超滤膜组件特点:
1、壳体采用抗冲击的ABS料,承压能力在16KG以上,回并且壁厚答加厚1mm,完全可承受进水可能出现的各种压力冲击,确保在冲击水压下不会出现破裂现象,避免了超滤膜在使用的过程中长期受压,材质产生蠕变引起漏水。
2、每一支HUF90膜装填1400根膜丝,长度加长100mm,增大了15%的膜面积,有效膜面积高于国内任何一家的同种规格的产品。提高了产水量。
3、端盖为半球凸出结构,与传统的端面平面结构相比,使进水在端面膜丝的分布更均匀,并且壁厚加厚1mm,确保在冲击水压下不破裂。
4、壳体与螺纹套之间的粘接选用法国进口胶水粘接,粘接长度加长了,连接间隙均匀一致。在使用过程中不会出现漏水,脱胶现象,并且完全达到卫生标准。
Ⅱ 膜技术的膜分离
膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别,下图简单示意了四种不同的膜分离过程:(箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留): 微滤(MF) 又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤(UF) 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05μm至1000μm之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
既可除去水中病菌、病毒、热源、胶体、COD等有害物质,又可透析对人体有益的无机盐,已广泛应用于牛奶脱脂、果汁浓缩、黄酒纯化、白酒陈化、啤酒除菌、味精提纯 、蔗糠脱色、氨基酸浓缩、酱油除菌等生产中,而且还广泛应用于医疗针剂水、输液水、洗瓶水、外科手术洗洁水的制备。因其克服了蒸馏水中含有细菌尸体的缺点,且具有生物活性,所以更有利于病人恢复健康而备受医学界推崇。
富氧膜以其分离气体的特殊功能,产生富氧空气,目前广泛应用于医院、养鱼场、工业发酵与氧化等场所,尤其在高山缺氧地区特别需要。 膜技术正在把我们的生活带入一个更新的时代。 浓缩提纯技术---纳滤膜技术。纳滤(NF) 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60~90%,相应截留分子量范围在100~1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。
浓缩提纯工艺上主要采用截留分子量在100~1000Dal的纳滤膜。纳滤膜对二价离子,功能性糖类,小分子色素,多肽,头孢菌素等物质的截留性高于98%,而对一些单价离子,小分子酸碱,醇等有30-50%的透过性能,常用于溶质的分级,溶液中低分子物质的洗脱和离子组分的调整,溶液体系的浓缩等流体物质的分离、精制、浓缩、脱盐等工艺过程中。比如结晶母液的回收,树脂解析液的浓缩,热敏性物质的浓缩纯化等。
纳滤膜分离技术常被用于取代传统的冷冻干燥、薄膜蒸发、离子交换除盐、树脂工艺浓缩、中和等工艺过程。
浓缩提出技术可采用的膜组件主要有:卷式膜,管式膜,中空纤维膜。
采用纳滤膜分离技术浓缩提纯的优点:
1. 浓缩纯化过程在常温下进行,无相变,无化学反应,不带入其他杂质及造成产品的分解变性,特别适合于热敏性物质。
2. 可脱除产品的盐分,减少产品灰分,提高产品纯度,相对于溶剂脱盐,不仅产品品质更好,且收率还能有所提高。
3. 工艺过程收率高,损失少4. 可回收溶液中的酸,碱,醇等有效物质,实现资源的循环利用
5. 设备结构简介紧凑,占地面积小,能耗低
6. 操作简便,可实现自动化作业,稳定性好,维护方便。 反渗透(RO) 是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。
反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在98%以上,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。 基本流程
由于膜分离过程是一种纯物理过程,具有无相变化,节能、体积小、可拆分等特点,使膜广泛应用在发酵、制药、植物提取、化工、水处理工艺过程及环保行业中。对不同组成的有机物,根据有机物的分子量,选择不同的膜,选择合适的膜工艺,从而达到最好的膜通量和截留率,进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。
Ⅲ 纳滤的应用
纳滤分离作为一项新型的膜分离技术,技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。
纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业,诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。与超滤或反渗透相比,纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率,基于这一特性,纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程产物的分级和浓缩)、脱色和去异味等。主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物,及蒸发残留物质。
随着对环境保护和资源综合利用认识的不断提高,人们希望在治理废水的同时实现有价物质的回收,比如:大豆乳清废液中含有1%左右的低聚糖和少量的盐,亚硫酸盐法制备化纤浆和造纸浆过程出现的亚硫酸钙废液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,制糖工业中出现的废糖蜜中含有少量的盐等等。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方 法.其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果.在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度,硬度和异味.NF膜以其特殊的分离性能已成功地应用于制糖,制浆造纸,电镀,机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理.
