化工工艺总结
化工工艺总结范文第1篇
关键词：C207联醇催化剂总结
Abstract: this paper introduces the C207 type methanol synthesis catalyst in qinglong Yi mountain chemical Co., LTD. Of the packing and original warming reduction and application.
Key words: C207 league alcohol catalyst summary
中图分类号：S963.32+6文献标识码： A 文章编号：
1、前言
兖矿峄山化工有限公司始建于1979年，现已形成年产合成氨30万吨、尿素50万吨、甲醇6万吨的生产规模，其甲醇合成工艺，采用杭州林达化工技术工程有限公司的Φ1200均温型合成塔内件，使用临朐瑞祥化工有限公司DC207型甲醇合成催化剂，通过一年来的高负荷生产来看，装置运行较为理想，达到了预期的目的。
2、联醇工艺流程
压缩来原料气经油分分离油和水后，由主副线分两路进入合成塔。主阀由塔上部进入，副阀由下部沿中心管至塔顶部与主气汇合后，进入换热器换热。再进入触媒层进行反应。反应后的气体出塔进入水冷器冷却，再经过醇分分离。分离后的部分气体去醇洗，经高压软水洗涤后去铜洗岗位。部分气体经过循环机循环继续进行合成反应，粗甲醇去精醇岗位经过精馏生产出产品甲醇。
3、催化剂的装填及升温还原
3.1催化剂的装填
首次应确认合成塔内件已调整到位并固定后，方能进行催化剂的装填工作。由于铜基催化剂的强度较低，容易破碎产生粉末，装填时须经过筛，还需防止铁锈、铁屑、塑料、油污及其它杂技混入催化剂中。
在装填过程中，先用100—150Kg干净不含油渍的Ф10mm不锈钢球缓缓的从内件筒壁均匀导入底部，均匀填铺1—2层，然后装Ф5×5粒度催化剂，为了装填均匀，采用撒布法，使催化剂落入催化剂筐内时不断改变落点，防止局部过紧或过松。装填时必须防止催化剂落入塔周环隙，温度计套管和中心管内，所以在装填时这些部位需要白布盖严，装完后小心取下，不要遗忘。铜基催化剂易污染，装完后必须立即封口。
3.2催化剂粉末的吹除
吹净催化剂粉末，通常用氮空气压缩机，以油分离器和炭过滤器蓄压，将压力提高5×105Pa，用合成塔副线阀控制，注意吹除压力不得超过2×105Pa，吹灰时需注意氮气或空气不得带油和水，气体温度不得超过40℃。吹出气体中无明显黄色粉尘时为合格。
3.3系统排气置换
在系统引入原料气以前，必须把系统中空气全部置换干净，避免空气和原料气直接接触，混合形成爆炸性气体。置换应先用氮气或惰性气体作为中间介质，使系统中氧含量低于0.2%，然后使用原料气。排气置换可以用加压排气或常压吹除，加压排气或常压吹除的放空点必须选在进气位置相对的设备与管线的末端，防止排气时存在死角。
3.4系统试压
原料气置换合格后，将系统压力分级提高由2、5、8、10直至13MPa，分别检查各设备、管道密封口有无泄漏，无泄漏则可将压力降至5MPa准备进行催化剂的升温还原。
3.5催化剂的升温还原
兖矿峄山化工有限公司采用的Φ1200均温型合成塔共装填DC207型甲醇合成催化剂14.3吨， 其主要成分是氧化铜，需经升温还原生成单质铜才具有活性，采用高氢还原的方法，此还原反应为放热反应：CuO+H2=Cu+H2O+86.7KJ/mol。升温过程中，先开启循环机，使空速保持在3000~4000h-1，稳定压力在5.0MPa，用电炉调节温度进行升温还原，升温还原方案如下：
表1峄山化工φ1200塔DC207型甲醇催化剂升温还原方案
3.5.1还原初期
此阶段物理水及化学水共存，升温到60℃，密切注意醇分放水情况，要求适当降低升温速率，缓慢逐步提温，使出水量逐渐增大,只有在半小时放水量低于25Kg时，始可提温，若高于此数则恒温。
3.5.2还原阶段
催化剂出水第一高峰期为80~100℃之间。此阶段出水量占总出水量得一半以上，化学水为主，反应热较多，加之调节手段有限，应“宁慢勿快，宁跨勿超”，保持床层温度稳定，只有当半小时放水量连续两次低于30Kg，始可提1~2℃，控制平面温差1~2℃，轴向温差＜15℃。总出水量达到理论出水量一半以上，并且半小时出水量明显下降后才能进入下一阶段。
在还原主期，有少量碳酸盐分解，故在140℃左右，每小时分析水汽出塔气中的CO2含量，若CO2超过1.0%，应加大放空量，使循环气中CO2维持在1.0%以下，防止CO2与ZnO反应的发生。并注意置换时应保持压力稳定。
床层升到140~160℃左右，进入高氢还原的第二个反应高峰，这时在操作中要注意此阶段的升温速率要适当放慢。此阶段分解反应及还原反应同时进行，出水量较多，需适当降低升温速率，尽量保持低温出水。
3.5.3恒温阶段
DC207型甲醇催化剂理论出水为18~22%，水汽浓度低于0.2g/m3，每小时出水量小于7kg时，视还原结束。为使还原反应进行的彻底，在还原结束后，还要维持热点温度≤240错误！链接无效。，床层温度均达到220℃以上，保持2~4小时，并关放空保持一定CO2浓度，防止过度还原。全部还原过程共用76小时，理论还原曲线与实际还原曲线见图。
图DC207型甲醇合成催化剂升温还原曲线
3.5.4换气阶段
还原结束换气阶段，降温速率应不高于30℃/h，升降压速率不高于0.2MPa/min，温度降至150℃即可。轻负荷换气时，开一台5.5m3循环机，原料气CO≤2.0%，提压速率0.2 MPa/min，热点温度230±5℃，注意观察防止造成炉温大幅度波动。
4、应用情况总结
化工工艺总结范文第2篇
本文选用数字化仿真软件DELMIAV5R16作为数字化装配工艺设计平台，3D建模和产品预装配过程的实施在软件UGSNX6．0中实现。数字化装配工艺设计具体实施步骤如下：（1）在UGSNX6．0软件中进行核动力设备和总装工装的3D建模，并进行产品的装配顺序和预装配检查。（2）在DELMIA的数字化工艺设计模块支持下，将产品数据导入DPE模块数字化工艺设计环境，建立产品数据库和资源数据库，并将数据库中模型导入数字化装配仿真环境中。（3）创建装配工艺数据库，以设计好的装配顺序为基础利用PERT图进行DPE环境下的二维装配顺序的建立，PERT图中每一个图标元素代表一个装配工序，通过修改其中的元素或者顺序，数字化环境中的装配顺序也会相应改变。（4）进行装配过程仿真，对每一个工序分配产品或资源元素，并进行总装焊接工装结构设计的合理性及组装焊接操作空间的评估，装配路径的规划，碰撞干涉检查，这一步骤是一个反复修改过程，直到得到最优结果再进行下一个装配工序的设计。系统根据PERT图和单个工序设计结果，自动生成整个装配工艺的动态仿真过程。
2核动力设备及工装3D建模
根据数字化装配工艺需要进行产品、总装工装及其他辅助工具等的3D建模。其中总装工装涉及的零部件较多，需要在装配工艺动态仿真前对其结构进行预装配验证，检查工装的结构设计合理性和工装与产品组件的干涉状况。通过验证结果对工装的结构不断进行优化。
