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处理技术论文

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处理技术论文

处理技术论文范文第1篇

关键词:固相微萃取;分配系数

1固相微萃取

固相微萃取(Solid-phasemicroextraction,SPME)是一项新型的无溶剂化样品前处理技术。固相微萃取以特定的固体(一般为纤维状萃取材料)作为固相提取器将其浸入样品溶液或顶空提取,然后直接进行GC、HPLC等分析。SPME由Pawliszyn在1989年首次报道,近10年来固相微萃取技术已成功应用于气体,液体及固体样品的前处理。

1.1固相微萃取技术及原理

固相微萃取法是以固相萃取为基础发展起来的方法,固相微萃取利用了固相萃取吸附的几何效应,其装置结构的超微化决定了它能避开经典固相萃取的许多弱点。固相微萃取技术多在一根纤细的熔融石英纤维表面涂布一层聚合物并将其作为萃取介质(萃取头),再将萃取头直接浸入样品溶液(直接浸没-固相微萃取方法,简称DI-SPME)或采用顶空-固相微萃取方法(HS-SPME)采样。由于聚合物涂层的种类很多,因而可对样品组分进行选择性富集和采集。固相微萃取的原理是一个基于待测物质在样品及萃取涂层中分配平衡的萃取过程。

固相微萃取利用表面未涂渍或涂渍吸附剂的熔融石英纤维或其它纤维材料作为固定相,当涂渍纤维暴露于样品时,根据“相似相溶”原理,水中或溶液中的有机物以及挥发性物质,从试样基质中扩散吸附在萃取纤维上逐渐浓缩富集。萃取时,被测物的分布受其在样品基质和萃取介质中的分配平衡所控制,被萃取量(n)与其他因素的关系可以用下式描述:

n=kVfC0Vs/(kVf+Vs)

式中:k为被测物在基质和涂层间的分配系数,Vf和Vs分别为涂层和样品的体积,C0为被测物在样品中的浓度。如果样品体积很大时(Vs>>kVf)上式可以简化成:

n=kVfC0

萃取的被测物量与样品的体积无关,而与其浓度呈线性关系,因而从分析结果中得到的萃取纤维表面的吸附量,就能算出被萃取物在样品中的含量,可方便地进行定量分析。

1.2固相微萃取操作条件的选择

萃取头的构成应由萃取组分的分配系数、极性、沸点等参数来确定,在同一个样品中,因萃取头的不同可使其中一个组分得到最佳萃取而使其他组分受到抑制。平衡时间往往由众多因素所决定,如分配系数、物质扩散速度、样品基质等。此外,温度、离子浓度、样品的搅拌效率和pH值等因素都可影响萃取效率。

1.3影响固相微萃取萃取率的因素

1.3.1萃取头的种类及膜厚

固相微萃取的核心部分-萃取头材料特性或涂层的种类和厚度对灵敏度的影响最为关键,因此,对其选择要十分慎重。

目前,世界上已有七种商品萃取头问世,固定相可分为非键合型、键合型、部分交联型以及交联型四种。非键合型固定相对于某些水溶性有机溶剂是稳定的,但是当使用非极性有机溶剂时会引起轻度溶胀现象。对于键合型固定相,除了某些非极性溶剂以外,对所有的有机溶剂均很稳定。部分交联型固定相在大多数水溶性有机溶剂和某些非极性有机溶剂中很稳定。高度交联固定相类似于部分交联固定相,只不过在同一交联中心产生了多个交联键。

最常用的也是最早使用的高分子涂层材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PA)。其中,100μm的PDMS适用于分析低沸点、低极性物质,7μm的PDMS适用于分析中沸点及高沸点物质,PA适用于分析强极性物质。以后,又陆续出现了聚酰亚胺、聚乙二醇等涂层材料。混合固定相应用也较广泛,如聚乙二醇——膜板树脂,聚乙二醇——二乙烯基苯,聚二甲基硅氧烷——模板树脂以及环糊精等。为了开发聚合物的导电性质,一些科学家还尝试用聚砒咯涂层来萃取极性甚至离子型待测物。此外,还开发了纤维双液相涂层,它可以克服单一液相涂层萃取有机化合物范围狭窄的缺点,萃取范围更广,是目前研究和发展的趋势和方向。萃取头涂层越厚,对待测物吸附量越大,可降低最低检出限。但涂层越厚,所需平衡萃取时间越长,使分析速度减慢。因此,应综合考虑各种情况。

1.3.2萃取时间

萃取时间即萃取达到平衡所需的时间由待分析物的分配系数、物质的扩散速率、样品基质、样品体积、萃取头膜厚等因素决定。一般萃取过程均在刚开始时吸附量迅速增加,出现一转折点后上升就很缓慢。因此,可根据实际操作目的对灵敏度的需求不同,适当缩短萃取时间。

1.3.3搅拌和加热

在萃取过程中对样品进行搅拌和加热有助于样品均一化,缩短平衡时间。对顶空固相微萃取(HS-SPME)加热可提高液面上易挥发有机化合物的浓度,而提高萃取效率。

1.3.4无机盐

向样品中加入(NH4)2SO4,Na2SO4,NaCl和K2CO3等无机盐可降低有机化合物与基质的亲和力而提高萃取效率。

1.3.5pH缓冲溶液

萃取酸性或碱性物质时,通过调节样品的pH值可改善组分的亲脂性,从而大大提高萃取效率。

1.4固相微萃取操作模式

根据被分析样品的物理性质和状态,进行固相微萃取时可以采取不同的操作方式,常见的操作方式有如下三种。

1.4.1固相微萃取直接法

将固相微萃取的纤维头直接浸入水相或暴露于气体中进行萃取的方法称为SPME直接法,对于气体样品或较干净的水样,能在1min内迅速达到萃取平衡,因而常使用直接固相微萃取模式。