纳滤是一种绿色水处理技术,是国际上膜分离技术的最新发展,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方法。纳米级孔径且带有电荷的特殊过滤性能特点是:能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,膜耐受的条件范围宽,浓缩倍数高,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置运行费用低,能耗极低(唯一驱动力是压力)。
由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理(如复合化、荷电化),使得纳滤膜具有较特殊的分离性能,其在降低废水COD、水源水的色度、硬度和去除饮用水中的有机物(TOC)、三卤代烷(THMs)前驱物等方面的应用近年来受到广泛重视,已成功地应用于制糖行业、造纸行业、电镀行业、机械加工行业及化工反应催化剂的回收行业等的废水处理中。纳滤膜的应用研究主要集中在几个方面:根据中性溶质的分子量大小而进行分离;截留有机物分子而让单价电解质透过膜层;根据离子价态而实现离子问的分离。根据纳滤膜分离的特点,其应用范围主要适用于下述情况的物质分离:①对单价盐分离的截留率要求不高;②要求进行不同价态离子的分离,如软化处理;③需要对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离,如葡萄酒脱醇;④盐和对应的酸的分离;⑤有机物和无机物的分离,如染料脱盐、乳清浓缩脱盐和饮用水净化。
纳滤膜具有热稳定性、耐酸、耐碱和耐溶剂等优良性质,在废水的有价物质回收中起到不可估量的作用,广泛地应用于各种有机废水的回收处理。比如农药废液处理、乳清和抗菌素脱盐、电镀废液中金属回收、各种石化废水处理等。在给水处理中,纳滤膜主要用于制备软化水、饮用纯净水,能有效地去除水中的色度、硬度和异味 。
试验研究及应用
(1)日用化工废水处理.用NF膜处理日用化工废水的应用研究表明NF膜耐酸碱,有优良的截留率,对重金属有很好的去除率,不存在膜污染问题.据估计,由于NF膜的运行费用低于反渗透技术,对有机小分子有良好的脱除率,可能会覆盖90%以上的日用化工废水处理.
(2)石油工业废水处理.
石油工业废水主要包括石油开采和炼制过程中产生的含各种无机盐和有机物的废水,其成分 非常复杂,处理难度大.采用膜法特别是NF法与其他方法相给合,既可有效处理废水还可以 回收有用物质.例如,先用NF膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相,然后把富油 相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序,这样既回收了原油又节约了用水.以前多采用反渗 透 和相分离结合的方法处理石油工业废水,但存在着膜污染严重的问题,如果在反渗透前加一NF膜,就可以解决膜污染的问题.石油工业的含酚废水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各类取代酚,此类物质的毒性很大,必须脱除后才能排放,若采用NF技术,不仅酚的脱除 率可达95%以上,而且在较低压力下就能高效地将废水中的镉,镍,汞,钛等重金属高价离子脱除,其费用比反渗透等方法低得多.
(3)杀虫剂废水处理.一般的水处理方法不能除去污染水中的低分子有机农药.通过研究NF膜对不含酚杀虫剂的截留性能发现除了二氯化物以外,其他杀虫剂的截留 率均高于96.7%,所有杀虫剂在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影响.采用NF处理含有酚 类杀虫剂的废水也十分有效.
(4)化纤,印染工业废水处理.NF可以用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用.处 理染料聚合浆料时,由于大多数染料的分子量在几百到几千,NF膜可以让一些无机盐或小分 子通过,而对较大的染料分子进行截取,粗染料浆液经NF系统后,染料可以富集,而无机盐 的浓度下降,脱盐率大于98%,染料损失率小于0.1%,而且可以在高温下运行.此外,NF还 可以用于纤维加工过程中的含油废水的处理及回收再利用.
(5)生活污水处理.采用常用的生物降解和化学氧化相结合的方法处理生活污水时,氧化 剂的消耗很大,残留物多.如果在它们之间增加一个NF系统,让能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通过,不能生物降解的有机大分子(分子量大于100)被截留下来经化学氧化 后再生物降解,这样就可以充分发挥生物降解的作用,节省氧化剂或活性炭的用量,降低最 终残留物的含量.
