電子束輻射處理污水的基本原理

㈠ 城市污水處理中深度處理有哪些工藝

深度處理常見的方法有以下幾種。

1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質，而且易於自動控制，對水量、水質、水溫變化適應性強，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500～3 000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%[1]，可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度，在水處理系統中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾後水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多，處理效果也較穩定，美國環保署（USEPA）飲用水標準的64項有機物指標中，有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高，且容易產生亞硝酸鹽等致癌物，突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用，降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上，應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術，既節省了新鮮水的補充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產成本，還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用，提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標准，回用污水用於洗車，每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0 MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小於100 mg/L，廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基（如•OH等），使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質，甚至直接生成CO2和H2O，達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法（WAO）是在高溫（150～350 ℃）、高壓（0.5～20 MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機物或無機物，達到去除污染物的目的，其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝，徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題，而且運行成本低，氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法（CWAO）是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前，建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置，已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前，考慮經濟性，應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600 ℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上，污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質，且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH，對於廢水處理來說，這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多，結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點，在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高，只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒，是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝，將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進行；設備相對較為簡單，操作費用低，易於自動控制；無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡，它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內產生1 900～5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH，誘發有機物降解；此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前，超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線（γ、χ射線）和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發反應，使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。更多資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性，對許多有機物或官能團發生反應，有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後，所以運行費用過高，推廣有難度。

㈡ 什麼是廢水的輻射處理

輻射技術為採用常規方法難以處理的污染物提供了新的凈化途徑。輻射處理大專多採用γ射線或高能屬電子束。γ射線主要來自於反應堆或反應堆產生的放射性核素。
利用輻射技術可以殺死細菌和病原體、加速難降解物質的降解速率、使一些有害物變為無害物或有用物。輻射技術廣泛適用於廢氣、廢水和固體廢物的處理，已經成為環境保護的重要手段之一。

㈢ 什麼是氧化塘處理廢水的特點其降解和去除污染物的原理是什麼

氧化塘處理廢水的特點

穩定塘舊稱氧化塘或生物塘，是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構築物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程相似。通常是將土地進行適當的人工修整，建成池塘，並設置圍堤和防滲層，依靠塘內生長的微生物來處理污水。主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機污染物。穩定塘污水處理系統具有基建投資和運轉費用低、維護和維修簡單、便於操作、能有效去除污水中的有機物和病原體、無需污泥處理等優點。

降解和去除污染物運行原理

穩定塘是以太陽能為初始能量，通過在塘中種植水生植物，進行水產和水禽養殖，形成人工生態系統，在太陽能（日光輻射提供能量）作為初始能量的推動下，通過穩定塘中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化，將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉化，最後不僅去除了污染物，而且以水生植物和水產、水禽的形式作為資源回收，凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用，使污水處理與利用結合起來，實現污水處理資源化。

人工生態系統利用種植水生植物、養魚、鴨、鵝等形成多條食物鏈。其中，不僅有分解者生物即細菌和真菌，生產者生物即藻類和其他水生植物，還有消費者生物，如魚、蝦、貝、螺、鴨、鵝、野生水禽等，三者分工協作，對污水中的污染物進行更有效地處理與利用。如果在各營養級之間保持適宜的數量比和能量比，就可建立良好多生態平衡系統。污水進入這種穩定塘其中的有機污染物不僅被細菌和真菌降解凈化，而其降解的最終產物，一些無機化合物作為碳源，氮源和磷源，以太陽能為初始能量，參與到食物網中的新陳代謝過程，並從低營養級到高營養級逐級遷移轉化，最後轉變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等產物，從而獲得可觀的經濟效益。

氧化塘的類型

按照塘內微生物的類型和供氧方式來劃分，穩定塘可以分為以下四類：

好氧塘：好氧塘是一種菌藻共生的污水好氧生物處理塘。深度較淺，一般為0.3~0.5m。陽光可以直接射透到塘底，塘內存在著細菌、原生動物和藻類，由藻類的光合作用和風力攪動提供溶解氧，好氧微生物對有機物進行降解。