3数字化装配工艺设计与动态仿真验证
3.1总装工艺初步制定
根据核动力设备和工装的结构特点，完成初步的核动力设备整台的组装工艺的制定，为数字化装配仿真验证做前期的准备。
3.2产品和工装资源规划
产品和工装资源规划是数字化装配工艺中的重要一环，是保证生产有序进行的前提。首先要对生产车间的场地及总装过程中需要的各种产品资源进行清理和分析，然后根据生产车间场地的情况对核动力设备各个零部件、总装工装、总装台架及辅助工装、工具进行有序的规划布局，使整个生产过程的资源摆放整齐，不会发生现场混乱的现象。
3.3装配路径设计
在数字化装配过程中，需要对核动力设备的每一步组装工序的装配顺序进行设计、验证和优化，使其达到最优。装配路径设计要遵循效率优先、路径最短原则。在节约效率的同时，要考虑人性化设计，即在考虑操作人员的操作空间和操作舒适度的情况下增加装配路径。
3.4装配过程运动仿真
装配过程运动仿真是实现数字化装配技术的关键，是将所有组装工序的运动过程汇编成最终的装配过程。在进行装配过程运动仿真过程中需要对零部件的装配顺序与装配路径、装配资源配置的合理性、工艺装备设计的合理性及操作空间的开敞性和安装工具的可达性进行一个全面的验证、评估与优化，并根据验证的结果对前期的设计输入进行不断的修改完善。装配仿真对核动力设备总装工装设计的合理性和组件装配过程的碰撞干涉进行了重点关注，并在数字化装配环境中对每一个装配工序进行了详细的设计和分析，并最终得出最优的组件动态装配过程。图2为总装过程组中的一个装配场景。经过动态装配过程仿真和分析，发现了产品设计、工装设计、初步工艺设计和操作空间可达性、舒适性等多个问题，并提出了解决措施和解决后效果评估。
3.5仿真结果输出
数字化装配工艺设计仿真输出结果可以实现各种文件形式，如avi视频文件、txt文件以及各种形式报表等，可以对核动力设备总装过程中每个工序动态装配过程的数据、产品和资源的描述文本和动态装配过程视频进行输出。
4结语
化工工艺总结范文第3篇
关键词：汽车；总装；工艺验证
汽车正逐步成为千万普通家庭的必要消费品，正是因为如此，广大用户对这一消费品的整体质量越来越关注。伴随汽车制造现代化工业的发展进程，精益化的生产模式已经成为更多制造企业的首选，该生产模式具有节约生产周期，有效降低制造成本，提高竞争力的优势。随着制造工艺的不断进步，汽车产品的更新也不断发生变化，汽车制造企业纷纷把生产重点放到了新产品的研发上，如何在保证质量的前提下，减少开发所用时间，尽快推出新产品成为竞的关键。实际生产中有许多设计缺陷，没有被提前发现，直到批量制造时才暴露出来，严重影响了生产的进度，修改的补救还增加了成本支出，给企业造成了负担。
一、工艺验证内涵
通常工艺验证发生在产品的设计开发阶段，产品批量生产之前。一般通过对测试制定的实物进行特定性验证，主要验证范围包括：整车工艺流程，产品设计、生产中各环节、各要素的特定性质等等。按照其内容可以分为：产品预期质量验证、设计工艺可行性验证及设备专项验证等方面。
二、工艺验证的主要内容
进行工艺验证首先应当制定方案，该方案对生产全过程工艺的各要素能够起到评价的作用，并且对于这些生产工艺因素的变化也要做到跟踪评价。根据工艺验证的最终结果，对生产工艺的可行性做出判断。汽车制造企业开发新产品时，通常会按照生产的流程开展不同的工艺验证，虚拟工艺验证通常在新产品项目启动时即可开展；进行实车试制时，则可根据产品数据进行试制工艺验证；全面工艺验证则属于产品制造全流程的范围。
汽车制造属于技术密集型行业，该产品汇集多个领域的技术成果，其工艺设计的范围不仅涵盖了制造、电子等领域，还包括材料、能源等高新产业的适用，工艺验证不仅仅需要满足功能、性能的要求，所涉及的验证范围也很广泛。经过学者多年的研究和探索，最终将工艺验证的内容确定为零部件工装验证、设备装配性工艺验证和专项验证三类。三种验证方式各具特色，分别对应不同的验证结论报告，零部件工装工艺验证报告和零部件一一对应，设备装配性工艺验证报告则是根据工位数列出，专项验证则是对应工艺重点功能开展的验证。
三、工艺验证方法研究
工艺验证为了及时发现设计隐患和缺陷，尽早采取措施解决问题，避免对制造过程造成更大的危害，需要贯穿整个新产品开发制造流程的每个阶段，并且至少要进行三个轮次的工艺验证。前文所述的三种验证方式，无论是零部件、设备还是专项验证，虽然方法各有差异，但是它们的验证检验原则是统一的，即“根据验证标准清单，逐一对照认真确认”。
（一）、零部件工装验证
该验证方法的适用对象是产品的各个零部件，验证范围涵盖零部件的外形、工艺性能性、部件匹配性、防错结构性、功能性等方面。它要求零部件通过验证可以达到外观满足标准，部件匹配程度符合、具有防错结构设计，操作工具可达、适于装配操作、可实现设计工艺、能够满足人机工程共享。
（二）、设备装配性工艺验证
该验证方法主要适用于生产现场，可被细分为11个子项目。分别是：设备的型号参数，是否具有操作性；各项工具或夹具的参数、节拍及其工艺性能；装配环节的工序顺序与位置；与总成产品相关的零件供货状态和内容；工艺文件是否满足准确完整性、其和作业指导计划是否一致性；器具的操作性及工位定位功能是否满足；SE阶段遗留问题数据分析；辅料清单验证与确认；零部件的包装是否完好以及器具状态确认；与设备相关的作业环境验证，温度湿度、光照度和清洁度确认；操作人员作业状态、姿势及技能确认，确保作业可视性。
（三）、专项验证
该验证方法是针对产品及各个专项工艺重点而设定，主要包括以下项目：制造节拍验证，全车吊装防止变形验证，车辆机械化设计通过性验证，整车车门拆装验证，防错结构性验证，信息精确追溯功能性验证，制造业适用法律法规合规性验证，车辆动力总成验证，力矩装配拧紧验证，车辆后轴合装功能性验证，车辆遮蔽性能验证，车辆防水密封性验证，加注入液体验证，车辆电器ECOS及线束系统验证，异响检测验证，空调系统及管路系统验证，玻璃、轮胎性能验证，工位操作安全专项验证。以拆装车门专项验证举例说明，其各项验证标准如下表所示。
四、结语
总装新车型的工艺验证要在确保总装质量的前提下，注重验证各个环节以及各种变化产生的不同影响，区分这些影响因素对于生产条件的改进、产品结构的调整所产生的作用，通常情况新车型在总装阶段大部分数据分析已完成，如果需要进行产品变更则需要投入更长的生产周期，会延迟新车型的时间，错失竞争良机。所以在开发阶段全面通过总装工艺验证方法的检验，按照科学合理规范的验证标准进行检验，不仅可以在新车型完成之前全面发现隐患，避免出现大批量投入生产时才发现问题的局面，给企业生产带来致命的损害，还可以杜绝由于工程师个体经验差异而导致的验证标准不一的情形。在开发阶段进行规范的总装工艺验证就完全可以避免上述问题，对控制成本和加快生产进度起到积极的作用。
参考文献：
[1]石康伟.模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的实践分析[J].电子制作，2015（6）.