(6)热电厂二次废水的治理及回收利用.热电厂的二次废水主要来自冲灰,除尘及冷却系统,此类废水中含有大量的悬浮固体,灰份 及高含量的盐份和部分有机物.利用NF可以把这一类废水处理成工业回用水.首先用微滤除 去水中的全部悬浮颗粒,质量分数为99%的BOD,98%的COD,73%的总氮和17%的总磷,同时将水中的菌落总数降到3~4个/L,然后加酸降低pH以除去CO2,最后再经NF脱盐,达到锅炉用水的质量.澳大利亚太平洋热电厂的Eraring发电站已用NF对此类废水进行处理,每天处理1 000~15 000 m3废水,既减轻了市政供水系统的负荷,每年又可为热电厂节约 操作费用80万美元.该热电厂准备扩大发电规模,用水量也相应增大,估计到2010年,处理 此类废水量将达5 000 m3/d,效益极其可观.
(7)酸洗废液处理.钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20%左右的硫酸酸洗槽中进行 酸洗.随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中硫酸的质量 分数降至6%~8%,生成的硫酸亚铁浓度超过200~250 g/L时,酸洗速率下降,必须更 换酸洗液,排放酸洗废液.酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以除去表面的酸性物质,又造 成了废酸水的外排.为了保护环境,节约资源,可采用NF工艺处理酸洗废液.利用NF膜对硫 酸和硫酸亚铁截留率的不同,先将硫酸亚铁截留在浓缩液中,然后将浓缩液送入冷却结晶罐,冷却结晶出FeSO4·7H2O;透过液再经能截留硫酸的另一NF膜组件,截留后浓缩为20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透过液则排至废酸水站,进一步处理排放或回收.这一工艺回收 了硫酸和硫酸亚铁,同时实现了酸洗废液的回收综合利用和废酸水达标排放的目的.
(8)造纸废水处理.采用NF膜技术替代传统的化学处理 法能更为有效地除去深色木质素.木浆漂白过程产生的氯化木质素 是带负电的,容易被带负电性的NF膜截留,并且对膜不会产生污染.另外,因为整个处理过程中对阳离子(Na+)的脱除率并没有严格要求,采用反渗透技术就显得没有必要 .采用超滤/纳滤处理牛皮纸制造废水有很好的效果。
工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在200~1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且,与反渗透过程相比,纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低,过程渗透压较小,所以,在相同条件下,纳滤与反渗透相比可节能15%左右[3]。因而在水处理中,纳滤被广泛应用于饮用水的浓度净化、水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩、水中三卤代物前躯物的去除、不同分子量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。
Sibille等研究了法国Auverw-sur-Oise市的地下水,对纳滤和生物处理饮用水(臭氧—生物活性炭过滤)进行了对比。结果表明,纳滤可以显著提高饮用水的水质,减少细菌数量和有机物的浓度,从而使后续消毒更有效,也减少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量极易被细菌等吸收的可生物降解的有机物质(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有机碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
虽然,纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广,但在我国,将纳滤技术广泛地应用于工程实践的条件还不成熟,尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。已有工程实例的报道,如国内首套工业化大规模膜软化系统——山东长岛南隍城纳滤示范工程,是纳滤技术在高硬度海岛苦咸水净化的实际应用。该工程由国家海洋局杭州水处理中心设计,于1997年4月正式投入生产淡水,系统连续正常运行27个月,淡化水符合国家生活饮用水卫生标准。
有关学者曾采用纳滤膜对某市自来水(以污染严重的淮河水为原水)进行深度处理试验,研究了纳滤循环制水试验工艺的效果。结果表明,循环试验工艺与单级纳滤工艺相比,在同样较低的压力下,出水率较高,并且能耗降低,减少了浓水排放。即使在回收率较高(80%)的情况下,膜出水中的总有机碳(TOC)仍比自来水低50%;对致会变物的去除十分显著,使Ames试验阳性的水转为阴性。
纳滤膜应用问题
纳滤膜有较高的膜通量,可以截留有机及无机污染物,而对人体必需的一些离子又有较大的透过率,因此,把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是:
这三个问题是膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究,寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。
Ⅳ 垃圾渗滤液处理DTRO工艺与STRO工艺比较
1、结构构成不同:垃圾渗滤液处理DTRO工艺流程简洁紧凑,设备成套装置标准化,DTRO两级工艺成套装置中集成了用于预处理的砂滤系统、保安过滤器,用于反渗透分离的膜组件、高压泵、循环泵,用于系统清洗的清洗水箱以及用于设备供电及控制的MCC柜和PLC柜等。