兼性塘：有效深度介於1.0~2.0m。上層為好氧區；中間層為兼性區；塘底為厭氧區，沉澱污泥在此進行厭氧發酵。兼性塘是在各種類型的處理塘中最普遍採用的處理系統。

厭氧塘：塘水深度一般在2m以上，最深可達4~5m。厭氧塘水中溶解氧很少，基本上處於厭氧狀態。

曝氣塘：塘深大於2m，採取人工曝氣方式供氧，塘內全部處於好氧狀態。曝氣塘一般分為好氧曝氣塘和兼性曝氣塘兩種。

此外，還有其他一些類型的穩定塘：

深度處理塘——作用是進一步提高二級處理水的出水水質。

水生植物塘——在塘內種植一些纖維管束水生植物，比如蘆葦、水花生、水浮蓮、水葫蘆等，能夠有效地去除水中的污染物，尤其是對氮磷有較好的去除效果。

生態系統塘——在塘內養殖魚、蚌、螺、鴨、鵝等，這些水產水禽與原生動物、浮游動物、底棲動物、細菌、藻類之間通過食物鏈構成復雜的生態系統，既能進一步凈化水質，又可以使出水中藻類的含量降低。

由於穩定塘具有很多類型，所以可以組合成多種不同的流程來處理不同類型的廢水。

㈣ 目前用於環境水處理領域的光催化劑主要種類有哪些

目前用於環境水處理領域的光催化劑主要種類有哪些
深度處理常見的方法有以下幾種。

1.1 活性炭吸附法與離子交換
活性炭是一種多孔性物質，而且易於自動控制，對水量、水質、水溫變化適應性強，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術。活性炭對分子量在500～3 000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%[1]，可經濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產物、氯化有機物、農葯、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、顆粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。淄博市引黃供水有限公司根據水污染的程度，在水處理系統中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾後水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在國外水處理中應用較多，處理效果也較穩定，美國環保署（USEPA）飲用水標準的64項有機物指標中，有51項將GAC列為最有效技術[3]。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高，且容易產生亞硝酸鹽等致癌物，突發性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用，降低活性炭再生成本將成為今後的研究重點。BAC可以發揮生化和物化處理的協同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質。不足之處在於活性炭微孔極易被阻塞、進水水質的pH 適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用BAC技術的水廠已發展到70個以上，應用最廣泛的是對水進行深度處理[4]。撫順石化分公司石油三廠採用BAC技術，既節省了新鮮水的補充量，減少污水排放量，減輕水體污染，降低生產成本，還體現了經濟效益和社會效益的統一[5]。今後的研究重點是降低投資成本和增加各種預處理措施與BAC聯用，提高處理效果。
1.2 膜分離法
膜分離技術是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術[6,7]。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。
微濾可以除去細菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。天津開發區污水處理廠採用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理, 滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求[8]。
超濾用於去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大於50%。北京市高碑店污水處理廠採用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標准，回用污水用於洗車，每年可節約用水4 700 m3[9]。
反滲透用於降低礦化度和去除總溶解固體，對二級出水的脫鹽率達到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細菌去除率90%以上[10]。緬甸某電廠採用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用於鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物[11]。
納濾介於反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0 MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%[12]。潘巧明等人採用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小於100 mg/L，廢水回用率大於80%[13]。
我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今後的研究重點是開發、製造高強度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。
1.3 高級氧化法
工業生產中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產生活性極強的自由基（如•OH等），使難降解有機污染物轉變成易降解小分子物質，甚至直接生成CO2和H2O，達到無害化目的。
1.3.1 濕式氧化法
濕式氧化法（WAO）是在高溫（150～350 ℃）、高壓（0.5～20 MPa）下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機物或無機物，達到去除污染物的目的，其最終產物是CO2和H2O[14]。福建煉油化工有限公司於2002年引進了WAO工藝，徹底解決了鹼渣的後續治理和惡臭污染問題，而且運行成本低，氧化效率高[15]。
1.3.2 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法（CWAO）是在傳統的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短的時間內完成，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用[16,17]。目前，建於昆明市的一套連續流動型CWAO工業實驗裝置，已經體現出了較好的經濟性[18]。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前，考慮經濟性，應用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。採用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產生及資金的浪費。
1.3.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600 ℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓首次大規模應用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達9.8 t。系統運行證明其COD的去除率達到99.9%以上，污泥中的有機成分全部轉化為CO2、H2O以及其他無害物質，且運行成本較低[19]。
1.3.4 光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。
Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如今作為廢水處理領域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2+鹽生成•OH，對於廢水處理來說，這種反應物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環境也是安全的[20]。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。目前國內對於Fenton試劑用於印染廢水處理方面的研究很多，結果證明Fenton 試劑對於印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質的廢水。
類Fenton試劑法具有設備簡單、反應條件溫和、操作方便等優點，在處理有毒有害難生物降解有機廢水中極具應用潛力。該法實際應用的主要問題是處理費用高，只適用於低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，再與其他處理方法（如生物法、混凝法等）聯用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，並拓寬該技術的應用范圍。
光催化法是利用光照某些具有能帶結構的半導體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的化學反應能在常規條件下進行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩定性高、性能優良和成本低等特徵。在全世界范圍內開展的最新研究是獲得改良的（摻入其他成分）TiO2，改良後的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產生率。
1.3.5 電化學氧化法
電化學氧化又稱電化學燃燒，是環境電化學的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。除可將有機物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學氧化還可作為生物處理的預處理工藝，將非生物相容性的物質經電化學轉化後變為生物相容性物質。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進行；設備相對較為簡單，操作費用低，易於自動控制；無二次污染等特點。
1.3.6 超聲輻射降解法
超聲輻射降解法主要源於液體在超聲波輻射下產生空化氣泡，它能吸收聲能並在極短時間內崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內產生1 900～5 200 K的高溫和超過50 MPa的高壓。進入空化氣泡的水分子可發生分解反應產生高氧化活性的•OH，誘發有機物降解；此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利於化學反應速度的提高。
超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機物最終的降解產物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進一步增強超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是目前的研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學法。目前，超聲輻射降解水體污染物的研究仍處於試驗探索階段。
1.3.7 輻射法
輻射法是利用高能射線（γ、χ射線）和電子束等對化合物的破壞作用所開發的污水輻射凈化法。一般認為輻射技術處理有機廢水的反應機理是由於水在高能輻射的作用下產生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發反應，使有害物質降解。
輻射法對有機物的處理效率高、操作簡便。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。更多資料可登錄易凈水網查看。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有極強的氧化性，對許多有機物或官能團發生反應，有效地改善水質。臭氧能氧化分解水中各種雜質所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好；還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由於國內的臭氧發生技術和工藝比較落後，所以運行費用過高，推廣有難度。