化工工艺总结范文第4篇
关键词：加氯消毒 地下回灌 细菌总数 总大肠菌群数
Study on Chlorination of Reclaimed Wastewater Used for Artificial Groundwater Recharge
ZHANG Li-ping, YE Yu-cai, WU Tian-bao, YUN Gui-chun
(Institute of Nuclear Energy and Tech.,Tsinghua Univ.,Beijing 100084,China)
Abstract：To enable the secondary effluent to be used for groundwater recharge,chlorine dosages for two advanced treatment processes were determined to meet the disinfection requirement.The effects of chlorination on organic parameters such as DOC,AOX,CHCl3,CCl4,UV254 were also studied. The results show that an available chlorine dosage of about 8 mg/L can make the total count of bacteria and the total coliforms meet the national sanitation standard for drinking water.After disinfection with chlorine,DOC changes very little,AOX increases significantly;CHCl3 increases a little,CCl4 almost does not change,and UV254 also increases.The result also shows that the granular activated carbon plays a very important role in the removal of disinfection by-product-AOX and its precursors.
Keywords:chlorine disinfection;groundwater recharge;total count of bacteria;total coliforms
再生水地下回灌是解决地区性水资源短缺、缓解地下水位下降、防止地面沉降以及海水入侵等问题的有效手段。为防止污染地下水，污水厂二级处理出水需经过深度处理使回灌水达到一定的水质要求，消毒则是防止将病原菌带入地下水的重要措施。加氯消毒是目前世界上应用最广泛的水处理消毒方法，其特点是杀菌效果好，价格便宜，因此多年来一直在水处理消毒中占有主导地位。笔者对城市污水经深度处理回灌地下之前的加氯消毒进行了研究。
1 试验方法
城市污水深度处理后用于人工地下回灌的中试以北京市某污水处理厂的二沉池出水为原水，采用两种深度处理工艺，DGB吸附工艺(是一种新型吸附剂，吸附性能好，价格便宜)和DGB＋活性炭工艺(后文简称活性炭工艺)如图1、2所示。
两种工艺出水的pH均为7左右，水温则随外界气温而有所变化。由于目前还没有制定地下回灌的水质标准，只能遵照我国现行饮用水水质标准中对微生物指标的要求，即细菌总数≤100 个/mL，总大肠菌群数≤3 个/L。
氯消毒剂采用次氯酸钠(分析纯)溶液，试验前将其稀释到一定浓度作为储备消毒液。试验时首先取水样分别投加不同剂量的消毒液进行消毒，然后测定原水样及消毒水样的细菌总数与总大肠菌群数，从而确定氯的合适投加量。同时测定水样加氯后其他水质参数的变化情况，以确定加氯消毒在达到卫生学要求的同时对水质的影响，所测参数包括DOC、AOX、CHCl3、CCl4、UV254等。
2
试验结果及分析
2.1 加氯消毒对微生物的影响
向DGB工艺的砂滤出水分别投加不同剂量的氯消毒剂(以当量有效氯表示)，测定消毒前后水样中的细菌总数和总大肠菌群数。试验结果见表1。
表1 DGB工艺出水的加氯消毒结果 时间 加氯量(mg/L) 0 2 4 6 8 10 12 15 2000-01-12 细菌总数(个/mL) 1.9×104 5.3×102 4.0×102 4 4 9 总大肠菌群(个/L) 18 9 3 9 3 2000-05-11 细菌总大肠菌群(个/L) 1.4×104 20 7 3 4 6 7 4 总数(个/mL) 2.3×105 42 21 15 3 3 0 0 2000-05-24 细菌总数(个/mL) 8.2×104 0 2 2 0 总大肠菌群(个/L) 5.4×104 3 0 3 0
从表1可以看出，水样消毒前细菌总数大约在104 个/mL的数量级，总大肠菌群数大约在104～105 个/L的数量级。加氯量为6～8 mg/L时，消毒效果可达我国饮用水的卫生要求，即细菌总数≤100 个/mL，总大肠菌群数≤3 个/L。
将活性炭工艺出水分别投加不同剂量的氯消毒剂，测定消毒前后水样中的细菌总数和总大肠菌群数。试验结果见表2。
表2 活性炭工艺出水的加氯消毒结果 时间 加氯量(mg/L) 0 2 4 6 8 10 12 15 2000-05-17 细菌总数(个/mL) 5.8×103 40 2 2 0 0 2 总大肠菌群(个/L) 9.5×104 40 15 21 3 0 0 2000-05-24
细菌总数(个/mL) 3.6×104 5 8 4 5 总大肠菌群(个/L) 2.5×105 6 0 0 3
从表2可以看出，在DGB吸附与粒状活性炭过滤联用的活性炭工艺出水中，细菌总数和总大肠菌群数与DGB工艺大约在相同的数量级。在加氯量大约8 mg/L时，基本可以达到我国饮用水的卫生要求。
2.2加氯消毒对有机物去除的影响
①DOC。图3是加氯对两种工艺出水DOC值的影响曲线，其中DGB工艺出水1与DGB工艺出水2是在不同时间对DGB出水取样所测的DOC值，因而水质有所不同。
从图3可见，对两种工艺出水，加氯量＜15 mg/L时，水的DOC值没有明显的变化趋势，可以认为加氯量在此范围内对两种工艺出水的DOC值影响不大。由于氯的氧化性比较弱，所以对水中溶解性有机物浓度没有明显的影响。
DGB工艺出水2与活性炭工艺出水两条曲线所代表的取样时间相同，二者的原水水质相同，后者相当于前者再经过活性炭过滤后的出水。比较两条曲线可以看出，活性炭床对DOC有一定的去除效果。粒状活性炭是一种很好的吸附剂，可以通过吸附作用去除水中的部分非极性和弱极性有机物。
②AOX。图4为两种工艺出水加氯前后的AOX变化情况。从图4中可以看出，两种水样在加氯后AOX值都有明显的增大趋势，加氯量越大，AOX值增大得越多。
DGB工艺出水在加氯后AOX值显著增大，加氯量为8 mg/L时，使AOX由25.6 μg/L增加到136 μg/L，增加了4倍多。据报道［1］，城市污水有很强的AOX生成势，对某一污水厂的城市污水投加1.34 mmol/L的NaClO(相当于有效氯93 mg/L)，在0.5 h后AOX即达到其最大值1 500 μg/L，比原水增加了20多倍。不同水质的AOX生成速度和生成势是不同的，并且受pH的影响。参照发达国家的有关规定和研究成果，研究者认为，我国以土壤渗滤方式进行人工回灌的回灌水中AOX浓度应≤30 μg/L。因此，DGB工艺的砂滤出水因为在加氯消毒后AOX含量太高而不能直接用于地下回灌。活性炭工艺出水加氯后AOX值也有所增大，但即使加氯量达到10 mg/L，AOX值也只有13.4 μg/L，也就是说，活性炭出水在加氯消毒后的AOX值能满足地下回灌的要求。
