纳米复合水处理剂

⑴ 电厂化学水处理

1 化学废水集中处理现状
电厂的化学废水有经常性废水和非经常性废水两部分，2×600 MW机组的废水排放量如表1所示。
表1 化学废水排放量
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由表1可知全厂废水排放量约为经常性：(24＋80)t/h(连续)，非经常性：22000 t/a(平均)
1.1 废水处理主要流程
化学废水→废水贮存槽→氧化槽→反应槽→pH调整槽→混合槽→凝聚澄清池→清净水槽(水质监控)→煤灰用水系统。
澄清池底部排泥经浓缩池浓缩后送至泥渣脱水机脱水，泥饼用汽车运到干灰场贮存。清水返回废水贮存池。
1.2 存在问题
1.2.1 容量方面
上述流程将锅炉酸洗废水、锅炉排污水、锅炉补给水处理系统所排废水、凝结水精处理系统废水等全厂所有化学废水，都集中至化学废水集中处理站处理。这样，集中处理系统的容量大、占地多、造价高。
1.2.2 处理设施方面
传统的贮存槽主要是贮存废水，兼有部分粗调功能。但废水的氧化、反应、pH调整和混合，分别在氧化槽、反应槽、pH调整槽和混合槽中进行。这些槽上设有各种搅拌、加酸、加碱设施，且池内防腐、池上盖房（或棚）。这样，废水处理系统流程复杂、处理设施繁多、投资大、运行管理不便。
1.3 主要设备及其技术数据
废水贮存槽：V＝1 000 m3 6座
氧化槽、反应槽、pH调整槽、混合槽：V＝600 m 31套
澄清池：Q＝100m3/h 2座
浓缩池：Q＝20m3/h 1座
脱水机：Q＝10m3/h 2台
清净水槽：8 m×6m×3m 2座
废水贮存池用排水泵： H＝0.23MPa，Q＝50m3/h 12台
药品储存、计量系统设备：1套
2 简化后的化学废水集中处理系统
2.1 处理系统主要流程
化学废水→废水贮存槽A→废水贮存槽(该槽兼有贮存、氧化、反应、pH调整和混合五种功能)→凝聚澄清池→清净水槽(水质监控)→煤灰用水系统。
澄清池底部排泥处理方法与传统方式相同。
2.2 优点
2.2.1 容量方面
锅炉补给水处理系统和凝结水处理系统的反冲洗水，主要是悬浮物不合乎排放标准，将其直接排入工业下水道，由工业废水处理系统处理。
锅炉补给水处理系统和凝结水处理系统的再生废水，主要是pH值不合乎排放标准，此部分水就地调pH值排放。如将此部分水用泵送入化学废水集中处理站，处理方法仍是调pH值。
锅炉酸洗废水、锅炉排污水等化学废水，因其量大、悬浮物高、pH值也不符合排放标准要求，就地处理困难大，故集中起来处理较方便。
循环水弱酸处理站废水，含有硫酸钙易沉物，虽然目前环保对排水的含盐量没有限制，但悬浮物超标不能排；另外，如只将此水就地调pH值，而不去除其中的硫酸钙就排入自流下水道，长此以往，有污堵下水道的隐患。这部分废水进行集中处理。通过以上划分，系统的容量可大大减小。设计流量由100 m3/h降至80 m3/h。
2.2.2 处理设施方面
取掉了传统废水处理流程中的氧化槽、反应槽、pH调整槽和混合槽五种设施，以及五种设施上的各种配套设备、管道和厂房（或棚）。虽然取消了五种设施，但这五种设施的处理功能并没取消，而是在废水贮槽B中进行，因为传统的贮存槽本身具有粗调水质的功能，现将其转换成细调功能即行。
2.2.3 废水贮存槽方面
传统工艺的废水储存槽有1000 m3的池子6座。每座都设有2台耐腐蚀输送泵、加药管道、空气搅拌管道、检测装置等。
系统简化后贮存槽总容量从6000m3缩小为 m3，且分为A型和B型。废水贮存槽A只有1座3000 m3的池子，废水贮存槽B有2座1000m3的池子。
废水贮存槽A，用来储存废水，并输送废水到废水贮存槽B，没有调整废水水质的功能；这座池上只设有2台输送泵和空气搅拌管道，没有加药管道和检测装置。
2座废水贮存槽B，开始用来储存废水，储满后一池用来调整（氧化、反应、pH调整和混合）废水，另一池输送已调整好的废水至澄清池，两池倒换使用；这两池上各设有输送泵、加药管道、空气搅拌管道和检测装置。
2.3 主要设备及其技术数据
废水贮存槽A：V＝3 000 m3 1座
废水贮存槽B：V＝1 000 m3 2座
澄清池：Q＝80 m3/h 2座
浓缩池：Q＝15 m3/h 1座
脱水机：Q＝10 m3/h 2台
清净水槽：6 m×6 m×3 m 2座
废水贮存池用排水泵：H＝0.23 MPa、Q＝40 m3/h 6台
药品储存、计量系统设备： 1套
3 两种处理方案的主要经济指标比较
详见表2。
表2 两种处理方案的主要经济指标
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⑵ 药厂里的水处理是什么东东