㈤ 核輻射這種在我們印象中很危險的核技術，究竟是怎麼用來處理食品的

核輻射這種在我們印象中很危險的核技術，是使用輻照技術來處理食品的：

一、輻照定義：是1905年申請專利，並於20世紀發展起來的一種滅菌保鮮技術 ，用(銫137，鈷60，等對DNA的作用)用射線照射食品（包括原材料）如糧、蔬、果、肉、調味品、葯品等進行滅菌，和減活，到延長保藏時間，穩定、提高食品質量目的的操作過程。中國相關食品產量已佔全球總量的三分之一。食品輻照是純物理加工過程，食品接受的是射線的能量。輻照食品根本不接觸放射物質，亦無殘留放射性。

二、輻照食品技術原理：輻照食品指的是利用運用x射線、γ射線或高速電子束等電離輻射產生的高能射線對食品進行加工處理以此來幫助保存食物，輻照能殺死食品和其中的昆蟲以及它們的卵及幼蟲。經過超過四十年的研究，現在約有36國家的大約50多種輻照食物輻照得到承認。正如世界衛生組織所作出的結論：輻照食品就像用巴斯德殺菌法消毒的食物一樣安全，而且有益健康。在有些方面輻照食品甚至比用巴斯德殺菌法消毒、熱殺菌，或者罐裝食物能更長期保持原味，更能保持其原有口感。 消除危害全球人類健康的食源性疾病，使食物更安全，延長食品的貨架期。輻照能殺死細菌、酵菌、酵母菌，這些微生物能導致新鮮食物類似水果和蔬菜等的腐爛變質。輻照食品能長期保持原味，更能保持其原有口感。

