4三维荧光光谱分析渗沥液三维荧光光谱分析结果及荧光基团归属如图2和表3所示。根据鉴定结果,可以判断出在渗沥液中胶体成分复杂多样,包含了酪氨酸类蛋白质、紫外区类腐殖质、色氨酸类蛋白质、浮游植物降解产物及可见区类腐殖质。由图2可知,在Ex/Em:230/350nm及280/350nm处具有2个明显的色氨酸荧光峰,且强度较高,说明渗沥液中蛋白质含量较高。在Ex/Em:240/420nm的紫外区类腐殖质荧光峰稍弱。在图2左上方和右下方各有1条颜色较深的谱带,这是由水的倍频峰产生的。在靠近左上方水的倍频峰的下侧,即在Ex/Em:300/330~380/430处有1条狭长的荧光峰带,荧光强度相对较弱,没有明显的荧光中心,目前研究者尚未对此带进行归属。

2.5红外光谱分析对渗沥液中所含的物质进行干燥,然后进行红外分析,见图3。谱图显示,渗沥液中的物质含有较强的羟基3202cm-1),CH2、CH3和CH振动(2937cm-1),C=O和C-N振动(1626cm-1),C-O-C振动(1061cm-1),羧基的C-O振动(1398cm-1)以及磷酸和核酸的基团等(536cm-1)[7],表明渗沥液中的污染物主要是多糖和蛋白质类。由于生活垃圾中含有较多的有机成分,通过微生物的分解会产生很多可溶性有机物,这是渗沥液主要成分来源。另外,红外光谱在1626cm-1处吸收峰比较高,而这部分吸收峰所代表的是蛋白质物质,因此可以辨别出渗沥液中具有较高蛋白质含量,红外光谱结果与三维荧光光谱结果相吻合。由于蛋白质含有较多的氨基成分,被微生物分解后会形成氨氮、氨气等成分,部分蛋白质还会厌氧腐败而产生臭气,这也解释了渗沥液带有较浓酸臭味道的原因。