微孔滤膜（精选12篇）
微孔滤膜 篇1
目前,为了培养创新型人才,国内各大高校化工学院都在加强实验中心的建设。仪器分析实验中心是化学实验室建设的重要组成部分[1,2]。
仪器分析实验尤其是色谱分析中,实验所用到的溶剂和样品大多要经过过滤处理[3,4,5,6]。常用的过滤设备由真空装置和过滤装置组成。由于创新实验的需要,实际样品分析,特别是复杂组成样品分析已经在仪器分析实验中得到较大体现[7,8,9]。实际样品分析导致了溶剂和样品的多样性[10],因此过滤器必须能够同时处理水相和有机相溶剂和样品,并且处理后的溶剂和样品中不能含有影响分析和设备性能的小颗粒。符合上述要求较为常用的是微孔滤膜过滤器[11],它可以自由更换有机相或是水相膜。但是微孔滤膜过滤器构造较为精密,制作复杂,价格昂贵。
一般来说,仪器分析实验中常用的微孔滤膜过滤装置有两种:微孔滤膜溶剂过滤装置和微孔滤膜样品过滤装置,其中微孔滤膜溶剂过滤装置体积大(≥1 000 mL),微孔滤膜样品过滤装置体积较小(≤100 mL)。样品过滤器不能满足大量溶剂的处理需要;而溶剂过滤器用来处理样品的话,会导致样品大量损失且易受到污染,影响分析结果。为了完成仪器分析实验教学任务,必须同时购买微孔滤膜溶剂过滤装置和微孔滤膜样品过滤装置,一定程度上增加了实验教学维持费用。
本文对微孔滤膜溶剂过滤器进行了改进,增加了自制辅助部件,使一套过滤器同时具有溶剂过滤和样品过滤作用,实现了仪器设备的多功能化,保证实验教学效果的同时节约了实验教学维持费用。
1 微孔滤膜过滤器的待改进之处
目前仪器分析实验中较为常用的是1 000 mL全玻璃微孔滤膜溶剂过滤器,结构如图1。
根据样品过滤的特点,上述微孔滤膜溶剂过滤器必须解决以下两个问题才能用于样品的过滤处理:
1.1 样品损失严重
仪器分析实验中多数样品需要经过较为复杂的前处理后才能用于分析,样品处理量以能够满足分析需求为宜,处理后的少量样品如果经过体积较大的常规微孔滤膜溶剂过滤器,损失较大,进而影响下一步的实验分析。
1.2 样品易被污染
少量样品如果用250 mL滤杯、47 mm 直径滤头和1 000 mL接收瓶的常规微孔滤膜溶剂过滤器过滤处理,由于接触仪器面积较大,极易受到污染。被污染的样品由于组成发生变化,实验结果误差大,就会失去了分析测试的意义。
2 改进的微孔滤膜过滤器结构探讨
为了解决上述微孔滤膜溶剂过滤器用于样品过滤存在的样品损失和易被污染的问题,我们对微孔滤膜溶剂过滤器进行了部分改进,结构如图2。
2.1 滤杯和滤头部分改进
为了解决300 mL滤杯和47 mm 直径滤头给样品带来的损失和污染问题,我们设计了如图的滤杯辅助装置。
滤杯辅助装置由塑料制成,包括底座和圆筒两部分。其中,筒状部分的内径为15 mm,与滤杯相比体积大大减小,用于样品过滤,保证了样品少损失且不被污染。底座为环状,外径与滤杯和滤头直径一致,铁夹的夹力能够使得滤杯、底座和滤头三部分贴紧,样品不泄漏;内径直径为15 mm,大大小于滤芯直径,减小了过滤时使用的滤芯面积,进一步保证了样品损耗小和不被污染。
2.2 样品接收部分改进
过滤处理中对样品影响最大的要数1 000 mL接收瓶,同样我们对样品接收部分进行了改进,改进的样品接收部分由玻璃试管和橡胶管组成。直径20 mm的试管大大减小了样品接收器的体积,保证了过滤样品的质量,同时方便了仪器的清洗;玻璃试管下端的橡胶管可以防止玻璃试管与接收瓶间的碰撞,起到了保护仪器的作用。
3 结 论
本文从节约型实验中心建设角度,对市售1 000 mL的微孔滤膜溶剂过滤器进行了改进,增加了样品收集功能,使一套过滤器同时具有溶剂过滤和样品过滤作用,应用于实践实验教学,效果良好。实现了仪器设备的多功能化,保证实验教学效果的同时节约了实验教学维持费用。
微孔滤膜 篇2
吾小与他人之大
无言倾盆雨，泪洒天地间，三国乱世之群雄，有诸葛孔明者，布八阵，统三国;舌战群儒，忠为人臣;人中豪杰，天下无人不知。越过三千轮回，今日又现人才：季羡林，生曾阅百书，批百卷;桃李满门，人人敬之，尊其为“学界泰斗”，无人不晓。
我曾扪心长叹，我为什么没有出现在三国?为什么桃李满门的不是我?如今，我明白，并非每一个人都可以活得轰轰烈烈、精彩绝伦。或许我人生中的大事、机会并不多，但我不后悔，因为我做了我该做的事情，把平凡普通的日子过得有意义，纵然我是个无名小卒，我也无怨无悔。
人小与天下之大
古人云：修身，齐家，治国，平天下。敢问一人如果身不正，何以齐家?家不齐，如何治国?国不治，拿什么平天下?试问哪一位名人大家，行为不正，严而无威而为天下称道?古有一秀才想做大官，发誓要扫尽世间贪官污吏，恶风浊气，却从不愿处理身边的小事，其母说：“一屋不扫，何以扫天下?”做大事，要从小事做起，这位教子有方的母亲说得不正是如此吗?
自小与合作之大
中国有句俗语“人多力量大”。中国古代因合作成功的例子比比皆是，居功自傲的老将廉颇面对以大局为重的丞相蔺相如，幡然醒悟后，负荆请罪，将相合好，二人共同辅佐赵王，使国家强大。马克思与恩格斯合作共同起草了《共产党宣言》，共同创造了伟大的共产主义理论，在创立马克思主义的哲学、政治经济学和科学社会主义理论方面作出了卓越贡献。
微孔滤膜 篇3
关键词：化工废水；纳滤膜；应用
化工废水中含有许多化学物质，在处理和净化上具有较高的难度。通过传统的处理方式，很难对水中的有害物质和污染物质进行去除。纳滤膜技术是近年来才逐渐发展起来的一种新型技术，其作用原理是通过孔径筛作用来完成对水质中化学物质的分解和分离。纳滤膜的孔径是纳米级的，许多通过传统方式无法去除的物质都能通过这一处理方式有效地去除，因此在化工废水的处理中具有极大的应用价值。
一、纳滤膜应用分离技术
1.纳滤膜分离技术简介
在当前的化工污水处理中，纳滤膜是一种应用十分广泛的污水处理技术，并且在国内外都有许多的专家学者对这一技术进行理论和应用上的研究。纳滤膜分离技术属于膜分离技术中的一种，于上个世纪后半期被研发。这种膜分离技术能够对小分子的有机物进行有效的分离，并且在应用的过程中具有能耗少、效率高等特点，因此具有广泛的应用前景。本文着重分析了纳滤膜技术的特点，并对其应用前景进行了分析。
2.纳滤膜分离机理概述
纳滤膜的分离效果介于反渗透和超渗透之间。它作用的对象主要是聚电物质。这类物质的表面通常带有一定的电荷，因此能够呈现出电荷与筛分的现象。筛分现象就是指按照颗粒直径的大小和膜孔直径的大小来筛分不同分子量的物质。分子量较大的物质难以通过膜孔，因而被留在膜外，而分子量较小的物质可以通过膜孔，进入膜内。纳滤膜的膜孔属于纳米级别，能够阻挡分子量在200～1000纳米之间的物质。
二、影响纳滤膜作用效果的关键因素
1.酸碱度
纳滤膜自身的表面就带有一定的电荷，当溶液中的酸碱性发生变化时，将会导致纳滤膜表面的电荷发生电离或流动的现象，甚至会造成溶液中溶质带电的现象。而在纳滤膜的作用过程中，需要依靠电荷的作用，一旦电荷发生异常，过滤的效果就会受到影响。
2.操作压力
纳滤膜的过滤作用是通过向膜和溶液施加压力来进行的。外界压力的变化将直接影响最终的过滤效果。当压力增加时，水的流通量也会有所增加，但其增加是有一定限度的。根据实验结果显示，当压力达到某一特定值时，水通量将会达到最大。因此，控制好操作压力对分离效果具有重要的意义。
3.温度
温度也会对纳滤膜的作用效果产生较大的影响。温度对分离效果的影响主要通过改变纳滤膜表面的电荷量来实现。此外，温度还会影响溶液中溶质的性质，从而进一步影响分离的效果。
三、纳滤膜在盐化工废水处理中的运用
1.盐化工废水具有的特点
化工废水中含有的污染物质较多，且排放量大，若不经处理就向外界排放，将会对环境造成严重的污染。化工废水的传统处理方式十分复杂，主要是由于化工废水中不仅含有大量的有机物质，还存在许多会对环境造成破坏的无机大分子物质。这些物质溶解在水中形成高盐液体。随着我国化工行业规模的不断扩大，这一类高盐液体的排放量也在不断的增加，给污水处理厂带来很大的压力，对环境也造成很大的威胁。这种现象在沿海地区尤为严重，由于沿海地区的地下水系统与周围的海洋水系有着更为直接的联系，一旦污水处理不当，将会对海洋资源也产生严重的破坏。为此，必须加大对化工废水的处理力度，并通过先进的技术来提高处理的效果。
2.纳滤膜处理盐化工废水
纳滤膜的孔径在200～1000纳米之间，因此能够将处于这一孔径范围之外的物质进行有效的排出。在纳滤膜的作用下，可以实现对工业废水的深度处理，起到改善水资源的目的。为确保納滤膜能够有效地发挥净化作用，在使用的过程中有几点需要注意：首先，必须确保水质的处理在纳滤膜的使用范围内，只有这样才能确保纳滤膜充分发挥作用。其次，在纳滤膜使用的过程中要控制好外界和水质的温度，确保纳滤膜的活性，降低溶液的黏稠度。此外，在分离过程中还要有效控制水通量和溶液的酸碱度，尽量减少外界环境因素对污水的处理过程产生影响。
对盐化工废水进行处理的时候，纳滤膜可以阻挡有机分子，过滤硬度大及有异味的物质。综上可知，将纳滤技术用于印染废水处理，不仅显示了技术上的可行性，也显示了技术上的优越性，随着膜技术的不断发展，规模化的投资和运行是经济可行的，纳滤在印染废水处理中会有很好的应用前景。
参考文献：
[1]林丽华.反渗透与纳滤膜分离技术在铜矿废水回收中的应用研究[J].厦门理工学院学报，2010（01）：32-35.