水处理是指为达到成品水（生活或生产的用水和作为最后处置的废水）的水质要求而对原料水(原水)的加工过程。 1.加工原水为生活或工业的用水时，称为给水处理； 2.加工废水时，则称废水处理。废水处理的目的是为废水的排放（排入水体或土地）或再次使用（见废水处置、废水再用）。 在循环用水系统以及水的再生处理中，原水是废水，成品水是用水，加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理过程中所产生的废水和污泥的处理及最终处置（见污泥处理和处置），有时还有废气的处理和排放问题。水的处理方法可以概括为三种方式：①最常用的是通过去除原水中部分或全部杂质来获得所需要的水质；②通过在原水中添加新的成分来获得所需要的水质；③对原水的加工不涉及去除杂质或添加新成分的问题。 水中杂质和处理方法 水中杂质包括挟带的粗大物质、悬浮物、胶体和溶解物。粗大的物质如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、废水中的砂砾以及大块污物等。给水工程中,粗大杂质由取水构筑物的设施去除,不列入水处理的范围。 废水处理中，去除粗大的杂质一般属于水的预处理部分。悬浮物和胶体包括泥沙、藻类、细菌、病毒以及水中原有的和在水处理过程中所产生的不溶解物质等。溶解物有无机盐类、有机化合物和气体。去除水中杂质的处理方法很多，主要方法的适用范围可以大致按杂质的粒度来划分（图1）。由于原水所含的杂质和成品水可允许的杂质在种类和浓度上差别很大，水处理过程差别也很大。 就生活用水（或城镇公共给水）而论，取自高质量水源（井水或防护良好的给水专用水库）的原水，只需消毒即为成品水；取自一般河流或湖泊的原水，先要去除泥沙等致浊杂质，然后消毒；污染较严重的原水，还需去除有机物等污染物；含有铁、锰的原水（例如某些井水），需要去除铁、锰。生活用水可以满足一般工业用水的水质要求,但工业用水有时需要进一步的加工,如进行软化、除盐等。 当废水的排放或再用的水质要求较低时，只需用筛除和沉淀等方法去除粗大杂质和悬浮物(常称一级处理)；当要求去除有机物时，一般在一级处理后采用生物处理法（常称二级处理）和消毒；对经过生物处理后的废水，所进行的处理过程统称三级处理或深度处理，如当废水排入的水体需要防止富营养化所进行的去除氮、磷过程即属于三级处理（见水的物理化学处理法）。当废水作为水源时，成品水水质要求以及相应的加工流程随其用途而定。理论上，现代的水处理技术，可以从任何劣质水制取任何高质量的成品水。
编辑本段相关概念
RO 纯水系统水处理制剂 水处理
RO pure water system water treatment preparation 采用具有良好的协同处理效应的复合制剂，能有效防止水垢、微生物粘体的形成、提高系统的脱盐率、产水量；延长RO膜的使用寿命。 Adopt the compound preparation having fine coordination treatment effect , can have an effect to prevent scale , the microorganism from gluing body's formation , improve systematic desalination rate , proce a water yield; Prolong RO film life time. Risr-RO386 专用阻垢剂 Risr-RO386 special use hinders the dirty agent Risr-RO387 专用清洗剂 Risr-RO387 special use washes an agent 循环冷却水处理 Circulation chilled water system 保证冷却水塔、冷水机台等设备处于最佳的运行状态，有效的控制微生物菌群、抑制水垢的产生、预防管道设备的腐蚀。达到降低能耗、延长设备的使用寿命的目的。专案制定水处理方案，采用专业的复合水处理制剂及完善的技术服务体系。 Guarantee cooling water tower , cold water machine the platform waits for equipment to be in optimum operation state , effective the group controlling the microorganism bacterium , the creation restraining scale , the corrosion taking precautions against pipeline equipment's. Achieve the life time recing energy consumption , prolonging equipment's purpose. Special case for investigation works out the water treatment scheme , adopt the special field compound water treatment preparation and perfect technical service system. Risr-668A/B 杀菌灭藻剂 Risr-668A/B The sterilization extinguishes the algae medicinal preparation Risr-LQ512缓蚀阻垢剂 Risr-LQ512Slow eclipse anti- filthy medicinal preparation Risr-586设备清洗剂 Risr-586Equipment cleansing agent 锅炉水处理制剂 Boiler water treatment preparation 采用具有良好协同处理效应的复合制剂,防止锅炉的腐蚀与结垢，稳定锅炉水质保证锅炉的正常运行，降低锅炉本体的消耗、延长其使用寿命。 Adopt the compound preparation having the fine coordination treatment effect , guard against boiler corrosion and fouling, 水
the water quality stabilizing a boiler ensures that the boiler regularity works , reces the boiler body consumption , prolongs whose life time. Risr-GL668 复合锅炉水处理制剂 Risr-GL668 compound boiler water treatment preparation Risr-GL658 清罐剂 Risr-GL658 cleans up the jar agent Risr-GL638 碱度调整剂 Risr-GL638 Agent alkalinity is adjusted 喷漆房循环水处理制剂 Lacquer house circulation water treatment preparation 药剂属于复合制剂具有广普的分散能力，其处理的油漆渣脱水性良好，处理的漆渣为无黏性团状，便于打捞等下一阶段的处理。药剂的环境介面友好、处理效能稳定。能有效的防止油漆黏附在管道设备所带来的困扰，同时降低水体中COD含量，除去异味，改善环境，延长循环水的使用寿命。 The medicament belongs to compound preparation have general broad dispersing ability, the paint resie dehydration nature that the person handles is fine , the lacquer resie handling is the treatment there being no sticky time as soon as stages such as roll a shape into a ball , easy to salvage. The efficacy stabilizes upright amicable , handle face to face of the medicament environment. Can there be an effect's guarded against a paint sticky attach the harassment in what pipeline equipment brings about , at the same time, rece wave middle COD contents , eliminate peculiar smell , improve an environment, life time prolonging recirculating water. Risr-TZ618A 有机油漆树脂分散剂（漆雾凝聚剂） Risr-TZ618A Organic paint resin dispersant (lacquer fog flocculating agent) Risr-TZ618B 悬浮剂 Risr-TZ618B suspension agent 废水处理制剂 水处理
Waste water treatment preparation 采用合理的水处理工艺，配合水的深度处理，处理水可达到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水标准等，可以长时间循环使用，节约大量水资源。 Adopt the rational water treatment handicraft, the depth coordinating water's handles, water reclaims in processing water but reaching GB5084-1992 , CECS61-94 using water standard to wait , to be able to cycle for a long time to be put into use, save large amount of water resource. Risr-601环保型COD专用除去剂 Risr-601 environmental protection type COD special use eliminates an agent MRisr- 2688重金属捕捉剂 MRisr-2688 heavy metal catches an agent 瑞仕莱斯水处理科技 水处理（water treatment ）对水源水或不符合用水水质要求的水，采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。 水的处理方法可以概括为三种方式：①最常用的是通过去除原水中部分或全部杂质来获得所需要的水质；②通过在原水中添加新的成分来获得所需要的水质；③对原水的加工不涉及去除杂质或添加新成分的问题。 水
软化水处理:用化学"树脂"处理,如硬水软化. 常用的污水处理技术有生物化学法，如活化污泥法(Activated Sludge Process)，生物结层法(Fixed Biofilm Processes)，混合生物法(Combined Biological Processes)等；物理化学法，如粒质过滤法(Granular Media Filtration)，活化炭吸附法(Activated Carbon Adsorption)，化学沉淀法(Chemical Precipitation)，膜滤/析法(Membrane Processes)等；自然处理法，如稳定塘法(Stabilization Ponds)，氧化沟法 (Aerated or Facultative Lagoons)，人工湿地法(Constructed Wetlands),化学色可赛思树脂处理法.纳滤膜分离原理 纳滤膜又称为超低压反渗透膜，日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的分离原理进行了具体的定义：操作压力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90％的膜可以认为是纳滤膜。现在，纳滤膜分离技术已经从反渗透技术中分离出来，成为介于超滤和反渗透技术之间的独立的分离技术，己经广泛应用于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域，成为水处理技术中的一个重要的分支。 纳滤技术原理 a.溶解、扩散原理：渗透物溶解在膜中，并沿着它的推动力梯度扩散传递，在纳滤膜的表面形成物相之间的化学平衡，传递的形式是：能量=浓度o淌度o推动力，使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。 b.电效应：纳滤膜与电解质离子间形成静电作用，电解质盐离子的电荷强度不同，造成膜对离子的截留率有差异，在含有不同价态离子的多元体系中，由于道南(DONNAN)效应，使得膜对不同离子的选择性不一样，不同的离子通过膜的比例也不相同。 纳滤过程之所以具有离子选择性，是由于在纳滤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。纳滤膜可能的荷电密度为0.5～2meq/g。 纳滤膜的分离原理 纳滤膜介于RO与UF膜之间，对NaCL的脱除率在90%以下，反渗透膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率，但纳滤膜只对特定的溶质具有高脱除率； 纳滤膜主要去除直径为1个纳米(nm)左右的溶质粒子，截留分子量为100～1000，在饮用水领域主要用于脱除三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂，可溶性有机物，Ca、Mg等硬度成分及蒸发残留物质 。
编辑本段水处理工艺
污水处理一般来说包含以下三级处理：一级处理是它通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、铁离子、锰离子、油脂等。二级处理是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同，有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。 纯净水处理工艺，视原水水质而定。 如果原水是市政自来水，一般的流程是 砂滤--活性炭过滤器--软化（可有可无）--保安过滤器--反渗透--紫外消毒--产水 如果是一般的地表水，在进入上述流程之前要杀菌并添加絮凝剂。 如果是井水，在砂滤后要加除铁锰过滤器。
机械处理工段
机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的方法有两种，一般通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理方式。机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程必备工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池)，城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25％和50％。在生物除磷脱氮型污水处理厂，一般不推荐曝气沉砂池，以避免快速降解有机物的去除；在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下，初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑，以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。另一种方法是应用化学处理，应用絮凝剂将用害的金属絮凝沉淀。
污水生化处理
污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2／O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥)；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。 在污水生化处理过程中，影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类： 一、基质类包括营养物质，如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素；另外，还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。 二、环境类影响因素主要有： (1)温度。温度对微生物的影响是很广泛的，尽管在高温环境(50℃～70℃)和低温环境(-5～0℃)中也活跃着某些类的细菌，但污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。在适宜的温度范围内，微生物的生理活动旺盛，其活性随温度的增高而增强，处理效果也越好。超出此范围，微生物的活性变差，生物反应过程就会受影响。一般的，控制反应进程的最高和最低限值分别为35℃和10℃。 (2)PH值。活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是6.5-8.5，酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长，严重时会使污泥絮体遭到破坏，菌胶团解体，处理效果急剧恶化。 (3)溶解氧。对好氧生物反应来说，保持混合液中一定浓度的溶解氧至关重要。当环境中的溶解氧高于0.3mg/l时，兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸；当溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零时，兼性菌则转入厌氧呼吸，绝大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌(多数为丝状菌)还可能生长良好，在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。一般的，曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜，过高则增加能耗，经济上不合算。 在所有影响因素中，基质类因素和PH值决定于进水水质，对这些因素的控制，主要靠日常的监测和有关条例、法规的严格执行。对一般城市污水而言，这些因素大都不会构成太大的影响，各参数基本能维持在适当范围内。温度的变化与气候有 水处理设备
关，对于万吨级的城市污水处理厂，特别是采用活性污泥工艺时，对温度的控制难以实施，在经济上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通过设计参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求，以达到处理目标。因此，工艺控制的主要目标就落在活性污泥本身以及可通过调控手段来改变的环境因素上，控制的主要任务就是采取合适的措施，克服外界因素对活性污泥系统的影响，使其能持续稳定地发挥作用。 实现对生物反应系统的过程控制关键在于控制对象或控制参数的选取，而这又与处理工艺或处理目标密切相关。 前已述及溶解氧是生物反应类型和过程中一个非常重要的指示参数，它能直观且比较迅速地反映出整个系统的运行状况，运行管理方便，仪器、仪表的安装及维护也较简单，这也是近十年我国新建的污水处理厂基本都实现了溶解氧现场和在线监测的原因。
三级处理
三级处理是对水的深度处理，现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道，作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。 由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。所以在实际的应用过程中，污水处理过程中的污泥处理也是相当关键的。