㈥ 電子束輻照原理，不同的輻照劑量是什麼意思

一、輻照原理的說明：
輻照交聯就是利用電子加速器產生的高能量電子束流，轟擊絕緣層及護套，將高分子鏈打斷，被打斷的每一個斷點成為自由基。自由基不穩定，相互之間要重新組合，重新組合後原來的鏈狀分子結構變成三維網狀的分子結構而形成交聯。
二、輻照交聯低煙無鹵電線電纜的特性
1、載流量大；輻照交聯電纜，經高能電子束輻照後，材料的分子結構從線性變成三維網狀分子結構，耐溫等級從非交聯的70℃提高到90℃、105℃、125℃、135℃、甚至150℃，比同規格的電纜的載流量提高15-50% 。
2、絕緣電阻大；由於輻照交聯電纜避免了採用氫氧化物作為阻燃劑，因此防止了交聯時出現的預交聯和因絕緣層吸收空氣中的水分而使絕緣電阻下降現象。從而保證了絕緣電阻值。
3、使用壽命長，過載能力強；由於輻照交聯後的聚烯烴材料的耐高溫等級高，老化溫度高，所以延長了電纜在使用過程中循環發熱的使用壽命。
4、環保，安全；由於電纜所採用的材料都是無鹵環保材料，所以電纜的燃燒特性符合環保要求。
5、產品質量溫度；傳統的溫水交聯電纜的質量受水溫度，劑制工藝，交聯添加劑等因素影響，質量不穩定，而輻照交聯電纜的質量取決於電子束的輻照劑量，輻照劑量是由計算機控制，少了人為的因素，所以質量穩定。

輻照交聯低煙無鹵阻燃電線電纜具有難以著火並具有阻止或延緩火焰蔓延的能力，過載力強，而且一旦著火，他具有無鹵，低煙，無毒，無腐蝕等特性，適用於如高層建築，賓館，醫院，地鐵，核電站，隧道，發電廠，礦石，石油，化工等。
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㈦ 同步輻射的原理及特點

1、同步輻射的原理：相對論性帶電粒子在電磁場的作用下沿彎轉軌道行進時所發出的電磁輻射。

2、特點：

高亮度（High-brilliance and flux: extremely intense and high energy ）：同步輻射光源是高強度光源，有很高的輻射功率和功率密度，第三代同步輻射光源的X射線亮度是X光機的上億倍。

寬波段（ Wide energy spectrum: tunable wavelength ）：同步輻射光的波長覆蓋面大，具有從遠紅外、可見光、紫外直到X射線范圍內的連續光譜，並且能根據使用者的需要獲得特定波長的光。

窄脈沖（Very short pulses: nano-second ）：同步輻射光是脈沖光，有優良的脈沖時間結構，其寬度在10-11~10-8秒之間可調，脈沖之間的間隔為幾十納秒至微秒量級，這種特性對「變化過程」的研究非常有用，如化學反應過程、生命過程、材料結構變化過程和環境污染微觀過程等。

高準直：同步輻射光的發射集中在以電子運動方向為中心的一個很窄的圓錐內，張角非常小，幾乎是平行光束，堪與激光媲美，其中能量大於10億電子伏的電子儲存環的輻射光錐張角小於1毫弧度,接近平行光束，小於普通激光束的發射角。

高偏振：同步輻射在電子軌道平面內是完全偏振的光，偏振度達 100%；在軌道平面上下是橢圓偏振；在全部輻射中，水平偏振佔75%。從偏轉磁鐵引出的同步輻射光在電子軌道平面上是完全的線偏振光，此外，可以從特殊設計的插入件得到任意偏振狀態的光。

高純凈：同步輻射光是在超高真空(儲存環中的真空度為10-7～10-9帕)或高真空（10-4～10-6帕）的條件中產生的，不存在任何由雜質帶來的污染，是非常純凈的光。

可精確預知：同步輻射光的光子通量、角分布和能譜等均可精確計算，因此它可以作為輻射計量，特別是真空紫外到X射線波段計量的標准光源。

其他特性：高度穩定性、高通量、微束徑、准相乾等。

(7)電子束輻射處理污水的基本原理擴展閱讀：

應用：

同步輻射光源已經成為生命科學、材料科學、環境科學、物理學、化學、醫葯學、地質學等學科領域的基礎和應用研究的一種最先進的、不可替代的工具，並且在電子工業、醫葯工業、石油工業、化學工業、生物工程和微細加工工業等方面具有重要而廣泛的應用。

發現：

同步輻射是速度接近光速（v≈c）的帶電粒子在磁場中沿弧形軌道運動時放出的電磁輻射，由於它最初是在同步加速器上觀察到的，便又被稱為「同步輻射」或「同步加速器輻射」。