1.4.2顶空固相微萃取法

把萃取头置于待分析物样品的上部空间进行萃取的方法叫做固相微萃取顶空法。这种方法只适于被分析物容易逸出样品进入上部空间的挥发性分析物,对黏度大的废水、体液、泥浆或固体样品,则只能采用上空取样的顶空固相微萃取模式,萃取从基质中释放到样品上空的化合物。

1.4.3衍生化固相微萃取法

通过衍生化作用来降低极性化合物的极性后进行固相微萃取的方法叫做衍生化固相微萃取法,极性化合物通过在其水溶液基质中加入衍生剂或将纤维涂层浸入适当的衍生化试剂被衍生后进行萃取,衍生化后极性分析物极性降低,萃取后更适于色谱分析。

1.5固相微萃取与其它分析方法相结合

固相微萃取萃取待测物可与气相色谱(GC)、液相色谱(LC)等分析分离技术联用进行分离。使用的检测器可以是质谱(MS)、氢火焰离子化检测器(FID)、火焰光度检测器(EPD)、电子捕获检测器(ECD)、原子发射光谱检测器(AED)、紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)以及离子淌度谱仪等。

1.6固相微萃取的应用

1.6.1固相微萃取在有机金属形态分析中的应用

样品预处理对于得到准确而又重现性好的分析结果非常重要。在进行形态分析时,为保证样品中各种形态在样品预处理过程中不发生变化,一般需要采用较为温和的消化或浸提的方法将待测有机金属化合物释放到液相中,常用的有酸/碱(常用HC1)浸提、微波或超声波辅助消化、CO2超临界流体萃取等技术,浸提法简便但结果的准确性难以考证,后几种方法需要借助于其它仪器,操作不便,费用较高。固相微萃取用于样品中金属及有机金属形态分析是最近几年才开始,其应用具有很大的潜力。将SPME用于有机金属的分析最早是由CaiY等人于1994年在第十六届国际毛细管色谱大会上提出的,将SPME用于鱼体和水样中汞及水体中的有机锡的萃取,降低了测定的检测限,但精密度差,RSD在24.1~68.8之间。1995年报导了汞及甲基汞中加人四乙基硼化钠衍生,而后由SPME萃取,GC-MS进行测定的方法。从此,SPME用于各种有机金属的萃取方法逐渐建立。

Tutschku等研究了环境样品中有机锡和有机铅的萃取方法,TadeuszGorecki和JanuszPawliszyn用SPME-GC测定了水中四乙基铅及无机物。Dumemann等人将SPME用于烷基铅、汞、锡的分离,样品被消化和分解后加入四乙基硼化钠衍生(pH值在4~5)以提高分析物的挥发性,10min后室温下将SPME萃取头放在样品的上部空间。Mester和Pawlisyzn将SPME萃取头直接浸入样品溶液,对尿液中的一甲基肿和二甲基肿进行了分析。

1.6.2在天然产物分析中的应用

对于分析中草药及中药材中的挥发性成分来说,SPME是一种很有用的方法。在中药分析方面,马长华等人使用固相微萃取技术测定中药石菖蒲中挥发性成分并鉴定出16种化合物。运用HS-SPME-GC-MS方法可从新鲜的紫苏中鉴定出20多种挥发性成分。刘百战等使用HS-SPME-GC-MS方法分离栀子鲜花头香成分,并鉴定了54种化学成分。Miller等测定了肉桂中的香豆素、醋酸桂皮酯、石竹烯、2-甲氧桂皮醛等成分,以此来确定肉桂类植物的植物学起源及鉴别。Winkle等人使用技术分析了人工麝香的水溶液。使用SPME技术可从冷杉叶中提取挥发性成分,以及蛇麻草中的各种挥发性成分。Schafer等人应用HS-SPME分析了针叶松叶中的蒎烯、樟烯、月桂烯等单萜类成分。应用HS-SPME法可萃取脱氧麻黄碱及其主要代谢产物苯异丙胺,方法快速、灵敏、准确,可避免常用测定方法所遇到的干扰。PDMS纤维可从中药丸中顶空萃取出17种萜类化合物。

在天然香料分析方面,刘扬岷等用SPME-GC-MS分析白兰花的香气成分,分离了114个色谱峰并鉴定了其中的75个成分。An等人使用HS-SPME-GC-MS方法从新鲜的熏衣草中分离测定了香气成分。Jan等人从青霉菌和尼日尔黑霉菌的表面测定到了经过生物转化的柠檬醛、香叶醇和橙花醇。