对比两种工艺出水加氯前后的AOX值可以看出，粒状活性炭对AOX及其前驱物有很好的去除效果。试验时，活性炭大约运行了750个床体积后还比较新，随着运行时间的增加，对AOX的去除效果会逐渐下降，当出水达到4 500个床体积时，活性炭出水的AOX约为10 μg/L。为了研究活性炭对加氯后水中AOX的去除效果，将活性炭工艺的加氯消毒放在砂滤之后，活性炭床之前，亦即先消毒，后活性炭吸附。当加氯量为8 mg/L时，砂滤出水的AOX值为173 μg/L，经过活性炭之后AOX降为5.9 μg/L，可见在AOX值较高时，活性炭对其去除效果也很好(此时活性炭大约运行了800个床体积)。对活性炭工艺来说，将加氯消毒放在活性炭之前和之后都能使AOX值满足地下回灌的要求。但是如果将加氯消毒放在活性炭之前，经过活性炭之后水中的微生物数量又会上升，因此应该将加氯消毒放在活性炭之后，利用活性炭对AOX前驱物的去除效果控制AOX。
③CHCl3、CCl4。图5表示了两种工艺出水在加氯前后的CHCl3浓度变化情况。
从图5可以看出，加氯后水中CHCl3浓度略有增加，并且DGB工艺出水比活性炭工艺出水的增幅略大，可见加氯消毒能形成少量的CHCl3。
对比两种处理工艺可以发现，CHCl3浓度在加氯前后都相差不大，可见活性炭对CHCl3及其前驱物的去除作用不明显。CHCl3是极性有机物，而粒状活性炭优先吸附非极性和弱极性的有机物，对极性有机物的吸附作用则较弱，所以对CHCl3几乎没有去除作用。两种工艺出水在加氯消毒前后CHCl3浓度都能达到我国饮用水的要求。
图6是两种工艺出水在加氯前后水中CCl4浓度的变化情况图。
从图6中可以看出，加氯后两种工艺水的CCl4浓度略有波动，但变化不明显，可以认为这种数值上的波动在测量误差范围内，也就是说，加氯对两种工艺出水的CCl4值没有明显影响。活性炭工艺出水的CCl4值较DGB工艺出水有所降低，亦即粒状活性炭对CCl4及其前驱物有一定的去除作用，此时活性炭大约运行了3 000个床体积。
两种工艺出水在加氯消毒前后的CCl4浓度都低于我国饮用水标准中规定的3 μg/L。
④UV254。图7是加氯前后两种工艺出水的UV254值的变化情况图。
可以看出，两种工艺出水的UV254值在加氯后都有所增大，DGB工艺出水比活性炭工艺出水的UV254值大约高一倍，加氯后的增大量也大约高一倍。UV254值反映的是水中天然存在的腐殖质类大分子有机物以及含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物的多少。Reckhow和Singer等人研究发现UV254值可以表征有机卤化物前驱物的多少，它与CHCl3的生成势之间有很好的相关性。加氯后水的UV254值增大说明水中含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物增多，可能的解释是，氯将水中的某些大分子有机物氧化为可表现为UV254值的物质，即含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物。活性炭吸附去除的有机物中包含了一部分含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物以及加氯形成的该类化合物，因而在加氯前后活性炭工艺出水比DGB工艺出水的UV254值都要小。这进一步证实了活性炭可以降低有机卤化物的生成势，从而降低消毒副产物的产量。
3 结论
从以上试验结果可以得出如下结论：
①对于DGB工艺和活性炭工艺，加氯量在8 mg/L时，水中的细菌总数和总大肠菌群数可以达到我国饮用水的卫生标准。
②对于两种处理工艺来说，加氯消毒对水的DOC值影响不大。
③两种处理工艺中加氯消毒都会使水中AOX的浓度增大，DGB工艺出水中AOX浓度的增大更为突出。活性炭对AOX及其前驱物有较好的去除作用。
④加氯消毒会使水中CHCl3量略有增加，而对CCl4浓度没有明显的影响。粒状活性炭能去除少量的CCl4，但对CHCl3几乎没有去除作用。
⑤两种工艺出水在加氯消毒后UV254值都有所增大。粒状活性炭过滤能降低水的UV254值，能部分去除水中含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物以及加氯后能形成该类物质的有机物。
⑥粒状活性炭对控制消毒副产物的形成有很好的作用。
化工工艺总结范文第5篇
[关键词]环境影响评价工程分析要点
化学工业是国民经济的重要部门,它不仅和人民生活息息相关,而且还是发展农业现代化、国防现代化、电子技术现代化等科技尖端技术的重要基础,在国民经济发展中占有重要地位[1]。化学工业项目因其生产工艺流程复杂,加工的物料及产品,具有易燃、易爆、易挥发、有毒有害等特征,生产过程中介质处于高温、高压、负压等工艺状态,即使同类化工项目,其污染物的排放情况也会有很大的差异[2]。工程分析作为化工项目环境影响评价报告文件中的核心内容,分析是否到位是决定环评报告质量好坏的关键。笔者认为应解决好以下几个方面:
1 工艺分析
工艺分析是工程分析的基础和主体。以下从工艺分析的任务、内容和应取得的成果三个方面进行论述。
1.1 工艺分析的主要任务要求
1.1.1 要根据项目批文、项目建议书和可行性研究报告确定的工程内容进行工艺分析。针对建设项目在产业政策、能源政策、资源利用政策和环保政策等方面的问题,剖析对环境产生的影响,做到既要有政策性,又要有针对性。
1.1.2 以“清洁生产”、达标排放和污染物总量控制为纲,分析论证工艺的先进性和工艺全过程的污染控制水平,以及各环保治理措施的处理技术经济可行性,从环保角度为项目选址和工程设计提出优化建议。
1.1.3 复核各工艺装置的废气、废水、固体废物的排放量、排放方式和去向;并按污染源分类分析,定量描述污染物排放总量,筛选出对环境有影响的评价因子,包括特征因子。
1.1.4 为各专题评价提供基础数据,力求做到科学、准确、有针对性。
1.2 工艺分析的具体内容
1.2.1 生产方法及工艺路线论述
首先要对拟建项目的产品生产进行调查了解,查找该产品国内外的研究进展报道及相关的论文。然后结合项目可行性研究报告等资料进行分类归纳,总结原料、副产品、产品的主要用途和物理、化学性质,以及生产工艺路线,列出主要化学反应、副反应式。
1.2.2 工艺流程说明及污染源排放情况
利用生产方法和工艺路线归纳总结的资料,编写工艺流程说明,绘制标有各装备(单元)污染源分布的工艺流程图,编制各装置废气、废水、噪声和固体废物的污染物产生量、去除量、排放量表。以一图一表的形式能更清晰的将污染环节和排放情况表示出来。应该注意的是,排放表中污染源编号应与污染工艺流程图中编号一致,同时应列出各排放点所产生的污染物的名称、浓度、产生量、去除量、排放量,以及排放方式和去向。
1.2.3 污染源分类汇总
在前述工作基础上,将所列举的污染源分别按照废气、废水、固体废物和噪声源进行汇总和分析,可作为环境影响预测和初步设计、工程竣工验收以及今后环保监管的依据。
1.2.4 达标分析和污染物总量排放建议指标
达标分析和污染物总量排放建议指标,主要评价工程“三废”排放是否符合国家和地方政府颁发的标准。其次,结合环境影响评价所确定的保护目标,提出污染控制目标,并确定各环境影响要素的评价因子和污染物排放总量控制因子。
工艺分析的主要内容可以用下面的树形图来表示(见图1)。
1.3 工艺分析应取得的成果