[2]马福菊.盐化工废水处理中纳滤膜的应用分析[J].化工管理，2014（33）：17-19.
[3]赵斌，张磊，王现英，等.基于碳纳米管的纳滤膜研究进展[J].新型炭材料，2011（05）：71-74.
微孔滤膜 篇4
1 试剂和材料
水,电导率小于1us/cm;标准氯化钾溶液:c(KCL)=0.0100mol/L。称取0.7456g氯化钾(KCL,105℃烘2h),溶解于新煮沸的冷水中,于25℃定容到1000 m L。此溶液在25℃时电导率为1413 us/cm;使用有证标准溶液电导率207124:用新鲜的超纯水稀释25倍后保证值为(119±7)mg/L;混合膜:孔径0.22um;有机(尼龙66):孔径0.22um;滤膜盒:聚四氟乙烯(PTFE)或聚苯乙烯(PS)材质;PE保鲜膜:原材料,食品级PE(聚乙烯),使用温度,-60℃至110℃。
2 仪器和设备
样品分析所涉及到的仪器和设备均应符合“规范”的要求,并严格按照仪器本身的操作程序进行操作。
昆山市超声仪器有限公司KQ-500DE型数控超声波清洗器:工作频率40KHz,超声功率范围为40%~100%;S30K Seven-Easy电导率仪:0.01u S/cm~500m S/cm;101-3电热鼓风干燥箱;cp224s万分之一天平:0~220g;干燥器;一般实验室常用仪器和设备。
3 超声波清洗器条件
水位:高于60mm,温度设定:20℃,工作时间设定:10min,超声功率设定:70%。
4 超声波萃取法
将0.22um孔径的混合膜和0.22um孔径的尼龙66放入超纯水中浸泡24h。并用超纯水洗涤数次后,将滤膜放入盛有超纯水的250 ml烧杯中,用保鲜膜封口,采用超声波萃取法对购买的膜经超纯水浸取后,放入超声波清洗器清洗10min,然后测定浸泡水的电导率,电导率值应小于0.15m S/m,否则重复上述步骤。
5 结果分析与讨论
在保证实验室质量控制体系的情况下,电导率质控样品采用单点校正法。质控样品207124稀释25倍,测得的浓度分别为120.0us/cm,119.9 us/cm,120.0 us/cm,120.0 us/cm,120.0us/cm,119.9us/cm。电导率质控样品207124稀释25倍后保证值:(119±7)mg/L。测定值合格。这说明S30K Seven-Easy电导率仪测得的数据真实可靠和人员操作规范。
由表1可见,a.0.22um孔径的混合膜(真空过滤器上使用)和0.22um孔径的尼龙66(针式过滤器上使用)超声10min后,测得的浸泡水的电导率比超声前都有提高,这说明离子经超声后被浸取出来,从而达到滤膜空白值降低的目的。b.浸泡水的电导率值均小于0.15m S/m。滤膜视为合格。
6 结论
购买的0.22um孔径的混合膜和0.22um孔径的尼龙66经超纯水中浸泡24h,并用超纯水洗涤数次后,将膜放入烧杯经超声波清洗器清洗10min后,测得的浸泡水的电导率比超声前都有提高,这说明离子经超声后被浸取出来,从而达到滤膜空白值降低的目的。
摘要：为了满足监测实验室质量保证和质量控制的要求,滤膜应使用空白较低且数值稳定的产品。滤膜在加工过程中可能会沾污少量的F-、CL-、NO2-、NO3-、SO42-、K+、Na+、Mg2+等离子。为降低滤膜空白值。本文采用超声波萃取法对购买的膜经超纯水浸取后,用电导率仪测定浸泡水的电导率。测得的结果表明,购买的0.22um孔径的混合膜和0.22um孔径的尼龙66经超纯水中浸泡24h,并用超纯水洗涤数次后,将膜放入烧杯经超声波清洗器清洗10min后,测得的浸泡水的电导率比超声前都有提高,这说明离子经超声后被浸取出来,从而达到滤膜空白值降低的目的。
关键词：超声波萃取法,过滤用微孔滤膜,电导率,空白值
参考文献
水处理超滤膜技术环境工程论文 篇5
1环境水处理中超滤膜技术的应用
1.1居民饮用水的净化
国内经济的迅速发展，也造成了较为严重的水污染，饮用水的有效净化日益迫切。在使用超滤膜技术对这一类水进行净化时，会优先将各类病原微生物清除，再进一步过滤水内的多余有机物、有害杂质等成分，极大提高了水质。在实际应用时，对目标水使用混凝沉淀配合超滤膜过滤的方式进行净化，水体内原有的病原性微生物、多余有机物以及有害杂质均在纳米级超滤膜阻隔下，大幅减少，最终得到了质量较佳的饮用水。CASS与超滤膜的组合工艺是对生活污水的进行高度净化的技术之一，实验研究表明，这种组合技术能够实现出水CODCr稳定在30mg/L以及NH3-N最低维持在0.2mg/L且去除率高达90%的净化效果，使得清洁处理之后的污水能够直接回收利用。
1.2海水等特殊水的净化
海水属于现有含量相对丰富的水资源类型，但海水内的各类有机质及各类无机盐都缺乏较为妥善的净化措施，对以海水为代表的一系列特殊水的净化能够极为有效的缓解水资源紧缺现状。以超滤膜技术为代表的一系列反渗透技术在海水净化领域取得了明显成效，相比其他技术而言，超滤膜技术所需要的能源及成本造价投入均较低，净化性能也相对较好。此外，超滤膜能够有效避免膜在净化过程中逐渐被水污染的情况，利用其良好的综合过滤性能，与反渗透技术向结合，能够有效提高净化海水水质，表现为使用中空纤维的超滤膜对高污浊度的海水进行直接处理的试验中，COD的去除率能够达到60%，胶硅的平均去除率也高达89%左右，并且具有比较小的跨膜压差，能够作为反渗透系统的预处理装置使用。
1.3工业废水的净化
工业废水的种类较多，不同工业类型所排放的工业废水其成分也会存在区别，因而在对其采用超滤膜技术进行处理时，也存在一定差异，以下选择食品工业、电镀工业以及含油废水三种工业废水为对象，对其超滤膜处理技术进行分析。食品工业在其加工过程中会排放大量废水，食品工业废水的主要成分包括淀粉、乳糖、蛋白质等高分子有机质，在净化废水的同时，一定程度上还可以对这部分有几只进行有效回收，从而将环境效益最大化。电镀工业因其生产规模较大，因而需要用到的水资源也更多，所排放的.废水量也会相应上升。将超滤膜技术配合反渗透技术，能够将重金属工业废水中的硝酸盐、镍以及有机碳等无机物过滤出去，避免给水资源造成更大规模的污染。含油废水以分散油及浮油为主的工业含油废水在处理时较为容易，而针对乳化油则缺乏较为妥善的处理措施。利用超滤膜技术对该类型的含油废水进行处理，可以将乳化油等废弃油与水彻底分离，从而实现水资源的净化。实验研究表明，在工业废水的处理工作中，将温度控制在15摄氏度左右、压强控制在0.1MPa的时候，0.8μm以及50nm的无机陶瓷膜的组合工艺能够实现比较理想的处理效果，表现为0.8μm的无机膜对COD的去除率为30%~45%，50nm的无机膜的去除率为55%~70%左右。
2结语
微孔滤膜 篇6
关键词：超滤膜 浓缩 沙棘 清汁 生产
中图分类号：TS255 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）24-0000-00
沙棘果实中含有190种以上的生物活性成份，是少有的集蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素、类黄酮物质（VP）于一体的神奇植物，被称为"维生素宝库"。其Vc含量是号称"Vc"之王猕猴桃的3-6倍，生物黄酮含量高于银杏叶，β-胡萝卜素和VE含量均高于其他水果。沙棘及其深加工产品具有养胃健脾、抗氧化、抗辐射、降低血液中胆固醇含量、调节血脂、预防心脑血管疾病等功效。经现代医学研究证实：沙棘所含的氨基酸、不饱和脂肪酸和维生素的种类及含量配比完全符合人体营养需求，是一种营养全面、合理的天然植物。
1 材料与方法
1.1 材料
原料：河北围场当地的沙棘果
主要生产设备：洗果机：型号SXG-1000，河南新乡轻机股份有限公司；