⑶ 工业水处理领域新技术

三明治”纳米复合物问世，可同时移除废水及土壤中的铬和镉 三维石墨烯管治污神器，光照两周污水变清 中一科一院宁波材料所利用正渗透膜研发便携式海水淡化器

⑷ 纳米材料为什么作用那么大

纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统,其结构既不同于体块材料,也不同于单个的原子.其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,拥有一系列新颖的物理和化学特性,在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值.
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣.80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予极大关注.它所具有的独特的物理和化学性质,使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇.纳米材料的应用前景十分广阔.近年来,它在化工生产领域也得到了一定的应用,并显示出它的独特魅力.
1.在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度.大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染.纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件.纳米粒于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行.纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍.
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面.分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对.在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应.
光催化反应涉及到许多反应类型,如醇与烃的氧化,无机离子氧化还原,有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成,固氮反应,水净化处理,水煤气变换等,其中有些是多相催化难以实现的.半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物.例如纳米TiO2,既有较高的光催化活性,又能耐酸碱,对光稳定,无毒,便宜易得,是制备负载型光催化剂的最佳选择.已有文章报道,选用硅胶为基质,制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂.Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒,对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂,可代替昂贵的铂或钮催化剂.纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温.用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究,是未来催化科学不可忽视的重要研究课题,很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革.
2.在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力.表面涂层技术也是当今世界关注的热点.纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能.借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性.涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层.结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能,从而获得传统涂层没有的功能.结构涂层有超硬、耐磨涂层,抗氧化、耐热、阻燃涂层,耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层,导电、绝缘、半导体特性的电学涂层,氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等.在涂料中加入纳米材料,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等,在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用.在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节约能源的目的.在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热、阻燃等效果.日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料,所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等.这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子,在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性,因而能起到静电屏蔽作用,而且氧化物纳米微粒的颜色不同,这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色,克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性.纳米材料的颜色不仅随粒径而变,还具有随角变色效应.在汽车的装饰喷涂业中,将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中,能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果,从而使传统汽车面漆旧貌换新颜.纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料.在涂料中加入纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加.纳米涂层具有良好的应用前景,将为涂层技术带来一场新的技术革命,也将推动复合材料的研究开发与应用.
3.在其它精细化工方面的应用
精细化工是一个巨大的工业领域,产品数量繁多,用途广泛,并且影响到人类生活的方方面面.纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音,并显示它的独特畦力.在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域,纳米材料都能发挥重要作用.如在橡胶中加入纳米SiO2,可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力.纳米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡胶中,可以提高橡胶的耐磨性和介电特性,而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶.塑料中添加一定的纳米材料,可以提高塑料的强度和韧性,而且致密性和防水性也相应提高.国外已将纳米SiO2,作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中,使其密封性和粘合性都大为提高.此外,纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用.在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2,可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3,不仅不影响玻璃的透明度,而且还会提高玻璃的高温冲击韧性.一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能,而且质地细腻,无毒无臭,添加在化妆品中,可使化妆品的性能得到提高.超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业.最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白.纳米TiO2,能够强烈吸收太阳光中的紫外线,产生很强的光化学活性,可以用光催化降解工业废水中的有机污染物,具有除净度高,无二次污染,适用性广泛等优点,在环保水处理中有着很好的应用前景.在环境科学领域,除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外,还将出现功能独特的纳米膜.这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染,并能对这些制剂进行过滤,从而消除污染.
4.在医药方面的应用
21世纪的健康科学,将以出入意料的速度向前发展,人们对药物的需求越来越高.控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗,已提到研究日程上来.纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便.用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体,可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器,只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病,美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物,称之为“定向导弹”.该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物,注射到人体血管中,通过磁场导航输送到病变部位,然后释放药物.纳米粒子的尺寸小,可以在血管中自由流动,因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变.对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作.据《人民日报》报道,我国将纳米技术应用于医学领域获得成功.南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉.这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒,然后使之附着在棉织物上.银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用,通过纳米技术处理后的银表面急剧增大,表面结构发生变化,杀菌能力提高200倍左右,对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用.
微粒和纳粒作为给药系统,其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应.纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药.
纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程,从而根据生物学原理发展分子应用工程.在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后,可以固定大量蛋白质特别是酶,从而控制生化反应.这在生化技术、酶工程中大有用处.使纳米技术和生物学相结合,研究分子生物器件,利用纳米传感器,可以获取细胞内的生物信息,从而了解机体状态,深化人们对生理及病理的解释.
5.结语
纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等.21世纪将是纳米技术的时代,为此,国家科委、中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要、最前沿的科学”.纳米材料的应用涉及到各个领域,在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景.纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题.21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件.通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础.纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用.随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用.