对于化工建设项目,只有在详细了解生产工艺的前提下,才可能得到正确的结论和成果。经过工艺分析后应得到的成果包括,①生产方法及工艺路线污染分析结论;②污染源分类排放状况表和污染物排放总量表;③环境影响分析结论及评价因子;④拟选厂址的合理性及对总图布置建议[3]。
2物料衡算与水平衡
2.1 物料衡算
物料衡算是根据质量守恒定律而进行的物料平衡计算,包括总物料衡算、有毒有害物料衡算和有毒有害元素物料衡算,它既可用于化工生产全过程或某一阶段总物料的平衡计算,也可用于任一组分的衡算。物料衡算其基本原理为投入某系统的物料等于该系统产出物质的产量和物料流失量之和,即:
在绘制物料平衡图过程中,需注意以下几点:一是注意转化率不同于收率。转化率是指参加反应的原料量和投入反应设备的原料量的百分比,它包括主反应和副反应;而收率仅指生成目标产品的原料消耗量和投入反应设备的原料量的百分比,它仅包括主反应。二是物料的流向要注意结合物质的沸点、溶解度、饱和度、饱和蒸气压等理化性质。三是注意绘制重金属或有毒有害化学品等特征物质物料平衡图。四是物料平衡图绘制完成后,要及时与建设方的技术人员沟通交流,核实完善物料平衡图,进一步保证工程分析的准确性和科学性。
例:某石化公司加氢裂化装置技改项目总物料平衡图(见图2)。
例:某合成氨厂节能技改项目硫平衡图(见图3)。
2.2 水平衡
水平衡是环评导则明确的任务,通过工程分析中的水平衡分析,可以核定化工建设项目中废水排放情况,为废水质量方案的确定和水污染物总量控制提供依据,同时提出用水计划和节水方案。
水作为工业生产中的原料和载体,在任一单元内都存在着水量和平衡关系,同样可以依据质量守恒定律,进行水平衡计算,工业用水量和排水量的关系见图4,其水平衡式为:Q+C+A+W=H+P+L。
例:某化肥厂技改工程水平衡图(见图5)。
3污染源强和排放量分析
结合工艺流程及产污环节、物料平衡、水平衡、类比调研等工作确定项目生产过程中主要污染因子、特征、性质以及拟采取的污染治理措施,然后按照各生产单元(车间)逐一列出废水、废气、噪声及固废的产生与排放源强清单,若是技改扩建工程应包括现有项目排放量、拟建项目排放量和技改扩建后(包括“以新带老”消减量)总排放量,对于有毒有害污染物还应列出非正常排放的源强。通过对污染源产生、削减和排放量的计算,可以对可行性研究报告拟提出的污染治理措施可行性进行论证,并根据这些污染物特征和达标情况,有针对性地选择合理有效的污染治理措施,即推荐方案,从而确保污染物最终达标排放。
4清洁生产水平分析
绝大多数化工厂属于高污染、重污染单位,清洁生产是一种新的污染防治战略。实施清洁生产,可以减轻污染治理设施末端处理的负担,提高项目建设的环境可行性[4]。清洁生产主要体现在以下几个方面:
4.1 尽量使用低污染、无污染的原料,替代有毒有害的原材料。
4.2 采用清洁高效的生产工艺,使物料、能源高效率转化成产品,减少有毒有害的副产品和废物量;同时对可再生利用的废物进行回用,变废为宝提高利用率,减少排放量。
4.3 生产清洁产品,要求对人体和环境不产生污染危害或能将有害影响减少到最低程度。
4.4 在产品使用寿命结束后,能便于回收利用,不对环境造成污染。
4.5 完善企业管理,保障清洁生产规章制度和操作规程。
5环保措施方案分析
在化工建设项目中积极推行清洁生产,把污染尽量解决在工艺过程中的同时,必要的末端治理措施对确保污染物达标排放也是必不可少的。
环保措施方案分析包括两个层次,首先对项目可研报告等文件提供的污染防治措施进行技术先进性、经济合理性及运行的可靠性评价,若所提措施有的不能满足环保要求,则需提出切实可行的改进完善建议。
6总图布置方案与外环境关系分析
化工项目工艺流程复杂、生产设备多、污染物排放方式也不同,对于存在面源污染的企业,须对该企业制定卫生防护距离,分析厂区与周围环境敏感点距离可靠性,同时绘制总图布置与外环境关系图;合理厂区内车间的布置,对可能导致敏感点和厂界污染物浓度超标的车间应做调整;对厂区周围敏感点提出切实可行的处置措施(如搬迁、防护等)。
7结论
综上所述,化工项目环评中工程分析主要内容应包括工艺分析、物料衡算、水平衡、污染源强分析、清洁生产水平分析、环保措施方案分析以及总图布置合理性分析。其工作思路可归纳如下:查找国、内外同类产品和各类生产工艺及其他相关资料――对建设单位提供的初期资料进行详细分析――绘制污染工艺流程图,标识污染物的具体部位――绘制物料平衡和水平衡图――与建设单位技术人员沟通――给出最终污染源位置、污染物排放源强与排放方式。
参考文献:
[1] 王奇.化工生产基础(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2] 吴用.化工项目环境影响评价中工程分析的方法[J].安徽化工,2002, (4).
[3] 国家环境保护总局监督管理司编.化工、石化及医药行业建设项目环境影响评价[M]. 北京:中国环境科学出版社, 2003.
[4] 朱慎林,赵毅红,周中平.清洁生产导论[M]. 北京:化学工业出版社,2001.
例2:富屯溪邵武段横向扩散系数的求取
为了确定年产5万吨邵武竹浆厂的排污。我们进行了二维示踪扩散实验。因为是连续投料,所以配制的是4000ppm的稀溶液,采用结绳法确定采样点的横向距离,由于当地主水流不在河道中间,所以每个采样点都进行流速和水深的测量。然后用累积流量法进行模拟。
N=0,±1,±2……, ∞
进行非线性拟合估算,求得邵武河段的横向扩散系数,代入计算后八组模型的计算值和实测值的回归相关每数γ=0.85～0.99,平均0.94。
图12#-3#断面计算曲线和实测浓度对比
图24#断面计算曲线和实测浓度对比
以上实测说明了示踪实验的组织和实施是进行扩散预测的重要保证,关系到预测工作是否成败的关键,是进行水扩散实验时必须重视的。
参考文献:
化工工艺总结范文第6篇
1传统工艺美术
1.1传统工艺美术在现代室内装饰中的概述
人们亘古不变的追求美，把美融入到我们生活中，而传统工艺美术品用于室内装饰就是为了美化人们的生活。传统的工艺品一直都可以用来装饰室内，同时还有一些绘画和雕塑等也可以在室内装饰中得到运用，传统工艺美术的材料、工艺在保留自然特征的前提下会生产出多种形式繁多、种类丰富的产品用于室内装饰。在中国，大部分的传统工艺美术会在现代建筑上保留原有的民族特色和传统文化，彰显文明古国的魅力。以传统工艺美术为设计理念的室内装饰已经在我国的室内装饰行业中形成。在现代室内装饰装修中，为了丰富人们的生活居住环境，设计者们常常要营造多元化的文化氛围。中国传统的工艺美术积淀了中华五千年的精华，蕴含了中华民族深厚的文化价值，形成了自己独特的风格和独有的理念，这是任何先进的西方设计都不能比拟的。可见，将传统工艺美术应用到现代装饰中，一方面具有较强的装饰价值，另外一方面也是对我国传统工艺美术的继承和发展。
1.2现代室内装饰中运用的传统工艺美术