SPME技术可以用于从食品中提取分析组分。SPME技术可检测曲奇饼上薄荷油的含量,薄荷油中基本的成分是薄荷醇,前处理简单而干扰较少。Garcl等人对葡萄酒中的酒香组分进行了分析,建立了固相微萃取(SPME)和甲基硅烷化结合新的样品预处理方法,并应用气相色谱——质谱联用技术对葡萄酒中极性有机物进行了分析,对其中的白藜芦醇苷进行了定量分析,方法简单快速,灵敏度高。Hmenryk等人用HS-SPME技术(用PA作液相)与静态顶空法(SHS)对比研究啤酒的香味物质发现,对于低浓度的香味化合物,二种方法都具有较高的可重复性,与啤酒香味的分析结果也高度相关。1996年Coleman用SPME提取mailard反应产物中的香味成分,检测灵敏度可达ng/L级水平。Clark等采用HS-SPME技术分析了烤烟、白肋烟、马里兰烟的顶空挥发物。衍生化法是用于分析极性较强的半挥发、不挥发有机物。Lin等人进行了衍生化SPME-GC联用萃取水样中的脂肪酸,待测物为乙酸、丙酸、辛酸等11种脂肪酸,衍生试剂为芘基重氮甲烷。实验结果为衍生化SPME对含较长碳链的(C6~C10)脂肪酸检测限为pg/L级,对含较短链的(C2~C4)的脂肪酸在ng/L级。如果在涂层上完成衍生化反应,则检测限还可以进一步降低。

1.6.3在医学中的应用

随着SPME与其他分析仪器或分析方法联用技术的不断发展和成熟,SPME正逐步在医药学分析领域得到广泛的应用。

(1)基础医学中的应用。

随着固相微萃取技术的广泛应用,必将会对生理、病理、毒理学等基础医学的研究和发展起着较大的推动作用,如应用SPME检测人体体液中抗组胺类化合物以及细菌代谢产物等。RalfEiscrt等采用管内自动SPME-HPLC联用与强极性萃取涂层和手性涂层分别对多种维生素和手性药物进行了分析。Lillian等对人体尿液、血液和乳汁中的单环芳香胺(monocyclearomaticamines)及芳香胺(aromaticamine)的代谢产物进行了研究,认为这些检材可以用作生物监测指标。这必将在预防医学特别是职业病防治方面发挥重要作用。

(2)在临床医学中的应用。

随着SPME与其他分析仪器或分析方法联用技术的不断发展和成熟,SPME正逐步在医药学分析领域得到广泛的应用。

(3)在法医学中的应用。

由于法医毒(药)物分析所用检材的特殊性和复杂性,自1993年美国Supelco公司推出商品化的SPME装置后,SPME就很快应用到毒物分析中。ChristophGrote等就曾用SPME-GC-MS通过测定呼出气体中乙醇含量而可以换算出血液中乙醇含量10min内便可以完成。如果将SPME-GC便携仪用于酒后驾车肇事现场检测,必将给交通事故的处理带来极大的方便。目前,SPME已成功的分析了血液、尿液、脏器组织等生物检材中的毒鼠强、氰化物、有机磷农药、乙醇、麻醉剂等。Watanabe等人应用顶空——固相微萃取——气相色谱——质谱联用的方法(HS-SPME-GC-MS)分析血液中的5种麻醉剂,该方法已成功地应用到法医学鉴定中。

1.6.4SPME在环境分析中的应用

在应用研究领域,大量学者将SPME技术应用于各个分析领域,对大量的待测物质进行了分析测定,得到了令人满意的分析结果。其中又以其在环境分析中的应用最多,主要有:

在气态样品的分析方面:研究者对空气中的BTEX类化合物,甲醛,胺类物质,石油烃化合物等进行了分析研究。而GorloDanuta等人通过利用SPME-GC-MS方法对几种有机污染物的分析,建立了一种评估室内空气质量的方法。

在液态样品的分析方面:主要用于分析水中的有机氯化台物,BTEX类化合物,脂肪酸及脂肪酸盐,15种甘油醚,氯苯类化合物,杀虫剂,环境水样中的有机磷农药和除草剂等。我国的李攻科等人利用SPME-GC-MS联用检测了赤潮海水中的有机物,研究了其种类和含量的变化规律。陈文锐等人用SPME技术代替传统的进样技术,对污染棕桐油中的低浓度二甲苯进行了测定。此外,对水中和沉积物中的有机金属化合物的分析也有大量报道。

在固态样品的分析方面:土壤样品中的氯代苯,对三嗪在沉积物中的吸附系数的测定,固体样中的卤代苯,卤代酚,污泥及沉积物中脂肪酸与洗涤剂组分,纺织品及皮革品中的禁用偶氨染料的测定。

参考文献

[1]ArthurC.L.,PawliszynJ.,Anal.Chem.,1990,62:2145.

[2]StephenJ.E.,DonaidS.M.,EvaH.J.,Chromatography,2000,905:233-240.

[3]HighResol,Chromatogr.,1995,18(9):535-539.

[4]GoreckiT.,PawliszynJ.,Anal.Chem.,1995,67:3265-3274.

[5]Chem.J.,PawliszynJ.,Ana1.Chem.,1996,67:2530-2533.

[6]EisertR.,PawliszynJ.,Ana1.Chem.,1999,69:3140-3147.

[7]TutschkuS,MothesS,Wennrich,R.Fresenius,Anal.Chem,1996,354:587-591.

[8]TadeuszGorecki,JanuszPawliszyn,Anal.Chem.,1996,68:3008-3014.

[9]LotharDulnemann,HosseinHajimiragha,JuttaBegerow,Fresenius,Anal.Chem.,1999,363:466-468.

[10]MesterZ.,PawliszynJ.,J.Chromatogr.,PartA.,2000,873(1):129-135.

[11]MillerK.C.,PooleC.F.,PawlowskiT.M.,Charomatographia,1996,42:639.