⑸ 介质浓度对纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层抗介质渗透能力影响研究

杨立红^1，2刘福春²韩恩厚²任玉林¹李宗田¹

（1.中国石化石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国科学院金属研究所，沈阳110016）

摘要 依据前期工作，遴选盐基比（P/B）为0.3的纳米氧化锌改性聚氨酯涂层，探讨了介质浓度对涂层抗介质渗透能力的影响规律。结果表明，纳米氧化锌改性聚氨酯涂层的寿命随着腐蚀性介质浓度的升高而降低，溶液浓度越高，电阻下降越快。而在浸泡一定时间后，高浓度溶液中的涂层电容反而较低，原因是扩散进入涂层中的离子与水形成宏观水簇，降低了水的活度，同时也降低了涂层的防护性能。

关键词 电化学阻抗谱 纳米氧化锌复合涂层 介质浓度

Determination of the Effect of Solution Concentration on the Water Uptake and Coatings Lifetime by EIS

YANG Li-hong^1，2，LIU Fu-chun²，HAN En-hou²，REN Yu-lin¹，LI Zong-tian¹

（1.Exploration ＆ Proction Research lnstitute，SlNOPEC，Beijing100083；2.lnstitute of Metal Research，Chinese Academy of Science，Shenyang110016）

Abstract The protective properties of polyurethane coatings were studied using the impedance spectros technique.The effects of solution concentration were investigated.The results obtained can be summarized as follows：（1）the lifetime increases with decreasing the NaCl concentration；（2）The presence of Cl^-ion can slightly increase the diffusion coefficient of water ring the initial stage of immersion，however，inhibits the absorption of water at the following stage，which is mainly e to water clustering with the absorbed ions more easily than that with resin，leading to microscopic clusters and decreasing the activity of water.

Key words EIS nano-ZnO/polyurethane coating Solution concentration

有机涂层对金属基体的保护是一个复杂的过程，通常是通过阻挡机制、电化学机制以及黏结机制起作用^［1，2］。腐蚀性介质（离子、水、氧等）通过吸附和传输进入有机涂层中，从而影响了涂层/金属体系的腐蚀特性。对涂层/金属体系的界面行为已经有了广泛的探讨，但对环境因素的影响还缺少深入的研究。

随着电化学技术在涂层领域内的深入应用，许多电化学测试方法已成功地应用于涂层分析中，电化学阻抗谱（EIS）是一种无损检测技术，通过阻抗谱测定可获得涂层防护性能的许多信息，因此已经被广泛地应用于涂层的检测以及腐蚀机理研究^［3～7］。本文主要应用EIS方法研究聚氨酯涂层的防护特性，重点探讨水及离子在纳米复合聚氨酯涂层中的传输行为。

1 实验方法

1.1 涂层的制备

以聚氨酯为基料，纳米ZnO为颜料，配成颜基比为0.3的4种样品（图1），基底金属为45^＃钢板，经机械抛光，丙酮除油无水乙醇除水处理后涂装，涂层干膜厚度为（30±5）μm。涂装完成后，在80℃下固化10h。

图1 颜基比为0.3的纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层的透射电镜形貌

1.2 电化学阻抗测量

电化学阻抗测试采用美国EG＆G公司M263恒电位仪和5210锁向放大器组成的M398交流阻抗测量系统，测试频率范围为：10^-2～10⁵Hz，正弦波信号的振幅为20mV，测试采用三电极体系，辅助电极为不锈钢，参比电极为饱和甘汞电极，以基体金属为研究电极，阻抗数据经计算机采集后，用EQUIVCRT软件解析。腐蚀介质为一次蒸馏水配制的浓度分别为0和3.5%的NaCl溶液，NaCl为分析纯试剂。将待测涂层试样安装在电解池中，于不同的浸泡时间测量体系的电化学阻抗谱。

2 结果与讨论

2.1 纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层在不同浓度溶液中的电化学阻抗谱特征

纳米氧化锌改性聚氨酯涂层在3.5%NaCl溶液浸泡过程中，涂层的电阻逐渐降低，相位角逐渐向高频方向移动，说明涂层中的缺陷随着浸泡时间的延长而逐渐增加（图2）。当浸泡到180h时，电阻已经低于10⁸Ω·cm²。而涂层电阻是体现涂层抗介质渗透能力的一个重要参数，通常来说涂层电阻越低，抗介质渗透能力越差，当电阻达到10⁷Ω·cm²时，涂层已经失去了应有的保护作用。

图2 纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层在蒸馏水中浸泡的波特图

图3为颜基比为0.3的纳米氧化锌复合聚氨酯涂层在蒸馏水中浸泡的阻抗谱，从图中可以看出，在整个浸泡过程中，阻抗谱一直维持一个时间常数，涂层的电阻较稳定，且一直处于较高水平。这说明涂层的防护性能良好，在浸泡过程中，电解质溶液没有通过渗透到达涂层/基体界面，基底金属没有发生腐蚀。

图3 纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层在蒸馏水中浸泡的波特图

与图3的结果相比较，当颜基比为0.3的纳米氧化锌改性聚氨酯涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡时，涂层的电阻下降较快，在浸泡到100h时，电化学阻抗谱即出现了第二个时间常数，此时基体金属已经发生了腐蚀，如果将第二个时间常数出现的时间定为涂层的寿命，那么纳米氧化锌改性聚氨酯涂料在蒸馏水中浸泡时涂层的寿命远远高于在3.5%NaCl溶液中浸泡时涂层的寿命。

2.2 介质浓度对纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层阻抗参数的影响规律

对上述阻抗谱进行解析，得到两种溶液浸泡过程中涂层的电阻和电容随时间变化的曲线，结果如图4所示。

涂层在介质溶液中浸泡时发生吸水与离子传输，导致涂层电容值增大而涂层的孔隙电阻减小；当侵蚀性介质传输到达基体时，形成基体/溶液的电化学界面，引起基体金属的电化学腐蚀。涂层电阻是涂层抗介质渗透能力的反映，可用来对涂层防腐蚀性能进行评价。图4（a）给出了不同溶液中涂层的孔隙电阻随浸泡时间的变化，从图中可看到，在浸泡前期，涂层电阻有所下降，而且在高浓度溶液中浸泡时下降的速度较大，涂层电阻最小。图4（b）示出了涂层电容随浸泡时间的变化关系，涂层电容的变化与涂层的吸水量直接相关，电容变化越大，涂层的吸水率越高，电容和吸水率之间满足如下关系^［8］：