传统工艺美术运用在现代室内装饰中不是把传统装饰进行堆砌，进而成为古代装饰的简单克隆品，而是要在不打破室内整体性又要突出现代感的前提下应用传统工艺美术。在现代室内装饰中，传统工艺美术元素应与室内整体设计风格相适应，与格局、家具、陈设、植物、灯光相结合。在现代日常生活中总是会使用丰富多样的现代化产品，在保留室内使用功能和环境主题的前提下，降低传统工艺美术在现代装饰设计中的限制因素。为了使传统工艺美术的美学意义在现代装饰中得到充分发挥和使用，首先要了解传统工艺美学的核心价值。文化、材质以及工艺概念这三个方面的内容是传统工艺美术中最重要的部分，应以贯彻这三个要求为前提，使传统工艺美术的精髓真正融入到现代室内设计中去。设计者们应该开创出彰显传统中国化的室内设计，探索出符合中国传统文化精神的方法，例如，可以在一件作品中将传统工艺美术的材质元素、主体元素和地方文化元素等几个方面相结合。生活中也有很多传统工艺美术运用到现代室内的实例。例如，南京滨湖金陵饭店总统套房的装饰，除了在室内装饰样式上别具一格，它的建筑样式也有独特的意味———是宋明江南殷实人家的庄园。在陈设上面也匠心独运，除了使用主题为安碑林博物馆的昭陵六骏浮雕石刻图案的屏风，还采用了明清时景德镇官窑的十件不同造型的青花瓷器为母题。宋明时期的庄园风格和两件独树一帜的摆设，可以起到画龙点睛，相得益彰的作用，尽显五星级酒店总统套房的豪华、气派和档次，更加渲染其身后的人文特色。可见，该总统套房深受高级商会使用的喜爱，现代装饰中应用到传统工艺美术的优点与好处是非常明显的。
2现代工艺美术
2.1现代工艺美术在室内装饰中的概述
现代生活环境的巨大改变和源源不断产生的新信息，是现代工艺美术发展的巨大能源动力，时代的发展总是与人们的需求息息相关，现代工艺美术因此应运而生。但是值得注意的是，现代工艺美术在现代室内装饰中的运用，要与现代室内环境相结合，且应当遵循三个原则：第一是不同的室内结构差异，会导致现代工艺美术在室内装饰中的应用也存在区别。第二是根据个人来考虑，不同个体在性格、学历、审美等方面都不尽相同，对居住环境的要求也不一样。同时，兴趣爱好也变成了现代室内装饰中的一个重要考虑因素。第三是根据经济情况来决定的，消费人群的需求与资金额度，会直接影响室内装饰的层次。
2.2现代室内装饰中运用的现代工艺美术
现如今在经济全球化背景下，对于各行各业来说都是一个全新的挑战和机遇。现代室内的装饰也应该与时俱进，现代工艺美术也应运而生。现代室内装饰不仅要考验设计的现代工艺美术，同时还要考验设计者的经验以及协调消费者的需求，以达到最佳的现代室内装饰效果。现代工艺美术在现代室内中的表现是多方面、多角度的，设计者除了要考虑空间角度之外，还要关注用户的身体健康和心情舒适。空间角度可以运用玻璃、金属架构等新型造型结构，还可以利用太阳能电池板，环保木材和石材等等，以此改善生活环境对人体的污染和伤害并营造出心情舒适的环境。自从爱迪生发明电灯以来，五彩绚烂的灯光就走进了现代生活，现代工艺美术要求避免光源的单一性和模式化，因此要充分利用现代照明技术和新型灯具。现代社会为每个人的个性展示提供平台，现代室内也是展示个性的平台之一，所以现代工艺美术在现代室内中运用要体现消费者的个性，而不是一味的追求奢华，而是能够体现出个人的独特性和风格，比如喜好游泳的可以在室内建立游泳池，爱好运动的可以在室内摆设健身器材，爱好读书的可以在室内设立书房，爱美的女性可以设计自己独立的试衣房。越来越多的人乐意在家里放置一些植物，这样既能体现情操又能净化空气，这些个性化的设置可以体现个人独特的品味，同时也可以衡量设计者的水平。现代工艺美术在现代室内随处可见。例如腾讯科技上海办公楼，该办公楼设计是以大自然中提取的各种颜色为主体，为了体现互联网时代年轻主体的蓬勃发展和创意无限，故采用多种现代新型灯具点缀房顶和墙面，使整个环境充斥着温馨舒适之感，加之，形式多样的现代办公桌椅摆设在环保木质地板上，营造出一种惬意的办公环境，整个公司的设计处处体现出以人为本的理念，并且能够满足各层次办公的需要。可见，把现代工艺美术运用于现代室内装饰是每个人的需要，也是时代的需求。
3结束语
化工工艺总结范文第7篇
[关键词] 总黄酮；提取工艺；纯化工艺；正交设计；单因素筛选
[中图分类号] R284.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）05（b）-0129-03
桑麻合剂是广东省第二医院研制的医院制剂，由桑白皮、紫菀、甘草等12味药组成，具有清热宣肺、化痰止咳的功效，主要用于风热咳嗽症状。临床上以汤剂煎服，疗效确切。黄酮类成分为方中多味药材的主要药效成分之一[1-2]，因此，本研究选用总黄酮含量和干浸膏得量作为评价指标，采用正交设计法和单因素优选法，分别优选其提取工艺和纯化工艺，以便更好地发挥该制剂的疗效。
1 仪器与试药
UV22501PC型可见分光光度计（岛津），Bp211D电子分析天平（德国，sartorius）。芦丁对照品（中国药品生物制品检定所，批号：100080-200306）。桑麻合剂所用药材均由广东广弘药业有限公司购得，经毕晓黎副主任中药师鉴定为正品；所用化学试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 提取工艺优选
2.1.1 正交试验设计
根据预试验结果，选择影响提取因素的料液比、提取时间、提取次数，进行优选，其因素水平设计见表1。
2.1.2 供试品溶液的制备
按处方比例，称取桑白皮、紫菀、甘草等12味药材共9份，每份136.6 g，按正交试验设计表L9（34）安排，分别提取，过滤，滤液分别浓缩并定容至200 mL。测定干浸膏含量和总黄酮含量。
2.1.3 干膏含量的测定
精密吸取各样品浓缩液25 mL，置已恒重的蒸发皿中，水浴蒸干，照干燥失重测定法（《中国药典》2010年版一部附录Ⅸ G）测定，计算干膏得量。
2.1.4 总黄酮含量测定[4]
2.1.4.1 芦丁对照品溶液的制备 精密称取6 mg芦丁，精密称定，加95%乙醇定容至50 mL，得0.12 mg/mL的芦丁标准对照液。
2.1.4.2 测定波长的确定 精密移取芦丁对照溶液10 mL置25 mL容量瓶中， 振荡摇匀后，加入5%亚硝酸钠1 mL，摇匀静置6 min，再加入10%硝酸铝溶液1 mL，摇匀静置6 min，再加4.3%氢氧化钠10 mL，摇匀后，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀放置15 min，以95%乙醇调零，从400 nm至600 nm进行全波长扫描，测得503 nm处有最大吸收，因此，以503 nm为测定波长。
2.1.4.3 标准曲线的制备[4] 精密吸取上述对照品溶液2、4、6、8、10 mL至25 mL容量瓶，分别加蒸馏水稀释至10 mL，振荡摇匀后，自“加入5%亚硝酸钠1 mL”起，同测定波长的确定法操作，以试剂作空白，于503 nm下测定吸光值，以吸光度值（A）为纵坐标，芦丁质量浓度（C）为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程为：C=0.078 5A-0.000 3（r = 0.998 7）。结果表明芦丁对照品在0.009 6~0.096 0 mg/mL呈线性关系。
2.1.4.4 供试品溶液的制备与测定 精密吸取提取液2 mL，加蒸馏水定容至50 mL，摇匀，精密吸取稀释液1 mL，置25 mL容量瓶中，加蒸馏水稀释至10 mL，按上述方法操作显色，计算总黄酮含量。
2.1.4.5 精密度试验 精密吸取芦丁对照品溶液0.6mL，置10 mL的量瓶中，按上述方法操作显色，平行测定6次，结果 RSD=0.27%，表明精密度良好。
2.1.4.6 稳定性试验 精密吸取上述供试品溶液0.6 mL，置10 mL的量瓶中，按上述方法操作显色，分别放置0、10、20、30、40、50、60、70、80、90 min，测定各时间点的吸光度，结果RSD=1.79%，表明供试品溶液在90 min内稳定。
2.1.4.7 重复性试验 精密吸取供试品溶液各0.6 mL，置10 mL量瓶中，按上述方法操作显色，测定吸光度，结果RSD=2.31%，表明重复性良好。
2.1.4.8 加样回收率测定 精密称取已知黄酮含量的供试品5份，分别加入芦丁对照品适量，按上述方法操作显色，测定吸光度，计算回收率为98.9%，RSD=0.91%。说明该方法测定结果准确。