压榨机：型号JLY-3，江苏宝田机械设备公司 ；
巴氏杀菌机：型号SJ-10-0.8，上海长隆工业设备有限公司；
酶解罐：型号 10000L，江苏苏海机械厂；
果油分离机：型号DBD400/26-00-30，南京绿洲机器厂；
超滤机组：型号CL-20，湖北沙市水处理设备厂；
脱色树脂柱：型号4.5M3，西安蓝晓科技新材料股份有限公司；
三效降膜蒸发器：型号ZFQ-1000，江苏苏海机械厂；
UHT杀菌机：型号RSTGH-1500，北京航空制造工程研究所；
灌装机：型号DWG-5A，北京航空制造工程研究所；
检测设备：酸度计：型号PHS-25，上海精密科学仪器有限公司；
阿贝折光仪：型号WAY-2S，上海昕瑞仪电物理光学仪器有限公司；
高速离心分离机：型号TGL-16C，上海安亭科学仪器厂；
气相色谱仪：型号GC-2012C，上海科创色谱仪器有限公司；
浊度仪：型号WGZ-2，上海昕瑞仪器仪表有限公司；
分光光度计：型号722G，上海仪电分析仪器有限公司；
高效液相色谱：型号LC210，上海精密科学仪器有限公司。
1.2 生产工艺及技术要求
1.2.1 生产工艺流程
1.2.2 关键技术要点
沙棘果经过12～18℃水清洗后，再用纯净水进行喷淋，利用破碎机将沙棘果破碎后加入沙棘果质量0.8‰～4‰的纤维素酶，进行酶解40～50min，再使用带式压榨机进行压榨，分离出果渣（沙棘果皮、果肉、果籽），得到沙棘原果汁，将沙棘原果汁进行60～75℃的杀菌，再降温至50～55℃后，分别加入沙棘原果汁质量0.8‰～4‰的果胶酶和蛋白酶进行酶解40～60min后，通过比重分离机分离出沙棘果油及果肉泥，得到沙棘原果汁。
将酶解后的沙棘原果汁通过超滤机组进行过滤，滤出果汁中含有的少量的果肉纤维，得到沙棘清汁，将沙棘清汁经过脱色吸附，再通过三效降膜进行三倍浓缩，得到糖度为30Brix以上，总酸10%以上，色值75-85%，透光，95%以上的浓缩沙棘清汁。浓缩沙棘清汁在90～100℃的温度下进行杀菌，再进行灌装得到浓缩沙棘清汁成品。
2产品质量标准
2.1 感官指标
具有沙棘固有的滋味和气味，无异味，澄清透明，无沉淀物，无悬浮物，无肉眼可见外来杂质。
2.2 理化指标
可溶性固性物（20℃折光计法）/（%）≥30.0，总酸（以酒石酸计）/（%）≥6.0，透光率/（%）≥95.0，浊度/（NTU）≤3.0。
2.3 微生物指标
菌落总数/（CFU/ml）≤300，大肠菌群/（MPN/100ml）≤10，霉菌/（CFU/ml）≤20，酵母菌/（CFU/ml）≤20，致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）不得检出。
3 结果与讨论
3.1 超滤膜处理对沙棘清汁的指标的影响
3.1.1输入压力对物料流量的影响
输入压力的大小直接影响着超滤膜的过滤量，进而影响超滤速度。对酶解后的沙棘原汁进行超滤，过滤流量随输入压力的变化如图3-1
图3-1 输入压力对过滤流量的影响
由图可以看出，随着输入压力的增大过滤流量随之增加。当压力大于0.44 MPa时，随着操作压力的增大，过滤流量开始减小，这是因为随着操作压力的增大，果汁中的大分子物质不断增多、增厚，使果汁的透过率降低。所以，在实际生产中确定过滤压力控制在0.42-0.44MPa之间。
综上所述，在实际生产中当过滤压力控制在0.42-0.44MPa之间、果汁温度控制在48-50℃之间、操作时间在8h内时，可以得到较稳定的过滤流量。过滤后的沙棘清汁通过三效降膜进行三倍浓缩，得到糖度为30Brix以上，总酸10%以上，色值75-85%，透光，95%以上的浓缩沙棘清汁产品。产品品质有保证、易于贮存、使用方便，相对沙棘原果汁产品，节约包装材料，降低运输成本
收稿日期：2014-12-15
作者简介：岳丽华（1983—），女，河北围场县人，大学本科，研究方向：生物技术。
池塘微孔增氧养殖河蟹技术 篇7
1 池塘微孔增氧的概念
池塘微孔增氧技术就是池塘管道微孔增氧技术, 也称纳米管增氧, 是近几年涌现出来的一项水产养殖新技术, 是国家重点推荐的一项新型渔业高效增氧技术, 有利于推进生态、健康、优质、安全养殖。
微孔管增氧装置是利用三叶罗茨鼓风机通过微孔管将新鲜空气从水深1.5~2m的池塘底部均匀地在整个微孔管上以微气泡形式溢出, 微气泡与水充分接触产生气液交换, 氧气溶入水中, 能大幅度提高水体溶解氧含量, 达到高效增氧目的, 提高产量的目的, 现已广泛应用于水产养殖上。
据有关研究资料, 鱼类在溶氧3mg/m L时的饵料系数, 要比4mg/m L时增大一倍, 生长在溶氧7mg/m L中的鱼生长速度比生长在溶氧4mg/m L中的鱼快20%~30%, 而饵料系数低30%~50%。当水中溶氧量达到4.5mg/m L以上时, 鱼的食欲增强极为明显;达到5mg/m L以上时, 饵料系数达到最低值。因此可以这样说, 池塘中溶氧的状况是影响河蟹摄食量及饲料食入后消化吸收率, 以及生长速度、饵料系数高低的重要因素。所以, 增氧显得尤为重要, 使用增氧机可以有效补充水塘中的溶解氧。一般用水车式增氧机的池塘, 上层水体很少缺氧, 但却难以提供池底充足氧气, 所以缺氧都是在池塘底部。池塘微孔增氧技术正是利用了池塘底部铺设的管道, 把含氧空气直接输到池塘底部, 从池底往上向水体散气补充氧气, 使底部水体一样保持高的溶解氧, 防止底层缺氧引起的水体亚缺氧, 同时它也会造成水流的旋转和上下对流, 将底部有害气体带出水面, 加快对池底氨、氮、亚硝酸盐、硫化氢的氧化, 抑制低部有害微生物的生长, 改善了池塘的水质条件, 减少了病害的发生。在主机相同功率的情况下, 微孔增氧机的增氧能力是叶轮式增氧机的3倍, 为当前主要推广的增氧设施。
2 池塘微孔增氧的类型及设备
2.1 点状增氧系统
又称短条式增氧系统, 就象气泡石一样进行工作, 在增氧时呈点状分布, 具有用微孔管少, 成本低, 安装方便的优点。它的主要结构是由三部分组成, 就是主管—支管—微孔曝气管。支管长度一般在50m以内, 在支管道上每隔2~3m有固定的接头连接微孔曝气管, 而微管也是较短的, 一般在15~50cm。
2.2 条形增氧系统
就是在增氧时呈长条形分布, 比点状增氧效率更高一点, 当然成本也要高一点, 需要的微管也多一点, 曝气管总长度在60m左右, 管间距10m左右, 每根微管约30~50cm, 同时微孔曝气管距池底10~15cm, 不能紧贴着底泥, 每亩配备鼓风机功率0.1kw。
2.3 盘形增氧系统
这是目前使用效率最高的一种微孔增氧系统, 也是制作最复杂的系统, 在增氧时, 氧气呈盘子状释放, 具有立体增氧的效果。使用时用4~6mm直径钢筋弯成盘框, 曝气管固定在盘框上, 盘框总长度15~20m, 每亩装3~4只曝气盘, 盘框需固定在池底, 离池底10~15cm。每亩配备鼓风机功率0.1~0.15kw。
无论是哪种微管增氧系统, 它们都需要主机, 是为池塘的氧气提供来源的, 因此需要选择好。一般选择罗茨鼓风机, 因为它具有寿命长、送风压力高、送风稳定性和运行可靠性强的特点, 功率大小依水面面积而定, 15~20亩 (2~3个塘) 可选3kw一台, 30~40亩 (5~6个塘) 可选5.5kw一台。总供气管架设在池塘中间上部, 高于池水最高水位10~15㎝, 并贯穿整个池塘, 呈南北向。总管后面一般接上支管, 然后再接微管。
3 微孔增氧的合理配置
在池塘中利用微孔增氧技术养殖河蟹时, 微孔系统的配置是有讲究的, 根据相关专家计算, 1 . 5 m以上深的每亩精养塘约需40~70m长的微孔管 (内外直径10和14mm) 。在水体溶氧低于4mg/m L时, 开机曝气2个小时能提高到5mg/m L以上。