X_v=100lg（C_P/C₀）/（lg80）

图4 纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层在不同溶液中浸泡时涂层参数随时间的变化

从图4中可见，电容的变化可以分为两个阶段，在浸泡初期，涂层电容逐渐升高，但浸泡到一段时间后，涂层电容趋于稳定，说明此时涂层的吸水量开始趋于饱和。对浸泡初期的电容-时间曲线进行线性拟合，结果如图5所示。

图5 浸泡初期阶段水在涂层中传输过程的线性拟合

从图5可以看出，在浸泡初期各曲线近似表现为线性关系。结合上述公式，由直线截距和斜率可计算出水在涂层中的扩散系数，计算结果表明，在3.5%NaCl介质中，水在涂层中的扩散系数为1.61×10^-11cm²/s，在蒸馏水中，水在涂层中的扩散系数为1.76×10^-11cm²/s。两种溶液中水分子的扩散系数相差不大，氯化钠溶液中水的扩散系数值比蒸馏水中稍有提高。然而从图中看到涂层的电容值却随NaCl含量增加而减小，即涂层的吸水速度下降，这种现象在浸泡中后期尤为明显，这与NaCl对水扩散系数值的影响规律完全相反，可见在浸泡的中后期，水的传输并不是以Fick扩散进行的。这是由于水和离子以不同的速率向涂层中扩散，离子在涂层中扩散速度较慢，最初阶段只是水在涂层中的传输，随着浸泡时间的延长，离子传输到达涂层中，由于水分子-聚合物之间的介电常数较低，且水分子与离子间存在一定的键合力，在涂层中均匀分布的水分子与离子相吸附，形成宏观水簇，降低了水的活度，进而抑制了水与涂层间的相互作用，因此在浸泡中后期，涂层电容随着NaCl浓度的增加而降低。此外，如果几个水-离子吸附形成的水簇相接触，就会形成一个可降低涂层电阻的通路，这样氯离子就可以通过此通路到达金属表面，形成点蚀。溶液浓度越大，这种离子水簇的量越多，越容易形成点蚀，因而涂层的寿命越短。

3 结论

（1）水在聚氨酯涂层中的传输初始阶段满足Fick第二扩散定律。初始阶段，氯离子的存在对水扩散系数的影响不大，而在浸泡一定时间后，高浓度溶液中的涂层电容反而较低，原因是离子的介电系数较高，扩散进入涂层中的离子优先与水形成宏观水簇，降低了水的活度。

（2）纳米氧化锌改性聚氨酯复合涂层的寿命随着腐蚀性介质浓度的升高而降低，溶液浓度越高，电阻下降越快。

参考文献

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［4］Mansfeld F，Jeaniaquet S L，Kendig M W.An electrochemical impedance spectros study of reactions at the metal/coating interface.Corrosion science，1986，26（9）：735.

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［8］Bellucci F，Nicodemo L.Water transport in organic coatings［J］.Corrosion，1993，49（3）：235.

⑹ 纳米技术在生活中的应用

纳米技术在治理有害气体方面、污水处理方面.汽车等领域都有着很重要的应用

1、治理有害气体

工业生产中使用的汽油、柴油以及作为汽车燃料的汽油、柴油等,由于含有硫的化合物在燃烧时会产生二氧化硫气体，这是二氧化硫最大的污染源，所以石油提炼中有一道脱硫工艺以降低其硫的含量。

纳米钛酸钻(CoTiO,)是一种非常好的室友脱硫催化剂，经它催化的石油中硫的含量小于0.01% ,达到国际标准。

2、污水处理方面

污水中通常含有有毒有害物质、悬浮物、泥沙、铁锈、异味污染物、细菌病毒等。污水治理就是将这些物质从水中去除。新的一种纳米技术可以将污水中的贵金属如金、钌、钯、铂等安全提炼出来,变害为宝。一种新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力。

它的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂三氯化铝的10~20倍。

3、汽车领域的应用

汽车制造中应用的塑料数量将越来越多。纳米塑料可以改变传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能：强度高，耐热性强，比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光 的波长，纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度，这样的纳米塑料在汽车上将有广泛的用途。

经过纳米技术处理的部分材料耐磨性更是黄铜的27倍、钢 铁的7倍。除此之外，纳米塑料除了可回收外，还有长期耐紫外线、色泽稳定、质量较轻等优点，在汽车配件中的应用领域相当广泛。

在汽车外装件中，主要用于保险杠、散热 器、底盘、车身外板、车轮护罩、活动车顶及其它保护胶条、挡风胶条等。在内饰件中，主要用于仪表板和内饰板、安全气囊材料等。相关业内专家预测，在未来的 20年内，纳米塑料将大量取代现有的车用塑料制品，有相当大的市场潜力。

(6)纳米复合水处理剂扩展阅读：

多年来，中国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前，我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家，充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，

如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

对于固体粉末或纤维，当其有一维尺寸小于100nm，即达到纳米尺寸，即可称为所谓纳米材料，对于理想球状颗粒，当比表面积大于60㎡/g时，其直径将小于100nm，达到纳米尺寸。

⑺ 需要知道纳米TiO2光催化氧化技术的详细介绍

学了三年才知道点，没有分，不想告诉你

⑻ 哪位说一下对含油污水的纳米Ti02光催化降解净化处理研究

成果简介
在石油开采和生产中，不可避免地要产生大量含油污水。对这些含油污水、特别是海上
石油开采中的含油污水的高效净化处理，对水资源保护和环境保护具有重要意义。目前我国
在原油开采中，采用斜板除油器、加气浮选器和核桃壳过滤器的老三段脱水方法来进行稠油
油田生产水处理。现有的老三段生产水处理方式存在停留时间较长、设备体积大、对破乳剂
的依赖很大等问题，探索开发新型高效含油污水处理方法很有必要。
2应用说明
纳米Ti02颗粒是性能优异的光催化剂材料，当将其悬浮于水溶液中时，在紫外光的照
射下，它能快速降解水溶液中多种有机物。但悬浮于水溶液中的纳米Ti02颗粒很难回收，
因此，在工业应用时会成本较高。清华大学成功开发制备出以纳米磁性粒子为内芯、外层包
覆Ti02层的纳米Ti02复合磁性光催化剂。这种新型纳米磁性复合Ti02光催化剂粒子的尺寸只有几十个纳米，具有很好的光催化降解性能，能降解多种有机物。同时因其磁性粒子具有软磁性能，能在外加磁场的作用下便于回收和重复使用。
最近，在中国海洋石油总公司的支持下，中海油海洋石油研究中心和清华大学合作开展
了含原油污水的纳米Ti02光催化降解净化处理研究，并以取得显著进展。
应用于工业、企业含油污水的处理。