[12]SchaferB.,Hennig,J.HighResolutChromatogr,1995,l8:587.

处理技术论文范文第2篇

关键词:船舶厨房灰水处理技术

船舶厨房灰水是指来自船舶厨房、餐厅、餐具洗涤间等舱室内产生的含动植物油类产品的污水,以及相应舱室甲板漏水孔排出的污水。以往由于国内外环保法规对于船舶厨房灰水没有提出处理要求,一般直接进行排放,随着全球海洋环保意识的加强,这个问题越来越引起人们的关注,本文将对于大型船舶厨房灰水的处理进行探讨。

一、船舶厨房灰水的成分与特点

船舶厨房灰水的成分复杂,有机物含量高,主要有动植物油脂、食物纤维、淀粉、脂肪、各类佐料、洗涤剂和蛋白质和动植物的悬浮残渣等。厨房灰水中的污染物主要以胶体形式存在,具有ss、BOD、COD值高、油脂和盐分含量高,水质水量变化较大等特点,其排放时间有一定的规律性,排放瞬间流量大,中餐和晚餐时间一般是排放的高峰时段。

洗涤剂的使用使得水中存在大量乳化油,一般油水处理设备难以分离;此外,动植物油脂在收集和处理过程中容易造成管路和设备的堵塞,也增加了厨房灰水的处理困难。

二、船舶厨房灰水的危害

船舶厨房灰水成分复杂,有机物含量高,水中的细菌病毒很多,如不经处理而排放到港口,会严重影响港口环境。船舶厨房灰水的危害可归纳为如下几点:

1.影响管路的排水能力。厨房灰水中的油脂容易在管道内壁形成油脂层,使管道过水能力减小,甚至堵死。油脂堵塞的管道疏通非常困难[1]。

2.如果采用膜生物反应器对厨房灰水进行处理,油份会造成膜的污染。

3.船舶厨房灰水排放入水后会在水面形成油膜,影响空气和水体的氧交换,降低复氧速率。分散于水中的油粒会消耗水中的溶解氧,使水质恶化。

4.厨房灰水中含有丰富的N、P等元素,可造成水体富营养化,引起鱼类和水生生物的死亡。

5.油类和它的分解产物中含有的许多有毒和致癌物质。这些物质在水体中被水生生物摄取,造成水生生物畸变,如果通过食物链的富积效应进入人体,会危害人体健康。

三.船舶厨房灰水的排放要求

厨房灰水中含有大量油脂,COD值可高达几千mg/L,厨房灰水中的BOD5,COD,SS均远高出MARPOL73/78附则Ⅳ中的规定值。因此在港口等限排水域,厨房灰水必须进行处理达到相应的排放标准后,才能排放入海。由于没有船舶厨房灰水的国际排放标准,一般采用MARPOL73/78附则Ⅳ及GB3552-83中对于船舶生活污水的排放标准。

从长远来看,港区及其他特殊水域(取水口上游、娱乐及游艇俱乐部水域等)对于船舶污水将会采取委托接受及零排放政策,其他次要功能水域则采取达标排放政策,但对于排放标准及排放率的要求会更为严格。为了满足不久后更为严厉的环保要求,对于新建造船舶,厨房灰水处理后最好能满足MEPC.2(VI)修改议案或我国《污水综合排放标准》GB8978—1996的一级排放标准的要求,如下表所示。

四.船舶厨房灰水的处理方法与工艺流程

目前,对于厨房餐饮废水的处理方法重点集中在两个方面:预处理和后续的深度处理,预处理方法主要有①油水分离器②粗粒化法③电絮凝法④化学破乳法,深度处理方法主要有①混凝法②SBR法③生物接触氧化法④膜一生物反应器法。

考虑到船舶设计的实际需要,建议在船舶厨房灰水预处理中选用粗粒化法,粗粒化法是根据粗粒化滤料具有亲油疏水的性质,当含油废水通过时,微小油珠便附聚在其表面形成大颗粒油珠浮升到水面。水质相差很大的厨房灰水,经粗粒化除油处理后COD浓度均十分接近,此外,粗粒化法使用维护方便、能有效降低餐饮废水的含油量,并能大幅度降低COD的浓度,有利于后续的生化处理。

考虑船上空间紧张且对于出水水质的要求较高的特点,建议在后续的深度处理中选择膜生物反应器(MBR)方法进行处理,膜一生物反应器集微生物的降解作用和膜的高效分离作用于一体,能够有效地降低废水中的污染物浓度,具有出水水质好,可直接回用;设备紧凑、占地面积小;工艺参数容易控制;容易实现自动化管理;耐冲击负荷强、适应性广;污泥浓度高,剩余污泥量少;以及对于悬浮固体,特别是病毒细菌去除效果显著等优点[3]。

由于膜生物反应器处理法中膜容易受到污染,厨房灰水在进入膜生物反应器之前应先进行预处理,以去除粒径较大的油粒和悬浮物,减轻后继处理的有机负荷,延长膜的使用寿命。经预处理后的厨房灰水最好能达到《污水综合排放标准》GB8978—1996的三级排放标准。船舶厨房灰水的处理的工艺流程如下:

五.结束语

我国对于海洋船舶厨房灰水的处理起步较晚,以往大多采用直接排放的办法。本文从船舶厨房灰水的成分与特点、船舶厨房灰水的危害、船舶厨房灰水的排放要求、船舶厨房灰水的处理方法、船舶厨房灰水处理的工艺流程五个方面进行了初步论述,希望海洋船舶厨房灰水的处理问题能够受到更多的关注,我国的海洋环境能得到更好的保护。

参考文献

[1]贾随堂,汤力同.餐饮业含油污水处理技术与设备.环境污染治理技术与设备.2002,3(11).