2.1.5 数据处理与工艺优选
用综合加权评分法，以干浸膏得量和总黄酮含量的9次试验的最大值为100分，将各指标成分的总量分别转换为评分值，总固体得量的加权系数为0.4，总黄酮含量的加权系数为0.6，将每次试验的各指标成分的评分值乘以相应的加权系数后求和，得综合评分值，以综合评分值计算正交试验结果，并进行方差分析。
结果表明：由直观分析可知因素主次为提取次数（C）＞液料比（A）＞提取时间（B）。方差分析表明，因素A和因素C对试验结果有显著影响，因素B对试验结果无影响。因此，提取工艺条件定为：处方药材加水提取3次，每次加8倍量水，提取1.0 h，即A2B1C3。
2.1.6 提取工艺验证
按处方比例，称取药材3份，每份136.6 g，按正交试验结果的最佳工艺条件重复试验3次，结果表明：干浸膏得量分别为：34.80、34.51、33.09 g，总黄酮含量为2.254、2.268、2.205 g，平均综合评分值为96.020。与正交试验最大综合评分值接近，提示优选的工艺稳定。
2.2 纯化工艺优选
2.2.1 药液含醇量的确定
取按上述提取条件制备的浸膏（浸膏-药材比为1∶1）3份，每份273.2 ，分别加乙醇至表4所示药液含醇量，冷藏静置24 h，取滤过，滤液回收乙醇，并定容至200 mL。分别照上述方法测定滤液固形物含量和总黄酮含量，剩余滤液回流煮沸30 min，冷藏放置24 h，观察药液澄明度。
2.2.2 浓缩液相对密度的确定
取按上述提取条件制备的浸膏（浸膏-药材比为1∶1）4份，每份273.2 g，分别浓缩并加水调整至表5所示浓缩比，混匀，用密度计测定60℃时浓缩液的相对密度，浓缩液分别加乙醇至药液含醇量70%，冷藏24 h，滤过，滤液回收乙醇并定容至200 mL，测定各浓缩液中总黄酮含量。
3 讨论
由于部分黄酮类成分具有易溶于乙醇和热水的特点，在含量测定过程中，浓缩液出现沉淀应充分摇匀后迅速取样，否则易造成测定结果的偏差。
中药复方药效成分复杂，作用靶点尚不清晰，因此，本制剂选择用水提取的工艺，更符合原汤剂合煎有效的特点。提取工艺筛选以总黄酮含量和干浸膏得量为评价指标进行综合评分，鉴于总黄酮含量比干浸膏得量能更好地反映药物提取情况，故在设计权重系数时，总黄酮含量权重系数较大，二者的权重系数设计为6∶4，这样相对合理些。经正交试验验证结果表明，优选的提取工艺参数稳定，可行。
本制剂纯化工艺采用了传统的乙醇沉淀工艺，试验分别对药液含醇量和浓缩液的相对密度两个重要的影响因素进行筛选，经稳定性考察，优选出的最佳醇沉工艺稳定，可满足本合剂对澄明度的要求。
[参考文献]
[1] 杨乐，陈泣.桑白皮研究进展[J].江西中医学院学报，2007，19（3）：98-100.
[2] 侯海燕，陈立，董俊兴.紫菀化学成分及药理活性研究进展[J].中国药学杂志，2006，41（3）：161-163.
[3] 国家药典委员会.中国药典[S].一部.北京：中国医药科技出版社，2010：附录Ⅵ30.
[4] 刘齐林，李雪婷，王沛，等.正交设计优选痛风宁的最佳提取工艺[J].辽宁中医杂志，2011，38（5）：959-960.
化工工艺总结范文第8篇
随着我国城市化、工业化规模的日益扩大和人口的不断增长,生活污水和工业废水量也随之大幅增涨,大量未经处理污水或者处理后不达标的尾水直接排入水体,导致水环境污染问题日益突出。在众多污染物中,氨氮是其中主要污染物之一。根据 2013 年中国环境统计年报,全国废水排放总量为 695.4 亿吨,其中氨氮排放量达 245.7 万吨。氨氮超标排放,容易引发水体富营养化,造成地下水硝酸盐超标等问题。据报告[1]全国湖泊和水库富营养化比例达 27.8%;地下水中“三氮”(亚硝酸盐、硝酸盐和氨氮)超标严重,其中较差和极差监测点分别占总监测点数的 43.9%和 15.7%。水体富营养化,会破坏水体生态平衡,造成水体功能下降、水生生物死亡等灾难性后果,不仅制约了水资源的利用价值,而且会直接影响人类的健康与社会经济的可持续发展。 加强污染源治理,提高污水处理水平,是控制水体富营养化,防止水体污染有效途径。《国家环境保护“十二五”归划》中新增了氨氮和氮氧化物排放量作为经济社会发展的约束性指标,要求 2015 年氨氮和氮氧化物排放量须比 2010 年减少 10%以上。然而,目前我国众多新建和已建污水处理厂大多使用传统脱氮技术,其自动控制水平低下,运行管理费用高,导致出水水质不能稳定达标。由此研发以防止水体富营养化为目的新型脱氮技术及其自动控制研究已成为国内学术界的主要研究目标之一。 污水脱氮处理过程涉及多种微生物,受环境影响大,操作复杂,采用人工控制方式,出水水质稳定性差,因此加强污水脱氮处理自动控制研究是实现高效稳定脱氮的必然途径。由于经典控制理论多以污水生物脱氮模型为基础,对于控制对象具有非线性、大时变、大滞后性的系统,难以建立精确数学模型,因此很难获得良好的控制品质。智能控制是自动控制发展的高级阶段,具有自学习、自适应和自组织能力,可以解决经典控制难以解决的复杂控制系统问题。在污水脱氮处理中引入智能控制,不仅可以减小系统干扰对运行的影响,而且能够提高处理效率和降低运行成本。由于目前国内污水处理智能控制研究与应用尚处于起步和发展阶段,因此,加强污水处理智能控制技术研究具有十分重要的现实意义。
.........
1.2 国内外研究现状
传统生物脱氮过程一般可分为三步:第一步是氨化作用,即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。第二步是硝化作用,即在供氧充足的条件下,水中的 NH+ 4 -N 首先在亚硝化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)的作用下被氧化成NO- 2 -N,然后再在硝化菌(nitrite oxidizing bacteria,NOB)的作用下进一步氧化成NO- 3 -N。第三步是反硝化作用,即硝化产生的 NO- 2 -N 和 NO- 3 -N 在反硝化细菌的作用下被还原成 N2。 传统生物脱氮工艺硝化和反硝化两个过程需要在两个或以上互相隔离的反应器中进行,或者在同一个在时间或者空间上交替缺氧和好氧的反应器进行,因此存在诸多不足: 生物脱氮技术的新发展突破了传统理论的认识,主要开发了短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化以及单级自养脱氮等新工艺。其中单级自养脱氮技术因同时具备短程硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺优点,得到国内外学者们广泛关注。 单级自养脱氮工艺反应器内微生物种类多,而且相互间关系较复杂,因此对反应器环境条件的控制要求更高。影响单级自养脱氮工艺的主要因素有 DO、pH、温度等。研究表明,限制性供氧方式是单级自养脱氮的一个重要特点,DO 的高低是实现单级自养脱氮工艺最重要的控制条件,它不仅关系着 NOB 能否被淘汰,而且决定了系统中活性污泥絮体或生物膜内好氧和厌氧共存的微环境能否形成,使短程硝化和厌氧氨氧化的联合反应能够顺利进行[2]。1995 年 Muller 等[3]发现自养硝化污泥在低氧条件下可以产生 N2。1997 年 Hippen 等[4]在德国 Mechernich 地区的垃圾渗滤液处理厂也发现,在不外加有机碳源以及 DO 限制条件下,反应器中的 DO 值始终维持在 1.0mg/L 左右,生物转盘中超过 60%的 NH+ 4 –N 转化为 N2。试验中进水 TOC 小于 20mg/L,而且出水中 TOC 也没有明显减少.