⑼ GE纳滤膜对矿物质饮用水处理有什么作用能达到什么样的效果

ge纳滤膜
而各种膜分离过程，首先是在水处理方面得到应用，而后推广到冶金、石油、化工、仪器、医药、仿生等诸多领域。
微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析等技术己经广泛在给水处理、纯水制备、海水淡化、苦咸水淡化等水处理领域中得到推广和应，并在水处理的各个方面，ge滤芯安装给传统的水处理工艺以巨大的冲击和挑战。膜分离技术有着传统的给水处理工艺不可比拟的优点：
首先，膜分离技术可适用于从无机物到有机物，从病毒、细菌到微粒甚至特殊溶液体系的广泛分离，可充分确保水质，且处理效果不受原水水质、运行条件等因素的影响。
第二，膜分离过程为物理过程，不需加入化学药剂，提高了人们对水处理过程的信赖程度，易于为群众接受，属为人们称道的“绿色”技术。
第三，膜分离技术分离装置简单，占地面积小，系统集成容易，便于运输、拆卸、安装，运行环境清洁、整齐，可称之为真正意义上的“造水工厂”。
第四，膜分离过程系统简单、操作容易，且易控制，便于维修，有利于生产自动化的推广与普及。作为一种新兴的水处理技术，膜分离以其无可非议的先进性得到了世界各国学者们的广泛关注。
2纳滤技术概述
膜分离技术被称为“二十一世纪的水处理技术”，自70年代应用于水处理领域后，得到了广泛的研究和空前的发展，受到世界各国水处理工作者的普遍关注，开展了不同水平。不同层次的理论研究和技术开发、应用。在给水处理领域应用最为广泛的是一系列的低压膜，如纳滤膜、反渗透膜等。其中，纳滤膜法水处理技术以其特殊的优势，获得了世界各国的水处理工作者的普遍关注，在水处理技术的研究和开发领域取得了可喜的成绩。
纳滤技术是从反渗透技术中分离出来的一种膜分离技术，是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为，纳滤膜存在着纳米级的细孔，且截留率大于95%的最小分子约为1mm，所以近几年来这种膜分离技术被命名为：Nanofiltration，简称：NF，中文译为：纳滤。在过去的很长一段时间里，纳滤膜被称为超低压反渗透膜(LPRO：LowPressureReverseOsmosis)，或称选择性反渗透膜或松散反渗透膜(LooseRO：LooseReverseOsmosis)。日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的分离性能进行了具体的定义：操作压力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90%的膜可以认为是纳滤膜[1]。纳滤技术已经从反渗透技术中分离出来，成为介于超滤和反渗透技术之间的独立的分离技术，己经广泛应用于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域，成为膜分离技术中的一个重要的分支。
3纳滤膜
纳滤过程的关键是纳滤膜。对膜材料的要求是：具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、机械强度高、耐酸碱及微生物侵蚀、耐氯和其它氧化性物质、有高水通量及高盐截留率、抗胶体及悬浮物污染，由两部分结构组成：一部分为起支撑作用的多孔膜，其机理为筛分作用;另一部分为起分离作用的一层较薄的致密膜，其分离机理可用溶解扩散理论进行解释。对于复合膜，可以对起分离作用的表皮层和支撑层分别进行材料和结构的优化，可获得性能优良的复合膜。膜组件的形式有中空纤维、卷式、板框式和管式等。其中，中空纤维和卷式膜组件的填充密度高，造价低，组件内流体力学条件好;但是这两种膜组件的制造技术要求高，密封困难，使用中抗污染能力差，对料液预处理要求高。而板框式和管式膜组件虽然清洗方便、耐污染，但膜的填充密度低、造价高。因此，在纳滤系统中多使用中空纤维式或卷式膜组件。
在我国，对纳滤过程的理论研究比较早，但对纳滤膜的开发尚处于初步阶段。在美国、日本等国家，纳滤膜的开发已经取得了很大的进展，达到了商品化的程度，如美国Filmtec公司的NF系列纳滤膜、日本日东电工的NTR-7400系列纳滤膜及东丽公司的UTC系列纳滤膜等都是在水处理领域中应用比较广泛的商品化复合纳滤膜。
对于一般的反渗透膜，脱盐率是膜分离性能的重要指标，但对于纳滤膜，仅用脱盐率还不能说明其分离性能。有时，纳滤膜对分子量较大的物质的截留率反而低于分子量较小的物质。纳滤膜的过滤机理十分复杂。由于纳德膜技术为新兴技术，因此对纳滤的机理研究还处于探索阶段，有关文献还很少。但鉴于纳滤是反渗透的一个分支，因此很多现象可以用反渗透的机理模型进行解释。关于反渗透的膜透过理论[2]有朗斯代尔、默顿等的溶解扩散理论;里德、布雷顿等的氢键理论;舍伍德的扩散细孔流动理论;洛布和索里拉金提出的选择吸附细孔流动理论和格卢考夫的细孔理论等。
纳滤膜的过滤性能还与膜的荷电性、膜制造的工艺过程等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性，如一般的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高，在多组分混合体系中，对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜的实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度、温度等条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大，截留率随溶液浓度的增大而降低等。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
4纳滤技术的工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间，其对二价和多价离了及分子量在200～1000之间的有机物有较高的脱除性能，而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且，与反渗透过程相比，纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低，过程渗透压较小，所以，在相同条件下，纳滤与反渗透相比可节能15%左右[3]。因而在水处理中，纳滤被广泛应用于饮用水的浓度净化、水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩、水中三卤代物前躯物的去除、不同分子量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。
Sibille等研究了法国Auverw-sur-Oise市的地下水，对纳滤和生物处理饮用水(臭氧—生物活性炭过滤)进行了对比。结果表明，纳滤可以显著提高饮用水的水质，减少细菌数量和有机物的浓度，从而使后续消毒更有效，也减少了三氯甲烷的形成。但是，研究又指出，少量极易被细菌等吸收的可生物降解的有机物质(BOM：BiologicalOrganicMatter)、可同化有机碳(AOC：AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
I.C.Escobar等的研究[4]中，将石灰软化设备与纳滤进行比较。结果表明，纳滤系统可有效去除原水中除了AOC以外的几乎全部溶解性有机碳(DOC：DissolvedOrganicCarbon)含量。
虽然，纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广，但在我国，将纳滤技术广泛地应用于工程实践的条件还不成熟，尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。是纳滤技术在高硬度海岛苦咸水净化的实际应用。该工程由国家海洋局杭州水处理中心设计，于1997年4月正式投入生产淡水，系统连续正常运行27个月，淡化水符合国家生活饮用水卫生标准[5]。
有关学者曾采用纳滤膜对某市自来水(以污染严重的淮河水为原水)进行深度处理试验，研究了纳滤循环制水试验工艺的效果。结果表明，循环试验工艺与单级纳滤工艺相比，在同样较低的压力下，出水率较高，并且能耗降低，减少了浓水排放。即使在回收率较高(80%)的情况下，膜出水中的总有机碳(TOC)仍比自来水低50%;对致会变物的去除十分显著，使Ames试验阳性的水转为阴性[6]。
5纳滤膜应用中的问题
纳滤膜有较高的膜通量，可以截留有机及无机污染物，而对人体必需的一些离子又有较大的透过率，因此，把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是
a)膜表面容易形成附着层，使膜的通量显著下降;
b)操作结束后，膜的清洗较困难;
c)膜的耐用性差。
世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究，寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。