[2]王松慧.餐饮业废水的处理.工程建设与设计.2004,11.

[3]宁平,王宏,周旭.餐饮废水膜-生物反应器.膜科学与技术.2002,22(1).

处理技术论文范文第3篇

关键词:饮用水水处理纳滤膜分离技术

前言

膜分离技术是物质分离技术中的一个单元操作。膜法分离的最大特点是驱动力主要为压力,不伴随需要大量热能的变化。因而有节能、可连续操作、便于自动化等优点。膜分离中的微滤(MF)、超滤(UF)不能脱除各种低分子物质,故单独使用时,出水质量仍较差。反渗透膜(RO)有较强的去除率,但在去除有害物质的同时也去除了水中大量有益的无机离子,出水呈酸性,不符合人体需要。而纳滤膜(NF)分离技术在有效去除水中有害物质的同时,还能保留大多数人体必须的无机离子,且出水pH值变化不大。这种水处理对于我国的饮食结构而言,尤其是营养结构单一的人员来说,更易被接受,也更加合理。

为进一步开发和纳滤膜,以便其更有效地于水处理,我们安装了两种型号的纳滤膜设备并进行了比较研究,这两种型号的纳滤膜均由美国Trisep公司生产,材质为PA,型号分别为NF1(NFTS40)和NF7(NFTS80)。

1、纳滤膜的定义及分离原理

1.1纳滤膜的定义、特点

NF膜早期被称为松散反渗透(LooseRO)膜,是80年代初继典型的RO复合膜之后开发出来的。可这样来论述“纳滤”的概念:适宜于分离分子量在200g/mol以上,分子大小约为1nm的溶解组分的膜工艺。

纳滤膜的一个特点是具有离子选择性:具有一价阴离子的盐可以大量渗过膜(但并不是无阻挡的),然而膜对具有多价阴离子的盐(例如硫酸盐和碳酸盐)的截留率则高得多。因此,盐的渗透性主要由阴离子的价态决定。

1.2纳滤膜的分离原理

纳滤过程之所以具有离子选择性,是由于在膜上或者膜中有负的带电基团,它们通过静电互相作用,阻碍多价离子的渗透。根据[1]说明,可能的荷电密度为0.5~2meq/g.

为此,我们可用道南效应加以解释:

ηj=μj+zj.F.φ

式中ηj——电化学势;

μj——化学势;

zj——被考查组分的电荷数;

F——每摩尔简单荷电组分的电荷量(称为法拉第常数);

φ——相的内电位,并且具有电压的量纲。

式中的电化学势不同于熟知的化学势,是由于附加了zj.F.φ项,该项包括了电场对渗透离子的。利用此式,可以推导出体系中的离子分布,以出纳滤膜的分离性能。

2、纳滤膜处理饮用水的应用研究

2.1纳滤膜处理饮用水的流程

为增强两种型号膜组件的可比性,我们采用同一流程,即:

原水10μm保安过滤器活性炭过滤5μm保安过滤器NF7出水。

原水10μm保安过滤器活性炭过滤5μm保安过滤器NF1出水。

其中,10μm保安过滤器用来除去原水中的悬浮物;活性炭吸附可去除水中的部分有机物;5μm保安过滤器用以保证膜组件的安全正常使用。

2.2试验结果的讨论

2.2.1TOC结果比较

为了NF1、NF7两种膜对有机物的去除情况,在相同条件下取原水、活性炭出水及产水率为15%时的NF1、NF7出水水样测定TOC,结果见图1.

图1TOC去除率比较

由图1可知,在TOC的去除效果上,活性炭对TOC有一定的去除效果,但仍有一部分未能去除;纳滤NF1对TOC的处理效果较好达到93.9%;而纳滤NF7对TOC的处理效果不够理想。

2.2.2色谱-质谱联机分析结果和讨论

取原水,活性炭出水,NF1,NF7出水水样各20L,经吸附、洗脱、浓缩,用色谱-质谱联机分析。GC/MS结果见表1.

原水中检出有机物26种,这些物质中有毒有害物质11种,占水中有机物总数量的42.3%,其中优先控制污染物2种。原水经过活性炭吸附后,有机物去除了17种,新增11种,对其中的9种无去除能力,说明活性炭对有机物的去除效果不够理想;经过膜处理后,NF7出水检出有机物11种,对致突变物的去除率为75%;NF1出水检出3种有机物,致突变物的去除率为87.5%.说明在三致物质的去除效果上NF1优于NF7.

造成以上结果的原因大体可这样描述:在处理有机物中性组分时,电的相互消失了。对于这样的物料,将根据其分子的大小进行分离,分子量超过200g/mol的组分被完全截留,而摩尔质量较低的小分子则可以渗透。对于有机物料体系来说,以少量测量数据为基础的扩散-溶解模型可以很好地描述纳滤膜对有机物的分离特性。

2.2.3Ames试验结果讨论

取原水、活性炭出水、NF7、NF1出水各100L进行吸附、洗脱、浓缩后进行Ames试验.

2.2.4脱盐率比较

取NF1、NF7进出水水样对其电导率进行测定.