对于微管的管径也有一定的要求, 如水深1.5~3m之间的露天养殖水体, 用外直径14mm、内直径10mm的微孔管, 每根管长度不超过50m;工厂化养殖水体, 水深3~4m的, 用外直径14~14.5mm, 内直径10mm微孔管, 管长不超过50m;水深1.5m以下的大水面, 用外直径17mm, 内直径12mm的微孔管, 管长不超过60m。
4 微管的布设技巧
利用微孔增氧技术, 强调的是微管的作用, 因此微管的布设也是很有讲究的, 这里以一家养殖河蟹的池塘为例来说明微管的布设技巧。这口池塘水深正常蓄水在1m, 要求微管布在离池底10cm处, 也可以说要布设在水平线下90cm处, 这样我们可用两根长1.2m以上的竹杆, 把微孔管分别固定在竹杆的由下向上的30cm处, 而后再向上在90cm处打一个记号, 再后两人各抓一根竹杆, 各向池塘两边把微孔管拉紧后将竹杆插入塘底, 直至打记号处到水平为止。在布设管道时, 一定要将微管底部固定好, 不能出现管子脱离固定桩, 浮在水面的情况发生, 这样就会大大降低了使用效率。要注意的是充气管在池塘中安装高度尽可能保持一致, 底部有沟的池塘, 滩面和沟的管道铺设宜分路安装, 并有阀门单独控制。如果塘底深浅不在一个水平线上, 则以浅的一边为准布管。
在微管设置时要注意不要和水草紧紧地靠在一起, 最好是距离水草10cm左右, 以免过大的气流将水草根部冲起, 从而对水草的成活率造成影响。
5 安装成本
微孔管道增氧系统的安装成本, 大概可分为四个档次, 各养殖户要根据自己的经济状况和养殖面积来合理选择安装档次。一是用全新的罗茨鼓风机与纳米管搭配, 安装成本1300~1500元/亩;二是用旧罗茨鼓风机与纳米管 (包括塑料管) 搭配, 安装成本800~1000元/亩;三是用旧罗茨鼓风机与饮用水级PVC搭配, 安装成本500~600元/亩;四是旧罗茨鼓风机与电工用PVC管搭配, 安装成本300~500元/亩。
6 使用方法
在河蟹池塘里布设微管的目的是为了增加水体的溶氧, 因此增氧系统的使用方法就显得非常重要。
一般情况下, 我们是根据水体溶氧变化的规律, 确定开机增氧的时间和时段。4-5月, 在阴雨天半夜开机增氧;6-10月的高温季节每天开启时间应保持在6h左右, 每天下午16:00时开始开机2~3h, 日出前后开机2~3h, 连续阴雨或低压天气, 可视情况适当延长增氧时间, 可在夜间21:00~22:00时开机, 持续到第2天中午;养殖后期, 勤开机, 促进河蟹的生长。
另外在晴天中午开1~2h, 搅动水体, 增加低层溶氧, 防止有害物质的积累;在使用杀虫消毒药或生物制剂后开机, 使药液充分混和于养殖水体中, 而且不会因用药引起缺氧现象;在投喂饲料的2h内停止开机, 保证河蟹吃食正常。
7加强管理
在使用微孔增氧养殖河蟹时, 单单有增氧效果还是不能将河蟹养大的, 还需要种植水草、投喂饲料、科学逃逸、控制水质和预防疾病等管理措施, 因此在配合使用微管增氧时, 这时管理工作一定要加强到位, 才能起到事半功倍的效果, 具体的管理措施同池塘养殖河蟹是一样的, 请读者朋友参阅前文。
8微孔增氧养殖实际效果
烧结工艺对微孔玻璃制备的影响 篇8
微孔玻璃是一种新型的无机材料产品,它集成了无机材料的大部分优良特性,如化学性能稳定、成本低廉、容易加工。微孔玻璃可以制成管、片、粉末状,作为过滤器、鼓泡器、吸收材料或乳化剂等,在机械工业、化学工业、食品工业、酿酒工业、半导体工业等方面有着广泛的应用。
目前国内外普遍采用溶胶-凝胶方法来制备微孔玻璃,而固态烧结法又称为骨料堆积法,目前应用还比较少,其利用细微颗粒利于烧结的特点,在一定温度下将骨料融化黏结,并形成微孔。这种方法的烧结工艺对最终的微孔玻璃质量有直接的影响。本文着重针对微孔玻璃烧结成核温度、造孔剂的影响、加温及温控方式等工艺和参数,开展试验对比研究,得到了一些固态烧结法制备微孔玻璃的基本规律和结论。
1 基本概念
1.1 烧结加工工艺
固相烧结是指将一种或多种(金属、氧化物、氮化物、黏土等)粉末或者粉末压坯加热到其中基本成分的熔点的温度,然后以一定的方式和速度冷却到室温的过程[1,2]。烧结的结果是粉末颗粒之间发生黏结,形成微孔,烧结工艺是本次试验的主要内容,对最终产品的微观结构和性质起到了非常重要的作用。
1.2 金属造孔剂
金属造孔剂的作用是:利用这些造孔剂在坯体中占据一定的空间,高温下燃尽或挥发后在产品中留下空隙。本实验采用的金属造孔剂有铜(其中约有10%氧化铬)、氧化铝和镍。在试验过程中运用了控制变量法思想,着重试验3种不同添加剂的影响和添加剂用量不同的影响。
2 实验研究
2.1 试验工艺方案及流程
首先研磨原料玻璃粉,用适当目数的筛子(实验采用100目)进行分离,留取有用的玻璃粉。取适量玻璃粉(实验采用5 g玻璃粉),加水搅拌混合,放入成型模具,再用万能试验机压制成玻璃坯体,然后放入程控箱式电炉加温烧结,制成微孔玻璃样品。试验不同的工艺及参数对表面微孔的影响。试验工艺流程如图1所示。
试验采用的烧结加温及温控方式有直接加热和阶梯加热两种。图2为直接加热温控方式,出于对比试验需要,直接加热采用两种温控方式,图中温控方式①为从室温A点每分钟加热2℃,直接加热到620℃,即B点,恒温保温30min到C点,再逐渐冷却至室温D点;温控方式②为从室温A点每分钟加热2℃,直接加热到680℃,即E点,恒温保温30 min到F点,再逐渐冷却至室温G点。图3为阶梯加热温控方式,同样出于对比试验需要,阶梯加热也采用两种温控方式,图中温控方式③为从室温A点每分钟升高温度为3℃到B点550℃,保温30 min到C点,再每分钟升高温度3℃到D点600℃,保温30 min到E点,再每分钟升高温度3°C到F点665°C,保温30 min到G点,之后冷却至室温H点;温控方式④为在温控方式③的G点后再每分钟升高温度3°C到I点680°C,保温15 min到J点,之后结束加热过程冷却至室温K点。
2.2 试验设备
试验需要的设备主要包括万能试验机、程控箱式电炉、显微镜,如图4所示。
1)万能试验机。采用TM2101测控系统万能试验机(见图4(a))。本实验采取的力值设定为8000 N对模具内玻璃粉坯胎进行压缩,加压3次对于100目到140目的玻璃粉能够达到完全压缩紧实的程度,实验所用压力大致为7780~7880 N之间。
2)程控箱式电炉。为Sxl-1208程控箱式电炉(见图4(b))。利用该设备对压制好的玻璃片坯体进行升温烧结,每分钟升高温度可控制调节,具有保温功能。
3)显微镜。采用上光SX-5实体显微镜(见图4(c))。试验中采用的是20倍目镜及3倍物镜,用来对微孔玻璃表面微孔进行观察。
2.3 实验结果分析讨论
按照图1制备流程,在不同工艺及参数下制成的一批微孔玻璃样品如图5所示。
用显微镜观测不同工艺及参数下制成的微孔玻璃产品的表面微孔情况,并分析如下:
1)成核温度试验。
图6(a)为采用直接加热温控方式①烧结得到的微孔玻璃表面,图中看到较粗的玻璃微粒原材料,可见并没有完全烧结好,说明620°C温度成核不充分。图6(b)为采用采用直接加热温控方式②得到的微孔玻璃表面,图中可以清晰地看到表面一个个小孔,说明当温度达到了680°C时,烧结充分,可以作为合适的成核温度。但是图6(b)中也可以看出,这时的微孔虽然成型清晰,但却有一部分有损坏的趋势,如果成核温度超过680°C之后,则产品面临报废的危险,建议选择成核温度在660~670°C之间。这一现象在采用图2阶梯加热温控方式时也同样,660~670℃之间的成核温度也适合阶梯加热温控方式。
2)造孔剂对微孔玻璃烧结成核的影响