⑽ 循环水处理的循环水处理常见药剂

型号:MJ710成份：环保型复合晶体成份；
性能特点：去除流体管道设备机器中生成的锈垢和污垢。适用于钢、不锈钢、铁、铜、铅、陶瓷、塑胶管等管路清洗。对设备本身结构没有影响。
使用范围：钢、不锈钢、铁、铜、铅、陶瓷、塑胶管等管路，大部份流体回路设备。
环境安全：环保型，无味无挥发性气体产生，正常使用不会对器件造成过腐蚀。
一般化学品，但需做好个人防护（使用时请配带橡胶手套），
皮肤接及眼睛接触请用水清洗，具体操作请参考MSDS；
参考用量请咨询相关销售人员。
使用说明：水溶性物质，溶解使用；
包装与存储：25KG牛皮袋内衬塑料包装；存放在于室内阴凉通风干燥处，不用时密封，
保质期为1年6个月--2年。
性能参数：
活性成份:≥ 95.60%
水溶性：137.5 g/L (20°C)
熔点：210-230°C (dec.)
外观：白色复合晶体共聚物。无味不挥发，按一般化学品使用.
执行标准：GB/T50102-2003 型号：MJ740
成份：成膜剂，纳米氧化锌分散体，防腐抗氧化剂等。
性能特点：水基型，涂覆性优良；
使用范围：主要用于水基流体管道设备内壁防锈抗氧化；
适用于不锈钢、碳钢、铸铁、铝、铜等内表面防腐防锈，有杀菌作用。
环境安全：环保型水溶性防锈溶液；不含亚硝酸盐和有机磷，不产生挥发性有毒物质；
不慎与身体直接接触，请首先用大量清水清洗。
使用说明：直接添加到循环水体中，添加量300—800PPM，不用换水；
不会对器件造成不良影响，防锈期可达3个月。
包装与存储：10/25KG桶；存放在于室内阴凉处，密封。
性能参数：
外观：白色半透明液体；
密度： 1.1
PH值：8-9；
吸附膜型缓蚀剂
吸附膜型缓蚀剂如有机胺、木质素类、葡萄糖酸盐等. 以有机胺为例（例如：厦门胜泉化工科技生产的SQ-06系列）,有机胺是用作冷却水系统的吸附膜剂,这种有机胺又称为膜胺,主要指C10～C20的链状脂肪族胺. 如C16 H33NH2 、(C16 H33 ) 2NH、C18 H37NH2 、(C18H37) 2NH. 它们制造容易,缓蚀性能较好,所以应用也较广. 胺及其衍生物也具有较好的缓蚀性能. 有机胺分子中的亲水基团为—NH2 和NH ,亲油基团为烷基. 有机胺投加到水中后,氨基(亲水基) 吸附在金属表面,烷基(亲油基) 朝外(腐蚀环境) . 金属表面都吸附了有机胺后,就形成一层吸附膜. 吸附膜中的烷基发挥遮蔽作用. 阻止水、氯离子和氧等腐蚀性物质和金属接触,起到防止金属腐蚀的作用. 由于氨基能稳固地吸附在金属表面,故可防止水流速对吸附膜的破坏作用. 有机胺能透过金属表面上已存在的腐蚀产物或污垢面而逐渐在金属表面形成保护膜. 因此,有机胺不仅可以用于比较清洁的系统. 而且可用在已运转一段时间且存在一些腐蚀和污垢的系统. 有机胺在渗透穿过腐蚀产物和污垢并在金属表面附着的过程中,能使这些污垢和腐蚀产物相互的结合松弛,与金属表面的粘聚力下降,使它们逐渐脱落而被水冲走. 由于有机胺有相当好的清洗金属表面的能力,所以在污垢比较多的系统中使用有机胺时,要逐渐加入,并慢慢增加其浓度,以免剥落下来的污垢太多,造成热交换器管子堵塞.
C16H33NH2 、(C16H33) 2NH、C18H2 ,NH2 、(C18H37) 2NH
等有机胺只要加2 %左右于冷却水中,就可均匀扩散到各个角落. 起始浓度由20 mg/ L～50 mg/ L 分批投入,待有机胺在金属表面形成单分子膜后,就消耗较少,只要补充损失量即可. 有机胺的膜相当牢固,成膜后在冷却水中维持几个mg/ L 即可,短时间停止投药或水中有机胺浓度降到零也不会引起多大变化,发现后及时投药就可以. 有机胺的缓蚀效果相当好. 在一般的冷却水系统使用,其缓蚀率可达90 %以上,经常受冲刷和侵蚀的区域约为50 %. 单独使用有机胺的防腐效果好,如再和其它缓蚀剂一起使用,防腐蚀效果则更佳. 但有机胺的防腐蚀性能受盐量的影响较大. 在含盐高的水中,单体胺的扩散较困难,防腐蚀能力下降,在海水中投加50 mg/ L 的胺对碳钢的缓蚀率仅有35 %～60 % ,增加胺的浓度至200 mg/ L ,缓蚀率也只有60 %
～80 %.
有机胺的优点是:缓蚀效果好;抗氯性能良好,加氯杀菌不会影响有机氨的防护作用
沉淀膜型缓蚀剂
水中离子型缓蚀剂分析以聚磷酸盐为例,聚磷酸盐是目前使用最广泛、最经济的冷却水缓蚀剂之一. 除了具有良好的缓蚀性能外,聚磷酸盐还是优良的阻垢剂,可阻止水中碳酸钙和硫酸钙结垢. 最常用的聚磷酸盐是六偏磷酸钠和三聚磷酸钠. 它们是一些线形无机聚合物。聚磷酸盐具有强表面活性,其分子结构中的P O 基能容易提供电子对给具有空轨道的金属,牢牢地吸附在金属上. 聚磷酸盐的缓蚀、阻垢性能都和它的表面活性有关. 聚磷酸盐具有阳极极化和阴极极化双重缓蚀性能.
聚磷酸盐是一种非氧化型的钝化剂. 聚磷酸盐加入水中之后,很容易吸附在金属表面上,并且置换出吸附在金属表面的一部分H+ 和H2O 分子,降低了溶解氧和H+ 及H2O 反应的可能性. 而且,它使溶解氧更容易吸附在金属表面. 当足量的氧吸附在金属表面时,氧使金属表面钝化,所以,聚磷酸盐必须在溶解氧存在条件下才能表现出阳极极化的缓蚀性能. 聚磷酸盐和水中存在的二价金属离子如铁、钙、锌等结合,在金属表面形成一层沉积物膜,起阴极极化作用,抑制金属的腐蚀,所以聚磷酸盐又是阴极型缓蚀剂. 聚磷酸盐的表面活性使它具有清洗金属表面的能力. 在冷却水系统开工时可以用它对系统进行全面的清洗. 如果系统的污垢不严重,聚磷酸盐能逐渐的将污垢清洗出去. 逐渐建立完整的腐蚀控制,它对于控制点蚀和瘤状或结节状的腐蚀特别有效.