3、结论及建议

(1)NF1对TOC的处理效果较NF7及活性炭吸附的效果更为理想,达到93.9%.NF1对水中有机物及三致性的去除效率高,出水Ames试验结果为阴性。(2)NF1在去除水中有害物质的同时,能够保留较多的无机离子,更加符合我国的饮食结构,满足现有条件下人员的健康需要。(3)在纳滤膜分离技术处理饮用水时,建议使用NF1膜组件。(4)纳滤膜的分离机理及相应的数学模型需进一步探讨。

[1]JjitsuharaI,KimuraS.StructureandPropertiesofChargedUltrafiltrationMembranesofSulfonatedPolysulfone.JChemEng.Japan,1983,16(5)

[2]IkedaK,etal.NewCompositechargedReverseOsmosisMembrane.Desalination,1988,68:109~119

处理技术论文范文第4篇

1.1地质情况

望东长江公路大桥位于k0+00~k11+443。主桥桥位区存在不良地质现象并伴有特殊性岩土,有软土、风化岩和液化砂土、崩岸、断裂层。桩基应穿过强风化灰岩及砾岩置于中风化灰岩、中风化砾岩之中。前期勘探堪明主桥区域有溶洞发育情况,其中42#墩、43#墩桩位处尤为明显。43#墩过渡墩标高从上到下地质情况依次为:标高-5m至-11.6m为粉细砂层,标高-11.16m至-17.16m为淤泥质粉质粘土层,标高-17.16m至-32.76m为粉细砂层,标高-32.76m往下为中风化白云质灰岩,其天然抗压强度66Mpa。42#墩标高从上到下地质情况依次为:标高-3m至-11.76m为粉细砂层,标高-11.76m至-15.66m为粉质粘土层,标高-15.66m至-23.46m为粉细砂层,标高-23.46m至-26.56m为淤泥质粉质粘土层,标高-25.56m至-32.16m为粉细砂层,标高-32.16m往下为中风化白云质灰岩,其天然抗压强度50Mpa。

1.2溶洞地质勘探情况

前期勘探发现主桥区域有溶洞发育情况,部分桩基探出有3~4层溶洞,其多为填充或半充填溶洞(半充填溶洞中多为流~软塑状的粘性土或含泥粉细砂充填),其中过渡墩(42#墩)、辅助墩(43#墩)位置处尤为明显。对42#墩、43#墩的地质勘探报告发现:部分桩基探出有3~4层溶洞,其多为填充或半充填溶洞(半充填溶洞中多为流~软塑状的粘性土或含泥粉细砂充填)。(1)43#墩的3#、4#、5#、7#、8#、9#孔有溶洞,见洞率为33.3%,多为填充半填充溶洞。其中43-5#探明有一个7.8米的大溶洞,溶洞无填充物,这给施工带来极大的困难。(2)42#墩的1#、3#、7#、10#孔有溶洞,见洞率为40%,多为半填充及填充溶洞。

2工程预处理方案

根据地勘报告,42#墩、43#墩共有10个溶洞。大部分为1m~3m的有填充物的中型溶洞,另有一个7.8m的无填充物的大溶洞,部分溶洞如42-3#、42-5#有多层的珠串式类型的溶洞。根据不同的溶洞类型以及地质情况,我们分别制订了不同的处理方案。

2.1抛填片石粘土筑壁法

该方法适用于溶洞内无充填或半充填且溶洞高度不大(一般在3m以内)时的情况。当存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时,可采用片石、粘土回填冲击(0.5~0.8m小冲程),使回填物充分密实,将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进,形成人工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土,反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止,此法具有成熟的工艺流程。

2.2注浆固结法

先用正常方法冲孔,若出现泥浆面出现明显下降的情况,则迅速抛填片石、砂(碎)石和整包的水泥包,并及时补浆。然后用小冲程冲击钻机将片石挤压到溶洞外边形成外护壁,在片石空隙初步堵塞后,停止冲击。水泥浆液通过渗透作业板结固化砂、砾石等填充物,通过劈裂、挤密作用加固粘土填充物,对于半填充溶洞的空间,浆液通过充填作用填满溶洞。注浆固结法处理目的是为了加固填充物和填满溶洞空间并达到一定强度,防止钻孔施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生。待浆液中水泥强度达到2.5MPa后即可用冲击钻冲击成孔,顺利穿过溶洞。

3方案对比研究及实施

3.1方案比选

根据后续补堪情况和实际钻孔的经验,在处理中小型溶洞和融隙时抛填片石粘土筑壁法和注浆固结法效率高,费用低,施工方便易操作。而对于其中7.8m深度的大溶洞我们拟选择灌注C10砼填充预处理法。