STRO系统所采用的PT/ST膜组件具有膜污染低,填充密度高,盐分通过率低和能够实现内置标准清洗和维护的优势。同时STRO系统具有反渗透单元可拆卸、系统安装及维修简单、设备占地小及可安置在集装箱移动等特点。非常适用于小规模垃圾渗滤液处理。
2、各自的性能点偏向不同:垃圾渗滤液处理DTRO工艺工艺稳定性强、维护简单、能耗低DTRO膜组件有效避免膜的结垢,膜污染减轻,使反渗透膜的寿命延长。
采用STRO工艺处理渗滤液,系统运行效能高且稳定,对氨氮去除率99.2%-99.5%,对COD去除率在99.5%以上,对电导率去除在92%-95%,出水中未检测处SS,结合浓缩液回灌,实现了污染物零排放。
(4)反渗透对cod的截留率扩展阅读:
垃圾渗滤液的性质随着填埋场的运行时间的不同而发生变化,这主要是由填埋场中垃圾的稳定化过程所决定的。垃圾填埋场的稳定化过程通常分为五个阶段。
即初始化调整阶段(Initial
adjustment phase)、过渡阶段(Transition phase)、酸化阶段(Acid phase)、甲烷发酵阶段(Methane fermentation phase)和成熟阶段(Maturation phase)。
垃圾渗滤液处理在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水冲刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。来源主要有四个方面:垃圾自身含水、垃圾生化反应产生的水、地下潜水的反渗和大气降水,其中大气降水具有集中性、短时性和反复性,占渗滤液总量的大部分。
渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,其性质取决于垃圾成分、垃圾的粒径、压实程度、现场的气候、水文条件和填埋时间等因素。
Ⅳ 中号冲洗器能装多少毫升水一百毫升水中号冲洗器装到哪怎么计量容器水多少是否一百毫升
蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量。 1.有机物中的胺根在强热和CuSO4,浓H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4 反应式为: CuSO4 +2NH2-+H2S04+2H+=(NH4)2S04 2.在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3 ,收集于H3BO3 溶液中 反应式为: (NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO4 2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O 3. 用已知浓度的H2SO4(或HCI)标准溶液滴定,根据HCI消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量 反应式为: (NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3 (NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3 [编辑本段]2 试剂 所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。 2.1 硫酸铜。 2.2 硫酸钾。 2.3 硫酸。 2.4 2%硼酸溶液。 2.5 混合指示液:1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。 2.6 40%氢氧化钠溶液。 2.7 0.025mol/L硫酸标准溶液或0.05mol/L盐酸标准溶液。 [编辑本段]3 仪器 定氮蒸馏装置:如图所示。 凯氏定氮法仪器1.安全管 2.导管 3.汽水分离管 4.样品入口 5.塞子 6.冷凝管 7.吸收瓶 8.隔热液套 9.反应管 10.蒸汽发生瓶 [编辑本段]4 操作方法 1、 样品处理:精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品(约相当氮30-40mg),移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸铜,3g硫酸钾及20毫升硫酸,稍摇匀后于瓶口放一小漏斗,将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上,小火加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力,并保持瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热0.5小时。取下放冷,小心加20ml水,放冷后,移入100ml容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。 2、 按图装好定氮装置,于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入数粒玻璃珠以防暴沸,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。 3、 想接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示剂1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.0ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室,并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内,塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯,提起玻璃塞使其缓慢流入反应室,立即将玻璃盖塞紧,并加水于小玻璃杯以防漏气。