高铁酸钾

高铁酸钾（共12篇）

高铁酸钾 篇1

高铁酸盐具有很强的氧化性,氧化能力优于氯和臭氧,溶于水中能有效杀灭水中的微生物和藻类,还能氧化分解各种有机、无机污染物,如酚、有机氮、硫化物、氰化物等,而且在整个净化过程中不会产生三氯甲烷、氯代酚等二次污染物[1]。研究表明,与PAC单独投加相比,复合高铁酸盐溶液与PAC联合投加对水体中的氨氮、COD、细菌、浊度、藻细胞等的去除效果更好,且达到同样处理效果所需药剂量少[2]。与传统水处理剂相比,高铁酸钾不仅能快速杀灭水中的细菌、病毒,而且能去除水中的部分有机物、重金属离子和藻类等污染物,其分解产物Fe(OH)3胶体,可以吸附去除水中有机及无机污染物,对重金属有特殊功效,还能起脱色除臭作用,Fe(OH)3还具有絮凝作用,且对水体无二次污染[3]。本文旨在对国内外高铁酸钾在水处理方面的应用进行总结,为水处理技术提供理论基础和技术支持。

1 高铁对微生物的去除

1.1 杀菌消毒作用

高铁酸钾具有强氧化性,加入水体后可破坏细菌的某些结构(如细胞壁、细胞膜)及细胞结构中的一些物质(如酶等),抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成,使菌体的生长和繁殖受阻,起到杀死菌体的作用。首次发现高铁酸钾具有明显的灭菌作用是在1974年,试验的两种细菌被完全去除[4]。少量的高铁酸钾即可达到良好的杀菌效果,研究表明,质量浓度为10～40 mg·L-1的高铁酸钾在反应5 min后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的杀灭率即可达100%,对真菌的杀灭率也高于99.5%[5]。高铁酸钾对温和气单胞菌(Aeromonas sobria) 、河弧菌(Vibrio f lurialis)、弧菌I组淡水亚组弧菌(Vibrio group I freshwater subgroup)的抑制效果良好,施以高铁酸钾溶液作用1 h后,对以上两种弧菌亦表现出很强的杀灭效果[6]。后来的研究证实,高铁酸钾对大肠杆菌有良好的灭活作用,其灭活效率随pH降低而升高[7]。高铁酸钾氧化二级污水处理厂出水时也发现,接触时间和高铁酸钾浓度对灭活f 2病毒有重要影响,影响程度随pH而变化,灭活效率高于HClO和ClO-[8]。带正电的微生物对高铁酸钾抵抗性强于带负电微生物,f 2病毒对高铁酸钾的抵抗性等于或略低于大肠杆菌E.coli细菌的抵抗性[9]。

高铁酸钾与其它消毒剂相比,具有无毒副作用功效。自使用氯消毒后消毒副产物的出现以及由此引起的对于人体的潜在危害被越来越多的研究者发现[10],正努力使用其它工消毒工艺去除天然或合成的有机物从而降低消毒副产物的生成量、或消毒工艺后对消毒副产物加以去除、或者考虑其它的消毒剂(如溴,碘,二氧化氯和臭氧)来代替氯气进行消毒,但是研究结果发现,这些消毒剂也会产生一系列对人体和水生生物有一定毒害的副产物。基于上述原因,可以考虑使用高铁酸钾来替代氯作为水处理的消毒剂,Ames试验检验致突变物质的初步研究表明,高铁酸钾处理水并没有产生致突变物质,但是仍需要对高铁酸钾处理不同水质时的情况进行深入研究[11,12]。

1.2 去除水中藻类

水体富营养化问题的日趋严重,导致藻类疯长,藻类可以使水产生嗅味、堵塞滤池、甚至穿透滤层恶化水质,并且藻类也是一种消毒副产物的前体物,因此对藻类的控制与去除具有重要的意义。

1.2.1 高铁酸钾除藻机理

由于高铁酸钾的强氧化性,它对富营养化水体中藻类物质的去除效果也十分明显。刘伟等人对高铁酸盐除藻机理研究认为,其作用过程大致为:高铁酸钾氧化能够破坏藻细胞的表面结构,造成藻细胞表面鞘套的卷绕,并可能使细胞的外鞘开裂,致使胞内物质外流[13]。另外,胞内物质向周围介质的释放,影响了藻类的正常段殖体繁殖方式,并且高铁酸钾在水中分解生成氢氧化铁,吸附于藻类细胞表面,可以降低细胞表面电荷,增加藻类细胞沉淀性[14]。氢氧化铁吸附与外流胞内物质絮凝的双重作用下,使得部分藻类细胞在混凝之前就能发生凝聚。苑宝玲等人研究了高铁酸钾氧化絮凝去除水中藻类的机制。结果表明高铁酸钾的强氧化性对藻类呼吸作用和生长方式有影响,同时认为其还原产物Fe(OH)3对藻类有絮絮凝作用[15]。因此高铁酸盐对水中藻类的去除是氧化和絮凝协同作用的结果。

1.2.2 高铁酸钾除藻高效性

采用预氯化除藻时,除藻率随着投氯量增加而逐渐升高,但当投氯量增加到一定程度后,除藻率不再进一步提高,稳定在一定去除率,而当采用高铁酸钾复合药剂预氧化除藻时,仅需少量的高铁酸钾复合药剂即可使除藻效果显著提高,沉后除藻率提高到70%以上,滤后除藻率提高到80%以上[16]。因此,高铁酸钾复合药剂预氧化可显著地提高对水中藻类的去除率,除藻效果明显优于传统的预氯化工艺,由于高铁酸盐复合药剂同时具有多功能的净水效果,且对饮用水水质无副作用,因而在含藻水处理上将具有很大的应用潜力[17]。

高铁酸钾对混凝除藻具有强化作用,经0.14 mg/L高铁酸盐复合药剂预氧化后,投加量为50 mg/L的硫酸铝可使沉降后藻类的去除率从30%提高到60%,并且随着高铁酸钾复合药剂投量增加,沉降后余藻量进一步降低[16]。因而,在同等条件下,由于高铁酸钾对混凝的强化作用,在一定程度上减少了混凝剂的投入,节省处理成本。

2 高铁在氧化去污中应用

2.1 对非金属化合物的去除

高铁酸钾是一种有效的氧化剂,甚至其氧化还原电极电位比臭氧的高,可以用来氧化去

除许多有机和无机杂质。高铁酸钾利用其强氧化性可以将水中NH3-N、H2S、CN-等无机非金属化合物氧化生成SO${}_4^{2-}$、NO-3、CO2等无害物质,同时达到脱味除臭的效果。研究表明,高铁酸盐可氧化一些无机污染物,如氰化物[18]、氨[19]、硫化氢[20]等,如下列化学方程式所示:

$\begin{array}{l}2\text{Η}\text{F}\text{e}\text{Ο}{}_4+2\text{Η}\text{C}\text{Ν}+\frac{5}{2}\text{Ο}{}_2+2\text{Ο}\text{Η}{}^{-}\stackrel{}{\to }\\ 2\text{F}\text{e}(\text{Ο}\text{Η}){}_3+3\text{Η}\text{C}\text{Ο}{}_3^{-}+2\text{Ν}\text{Ο}{}_2^{-}(1)\end{array}$

$8\text{Η}\text{F}\text{e}\text{Ο}{}_4+3\text{Η}{}_2\text{S}+6\text{Η}{}_2\text{Ο}\stackrel{}{\to }8\text{F}\text{e}(\text{Ο}\text{Η}){}_3+3\text{S}\text{Ο}{}_4^{2-}+2\text{Ο}\text{Η}{}^{-}(2)$

$\begin{array}{l}8\text{Η}\text{F}\text{e}\text{Ο}{}_4+3\text{Ν}\text{Η}{}_2\text{C}\text{S}\text{Ν}\text{Η}{}_2+9\text{Η}{}_2\text{Ο}\stackrel{}{\to }\\ 8\text{F}\text{e}(\text{Ο}\text{Η}){}_3+3\text{Ν}\text{Η}{}_2\text{C}\text{Ο}\text{Ν}\text{Η}{}_2+\text{S}\text{Ο}{}_4^{2-}+2\text{Ο}\text{Η}{}^{-}(3)\end{array}$

在不同的高铁酸钾与NH3-N量比条件下,延长反应时间,均不同程度地增加了NH3-N的去除率。由于反应时间延长,一方面高铁氧化作用时间增加,NH3-N被高铁的继续氧化分解,另一方面有利于高铁氧化絮凝作用的发挥和絮体形成,达到彻底去除氨氮的目的[21]。H2S可以用一般氧化剂(如O2、H2O2等)氧化去除,但是高铁酸钾可以更快速有效地氧化去除H2S。如ClO-、Cl2和KMnO4能在5 min内完成H2S 的氧化,而高铁酸钾在1 s内即可完全氧化H2S[22]。有人利用高铁酸钾去除氰化锌复合物,结果证明高铁酸钾可以将CN-完全转化为毒性较低的OCN-[23];利用高铁酸钾处理含CN-电镀清洗废水,能安全可靠地氧化废水中的氰化物,将CN-氧化成NO-2,NO-3和HCO-3等无害的物质[24]。马维超等[25]的研究表明,高铁酸钾预氧化将原水中的大分子有机物氧化成小分子有机物,与此同时生成部分新生态的水合氧化铁,这些水合氧化铁由于其无定形状态和较小的粒径而具有很强的吸附能力,这就说明在总铁投量一定的情况下,高铁酸钾预氧化比单独混凝时对磷酸根的去除有一定的强化作用。

高铁酸钾对污水中的BOD、TOC等具有良好的去除作用。可选择性地氧化水中的许多有机物,包括醇类、羧酸化合物、氨基酸、酚、1,2-二醇、有机氮化合物、脂肪族硫化物、亚硝酸基胺化合物、硫脲、硫代硫酸酯、肼化物等[26]。与其他一般混凝剂相比,高铁酸钾对浊度、COD、溶解性COD、TP和藻类的去除效果更好,但对TN的去除效果比PAC略差;高铁酸钾去除的污染物量较多,产生的污泥量较少,高铁酸钾可提高景观水体的BOD5/COD值,显著改善了水体的可生化性[27,28]。

2.2 对水体中金属离子的去除

高铁酸钾对水体中的重金属离子有很强的去除能力,水解产生的中间态高电荷水解产物及最终生成的Fe(OH)3胶体,具有良好的絮凝、吸附等作用,因此对水体中的金属离子如Mn2+、Cu2+、Pb2+、Cr2+、Cd2+、Hg2+有很强的去除能力[29,30],仅少量的高铁酸钾(10～100 mg·L-1)就可以将这些金属离子降低至较低浓度水平,去除效率可达到95%以上[31]。除此之外,高铁酸钾还可以处理高砷饮用水,处理后的水样中砷残留量可达到国家饮用水卫生标准的要求,方法简便、产生污泥量少,还原产物可用于后续絮凝除砷,无二次污染等优点[32]。

3 高铁在脱味除臭中的应用

S. J. Deluca等的研究表明,高铁酸钾能有效地去除生物污泥中的H2S、CH3SH和NH3等恶臭物质,将NH3氧化成NO-3,将H2S、CH3SH氧化成SO${}_4^{2-}$,迅速将生物污泥中恶臭物质控制到可接受的程度,处理后的污泥可以用作化学肥料和土壤调节剂,有利于废物资源化[33];利用高铁酸钾处理经过改性粉煤灰混凝后的造纸废水研究表明,改性粉煤灰和高铁酸钾时联用时,对造纸废水处理效果最优,上清液再用高铁酸钾处理,为最佳工艺条件,出水水质达到造纸用水标准[34];用海泡石、沸石浸渍高铁酸钠溶液,能制备出稳定的除臭剂,再与活性炭按1:1进行复配,短时间内可去除(CH3)3NH、H2S、CH3SH、NH3臭味物质[35];高铁酸钾与紫外-可见光/二氧化钛光催化氨氮的联用研究表明,在pH=8.0,温度为室温,水中氨氮的去除率可达97.5%[36];在屠宰场、垃圾处理场除臭实际应用表明,高铁酸盐溶液不仅可以消除H2S臭气,对其他臭源物质同样能有效去除[37]。

4 研究展望

高铁酸钾在氧化污染物的同时还原生成无机絮凝剂,是集氧化与絮凝作用于一体的多功能高效水处理剂。无论用于工业污水、生活污水还是自然水体,都具有良好的杀菌消毒效果,可有效地控制藻类的生长、去除和减少消毒副产物的前体物;对污水处理效果明显,可以破坏氰根,去除硫化物,可除去几乎全部重金属离子,大幅度地降低水体的COD值;能有效地去除生物污泥中的(CH3)3NH、H2S、CH3SH和NH3等恶臭物质。近年来,随着人们对环境保护重要性的认识逐渐深入,尤其是水处理方面专业知识的不断提升,为提高某些难降解污染物的去除率,采用了高铁酸钾联用技术也成为今后研究的热点,将有助于进一步揭示某些难降解污染物的降解机理,在环境治理领域有着广阔的应用前景,具有良好的经济效益和社会效益。

摘要：介绍了近年来强氧化剂高铁酸钾在水处理中的应用成果及现状。高铁酸钾可有效地去除水中微生物、无机以及有机污染物、水中重金属和除臭的功效,指出高铁酸钾与其他水处理药剂的独特之处。分析了高铁酸钾在生活用水、工业废水处理领域的应用情况,为实现其工业化生产和应用提供参考。

关键词：高铁酸钾,强氧化剂,深度处理,水处理

高铁酸钾 篇2

高铁酸钾氧化降解硝基苯水溶液

摘要：采用高铁酸钾氧化降解硝基苯水溶液,研究表明,反应时间、pH值、高铁酸钾投加量、硝基苯水溶液浓度4个因素都会对硝基苯的`降解效果产生影响.硝基苯水溶液浓度为55mg・l~(-1)时,初始pH=7-9,高铁酸钾投加量n_(k_2FeO_4):n_(C_6H_5NO_2)10:1,反应时间30min为最优反应条件,硝基苯去除率达到85%左右,COD_(Cr)去除率达到55%左右.通过对反应产物的分析,推测硝基苯首先被高铁酸钾氧化为对硝基苯酚,再进一步被氧化开环生成终产物.Abstract：Potassium ferrate (Ⅵ)was employed in the degradation of nitrobenzene solution. The degradation efficiency of nitrobenzene was determined by pH, reaction time, K_2FeO_4 dose and concentration of nitrobenzene solution. For 55mg ・l~(-1) nitrobenzene solution, the optimal conditions of reaction were pH 7-9, K_2FeO_4/nitrobenzene 10: 1, and 30 min reaction time. The removal of nitrobenzene was 85% and COD_(Cr) was reduced by 55%. The analysis of reaction products indicated that nitrobenzene was initially oxidized to p-nitrophenol and then underwent ring cleavage to aliphatic compounds.作 者：吴小倩 董娟 汪永辉 WU Xiao-qian DONG Juan WANG Yong-hui 作者单位：东华大学环境科学与工程学院,上海,51期 刊：环境化学 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL CHEMISTRY年，卷(期)：,28(6)分类号：X13关键词：高铁酸钾 硝基苯 降解. Keywords：potassium ferrate(Ⅵ) nitrobenzene degradation.

左手飞机,右手高铁 篇3

济南到上海，高铁和飞机费用相差不大。如果是出门游玩，时速250公里的高铁二等座票280元的性价比是比较高的，即使加上乘车去济南西站的时间，半天也可以到达上海，如果是商务出差，时间是第一要素，打折的机票就很合适了，行程1小时20分左右，花费500块钱左右，高铁开通后，航空公司应该会经常有一些打折优惠活动。

家在上海的朱女士，目前在济南工作，需要经常往返于济南和上海，她就比较钟情于坐飞机。“我是携程旅行网的金卡会员，订机票可以积分，积分用来兑换礼品、兑换机票、抵用宾馆费用等等，而且我住在济南东边，离西客站也远，还不如去机场，近期应该不会选择去乘高铁。”

济南到北京，高铁更便捷。因为济南到北京不是很远，高铁的速度和飞机的速度比较就不那么明显了，而且济南飞北京的机票很少有打折的，时速250公里的高铁二等座是125元，比之前的动车二等座153元还便宜28元，比飞机更是便宜600多。高铁每天62趟的高频率发车，也很便捷，完全可以实现当天出发当天办公的可能。

家在济南的王大爷，高铁开通之后他非常高兴，因为他的儿子在北京工作并已安家，“以后我在西部买套小房子，就能像坐公交，乘地铁一样，两个小时到北京看望儿子，当天去当天回”。

相关链接：

济南西客站交通情况：目前，西客站刚刚启用，直达的公交车有133，K156，K157路。133路由南辛庄开往彭庄(济南西站)，K156路由济南必车站开往济南西站，K157路由营市街开往济南西站。133路票价一元、使用月票，K156路、K157路票价二元；自驾车，走经十西路到达大金庄路，直接到济南西站前的高架桥到达落客平台，进门买票候车。打的，以经一路的济南火车站出发为例，到济南西站大概需要二十多块钱。

高铁酸钾的制备与测定研究进展 篇4

关键词：高铁酸钾,制备,稳定性,测定

高铁酸钾是一种新型多功能水处理剂。它是一种比高锰酸钾、臭氧和氯气的氧化能力还强的氧化剂,适用p H值范围广,可以去除有机和无机污染物,尤其对难降解的有机物具有特殊的功效。它的还原产物铁(Ⅲ)还具有较好的吸附和絮凝效果,在饮用水的深度处理方面具有高效、无毒副作用等优越性。总之,高铁酸钾是一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭为一体的新型高效多功能绿色水处理剂,具有很好的应用前景。然而,由于其在制备、储存和应用过程中还存在产品稳定性较差、制备方法复杂、操作条件苛刻等问题,以致目前还没有实现工业化生产。针对这种情况,本文对高铁酸钾制备、稳定性和纯度分析等方面进行了阐述,旨在为高铁酸钾工业化生产提供帮助。

1 制备研究进展

1702年,德国化学家Georg Stahl首次发现了高铁酸钾的存在。直到1841年才由Fremy首次在实验室成功合成高铁酸钾,标志着在实验室研究高铁酸钾的开始。100多年后,Schreye和Thompson在实验室利用次氯酸盐氧化三价铁盐制备出高纯度、高产率的高铁酸钾[1]。由于次氯酸盐氧化法在实验室易于实现而且合成出的高铁酸钾纯度高、产率高,因此被实验人员广泛应用。在随后的几十年中,人们提出了不少高铁酸盐的制备方法,如直流电解法及高温过氧化物法等。目前,国内外有关高铁酸钾的合成方法主要有:次氯酸盐氧化法、熔融法和电解法。下面本文逐一介绍。

1.1 次氯酸盐氧化法

该法又称湿法。该方法自从1948年由Schreyer[2]提出后曾被认为是制备碱金属高铁酸盐的最好方法。制得的产品纯度可达到96.9%,但产率很低,不超过15%。G.W.Thompson等[3]对上述方法从氧化与纯化两个过程进行了改进,以硝酸铁为原料,对粗产品依次用苯、乙醇、乙醚洗涤处理,产品纯度达92%~96%,产率提高到44%~76%。田宝珍等[4]探索了利用湿法制备高铁酸钾晶体后的残留母液制取次氯酸盐混合溶液,并采用该混合溶液氧化Fe(Ⅲ)到Fe(Ⅵ)的方法,可制得纯度达90%以上的高铁酸钾晶体。他们还采用钾钠混合碱法制得了更高浓度的次氯酸盐溶液,使铁盐溶液氧化反应快速完成,所得溶液比较稳定,过滤操作方便快捷,同时大大提高了Fe(Ⅲ)向Fe(Ⅵ)的转化率和Fe(Ⅵ)的产率,而且回收利用了废碱液,降低了生产成本。姜洪泉等[5]对此方法做了较大改进,他们将氯气通入KOH溶液中,制得的饱和次氯酸钾强碱性溶液使Fe(Ⅲ)氧化成Fe(Ⅵ),绕过了中间产物高铁酸钠而直接制得高铁酸钾,同时简化了纯化步骤。王善杨[6]等在制备过程中加入稳定剂,以防止制备液中高铁酸钠分解,提高了产率。张军等[7]采用强制高速离心初分离,再用砂芯漏斗抽滤,较好地解决了制备过程中粗产品与母液难分离的问题,提高了时效和产率,产率达60%~76%。相对来说,次氯酸盐法生产成本较低,设备投资少,可制得较高纯度的高铁酸钾晶体,但存在设备腐蚀严重、对环境污染较大等问题。

1.2 熔融法

熔融法又称干法,是指通过具有氧化性或高温下可分解成具有氧化性物质的化合物与含铁化合物或铁单质,在苛性碱存在条件下,发生高温固相(或熔融相)反应,来制备高铁酸盐的方法。该法是最早发现高铁酸盐所用的方法。

干法工艺不论是采用硝酸盐、亚硝酸盐或过氧化物作为氧化剂,其反应机理多认为是经烧结后的反应产物是生成了四价铁的铁酸盐;其溶于水后发生歧化反应生成了六价的高铁酸盐及三价铁的水合氧化物,但也有人认为是在熔融反应直接生成了Na2Fe O4。

干法工艺的特点是:产品批量可以较大,设备的时空效率较高,高铁收率和转化率较高;但反应温度较高,容器腐蚀严重。产品的纯度较低,该法需严格控制操作条件,比较危险且难于实现,目前很少采用。

1.3 电解法

Z.Minevski等[8]采用KOH和Na OH的混合碱溶液作为电解液,电解铁阳极制备固体高铁酸钾,其电解两h的高铁酸盐浓度最高也只有40mmol·L-1,电流效率很低。S.Licht等[9]采用Na OH和Ba(OH)2的混合溶液作为电解液,电解铁阳极直接制备固体高铁酸钡,由于Ba(OH)2在浓Na OH溶液中的溶解度很低,因此效果并不理想。F.Lapicque等[10]用隔膜式电解槽和浓度为400g·L-1的KOH和浓度为400g·L-1的Na OH混合碱溶液作为电解液,开始电解温度为50℃,结束温度为38℃,用1A的直流电流来电解面积为30cm2(电流密度约为33m A·cm-2)含硅量为2.8%的灰生铁阳极,电解2h后溶液中K2Fe O4的浓度约为400~480g·L-1,电流效率约为20%±0.5%,从阳极液中可以分离出纯度为54%的固体K2Fe O4。Jan[11]等提出在温度为200℃的Na OH和KOH混合熔液制备高铁酸盐,该方法仅具理论意义。雷鹏举等[12]通过隔膜电解质量分数为30%~50%的Na OH溶液,并在阳极液中加入少量特效活化助剂,阳极和阴极分别采用10cm×7cm的低碳钢板和金属镍板,外加电压约为10V,控制适宜的电解时间和条件,可以获得高铁酸盐浓度为0.0233mol·L-1、总铁浓度为0.0282mol·L-1的复合溶液。该法操作简单、原材料消耗少、灵活方便,但电耗高、副产物较多。可见所报道的方法制备的固体K2Fe O4的纯度和电流效率均较低。分析前人用直流电解阳极氧化铁电极制备固体K2Fe O4效果不佳的原因,可以发现以往文献只注重电解过程生成Fe O42-的电流效率,为此采用较低的电解液温度以确保阳极液中已生成的Fe O42-的稳定性、为降低电解液的粘度所用KOH溶液的浓度较稀(<10mol·L-1),且所使用的铁电极比表面积较小。杨长春等[13]针对上述情况,以浓度为14~16mol·L-1的KOH溶液为电解液,以比表面积较大的编织铁网为阳极,采用隔膜式电解槽,在60~70℃温度下进行电解,成功地制备出一次纯度(未经纯化)为85%~95%的结晶态固体K2Fe O4。然而文献所述工艺离工业化生产的要求尚有一定差距,这主要表现在:(1)隔膜的使用寿命较短;(2)所用电解槽容易漏液;(3)对阳极分离物的干燥方法仍需进一步改进。电解法的主要优点是操作简单,原材料消耗少,灵活方便,不引入局外杂质,副产物很少,所制初级产品的纯度较高。主要缺点是电流效率较低,时空效率低且高铁酸盐的稀溶液现尚无适宜的方法进行浓缩处理。因此,目前的电解法工艺尚不能满足工业化生产高铁酸盐的要求。

2 产品稳定性研究

高铁酸钾溶于水后产生氧气和氢氧化铁沉淀。这是高铁酸钾溶液不稳定的原因。高铁酸钾分解的速度与其初始浓度、存在的铁离子、p H值和温度有很大关系[14]。Wagner[15]认为温度和碱度是影响高铁酸盐溶液稳定性的主要因素,而且溶液越稀越稳定。王善杨等在制备过程中,加入少量Na Si O3·9H2O和Cu Cl2·2H2O作稳定剂,防止制备液中高铁酸钠分解。朱启安等[16]做了6组K2Fe O4稳定性对比实验,结果表明,加入Cu Cl2,Na2Si O3,Na3H2IO6复配药剂,K2Fe O4产率最高,达到88.23%。王立立等[17]的研究表明,溶液p H对K2Fe O4稳定性有很大影响。当p H在10~11时,K2Fe O4表现非常稳定,当p H在8~10时,稳定性也较好,p H<7.5时,稳定性急剧下降;p H在4~5时,高铁酸钾瞬间分解,但在它的某个中间态产物消失之前,迅速把溶液调回碱性(p H在10~11),高铁酸钾即刻重新生成。张铁锴等[18]研究表明,KI对低浓度Na OH溶液中的K2Fe O4有稳定作用;在2.57mol·L-1的Na OH溶液中,最佳投加比例为m(K2Fe O4)∶m(KI)=1∶40;低温有利于K2Fe O4的稳定;在K2Fe O4合成过程中添加KI可以提高高铁酸钾的纯度和产量。张彦平等[19]研究表明,复合高铁酸盐溶液具有较高的稳定性,室温存放15d后,其分解率为21.8%。在复合高铁酸盐溶液的制备过程中,可以加入少量的K2S2O8,KI,Na Cl O3和Na2Si O3来提高高铁酸盐的产率和稳定性,但要避免掺入KMn O4。后来贾汉东等实验后得出,Fe(OH)3的存在对Fe O42-的稳定极为不利,Fe(OH)3的催化作用是造成Fe O42-不稳定的首要因素,并且温度越高,Fe O42-分解越快,稳定性越差;Fe O42-的浓度越高,其分解越快,稳定性越低[20]。

3 产品分析

3.1 定性分析

R.J.Audette等[21]定性分析得高铁酸钾的特征波峰为(cm-1):1560,1425,1100,800,778,330。罗志勇等[22]测得的特征波峰与R.J.Au.dene的研究结果一致。顾国亮等[23]指出高铁酸钾的定性检测一般用红外光谱法,高铁酸钾的红外光谱在800cm-1处有强吸收峰,在778cm-1处有一肩峰。

3.2 定量分析

Venkatadri提出高铁酸盐溶液的分光光度定量分析法。最大吸收波长为500 nm,通过对浓度为0.254×10-4~1.768×10-4mol·L-1 K2Fe O4溶液的分析表明,吸光度与浓度成正比。贾汉东[25]等研究了高铁酸盐的直接分光光度法,在505 nm下来测定高铁溶液的吸光度,并给出了线性回归方程:A=3.56×10-3+2.32×103C(r=0.9999),其线性范围为4.15×10-3~5.18×10-3(mol·L-1)。罗志勇等用亚砷酸盐滴定法测高铁酸钾纯度。张军等在碱性溶液中氧化过量的亚砷酸钠还原K2Fe O4。顾国亮等用氧化还原滴定法测定高铁酸钾浓度。董娟等[26]用亚铬酸盐氧化还原滴定法定量分析固体高铁酸钾产物。贺素姣等[27]提出了以高氯酸代替经典方法中的二氯化汞氧化过量的氯化亚锡、重铬酸钾标准溶液滴定Fe2+的无汞盐测定高铁酸钾中全铁的新方法;以亚铬酸盐氧化还原反应为基础建立了高铁酸钾中高铁酸根的滴定分析方法,对滴定分析条件进行了进一步的研究,结果表明,用氢氧根离子浓度为16~17 mol·L-1的亚铬酸盐溶液测定高铁时,所取高铁样品的量影响所测的高铁含量。亚铬酸盐分析法要比目视比色法准确,而且易于操作和判断终点。

4 结语

高铁酸钾 篇5

多功能水处理剂高铁酸钾的应用研究进展

摘要：介绍了高铁酸钾的`性质、制备方法及其在水处理领域的应用研究进展,最后对其用于饮用水处理和野营饮水保障的前景进行了展望.作 者：杜建    梁恒国    张选峰    张一鑫    DU Jian    LIANG Hengguo    ZHANG Xuanfeng    ZHANG Yixin  作者单位：杜建,梁恒国,DU Jian,LIANG Hengguo(后勤工程学院营房管理与环境工程系,重庆,400041)

张选峰,张一鑫,ZHANG Xuanfeng,ZHANG Yixin(中国人民解放军61016部队,北京,102202)

期 刊：环保科技   Journal：ENVIRONMENTAL PROTECTION AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2010, 16(1) 分类号：X703 关键词：高铁酸钾    氧化剂    消毒剂    助凝剂   

讴歌高铁等 篇6

朱钦如

你像一条神龙，

眨眼间在赣江和湘江中欢腾；

你像一根银线，

精心把美丽的城乡成串镶嵌。

八一军旗迎风招展，军号震天，

仙女下凡在新余落户安营扎寨。

明月山的温泉赐予人们康健，

武功山的高山草甸与蓝天争艳。

忆昔日，到昆明路漫漫，眼望穿；

看今朝，乘铁龙一瞬间，似火箭。

高铁迅速崛起，让世人惊叹，

在地球村中独占鳌头，遥遥领先。

欧洲归来作

胡迎建

少年曾梦到欧洲，垂老竞作汗漫游。

越野穿街寻胜境，浮光掠影识风流。

硕男淑女明仪礼，金发蓝睛关气候。

七国城乡初领略，俨然眼界胜尼丘。

盛世欢歌赞夕阳

钟隆惠

旧友新朋聚一堂，赋诗拈句喜如狂。

高秋莫道夕阳近，老马识途意气昂。

满庭芳·咏鄱阳湖

熊术忠

浩渺鄱阳，烟波万里，浪翻滚滚张扬。世间天造，壮阔渐荣昌。寺庙名山秀屿，云浮动、候乌家乡。朱陈战、苍茫绿野，观史册留芳。湖光、多艳丽；千帆竞发，伴鸟飞狂。水漫涟漪动，物阜粮仓。生态悠悠遍布，展经济，雨润汪洋。鱼儿跃、高歌尽放，战鼓梦辉煌。

坚持锻炼身体好

李安煜

晴空万里旭日红，锻炼身躯日未停。

朝露晶莹拳绕雾，晨光烁亮剑穿风。

翩翩喜跳延生舞，缓缓欣操健气功。

一路过关多感应，安康体态乐无穷。

长相思·赞老年健身车队

何冠伍

乡一程，镇一程，脚踏生风骑进城，健身喜气盈。

来也行，去也行，暑去寒来车不停，同歌老友情。

古榕吟

邱传清

蓊郁参天桥畔立，深深庭院自清幽。

霏霏细雨珠光洒，赫赫太阳画影投。

舞剑挥拳晨雾散，聊今论古乐闲休。

晚风拂岸灯光灿，槛外金龙舞碧流。

父亲节，儿女邀友设宴

李训论

端杯敢接后生斟，更喜龙钟暂未侵。

鬓至衰时毋照镜，秧成树后自分阴。

无为渐悟儒家道，实在环看嫩竹心。

偶赶新潮添感叹，常翻旧历引长吟。

反腐诗

唐蒲生

拔出利剑舞生风，

捕了狐狼意未平。

昨日天庭雷震怒，

擒来老虎又拍蝇。

醉秋

朝颜

暮觉轻寒渐，金风澹荡生。

流溪吹愈浅，碧宇照犹明。

万里孤烟影，千山断雁声。

长亭谁失路，独醉数峰清。

兴国红军桥

刘德提

宽宽的木质大桥横跨潋江，

河水为你的荣耀歌唱。

血雨腥风的岁月，

你顶住反动派的疯狂。

黎明前送别英雄红军，

月光下又把物资运往前方。

历经一次次枪弹洗礼，

终于迎来苏区的翻身解放。

改革求变的年代，

红土地的交通彻底变样。

你，历尽沧桑，原地“退休”，

身边的钢筋水泥桥接棒上岗。

宽阔桥面人来车往，

潋江河畔更显繁忙。

踏上这新桥的人行道，

崇敬的目光留在你身上。

①红军桥：潋江流经兴国县域河段上的木质桥。土地革命时期，此桥是苏区人民送郎当红军、运粮上前方的重要通道，因此得名。

高铁酸钾 篇7

随着工业的迅猛发展和社会环保意识的增强,传统的净水剂如硫酸铝、硫酸铁等都难以达到理想的效果。作为一种新型高效水处理剂,高铁酸钾(K2FeO4)以其具有的强氧化性、优异的混凝和助凝作用、良好的杀菌性、高效的脱味除臭以及不易造成二次污染等特点,得到广泛关注和重视[1]。美国等西方国家研究其作为水处理剂的性质开始于20世纪70年代,在80年代达到高潮,90 年代初期已在水处理中投入使用,而在我国目前尚处于起步阶段。

2 高铁酸钾的制备方法

2.1 次氯酸盐氧化法

次氯酸盐氧化法又称为湿法,是由Hrostowski和Scott在1950年提出,制得的产品纯度可达到96.9%。但产率很低,不超过15%。G W Thompson等[2]对其方法从氧化与纯化两个过程进行了改进,以硝酸铁为铁源原料,产品纯度可达92%～96%,产率提高到44%～76%。根据其使用的氧化剂不同,次氯酸盐氧化法又可分为次氯酸钠法和次氯酸钾法。

在次氯酸钠法中,以硝酸铁和次氯(卤)酸盐为原料,在碱性溶液中进行反应,将铁离子从正三价氧化到正六价,从而生成高铁酸钠。然后再加入氢氧化钾溶液,将其转化为高铁酸钾。因为高铁酸钾在碱性溶液中溶解度小,故可从中分理处高铁酸钾晶体。由于此法是将先生成的高铁酸钠转化为高铁酸钾,因此又称为间接法。其基本的化学反应表示如下:

NaClO+2Fe3++10NaOH→2Na2FeO4+3NaCl+6Na++5H2O,

Na2FeO4+2KOH→K2FeO4+2NaOH。

在制备的过程中,也可用次氯酸钾代替次氯酸钠,无需先合成Na2FeO4,而直接得到K2FeO4。该方法称为直接法,也叫次氯酸钾法。直接法可简化工艺流程,有效提高产率。但是,直接法使生产成本增加,产物纯度较间接法也有所下降,所以广泛采用的还是间接法。

目前,国内外关于高铁酸钾制备的报道大多以上述方法为基础,针对某些环节的具体问题提出了一些改进措施。中国科学院田宝珍等[3]探索了利用湿法制备高铁酸钾晶体后的残留母液制取次氯酸盐混合溶液,并用该混合液氧化Fe(Ⅲ)到Fe(Ⅵ),该法可制得纯度高达90%以上的高铁酸钾晶体。张军[4]等针对制备过程中粗产品与母液难于分离这一实际问题,采用强制高速离心粗分再用砂芯漏斗抽滤从而较好地解决了这个问题,使产率达到60%～76%。

2.2 电解法

电解法制备高铁酸钾的原理是在浓碱性氢氧化物溶液中,对作为阳极的铁板进行电解,在阳极发生氧化还原反应,从而将Fe和Fe3+氧化成高铁酸盐,然后在阳极溶液中加入KOH,使K2FeO4沉淀出来。电极反应如下:

阳极:Fe3++8OH-→FeO${}_4^{2-}$+4H2O+3e,

阴极:2H2O+2e→H2↑+2OH-,

总反应:Fe+2OH-+2H2O→FeO${}_4^{2-}$+3H2↑,

2Fe3++10OH-→2FeO${}_4^{2-}$+2H2O+3H2↑,

FeO${}_4^{2-}$+2K+→K2FeO4。

电解法不需要任何化学氧化剂,且理论上不会造成环境污染。但对设备装置和工艺条件要求高,耗电量高,会产生大量的副产品,而且提纯复杂,效率也较低,从而导致生产成本较高,因此不适于工业生产。

2.3 熔融法

熔融法又称干法、过氧化物氧化法。此种方法在高温、密封、干燥的环境下,利用碱金属的过氧化物氧化铁盐或铁的氧化物,从而制备高铁酸钾。但由于过氧化物氧化反应为放热反应,温度升高快,易发生爆炸,有一定的危险性,因而该法工业化生产较难实现。

3 高铁酸钾的性质

高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽的晶体粉末,198℃以下干燥空气中稳定。但含水的高铁酸钾在80℃时,将迅速分解为为Fe(OH)3。在晶体中,FeO${}_4^{2-}$离子呈略有畸变扭曲的空间四面体结构,铁原子位于4面体的中心,4个氧原子位于4面体的4个顶角上,而且这4个氧原子在动力学上是等价的。高铁酸钾晶体属于正交的β-K2FeO4晶系,与硫酸钾、高锰酸钾、铬酸钾等有相同的晶型[5,6,7]。

3.1 高铁酸钾的氧化性

高铁酸钾中铁离子为+6价,处于铁元素的最高价态,氧化性强。在酸性和碱性溶液中,其标准电极电位分别为2.20V和0.72V,因此,pH值是影响高铁酸钾氧化性的最主要原因。其反应如下:

酸性介质:FeO${}_4^{2-}$+8H++3e→Fe3++4H2O,

碱性介质:FeO${}_4^{2-}$+4H2O+3e→Fe(OH)↓+5OH-。

高铁酸钾的电极电位不仅在酸性介质中明显高于高锰酸钾、重铬酸钾,而且在碱性介质也明显高于KMnO4、K2Cr2O7。因此,高铁酸钾是比高锰酸钾、重铬酸钾等常用氧化剂氧化能力更强的一种强氧化剂。高铁酸钾可以氧化苯甲醇、脂肪醇、苯酚、苯胺、节胺、肟、腙、硫醇、烃类等有机化合物及硫化物、氨、氰化物等无机化合物[8]。同时其具有选择性,在相转移催化剂(PTC)作用下,高铁酸钾可以选择氧化烯丙醇、苄醇、仲醇。

3.2 高铁酸盐的稳定性

尽管高铁酸钾在水处理工艺方面具有强氧化性等优点,但其稳定性任是制约其普及和应用的重要因素。影响高铁酸盐溶液稳定性的因素主要有温度、浓度、碱度、杂质以及催化剂等。宋华,王园园研究认为,随着温度的升高,K2FeO4在酸性介质中的稳定性逐渐减弱;随pH值的增大,K2FeO4的稳定性逐渐增强。在中性介质中醋酸钠能够增强K2FeO4的稳定性,而在酸性介质中,却能够加速K2FeO4的分解。在中性和酸性介质中,三价铁盐的存在能够加速K2FeO4的分解,此外氯化钠能增强K2FeO4 的稳定性[9]。

此外,高铁酸钾的热稳定性也较差,温度越高。FeO${}_4^2$。分解越快,稳定性越低;稀的高铁酸钾溶液相对较为稳定,浓度越高的K2FeO4 溶液,其分解速度越快,稳定性也越差[10]。通过在高铁酸盐溶液中加入适量助剂可有效抑制商铁酸盐在水溶液中的分解速率,延长其储存周期,使高铁酸钾的稳定性能得到显著改善[9]。

4 高铁酸钾的应用

4.1 高铁酸钾的杀菌作用

高铁酸盐由于其不对被处理水产生二次污染、在消毒过程中不产生氯仿、无臭无味、杀菌力高、速度等特优点,尤其适用于饮用水的消毒处理。

研究证实,高铁酸钾对各种细菌病毒(如大肠杆菌、f2病毒等)均有良好的灭活作用。作用机理可能是因为高铁酸钾具有强氧化性,加入水体后可破坏细菌的某些结构(如细胞壁、细胞膜)及细胞结构中的一些物质(如酶等),抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成,使菌体的生长和繁殖受阻,起到杀死菌体的作用[12]。姜洪泉等[13]利用K2FeO4粉末对天然水进行消毒处理,研究表明,当水样中K2FeO4的质量浓度为5～6mg/L时,杀菌效率达99.95%～99.99%,同时,色度和浊度也明显降低。

T Schink,T D Waite发现高铁酸钾在低浓度下就能快速杀死f2病毒[14]。同时研究证明,溶液的pH值对高铁杀菌效果有很大影响,pH值为6.9条件下,1mg/L的高铁酸钾5.7min可杀灭99%的f2病毒,而pH值为5.9条件下仅需要0.77min,f2病毒去除率即可达到99%。当pH值为7.8条件下,高铁酸钾投量达10mg/L,反应30min后才可杀灭99.9%的病毒。

4.2 高铁酸钾的除藻作用

高铁酸钾除藻机理主要是通过其氧化絮凝作用去除水中藻类物质。通过氧化作用破坏藻细胞的表面结构,造成藻细胞表面鞘套的卷绕,并可能使细胞的外鞘开裂,致使胞内物质外流,影响了藻类的正常段殖体繁殖方式,从而达到杀灭藻类的作用。并且高铁酸钾在水中分解生成氢氧化铁,吸附于藻类细胞表面,可以降低细胞表面电荷,增加藻类细胞沉淀性。在外流胞内物质絮凝和氢氧化铁吸附双重作用下,使得部分藻类细胞在混凝之前就能发生凝聚,得到进一步去除。

马军[13]等人研制出以高铁酸钾为核心的复合药剂,投加0.14mg/L该药剂预氧化后,再投加50mg/L硫酸铝混凝剂可使沉降后藻类去除率达到60%,并且随着高铁酸钾的投量增加,去除率进一步提高。

4.3 高铁酸钾的絮凝作用

在氧化水中的污染物后,六价铁离子会转化为Fe(VI)会转化为 Fe(OH)3,从而具有絮凝作用。

研究表明,在用高铁酸盐处理后的水中的残余浊度比硫酸亚铁和硝酸铁低。使用高铁酸盐的另一个好处就是它能够在1min内使胶质粒子失稳,而亚铁盐和三价铁盐仅仅能在混合30min后获得同样的失稳状况。这个结果表明能高效快速地利用高铁酸盐作为絮凝剂进行直接快速地过滤。

姜洪泉等人研究表明,若同时加入聚合铝进行絮凝联用,将取得更好的效果,且对水中酚类有机物及水中的硫化物具有明显的氧化去除效果[14]。

4.4 高铁酸钾氧化除去有机和无机污染物

对于各种有机污染物,如酚类、醇类、苯酚、有机酸、有机氮、氨基酸、脂类含硫化合物、苯及其相关化合物及某些难分解化合物等均有良好的去处效果,其影响因素主要是高铁酸钾的投加量和pH值。

曲久辉等对利用高铁酸钾,氧化去除水中腐殖质进行了研究。结果表明,当高铁酸钾与富里酸的质量比为12时,高铁酸盐氧化可以去除水中90%以上的富里酸,在浑浊水中高铁酸盐具有氧化和絮凝的双重作用效能。同样高铁酸盐投加量下,可将95%以上的富里酸去除.采取高铁酸盐与聚合铝联用可显著提高对富里酸的去除效果.

同时,高铁酸钾可有效的去除污水中的的H2S,CH3SH和NH3等[16]恶臭物质,并将其氧化NO3-,SO${}_4^{2-}$,从而达到脱味除臭的效果。

对于CN-,高铁酸钾也有良好的去除效果。pH值在7～10.5范围内,CN-去除率随着pH值的上升而升高;温度对去除CN-无明显影响。在pH值为9.0、氧化10min的条件下,当原水中CN-浓度为0.25mg/L时,投加2.5mg/L(K2FeO4∶CN-=10∶ 1)的K2FeO4,可使出水CN-剩余浓度降至0.05mg/L以下[15]。

5 结语

高铁酸钾 篇8

高铁酸钾 (K2FeO4) 是一种很有前途的新型净水剂, 在溶液中主要是以阴离子FeO${}_4^{2-}$的形式存在。FeO${}_4^{2-}$具有较强氧化性和快速杀菌消毒能力[1,2], 特别是在中性或酸性溶液中, FeO${}_4^{2-}$分解速度快, 分解后能够产生具有优良絮凝功能的Fe (Ⅲ) 和吸附作用的Fe (OH) 3[3], 因此, 在利用高铁酸钾作为混凝剂时, 可以进行直接快速的过滤。在水处理过程中, 高铁酸钾不与有机物作用产生类似有机氯代物等新的污染物, 不会产生二次污染和其他不良反应, 是一种安全的饮用水净化剂, 因此又被誉为绿色水处理剂[4]。目前国内外对高铁酸盐处理污染物的研究, 主要是利用其强氧化性、良好的絮凝性和杀菌消毒方面。

煤矿矿井水中悬浮物含量高, 浑浊度较大, 直接外排不仅对环境造成极大污染, 更浪费了大量的水资源。而矿井水的处理, 大多是经过简单絮凝沉淀后直接排放, 所以在混凝剂的选择上, 以成本低廉为主, 而对在成本相对较高的高铁酸钾的使用上, 国内还未发现相关的应用实例。我国矿井水的利用率较低, 在我国煤矿每年外排约22亿m3的矿井水中, 利用率仅为20%左右[5], 其利用主要集中在选煤厂洗煤、地面防尘绿化、井下采掘抑尘及灌浆等方面。在此以淮南潘三矿矿井水为试验用水, 选用高铁酸钾作为混凝剂, 通过一系列试验, 使矿井水达到较好的预处理效果, 使其进行更深度的处理。

1材料和方法

1.1 仪器与药剂

仪器:JJ-4六联电动搅拌器;WZS-180/185浊度仪;PHB-4型pH计;HH-8数显恒温水浴锅; 电热鼓风干燥箱;电子天平;HJ-5型多功能搅拌器;真空泵及相应过滤器。

药剂:高铁酸钾, 采用亚铬酸盐滴定法测定其纯度[6], 纯度在95%以上;NaOH, CrCl3·6H2O, H2SO4, Na2CO3和二苯胺磺酸钠等均为分析纯。

矿井水水样取自淮南潘三矿矿井水原水。

1.2实验方法

采用烧杯搅拌试验分析高铁酸钾絮凝效果, 具体步骤是:将矿井水水样混合均匀后倒入大烧杯中, 调节其pH值为4, 再分别转移至一系列250 mL的玻璃烧杯中, 加入一定量的高铁酸钾, 用六联电动搅拌器以300 r/min的转速快速搅拌10 min, 之后使用2%的NaOH和10%的HCl调节其pH值为7, 再以60 r/min的转速慢速搅拌10 min, 静置沉淀1 h, 取上清液进行分析。

矿井水采样和实验室分析过程严格按照《水和废水监测分析方法》[7]的要求进行。

1.3原水水质

该次试验矿井水水质的相关指标见表1。此矿井水呈弱碱性, 浊度较大, 悬浮物和溶解性总固体含量较高。

2实验结果与讨论

2.1 高铁酸钾的絮凝效果

高铁酸钾在水中分解时, Fe6+并不直接转化为Fe3+, 而是经历了由六价到三价不同电荷离子的中间形态的演变, 在转化过程中会产生正价态水解产物, 其具有较大的网状结构, 压缩并电中和水中的胶态杂质扩散层, 因而表现出独特的絮凝效果。试验表明[8]:适量的高铁酸钾加入量, 能够将一般地表水中99%的可沉淀悬浮物和94%的浑浊度去除。该试验取矿井原水, 调节pH=4, 分别加入高铁酸钾60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240 mg/L, 按上述实验方法处理后, 其结果见图1。

由图1可知:高铁酸钾对浊度和悬浮物均有明显的处理效果, 当高铁酸钾投加量为180 mg/L时, 原水中的浊度由559.38 NTU降到23.35 NTU, 去除率为95.83%;悬浮物由245 mg/L降到14 mg/L, 去除率为94.29%。继续加大投药量, 去除率增加的幅度已很小, 到240 mg/L时, 浊度和悬浮物都略有上升, 原因可能是少量高铁酸钾未分解, 影响了处理效果。由此可见, 只要高铁酸钾与悬浮物的含量比约为0.73时, 对浊度和悬浮物的去除率都可以达到94%以上。试验表明[9]:高铁酸钾投入量为20 mg/L时, 可以把水的浊度由40.2 NTU降到5.6 NTU, 去除率为86%, 虽然此研究未对高铁酸钾投入量和原水的pH值进行调节, 但也足以证明其良好的絮凝性。

2.2不同pH值对高铁酸钾絮凝效果的影响

pH值对高铁酸钾的稳定性及氧化絮凝效果均有很大影响。实验表明[10,11,12]:在pH=10～12时, FeO${}_4^{2-}$表现非常稳定;当pH=8～10时, FeO${}_4^{2-}$稳定性也较好;在pH=7.5以下时, FeO${}_4^{2-}$稳定性急剧下降, 在酸性或中性水溶液中, 高铁酸根离子瞬间分解, 最终还原成三价铁化合物, 但其氧化性仍然存在。本试验在高铁酸钾投加量为180 mg/L时, 利用FeO${}_4^{2-}$在低pH值的强氧化性和不稳定性, 使其快速分解, 快速搅拌10 min后再调节pH值为中性 (pH=7左右) , 提高FeO${}_4^{2-}$的絮凝效果, 而后依次慢速搅拌10 min、沉淀1 h后, 取上清液分析, 结果见图2、表2。

实验结果表明:在酸性条件下, 高铁酸钾有较好的絮凝效果。随着pH值的升高, 矿井水中浊度和悬浮物的去除率逐渐下降, 在强酸条件下 (pH≤3时) , 高铁酸钾瞬间即分解, 说明高铁酸钾在强酸性条件下极不稳定, 很短时间内即可分解完毕。在pH≤6的整个范围内, 其絮凝性都明显好于碱性条件下的絮凝性, 这可能是由于在酸性条件下, 高铁酸钾有很强的不稳定性和氧化性, Fe6+能够快速被还原成Fe3+, 而Fe3+的存在可导致FeO${}_4^{2-}$经过铁的中间形态分解为Fe (Ⅲ) , 产生高铁酸钾的诱发分解效应[13], 其结果是快速形成了Fe (OH) 3絮凝体。在pH=8.61时, 加药搅拌后, 溶液呈紫黑色, 沉淀后的上清液中, 紫色未退去, 说明高铁酸钾并未完全分解, 形成的Fe (OH) 3絮凝体少于前者, 所以絮凝效果也比前者差。

由表2可以看出, 高铁酸钾能使溶液pH值升高, 但在pH≤2时, 对溶液pH值的影响较小, 在pH=3～4时, 可能有一个分界线, pH值高于此分界线, 高铁酸钾能够快速升高pH值, 使其达到中性或弱碱性, 而pH值低于此分界线, 则其对pH值的影响有限。高铁酸钾能使溶液pH值升高, 原因可能是FeO${}_4^{2-}$在分解过程中消耗了H+, 并使其转化为H2O, 但是在pH=4时, 高铁酸钾突然使pH值大幅度升高的现象, 还需要进一步研究。

高铁酸钾作为混凝剂时, 在pH=4时加药搅拌, 这样既可以利用高铁酸钾在酸性条件下的强氧化性和快速分解能力, 又不用再次调节pH值就可以在弱碱性条件下完成絮凝沉淀。

2.3温度对高铁酸钾絮凝效果的影响

温度也是影响高铁酸盐溶液稳定性的重要因素, 温度越高, FeO${}_4^{2-}$分解越快, 稳定性越差[14]。研究发现[15]:在低温 (0.5 ℃) 时高铁酸钾溶液可以有一个长的稳定期, 对于起始浓度为0.01 mol/L的高铁酸钾溶液, 在25 ℃的恒温下, 在2 h内减少近10%, 而在0.5 ℃时, 几乎不变。

由图3可知:在30 ℃时, 处理效果最佳, 温度升高, 絮凝效率反而下降, 但总体变化不大, 从30～50 ℃时, 对浊度的去除率由96.2%降到94.9%, 对悬浮物的去除率由95.1%降到92.2%, 可以认为在20～50 ℃内, 温度对高铁酸钾的絮凝不产生影响。

2.4不同氧化、絮凝时间对絮凝效果的影响

在酸性条件下, 高铁酸钾的氧化性较强, 同时也升高了溶液的pH值, 当把溶液的pH值升高到中性或碱性时, 再进行絮凝, 可以达到较好的处理效果。该实验在t=30 ℃、pH=4时加药180 mg/L快速搅拌, 在搅拌过程中, 每隔1 min测1次pH值, 其结果见表3。在快速搅拌10 min后, 溶液pH值达到7.07, 此后不用再调节pH值就可以使水样在pH>7条件下絮凝沉淀, 所以最佳氧化时间应选择10 min为宜。

絮凝时间也至关重要, 在t=30 ℃、pH=4时加药180 mg/L快速搅拌10 min, 再分别慢速搅拌10 min和20 min后, 检测上清液的剩余浊度, 其结果见表4。结果表明:在絮凝10 min、沉淀60 min后, 浊度去除率已达到96%, 增加絮凝和沉淀时间, 去除率增加缓慢, 综合考虑时间和去除效果因素, 该试验选择絮凝时间为10 min, 沉淀时间为60 min。

2.5高铁酸钾和聚合氯化铝的絮凝效果对比

聚合氯化铝 (PAC) 是一种高效的无机高分子净水剂, 其絮凝效果较好。当水样为中性时, PAC的絮凝效果最好[16]。该实验只在加药前调节1次pH=7, 其他实验条件与高铁酸钾处理水样时相同, 实验结果见图4。

由图4可以看出:高铁酸钾的絮凝效果明显好于聚合氯化铝, 在加药量为180 mg/L时, 聚合氯化铝对浊度的去除率为89.9%, 而高铁酸钾可以达到95.83%。聚合氯化铝成本较低, 能够被广泛使用, 但人体摄取过量的铝可能引起严重缺钙, 并使人体中的残余铝含量显著升高, 而体内过高的残余铝含量可能是引发帕金森综合征、老年性痴呆、脱发等疾病的重要原因[17], 因此, 在饮用水处理方面可能会受到更多的限制;虽然高铁酸钾生产成本高, 但是其具有无不良反应、不产生二次污染和杀菌消毒效果较好等优点, 必然是水处理剂特别是饮用水处理剂的一个重要发展方向。

3结论

1) 高铁酸钾处理矿井水, 絮凝效果好, 其与悬浮物的含量比约为0.73时, 对浊度和悬浮物的去除率都可以达到94%以上。由于矿井水中悬浮物含量高, 该次实验结果并没有达到饮用水对浊度低于3 NTU的要求, 但是矿井水经过适当预处理 (如粉煤灰预处理) 后, 达到对浊度低于3 NTU的要求是有很大希望的, 而且可以大大减少用药量, 降低处理成本, 这一点还需要进一步研究。高铁酸钾的优良特点, 将更有助于使矿井水朝着可饮用化的方向发展。

2) 高铁酸钾能够升高溶液的pH值, 而且在pH=3～4时, 可能有一个分界线, pH值高于此分界线, 高铁酸钾能够快速升高pH值, 使其达到中性或弱碱性;而pH值低于此分界线, 则其对pH值的影响有限。高铁酸钾作为混凝剂时, 应在酸性条件下 (pH=4) 氧化分解, 再调至中性或弱碱性条件下絮凝沉淀。

3) 在20～50 ℃内, 温度对高铁酸钾的絮凝效果几乎无影响。

4) 氧化和絮凝时间都选择10 min为宜, 而且在pH=4时, 高铁酸钾在10 min即可提升pH值至中性, 不用再次调节pH值, 沉淀时间选择1 h为佳。

5) 与铝盐相比, 高铁酸钾有着更好的絮凝效果, 而且在饮用水方面有着更广阔的应用前景。由于高铁酸钾处理矿井水的成本高昂, 限制了其发展, 但是可以考虑用预处理+高铁酸钾絮凝的方法降低其处理成本。

高铁酸钾 篇9

对于废水的处理,高铁酸钾能理想地进行微生物消毒,部分地降解或氧化水中有机物和无机物杂质,且除去胶状/悬浮的微粒物质和重金属。在所有实践中用于水和废水处理的氧化剂/消毒剂中高铁酸盐是最强的。

1 高铁酸钾在水和废水处理中的应用

高铁酸钾处理水是一个集氧化、絮凝、吸附和杀菌消毒等协同作用与连续发生的过程。作为一种绿色的水处理剂,高铁酸钾适应社会的发展要求。一些学者以高铁酸钾作为处理药剂,研究了高铁酸钾对水污染物的处理效能。一般地,对于水和废水的处理来说,高铁酸钾有以下几个方面的应用。

1.1 高铁酸钾氧化有机/无机杂质

高铁酸钾是一种强氧化剂。在酸性条件下(p H<2),Fe O42-离子的氧化还原电位比臭氧高,毫无疑问在水和废水的处理中应用的药剂,高铁酸钾是最强的一个。许多研究已经表明高铁酸钾能有效去除多种有机污染物,如酒精、羧基化合物、氨基酸、苯酚及其衍生物、1,2-二醇、有机氮化合物、脂肪硫、亚硝胺化合物、顽固的有机物、硫脲、硫代硫酸盐、氯氧化物和肼化物。这些化合物氧化的程度与高铁酸盐的量有关;且在减少有机物浓度时,过量的高铁酸盐对上述污染物的处理是很有效的。研究表明,p H<8时,用高铁酸盐氧化4种有机物苯、氯苯、丙烯和苯酚,最大去除率分别是18%~47%,23%~47%,85%~100%和32%~55%。当高铁酸盐与有机杂质的摩尔比在3∶1~15∶1的范围之内,达到高铁酸盐的最大氧化效率[4]。美国环境保护机构列出了129种在自来水中发现的优先去除的污染物,其中的5种,即萘、三氯乙烯、硝基苯、溴二氯甲烷、二氯苯作为高铁酸钾氧化试验的对象。试验表明萘和三氯乙烯可以被高铁酸钾完全氧化,硝基苯氧化得比较慢,另外两种不能被氧化[5]。最近30年,对副产物CBP的形成已经给予了许多关注[6]。当使用传统的氯和未加工的水含有痕量的自然/合成的有机物,CBP形成是不可避免的。然而,如果使用高铁酸盐,微生物和CBP形成的先驱将被除去,值得关注。

对几种无机污染物的氧化研究结果如下：氰化物，氨和硫化氢，当 p H 值的范围 8~12，温度为15~300℃时，高铁酸盐可以有效地降解氰化物。当高铁酸盐与氨的摩尔比大于 1 时，除去大于 22% 的 氨，且高铁酸盐能除去地下水和废水中 99.9% 的硫化氢。此外， K2Fe O4浓度在 10~100mg·L-1的范围内，能有效地降低许多金属离子 ( 如 Fe2+，Fe3+，Mn2+ Cu2+)和有毒的金属离子 ( 如 Pb2+，Cd2+，Cr3+， Hg2+)。

1.2 高铁酸钾除藻

近年来,水体富营养化问题逐渐制约着人们生活水平的提高,高铁酸钾对水中的藻类也有很好的杀灭作用。当水体中含藻量较高、藻种多为难以去除的蓝绿藻时,高铁投加量大于0.8mol·L-1时,高铁酸钾预氧化对藻类的去除明显优于高锰酸钾和氯,而且从二次污染角度考虑,用高铁酸钾氧化后,自身分解产生氢氧根离子和氧,对水质无副作用,这也优于传统氯化工艺[8]。高铁酸钾除藻是其强氧化性和新生氢氧化铁共同作用的结果,作用过程大致为:高铁酸钾氧化能够破坏藻细胞的表面结构,造成藻细胞表面鞘套的卷绕,并可能使细胞的外鞘开裂,致使胞内物质外流。高铁酸钾分解后产生的氢氧化铁胶体也可以被吸附在一些藻类细胞表面,在降低细胞表面电荷的同时也增加了这些细胞的沉淀性[9]。用铁的含量少于10mg·L-1的高铁酸钾氧化城市二级污水中的有机物,其中含有有机碳(TOC)12mg·L-1和生物化学需氧量(BOD)12.8mg·L-1,大约除去35%的TOC和95%的BOD。以上的结果不包括过滤。当考虑高铁酸盐的絮凝能力时,预期能除去更多的BOD和TOC。

1.3 高铁酸钾杀菌消毒

对于饮用水处理,氯化是一种最普遍的消毒技术。由于副产物CBP的发现和它们对健康潜在的消极影响,已经考虑用溴、碘、二氧化氯和臭氧代替氯。然而,它们产生其它的副产物,且认为这些副产物是有毒的,在一定程度上对人体和水栖生物有毒。K2Fe O4用于水处理时与含氯消毒剂相比不会产生氯代烷烃、氯酚等副产物,被认为可替代氯作为水的有效消毒剂。1974年,Murmann与Robinson首次发现高铁酸钾具有明显的杀菌作用[10],它可以杀死实验室培养的两种细菌(无重组细胞的假单胞菌和重组细胞的假单胞菌)。当Fe O42-离子的浓度范围是0~50×10-6时,细菌被完全破坏。后来,不同的研究表明,高铁酸盐有足够的能力去杀死埃希氏菌属大肠杆菌(E.COLI)。当接触时间为7min,p H值等于8.2,铁的浓度是6mg·L-1时,杀死大肠杆菌的百分率是99.9%。为了达到相同的效果,当铁的浓度减少到2.4mg·L-1那么接触时间应该延长到18min。该结果也表明,如果水的p H值低于8.0时,Fe O42-离子的消毒能力明显增加。高铁酸钾在城市二级污水中的消毒研究表明[11],在8mg·L-1的Fe O42-离子中,可以除去99.9%的大肠杆菌和97%的可生细菌。

T.Schink,T.D.Waite发现高铁酸钾在低浓度下就能快速杀死f2病毒[12]。日本学者加藤研究总结出了高铁酸钾对大肠杆菌和一般细菌的杀菌能力[13]。覃长森等人在37℃,加高铁酸钾到水样中至浓度为5.0~6.0mg·L-1时,其消毒杀菌效率为99.95%~99.99%[14]。而且,结果显示K2Fe O4比氯和溴更有效,且在处理过的水中没有发现K2Fe O4残余。相反,在处理过的水中氯和溴通常有残留[15]。

1.4 高铁酸盐的絮凝性能

高铁酸盐氧化水中的污染物后,Fe(Ⅵ)会转化为具有絮凝作用的Fe(OH)3。姜洪泉、金世洲、王鹏的研究表明,高铁酸盐具有氧化和絮凝双重功能,采用高铁酸盐预氧化与聚合铝絮凝联用的方法更为有效,且对水中酚类有机物及水中的硫化物具有明显的氧化去除效[16]。水中有机物质和微生物的氧化中,高铁酸盐离子将被还原为Fe3+离子或Fe(OH)3,同时在该过程中产生一个絮凝剂。比较K2Fe O4、Fe SO4·H2O、Fe(NO3)3除去水中浑浊度的性能,结果表明用K2Fe O4处理过的水中剩余的浑浊比用Fe SO4,Fe(NO3)3少。用高铁酸盐去除浑浊也受使用的缓冲溶液的影响。当使用的缓冲液分别是磷酸盐、碳酸盐、蒸馏过的水,那么去除的效率分别是95%,79%和84%。对于二级废水的处理,当高铁酸盐的浓度是15mg·L-1时,浑浊度、COD和悬浮固体分别得到有效地除去;废水中COD从40mg·L-1减少到7mg·L-1,去除百分率超过80%。另外,低浓度的高铁酸盐能达到同样的絮凝性能(例如对于浑浊的去除),与Fe Cl3和Al2(SO4)3相比产生污泥少。

1.5 关于诱导有机体突变物质

当一种新的化学药品用于水的处理时,处理后的水中是否含有诱导有机体突变物质是很重要的。这也是公众关注的健康问题。据悉大约90%的大家所知的致癌物质通过使用艾姆斯氏实验显示是诱导有机体突变物质,认为诱导有机体突变物质是一个潜在的致癌物质[17]。艾姆斯氏实验用高铁酸盐处理水,初步的研究证明其结果是否定的[18],认为高铁酸盐试剂对于使用的研究条件不能产生诱导有机体突变物质的副产物。然而,需要进行系统的研究证明在高铁酸钾处理不同类型的水时,没有诱导有机突变物质的产生。

2 小结

高铁酸钾 篇10

1 工程概况

广州北站枢纽方案新建跨武广高铁的高架站房, 同时设置下穿武广高铁的地下通道, 将东西广场进行沟通, 地下通道需要下穿武广高铁4股道, 下穿长度约45 m。

广州北站位于广州市花都区, 属广花盆地北部, 主要地貌类型为冲积平原, 区内地形平坦、开阔, 城镇间河流、池塘众多, 海拔高程一般为5~8 m, 相对高差小于3 m。沿线主要出露和揭露的地层有第四系 (Q) 和石炭系下统 (C1) 。第四系 (Q) 主要包括人工堆积层、全新统冲洪积层。第四系人工堆积层普遍分布于广州北站区域表层, 主要为素填土、杂填土和填筑土等, 一般厚度小于5 m。第四系全新统冲洪积层普遍分布, 岩性以粉质黏土、砂类土为主, 零星地段分布砾石土, 古河道及水塘地段分布淤泥质粉质黏土;冲洪积层厚度变化较大, 一般厚度范围10~25 m。石炭系下统 (C1) 层为广州北站区广泛分布的地层, 该层下伏于第四系地层下, 埋深一般10~25 m。主要岩性为石灰岩, 局部分布砂岩、砂质页岩夹砂砾岩、炭质页岩夹无烟煤层。石灰岩中有岩溶发育, 一般中等-强烈发育, 局部弱发育, 岩溶类型为覆盖型岩溶。岩溶主要表现形式为溶洞, 溶洞洞径范围1.5~12.6 m, 一般为全充填或者半充填溶洞, 少数未充填, 溶洞内主要充填流塑-软塑状黏性土及松散砂类土。广州北站区域地下水位整体埋深较浅, 一般0.90~4.0 m, 水位高程1.0~4.5 m, 水位变幅0.20~3.0 m。

综合考虑使用功能、施工难度、施工风险等各方面因素, 将地道设置于地下二层, 埋深7~8 m, 主要穿越地层为粗砂层和粉质黏土层。

2 国内外下穿既有铁路工程实施情况

目前, 国内已实施完成的下穿高铁路基的工程项目有:天津地铁9号线七经路—天津站区间盾构下穿天津站, 隧道埋深17.3 m, 沉降控制标准10 mm, 极限不超过15 mm;天津地铁3号线天津—小树林站区间盾构下穿京津城际铁路, 隧道埋深在2倍洞径以上, 沉降控制标准为±10 mm;天津地铁2号线建国道—天津站区间盾构下穿京津城际铁路, 隧道左线埋深17.5 m, 右线埋深19.6 m;福厦铁路 (厦门段) 董任路立交通道工程暗挖法下穿杏林车站, 隧道埋深5.5 m, 沉降控制标准±6 mm。另外还有广州地铁9号线广州北—花城路区间盾构下穿武广高铁, 隧道埋深9.4~9.8 m, 沉降控制标准为-5 mm, 目前尚未开工。以上项目既有铁路中, 福厦铁路和京津城际铁路车站到发线为有砟轨道, 其余均为无砟轨道。

国外实施的下穿既有铁路的工程有:意大利Bologna市郊公路隧道下穿既有地面铁路线, 采用暗挖法施工, 隧道埋深7~13 m, 400 m长轨道沉降警戒值20 mm、报警值30 mm;日本的筑波三之轮地铁隧道下穿既有铁路线, 采用泥水式盾构施工, 隧道埋深4~12 m, 隧道通过后, 地表最大沉降达到7 mm, 最终沉降为20 mm。

可见目前国内下穿高铁无砟轨道路基的工程多采用盾构法施工, 且国内外类似工程经验均较少。

3 武广高铁路基及轨道的沉降控制标准研究

根据《高速铁路设计规范》 (试行) (TB 10621—2009) 及条文说明, 路基工后沉降量必须控制在扣件调整量和线路竖曲线圆顺要求的范围内。即不允许出现危害铁路运营安全性或损坏线路的可使用性的轨道变位, 也不能超过系统扣件竖向高度调整量的某一比例。无砟轨道对沉降变形, 特别是不均匀沉降的要求很严格。对于调高量为26 mm的扣件, 扣除施工误差+6~-4 mm, 仅有20 mm可以调整, 再考虑列车运行时需要预留5 mm的余量, 实际留给运营期间路基沉降的允许调整量仅为15 mm, 只有路基沉降量不大于15 mm时, 才能保证设计的轨道高程。

高铁正式开通运营后轨道检测维修标准执行《高速铁路无砟轨道线路维修规则 (试行) 》 (铁运[2012]83号) 中轨道不平顺动态管理限值, 相应管理值见表1。

综上所述, 结合武广高铁线路标准及运输情况, 按照限速偏差等级确定沉降控制标准, 将轨道高低不平顺控制标准定为10 mm。

4 开挖工法选择

本地道需要下穿武广高铁路基, 施工过程中不能中断运营, 故可选用的工法主要有矿山法、盾构法、顶进法等。盾构法具有施工速度快、不拆迁地面建筑物和地下管网, 施工期间噪声小、振动小、不影响地面交通、控制沉降好, 施工风险小等优点;但现有盾构机对地道断面匹配性差、盾构施工随地层变化的适应性差、在现有埋深条件下地表隆沉不易控制, 且设备成本较高、造价昂贵。顶进法具有用地少、投资小、工程易行, 且施工时对既有线影响时间短的优点;但对于本项目来说顶进施工存在以下不足: (1) 无砟轨道所采用的整体式道床不具备线路加固条件; (2) 高速铁路的无砟轨道对于路基沉降和轨道平顺度要求很高, 顶进施工由于施工工艺的限制无法满足高铁轨道的沉降控制标准; (3) 顶进施工所采用的线路加固措施需要列车限速45 km/h行驶, 而武广高铁运输繁忙, 行车间隔时间很短, 该限速标准无法满足高铁运输要求。因此, 本项目采用矿山法施工。

矿山法施工可选用的工法主要有全断面法、台阶法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等。对各种工法的适用性进行列表对比 (见表2) 。

通过比较, 正台阶法和上台阶临时仰拱法均属于台阶法, 上台阶法对于沉降控制较优;CD法和CRD法开挖过程相似, CRD法控制沉降效果优于CD法。因此为了分析各种工法对路基沉降的控制效果, 分别选取有代表性的台阶法、双侧壁导坑法及CRD法采用有限元软件进行二维模拟计算。

4.1 有限元模型的建立

在二维建模中, 将下穿地道横向作为X轴, 竖向作为Y轴, 向上为正。计算区域主要根据隧道高度、跨度、埋置深度情况, 并满足一定边界效应的要求来确定。地道净宽为8 m, 考虑隧道开挖的影响围岩范围一般为3~5倍洞径, 模型水平向宽70 m, 竖向高度为43 m, 地道埋置深度取为8 m, 隧道模型左右居中。模型土层根据现场土层分为5层, 从上到下分别为素填土层1.5 m、粉质黏土层3.7 m、粗砂层5.0 m、粉质黏土层13.8 m和弱风化石灰岩层25 m。隧道几何模型前视图见图1。

模型上表面即地表设为自由边界, 其余各外表面均约束法线方向的位移。

4.2 计算参数

模型土层参数根据地质报告及地层参数经验值取值, 表3、表4列出了计算所采用的围岩、支护结构物理力学参数与结构尺寸。

4.3 计算结果分析

提取模型上表面节点为沉降监测点, 不同开挖工法的地表沉降曲线见图2。可见采用CRD工法开挖时, 地表沉降最小, 最大沉降值为9.04 mm。当采用双侧壁导坑法开挖时地表沉降值较小, 其最大沉降值为9.33 mm;采用台阶法开挖时, 地表沉降值最大, 其最大沉降值为10.39 mm, 明显大于另外两种工法。

对计算结果分析如下:台阶法每个台阶开挖宽度最大, 每次开挖都在拱部产生较大临空面, 缺少有效临时支撑, 只能通过拱部初支进行支撑, 故沉降最大;双侧壁导坑法将开挖断面分成若干部分, 双侧导洞开挖时能够有效控制地表沉降, 但在开挖拱部导坑的过程中, 由于开挖宽度较大, 容易引起拱顶变形和地表沉降;CRD法将4个开挖分块分别封闭, 减小了开挖跨度, 且中隔壁支撑于隧道拱顶, 能够有效控制拱顶变形, 故CRD法引起的地表沉降最小。

5 辅助施工措施研究

岩层加固及超前支护的方法多种多样, 但在考虑施工场地限制、隧道埋深、施工期间不能中断列车行驶、沉降控制要求严格的情况下, 一般的处理方法就不能完全适用。根据广泛调研, 对国内外一些主要预支护方式进行对比分析 (见表5) 。

综上, 管幕法、水平旋喷桩加固法及冻结法均能较好地适应本项目地层条件及沉降控制要求, 管幕法由于管径、顶管工艺的不同, 对地层扰动程度有所差别;冻结法在施工中存在冻胀融沉作用, 如果处理不好可能导致高铁轨道变形超出控制值;水平旋喷桩施工对地层扰动较小, 能较好地控制地表沉降。如能通过监测及时采取措施消除冻结法引起的冻胀融沉, 或在水平旋喷桩施工时控制好成桩精度及成桩质量, 冻结法和水平旋喷桩加固法均可选为有效的地层加固措施。以下对水平旋喷桩加固法和冻结法处理地层后的开挖沉降采用有限元软件进行模拟计算研究。

5.1 有限元模型的建立

建模过程同上节所述, 根据调研资料, 结合常用水平旋喷桩加固参数, 将旋喷桩桩径定为600 mm, 环向间距450 mm, 隧道拱部180°范围内在初支外侧打设3排水平旋喷桩, 排间距450 mm, 并在内排旋喷桩内插入φ108 mm钢管以提高刚度, 初支外侧其余部分打设一排水平旋喷桩用来加固地层和止水。旋喷桩加固通过改善加固范围内的地层参数实现, 加固参数见表6。

水平旋喷桩超前加固示意见图3。

冻结法加固通过改善加固范围内的地层参数实现, 根据Lame公式, 冻结壁厚度计算如下:

式中:a为冻结壁内半径;为冻土的容K许应力;σ为冻土极限抗压强度;K为安全系数;p=0.013H为永久地压;H为地层深度。结合调研情况及相关资料, σ取5 MPa, K取2.5, 则Ed≈2 m。加固参数见表7。

5.2 不同加固方式的地表沉降对比

将水平旋喷桩加固和冻结法加固后的地表沉降值进行对比, 对比曲线见图4。可以看出水平旋喷桩加固和冻结加固两种措施对地层沉降控制水平相当, 水平旋喷桩法加固后的地表最大沉降略小。

6 结论

综上所述, 矿山法为本项目首选工法, 在矿山法施工可选择的各种工法中, 按控制地层沉降效果从优到劣排列为CRD法、双侧壁导坑法、CD法、台阶法, 由于本工程中对既有高铁路基沉降的控制为重点, 所以引起地表沉降最小的CRD开挖工法为最佳选择。

另外, 针对本项目地层条件及沉降控制要求, 水平旋喷桩加固法及冻结法等均能较好适应。但冻结法由于冻胀融沉作用, 如果处理不好可能导致高铁轨道变形超出控制值, 施工过程中应根据监测结果及时采取有效措施消除冻融影响;水平旋喷桩施工对地层扰动较小, 能较好地控制地表沉降, 但需要保证施工精度和成桩质量。因此, 本工程采用CRD开挖结合水平旋喷桩超前加固的工法, 可以满足高速铁路无砟轨道的沉降控制要求, 能够保障既有线安全运营。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.高速铁路设计规范 (试行) [M].北京:中国铁道出版社, 2010.

[2]中华人民共和国铁道部.高速铁路无砟轨道线路维修规则 (试行) [S], 2012.

[3]王国强, 李艳凤, 宋建嫱.冻结法在沈阳地铁隧道中的应用[J].北方交通, 2013 (3) .

[4]林文书, 林建平, 王金峰, 等.武汉地区富含水地层联络通道冻结法施工数值计算分析[J].现代隧道技术, 2011, 48 (3) .

[5]陈五二.粉细砂地层隧道水平旋喷桩支护技术[J].铁道标准设计, 2011 (S1) .

高铁争锋始末 篇11

这是一场比一级方程式赛车(F1)还要刺激、还要奢侈的比赛。主力车队是德国西门子、日本财团、加拿大庞巴迪和法国阿尔斯通。他们各自驾驭着一列火车，车长大约是40个法拉利的长度，时速却可以与F1赛车一较高低——每小时200公里，甚至每小时350公里。胜者奖金丰厚无比，也许是上百亿美元。

在这个时间长达十多年的比赛中，速度已不是主要指标，关键是车队在不同的赛场的表现。比如在高原上，庞巴迪在中国的合资公司BSP经受住“地势高、空气稀薄考验”——获得青藏线361辆列车合同，总价值约为2.81亿美元的“奖金。”

和F1一样，比赛还要考验团队合作——有没有中方的合作伙伴以及默契程度——合作企业未来的国产化率能否达到70％以上。

整个比赛中，中国的铁道部是主办方兼裁判，亦是“赛车”标准制造者，这些标准包括轨距、车宽、信号系统、车重等等技术参数。

当然，这不仅仅是涉及到四个“外国车队”的较量，更大程度上也是中国继80年代汽车产业之后，又一次全行业的“以市场换技术”的冒险——如果成功，中国企业在引进、消化吸收，再创新之后，将成为世界上拥有时速200公里以上的高速列车技术的第五极，而中国制造的高速列车将被命名为CRH（CHINA RAILWAY HIGISPEED）。换句话说，裁判随时可能成为对手，中国迟早要推出自己的“F1赛场”。

因此，在每一个赛道上都看不见胜者的狂欢，只有落败者向裁判员和看客们发泄不满。不管四个国家队向中国转让核心技术多么不情愿，然而这个市场太大，绝对不能忽视。考虑到竞争对手可能接受转让技术条款，那就更不能掉以轻心了。

值得一提的是，具有完全自主知识产权的国产高速列车“中华之星”，曾经创造了每小时321．5公里的“中国铁路第一速”，因为在资格赛中临时发生故障而被出示黑旗，取消正式比赛权利。虽然曾有52名中国工程院院士联名上书国务院，但是“中华之星”重回赛场的可能性已微乎其微。

外电对这场“赛事”给予了全方位关注。密切关注此事的美国《华尔街日报》以“中国铁路大升级给外企带来了巨大商机”作了专题报道，并引用亚洲开发银行的交通运输专家睿纳哲(Nigel Rayner)的话说，“中国铁路扩张计划的规模之大是史无前例的”。

而在日本，每一次日本外交官员亦或民间组织就此事访问中国，主流媒体都会及时曝料个中进展，甚至于将从上海到杭州的一趟标有“CRH”的动车组称为“异乡的新干线”，或“日本新干线中国版”。而随着日本媒体一波又一波的宣传攻势，CRH遭遇到中国的民族情绪，甚至于被网民译成“耻辱号”。

对于各方给CRH贴上的标签，京沪铁路客运专线公司筹备组副组长郎国平在“两会”期间有着详尽的解释：“线路、桥梁、隧道、涵洞等工程技术，将形成我国完全独立的技术标准和自主知识产权；通信、信号、牵引供电系统，将形成满足我国客运专线系统集成的标准和要求；运营调度和旅客服务系统，也将坚持自主创新。关于列车通过引进先进技术，来实现在中国自主生产时速达300公里以上的列车，其中10％至15％是进口原车，而80％以上将是‘中国造’。”

难产的CRH

比赛的起点是从中国最繁忙的铁路干线——京沪线开始的。1990年代之后，随着国内经济的迅猛发展，这条始建于20世纪初的中国铁路运输“主动脉”已经不堪重负。运力不足导致旅客列车人满为患，货运列车运力不足的情况更为严重。

亚洲开发银行的调查数据显示，目前中国每公里铁路线平均旅客载运量为760万人，为世界平均水平的6倍左右。中国单位铁路里程上的平均货物运输量是世界平均水平的10倍以上。中国铁路每天平均只能运输16万节车皮的货物，但货运商每天实际需要的车皮数近20万节。

以京沪高铁为发端，运用先进铁路技术全面改变国内铁路落后面貌成为上两届铁道部的工作重心。但在1994年～1998年间，铁道系统内部却出现了京沪高铁缓建派，他们反对运用轮轨技术新建京沪高速铁路(高速轮轨派)，认为应该在现有线路基础上进行扩能改造，像美国一样发展中国的摆式列车(同属于轮轨技术，在山区经济效益好些)。理由是，成本只有新建线路的一半，而且完全可以满足客货运输的需要。

就在缓建派与高速轮轨派争执不休时，1998年事态发生转折，主张新建阵营中，高速轮轨派与以中科院为代表的磁悬浮派的争论成为主流。2002年，磁悬浮上海商业示范线与秦沈线短兵相接，在这两条线路上分别运行着磁悬浮列车和铁道部的“争气工程”——“中华之星”动车组(火车头+车厢)。

其实在高速轮轨派中亦存在自主派和引进派，激进的引进派甚至认为，出于安全考量，在京沪线上完全购买德国或日本成熟的高速列车。而占主流声音主张，综合比较国外的各种高速列车技术，然后以国有技术为主、引进单项最好的技术进行整合创新。“中华之星”就是这一思路的产物。

“中华之星”的前身是现在广州到深圳运行的“蓝箭”号。2001年，8列动车组的生产完成，并正式投入商业运营。这之前，国家计委(今国家发改委)在2000年初，对“270km／h高速列车产业化项目”正式批准立项，同时列入国家高新技术产业化发展计划项目。并将中国具有完全自主知识产权的高速列车命名为“中华之星”。

两者都是以欧洲(主要是德国)高速铁路技术为基础。“中华之星”属于动力集中型动车组。日本新干线主要以动力分散为主，欧洲的高速铁路技术原来以动力集中为主，现在则以动力分散型的动力车组研制为主。彼时，中国的铁路运输客货混运，动力集中型具有相对优势。

按照规划，时速270公里的高速列车“中华之星”项目总投资1.3亿元人民币，其中国家拨款4000万元，铁道部投资4000万元，企业自筹5000万元。2001年4月，铁道部下达任务，确定了列车的总参数，由此拉开了“中华之星”研发的序幕。中国工程院院士、南车集团株洲电力机车厂高速研究所所长刘友梅被任命为该项目的总设计师。

然而由于各种未曾披露的原因，2003年初，磁悬浮与“中华之星”最终双双出局。

同在这一年，新一届铁道部领导提出了跨越式发展目标，其中客运高速化和货运重载化成为两个重要方向。在客运方面，计划到2010年，在全国范围内建设全长7000公里时速300公里的高速旅客铁路网，其中包括北京至上海约1300公里、北京至广州约2000公里以及哈尔滨至大连950公里等客运专线。

那么，技术从何而来？不同于成熟的磁悬浮技术只掌握在德国人手中，德国、日本、法国和加拿大都拥有先进的轮轨技术。但是不出让市场，谁又会将几十年的技术拱手相让。

最后，“以市场换技术”的思路压倒了更多不确定性的“自主开发”，但铁道部仍然不得不反复权衡考虑，是像韩国一样，只引进一个国家的技术，还是像西班牙各取所长？如果引进四国的技术，各取所长，未来互相间如何兼容？是目前最先引进最先进的技术，还是考虑运营成本引进成熟的技术？

2004年8月，铁道部正式对京哈、京沪、京广、陇海、浙赣等干线提速车辆实施招标。按照规定，合格的投标人为在中华人民共和国境内合法注册的、具备铁路动车组制造能力，并获得拥有成熟的高速铁路动车组设计和制造技术的国外合作方技术支持的中国制造企业(含中外合资企业)。

谈判，谈判，谈判

与20年前中国汽车业的“市场换技术”相比，高铁虽然是绝对垄断的买方市场，但是次的安排更具有复杂性。外交关系、历史问题、政策变数、决策机制、市场波动甚至于民族情绪引发的大众舆论，都影响着决策的时间、过程、规则和结果，而关联利益各方因此也言语非常小心。

一位坚持匿名的铁路系统专家对记者表露了他的担心：“如果不汲取以往其他产业的教训，高铁搞不好又会陷入到越引进，越落后，越引进的尴尬境地。”

另一位不愿透露姓名的曾参与谈判的铁道部官员告诉记者，许多的选择是技术优势与经济优势甚至于舆论导向的综合，是此消彼长的，互为条件，互相制约。如果像国内航空公司采购波音和空客飞机一样，更多的理由是外交筹码，那就简单多了。

维持谈判进行的关键在于：对于任何一个拥有高速铁路技术的企业而言，从容量角度来看，中国都是一个无法拒绝的市场。欧洲铁路联盟在2003年考察中国铁路时，曾向总部这样汇报:“想想看一个不到1平方米的尾廊(两节车厢的连接处)拥挤了21个人!中国的铁路运输市场具有无限潜力。”

显然，中国渴望在城际间开行高速铁路。不仅其载客量是公路、民航3～4倍，而且高速铁路与8车道高速公路相比，铁路占用土地仅为公路的1/2。铁路在节能降耗方面同样具有显著优势，它可以用不到1/5的交通行业平均能源消耗，完成全社会1/2的运输量。

2005年11月，铁道部主导的高速铁路的招标分阶段结束，并将中国的高速铁路命名为CRH 1、2、3、5(据说因为忌讳“4”，所以没有CRH4)。其中，CRH1、2、5均为200公里级别(营运速度时速200公里，最高速度每小时250公里)，其中CRH2和CRH5具备提速至300公里的条件。CRH3为300公里级别(营运时速330，最高速度每小时380公里)。

CRH1的生产方是加拿大庞巴迪公司与青岛四方机车车辆有限责任公司的合资企业BSP，CRH2属于中国南方铁路机车车辆集团公司所属的四方机车车辆股份有限公司(日本川崎重工株式会社等组成的财团提供技术)，CRH3的生产者为北方铁路机车车辆集团所属的唐山机车车辆厂(与德国西门子合作)，CRH5由中国北方铁路机车车辆集团所属的长春轨道客车股份有限公司(与法国阿尔斯通公司合作)制造。在第一批订单中，这四家企业分别拿走了40列、120列、60列和60列定单。

外方之一加拿大庞巴迪中国区总裁张剑炜在接受记者采访时特别强调：“这些订单并不是给外国公司的，而是给其中方合资或合作伙伴。有的外国公司只是技术提供方。媒体上报道某某公司拿到几亿美金的订单是不准确的。”

但由于四方机车与日本财团合作，又拿到了最多的120列订单，而在日本财团中有个别企业是日本右翼势力的资助者，因此有些偏激的中国网民将CRH斥为“耻辱号”。

记者采访路内外多位专家学者，大家都给予日本新干线的评价是：任何人都不能否认日本新干线技术是最成熟的技术，运行40多年没有发生过乘客伤亡事故，这个纪录其他竞争对手是没有的，而且它的运营经验值得学习，晚点率不超过24秒。

“技术与民族情绪没有关系。”原铁道部谈判顾问，北京交通大学教授萨殊利说，“实际上世界上的轮轨没有纯粹的‘某国’技术，比如法德的技术就很相近，因为法国技术有一部分是学习德国的。甚至我们国内的研究也是一直在走德、法的路子。德国的牵引技术最好、法国的控制技术最好，我们为什么不能用呢?”