3.2方案实施要点

(1)考虑到回旋钻操作麻烦,不能及时处理溶洞,拟采用JK-15型冲击钻机成孔,配备3.0m直径钻头。(2)在钻孔顺序的选择时,首先应选择未勘测出溶洞的孔位开钻,以最大程度地降低危险,并可有效的阻断各溶洞间的贯通。对于其中的特大型溶洞,应放在最后处理。另外为确保平台安全度汛,优先上游侧成桩。(3)在钻进中应时刻关注护筒内液面变化,防止钻进过程中碰到融隙发生漏浆塌孔的危险。一旦发现护筒内的浆液面下降,须迅速采取措施,补充浆液。现场配备两台60m3/h的给水泵,可随时为护筒内补充浆液。按照上述布置每小时可往孔内补浆120m3,冲击钻冲孔泥浆比重大,可同时往里面补水,即每小时补给量至少达到120m3,可防止泥浆面突然下降。(4)对于1~3m的中小型溶洞,拟采用抛填片石粘土筑壁法。岩中钻进时必须控制钻进速度,正常地段冲程控制在3m以内,在击破溶洞前50cm位置处,或处理溶洞时改用0.5~0.8m小冲程,防止卡钻。当相邻桩发现溶洞存在时(相邻桩基未处理),在同一标高位置放慢进尺,加强观察,防止溶洞贯穿。一旦溶洞击穿,须在第一时间往护筒内补浆,并根据实际情况抛填粘土和块石。由于事先在两个墩子的支栈桥上储备有充足的黄土、块石和水泥,并且起重设备履带吊、浮吊、装载机24小时待命。所有溶洞都得到了及时妥善的处理。

4结语

处理技术论文范文第5篇

计算机和互联网的出现,给金融业务的推广提供了极大的便利,金融机构对网络的重视程度越来越高。网络化信息技术的发展进一步提升了银行等金融企业的计算机应用水平和信息处理能力,但同时也给金融信息的安全带来了更大和更多的风险。由于金融业务的特殊性,要求金融网络必须是“健壮”的,甚至在“带病”的情况下依然能够具有足够的性能以维持业务的正常运行,金融信息网络相关的软硬件支撑必须能保证24小时×365天可靠运转;金融信息网络必须是安全的,要有严格的用户验证和完善的管理体系。本文主要分析了现行金融业务中存在的安全隐患,并从管理和技术的角度提出了一些解决方案。

一、互联网环境下金融业务面临的风险

在黑客行为商业化日趋明显的今天,金融行业由于其信息内容的敏感性,自然而然地成为黑客的攻击目标。从目前来看,金融信息网络受到的攻击主要来自以下途径:

1,非授权访问。目前。大量基于网络的金融业务产品(如增值业务、业务、网上支付等)的推广,需要广泛的网络支持才能实现,这必然要求金融业务部门能够提供多样化的对外互联接口。因此金融企业信息对外开放的程度会加深,受到攻击的途径也就更加多样和复杂。很多黑客利用系统漏洞或者网络安全策略的缺陷非法侵入金融企业网络内部,窃取大量的敏感信息、篡改系统数据或用户资料、泄露敏感信息,给金融企业造成经济损失和信誉损失。

2,非法窃取账户等机密信息。用户账户密码信息的失窃事件时有发生,盗窃用户账户也是大多数普通攻击者的目的。攻击者往往采用搭线、嗅探工具等方式窃取用户的数据,并在需要的情况下解密用户的敏感信息,或者通过木马之类的手段对用户的信息进行截取并发送给攻击者。

3,内部破坏。据统计,在所有网络攻击事件中,来自网络内部的攻击占总量的80%。对于金融业务网络来说,尽管由于其承担任务的特殊性,从管理上会尽最大可能避免此类事件的发生,但对于熟悉金融业务和计算机技术的人而言,仍然有可能利用其掌握的知识篡改系统数据、泄露信息。

4,病毒侵扰。日趋扩大的网络环境为病毒的大量传播提供了条件,网络病毒已经给人类生活带来了广泛的影响。随着国内多种操作系统的普及,除了Windows平台的病毒外,针对其他操作系统平台的病毒也逐渐增多,对于广泛使用UNIX的银行等金融部门来说,更是越来越容易受到病毒的侵扰。更何况很多金融部门的计算机本身就是使用Windows,一旦中毒会影响到通讯子网的运行,甚至会导致网络及其承担业务的瘫痪。

5,拒绝服务。拒绝服务简称DOS(DENIALOFSERVICE)攻击,目前常用的是分布式拒绝服务DDOS。由于这种攻击并不是利用系统漏洞,而是直接使用SYNFLOODING方式,是一种简单而有效的攻击方式,故非常难以防范。拒绝服务攻击发生时会导致被攻击主机无法提供正常的服务,比如网上银行、电子支付等,由于其服务器是在互联网条件下访问,其受到拒绝服务攻击的可能性相当大。一旦受到攻击或由于安全策略等其他问题而出现无法提供正常服务的情况,不但会造成经济损失,更会给企业带来信誉上的损害。

二、金融网络安全风险根源及共性分析

如前所述,虽然金融网络信息安全风险既有可能来自网络外部也有可能来自网络内部。但究其原因,导致安全风险的根源不外乎两种:技术漏洞和管理漏洞。金融信息安全面临风险的原因主要有以下几个方面:

1,互联网环境的改变。利用互联网开展金融业务极大推动了金融业的发展,也给普通用户办理金融业务带来了便利,但由于金融网络和普通用户接入互联网使用了相同的TCP/IP协议,在此基础之上建立起来的金融服务和用户的关系与实现网络化之前有很大的不同。由于服务商和客户的网络基于相同的TCP/IP协议,从网络技术角度上看,用户获得了以往任何形式下都不具备的和服务商几乎相同的“话语权”。因此,不法分子假冒银行实施诈骗的可能性大大增加,很多对网络不熟悉或者粗心大意的用户为此遭受了经济损失。另外,用户连人互联网的成本降低使得使用网上金融业务的用户数不断增加,黑客利用技术手段窃取用户银行账号、密码的可能性随之提高,木马、间谍软件都是比较常见的方式。网络环境的改善和上网用户的增多,也为某些针对服务器的攻击提供了便利条件。若黑客计划针对某金融服务器展开DDOs攻击,黑客找到能够长时间开机且拥有良好带宽条件“受控电脑”的难度也在迅速下降,这就为其攻击提供了极为便利的条件。并且,黑客在实施攻击行为时往往会采用多级“跳板”的方式,即不直接使用自己的计算机攻击目标主机,而是先攻陷几台中间计算机并以它们为跳板进行攻击,这极大地增加了网上取证和追查的难度。也使很多网上金融犯罪人员存有侥幸心理。