夹紧螺旋夹,开始蒸馏,蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内,蒸馏5min。移动接收瓶,使冷凝管下端离开液皿,再蒸馏1min,然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。 同时吸取10.0ml试剂空白消化液按3操作。 计算: X =((V1-V2)*N*0.014)/( m*(10/100)) +F*100 X:样品中蛋白质的含量,g; V1:样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml; V2:试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积,ml; N:硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度; 0.014:1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数; m:样品的质量(体积),g(ml); F:氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为15~17.6%,按16%计算乘以6.25即为蛋白质,乳制品为6.38,面粉为5.70,玉米、高粱为6.24,花生为5.46,米为5.95,大豆及其制品为5.71,肉与肉制品为6.25,大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83,芝麻、向日葵为 5.30。 [编辑本段]注意事项 (1) 样品应是均匀的。固体样品应预先研细混匀,液体样品应振摇或搅拌均匀。 (2) 样品放入定氮瓶内时,不要沾附颈上。万一沾附可用少量水冲下,以免被检样消化不完全,结果偏低。 (3) 消化时如不容易呈透明溶液,可将定氮瓶放冷后,慢慢加入30%过氧化氢(H2O2)2-3ml,促使氧化。 (4) 在整个消化过程中,不要用强火。保持和缓的沸腾,使火力集中在凯氏瓶底部,以免附在壁上的蛋白质在无硫酸存在的情况下,使氮有损失。 (5) 如硫酸缺少,过多的硫酸钾会引起氨的损失,这样会形成硫酸氢钾,而不与氨作用。因此,当硫酸过多的被消耗或样品中脂肪含量过高时,要增加硫酸的量。 (6) 加入硫酸钾的作用为增加溶液的沸点,硫酸铜为催化剂,硫酸铜在蒸馏时作碱性反应的指示剂。 (7) 混合指示剂在碱性溶液中呈绿色,在中性溶液中呈灰色,在酸性溶液中呈红色。如果没有溴甲酚绿,可单独使用0.1%甲基红乙醇溶液。 (8) 氨是否完全蒸馏出来,可用PH试纸试馏出液是否为碱性。 (9) 吸收液也可以用0.01当量的酸代表硼酸,过剩的酸液用0.01N碱液滴定,计算时,A为试剂空白消耗碱液数,B为样品消耗碱液数,N为碱液浓度,其余均相同。 (10) 以硼酸为氨的吸收液,可省去标定碱液的操作,且硼酸的体积要求并不严格,亦可免去用移液管,操作比较简便。 (11) 向蒸馏瓶中加入浓碱时,往往出现褐色沉淀物,这是由于分解促进碱与加入的硫酸铜反应,生成氢氧化铜,经加热后又分解生成氧化铜的沉淀。有时铜离子与氨作用,生成深兰色的结合物[Cu(NH3)4]2+ (12) 这种测算方法本质是测出氮的含量,再作蛋白质含量的估算。只有在被测物的组成是蛋白质时才能用此方法来估算蛋白质含量。 管道直饮水,采用纳滤膜特有的选择透过性性能,可脱除自来水中有机物、细菌和病毒,保留水中有益于人体的微量元素,是对“自来水饮用水的深度处理”,经臭氧、紫外线、变频恒压输出至用户可直接生饮的水。 分质供水是指根据生活中人们对水的不同需要,由市政提供的自来水为生活饮用水,采用特殊工艺将自来水进行深度加工处理成可直接饮用的纯净水,然后由食品卫生级的管道输送到户,并单独计量。这种直接饮用的纯净水分纯水或净水,即按照中华人民共和国GB 17323《瓶装饮用纯净水》,以符合生活饮用水卫生标准的水为原料,通过反渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO)净化处理后,称为纯水。按照建设部CJ 94《饮用净水水质标准》[3],用同样符合生活用水卫生标准的水为原料,通过纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或法国卡提斯(CARTIS)载银活性炭净化处理后,称为净水。 国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(讨论稿)》[2]要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]规定要求。管道分质直饮水系统的设计生产必须符合《管道直饮水系统技术规程(讨论稿)》[4],在法规上给予了严格的行业规范和强有力的卫生行政执法依据,真正确保每一个小区管道分质直饮水用户的饮水卫生安全与饮用健康,这便是新一代的高效、绿色环保、节能型水质处理供水装置。 1.2直饮水 以上纯水或净水经臭氧气液混合后密封于容器中且不含任何添加物,再通过紫外线照射,经电子(场)水处理器(微电解杀菌器)流经的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性水,由食品卫生级管道供每家每户直接饮用,可供直接饮用的水叫直饮水。 1.3直饮机 管道直饮机,是在饮水机的基础功能上增加进水自动控制器,使用时只需将管道直饮机与饮用水管道直接联接,实现自动进水,可直接饮用的饮水机。是现代住宅小区、写字楼供水的终端饮水设备。 