㈧ 電子束輻射接枝和伽馬輻射接枝的異同點

在輻射交聯過程中，聚合物的自由基是通過高能射線如γ射線、電子束和中子束等的照射所產生的。在實驗室試驗時，γ射線一般由輻射源產生。工業上，常用大型電子加速器產生的電子束來使聚合物發生交聯。輻射交聯主要是使用高能射線打斷PE 中C 一C 鍵和C 一H 鍵所產生的自由基來引發交聯的。

PE 的敏化輻射問題是當前輻射交聯法生產CLPE 的一個研究重點。解決該問題的一般方法是在PE 中加人增敏劑和敏化劑或者改變輻射氣氛。常用的增敏劑主要有二甲基丙烯酸四甘醇醋、三甲基丙烯酸三羥基丙酯等。常用的敏化劑有四氯化硅、四氯化碳、氟化鈉以及炭黑等。使用乙炔氣氛是常見的PE 敏化輻射方法之一，尤其適用於PE 纖維的輻射交聯。

用輻射交聯法生產CLPE 具有以下優點：交聯與擠塑分開進行，產品質量容易控制，生產效率高，廢品率低；交聯過程中不需要另外的自由基引發劑，保持了材料的潔凈性，提高了材料的電氣性能；特別適合於化學交聯難以生產的小截面、薄壁絕緣電纜。但是輻射交聯也存在一些缺點，如對厚的材料進行交聯時需要提高電子束的加速電壓；對於像電線電纜這樣的圓形物體的交聯需要將其旋轉或者使用幾束電子束，才能使輻射均勻；一次性投資費用大；操作和維護技術復雜，運行中安全防護問題也比較苛刻。

2.2 過氧化物交聯法

過氧化物交聯法又名化學交聯法，是通過過氧化物高溫分解而引發一系列自由基反應，從而使PE 發生交聯。與輻射交聯法的不同之處在於：( l ）其交聯過程必須有交聯劑，即過氧化物存在；( 2 ）交聯反應必須在一定的溫度下進行。

用過氧化物交聯PE 可以生產出優質的交聯製品，但在製品的加工過程中，擠出溫度必須保持很低，否則早期交聯可能出現焦化，影響製品的質量甚至損壞設備，該溫度極限嚴格限制著可交聯PE的擠出速度，而且在擠出製品時，需要在高溫高壓和幾十米長（甚至上百米）的專用管道進行連續加熱，設備占據空間大，能量消耗大，生產效率低，因此限制了該技術在中小型生產企業的應用。

採用交聯劑與助交聯劑並用可以顯著地提高交聯效果。助交聯劑可以提高交聯度，降低降解幾率，並可適當降低交聯劑的用量。助交聯劑為分子中含有硫、肟及一C 一C 一類結構的單體或聚合物，常用的品種有肟類和甲基丙烯酸甲酯類。聚乙烯過氧化物交聯近年來的主要發展方向是將極性單體接枝到聚乙烯鏈上。極性單體包括馬來酸酐、丙烯酸、丙烯醯胺和丙烯酸酯等。接枝後的聚乙烯與金屬、填料或其它聚合物之間的相容性得到改善。

2.3 硅烷交聯法

硅烷交聯法又名溫水交聯法，將硅烷接枝到聚乙烯主鏈上，在水和催化劑的作用下，引發硅氧烷鍵交聯而獲得交聯聚乙烯。硅烷交聯聚乙烯的成型過程首先是使過氧化物引發劑受熱分解，使之成為化學活性很高的游離基。這些游離基奪取聚合物分子中的氫原子使聚合物主鏈變為活性游離基，然後再與硅烷交聯劑產生接枝反應，接枝後的聚乙烯在有機錫的催化作用下，發生水解縮合形成一Si 一。一Si 一交聯鍵即得到硅烷交聯聚乙烯。與其它方法相比，硅烷交聯法所得的聚乙烯產品具有如下優點：（l）設備投資少，生產效率高，成本低；（2）工藝通用性強，適用於所有密度的聚乙烯，亦適用於大部分有填充料的聚乙烯；（3）不受厚度限制；（4）過氧化物用量少（僅為單獨用過氧化物交聯時的10 %），因此在聚乙烯絕緣層生成微孔較少，有利於保持聚乙烯的高絕緣性；（5）耐老化性能好，使用壽命長。

硅烷交聯常用的接枝單體有乙烯基丁甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（2－甲氧基乙氧基）硅烷；常用的引發劑有過氧化二異丙苯、過氧化二特丁烷、l , 3－二特丁基過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化苯甲醯等；交聯催化劑包括有機金屬化合物、無機酸、脂肪酸等，一般使用有機錫衍生物如二丁烯基錫二月桂酸。