2,国内软件平台环境较为单一。目前很多新的金融产品是基于互联网支持的,采用最多的方式就是WEB方式,从用户使用的便利性角度来看,采用WEB方式由于不需要特定的软件环境,只要拥有一台能上网的计算机即可实现对金融网站的访问。但这种模式在信息安全上存在很大的隐患。以最常见的网上银行为例,目前各个银行的网上银行系统对非IE浏览器的支持大都做得不好,用户只有在Windows平台下使用IE系列浏览器对网上银行进行访问。造成这种情况的原因主要是由于国内的计算机用户普遍采用微软的windows操作系统,网上银行的开发必然需要考虑到这种实际情况。一些用户尝试使用其他平台如LINUX访问网络银行,但发现由于网络银行大多采用了微软的ACTIVEX技术,导致非IE浏览器无法正常访问,即使能够访问也需要很复杂的操作,这种操作甚至是代码级别的,普通用户只能望而却步,从而退回到windows平台,这就使得网络银行应用客户端的单一Windows平台状况更加明显。由于Windows操作系统平台在国内拥有最广泛的用户群,因此目前绝大多数黑客软件和病毒等对安全构成威胁的程序都是针对它的,这就使用户个人信息由于木马或间谍软件的原因而泄露的可能性大大增加,进而增加了用户资金损失的可能性。

三、提高金融信息服务安全的对策

(一)加强金融企业网络相关的研发及其管理工作

这里所指的研发并不仅仅指业务产品的开发,更重要的开发内容是承载金融业务专有通讯协议的开发。由于TCP/LP协议是目前互联网的事实标准,网络化的金融业务也必然要基于此协议,但这并不意味着网络化金融产品开发工作只能围绕着业务需求。以网上银行为例,目前采用的软件运行模式主要是B/S模式,即采用WEB技术服务,用户通过IE浏览器访问服务器上的相关服务。这样做的好处是用户只要能够上网就能够访问网上金融业务,并且操作也非常简单。由于此种模式从根本上是基于开放HTTP协议的,在安全方面必须通过插件等技术形式的支持才能实现。目前尽管很多网上金融服务提供了安全插件,但大都仅仅针对IE浏览器提供支持,采用其他核心技术的浏览器访问时会由于插件问题导致业务不能正常操作。因此,加强对非IE浏览器的支持是提高网络金融业务安全性的一种快速有效的手段。可以让用户在客户端上有更多的选择余地,尽量降低由于操作系统平台单一所带来的病毒、木马等问题。

从笔者的经验来看,采用专用协议和专用软件服务是一种有效的方法,专用协议由于其不具备开放性,因而更安全。

(二)加强网上信息系统管理

目前我国已经制定出很多相关的法律法规,各个金融企业也有相关的管理制度。这些制度能否严格执行对于企业的信息安全关系重大。我国在信息安全技术方面和发达国家仍然有不小的差距,从很多金融信息安全案件来看,安全制度实施不严密占案件总体数量的很大比例。

(三)科学规划业务网络功能和区域

信息安全区域规划是近几年来网络安全领域出现的一个新名词,目前尚没有业内公认的严格定义。笔者认为,信息安全区域规划就是根据网络的业务功能、数据流动状况以及企业对不同类别数据不同的安全需求,规划网络的拓扑结构并对关键数据转发节点采用的安全技术进行选择。网络规划方面的缺陷在此称为结构性缺陷。结构性缺陷会导致信息安全实现的难度和成本增加,在某些情况下甚至会造成不可弥补的损失。比如,需要相互保密的数据流出现在相同的TRUNK链路上,这种情况就是由于网络拓扑结构不合理导致的。尽管从IEEE802,1Q协议规定上看,两种数据流在逻辑上是隔绝的,但它们通过了公用的链路,因此这种网络结构对于数据的安全性和传输效率都是非常不利的。

在金融企业中,目前比较适用的规划方法就是根据业务类型及数据保密分级进行数据区域规划。网络安全区域得以规划并实施后,不同等级的数据可以在很大程度上被隔离,并且不同区域之间可以设置网闸对访问进行限制和认证,不但能够增强抵御外部攻击的能力,还能够在很大程度上增强内部攻击的难度,极大地提高系统的整体安全性。

(四)合理使用并开发网络安全技术

1,合理使用加密技术和VPN技术,探索除WEB以外的其他形式的网络金融业务途径,特别是采用专用客户端并开发专用通讯协议和安全用户界面也是提高系统安全性能的可行途径。

2,引AQOS服务质景,改善关键服务的响应速度,在关键节点不论是数据转发节点还是服务器节点都采用双机热备份。使用状态检测技术,监视关键节点的数据状态,及时发现并抵御拒绝服务(DOS)等异常数据流。在划分了安全区域的情况下,可以采用防火墙和入侵检测系统(IDS)加强信息系统抵御和发现黑客攻击的能力。