采取直接加热烧结方式①,比较添加造孔剂和不添加造孔剂对微孔玻璃烧结成核的影响。图7(a)为未添加造孔剂在显微镜下看到的样品表面,可见其尚未完全烧结成核;图7(b)为添加了0.5 g金属铜粉(其中约有10%氧化铬,占玻璃粉总量的10%)得到的微孔玻璃,可以看到均匀分布的细孔,清晰呈现出表面凹凸不平上下起伏的构造,图中白点部分应是在烧结中造孔剂留下的微孔,分布较为均匀。
3)造孔剂份量对微孔玻璃烧结成核的影响。
采取直接加热烧结方式②,试验添加不同造孔剂份量对微孔玻璃烧结成核的影响。图8(a)为添加了0.5 g铜(其中约有10%氧化铬),即玻璃粉的10%,烧结而成的微孔玻璃,图8(b)为添加了1 g铜,即玻璃粉的20%,烧结而成的微孔玻璃。两者差别在于图8(a)的微孔数量明显比图8(b)的少,图8(b)微孔排列的非常细密,数量多。可以想象,因为添加的造孔剂多了,在烧结过程中就有更多的金属铜融化消去仅仅留下当初占有的孔径,所以所得到图像才会显示出更多的细密的微孔。
4)不同类型造孔剂对微孔玻璃的影响。
采取直接加热烧结方式②,试验比较不同类型造孔剂对微孔玻璃影响。试验添加造孔剂份量0.5 g,即玻璃粉的10%,唯一不同的是添加的造孔剂类型不一样,图9(a)为添加铜(其中约有10%氧化铬)得到的微孔玻璃,图9(b)添加的是氧化铝,图9(c)添加的是镍。这3幅图片中可见孔径大小和密集程度不同,图9(c)中孔径最大、分布最疏(添加镍),图9(b)像色泽最黯淡,孔径较小,且较为密集(添加氧化铝),图9(a)孔径和密集程度在这两者之间(添加铜)。
5)加热温控方式对微孔玻璃烧结成核的影响。
采用添加造孔剂都是0.5 g铜(其中约有10%氧化铬)的玻璃坯体,试验不同的升温及温控方式对微孔玻璃烧结成核的影响。图10(a)为阶梯式烧结法③得到的微孔玻璃,图10(b)为阶梯式烧结法④得到的微孔玻璃,图10(c)为直接升温烧结方式②得到的微孔玻璃。可以看出,图10(b)明显是光泽度更加亮一些,微孔没有图10(a)紧密密集,原因是图10(b)采用阶梯式烧结法④,最高温度和保温时间都不合适,其成核温度略高,错过了最佳温度时间,导致部分微孔损坏。图10(c)是直接升温到680°C并保温30 min而成,相比之下也没有图10(a)明晰、密集,原因正如前文所述,在680℃这个温度时,直接加热温控方式②也存在部分微孔损坏的情况。由此可见,针对试验用的特定玻璃坯体(5 g玻璃粉+0.5 g铜造孔剂)阶梯式加温温控方式③更有利于微孔玻璃微孔的形成。
3 结语
上述一系列条件和工艺参数改变,制备的微孔玻璃样品性能各有差别。可以得出以下几点结论:
1)微孔玻璃烧结成核温度选择上,不能太低也不能太高,太低的话没有充分成核,微孔不明显;成核温度太高的话,很有可能破坏已经制成的微孔。实验看来,最佳的成核温度应控制在660~670°C之间。
2)在同样条件下,添加金属造孔剂会使表面形成的微孔多且均匀。
3)在添加同种造孔剂时,添加造孔剂的越多所得到的微孔玻璃表面的微孔数量就会越多,孔径就会越小,在制备时要根据所要求得到产物的性能来添加合适的造孔剂。另外实验也发现,添加到20%原材料的造孔剂就基本上足够了,再添加反而会导致孔太小而无法达到要求。
4)所选用造孔剂材料不同,形成微孔玻璃的孔径大小和密度不同,可以结合上述第3条,通过添加不同造孔剂和造孔剂占原材料的比例来获得应用需要的最合适的微孔大小和密度。
5)不同的烧结加热温控方式对微孔玻璃烧结成核也有明显影响,对特定玻璃坯体可通过试验确定其最佳加温及控制方式。
参考文献
[1]袁启华.罗大兵.载体多孔玻璃微珠的制备及其应用[J].硅酸盐通报,2000,19(3):52-55.
超滤膜污染类型研究进展 篇9
0膜污染类型研究进展
膜污染是一系列不同物质之间的物理作用和化学反应的结果导致的, 其中包括原水中不同污染成分之间的相互作用以及这些污染物成分和不同材质膜表面之间的物理化学作用。造成膜污染的因素主要有以下几种:原水污染物成分, 主要污染物成分的浓度, 水化条件 (p H, 离子强度, 二价阳离子浓度等) , 膜材料自身属性 (膜表面形态, 亲疏水性, 带电性, 孔隙率等) , 温度, 运行模式, 水动力学条件 (初始过膜通量, 错流速率) 等。就污染物而言, 膜污染一般可以分为四种类型:颗粒物污染、无机物污染、有机物污染和微生物污染。
1 颗粒物污染
根据研究可以将自然水体和污水中的颗粒物分为四类:1) 可沉降颗粒物 (>100μm) ;2) 超胶体颗粒物 (1μm—100μm) ;3) 胶体颗粒物 (0.001μm—1μm) ;4) 可溶解颗粒物 (0.001μm) 。颗粒物引起的膜污染机制分为三类:膜孔堵塞, 滤饼层的形成和浓差极化。
(1) 膜孔堵塞膜孔堵塞是颗粒物污染的第一阶段, 也是造成污染最严重的阶段。膜孔堵塞可以分为三种不同的形式:1) 标准膜孔堵塞, 即颗粒物在膜孔周围沉淀;2) 完全膜孔堵塞, 即颗粒物镶嵌到膜孔内;3) 中间膜孔堵塞, 即上述两种形式相互结合导致的堵塞。随着水中颗粒物持续不断地沉积在膜表面, 滤饼层逐渐形成, 膜污染进入下一阶段。 (2) 滤饼层形成一旦滤饼层在膜表面形成, 那么滤饼层将会取代膜的角色, 决定过膜通量的变化和过滤去除的效果。有研究表明, 增大跨膜压差或者过滤速率会加重浓差极化现象和膜污染。由于污染颗粒物在较高浓度下更容易相互反应以及沉积在膜表面, 因此浓差极化越严重, 膜污染情况也越严重。
2 无机物污染
过滤过程中由于水解作用和氧化作用, 无机化合物会沉淀在膜表面, 从而导致膜污染现象的发生。结晶作用和颗粒污垢是膜表面的结垢现象中的两种主要污染机制。结晶过程中, 膜表面的沉积现象是由于离子的沉淀作用;然而在颗粒污垢形成过程中, 沉积现象的发生是由于胶体颗粒物从水体中向膜表面的错流作用。研究发现, 结晶作用和颗粒污垢都是无机盐逆溶解度造成的直接结果。尤其是在纳滤和反渗透系统中, 溶解盐通常被浓缩4到10倍, 当无机盐在水中的浓度超过它自身的溶解度的时候, 就会析出并沉淀在膜表面。因此, 当水体中无机盐浓度较高时, 膜表面的颗粒污垢和胶体污染现象就会加重。
3 有机物污染
由于污水 (工业废水、市政污水、农业废水) 来源复杂, 因此污水处理厂处理的污水中所含有的有机物成分多种多样。一般来讲, 二级出水中的溶解性有机物 (Ef OM) 对膜组件运行过程中产生的膜污染起到关键的影响。溶解性有机物广泛存在与地表水和污水中, 根据溶解性有机物的来源将它们分为三类:1) 水源水中难溶解的天然有机物 (NOM) ;2) 生物处理工艺中由于有机物降解作用产生的可溶性有机产物 (SMP) ;3) 人类排入水中的合成有机物 (SOC) 和给排水消毒工艺中产生的消毒副产物 (DBPs) 。
4 微生物污染
污水处理过程中常常用到生物处理, 由于细菌细胞和絮体会在膜表面沉积、生长和代谢, 因此在膜和水体的固液界面会发生微生物的聚集现象, 造成膜污染现象。膜表面的生物污染形成的过程一般包括以下四个步骤:1) 大分子物质和蛋白质改变膜表面的环境;2) 先驱浮游生物细胞附着在膜表面;3) 初期生物附着形成微生物菌落;4) 逐渐形成成熟的生物膜。细菌细胞聚集在膜表面经过两个过程:生物附着 (生物粘附和生物吸附) 和生物生长 (增殖) 。生物附着过程主要受到微生物特性、水体性质以及膜材质的影响。
生物膜的主要成分是细胞生物和多种胞外聚合物 (EPS) 。在所有的生物膜中, EPS所占的比例最大, 大约占到全部有机物的50-80%。这些降解产物包括很多不同种类的大分子有机物 (例如多糖、蛋白质、腐殖质、核酸、脂质和其它聚合物) , 大多存在于细胞外表面以及微生物絮体之间。
参考文献
[1]梁玉龙.恒压超滤水处理过程的影响因素及膜污染特性的评价研究[硕士学位论文][D].西安:西安建筑科技大学, 2009.