在有機錫等催化劑存在下，易出現過早交聯，產生結焦，影響進一步的加工和製品性能。為了解決此問題，美國聯碳（UCC ）公司採用二羥基氧化錫、羧酸和羧酸鹽在加工過程中反應生成催化劑的方法。硅烷溫水交聯聚乙烯工藝中的主要缺點是交聯反應速度較慢，如果採用酯類過氧化物（如叔丁基過氧化物異壬基酯）作引發劑和用金屬氧化物（如氧化鋅、氧化錫等）作縮合催化劑，交聯速度快，可省去溫水或蒸汽交聯工藝。英國BP 公司用二丁基錫的聚合物作為水解縮合催化劑來代替目前常用的二丁基錫二月桂酸酯，可提高催化劑的活性，交聯均勻，所得產品的性能好；常用的抗氧劑有1010與硫代二丙酸二月桂酯組成協同體系，用於交聯體系；常用的分散劑用可與聚乙烯相容的低分子量液體如液體石蠟等。

聚乙烯經硅烷交聯後的物理性能有較為顯著的變化。

（l ）耐熱性能提高：由於交聯聚乙烯為體型大分子，故為不熔、不溶物，耐熱性能明顯提高。交聯度低，維卡軟化點變化不大；交聯度高，維卡軟化點可提高30℃～40℃；交聯聚乙烯的長期使用溫度為95℃一100℃。分子量為20萬的聚乙烯每個分子鏈上僅接有12 一13 個硅烷單體，所以硅烷交聯聚乙烯的交聯點間距大，又因一Si 一O 一鍵與一Si 一C 一鍵的柔性好，因此交聯聚乙烯的耐低溫性好，可在－50 ℃ 甚至一70 ℃ 以上使用。並且，由於硅烷交聯聚乙烯的分子結構不同於通常過氧化物交聯形成的分子間一C 一C 一交聯鍵，其3 個硅烷氧基均可以進行水解縮合反應，能夠形成立體網狀交聯，因此，其熱機械性能一般優於具有一C 一C 一平面結構的過氧化物交聯聚乙烯。即使硅烷交聯聚乙烯的交聯度比過氧化物交聯的低15％一20 % ，兩者的熱變形溫度仍相當。

( 2 ）耐化學介質性優異。交聯聚乙烯比普通聚乙烯有更好的耐化學介質性能，一方面是因為交聯後強度提高，另一方面是聚乙烯鏈上接枝硅烷長鏈後，由於長鏈不斷進人緊密堆砌的片晶格子中，因而增加了晶體間的連接分子數目此外，結構上的長支鏈纏結強化了晶片間的無定形區，使耐環境應力提高，特別是在100 ℃ 以下的較高溫度范圍內；( 3 ）電絕緣性能突出。交聯聚乙烯結晶區較少，密度均勻，並且引人了無極性的一Si一O一鍵與一Si一C 一鍵，使其電絕緣性基本無變化，所以仍屬於好的絕緣材料，並且在較高溫度和苛刻的化學介質中絕緣性仍較高，常用於電纜屏蔽層。

硅烷交聯聚乙烯的生產工藝主要有兩步法交聯工藝、一步法交聯工藝和乙烯－硅烷共聚交聯工藝3 種。

㈨ 煙氣脫硫脫硝工藝流程圖

濕法煙氣脫硫技術

優點：濕法煙氣脫硫技術為氣液反應，反應速度快，脫硫效率高，一般均高於90％，技術成熟，適用面廣。濕法脫硫技術比較成熟，生產運行安全可靠，在眾多的脫硫技術中，始終占據主導地位，占脫硫總裝機容量的80％以上。
缺點：生成物是液體或淤渣，較難處理，設備腐蝕性嚴重，洗滌後煙氣需再熱，能耗高，佔地面積大，投資和運行費用高。系統復雜、設備龐大、耗水量大、一次性投資高，一般適用於大型電廠。
分類：常用的濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。

A石灰石／石灰-石膏法：
原理：是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸鈣，經分離的亞硫酸鈣（CaSO3）可以拋棄，也可以氧化為硫酸鈣（CaSO4），以石膏形式回收。是目前世界上技術最成熟、運行狀況最穩定的脫硫工藝，脫硫效率達到90％以上。