...........
2 SBBR 单级自养脱氮工艺
2.1 单级自养脱氮工艺概述
单级自养脱氮工艺是指在同一个反应器内由自养微生物完成 NH+ 4 -N 至 N2的全部转化过程的一类工艺。单级自养脱氮现象先后被国内外众多研究者们发现并冠以不同的工艺名称,这些工艺包括 CANON(completely autotrophicnitrogen removal over nitrite) 工 艺[31]、 OLAND(oxygen-limited autotrophic nitrification-denitrification)工艺[5]、DEMON(aerobic/anoxic deammonification)工艺[4]等。 CANON 工艺是由荷兰 DELFT 技术大学的学者在 SHARON(Single reactor for high activity ammonia removal over nitrite))工艺和厌氧氨氧化工艺的基础上研发出来的,该工艺 NH+ 4 -N 的转化途径分两步进行:第一步,系统中一部分 NH+ 4 -N 通过亚硝化转化为 NO- 2 –N;第二步,系统中另一部分 NH+ 4 –N 和第一步产生的 NO- 2 –N 反应生成 N2。CANON 工艺生物膜内化学反应模型如图 2.1 所示[32]。OLAND 工艺是由比利时 Gent 微生物实验室的 Kuai 和 Verstraete 研发命名的,该工艺是利用普通硝化污泥在限制 DO 的条件下,使硝化过程仅进行到 NO- 2 -N 阶段,然后在无外加碳源情况下,利用厌氧氨氧化细菌(Anaerobic ammonia oxidation bacteria,AAOB)的一步生化去除高氨氮废水中氮的过程。从机理上看 OLAND 工艺与 CANON 工艺十分相似,均可认为是 SHARON 和厌氧氨氧化工艺的耦合。
.........
2.2 单级自养脱氮工艺的影响因素
单级自养脱氮工艺反应器内微生物种类繁多,种间关系复杂,因此对环境条件的控制要求
十分苛刻,其中 DO、pH、温度是其主要影响因素。单级自养脱氮工艺一般可看作是短程硝化和厌氧氨氧化两个途径联合实现的。该工艺的功能菌包括 AOB、NOB 和 AAOB,其中 AOB 和 NOB 是好氧菌,AAOB 是严格厌氧菌,因此 DO 是单级自养脱氮工艺最重要的控制条件,通过调控反应器 DO 值,可以使系统中活性污泥絮体或生物膜内形成良好的好氧和厌氧共存的微环境,从而使得短程硝化和厌氧氨氧化的联合反应能够顺利进行。在单级自养脱氮系统内,温度的高低不仅会影响亚硝化反应和厌氧氨氧化反应的速率以及系统的脱氮性能,而且会影响出水中 N 元素的形态。单级自养脱氮适宜温度范围在 22~35℃,在这个温度范围内,AOB 和 AAOB 的最佳温度相近,AOB 比 NOB 生长迅速,并且能刺激 AAOB 的生长。pH 可通过两个途径影响单级自养脱氮工艺,其一是通过影响微生物活性直接影响脱氮效果,其二是通过影响反应器中游离氨的浓度间接影响脱氮效果。单级自养脱氮工艺是由不同微生物协同完成的,而微生物各有不同的最佳pH 值,因此可以通过调节反应器 pH,培养 AOB 和 AAOB 细菌,抑制 NOB 和其他细菌实现单级自养脱氮。水中氨氮可以以游离态和离子态存在,当 pH 高时,在同样氨氮浓度下,游离态的氨氮浓度更高,而游离态氨氮对 NOB 细菌产生明显的抑制作用。 ...........
3 人工神经网络智能控制系统设计 ..... 10
3.1 人工神经网络........... 10
3.2 PID 控制基本原理.... 18
3.3 基于人工神经网络的单级自养脱氮智能控制系统设计 ....... 22
3.4 本章小结.......... 30
4 SBBR 单级自养脱氮智能控制试验研究........ 31
4.1 SBBR 单级自养脱氮启动试验 .......... 31
4.2 SBBR 单级自养脱氮启动控制 .......... 38
4.2.1 硬件配置 ....... 38
4.2.2 BP 神经网络 PID 反馈控制实现...... 39
4.3 SBBR 单级自养脱氮工艺运行控制 ........... 44
4.3.1 硬件配置 ....... 44
4.3.2 RBF 神经网络前馈控制实现........... 44
4.3.3 人工神经网络智能控制实现 ........... 47
4.4 本章小结.......... 49
5 总结与展望 ....... 51
5.1 总结 .......... 51
5.2 展望 .......... 52
4 SBBR 单级自养脱氮智能控制试验研究
本章通过试验研究确定启动阶段不同进水 NH+ 4 –N 和 COD 浓度下总氮去除率最大时的 DO 值,构建基于 RBF 神经网络前馈和基于 BP 神经网络 PID 反馈的复合控制系统,以实现 SBBR 单级自养脱氮工艺启动和高效稳定运行。
4.1 SBBR 单级自养脱氮启动试验
试验用反应器为如图 4.1 所示的 PVC 材质的圆柱形,该反应器直径 180mm、高 470mm、总容积约 12L,有效容积为 10L,内置纤维填料,填充比为 60%。控制反应器温度在 30±0.2℃,采用额定功率 0.12kW、额定流量 15m3/h的鼓风机曝气。试验装置配有工控机、变频器、PLC 及在线溶解氧仪。 试验采用初期进水为高浓度 NH+ 4 –N 和 COD,通过调节反应器内 DO 值,使得出水水质稳定达标后,再逐级降低进水 NH+ 4 –N 和 COD 浓度方法实现 SBBR 单级自养脱氮工艺的启动。课题组前期试验完成了进水 NH+ 4 –N 浓度分别为2000mg/L、1500mg/L、1000mg/L、500mg/L,对应 COD 浓度分别为 350mg/L、350mg/L、120mg/L、100mg/L 的 SBBR 单级自养脱氮工艺的驯化,本研究在此基础上继续降低进水 NH+ 4 –N 和 COD 浓度,直至进水 NH+ 4 –N 和 COD 浓度处于城市污水一般水平,根据进水 NH+ 4 –N、COD 浓度不同,本试验可分为三个阶段,各阶段时间、进水 NH+ 4 –N 和 COD 浓度、反应器排水比例、排水周期及曝停比如表4.1 所示。
..........
总结
针对 SBBR 单级自养脱氮启动困难和运行难以稳定,对自动控制精度要求高的问题,试验启动阶段,采用进水 NH+ 4 –N 和 COD 浓度由高到低进行驯化,确定不同浓度下,总氮去除率最大时的 DO 值,并构建基于该 DO 值的 BP 神经网络 PID控制,实现 SBBR 单级自养脱氮工艺启动;试验运行阶段,构建了人工神经网络智能控制系统,以实现 SBBR 单级自养脱氮工艺高效稳定运行。 主要研究内容方法及结果结论如下: