表面处理工艺（共12篇）
表面处理工艺 篇1
硅橡胶是以线性聚硅氧烷为基础聚合物(生胶)、加入交联剂,补强填料及其他配合剂,经配合、硫化,形成的弹性体,其补强填料主要采用的是白炭黑。白炭黑常用作橡胶、塑料、合成树脂等产品的填充剂,但白炭黑表面存在的羟基使其与液体硅橡胶的基础聚合物浸润性不好,配制的胶料在存放中黏度增加,甚至结构化,因此配制胶料时应采取热处理措施或预先将白炭黑用硅烷表面处理,从而消除或减少其表面活性硅醇基的量,使产品由亲水变为疏水,增大其在聚合物中的分散性。
生产室温硫化硅橡胶时,为制取流动性好,补强填料量多的基料,可采取在捏合机中先配制高填料含量的母炼胶,再稀释的方法, 但该方法耗时耗能不利于生产。
本实验主要针对白炭黑表面处理及室温硫化硅橡胶的生产工艺进行改进,通过改进与创新,提高白炭黑与硅橡胶的亲和性,改善白炭黑的应用效果,简化室温硫化硅橡胶生产过程,使生产工艺更加合理、稳定、可靠。对于降低硅橡胶生产成本,提高产品的经济效益,增强产品的核心竞争力具有重要的意义。
一、实验部分
1.白炭黑表面处理
原料:白炭黑( TM10,江西通化,比表面积150m2/g)、六甲基二硅氮烷(江西科睿,质量分数大于96% )
机理:硅氮烷中的三甲硅基与白炭黑上的Si-OH反应,放出氨气,从而取代部分白炭黑表面的羟基,达到表面处理的目的。
白炭黑表面处理方法主要是使用硅油低分子或硅氮烷改性,其中六甲基二硅氮烷改性效果较好,但老工艺单耗高、表面处理效果不稳定且残留的氨,会造成硅橡胶交联,贮存性差等不良后果。
本工艺采用反应釜内先加入白炭黑,升温至120℃并维持1h,然后依次在搅拌中缓慢滴加水和硅氮烷,滴加完毕后继续搅拌2~3h,升温至150~170℃先常压脱氨,待出口无明显氨味后减压脱氨5h(真空度≥0.08MPa),即可将白炭黑吸附的氨气脱尽。
2.室温硫化硅橡胶生产
原料:基础胶(自制)、处理白炭黑(自制,比表面积为200m2/g)
基础胶:处理白炭黑=100份:20份
1改进前的工艺路线图:
上述生产工艺复杂,耗时耗能不利于生产。
2改进后的工艺路线图:
二、试验结果及分析
1.白炭黑表面处理
白炭黑的表面改性是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使白炭黑的表面羟基与化学物质发生反应,消除或减少其表面活性硅醇基的量,使产品由亲水变为疏水,增大其在聚合物中的分散性。
使用改进工艺的处理白炭黑配制室温硫化硅橡胶具体技术指标如下:
通过以上数据表明:
在生产室温硫化硅橡胶配方完全相同的情况下,采用比表面积为150m2/g的沉淀法白炭黑TM10生产的室温硫化硅橡胶,性能指标完全达到采用的为比表面积为200m2/g气相法白炭黑为填料的硅橡胶性能指标;
上述十个 实验中各 样品的粘 度指标范 围为33000±4000m Pa.s,证明了使用该种方法改性的白炭黑性能稳定,保证了在相同配方下室温硫化硅橡胶批次间差异小,批次稳定。
硅氮烷做改性剂同类工艺改性的白炭黑PH值约为8左右;而使用本工艺,在白炭黑表面处理的配方不变的情况下,通过生产工艺的改进,改性白炭黑中残留的氨少,达到了既定降低改性白炭黑中残留氨的目标。
2.室温硫化硅橡胶生产工艺的改进
室温硫化硅橡胶生产过程中最主要的目的是将白碳黑填充到基础胶中,主要的技术难点是如何确保白碳黑和基础胶尽量完全浸润。改进前工艺采用捏合机、烘箱、三辊机等设备,依次进行混炼膏状物、膏状物表面热处理、膏状物稀释工序,以保证白炭黑和基础胶充分浸润。本实验使用相同的原料及配比(基础聚合物:处理白炭黑200m2/g =100:20)分别用改进前工艺和改进后的工艺进行室温硫化硅橡胶的生产,制得的样品具体技术指标如下:
通过以上数据表明:使用改进后工艺制得的室温硫化硅橡胶与改进前工艺制得的室温硫化硅橡胶能到达相同的性能。
三、结论
这种白炭黑表面处理工艺,通过工艺中各环节的特有设计,确保了生产工艺的稳定性,能够满足后续室温硫化硅橡胶的使用要求。室温硫化硅橡胶的生产改进后,在真空、加热条件下进行混炼达到了原工艺中多个工序(混炼膏状物、膏状物表面热处理、膏状物稀释)的效果,既节省了时间又降低了功耗,同时对硅橡胶的品质又无影响,达到降本增效的目的。
摘要：白炭黑表面处理方法主要是使用硅油低分子或硅氮烷改性,消除或减少其表面活性硅醇基的量,增大其在聚合物中的分散性;室温硫化硅橡胶在真空、加热条件下进行混炼制得的产品,达性能要求。
关键词：白炭黑表面处理,六甲基二硅氮烷,室温硫化硅橡胶,混炼
表面处理工艺 篇2
喷涂
植绒 水镀
模外装饰 真空镀
电铸
IMD
丝印 移印 水转印 热转印
热升华染料印刷烤漆 氧化 机械拉丝 镭雕 高光切边 批花 喷砂 腐蚀 抛光
I-SD系统
自我修复镀膜
防水镀层
喷涂
喷涂时最常见的表面处理，无论塑料还是五金都适用。喷涂一般包括喷油、喷粉等，常见的是喷油。
1.喷涂的涂料俗称油漆，涂料是由树脂、颜料、溶剂、和其他添加剂构成。2.塑料喷涂一般有两道漆，表面呈现颜色的称为面漆，最表面透明图层称为保护漆。
喷涂工艺流程介绍：
（1）前期清洁。如静电除尘等。
（2）喷涂面漆。面漆一般是表面看的到的颜色。（3）烘干面漆。分为室温自然干燥、专用烤炉烘干。（4）冷却面漆。专用烤炉烘干需要冷却。
（5）喷涂保护漆。保护器一般是用来保护面漆的，大部分是透明的油漆。（6）固化保户漆。
（7）QC检查。检查是否满足需求。3.橡胶油
橡胶油，又称弹性漆，手感漆，橡胶油是 一种双成分高弹性的手感油漆，用该油漆喷涂后的产品具有特殊柔软的触感及高弹性表面手感。橡胶油的缺陷是成本高，耐用一般，用久了容易脱落。
橡胶油广泛应用于通信产品，视听产品，MP3、手机外壳，装饰品、休闲娱乐用品，游戏机手柄，美容器材等。4.UV漆
UV漆是紫外线（Ultra-Violet Ray）的英文简称。常用的UV波长范围为200-450nm。UV漆在紫外线光照射下才能固化。UV漆的特点：透明光亮，硬度高，固定速度快，生产效率高，保护面漆，加硬加亮表面。
水镀
水镀是一种电化学的过程，通俗理解就是将需要电镀的产品零件浸泡在点解液中，再通以电流，以点解的方式使金属沉积在零件表面形成均匀、致密、结合力良好的金属层的表面加工方法。
水镀适应的材料：最常见的是ABS，最好是电镀级的ABS，其他常见塑料如PP,PC,PE等都很难水镀。
常见的表面颜色：金色，银色，黑色，枪色。常见的电镀效果：高光，亚光，雾面，混合等。
真空镀
真空镀是电镀的一种，是在高度真空的设备里，在产品表面镀上一层细薄的金属镀层的一种方法。
真空镀的工艺流程：表面清洁-去静电-喷底漆-烘烤底漆-真空镀膜-喷面漆-烘烤面漆-品质检查-包装。真空镀的优缺点：
1.真空镀的优缺点是相对水镀来说的，其优点如下： 2.可电镀的塑胶材料多。3.可做彩镀，颜色丰富。
4.电镀时不改变塑胶性能，局部电镀方便。5.不产生废液，环保。6.能做不导电真空镀。7.电镀效果比水镀光亮鲜艳。8.真空镀生产率比水镀高。其缺点表现如下： 1.真空镀不良率比水镀高。2.真空镀价格比水镀高。
3.真空镀膜表面不耐磨，需要经过UV保护，水镀一般不用过UV。
IMD/模内装饰技术
IMD的中文名称：模内装饰技术，亦称免涂装技术。英文名称：In-Mold Decoration，IMD是国际风行的表面装饰技术，表面硬化透明薄膜，中间印刷图案层，背面注塑层，油墨中间，可使产品耐摩擦，防止表面被刮花，并可长期保持颜色的鲜明不易退色。
IMD模内装饰是一种相对新的自动化生产工艺，与传统工艺相比IMD能减化生产步骤和减少拆件组成部件，因此能快速生产节省时间和成本，同时还具有提高质量，增加图像的复杂性和提高产品耐久性优点，IMD）是目前最有效率的方法，它是在薄膜表面上施以印刷、高压成型、冲切，最后与塑料结合成型，免除二次作业程序及其人力工时，尤其一般在需背光、多曲面、仿金属、发线处理、逻辑光纹、肋骨干涉...等印刷喷漆制程无法处理的时候，更是使用IMD制程的时机。
IMD模内装饰可以取代许多传统的制程，如热转印、喷涂、印刷、电镀等外观装饰方法。尤其是需要多种色彩图像、背光等相关产品。
当然在这里要特别注明：并非所有塑胶表面装饰都能用IMD工艺所取代，IMD还存在材料技术瓶颈（如硬度与拉伸的反比关系，定位精度，异形与凸点间距，拔模斜度等）具体产品要提供3D图档让专业工程师进行分析。IMD包含IML,IMF,IMR IML：IN MOLDING LABEL（就是将已印刷冲型好的装饰片材放入注塑模内，然后将树脂注射在成型片材的背面油墨层，使树脂与片材接合成一体固化成型的技术。印刷→冲型→内塑料射出。）（无拉伸，曲面小，用于2D产品）；
IMF：IN MOLDING FILM（大致与IML相同但主要用于在IML的基础上做3D处理。印刷→成型→冲型→内塑料射出。注：成型多为PC真空高压成型。）（适合高拉伸产品，3D 产品）；
IMR：IN MOLDING ROLLER（重点在于胶料上的离型层。PET FILM→印离型剂→印刷油墨→印接着剂→ 内塑料射出→油墨与塑接着→开模后胶料会自动从油墨离型。日本称热转写或热转印。这机器是用ROLL TO ROLL方式，而对位用CCD计算机操作。他的片材定做周期比较长，模具费用比较高，技术不输出，只有日方有。）（产品表面薄膜去掉，只留下油墨在产品表面。）；
IML,IMF与IMR区别（表面是否留下一层薄膜）。优点：
IMD产品的优点：
⒈耐划伤、抗腐蚀性强、使用寿命长。⒉立体感好。
⒊防尘、防潮、抗变型能力强。⒋颜色任意更改，图案随意变更。5.图案定位精确。
丝印
丝印即丝网印刷，是一件古老但应用很广的印刷方法。1.使用刮刀把油墨涂在网版上。
2.再用刮刀以固定角度，将油墨平整的划向一边，此时油墨会依照网版制造时的图案，因渗透而印在被印物上，而且可以重复印刷 3.而印刷网版在洗版後还可以继续保存使用。
丝印应用的场所：纸类印刷，塑料印刷，木制品印刷，玻璃、陶瓷制品印刷，皮革制品印刷等。
移印
移印，属于特种印刷方式之一。它能够在不规则异形对象表面上印刷文字、图形和图象，现在正成为一种重要的特种印刷。例如，手机表面的文字和图案就是采用这种印刷方式，还有计算机键盘、仪器、仪表等很多电子产品的表面印刷，都以移印完成。移印(pad printing)工艺十分简单，采用钢(或者铜、热塑型塑料)凹版，利用硅橡胶材料制成的曲面移印头，将凹版上的油墨蘸到移印头的表面，然后往需要的对象表面压一下就能够印出文字、图案等。移印与丝印的区别：、（1）移印适合不规则曲面及弧度较大的曲面，而丝印适合平面及小弧面。（2）移印要晒钢板，丝印用网版。（3）移印是转印，丝印是直接漏印。（4）两者使用的机械设备差异大。
水转印：
水转印俗称水贴花，是指通过水的压力，将水溶性薄膜上的图案及花纹转印到承印物上。
水转印与IML的对比： IML工艺：图案位置准，图案包边可随意（倒角或倒扣包不到），图案效果可变，永不掉色。
水转印 ：图案位置不准，图案包边受限，图案效果受限（特殊印刷效果做不到），会掉色。
热转印
热转印是一项新兴的印刷工艺，由国外传入不过10多年的时间。该工艺印刷方式分为转印膜印和转印加工两大部分，转印膜印刷采用网点印刷（分辨率达300dpi），将图案预先印在薄膜表面，印刷的图案层次丰富、色彩鲜艳，千变万化，色差小，再现性好，能达到设计图案者的要求效果，并且适合大批量生产；转印加工通过热转印机一次加工（加热加压）将转印膜上精美的图案转印在产品表面，成型后油墨层与产品表面溶为一体，逼真漂亮，大大提高产品的档次。但由于该工艺技术含量较高，许多材料均需进口。
热转印工艺应用于各种ABS、PP、塑胶、木材、有涂层金属等产品表面。可根据客户的要求设计生产热转印膜，通过热压将图案转印到工件表面，提高产品档次。热转印工艺广泛用于塑胶、化妆品、玩具、电器、建材、礼品、食品包装、文具等行业。
热升华染料印刷
此方法是特别为了运用在预制成型产品，立体塑胶制品的表面装饰而创造的。此法不能对产品表面提供耐刮等保护作用，相反的，它能提供不易褪色，即使被刮花还是能看到美丽色彩的印刷品质。不同于网版印刷或上漆，此方法所呈现出的色彩饱和度要远高于其他上色方式。
热升华使用的染料能够渗入材料表面约20-30微米，因此就算表面被刷洗或刮花，其色泽还能维持的很亮丽。此方法也被广泛运用于各种产品中，包括SONY的笔记本电脑VAIO。这台电脑就是采用此种方式做不同色泽和图样的表面处理，让这项产品更具有特色和个人化。
烤漆
烤漆是指喷漆或刷漆完毕后，不让工件自然固化，而是将工件送入烤漆房，通过电热或远红外线加热，使漆层固化。
烤漆与普通漆的区别：经过烤漆，让漆层的紧密性更强，不易脱落，且漆膜均匀，色彩饱满。
钢琴漆工艺，是烤漆工艺的一种，它的工序非常复杂，首先，需要在木板上涂以腻子，作为喷漆的底层；将腻子找平后待腻子干透，进行抛光打磨光滑；然后反复喷涂3-5次底漆，每次喷涂后，都要用水砂纸和磨布抛光；最后，再喷涂1-3次亮光型的面漆，然后使用高温烘烤，使漆层固化，底漆为固化的透明油漆厚度大约0.5mm-1.5mm，就算是铁杯温度60-80度高温放在其表面都不会有任何问题！
氧化
氧化是指物体与空气中的氧产生的化学反应，称为氧化反应，这是自然现象。这里描述的氧化是指五金产品的表面处理工艺，是通过人为控制的一种电氧化反应，应用较多的是阳极氧化。
工艺流程：碱洗--水洗—漂白—水洗—活化—水洗—铝氧化—水洗—染色—水洗—封闭—水洗—干燥—品检—入库。
氧化的作用：防护性、装饰性，可进行着色、绝缘性、提高与有机涂层的结合力、提高与无机覆盖层的结合力。
二次氧化：在产品表面进行遮挡或者退氧的方式，让产品进行两次氧化，称为二次氧化。（1）在同一件产品上呈现不同的颜色两种颜色可以接近，也可以差异较大。（2）产品表面凸出的LOGO的制作。产品表面凸出的LOGO可以冲压成型，也可以通过二次氧化得到。
机械拉丝：
机械拉丝是通过机械加工的方法在产品的表面摩擦出痕迹的工艺。机械拉丝有直纹，乱纹，螺纹，波纹，和太阳纹等几种。
机械拉丝适应的材料：（1）机械拉丝属于五金产品的表面处理工艺。（2）塑胶产品不能直接机械拉丝，水镀后的塑胶产品也可以通过机械拉丝来实现纹路，但镀层不要太薄，否则容易拉坏。（3）金属材料中，机械拉丝最常见的是铝和不锈钢，由于铝的表面硬度及强度比不锈钢低，机械拉丝效果比不锈钢好。（4）其他五金产品。
镭雕
镭雕也叫激光雕刻或者激光打标，是一种用光学原理进行表面处理的工艺。镭雕应用场所：镭雕几乎适应所有的材料，五金，塑料是常用领域。另外还有竹木制品、有机玻璃、金属板、玻璃、石材、水晶、可丽耐、纸张、双色板、氧化铝、皮革、塑料、环氧树脂、聚酯树脂、喷塑金属等。
激光拉丝与机械拉丝的区别：（1）机械拉丝是通过机械加工的方式作出纹路，而激光拉丝是通过激光的光能烧出纹路。（2）相对来说，机械拉丝纹路不是很清晰，而激光拉丝纹路清晰。（3）机械拉丝表面触摸五凹凸感，而激光拉丝表面触摸有凹凸感。
高光切边
高光切边是通过高速的CNC机器在五金产品的边缘切削出一圈光亮的斜边。
（1）属于五金产品的表面处理工艺。（2）金属材料中，高光切边应用最多的就是铝，因为铝材料相对较软，切削性能优良，且能获得很光亮的表面效果。（3）加工成本高，一般用于金属件的边缘切削。（4）手机、电子产品、数码产品应用较多。批花
批花是通过机械加工的方式在产品表面切削出纹路的方法。
批花应用场所：（1）属于五金产品的表面处理工艺。（2）金属铭牌，上面的产品标签或者公司LOGO有倾斜或者直体丝状条纹。（3）五金产品表面一些有明显深度的纹路。
喷砂
喷砂是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。
喷砂应用范围
（一）工件涂镀、工件粘接前处理喷砂能把工件表面的锈皮等一切污物清除，并在工件表面建立起十分重要的基础图式（即通常所谓的毛面），而且可以通过调换不同粒度的磨料，达到不同程度的粗糙度，大大提高工件与涂料、镀料的结合力。或使粘接件粘接更牢固，质量更好。
（二）铸造件毛面、热处理后工件的清理与抛光喷砂能清理铸锻件、热处理后工件表面的一切污物（如氧化皮、油污等残留物），并将工件表面抛光提高工件的光洁度，能使工件露出均匀一致的金属本色，使工件外表更美观，好看。
（三）机加工件毛刺清理与表面美化喷砂能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。并且喷砂能在工件表面交界处打出很小的圆角，使工件显得更加美观、更加精密。
（四）改善零件的机械性能，机械零件经喷砂后，能在零件表面产生均匀细微的凹凸面，使润滑油得到存储，从而使润滑条件改善，并减少噪声提高机械使用寿命。
（五）光饰作用对于某些特殊用途工件，喷砂可随意实现不同的反光或亚光。如不锈钢工件、塑胶的打磨，玉器的磨光，木制家具表面亚光化，磨砂玻璃表面的花纹图案，以及布料表面的毛化加工等。
腐蚀
腐蚀即腐蚀雕刻，是指利用花絮材料在金属表面方式出图案或者文字。
腐蚀的应用产所：（1）属于五金产品的表面处理工艺。（2）装饰表面，能在金属表面制作一些比较细腻的图案及文字。（3）腐蚀加工能加工出微小的孔及槽。（4）模具蚀纹咬花。
抛光
抛光时利用其它工具或者方法对工件表面进行光亮的处理，主要目的是得到光滑表面或镜面光泽，有时也用来消除光泽（消光）。
常用的抛光方法有以下几种：机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光。
抛光应用场所：（1）一般来说，凡是表面需要光亮的产品，都要抛光处理。（2）塑胶产品不直接抛光，而是对磨具进行抛光。
烫金
烫金俗称烫印，是一种不用油墨的特种印刷工艺。
将金属印版加热，施箔，在印刷品上压印出金色文字或图案。随着烫印箔及包装行业的飞速发展，电化铝烫金的应用越来越广泛。烫金工艺是利用热压转移的原理，将电化铝中的铝层转印到承印物表面以形成特殊的金属效果，因烫金使用的主要材料是电化铝箔，因此烫金也叫电化铝烫印。电化铝箔通常由多层材料构成，基材常为P E，其次是分离涂层、颜色涂层、金属涂层（镀铝）和胶水涂层。
烫金基本工艺是在压力状态，即电化铝被烫印版、承印物压住的状态下，电化铝受热使其上热熔性的有机硅树脂层和胶牯剂熔化，此时受热熔化的有机硅树脂粘性变小，而特种热敏胶粘剂受热熔化后粘性增加，使得铝层与电化铝基膜剥离的同时转印到了承印物上。随着压力的卸除，胶粘剂迅速冷却固化，铝层牢固地附着在承印物上，完成一个烫印过程。
烫金主要有两种功能：一是表面装饰，可提高产品的附加值。烫金与压凹凸工艺等其他加工方式相结合，更能显示出产品强烈的装饰效果：二是赋予产品较高的防伪性能，如采用全息定位烫印商标标识等。
产品烫金后图案清晰、美观，色彩鲜艳夺目，耐磨、耐候。目前印制烟标上的烫金工艺应用占85%以上，在平面设计上，烫金可以起到画龙点睛、突出设计主题的作用，特别适用于商标、注册名的装饰使用。
植绒
植绒总是被大家认为是只有装饰功能，但是事实上他还有许多优点。例如，在珠宝盒、化妆品内，就需要让植绒保护首饰和化妆品等。它还可以防止冷凝的作用，因此会被用在汽车内装，船艇，或空调系统上。我能想象到的两个最具有创意的运用分别是将陶瓷餐具植上绒布面，另外一个就是Miele的真空吸尘器。
模外装饰 模外装饰常被视为射出成型的延伸，而非另一次独立的制程。将手机外层包覆上布料，看起来需要巧夺天工的手艺才能制作出特殊的效果，藉由模外装饰就可以快速精美的制作出来。更重要的是，它可以直接在模具上制作，不需要额外的手工后加工过程。
I-SD系统
SD是种新的表面印刷技术，它提升了传统浮水印所能带来的视觉效果。它将图案精准的包覆在复杂的立体物件表面，同时在视觉上不让图案变形。它的墨水可以覆盖到每个孔洞、凹槽、表面凹凸的纹路内，从而呈现出高解析度的图像。此方法可以运用在各种物质表面上，包括塑料、木头、金属、和陶瓷等。由于其外层有PBT保护膜，因此可以有效防刮。
相关应用：此方法目前被用在汽车彩绘等需要非常高耐磨标准的表面上。但也有机会用在手机等电子产品上。
自我修复镀膜
此镀膜具有神奇的自我修复能力，当表面有小刮伤或者细纹时，只要用热源一打，其表面就会自行将疤痕修补起来。其原理是利用高分子材料在高温环境下流动性的增高，让他们在加热后会因为流动性增加的关系，朝着有刮痕或凹陷的地方流动，将之补平。这种表面处理能提供前所未有的保护盒耐用度。
对某些车子的保护是非常好的，尤其当我们把车停在太阳底下，其表面的镀膜就会开始自动将小细纹或刮痕修补完毕，呈现出最完美的表面。
相关应用：除了车身板件的保护，它或许在未来可被运用到建筑物表面？
防水镀层
传统的防水镀层必须用一层膜包覆起来，这样不仅不美观，也改变了物件本身的表面特性。P2I这家公司发明的纳米防水镀膜，是利用真空溅镀的方式，在室温的密闭空间内，将高分子防水镀层附着在工件表面上。由于此镀层的厚度以纳米为单位，因此在外观上几乎无法察觉。此法适用于各种材质和几何形状，甚至有些形状复杂，结合数种材料的物件也可以被P2I成功镀上防水层。
表面处理工艺 篇3
搪瓷用钢板坯材表面附着有大量的油污，涂搪前必须清洁，即必须做到无油、无垢、无锈。钢板表面预处理的目的一是清除表面的油污、氧化膜以及杂质，以减少搪烧过程出现的针孔、气泡、斑点异色等缺陷；二是使其表面生成新生的氧化膜层，提高表面化学活性，增强底釉与底材金属的密着强度。因此金属表面的预处理是获得优良瓷层表面和牢固界面结合的关键。对金属坯体表面进行合理的搪前处理，使其保持最大的清洁度和粗糙度，是顺利进行搪烧的重要保证。
考虑到实验条件的限制以及成本的原因，在实验室中一般采用生烧法和化学处理的方法来处理钢板，这两种方法不仅所需的条件比较简单，花费的成本不高，而且在实验过程中比较安全可行，污染小。
1 生烧法
生烧是在650～750?C的温度下进行的。在较低的温度下不能保证各种油脂的完全烧掉，而当温度过高时，铁坯有发生极度变形，以及形成酸洗时难以溶解的厚氧化皮的危险。
为了防止形成致密的氧化皮，常常在铁坯生烧之前用2～5%的盐酸溶液润湿或喷洒，在550～750?C的温度时盐酸蒸汽与氧化铁反应而生成易挥发的氯化铁。因此，使氧化皮变得疏松，易于从金属的表面脱落。同时，所形成的蒸汽和气体阻止了空气中的氧与金属相接触，因而减慢金属的氧化过程。生烧是在马弗炉中进行的，生烧的时间与加入铁坯的多少、金属的厚度及许多其它因素有关，平均在6～10min或更长一些。在炉中生烧时应该将铁坯放在特制斜架、箱子等上进行。铁坯的堆放应使每个铁坯的各个面均能与空气充分相接触。
按照氧化皮的外形，很容易判别生烧的质量。如果是用盐酸或氯化铵溶液喷洒的，在生烧正常的情况下，则形成很薄的易于除去的红棕色氧化皮，没有用这种溶液喷洒时，则为暗灰色的薄膜。在铁坯烧过的情况下，能形成厚的深灰色氧化皮，其中主要是氧化亚铁[2]。
2 化学法
化学处理法是通过化学反应来处理钢板表面，以达到去除杂物和增加粗糙度的目的。钢板化学处理的基本工序如下图所示：
铁坯在酸洗和水洗后还未中和之前，放到浓度为30％的HNO3溶液中约1～3min。浸酸时间的长短视溶液的浓度有所不同。铁坯浸入硝酸溶液，表面呈红棕色，铁坯面上的碳化铁就溶解在溶液中，接着把铁坯再次放入稀H2SO4溶液中除去表面上的棕色的Fe2O3，钢板在酸洗之后是细致地水洗和中和，水洗的时间要比酸洗时间长三倍。随着在生坯上面的酸被水稀释，铁盐也被冲走。经充分清洗之后再把铁坯用中和液（一般选用1～2%的NaCO3溶液或硼砂溶液）中和处理，中和液不允许是强碱性的，因为若是在碱液中生成的铁盐就不溶解，而却呈氢氧化铁析出聚集在钢板的细孔里，这样会引起瓷层里的各种缺陷。而且中和液要时常换新，因为酸液里要沉淀出可能聚集在制品上的大量氢氧化铁。中和液尽可能保持在沸点的温度以上，这样就加速了以后的干燥，避免了生成新的铁锈。中和后把铁坯再放到0.3％ NaH2PO4的溶液中处理1～2min，在均匀的干燥后于650～730℃温度下进行预烧。若不预烧则进行镍洗，NiSO4溶液的浓度为1％，温度为75～90℃，时间为5～10min。在硫酸镍的溶液中还添加酒石酸，其量以每100cm2铁坯表面使用酒石酸0.015g计算。加入酒石酸的作用是控制沉积在铁坯面上镍层的厚度，镍层若太厚则大大减弱金属与瓷釉的密着作用，镍洗后所用的中和剂为NaOH，浓度为0.15～0.2％，也可以用纯碱溶液。这种工艺处理钢板表面比较方便，而且对仪器的要求不高，比较适合在实验室进行的小型的实验。然而对于厂房、公司而言，这种工艺存在以下的缺点：(1)污染严重，酸液和碱液都不能直接排放，若进行废水处理，则成本较高；(2)這种工艺的工序较多，质量管理比较困难，往往会因为质量不过关，诱发搪瓷缺陷，尤其对需经酸洗的锈坯更甚。另外，酸洗是坯料中氢的重要来源之一，铁坯中含氢过多，烧成时就易产生冷爆；(3)在酸洗过程中，需消耗许多化学药品；(4)酸洗中的酸蒸汽吸入人体后，会对人体产生危害[3]。
另外，我们也选择了工业净洗剂来脱脂。工业净洗剂是由表面活性剂配制成的，它能溶解油污，同时里面还添加了螯合剂、缓蚀剂等，可减少对钢材的腐蚀，保护清洁后的钢材表面。它们可能被强烈的吸附到金属表面上，形成黏附力很强的疏水膜，从而可有效的防止金属表面的腐蚀，在强碱条件下可以钝化钢材，这些添加的表面活性剂会沉积在金属表面形成一种高阻抗膜，能够减少洗涤过程中的金属损耗量[4]。
以上两种处理方法各有优劣，生烧工艺处理过程中不会产生废水废气污染。而且生烧法处理的比较彻底，通过烧油脱脂，其表面形成的氧化铁层，一方面，它避免了酸洗过程中的吸氢，另一方面，表面的氧化铁层能防止烧成时铁坯的吸氢，因为在烧成过程中，氧化铁与氢会产生反应，而且，通过烧油，在冲压过程中形成的铁坯内应力会减弱和消除，从而有利于提高搪瓷质量。然而它却造成了能源的很大浪费。本实验主要采用化学法脱脂除锈，这种处理方法虽然在能源节省方面比较可取，但是如果处理不彻底将会导致搪瓷表面缺陷的产生。这在搪瓷表面缺陷的产生部分已经详述。酸洗及用某种方法除去残渣薄膜之后，在铁坯表面上还残留着游离酸及铁盐，这些都是底釉上造成缺陷（烧损、气泡、针孔等等）的原因，这些盐应该用仔细清洗的方法除去。工件去油污不彻底，工件表面不平整，钢板水分未彻底干燥，脱脂去锈不彻底，钢板中有挥发物放出等也是产生弊病的原因。
[1]徐子阳. 低温无底釉耐酸搪瓷釉的研制 [J]. 玻璃与搪瓷，2005, 2(33):24-26
[2]德.鲁道夫?麦克尔著，郑庆海，杨庆贞编译. 瓷釉制造与搪瓷工艺 [M]. 北京：高等教育出版社，1980
[3]陈雄伟. 搪瓷烧油预处理工艺[P]. 中国专利：CN93111780.1
物化+生化处理工艺处理纸箱废水 篇4
关键词：混凝反应,水解酸化,生化
某公司以废旧纸箱为原料, 生产高强度纱管纸。该废水中含有大量有机物、悬浮物, 其中一部分废水回用外, 剩余废水进入该厂污水处理站处理。处理前废水量970m3/d, 主要污染物浓度分别为:CODcr浓度约1020mg/L, ss浓度约1200mg/L, BOD5浓度约600mg/L, 氨氮浓度约3.50mg/L, 色度约260 倍, 约7.2。处理后出水水质应达《造纸工艺水污染物排放标准》河南地方标准 (DB41/389——2004) 中的第一时段废纸本色标准。
1 工艺流程
该厂污水处理工程采用物化+生化[1~3]处理工艺。设计能力为1000m3/d, 工程总投资300 万元。工艺流程图见图1。
2 运行效果
经物化+ 生化工艺处理后, 所排废水中的污染物PH、SS、CODcr、BOD5、氨氮、色度的日均浓度分别为7.15、8.20mg/L、20.1mg/L、0.35mg/L、30 倍, 符合 《造纸工污染物排放标准》 河南地方标准 (DB/389———2004) 中第一时段废纸本色标准。
3 效益分析
该污水处理工程运行费用包含工资、电费、药剂费、折旧费、大修维护费等, 按日处理满负荷水量1000m3计, 费用0.95 元/吨水, 其中电费0.30 元/吨水, 药剂费0.22 元/吨水, 人员工资0.10 元/吨水, 每年投入26 万元。
该厂污水处理前, 年排CODcr299 吨, 处理后排放CODcr25 吨, 年削减274 吨, 削减率92%;处理前氨氮年排0.96 吨, 处理后氨氮年排0.06 吨, 年削减0.90t/a, 削减率为94%;处理前SS年排347 吨, 处理后SS年排23 吨, 削减率为93%;处理前年排BOD55166 吨, 处理后年排BOD5 为0.6 吨, 年削减165.4 吨, 削减率为99.6%。
4 结论
该纸箱废水采用物化+生化处理工艺, 技术可行, 运行稳定, 效果显著, 具有良好的社会效益和环境效益。
参考文献
[1]陈为.环境化学技术[M].北京:中国轻工业出版社, 1999.
[2]谢时伟.环境污染与防治[M].北京:化学工业出版社, 1999.
表面处理工艺 篇5
电泳涂装和其它涂装方式一样，在涂装前涂件必须要进行表面处理，表面处理是涂装前必须要进行的一项重要工作，不同的涂装方法，不同的材质及其表面状态，所要求的表面处理工艺和方法均不尽相同，不仅不同的表面处理工艺和处理质量严重地影响涂装质量，而且表面处理成本产生较大的影响，所以，我们在进行技术设计时，必须根据涂装方法，涂件的材质及其表面状态，尽可能地选择针对性强，处理效果好而且较低廉的表面处理工艺和方法。
1．电泳涂装前处理的目的。
电泳涂装前表面处理的目的主要是：清除涂膜与涂件表面的障碍，排除影响二者结合的因素如油污，锈渍，氧化皮及其它杂质，为电泳涂装提供如下良好条件：
导电良好，平整度高的表面。
有一个均匀，细致，膜厚1~3μm,导电仍良好的保护膜(磷化膜)该膜不仅可以防止预涂件在电沉积前不返锈，而且可以提高涂膜的附着力及其质量。
预涂件表面洁净度极高。不污染电泳槽液。
涂件表面仍湿润，以利于电沉积。
2．电泳涂装表面处理工艺的选择：
根据电泳涂装的质量要求，构成其表面处理工序的主要有五个。脱脂除锈-水洗-表调-磷化-水洗。脱脂除锈是表面处理工艺中最为重要的一道工序，不仅是因为该工序的处理成本是整个表面处理工艺中最大的工序，对整个涂装成本的影响可谓举足轻重，据有关用户计算，脱脂除锈工序的处理成本约占整个表面处理成本1/2~1/3，占涂装总成本1/6~1/4，同时，还由于脱脂除锈工序的处理质量得到了保证，后面几道工序的处理质量就比较容易获得保证。
2.1选择的原则，a.所选择的工艺和方法能满足电泳涂装如上述对表面处理质量的整体要求：
b.能同时满足如下条件的均可优先考虑：
投资少，处理成本低。
能与涂装线形成流水作业，以提高其自动化程序
安全，污染少，可操作性强。
2。.2除锈方法的分类及功能
除锈有很多方法，大致可分为四类
手工处理，机械处理，化学处旦，超声波处理，手工除锈
最常见的是人们手用一些简易的工具，如钢丝刷，砂轮等将工件表面的焊渣，浮锈等手工清除、。
鉴于手工处理的局限性和“不彻底”性，质量的无法保证，效率的低下等问题，决定了它不能担当处理质量要求高，处理量大的电泳涂装除锈作业的主要任务，物理除锈
物理除锈即机械除锈，凡用机械的方法将工件表面的锈鉵或其它杂清除。实践证明：物理除锈可满足电泳涂装对表面处理质量的基本要
求，即可将工件表面的锈鉵(油污)和其它清除干净，而且还可以获得导电良好的表面，但由于它存在两个最明显的缺陷而限制了它在电泳涂装中的应用，处理后的工件表面往往都比较粗糙，不仅增加涂料单耗，而且点沉积后难以获得较为平整光滑的涂膜处观。
物理除锈后至上涂装线前中间过滤的孩儿措施如果跟不上，工件表面往往容易出现“二次返锈“。
化学除锈
化学除锈就是人们演说的酸洗。
酸洗液好坏的稳定，不仅要看它的处理效果，如除油除锈的彻底程序，速度的快慢等。而且还要看它对环境的污染大小，可操作性，同时还要看它的处理成本。
酸洗液构成和作用原理
酸洗液一般是由无机酸加上定量的缓鉵剂，抑制剂或者表面活性剂等涂加剂制成的，它们的性能和处理效果不仅取决地其中起主导作用的酸种类和性能，而且还取决于这种酸与其中添加剂的成份及其在水中的含量和之间的配比。酸洗原理中最重要的一点是酸与铁作用时产生氢气，使金属基体表面的氧化皮机械的剥落，氢气既有使基体表面氧化皮剥落的正面作用，同时过量的氢气又有腐鉵金属的品格，导致金属表面充氢，使金属变脆的负面影响，为了减轻“氢脆“对基体的损伤，在酸中加入合适的缓鉵剂，缓鉵剂能在金属基体表面形成一层分子膜，以阻碍酸的进一步作用，从而达到缓蚀的目的，抑制剂则有抑制氢气的掸发比而起到减轻酸雾挥发的作用，在酸液中加入一定量的表面活性剂，可使洗液具有除油除锈的双重作用。
酸洗法的优缺点
优点
酸洗后所获得的表面较为平整，光滑，人仅可以降低涂料单耗，而且可以提高对表面平整度要求较高的电泳涂装的外观质量；
酸洗时洗液浸透到工件的每个角落，使锈鉵、油污得到比较全面和彻底的清洗，只要选择好了洗液及其相关参数得到良好的控制，处理质量就比较容易获得保证。
一般酸洗液价格都不算很贵，对降低处理成本有利。
酸洗法对电泳涂装属于“湿对湿“处理，可以实现流水作业，这对提高涂装线的机械自动化有生产率极为有利。
缺点：
不同酸洗液的处理质量受到工件材质及其表面状态的很大影响，如果选择不当，不仅处理质量得不到保证，而且处理成本高，环境污染大；
酸洗要求后道水洗很严格，因为酸洗液常用的酸是硫酸或盐酸，酸洗后如清洗不干净，硫酸的残酸，盐酸残留下的氯离子均有很强的腐蚀性，对涂件或设备都留下隐患。
酸洗尾渣PH仍很低，如不经过很好的中和处理就废气，将造成 严重的环境污染。
显然，采用酸洗法不仅在处理质量方面还是在提高电泳涂装的质量方面，与物理法比，均具有一定的优势，但也仍存在一些实际问题，需在应用中不断的探索和改进。
酸洗液的种类和性能
常用的酸洗液有如下几种：
盐酸型：具有盐酸的特性，除锈能力强，速度快，一般常温处理，价格适中，但易挥发，酸雾大，可操作性稍差，现人们在添加剂方面下了不少功夫，使产品笥能有了很多改进，可操作性大大增强，使用周期较硫酸型短。
硫酸型：具有硫酸的特性，较稳定，除锈速度较盐酸型的慢，常需加漫处理，使用周期相对较长，价格便宜。
混合型(盐+硫酸)：盐酸型与硫酸型优缺点互补。
“二合一“，即脱脂除锈周步进行的酸洗液。最常见比较好的是盐酸型的，特点是除油除锈速度较快，常温处理，价格适中，如用户有技术条件能自行配制，更是较好的品种之一。
“三合一”，即除油除锈磷化同步进行的酸洗液。该洗液不适用于电泳涂装，原因是1。该洗液使用的是磷酸，价格昂贵，2磷酸是一种偏弱的酸，除锈能力有限，除锈质量难以保证，3，处理后所得到的“磷化膜”在水中很快溶解，不仅起不到防锈作用，而且其溶解产物将污染电泳槽液。
“四合一”即除油，除锈，磷化，钝化同步进行的酸洗液，性能，作用及其优缺点与“三合一”雷同。
超声波处理
超声波清洗处理主要是利用化学试剂的作用和超声波自身所具有的对被处理件的“空化”化用的协同作用来完成的。它具有云污能力强，可集除油除锈为一体，占地少，操作简单，安全等优点。但该处理方法具有很强的针对笥和选择性，如应用于微锈或无锈，油污虽较严重但材质为A3的冷轧件，可望取得较好的综合效益。但如应用于锈鉵严重，氧化皮较厚的A3热轧件，则难取得令人满意的效果，不仅处理量小，而且成本高，原因在于1。其处理液中的化学试剂是磷酸，不仅价格昂贵，而且本身的除锈能力极为有限，虽然超声波的“空化”作用加强了除锈能力，但当处理液中Fe3+离子含量达到或超过某一浓度时，其除锈能力即迅速下降。所处理的是A3热轧件，锈鉵严重，工件表面的锈鉵快速剥落或溶解将促使处理液中Fe3+离子含量的快速饱和，其结果，不仅降低超声波的处理和质量，而且将促使处理量的快速下降，最终将导致处理成本居高不下，而且这个成本尚不包括超声波设备的电能消耗和置入处理液中换能器的被腐蚀损耗费用电泳涂装和其它涂装方式一样，在涂装前涂件必须要进行表面处理，表面处
理是涂装前必须要进行的一项重要工作，不同的涂装方法，不同的材质及其表面状态，所要求的表面处理工艺和方法均不尽相同，不仅不同的表面处理工艺和处理质量严重地影响涂装质量，而且表面处理成本产生较大的影响，所以，我们在进行技术设计时，必须根据涂装方法，涂件的材质及其表面状态，尽可能地选择针对性强，处理效果好而且较低廉的表面处理工艺和方法。
1．电泳涂装前处理的目的。
电泳涂装前表面处理的目的主要是：清除涂膜与涂件表面的障碍，排除影响二者结合的因素如油污，锈渍，氧化皮及其它杂质，为电泳涂装提供如下良好条件：
导电良好，平整度高的表面。
有一个均匀，细致，膜厚1~3μm,导电仍良好的保护膜(磷化膜)该膜不仅可以防止预涂件在电沉积前不返锈，而且可以提高涂膜的附着力及其质量。
预涂件表面洁净度极高。不污染电泳槽液。
涂件表面仍湿润，以利于电沉积。
2．电泳涂装表面处理工艺的选择：
根据电泳涂装的质量要求，构成其表面处理工序的主要有五个。脱脂除锈-水洗-表调-磷化-水洗。脱脂除锈是表面处理工艺中最为重要的一道工序，不仅是因为该工序的处理成本是整个表面处理工艺中最大的工序，对整个涂装成本的影响可谓举足轻重，据有关用户计算，脱脂除锈工序的处理成本约占整个表面处理成本1/2~1/3，占涂装总成本1/6~1/4，同时，还由于脱脂除锈工序的处理质量得到了保证，后面几道工序的处理质量就比较容易获得保证。
2.1选择的原则，a.所选择的工艺和方法能满足电泳涂装如上述对表面处理质量的整体要求：
b.能同时满足如下条件的均可优先考虑：
投资少，处理成本低。
能与涂装线形成流水作业，以提高其自动化程序
安全，污染少，可操作性强。
2。.2除锈方法的分类及功能
除锈有很多方法，大致可分为四类
手工处理，机械处理，化学处旦，超声波处理，手工除锈
最常见的是人们手用一些简易的工具，如钢丝刷，砂轮等将工件表面的焊渣，浮锈等手工清除、。
鉴于手工处理的局限性和“不彻底”性，质量的无法保证，效率的低下等问题，决定了它不能担当处理质量要求高，处理量大的电泳涂装除锈作业的主要任务，物理除锈
物理除锈即机械除锈，凡用机械的方法将工件表面的锈鉵或其它杂清除。
实践证明：物理除锈可满足电泳涂装对表面处理质量的基本要求，即可将工件表面的锈鉵(油污)和其它清除干净，而且还可以获得导电
良好的表面，但由于它存在两个最明显的缺陷而限制了它在电泳涂装中的应用，处理后的工件表面往往都比较粗糙，不仅增加涂料单耗，而且点沉积后难以获得较为平整光滑的涂膜处观。
物理除锈后至上涂装线前中间过滤的孩儿措施如果跟不上，工件表面往往容易出现“二次返锈“。
化学除锈
化学除锈就是人们演说的酸洗。
酸洗液好坏的稳定，不仅要看它的处理效果，如除油除锈的彻底程序，速度的快慢等。而且还要看它对环境的污染大小，可操作性，同时还要看它的处理成本。
酸洗液构成和作用原理
酸洗液一般是由无机酸加上定量的缓鉵剂，抑制剂或者表面活性剂等涂加剂制成的，它们的性能和处理效果不仅取决地其中起主导作用的酸种类和性能，而且还取决于这种酸与其中添加剂的成份及其在水中的含量和之间的配比。酸洗原理中最重要的一点是酸与铁作用时产生氢气，使金属基体表面的氧化皮机械的剥落，氢气既有使基体表面氧化皮剥落的正面作用，同时过量的氢气又有腐鉵金属的品格，导致金属表面充氢，使金属变脆的负面影响，为了减轻“氢脆“对基体的损伤，在酸中加入合适的缓鉵剂，缓鉵剂能在金属基体表面形成一层分子膜，以阻碍酸的进一步作用，从而达到缓蚀的目的，抑制剂则有抑制氢气的掸发比而起到减轻酸雾挥发的作用，在酸液中加入一定量的表面活性剂，可使洗液具有除油除锈的双重作用。
酸洗法的优缺点
优点
酸洗后所获得的表面较为平整，光滑，人仅可以降低涂料单耗，而且可以提高对表面平整度要求较高的电泳涂装的外观质量；
酸洗时洗液浸透到工件的每个角落，使锈鉵、油污得到比较全面和彻底的清洗，只要选择好了洗液及其相关参数得到良好的控制，处理质量就比较容易获得保证。
一般酸洗液价格都不算很贵，对降低处理成本有利。
酸洗法对电泳涂装属于“湿对湿“处理，可以实现流水作业，这对提高涂装线的机械自动化有生产率极为有利。
缺点：
不同酸洗液的处理质量受到工件材质及其表面状态的很大影响，如果选择不当，不仅处理质量得不到保证，而且处理成本高，环境污染大；
酸洗要求后道水洗很严格，因为酸洗液常用的酸是硫酸或盐酸，酸洗后如清洗不干净，硫酸的残酸，盐酸残留下的氯离子均有很强的腐蚀性，对涂件或设备都留下隐患。
酸洗尾渣PH仍很低，如不经过很好的中和处理就废气，将造成严重的环境污染。
显然，采用酸洗法不仅在处理质量方面还是在提高
电泳涂装的质量方面，与物理法比，均具有一定的优势，但也仍存在一些实际问题，需在应用中不断的探索和改进。
酸洗液的种类和性能
常用的酸洗液有如下几种：
盐酸型：具有盐酸的特性，除锈能力强，速度快，一般常温处理，价格适中，但易挥发，酸雾大，可操作性稍差，现人们在添加剂方面下了不少功夫，使产品笥能有了很多改进，可操作性大大增强，使用周期较硫酸型短。
硫酸型：具有硫酸的特性，较稳定，除锈速度较盐酸型的慢，常需加漫处理，使用周期相对较长，价格便宜。
混合型(盐+硫酸)：盐酸型与硫酸型优缺点互补。
“二合一“，即脱脂除锈周步进行的酸洗液。最常见比较好的是盐酸型的，特点是除油除锈速度较快，常温处理，价格适中，如用户有技术条件能自行配制，更是较好的品种之一。
“三合一”，即除油除锈磷化同步进行的酸洗液。该洗液不适用于电泳涂装，原因是1。该洗液使用的是磷酸，价格昂贵，2磷酸是一种偏弱的酸，除锈能力有限，除锈质量难以保证，3，处理后所得到的“磷化膜”在水中很快溶解，不仅起不到防锈作用，而且其溶解产物将污染电泳槽液。
“四合一”即除油，除锈，磷化，钝化同步进行的酸洗液，性能，作用及其优缺点与“三合一”雷同。
超声波处理
原油集输脱水处理工艺的优化 篇6
【关键词】 集输系统；脱水处理；优化
一、室内标准及原油试样的评价
1、 所用的食品及执行标准
破乳剂选择和热化学沉降脱水处理工艺的参数试验执行标准为：SY/T 5281- 2000 《原油破乳剂使用性能检测方法》。原油粘温曲线的检测按照标准：SY /T7549-2000“原油粘温曲线的认定也称做旋转粘度剂法”。所用仪器：H aake RS300流变仪。
2、 油样的试验
试验的油样为新鲜的混合原油，经过一段时间自然的沉降后，分离出的乳化油和游离水将分别作为水包油和油包水两种类型的试验介质。由净化油得出的粘温曲线和原油物性可以发现，油的密度及胶质含量的高低，粘度随着温度的变化下降的的程度，能分析出油样的粘度对温度的敏感性，从而确定油样是属于稠油范畴还是稀油范畴。
二、室内试验结果及对结果的讨论
1、 乳化油的油水反相点
油水反相点是指含水稠油的流变性的重要特征之一，对集输系统管线内压降会产生很大的影响。乳化油在低含水量的情况下易容形成W/O体系，而含水率在超出一定極度时，W/O体系的乳化油会转变为O/W体系，这时的含水率被称为乳化反相点。当乳化油转变为水包油型时，其粘稠度会大大减小，输送压降也相应减小，这利于合理输送含水稠油。
乳化油的配制是依据混合油的质量百分比，分别称取水量及原油量，油和水在50℃的温度下进行恒温预热，预热时间30min。将油样和水样放入HT-2型高速混调器中，均匀的搅拌，乳化油制备就完成了。实验所用乳化油用同样方法制备，确保乳化油性质相同。
由原油乳化反相点曲线能看出，含水稠油的粘度会随着含水率增加而增大，含水稠油在含水率在某个百分比时乳化油粘度最大，含水率大于此百分之时则发生转变，转变为乳化油、水共存体系，此时所含的水是连续相，原油粘度快速下降，这个百分比即为试验稠油本身的极限含水的反相点。建议：集输油含水在极限含水反相点条件下进行即既能使集办理系统安全运行，又不会使脱水处理的运行负担太重，有利于脱水处理。
2、 破乳剂性能的科学评价
试验方法：在100mL容量的磨口量筒中，倒入80mL的原油乳状油样，放入恒温水浴中预热15min再注入一些破乳剂溶液，进行振摇200次，再放入恒温水浴中，记录下分段时间中分离出的水的体积。由此计算出原油本身的含水率，并观察油水分界面、分离出水的颜色以及原油粘壁状况并记录。
（1）破乳剂筛选。在 80℃的温度下分别用用不同的破乳剂进行混合油破乳剂的筛选。
从不同时间的沉降原油的含水率相互对比可以发现，破乳剂是否有很好的亲油性和亲水性。原油的分子分散布于乳化油中，是否能迅速向油水界面扩散，与分散的天然乳化剂进行置换，形成一层不稳定的界面膜，使之与油中的水珠聚集成大颗的水滴，在油与水密度差异的作用下进行沉降破乳。再看脱出的水是否颜色较清。
（2）热化学脱水试验。在 60、 65、 70、 75、80℃下，筛选出的破乳剂80、100、200mg/L，对原同含水率40%、50%、60% 和70%乳化油分别进行静态的热化学脱水试验来检验原油含水率是否达标。
（3）破乳剂的配伍性试验。原油加入破乳剂混合处理后在用破乳剂的配伍性试验。结果表明按比例混合不同种类的破乳剂对混合油的脱水效果要高于单独使用一种破乳剂。由此可见用破乳剂反复配合使用对试验效果具有协助作用。
结语：
1、如果原油本身密度大，胶质的含量也高，粘稠度随着温度变化呈直线下降状态，说明该原油的粘度对温度变化的敏感性很强，这种原油则属于稠油，反之则属于稀油。
2、油水转相点的百分比决定了输油含水量在在何种条件下既能够使系统安全的运行，又不致脱水处理的负担过大，同时比较利于脱水。一般来说含水率在百分之40到70之间的不加破乳剂的乳化油其稳定性比较大，60～ 80℃的温度内热沉降24小时基本不脱出水，对温度的变化不是很敏感。
3、破乳剂脱水速度、脱水率等决定了油水界面是否较齐，脱出水是否较清。对含水4到6成的乳化油添加剂量为150～200mg/L破乳剂，脱水温度为80℃，热沉降的所用时间不超过24小时。对于含水率为百分之70的原油，推荐添加剂量100mg/L，脱水温度在70～ 75 ℃之间，热沉降所用时间超过6个小时，原油的含水率即可达到标准。
4、为原油筛选出的破乳剂和其它合格的破乳剂若具有较好的配伍性。两种破乳剂复配使用能够有很好的协同作用，按比例混配具有更好的脱水效果，脱水率定会高于单剂使用。
参考文献
[1] 师秀林. 浅析自动化仪表在延长油田原油集输中的应用[J]. 延安大学学报（自然科学版）. 2012（01）
[2] 鞠汉良、秦晓亮、唐敏. 井口电磁加热器在三塘湖油田的应用[J]. 科技创新导报. 2012（08）
[3] 曾昭英、周峤、吴新果. 原油集输系统能耗分析软件开发与应用[J]. 科学技术与工程. 2012（05）
作者简介：
李冰，男，（1986.9-），山东省菏泽市，本科，研究方向：油气集输
赵剑，男，（1985.10-），山东省泰安市，大专，研究方向：油气开采
弹性涂料的表面处理和施工新工艺 篇7
关键词：弹性建筑涂料,施工,质量控制
我国建筑涂料工业在近年, 得到了迅速发展, 各种新型建筑涂料的需求不断增长, 而且在实际应用中显示了良好的技术经济效果。弹性建筑涂料具有装饰、保护和改善使用环境的功能, 通过控制施工环节, 控制其质量, 不仅达到美观效果, 其良好的抗裂性能也可以延长基层的使用寿命。
1 基层处理
要保证弹性涂料工程的施工质量, 使其经久耐用, 对基层的表面处理是关键。基层处理的好坏直接影响涂料的附着力、使用寿命和装饰效果, 因此涂料施工前必须重视这一工序。不同的基体材料, 表面处理的要求和方法也有所不同。
1.1 混凝土抹灰及混凝土基层处理
对混凝土及抹灰基层的要求是:应表面平整, 阴、阳角密实;基层的p H值应在10以下;含水率应不大于10%;抹灰平面应坚固结实, 表面的油污、灰尘、溅沫及砂浆流痕等杂物、附着物应彻底清除干净;混凝土表面的突出部分、流坠物等应清理平整。表面泛碱可用3%的草酸水溶液进行中和, 再用清水冲洗干净。空鼓、酥裂、起皮、起砂应用铲刀、钢丝刷等清理后, 用清水冲洗干净, 再进行修补。旧浆皮可刷清水以溶解旧浆料, 然后用铲刀刮去旧浆皮。
1.2 木质基层的处理
对于木质基层的要求是含水率不大于12%;表面应平整, 无尘土、油污等脏物;基层表面的缝隙、毛刺、脂囊应进行处理, 然后用腻子刮平、打光。
油脂和胶渍可用温水、肥皂水、碱水等清洗, 也可用酒精、汽油或其他溶剂擦拭掉, 然后用清水洗刷干净。树脂可用丙酮、酒精、苯类或四氯化碳等去除, 或用4%~5%的Na OH水溶液洗去。为防止木材内的树脂继续渗出, 宜在清除树脂后的部位用一层虫胶漆封闭。
2 弹性涂料结合层 (腻子层) 施工方法
弹性涂料对腻子的要求较高, 不管是水溶性的还是溶剂型的, 都要求腻子层能很好的与基层和涂料面层牢固结合。腻子选材上要透气性好、强度高、耐水、耐碱。腻子层应分三次施工:底层主要起初步找平作用, 刮完第一层, 用粗砂纸打磨。第二道在此基础上再找平, 用细砂纸打磨。第三道精确找平, 细砂纸仔细打磨平整。有特殊要求的墙面, 可以多一至二道。腻子层施工时尽量收光好接口, 不留接茬。打磨要求高时, 要在腻子层初凝前进行。不管是混凝土还是抹灰基层, 墙面阴阳角要使用腻子修补, 以保证涂料与基层有机黏合。
3 弹性涂料的施工方法
弹性涂料的基本施涂方法主要有刷涂、滚涂、喷涂。涂料层施工时, 要关注天气情况, 施工前腻子层实干必须达到70%, 在涂料层面漆初凝前, 不能被雨水冲淋。尤其是雨水管、空调排水管等处要用塑料遮盖, 防止溅水。
3.1 刷涂
刷涂的顺序是先左后右, 先上后下, 先难后易, 先边后面。一般是二道成活, 高中级装饰可增加1~2道刷涂。刷涂的质量要求是薄厚均匀, 颜色一致, 无漏刷、流淌和刷纹, 涂层丰富。
3.2 滚涂
滚涂的顺序基本与刷涂相同, 先将蘸有涂料的毛辊按倒W形滚动, 把涂料大致滚在墙面上, 接着将毛辊在墙的上下左右平稳来回滚动, 使涂料均匀滚开, 最后再用毛辊按一定的方向滚动一遍。阴角及上、下口一般需事先用刷子刷涂。滚花时, 花样辊应从左至右、从下向上进行操作。不够一个辊长的应留在最后处理, 待滚好的墙面花纹干后, 再用纸遮盖进行补滚。滚涂的质量要求是涂膜厚薄均匀、平整光滑、不流挂、不漏底、匀称一致、颜色协调。
3.3 喷涂
喷涂主要控制好涂料的稠度, 不流坠, 均匀喷涂即可。
4 结论
弹性涂料在美观上、防水性能上和提高建筑抹灰等装饰基层使用寿命上具有诸多优点, 但是一旦控制不好施工质量, 就会出现鼓泡、脱落等不良现象, 要控制好其施工质量就要在选材上、腻子层、基层干燥程度、涂刷关键细节上下功夫, 才能收到较好效果。
参考文献
钢渣处理工艺分析 篇8
随着钢铁产量的增加,作为炼钢的副产品的钢渣也逐渐上升。钢渣如废弃不用,不仅占用耕地,污染环境,还浪费资源。因此,对钢渣进行处理及综合利用,是钢铁工业可持续发展的重要任务之一。
1 钢渣处理工艺流程
1.1 渣箱热泼法工艺流程
渣箱热泼法采用起重机吊起渣罐向敞开式渣箱泼渣,每泼完一罐渣后,适量均匀喷水冷却,然后同样作业泼第二罐、第三罐渣。每个渣箱可容纳50～70炉的转炉渣。渣箱泼满后,集中再喷大量冷却水。渣箱底部有滤水层,可将未蒸发的残留水排出渣箱。待钢渣冷却至100℃以下,用装载机将钢渣铲起,装车运走。一般设同样渣箱若干,一个泼渣、一个冷却、一个清渣、一个备用。该方法工艺原理与浅盘水淬法一样,粒化效果≤300mm。
1.2 滚筒法(BSSF)工艺流程
BSSF滚筒法(以下简称“滚筒法”)是俄罗斯乌拉尔钢铁研究院在实验室规模内研究开发的液态钢渣处理技术。宝钢集团有限公司(以下简称“宝钢”)自1995年购买了该项专利技术后,经过年多对原有实验规模内的技术进行消化、吸收和创新后。于1998年5月在宝钢三期工程建成了世界上第一台滚筒法处理液态钢渣的工业化装置。经过不断改造和完善,目前已有BSSF-A、BSSF-B、BSSF-C、BSSF-D4个型号,成功地应用于宝钢二炼钢、宝钢电炉厂、南昌钢厂和宣化钢厂的钢渣处理。
BSSF-C型滚筒法的核心设备是滚筒装置,由装料溜槽、滚筒(里面有相当数量的钢球)、排汽管、驱动电机等组成。其工作原理与炼铁的煤灰球磨机的工作原理相同。流动性较好的液态热钢渣由行车经装料溜槽进入滚筒里,在水的冷却作用下急冷结块,随着滚筒的转动,滚筒里的钢球不断地击打和碾磨钢渣,使大块钢渣被处理成颗粒状态,经出渣口排至板式输送机至堆场。液态红渣与水进行热交换产生的蒸汽由排汽管收集经烟囱有组织排放。废水由出渣口和链板输送机渗漏进入汇集池,然后经汇集池的溢流口排入沉淀池,处理后循环使用。该套滚筒装置具有流程短、投资少、环保好、处理成本低及处理后渣子的f-CaO低、粒度小而均匀和渣钢分离良好等优点。
宝钢BSSF机组的主体是BSSGF装置,由进料装置、滚筒本体、传动装置、支撑装置、喷淋装置等组成。其核心部件是滚筒,具有耐热、耐冲击的特性。工艺原理是依靠旋转滚筒内的工艺介质-钢球,对热态渣块及块度小于300mm的固体渣块速冷却,成为小于120mm的固态渣粒,经磁选后渣钢分离。
目前,宝钢在设备配置上采用“一炉一装置”形式,即一座转炉配备一套BSSF装置。用户可按生产规模来选定BSSF装置的产品形式及其装机量。还可根据钢渣堆场的大小,堆场的布置和投资成本的控制等,合理选用集中磁选和分散磁选。
1.3 钢渣粒化法工艺流程
钢渣粒化法与滚筒法和水淬法有相似之处。它是由水渣粒化装置演化过来的,原理是液态钢渣倒入渣槽,均匀流入粒化器,被高速旋转的粒化轮破碎,沿切线方向抛出,同时受高压水射流冷却,和水液落入水箱,通过皮带机送至渣场。主要工艺参数如表2所示。
1.4 转碟法工艺流程
转碟法是英国克凡纳(kvaerner)公司研制的一种干渣处理技术。该方法采用炉渣处理罐,罐内有可变速旋转的浅碟,罐上设气罩。起重机将中间渣罐的熔渣,通过内衬耐材的渣道,导入快速旋转的转碟,转碟的离心力迫使熔渣破碎,并抛向处理罐的水冷罐壁,罐壁光滑不沾渣,熔渣凝固、下落至气动冷却床,冷却床由空气振动,渣粒径向运动,确保渣粒不结团,并进一步冷却。冷却后的渣粒斜向进入下料槽。下料槽将部分渣粒再次提升重新导入处理罐和转碟。这种设计可以使熔渣迅速凝固,又可打磨处理罐壁,使其不粘渣。下料槽中的渣粒,经过风冷后,通过料口卸在输送机上运出。
该项技术首先在高炉上试验,熔渣流速6t/min,温度1550℃,转碟转速可达1500r/min。经过一段时间运转后,积累了有关处理罐,冷却床尺寸,渣粒抛物线运动,冷却状况等资料,建立了转碟转速、熔渣流速及渣粒冷却速度等计算模式。取得经验后,逐步将该技术用于转炉、电炉钢渣、不锈钢渣及几种有色金属熔渣,均获成功。对任何熔渣,其流动性,凝固速度是决定处理罐、转碟基本尺寸及冷却风量的关键因素。转碟法粒化效果可达5mm颗粒。目前克凡纳公司正在试制能够在现场安装到位的简便形式,无需中间渣罐,处理能力为2t/min的炉渣干法处理罐。该装置上仍有应急喷水系统。炉渣干法处理也可喷水,但应以无积水、无蒸汽外溢,出干渣为先决条件。从处理罐上方排出的气流温度可达400-600℃,所以在处理罐的气罩上设有余热回收系统。考虑到炉渣处理过程中气流热量的波动性,还安装有中间蓄能器以平衡热量。
2 常见钢渣处理工艺比较
常见钢渣处理工艺比较见表3。
3 结束语
综上所述,钢铁企业可根据炼钢设备、炼钢工艺、排渣特点、钢渣物理化学性能、钢渣利用方向,选择适合的钢渣处理工艺。
参考文献
[1]雷加鹏.国内钢渣处理技术的特点[J].钢铁研究.2010(10):46-48
[2]舒型武.钢渣特性及其综合利用技术[J].有色冶金设计与研究.2007.28(5):31-34.
表面处理工艺 篇9
1 热锻模具的喷丸、渗氮处理
1.1 喷丸
喷丸是一种操作方便的工艺, 应用十分广泛。国内关于喷丸强化的研究起步较晚, 上世纪60年代才开始了相关实验, 经过几十年的发展, 在汽车、飞机、模具、刀具等的表面强化方面的应用已经取得了很大的成就。受控喷丸强化机理和残余应力的分布密切相关。金属材料接受喷丸处理, 材料不同位置产生的塑性变形量是不一致的, 产生的变形不能及时释放会在材料中产生残余应力。并且金属表面在经过喷丸处理之后, 表层残留奥氏体发生转变, 形成马氏体, 工件表面位错密度增加, 晶粒进一步细化, 晶格畸变增加, 产生了有利的残余压应力, 零件寿命和疲劳极限均得到了提高。但是在生产实际中, 受控喷丸是十分复杂的, 弹丸直径、流量、喷射角度、喷嘴到工件距离、时间等都会对喷丸效果产生十分复杂的影响, 所以喷丸的质量控制在当前仍然是一大难点。
1.2 渗氮强化
氮化是一种化学热处理表面强化方法, 将特殊制作的制件放置在密封容器中和流动氮相接触, 在一定温度下加热到一定程度, 渗氮介质作用下, 分解出和氨活性相当的氮原子, 和金属表面发生反应, 并向内部扩散, 在金属表面形成一层硬度极高的氮化物组织。目前比较成熟的渗氮处理工艺主要有气体渗氮、离子渗氮、软氮化等。气体氮化的渗层较深, 外观漂亮, 但是需要的渗氮周期较长, 而且表面存在脆性相。离子渗氮周期短, 渗氮层脆性较小, 但是渗氮成本较高, 软氮化处理的工件耐磨性、抗疲劳性较好, 而且工作温度达到氮化温度左右, 也不会出现硬度下降。
2 实验部分
2.1 实验材料
选择某厂大中小型曲轴锻模热作模型钢5Gr Ni Mo作为实验材料。曲轴经过预锻、终锻后成型。
2.2 化学成分、热处理状态
热作模具钢5Gr Ni Mo, 820℃油淬, 560℃高温回火, 获得比较均匀的表层硬度分布, 化学成分如表2-1所示。
2.3 实验方法
2.3.1 试样制备。
制备10mm×10mm×10mm试样进行金相实验和显微硬度实验, 制备10mm×10mm×30mm长方体试样块进行表面粗糙度、磨损实验。
2.3.2 喷丸设备。
选用创捷手动高效环保型小型自动喷丸机进行喷丸处理。
2.3.3 氮化处理。
选择软氮化处理工艺, 使用井式软氮化炉, 打磨试样之后放入入炉内, 升温到500℃。排除空气, 继续升温, 在550-570℃范围内开始渗氮, 保温12-14h, 随炉冷却。
2.4 实验结果
2.4.1 喷丸强化实验。
未喷丸试样硬度最大值为HV379, 喷丸处理硬度最大值为HV402。模具钢喷丸处理后表面会出现显著的硬度提升。而本次研究中使用的模具在经过调质处理之后硬度已经上升很高, 所以硬度改善不十分明显。喷丸处理会增加表面的粗糙度, 会造成材料磨损性能的降低, 但是喷丸之后产生的半球形的凹坑痕迹没有方向性, 反而会对零件疲劳强度产生有利影响。
2.4.2 渗氮强化实验。
软氮化处理后形成渗氮层, 在接近表面的化合物区和化合物层下扩散层, 发现氮化物有着良好的耐磨性和抗腐蚀性。表面氮化处理后的试样在4%硝酸酒精溶液腐蚀情况下, 发现氮化层和基体层之间分界明显。
3 热锻模具表面强化处理工艺
3.1 喷丸工艺
3.1.1 弹丸材质选择。
黑色金属零件选择钢铁类弹丸, 铸铁类质脆, 硬度高, 容易影响加工零件表面质量, 热锻模具往往已经具备较高的强度, 采用铸铁弹丸即可。
3.1.2 覆盖率计算。
通过控制喷丸时间调整覆盖率, 不能出现过喷, 避免造成微裂纹。实际工艺中需要考虑工艺成本、残余应力要求, 在100%-150%之间就能够获得较好的效果。
3.1.3 弹丸尺寸选择。
选择弹丸持续, 需要考虑喷丸后表面变形量对模具粗糙度的影响, 包括模具沟槽、凸起、圆角等尺寸的变化。通常选择0.4-0.6mm弹丸, 强化结果比较理想。
3.1.4 弹丸速度。
针对5Gr Ni Mo钢模具, 选择喷丸参数时需要考虑模具表面质量和内腔尺寸精度, 产生变形量不能过大, 但是也不能过小, 过小会达不到强化效果。
3.2 渗氮强化
5Gr Ni Mo钢热处理能够获得比较均匀的硬度分布和强韧性, 表面强化处理过后, 磨具表面硬度很高, 而中心轴又有着较高的韧性, 延长了模具的使用效率。根据实验分析, 发现渗氮处理表面质量受很多因素影响。采用软氮处理工艺, 热锻模具能够在低温条件下, 短时间内就获得较高的硬度和低脆性。多元共渗技术是在气体软氮化的基础上, 添加其他元素, 提高了渗氮速度, 获得了更高的渗氮质量。
4结语
热锻模具对材料的性能要求较高, 需要采取合理的喷丸工艺和渗氮工艺来提高材料的耐磨性、强度、韧度、抗腐蚀性, 从而延长模具的使用寿命, 提高模具的生产质量。
摘要：研究热锻模具表面喷丸渗碳强化工艺, 进行了热锻模具表面喷丸渗氮强化处理实验, 比较了实验结果, 总结出一套适用于热锻模具的表面喷丸渗氮强化处理工艺, 经过实际生产验证, 效果较好。
关键词：热锻磨具,喷丸,渗氮
参考文献
表面处理工艺 篇10
关键词：医院废水,A/O工艺,二氧化氯消毒
1工程概况
1.1工程背景
医院污水除生活污水中的粪便、卫生棉纸等外,还夹杂浓血、组织废弃物、药物及洗涤剂等,同时还含有大量的病毒、细菌、寄生虫卵及其他有害物质[1,2,3]。随着人民生活水平的提高和医疗条件的改善,江苏省中部某大型综合性医院决定新建医院综合大楼,为达到国家环保及卫生要求,须新建污水处理站,出水达到GB 18466—2005《医疗机构水污染物排放标准》(以下简称《标准》)的规定。
1.2污水水量及水质
根据医院提供的资料,新建的综合大楼新增491张床位。参考国内各大医院的污水排放情况,同时考虑到本医院的实际情况和今后的发展,确定本工程污水排放量为500 m3/d(时均流量21 m3/h)。
根据建设方提供的资料,确定的污水进水水质设计值见表1。
1.3处理要求
出水水质达到《标准》中“综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限值”要求,各项指标也见表1。
2工艺选择
考虑到医院污水的排放特性,污水排放变化系数较大,因此采用图1所示的工艺流程图,即采用“初沉调节+A/O生物接触氧化+过滤+接触消毒”的处理工艺。
在生化处理系统前设置初沉调节池,作用是减小排放高峰时段污水的冲击负荷,确保进入后续处理系统的污水水质、水量稳定。生化处理主体工艺为A/O接触氧化池。接触氧化为成熟的生物处理工艺,是生物膜法和活性污泥法相结合的工艺,采用生物填料作为微生物的载体,生长有微生物的载体淹没在水中,曝气系统为反应器中的微生物供氧。A/O接触氧化池好氧段硝化液回流至缺氧段可以实现反硝化脱氮功能。采用现场制备二氧化氯进行消毒。二氧化氯具有高效氧化剂、消毒剂以及漂白剂的功能。它所氧化的产物中无有机氯化物,具有广谱性的消毒效果。
3工艺设计
3.1初沉调节池
前端为沉淀区,后端为调节区,调整水质、水量。在调节池内预曝气,可以均衡水质,防止沉淀,但预曝气的量必须加以控制,否则将影响随后的缺氧反硝化效果。尺寸规格: 初沉区L×B×H=4.0 m×3.4 m×4.5 m,调节区L×B×H=7.6 m×3.4 m×4.5 m。停留时间:tHRT=5.85 h。
配套设备:潜污泵2台,Q=25 m3/h,H=10 m,N=1.5 kW;液位控制系统1套;预曝气系统1套。
3.2A/O接触氧化池
池内设有高效生物填料作为微生物载体,强化生化处理效果。前端为缺氧区,利用反硝化细菌在缺氧条件下进行反硝化,达到生物脱氮的目的,同时削减污水的有机负荷。后端为好氧区,好氧微生物有氧条件下,将废水中的有机物进行吸附并氧化分解。
A池:尺寸规格L×B×H= 8.0 m×3.4 m×4.5 m ,有效深度4.0 m。停留时间: tHRT=5.2 h。
O池:尺寸规格L×B×H= 15.3 m×3.0 m×4.5 m ,有效深度4.0 m。停留时间: tHRT=8.74 h。
配套设备:组合填料81.6 m3;低噪声回转式风机2台;采用管膜式曝气系统1套,材质EPDM,氧利用率>15%。
3.3二沉池
二沉池进行泥水分离,设计表面负荷为0.77 m3/(m2·h)。尺寸规格L×B×H=4.0 m×3.4 m×4.5 m,有效深度4.0 m,
配套设备:污泥回流泵2台, Q=25 m3/h,H=10 m,N=1.5 kW;集水系统2套。
3.4滤池
滤池采用普通石英砂过滤,进一步去除废水中有机物和悬浮物。尺寸规格 L×B×H= 3.4 m×2.0 m×4.5m,有效深度3.9m。
配套设备:反冲洗水泵1台,型号CP 55.5-100,Q=95 m3/h,H=12.0 m,N=5.5 kW;滤料10.2 m3;滤池零部件1套,含布水、集水及反冲洗管道系统等。
3.5消毒池
采用二氧化氯(ClO2)消毒,有效氯投加量为30 mg/L。将消毒与过滤相结合,并在二沉池出水口投加消毒剂,使消毒剂与生化出水充分接触反应。消毒区采用折流式隔板反应池。在消毒池出口投加脱氯剂。尺寸规格L×B×H= 3.0 m×3.4 m×4.5 m,有效深度3.9 m。停留时间:tHRT=1.9 h。
配套设备:化学法正压式ClO2发生器1台,型号H99-500,有效氯产量为500 g/h,运行功率N=0.375 kW;含氯酸钠罐1只;化盐系统1套,N=0.75 kW,每隔30 d化盐1次;31%盐酸储槽1只,有效容积5 m3,可存放90 d(3个月)的盐酸使用量;脱氯剂投加装置1套,含脱氯剂储槽,搅拌功率N=0.55 kW;余氯在线检测仪1套。
3.6污泥池
初沉调节池的沉淀区污泥和二沉池污泥均排入污泥池进行厌氧消化。污泥清理前投加石灰,投加量15 g/L,用污泥泵循环搅拌反应,以杀灭污泥中的病菌等。根据设计计算,系统污泥量总计为2.0 m3/d,污泥池16 d清理1次。实际运行中由于进水中悬浮物浓度较低,同时水质浓度一般低于设计值,污水处理系统产泥量达不到上述数值。同时污泥排入污泥池后可进一步浓缩,因此实际运行中污泥池可2～3个月清理1次。尺寸规格L×B×H= 3.4 m×2.0 m×4.5 m,有效深度4.2 m。
配套设备:潜污泵1台, Q=10 m3/h,H=10 m,N=0.75 kW。
4结语
工程投资约100万元,处理设施为地下一体化混凝土池,占地面积200 m2,池顶绿化。直接运行成本0.64元/m3,劳动定员:1人;出水水质满足《标准》中的排放标准。估算环境效益为:年削减COD约62.05 t、BOD5约51.50 t、氨氮约0.91 t。
参考文献
[1]马世豪,凌波.医院污水污物处理[M].北京:化学工业出版社,2000.
[2]陈志莉,叶茂平.医院污水处理技术[J].环境科学与技术,2003,26(6):49-50.
焦化废水处理工艺的改进 篇11
关键词:废水处理工艺;改进
中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)09-0021-01
太钢集团临汾钢铁有限公司焦化厂原有的废水处理采用普通活性污泥法工艺,对废水中的氨氮基本无去除能力,已不能满足环保要求。因此对此工艺进行了改进,选用生物脱氮法(A2/O2法)。
1工艺比较
原工艺流程见图1。
改造后的工艺方案包括3个部分:予处理、生化处理、后混凝处理。改造后的工艺流程见图2。
由于焦化废水中氨氮含量高(约1 000 mg/L～1 500 mg/L),需先经过蒸氨处理将氨氮降至300 mg/L以下,方可进行生化处理。由于焦化厂已有蒸氨装置,可满足脱除氨氮的要求。
2应用原理
在厌氧池中,通过填料上的厌氧活性污泥将废水中难以生物降解的有机物进行水解,酸化处理。
在缺氧池中,以进水中的有机物作为反硝化的碳源和能源,以回流沉淀池出水中的硝态氮作为反硝化的氧源。通过填料上的生物膜作为进行反硝化脱氮反应。
反硝化反应式:NO-3+2H++2e- → NO-2+H2O
2NO-2+8H++6e- → N2+4H2O
在好氧池中,通过设置的微孔曝气器来增加好氧池废水中
的溶解氧,进行硝化反应,使废水中氨氮氧化成硝态氮。
硝化反应式:2NH4++3O2→ 2NO2-+4H++2H2O
2NO2-+O2→ 2NO3-
在工艺布置上,我们采用了前置反硝化,即废水先与约3倍硝化后的废水混合后进入缺氧池,利用废水中的有机物完成反硝化反应,并产生一定的碱度,再进入好氧池,进行硝化反应,这样一方面利用了废水中有机物作为反硝化的碳源,另一方面反硝化所产生的碱度可以补充硝化反应时所需的碱度,大大降低了运行成本。
3曝气器的选择
选用高效曝气器(BZQ-W-192型球冠形可张微孔曝气器),充氧效率可达到20 %～25 %,比普通的螺旋曝气器(充氧效率10 %～12 %)提高1倍,可减少能耗,降低运行费用;曝气器托架用工程塑料(ABS)制成,曝气膜片用三元乙丙橡胶制成,具有耐腐蚀、气泡小、防倒灌功能,可防止风机停运后,污泥进入曝气器,造成堵塞。
4处理效果
现出水指标达到了环保要求,具体数据见表1。
表1具体数据
单位:mg/L
指标
日期挥发酚总氰化学需氧量氨氮pH
03010.20.3731174.387.63
03050.20.4251084.387.63
03120.20.2901062.197.89
5结论及建议
(1)生物脱氮工艺可应用于焦化废水处理,对其中的化学需氧量和氨氮有很好的去除作用。
(2)采用高效的微孔曝气器后,好氧池上消泡喷头的选择非常重要,应选择雾化效果好、流量小的喷头,以确保消泡效果。
(3)该工艺应用于焦化废水处理主要的缺点是运行费用高,其中絮凝剂和碱源成本最高,寻求一种廉价的碱源,降低运行费用是该工艺今后需要着重解决的问题。
Coking Wastewater Disposal Craft Improvement
Yang Wanrong
Abstract: My factory original wastewater disposal craft to the waste water ammonia nitrogen basic non-elimination ability, has not been able to satisfy the environmental protection request. Therefore, my factory has made the improvement to the wastewater disposal craft.
净水处理工艺的发展 篇12
给水处理的主要任务和目的就是通过必要的处理方法去除水中的杂质, 以价格合理、水质优良安全的水供给人们使用, 并提供符合质量要求的水用于工业。
给水处理的方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求而确定。在逐渐认识到饮用水存在水质污染和危害的同时, 人们也开始了长期不懈地对饮用水净化技术的研究和应用。到20世纪初, 饮用水净化技术已基本形成了现在被人们普遍称之为常规处理工艺的处理方法, 即混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒。这种常规处理工艺至今仍被世界上大多数国家所采用, 成为目前饮用水处理的主要工艺。
饮用水常规工艺的主要目标是去除水源水中的悬浮物、胶体杂质和细菌。混凝是向原水中投加混凝剂, 使水中难以自然沉淀分离的悬浮物和胶体颗粒互相聚合, 形成大颗粒的絮体。沉淀是将混凝后形成的大颗粒絮体通过重力分离。过滤则是利用颗粒状滤料 (石英砂等) 截留经沉淀后出水中残留的颗粒物, 进一步去除水中杂质, 降低水中的混浊度。过滤之后采用消毒方法来灭活水中致病微生物, 从而保证饮用水的卫生安全性。
在20世纪70和80年代, 给水工程技术人员面临的主要问题是工程的投资效益, 即如何以最低的工程总投资来完成简单的处理目标。因此, 在这段时期里, 研究出了许多比较经济的净水技术和工艺, 这些研究包括改进沉淀池设计, 出现了斜管沉淀池、斜板沉淀池和气浮池等快速澄清工艺, 还有快速过滤工艺和将絮凝、沉淀和过滤工艺组合在一起的专用集成设备。
然而, 到了20世纪80和90年代, 新的问题出现了, 即饮用水中存在的微量有机物对人体健康的长期潜在危害。因此, 出现了新的水质污染指标和规定, 例如, 总三卤甲烷、挥发性有机物和最大污染物浓度等。为了对待这些新情况, 满足净水处理要求, 工程技术人员和研究人员已经成功地设计出去除水中有机污染物的方法。这些方法, 如化学氧化、活性炭吸附和强化混凝处理等, 在过去的十多年里一直是主要的研究方向。
2 净水工艺的比较及发展趋势
目前我国各自来水厂的水源大都遭受生活污水与工业废水的污染, 原水中有机物氨氮浓度增加, 使水带色、味;有的水厂是从湖泊、水库取水, 由于原水藻类 (包括藻类分泌物) 增加, 使出水色、腥味增加。这些原水经水厂常规工艺净化, 浊度不易得到很好控制, 滤池易堵塞 (藻类影响) , 出水有机物浓度高 (生物不稳定, 易使输配水管道中细菌滋长, 恶化水质) , 氨氮浓度高, 使加氯量增加进而使消毒副产物 (如三卤甲烷、卤乙酸等) 量增加, 提高了饮用水的致癌风险, 使出厂水有异味, 水质下降, 往往会遭受居民的抱怨和投诉。因此, 对给水厂的现有工艺进行改造势在必行。
净水厂的工艺改造有以下几种方法:a.增加深度处理构筑物, 如活性炭吸附 (或者臭氧-活性炭联用) 技术;b.增加预处理构筑物, 如生物预处理 (接触氧化池或生物滤池) ;c.不增加常规工艺前、后的净化构筑物, 在现有工艺上改造, 如强化混凝、强化过滤、优化消毒;d.综合采用前面几种技术。
具体来说, 给水厂净水系统技术改造的内容主要包括如下几个部分:
a.针对水源水的污染特性, 增设必要的预处理设施。预处理技术包括投加化学氧化剂, 如臭氧、高锰酸钾;投加吸附剂, 包括粉末活性炭和活化粘土;以及生物氧化技术等。特别是生物氧化预处理技术 (如曝气生物滤池) , 由于本身存在的一些优点, 自20世纪80年代以来, 在许多国家得到重视。我国部分城市水厂也已经开始了这方面的工作。
b.混凝技术改造。改造的基本方法可因地制宜选用静态混合器、利用水泵和加装机械搅拌混合器等。
c.絮凝技术改造。改造的基本原则是创造适宜的水力条件, 使絮凝的各段过程中尽量接近最隹GT值。对打碎絮体的部位需扩大断面积, 对GT值过小的部位加装网格或阻流装置。如要适当增加絮凝时间则可适当地占用一些沉淀池空间来解决。
d.沉淀池、澄清池的技术改造。改造的基本方法是加装斜管或斜板。
e.过滤技术改造, 改造为煤和砂的双层滤料滤池;可考虑采用轻质 (煤或陶粒滤料) 、粒径较粗、滤层较厚的均匀滤料。滤池采用气水联合反冲洗, 改善冲洗效果, 节约冲洗水量。
f.助滤剂的应用。在进滤池的水中再加注少量 (一般为1-3mg/L) 的混凝剂或微量 (一般几十μg/L) 高分子絮凝剂, 能明显改善水的过滤性能, 显著提高去除率。这是改善过滤出水水质的一个非常重要措施。投加助滤剂后, 出水浊度明显降低, 但运行周期会相应缩短。经试验, 采用助滤剂方案时, 如运行周期尚长, 可不改变滤层, 否则要同时把滤层改为双层滤料或均粒滤层并加装表面冲洗以改善冲洗效果。
g.增设活性炭吸附或生物活性炭 (臭氧-活性炭联用) 深度处理设施, 进一步控制出厂水中的有机污染物的浓度, 减少卤代物质的生成量。
h.在无条件建立活性炭滤池时, 可在过滤前投加粉末活性炭 (PAC) , 或将滤池改造为活性滤池。
i.优化消毒工艺, 使用氯胺、二氧化氯、臭氧等消毒剂, 降低消毒副产物的产生量, 提高饮用水的卫生安全性。
这里需要特别指出的是, 活性炭吸附技术最能有效地去除水中的有机物, 将是今后给水净水厂首先应考虑增加的深度处理构筑物。但从经济角度来看, 根据我们的估算, 采用活性炭吸附技术每处理1m3/d水的投资将在80-100元, 运转费将增加0.15元/m3左右。从目前来看出, 恐怕在短时间内还难以实现。生物预处理技术对氨氮、亚硝酸盐氮有很好的去除 (80-95%) , 对铁、锰的去除有相当效果, 对有机物也有较好的去除效果 (10-25%) ;对色、味的去除也有一定效果, 还能减少药剂投加量。生物预处理技术运转费便宜, 仅需增加费用0.09元/m3, 但基建面积较大, 投资高, 每1m3/d约在100-120元左右[2]。
当然, 在我国当前的经济和技术条件下, 最经济可行办法的是在现在净水工艺基础上进行改造。采取强化混凝与强化过滤的办法, 可以不增加构筑物, 因此单位水量1m3改造费用只需20-25元, 运转费用只需增加0.03-0.05元/m3。氨氮及亚硝酸盐氮去除率80-90%, 有机物CODMn去除率15-20%[2]。下面重点介绍一下常规工艺的强化即强化混凝和强化过滤。
关于强化混凝, 可以有以下几种方法:
a.多投混凝剂使有机物的水化壳压缩, 水解的阳离子与有机物阴离子电中和, 消除由于有机物对无机胶体的影响, 从而使无机胶体脱稳。
b.投加絮凝剂, 增加吸附、架桥作用, 使有机物易被絮体粘附而下沉。
c.投加氧化剂, 使有机物被氧化。
d.调整混合与絮凝反应的时间, 使药剂充分发挥作用, 即从水力条件上改进。
e.调整pH, 一般有机物多时, pH5-6效果好。
f.根据试验研究结果, 以投加絮凝剂, 改善水力条件共同进行能取得好的效果, 且经济可行。
关于强化过滤, 强化过滤滤池主要功能是发挥滤料与脱稳颗粒的接触凝聚作用而去除浊度、细菌。如果滤料洗涤不干净, 滤料表面就会积泥, 当预加氯时抑制了滤料中生物的生长, 因此滤料层没有或较少生物降解作用。如果不预加氯, 滤料层中就会有生物作用, 滤池出水中氨氮有所降低, 亚硝酸盐氮增加就是具有亚硝酸盐菌的结果。
强化过滤就是让滤料既能去浊, 又能降解有机物, 降解氨氮、亚硝酸盐氮。这样, 就需要在滤料中培养生物膜, 要既有亚硝酸盐菌, 又要有硝酸盐菌使氨氮、亚硝酸盐氮都得到有效去除。强化过滤技术的难点是:
a.选择滤料 (有利于细菌生长) ;
b.控制反冲洗强度既能冲去积泥, 又能保持一定的生物膜;
c.要保证出水浊度小于1.0 NTU;
d.要使滤池的微环境有利于生物膜成长;
e.其他技术问题, 如冲洗水的强度、膨胀率等。
3 结论
综合给水厂不同净水工艺的去除指标和经济上增加的费用, 我们得出的基本结论是, 在我国现有经济和技术条件下, 在优先考虑强化常规工艺的前提下, 增加预处理和深度处理将是今后我国水厂进行改造的主要方向。在预处理中, 生物预处理发展前景广阔。在深度处理中, 活性炭或者生物活性炭 (即臭氧-活性炭联用) 将是主要的发展趋势。
摘要：介绍了给水厂净水工艺的发展过程、不同净水工艺的比较。在我国现有的条件下, 在优先考虑强化常规工艺的前提下发展预处理和深度处理将是今后水厂改造的主要方向。
关键词：给水处理,强化常规工艺,预处理,深度处理,水厂改造
参考文献
[1]范洁, 关于供水企业技术发展问题的探讨, 21世纪中国城市水管理国际研讨会 (UNDP技术援助项目CPR/96/302) , 1999, 9, 北京, 5-105～5-109
[2]王占生.中国饮用水的水质问题, 环境科学与工程研究, 钱易、郝吉明、陈吉宁、唐新华主编[M]北京:清华大学出版社, 2001年4月第一版, 32-37.原载于《净水技术》, 2002, 21 (2) , p5-7.