[2]瞿芳术.超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究[博士学位论文][D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2012.
盐酸水解制备红薯微孔淀粉的研究 篇10
而近年来对改性的淀粉研究,采用酸水解来获得微孔淀粉取得很大的进展[5,6,7]。我国具有丰富的红薯资源,本文旨在利用盐酸水解制备红薯微孔淀粉,深入研究了对影响制备红薯微孔淀粉的各因素,如盐酸浓度、反应温度、淀粉浓度和反应时间,考察了微孔淀粉的吸附性能,获得最佳的工艺条件,为红薯淀粉的综合利用和研究提供了参考价值。
1实验药品与仪器
1.1实验原材料及药品
红薯淀粉(食品级),福建塞翁福食品股份有限公司; 天生一级花生油 ( 食品级),福建天生农业股份有限公司; 盐酸 (AR),Na OH碱液(AR),天津市永大化学试剂有限公司。
1.2实验仪器
DHG - 9070电热恒温干燥箱,上海君竺仪器制造有限公司; HH - 4电热恒温水浴锅,上海君竺仪器制造有限公司; 电子天平,上海越平科学仪器有限公司; 恒温磁力搅拌器,常州国华电器有限公司; 真空抽滤机,巩义市英峪予华仪器厂。
2实验方法
2.1红薯微孔淀粉的制备
称取25. 00 g的红薯淀粉(干基),置于250 m L锥形瓶中, 用一定浓度的盐酸溶液60 m L,将其调成均匀淀粉溶液,置于恒温水浴锅中,同时用恒温磁力搅拌器搅拌,调节好温度和转速,准确计时。反应一定时间后,即用饱和碳酸钠溶液中和盐酸以终止反应。用真空抽滤器抽滤,并用蒸馏水洗涤数次。在55 ℃ 恒温干燥箱中,将制取的改性淀粉放入干燥至恒重,研钵粉碎后,即得微孔淀粉。
2.2单因素实验
以盐酸浓度、反应温度、淀粉浓度、反应时间为制备条件的四个影响因素,保持以上四个条件中的三个条件为定值,而改变另一个条件做不同水平下的实验。
2.3正交实验
通过初步筛选四个条件中最适合梯度值,选择4因素3水平既有[L9(34)]进行正交实验,然后通过正交表格分析产品得率和吸油率的每个平行实验的总量,并分析总量的均值,然后算得极差可以分析出最佳的实验条件组合。
2.4产品得率
2.5吸附性能表征
微孔淀粉的吸附性能可以用吸油率进行表征:
精确称取烘干后的恒重样品质量m1(g),恒温下与食用油搅拌混合30 min,用真空漏斗抽滤,直至没有液滴滴下,精确称量其质量为m2(g)。按以下公式计算吸油率(S):
3单因素实验
以吸油率为主要考核指标。通过对盐酸浓度、反应温度、 淀粉用量、反应时间四个影响因素条件,改变其中一个条件其他条件不变,进行实验。
3.1盐酸浓度的影响
称取25. 00 g红薯淀粉,在温度为40 ℃ 、反应时间为4 h的条件下,通过改变盐酸浓度来制备红薯微孔淀粉,并对制得微孔淀粉的吸油率与盐酸浓度的关系进行实验。获得相应实验结果。原淀粉吸油率为17. 4% 。盐酸按1. 0% ,1. 5% ,2. 0% , 2. 5% ,3. 0% 的浓度变化进行实验。由图1可以看出,盐酸浓度对红薯微孔淀粉的形成和吸油率的影响较大。在盐酸浓度为1. 5% 时,吸油率最高。因此确定以盐酸浓度1. 5% 为适宜条件,获得相应产率89. 7% 。
3.2反应温度的影响
称取25. 00 g红薯淀粉,在最适盐酸浓度1. 5% ,反应时间4 h的条件下,通过控制反应温度来制备红薯微孔淀粉,得出如图2所示结果。从图2可以发现,随着温度升高,微孔淀粉产率增大,可能是由于温度升高盐酸的水解作用增强。温度高于40 ℃ 时,吸油率渐渐下降,是因为随着温度的升高,慢慢地接近了淀粉的糊化温度。从图2可以发现,反应温度为40 ℃ 时,微孔淀粉的吸油率最大,获得相应产率为89. 7% ,所以确定适宜反应温度为40 ℃ 。
3.3淀粉浓度的影响
在最适合的盐酸浓度1. 5% 、最适合的反应温度40 ℃ 、反应时间4 h的条件下,通过改变红薯淀粉用量制备微孔淀粉, 获得对应的产物吸油率,试验情况见图3。由图3可知,产物的吸油率随着淀粉用量的的增加,是先上升后下降的,在淀粉用量为20 g时,制得的微孔淀粉吸油率最高。初步确定微孔淀粉的吸油率最大时所对应的最适合的反应淀粉浓度为20 g,获得相应产率为87. 2% 。
3.4反应时间的影响
称取20. 00 g红薯淀粉,在最适合盐酸浓度1. 5% 、最适合的温度40 ℃ 条件下,通过改变反应时间制备微孔淀粉。并对制得微孔淀粉的吸油率与反应时间的关系进行实验研究,绘制得曲线图4。结合图4可以综合确定当微孔淀粉的吸油率最大时所对应的最适合反应时间为8 h,获得相应产率为89. 0% 。
4正交试验
通过初步筛选,考察盐酸浓度、反应温度、淀粉用量、反应时间为影响酸法制备红薯微孔淀粉的四个主要因素。设计四因素三水平即为[L9(34)]进行正交实验,结果见表1。
由正交实验表格可以得出各种因素对红薯微孔淀粉的吸油率的影响力顺序依次为: 盐酸浓度 > 反应时间 > 反应温度 > 淀粉浓度,即为A > D > B > C; 得到吸油率的最佳工艺条件组合为: 1. 5% ,45 ℃ ,20 g,8 h,即为A1B2C2D2。在所选实验范围内,影响微孔淀粉吸油率的因素中,盐酸浓度的极差最大, 它对实验效果影响最大; 反应时间对微孔淀粉的形成也至关重要; 淀粉用量的极差最小,它对实验效果影响最小。
5结论
通过实验可以得出:
(1) 获得红薯微 孔淀粉最 优的工艺 条件为: 盐酸浓度1. 5% 、反应温度45 ℃ 、淀粉用量为20 g、反应时间8 h。对应微孔淀粉产率为91. 4% ; 吸油率为23. 6% 。
(2) 影响微孔淀粉吸油率的因素顺序为: 盐酸浓度 > 反应时间 > 反应温度 > 淀粉用量。
参考文献
[1]李永平,于丽薇,黄雨洋.微孔淀粉颗粒结构及其吸附性能的研究[J].现代食品科技,2010,26(4):383-386.
[2]唐洪波,王晓宇,李艳平.疏水微孔糯玉米淀粉的制备工艺[J].农业工程学报,2012,28(15):270-274.
[3]张煜,孙波,蔡柏岩,等.微孔淀粉包埋乳酸菌提高其耐热性的研究[J].中国乳品工业,2012,40(4):21-23.
[4]陆冬梅,杨连生.微孔木薯淀粉吸附特性研究[J].应用化工,2005,34(4):205-208.
[5]刘雄,阚建全,陈宗道,等.酸法制备微孔淀粉的技术研究[J].食品科学,2003,24(10):81-83.
[6]唐忠锋,王继虎.酸法优化木薯微孔淀粉的工艺及性能研究[J].粮食与饲料工业,2008(10):26-28.
微孔滤膜 篇11
摘 要：对黄河三角洲地区底管微孔增氧机在刺参养殖池塘中的应用进行了试验，对底管微孔增氧技术对参池环境和刺参生长的影响进行了研究。结果表明，在参池中合理使用底管微孔增氧机可显著增加参池溶氧，并显著提高刺参重量，是一种值得推广的新型增氧技术。
关键词：黄河三角洲；刺参；底管增氧；环境
微孔增氧技术是近几年发展起来的一种池塘增氧新技术，具有以下优点：第一，有效快速增加水体溶氧，改善池塘底部的氧化还原状态，有助于消减池塘养殖水体的有机负荷，明显改善水体生态环境[1]；第二，显著提高养殖经济效益[1]；第三，与传统的叶轮式增氧机相比，还具有节能的优点[2]。
目前，底管微孔增氧技术在河蟹[1]、克氏原螯虾[3]、草鱼[4]等的养殖方面有较多研究。刺参池塘微孔增氧技术虽然也有报道[5]，但是研究较少，且缺少试验数据的支撑。本文主要研究底管微孔增氧技术对参池环境及刺参生长的影响，为开发和利用底管微孔增氧技术提供基础的参考依据。
1 材料及方法
1.1 参池选取
增氧试验池2个，安装底管微孔充氧设备；对照池2个，不安装增氧设备。池塘位于东营市垦利县红光渔港南5 km处，面积相似，均约1.33×104 m2（20亩），池形为长方形，东西走向，泥沙底质，水深最深可达2.5 m。池塘的两端各设置一个进排水闸门，水泥板护坡。参礁为瓦片造礁，摆放成条堆状，礁堆间距约3 m。
1.2 底管微孔增氧设备的安装
增氧试验池配备PVC管底层增氧机。增氧机鼓风机功率为2.2 kW，增氧机输出口连接PVC主输气管道，参池底部安装高分子微孔曝氧管，间距为4～12 m，用坠子固定。曝氧管和主输气管道由塑料网管连接。如图1所示。
图1 底管微孔增氧设备示意图
1.3 刺参的放养
2011年4月5日，抽出池塘内的积水，对池底进行翻耕并曝晒一周。4月12日用漂白粉兑水化浆进行全池泼洒进行杀菌。4月19日参池进水，进水时安装80目的进水网，避免敌害生物及卵进入参池；进水的同时开启排水闸门，将尾水冲出换成新水[6-7]。4月20日将仿刺参苗种均匀投放入池中，仿刺参稚参规格为200头/kg，放苗量约10万头（密度为75 000头/km2）。
1.4 水质管理
在刺参苗放养初期保持较低水位，约为80～100 cm，使日光可直接射入池底。进入6月后，随着气温的升高，逐渐加深水位，水温达到28 ℃时加至2 m左右。每天换水30～40 cm。换水时先将养殖池内的水排出30～40 cm，然后将水深加至2 m左右。
1.5 指标监测
1.5.1 水质指标监测 自4月20日刺参进池开始进行各水质指标的监测，除溶氧外，还有温度、盐度、pH、非离子氨，每天监测一次，至10月底结束。底层微孔增氧机开机时间为晴天中午开，日出前夕勤开；阴雨天夜晚长开。为全面反映参池的水质指标，我们在两个参池不同方位设定6个点，分别测定各指标后取平均值。
1.5.2 刺参生长状况监测 对1号池和2号池刺参长度和重量变化进行了测定。于4月、6月、9月和11月分别对两个池的刺参进行了抽样。每次捕捞约100头刺参，量取长度，称取总重，算出均重。对两池的刺参生长情况进行比较。
2 结果
2.1 溶氧的月份变化
如表1所示，养殖期间每个月试验池的平均溶氧均比对照池高，其中6月、7月和8月增氧量明显高于其他几个月，6月增加值最高，为0.83 mg/L。
表1 溶氧的月份变化
月份 试验池/mg•L-1 对照池/mg•L-1 增氧量/mg•L-1
4月 6.17 6.07 0.10
5月 6.55 6.38 0.17
6月 7.13 6.30 0.83
7月 7.15 6.60 0.55
8月 6.50 5.77 0.73
9月 6.70 6.53 0.17
10月 6.73 6.48 0.25
2.2 除溶氧外的其他水质指标变化情况（表2和表3）
2.2.1 水温 监测期间水温变化范围为10.9～31.1 ℃，最高温度出现在8月初，最低温度出现在3月初，平均为20.1 ℃。
2.2.2 盐度 试验池盐度变化范围为26.8‰～34.1‰，平均盐度为29.4‰。最高盐度出现在4月初，最低盐度出现在8月初。对照池盐度变化范围27.2‰～34.2‰，平均值为30.1‰。其中，最高盐度出现在4月初，最低盐度出现在7月底。
2.2.3 pH值 监测期间pH值稳定，1号池和2号池的变化范围均为8.1～8.4，平均为8.2。
2.2.4 氨氮 两个池的氨氮在监测期间均很低，1号池平均氨氮含量为0.01 mg/L，2号池平均氨氮含量为0.02 mg/L。
表2 水质指标的月份变化
水温/℃ 非离子氨/mg•L-1 盐度/‰ pH
试验池 对照池 试验池 对照池 试验池 对照池 试验池 对照池
4月 13.7 13.70.01 0.01 32.632.98.28.1
5月 19.819.80.01 0.02 28.730.18.28.2
6月 23.223.20.01 0.02 28.228.88.28.2
续表2
水温/℃ 非离子氨/mg•L-1 盐度/‰ pH
试验池 对照池 试验池 对照池 试验池 对照池 试验池 对照池
7月 25.825.80.01 0.02 27.729.78.38.2
8月 29.829.80.01 0.02 28.530.48.38.4
9月 23.223.20.01 0.02 29.429.18.38.3
10月 14.814.80.01 0.02 29.629.08.28.2
表3 水质指标的统计学参数
最小值 最大值 范围 平均值
试验池 对照池 试验池 对照池 试验池 对照池 试验池 对照池
水温/ ℃ 10.9 10.9 31.1 31.1 21.2 21.2 20.1 20.1
非离子氨/mg•L-1 0.01 0.01 0.03 0.05 0.02 0.04 0.02 0.03
盐度/‰ 26.8 27.2 34.1 34.2 7.3 7 29.4 30.1
pH 8.1 8.1 8.4 8.4 0.3 0.3 8.2 8.2
2.3 刺参的生长状况
2.3.1 体长 两池的刺参在投放入池时平均体长均为3.6 cm。在监测期间各池刺参生长都正常，未出现病害。11月监测结束时，试验池仿刺参平均体长为7.0 cm，体长增加了94.4%；对照池刺参平均体长为6.8 cm，体长增加了88.9%。两池的刺参均有较大的体长增长，但试验池增速更快，实验结束时平均体长比对照池高2.9%(见图2)。
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图2 试验组和对照组的体长对比
2.3.2 体重 刺参入池时平均体重均为5.0 g。11月监测结束时，试验池刺参平均体长为27.3 g，体重增加了4.46倍；对照池刺参平均体长为25.2 g，体重增加了4.04倍。试验池和对照池刺参都有较大的体重增长，但是试验池增速更快，试验结束时比2号池均重高8.3%(见图3)。
图3 试验组和对照组的体重对比3 讨论
3.1 使用底管微孔增氧机的优点
第一，使水体中溶氧显著升高，夏季使用效果更加明显[8-9]。我们的试验结果表明，在刺参养殖期间安装底管微孔增氧装置的池塘与对照池相比溶氧每个月都有增长，其中6月、7月和8月增加最明显，分别增加了0.83 mg/L、0.55 mg/L和0.73 mg/L。出现这种情况的原因可能是夏季为生物生长和代谢最旺盛的季节，参池中刺参生长和微生物代谢耗氧量更多，池塘更容易出现溶氧过低的情况；夏季由于温度较高，氧气的溶解度也高，在这种情况下使用底管微孔增氧装置，可使增氧效果比其他时间都要好。
第二，可显著提高刺参产量。本试验中两池的刺参均生长正常，但是安装底管微孔增氧装置的池塘刺参生长速度明显高于对照池，刺参均长高出2.9%，均重高出8.3%。水体中溶氧的明显上升促进刺参的代谢，使刺参增长和增重效果更加明显，提高了养殖效益。底管微孔增氧技术在其他水生动物的养殖方面也取得过很好的效果[10-11]。
第三，我们在实践中发现，底管微孔增氧装置与传统的增氧装置相比噪音较小。传统的叶轮式增氧机开启时，其叶轮搅水会产生较大的噪音，有可能影响生物的正常生长和代谢。而底层微孔增氧装置在水体中几乎不产生噪音，避免了噪音过大对刺参生长的影响[12]。
3.2 底管微孔增氧开机规律
经过试验和实践，并结合相关文献[2,12]，我们对刺参池塘底管增氧机开机时间和规律的建议有以下几点。
第一，清晨3:00-6:00开增氧机，连绵阴雨天增加开机时间，刺参生长和夏眠季节坚持每天开机。
第二，晴朗天气下12:00-15:00开机约2 h，可利用表层水中过饱和的溶解氧补充下层水体中溶解氧。
开机时间可采取半夜开机时间长，白天开机时间较短的原则。可进行溶氧检测，适时开机，保证水体溶氧在6～8 mg/L为佳。
参考文献：
[1] 林海,周刚,周军，等.池塘养殖增氧方式效果比较[J].水产养殖,2010,31(5): 42-44
[2] 戴恒鑫,李应森,马旭洲，等.河蟹生态养殖池塘PVC管底层微孔增氧机的使用效果[J].广东农业科学, 2012(13): 166-169
[3] 韩飞,杨金林,严维辉，等.克氏原螯虾池塘微孔增氧高效养殖试验总结[J].水产养殖,2010,(10): 43-44