但是萨殊利亦承认，在与日本代表团谈判不舒服。当初技术谈判时日本大使馆有一个官员，一直在会谈室里面坐着不离开。中方的代表对日本的技术提出很多问题希望他们给予解答，日本技术专家当时回答很含糊。直到这位大使馆官员有事离开的时候，一位日本专家才说，我们使馆人员在的时候，有些事情不好讲。

“这个使我对日本官员的技术合作态度产生了不是太好的印象，反过来看日本的工程技术人员，他们对技术的掌握程度和敬业精神是值得中国的工程技术人员去学习的。”萨殊利说。

据参与谈判的另一位专家回忆，四个国家的技术转让策略各有特点，德国西门子的谈判是最艰难的。在怀疑中国的磁悬浮设计抄袭德国后，在高速铁路谈判中步步为营。关键是我方在轮轨技术上比磁悬浮积累的要多些，哪里是陷阱，哪里是鲜花掩盖的陷阱，心中有数。

技术积累让这次铁道部引进的动车组实现了低成本引进，在铁路一个内部会议上，铁道部长刘志军称中国高铁价格比西班牙低16％，比俄罗斯低40％，比韩国低45％，比我国台湾地区低57％，比其他国家普遍低16％至30％。

参与韩国高速铁路谈判的一位韩国工程师在接受《中国企业家》采访时称，中国招标时间拿捏得很准。2003年，由于政治问题，日本新干线遭遇中国民意阻挠；德国西门子之前押宝磁悬浮，但是从这一年开始更多的政府官员开始倾向轮轨技术，而不是磁悬浮技术；而阿尔斯通在这一年亏损18.4亿欧元，刚上任的管理层需要中国订单这一剂强心针。现在中国面临的问题与韩国一样，能不能掌握这些技术。

失落的“中华之星”

“中国电力机车之都”的株洲电力机车厂曾是铁道部“争气工程”——“中华之星”动车组的诞生地之一。

2002年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线的冲刺，瞬时速度达到321.5公里，创造了我国铁路试验速度的最高记录。但是在前铁道部部长傅志寰亲自视察“中华之星”时，发生故障。在随后的检修、试运营中，与铁道部第一次招标失之交臂。

在2005年6、7月，高速铁路动车组第二次招标的前4个月，刘友梅联合包括原铁道部部长傅志寰、中国工程院院长徐匡迪在内的52名院士，向国务院上呈一份《关于报送院士反映“中华之星”高速列车有关情况的签名信》。

内容主要是:首先，中国是铁路大国，发展及产业升级中可以适度引进借鉴，但不能完全依靠技术引进来解决中国铁路的问题;其次，铁道部最近引进“日、法、加”三国共计140列200km/h等级电动车组的实践说明，包括设计技术、系统集成技术、交直交变流技术和网络控制技术都难以获得技术转让，中国企业仅分工承担组装制造任务，处于产业链的低端，这样的后果是企业失去了自主创新的机会，使已经培育起来的科研队伍面临人员流失；最后，对于中国两个五年计划培育高速列车的民族品牌，包括“中华之星”，可拉动和发展一批相关产业，千万不能让国家立项自主研制的成果不了了之。

然而，此后将近半年的时间里，52名院士没有听到高层的回音。国家发改委一位高级官员对记者坦言，我曾经和52名院士在同一战壕里战斗，但是在考察国外的高速列车后，不得不承认在一定程度上“中华之星”存在差距。

“但是我仍旧坚持应该给‘中华之星’机会。”他特地强调。

作为“中华之星”总工程师的刘友梅，拒绝了记者采访。一位接近他的工作人员对记者说，在招标中，“中华之星”动车组没有资格竞标，和他有不可推卸的责任。刘友梅陷入深深自责当中。

一位曾参与“中华之星”研制，已经离开株洲厂的工程师在接受记者采访时表现得很无奈：“作为工程人员，我们把最好的时光倾注在‘中华之星’上，但是最后的结果令人失望。南车集团在株洲除了株洲厂之外，还有一个研究院和一个与西门子合资的地铁公司曾邀请过我，刘(友梅)先生曾挽留过我们，但是那段时间我一听到火车的汽笛声，心里就承受不住。”

未来

一位不愿透露姓名的铁道部官员私下对记者说，不能因为“中华之星”发生故障或是其他原因，就将其打入冷宫。有媒体报道说日本新干线40年无事故。其实并不然，最初的几年事故频繁，几乎天天有故障，幸运的是没有旅客伤亡，但却有维修人员伤亡。

日本新干线一位抢修队队长在他的《新干线的安全神话是这样创造的》一书中回忆：新干线开通不久，多次出现半路抛锚，列车在半路断电，没有照明没有暖气，乘客在寒风中忍耐，几小时后他们才抵达现场。还有脱轨事故、车轴断裂、车厢漏水、厕所和车门被吹飞，等等。还有线路方面的故障，铁路不均匀沉降，信号系统故障。

“但是日本没有像中国对待‘中华之星’一样对待最初老‘掉链子’的新干线。在初期，日本把新干线的持续性研制甚至上升至法律层面，任何有决策权力的人都不得中断。”这位官员说，“在研制‘中华之星’时没有解决的难题，在未来CRH会不会同样面临?”

这位专家分析，CRH最初几年可能出现这样的状况。比如说，目前对于轨距的要求，都是标准轨距1435毫米，但是各国的列车还有自己更为详细的技术参数，比如内轨距和踏面是不相同的，火车车轮与路轨接触受力不一样，在高速拐弯时，容易发生故障。

一位不愿透露姓名的专家认为，学技术不在于CRH的轮子制造得有多圆，不在于外形多流线，而在于控制系统，尤其是其中一些“软”内容，包含设计思想的关键技术，外方教不教先不说，中方能不能学会就更难。

一位唐车的中层管理者对高铁市场表示担扰，他说，现在从北京到上海所有硬座、软座、硬卧和软卧票价平均是大约260元左右，差不多每公里每人0.2元～0.3元之间。未来的京沪高速铁路票价应该在每公里每人0.5元左右，现在从北京到上海的全价飞机票是每公里每人1元钱，最低时可以打6折。未来京沪高速铁路能竞争过飞机吗?

他告诉记者，现实的情况是，在国产CRH车运行初期，可能一趟就要小修，半年就要大修，而普通的火车可能5天一小修，3年大修，甚至6年大修。各个铁路局能承担这部分成本吗?一辆普通的火车上座率高峰期可以达到180％，完全可以和高铁上座率80％时的收益相当，而且成本不高。各个铁路局会跑高铁吗?如果从环保、节能角度，300公里时速有优势，但是各个路局会考虑这些指标吗?

更多的担忧来自于“市场换技术”这一战略本身。记者采访众多政府官员和专家，他们认为韩国模式值得借鉴。韩国在引进技术之始就提出一条明确的政策，即技术只能引进一次，同时他们把科技经费进行调整，引进和消化、吸收的费用比例是1∶5，也就是说韩国花1元钱引进的技术要用5元钱进行研究和开发。

过往的事实是，韩国和中国的核电技术几乎是同时引进的，目前韩国的技术都参与国际竞标了，而中国还在引进。现在韩国与中国在发展铁路运输设备上又站在同一起跑线上，谁能撞线先一步成为高铁技术的第五极呢?在看客眼中，一场新的F1比赛才刚刚开始。

高铁酸钾 篇12

印尼的公路、铁路、空运、水路概况如表1～表4所示。续表

资料来源:通过网站整理,http://www.ajtpweb.org/statistics。

资料来源:通过网站整理,http://www.ajtpweb.org/statistics。

资料来源:通过网站整理,http://www.ajtpweb.org/statistics。

资料来源:通过网站整理,http://www.ajtpweb.org/statistics。

因此,从以上数据不难看出,印尼基础设施建设发展相对滞后,是制约印尼经济增长和投资环境改善的一个主要瓶颈。与此同时,加强基础设施建设也是保证印尼经济能够年均增长6%的重要因素。

2 雅万高铁项目分析

2.1 项目概况

2015年10月16日,中国铁路总公司牵头组成的中国企业联合体,与印尼维卡建筑公司牵头的印尼国企联合体正式签署组建中印尼合资公司协议,该合资公司将负责印尼雅加达至万隆省会西瓜哇高速铁路项目的建设和运营。

雅万高铁是印尼总统佐科威上任以来最大的基础设施建设项目,项目价值550万元。项目预期在2017年开工,2018年完工,2019年正式运营。

(1)雅万高铁项目背景:中国赢得此项目主要是因为中国愿意接受无担保贷款,而日本则要求印尼政府担保。之前,由于成本高以及资金问题,此项目曾被中途取消。后来,该项目计划变为建成一条中速铁路,成本较之前降低40%。最终还是决定建设高速铁路,并与中方签订了合同。

项目全长150公里,时速在200千米/时至250千米/时。客流量平均44000人次/日,有望来年继续增加。耗时将从之前的3～5小时,降至36分钟。

(2)项目融资:雅万高铁项目融资方式为中方贷款,无印尼政府预算援助。中国开发银行提供约75%的资金,剩余部分由合资伙伴出资。贷款期限为40年,有10年的宽限期。

(3)参与此项目建设的主要利益方:中国铁路总公司牵头组成的中国企业联合体,与印尼维卡建筑公司牵头的印尼国企联合体共同成立了一家合资企业。印尼国企联合体由下列成员构成:建筑公司PT Wijaya Karya,铁路运营商PT Kereta Api,收费公路建造商PT Jasa Marga以及种植园公司PT Perkebunan Nusantara。

(4)雅万高铁将带来的社会效益:项目预计在建设期内为印尼增加40000个工作岗位,这将产生一种积极的经济影响。相关产业如冶炼、制造业、基建、能源、电力、服务以及物流业也将被带动起来,实现各行业的均衡增长。站点及其周边地区的经济活动也将增加,这将为该区域的不动产行业带来新的机遇。高铁沿线的城镇及乡村地区的经济也将均衡发展。

2.2 中国铁建竞标印尼雅万高铁的决策分析

(1)市场需求:印尼持续推进的工业化及行业和经济改革,日益壮大的中产阶级带来的消费力,大量的年轻劳动力,丰富的矿产资源以及政府对资本管制的放宽等因素都推动了外资流入。印尼国内政治状况也为其吸引外资创造了有利条件。2014年,印尼完成了又一轮和平且成功的政治选举,主权评级与信用评估良好。印尼经济增速稳定,吸引外资潜力巨大。印尼是东盟中经济增长最快的国家,据印尼投资协调委员会的数据,2014年,印尼的经济年增长率达到5%,GDP达到了8700亿美元。此外印尼正在进行大规模基建融资,总统佐科威接受新华社采访时表示,印尼需要约合2305亿美元的基建资金,今年印尼将划拨约合223亿美元用于基建开发。鉴于此,竞标雅万高铁一旦成功,或将对地区其他铁路项目形成示范效应。

(2)政经环境稳定:印尼是东南亚最大的经济体,也是APEC和G20的重要成员,其地理位置优越,它拥有的7大海峡是东西方贸易的重要通道。受全球经济复苏乏力的影响,印尼经济出现放缓的迹象,但总体而言,印尼经济具有明显的后发优势,其丰富的资源,稳定的政治环境,庞大的年轻劳动力和中产阶级等给其“崛起”创造了良好条件。

(3)商业潜力:根据印尼万隆工学院预测,项目初期客流量日均约4.4万人次。如果以平均票价20万印尼盾计算,全年车票收入可达3.2万亿印尼盾(约2.5亿美元)。此后随着客流不断增加,运营情况会更好。雅万高铁建成后,万隆西部将成为全国的教育中心和生态旅游中心。此外,根据高铁沿线的经济和社会发展状况,高铁联合体拟开发一些房地产项目。初步估算,高铁建设将为印尼每年创造4万个就业岗位,高铁沿线车站及周边地区将得到进一步开发,一条雅万经济走廊有望形成。

3 雅万高铁项目风险分析

3.1 风险分析

(1)在国外建设高铁与国内不同,双方企业联营体需要磨合,当地的文化、环境和法律需要适应,准字申请、征地、劳工、环保等问题需要逐一解决。一旦出现问题或冲突得不到及时有效的解决,将会造成项目搁浅或半途而废。

(2)高铁投资属于基础设施投资,建设期长,成本回收也不是一朝一夕。在这期间,资金如何周转是关键。并且,东道国的形势可能千变万化。如何避免以及应对是高铁海外投资项目需要考虑的很重要的问题。

3.2 风险防范措施

(1)确保项目的安全性。在与日本竞标雅万铁路的过程中,各方屡次对中国高铁是否安全进行过质疑。日本新干线技术在历史上从未出现过事故,中国高铁能否做到这一点对于招商国与竞争对手来说,还有待验证。

(2)在海外建设铁路还需要考察民意,并对当地民众进行适当引导与正确宣传。高铁建设应保证不会对当地的环境造成危害。

(3)积极对相关利益群体进行游说,加强与项目所在国的外交关系。避免受“中国威胁论”的影响。

4 结论

中国高铁“走出去”步伐的加快,其对“一带一路”建设的促进作用将得到明显体现。在新格局下,不仅“21世纪海上丝绸之路”新囊括的国家和地区对铁路交通有巨量需求,而且“丝绸之路经济带”所涵盖的地区的铁路也处于待新建阶段或待更新阶段。中国高铁在“走出去”的过程中,应充分把握国家政策方向,识别投资风险,做好投资决策分析,不盲目,不跟风,努力实现中国高铁跨出国门取得成绩的目标。

摘要：全球基建市场的巨大规模,为中国相关及配套产业“走出去”创造了前所未有的契机。在此背景下,中国高速铁路项目成为了基建领域对外投资的重要增长点。近年来,中国高铁的建设发展有目共睹,对实现国家“一带一路”构想有巨大促进作用。同时,需要注意的是,中国作为高铁产业的新兴大国,在拓展海外铁路市场的过程中,不断面临各种竞争与挑战。作为高铁“走出去”的典型案例,中印尼雅加达——万隆高铁项目引人注目,文章对此项目的投资决策进行了详细分析,并总结了高铁海外投资应注意的风险及应对策略,希望可以对其他投资行为起到借鉴作用。

关键词：“一带一路”,高铁,“走出去”,投资决策

参考文献

[1]刘丹.中日竞投印尼高铁的焦点及启示[J].国际融资,2015(11).