聚磷酸盐在碱性条件下,形成磷酸钙垢的危险很大. 使用聚磷酸盐时,如系统中只有钢铁材料,水中的pH值在5. 0～7. 0 为宜. 如系统中存在铜和铜合金,低pH值易使铜受到腐蚀,水中的pH 值应严格控制在6. 7～7. 0 或添加铜缓蚀剂并降低pH 值,以避免生成磷酸钙垢. pH 值高于8 ,不但会产生磷酸盐垢,同时也会发生局部的腐蚀. 还有磷酸盐含磷,是微生物生长繁殖的养料,在水中聚磷酸盐会被许多的微生物分解而降低缓蚀性能,也会局部腐蚀并造成微生物污染.
金属离子型缓蚀剂分析以铜缓蚀剂为例[4 ] ,当设备用铜和铜合金制造时,存在一种特殊的腐蚀问题:被腐蚀而产生的铜离子很容易和较活泼的金属,如铁和铝等发生如下反应:
Fe + Cu2 + →Cu + Fe2 +
2Al + 3Cu2 + →2Al3 + + 3Cu
铜离子经还原而生成的金属铜便沉积在活泼金属上面,铜作为阴极,活泼金属为阳极,构成腐蚀电池. 由于铜的电位较低(Eo氧化= - 0. 337 V) ,腐蚀电池的电动势很大,会使活泼金属受到严重的、穿透速度很快的腐蚀. 铜和铜合金产生的铜离子,还会被水带到很远的地方沉积下来而引起腐蚀. 将水中的铜离子浓度控制在0. 1 mg/ L 以下可以防止这种腐蚀,冷却水系统所使用
的缓蚀剂,大多数都能抑制铜受到腐蚀,但将水中的离子浓度控制在0. 1 mg/ L 以下,要在中性和碱性水中才能实现. 因此,使用有铜和铜合金材料的冷却水的pH值必须控制在6. 5 以上. 下面介绍几种重要的铜缓蚀剂:
1)β—疏基苯并噻唑(MBT) [5 ,6 ] (Mercaptobenzoth2iazole) ,其结构式为:
对于铜和铜合金,β—疏基苯并噻唑是一种特别优良的缓蚀剂,它在低浓度时(例如2 mg/ L) 就能将铜和铜合金的腐蚀速度降得很低. 铜的表面对β—疏基苯并噻唑有很强的化学吸附作用,吸附在铜表面的β—疏基苯并噻唑按一定的方式排列,将腐蚀物质隔开,并且阻止铜变为铜离子进入水中而引起腐蚀.β—疏基苯并噻唑对铜沉积在铁和铝等活泼金属上而引起的电偶腐蚀的抑制也很有效.β—疏基苯并噻唑的优点是: (1) 对铜和铜合金的腐蚀控制比较有效; (2) 用量少. 它的缺点是:易被氧化而失效,所以应避免和氧化剂型的缓蚀剂一起使用;对氯和氯胺很敏感,也易被它们氧化.
2) 1 ,2 ,3 —苯并三唑(BTA) (Benzotriazole) ,结构式为1 ,2 ,3 —苯并三唑是一种很有效的铜和铜合金缓蚀剂.它对铜的缓蚀作用与MBT相似:铜的表面对苯并三唑或苯并三唑与铜离子的螯合物有强烈的化学吸附作用,在铜表面形成防腐屏幕,防止腐蚀性物质与铜接触,又阻止铜进入水中成为铜离子. 所以它不但能抑制金属基体上的铜溶解进入水中,而且还能使进入水中的铜离子钝化,防止铜在钢、铝、锌及镀锌铁等金属上的沉积和黄铜的脱锌. 此外,1 ,2 ,3 —苯并三唑对铁、镉、锌、锡也有缓蚀作用. 它的使用浓度比MBT 还低,只要1 mg/ L 就能建立对铜和铜合金的良好保护,使用时的pH 值范围为5. 5～10 ,浓度不必随pH 值而调整.1 ,2 ,3 —苯并三唑的抗氧化能力强,不会因加氯而遭到破坏. 虽然氯会与它生成不稳定的化合物,使它对铜的保护作用减弱.1 ,2 ,3 —苯并三唑的优点是:对铜和铜合金的缓蚀效果好;更能耐受氯的氧化作用. 它的缺点是价格较高.
3) 硫酸亚铁:硫酸亚铁是特别的缓蚀剂,常作为海水、其他咸水或直流冷却系统中的铜和铜合金的缓蚀剂. 用海水作冷却水的铜换热器,加以硫酸亚铁使铜管内壁生产一层含有铁化合物的保护膜,甚至可以厚达0. 0762 mm ,有效地抑制铜受到的腐蚀,特别是水流冲刷引起的腐蚀. 这一过程称为硫酸亚铁造膜处理.
硫酸亚铁的优点是:价格便宜,用量少;污染较轻.它的缺点是:造膜技术较为复杂;冷却水中含有硫化氢或其它还原性物质,且污染很严重时,硫酸亚铁造膜无效.
钝化膜型缓蚀剂
钝化膜型缓蚀剂简称钝化剂,为无机强氧化剂[3 ] .如铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐和钨酸盐等. 在反应中比较容易被还原的强氧化剂才能作钝化剂. 以铬酸盐为例,铬酸盐包括铬酸(H2CrO4) 和重铬酸(H2Cr2O7) 的可溶性盐,如Na2Cr2O7 、Na2CrO4 、K2Cr2O7 、(NH4) 2CrO4 等,
分子结构中铬为正六价. 铬酸盐和重铬酸盐可以以任何比例混合而不影响缓蚀效果,所以一般统称为铬酸盐.
铬酸盐有很强的氧化能力,发生氧化反应时Cr6 +还原为Cr3 + . 铬酸盐在较高浓度时是十分有效的阳极钝化剂. 铬酸盐对碳钢的钝化与碳钢在H2SO4 中的电位极化相似,钝化时铁表面发生的反应为:
Cr2O72 - + 8H+ + 6e →Cr2O3 + 4H2O
反应时被还原的铬酸盐以Cr2O3 的形态吸附在铁的表面和铁表面同时生成的Fe2O3 共同组成钝化膜,反应为:2Fe + 3H2O →Fe2O3 + 6H+ + 6e
用铬酸盐钝化的铁的表面那层钝化膜,充分脱水,结构致密,防腐性能好. 而其它缓蚀剂处理铁都无法得到这样的膜,甚至用KMnO4 强氧化剂也不能达到铬酸盐钝化铁的那种程度.
铬酸盐的优点是:它不仅对钢铁,而且对铜、锌、铝及其合金都能给予良好的保护;适用的pH 值范围很宽(pH = 6～11) ;缓蚀效果特别好,使用铬酸盐作缓蚀剂时,碳钢的腐蚀速度可低于0. 025 mm/ 年. 铬酸盐的缺点是:毒性大,环境保护部门对铬酸盐的排放有严格的要求;容易被还原而失效,不宜用于有还原性物质(例如硫化氢) 泄露的炼油厂的冷却系统中.