[4] 刘德建,杨凤香,郑伟力，等.微孔增氧技术应用于抗病草鱼鱼种培育试验[J].科学养鱼,2012(6): 83-84
[5] 侯仕营,单晓鸾,王鹏飞.海参池塘微孔增氧技术[J].齐鲁渔业,2012, 29(3): 29-30
[6] 衣景来,孙吉述,褚红永.剌参池塘养殖试验[J].齐鲁渔业,2005, 22(6): 7-10
[7] 杨秀兰,王法琴,张汉珍，等.黄河三角洲沿海池塘养殖刺参的关键技术及其措施[J].齐鲁渔业,2006,23(12): 15-18
[8] 刘勃.不同增氧方式对中华绒螯蟹养殖池塘水质的影响[J].渔业现代化,2009(4): 23-26
[9] 刘勃.河蟹池塘养殖底层微孔曝气增氧技术的研究和应用[J].水产养殖，2009(4): 9-14
[10] 韩永良.管道充气增氧技术混养虾蟹获高产高效[J].科学养鱼,2008(5): 46-47
[11] 肖远金.底充式增氧技术在池塘养殖中的应用[J].齐鲁渔业,2007,24(9): 18
[12] 张必香.河蟹微孔增氧养殖技术[J]．国水产, 2008(8): 35-37
Experiment on the effect of bottom micropore aerator on the environment
of culture ponds and the growth of Apostichopus japonicus
ZUO Ming, ZHANG Shi
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hua, LIU Zhi
--------------------------------------------------------------------------------
guo, SUI Kai
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gang, DONG Jie
（Oceanic Economic Development Institute of Dongying City, Shandong Province,257091）
Abstract：The application of bottom micropore aerators on the culture of Apostichopus japonicus in the area of Yellow River Delta was carried out, and the effects of the aerator on the environment of culture ponds and the growth of Apostichopus japonicus were studied. The results showed that using bottom micropore aerators properly on the sea cucumber ponds can increase the dissolved oxygen and the weight of Apostichopus japonicus significantly. This new technology was worth popularizing widely.
Key words：Yellow River Delta; Apostichopus japonicus; bottom micropore aerator; environment
（收稿日期：2013-12-06）
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大豆应用钾硅钙微孔矿物肥效果 篇12
1 试验材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验在黑龙江省农垦总局建三江管理局科研所进行, 土壤类型为白浆土, 前茬作物大豆。土壤养分含量:碱解氮179.41mg/kg、速效磷55.4mg/kg、速效钾115.35mg/kg, 有机质含量41.4g/kg, pH值为5.4。供试大豆品种为垦丰16号, 供试肥料为钾硅
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钙微孔矿物肥。
1.2 试验设计
试验共设5个处理, 3次重复, 小区随机区组排列, 每个处理6行, 行长13m, 行距68cm, 垄上播双行, 公顷保苗30万株, 5月31日采用人工沟施的施用方式, 播种前人工将肥料配比混合后均匀撒施于种下10cm处, 再覆土恢复垄形, 机械对垄播种。处理1为空白对照, 不施肥;处理2为减钾处理 (氮、磷肥用量按习惯施肥, 钾肥施用为公顷习惯施钾纯量减36kg纯量) ;处理3为减钾处理+钾硅钙微孔矿物肥600kg/hm2 (钾硅钙微孔矿物肥含K2O24kg) ;处理4为减钾处理+钾硅钙微孔矿物肥900kg/hm2 (钾硅钙微孔矿物肥含K2O36kg) ;处理5为减钾处理+钾硅钙微孔矿物肥1200kg/hm2 (钾硅钙微孔肥含K2O48kg) 。习惯施肥为尿素45kg/hm2、磷酸二铵180kg/hm2、50%硫酸钾75kg/hm2。
1.3 试验方法
作物种植前和收获后均取0～30cm多点土样混合 (“S”型, 四分法) 约1kg用于测定土壤指标, 包括土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、有效硅、有效钙。成熟期考种, 调查项目包括株高、节数、节间长度、茎粗等, 每个处理取3点, 每点3m2进行测产。
1.4 田间管理
采用“三垄”栽培方式种植, 大豆生长阶段, 不进行其它叶面追肥。中耕管理、化学除草及病虫防治与大田生产相同。
2 试验结果与分析
2.1 钾硅钙微孔矿物肥对大豆农艺性状的影响
从试验结果可知 (见表1) , 各处理株高排序为处理4>处理5>处理3>处理2>处理1, 茎粗排序为处理5>处理3>处理4>处理2=处理1, 说明施用钾硅钙微孔矿物肥有利于大豆的营养生长, 植株健壮, 处理3、处理4、处理5之间差异不明显。百粒重、实粒数比较, 施用钾硅钙微孔肥的各处理高于处理2, 并且处理2高于处理1。空瘪率比较, 施用钾硅钙微孔肥的处理低于对照, 也低于减钾处理。各处理底荚高、节数、结荚层没有明显的差异。
2.2 钾硅钙微孔肥对土壤理化性状的影响
大豆收获后取土壤进行化验 (结果见表2) , 各处理之间有机质、交换性钙没有显著变化, 说明施用钾硅钙微孔矿物肥对土壤有机质、交换性钙没有影响。碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、有效硅分析, 施用钾硅钙微孔肥的处理各项值都高于处理2, 更高于对照, 说明施用钾硅钙微孔肥可以提高土壤中这几种养分的含量。pH值分析可以看出, 施用钾硅钙微孔肥有提高土壤pH值的趋势, 对土壤改良有一定的效果。
2.3 产量分析
从大豆的产量调查结果可知, 处理1 (对照) 的平均公顷产量为2838.0kg;处理2平均公顷产量为3075.0kg, 较对照公顷增产237.0kg, 增产率为8.4%;处理3平均公顷产量为3223.5kg, 较对照公顷增产385.5kg, 增产率为13.6%;处理4平均公顷产量为3277.5kg, 较对照公顷增产439.5kg, 增产率为15.5%;处理5平均公顷产量为3244.5kg, 较对照公顷增产406.5kg, 增产率为14.3%。
对以上的产量结果进行分析, 可以看出, 大豆施用钾硅钙微孔矿物肥的处理产量均高于对照, 并且达到显著水平, 处理4、处理5与处理2比较达到了显著水平, 处理2与对照也达到了显著水平, 处理3、处理4、处理5之间差异不显著, 说明施用钾硅钙微孔矿物肥能可有效地提高大豆产量, 公顷施用钾硅钙微孔矿物肥900kg的处理产量最高, 达到3277.5kg/hm2, 比对照公顷增产439.5kg, 增产率为15.5%。
3 小结
a.施用钾硅钙微孔矿物肥可以促进大豆营养生长, 使株高、茎粗增加, 提高大豆百粒重、实粒数, 减少空瘪率。
b.施用钾硅钙微孔矿物肥可以提高土壤中碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、有效硅的含量, 提高土壤pH值。
c.施用钾硅钙微孔矿物肥可以提高大豆产量, 公顷施钾硅钙微孔肥900kg的处理产量最高, 达到3277.5kg/hm2, 比对照公顷增产439.5kg, 增产率为15.5%。
d.钾硅钙微孔矿物肥是粉末状肥料, 与颗粒状肥料粒度不一致, 混配后不利于机械作业, 应进一步加工, 以利于机械化生产。
摘要：分析土壤调理剂对大豆农艺性状和土壤的影响, 结果表明施用钾硅钙微孔肥可以促进大豆营养生长, 使株高、茎粗增加, 提高大豆百粒重、实粒数, 减少空瘪率, 提高土壤中碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、有效硅的含量, 提高土壤pH值。公顷施钾硅钙微孔矿物肥900kg的处理产量最高, 达到3277.5kg/hm2, 比对照公顷增产439.5kg, 增产率为15.5%。