目前傳統的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝在現在的中國市場應用是比較廣泛的，其採用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫後生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由於其溶解度較小，極易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現象。對比石灰石法脫硫技術，雙鹼法煙氣脫硫技術則克服了石灰石—石灰法容易結垢的缺點。

B 間接石灰石-石膏法:
常見的間接石灰石-石膏法有：鈉鹼雙鹼法、鹼性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理：鈉鹼、鹼性氧化鋁(Al2O3·nH2O)或稀硫酸（H2SO4）吸收SO2，生成的吸收液與石灰石反應而得以再生，並生成石膏。該法操作簡單，二次污染少，無結垢和堵塞問題，脫硫效率高，但是生成的石膏產品質量較差。

C 檸檬吸收法：
原理：檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有較好的緩沖性能，當SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時，煙氣中的SO2與水中H發生反應生成H2SO3絡合物,SO2吸收率在99％以上。這種方法僅適於低濃度SO2煙氣，而不適於高濃度SO2氣體吸收，應用范圍比較窄。
另外，還有海水脫硫法、磷銨復肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術。 干法煙氣脫硫技術

優點：干法煙氣脫硫技術為氣同反應，相對於濕法脫硫系統來說，設備簡單，佔地面積小、投資和運行費用較低、操作方便、能耗低、生成物便於處置、無污水處理系統等。

缺點：但反應速度慢，脫硫率低，先進的可達60-80％。但目前此種方法脫硫效率較低，吸收劑利用率低，磨損、結垢現象比較嚴重，在設備維護方面難度較大，設備運行的穩定性、可靠性不高，且壽命較短，限制了此種方法的應用。
分類：常用的干法煙氣脫硫技術有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電乾式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。

典型的干法脫硫系統是將脫硫劑(如石灰石、白雲石或消石灰)直接噴入爐內。以石灰石為例，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒後形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應生成硫酸鈣，達到脫硫的目的。

干法煙氣脫硫技術在鋼鐵行業中已經有應用於於大型轉爐和高爐的例子，對於中小型高爐該方法則不太適用。干法脫硫技術的優點是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化後煙氣溫度較高，有利於煙囪排氣擴散，不會產生「白煙」現象，凈化後的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小；其缺點是脫硫效率較低，設備龐大、投資大、佔地面積大，操作技術要求高。常見的干法脫硫技術有。A 活性碳吸附法：
原理：SO2被活性碳吸附並被催化氧化為三氧化硫(SO3)，再與水反應生成H2SO4，飽和後的活性碳可通過水洗或加熱再生，同時生成稀H2SO4或高濃度SO2。可獲得副產品H2SO4，液態SO2和單質硫，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫資源。該技術經西安交通大學對活性炭進行了改進，開發出成本低、選擇吸附性能強的ZL30，ZIA0，進一步完善了活性炭的工藝，使煙氣中SO2吸附率達到95.8％，達到國家排放標准。

B 電子束輻射法：
原理：用高能電子束照射煙氣，生成大量的活性物質，將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3)，並被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收

C 荷電乾式吸收劑噴射脫硫法(CD．SI):
原理：吸收劑以高速流過噴射單元產生的高壓靜電電暈充電區，使吸收劑帶有靜電荷，當吸收劑被噴射到煙氣流中，吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表面充分暴露，使脫硫效率大幅度提高。此方法為干法處理，無設備污染及結垢現象，不產生廢水廢渣，副產品還可以作為肥料使用，無二次污染物產生，脫硫率大於90％，而且設備簡單，適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產生高能電子；對於一般的大型企業來說，需大功率的電子槍，對人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運行和維護要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置，煙氣中SO2的脫硫達到國家排放標准。

D 金屬氧化物脫硫法：
原理：根據SO2是一種比較活潑的氣體的特性，氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對SO2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO2發生化學反應，生成金屬鹽。然後對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法，雖然沒有污水、廢酸，不造成污染，但是此方法也沒有得到推廣，主要是因為脫硫效率比較低，設備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術的關鍵是開發新的吸附劑。
以上幾種SO2煙氣治理技術目前應用比較廣泛的，雖然脫硫率比較高，但是工藝復雜，運行費用高，防污不徹底，造成二次污染等不足，與我國實現經濟和環境和諧發展的大方針不相適應，故有必要對新的脫硫技術進行探索和研究。