1.4管道分质供水系统 管道分质直饮水及直饮机是将水处理装置与供水管网、管道直饮机有机的结合,在处理工艺上都有严格要求和卫生规范,工艺中除沉淀、吸附、过滤常规方式外,采用新的水处理材料及工艺,用铜锌滤料(KDF)替代石英砂;用臭氧(Ozone/Q3)与颗粒活性炭(Grancule Activated Carbon/GAC)结合成生物-活性炭法(Biological Activated Carbon/BAC)消毒方式替代普通活性炭(Activated Carbon/AC);用钛金属滤芯(HDF)替代聚丙烯(PPF);用超滤膜(Ultrafiltration Element/UF)作为预处理;用纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或卡提斯(CARTIS)替代通常的逆渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO),将水的利用率提高;将电量的消耗减少,产品水主要采用臭氧加紫外线杀菌器的最佳组合,增加电子(场)水处理器(微电解杀菌器),是管道分质供水系统管网循环杀菌的理想产品。对管网进行定期循环,经卡提斯(CARTIS)处理过的水溶氧量大,增加了水的活性,能抑制细菌生长,可持续保鲜,有效保证管网内水的新鲜与饮用卫生安全。系统的供水量严格遵守每天的按用水需求量设计,再加上管道直饮机内储存水容量不会大于3升(家用型)、30升(单位型),保持随时饮用随时补充新鲜水。国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(2002)》[2]标准(讨论稿)要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ94-1999)》[3]。由于直饮水水质纯净,口感甜润,每天的产水每天饮用完,管网系统每天定时用臭氧、紫外线杀菌、电子(场)水处理器消毒保鲜,水中含氧量的提高能预防直饮水的二次污染,使每天的直饮水新鲜可口。给水采用恒压变频水泵输送,满足高层建筑要求。分质供水非常适应于现代城市住宅小区管道直接饮用水的需求,从而提高人民生活质量。 1.5预处理装置 预处理装置是将自来水经臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多级过滤,使原水达到初级净化的装置。其由臭氧水处理仪、原水罐、增压泵、铜锌沉淀过滤、活性炭吸附过滤、金属钛棒微孔精密过滤,经预处理后的水满足超滤膜净化处理,提供给予后置反渗透膜或纳滤膜进水要求。 1.6水质深度处理装置 水质深度处理装置是将经预处理后的水,由高压泵加压作用于反渗透膜(简称RO)或反渗透膜纳滤膜(简称NF)的反渗透功能达到纯净水的目的[9],电导率检测仪、臭氧装置、紫外线消毒杀菌器、和微电脑控制电器组合而成。通过去除水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒、异色异味等,经处理的水质符合卫生部《生活饮用水卫生规范》[1]的有关规定和建设部《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]。 1.5净水的制造方法:纳滤膜渗透法(简称NF) 纳滤渗透膜技术是介于反渗透膜与超滤膜性能之间的承前启后膜技术,作为一种新型分离技术,纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征[7]:一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,为150~2000 Å;二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率,因为它的表面分离层是由聚电解质所构成,对离子有静电相互作用。三是超低压大通量,即在超低压下(0.1MPa)仍能工作,并有较大的通量。也是最先进、最节能、效率最高的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下,借助于只允许水分子透过纳滤渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶济分离,从而达到净化水的目的。纳滤渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚洗胺合成纳米纤维素组成的。它的孔径为0.001微米(相当于大肠肝菌大小的百分之一,病毒的十分之一)。利用纳滤渗透膜的分离特性,可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌和病毒等,纳滤膜比反渗透膜优异之处,在于除去有害物质相同之下,纳滤膜保留了水分子中人体所需生命元素。有纯净水的口感,矿泉水的微量元素。 2 工艺流程与处理单元 自来水 高频臭氧 活性炭 铜锌滤料 钛金属 增压水泵 超滤膜 直饮水 紫外线 恒压水泵 卡提斯 纳滤膜 高频臭氧 高压泵 电子水处理仪 电脑控制 钛金属 循环水泵 管网用户 2.1生物活性碳(Biological Activated Carbon) 臭氧活性碳技术是目前国际上最先进的水处理工艺,在日、美、欧等发达国家已广泛采用,目前我国采用臭氧消毒处理是水处理消毒的发展趋势。臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺(BAC法),包括三个过程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有机物,延长活性炭使用寿命。 活性炭(Carbon)是一种经特殊处理的炭,每克活性炭的表面积为500~1500平方米。活性炭有很强的“物理吸附”和“化学吸附”功能,解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。 活性炭能够滤除水中化学有机物、重金属、色度、异味、氯离子等,主要功能改善口感。 生物活性炭[8],臭氧和活性炭处理的结合,一种电解自由基氧化、生物活性炭水处理技术,将需要处理的原水进入处理单元的电解部分,首先经过阳极产生的羟基自由基的氧化和阴极产生的氢自由基在阴极表面的催化加成,使有机物降解脱毒;同时阳极产生的分子态氧供给下一步生物活性炭利用,经降解脱毒后的处理水再经过生物活性炭处理后,有机污染物进一步去除,达到深度处理的目的。使用该技术处理水源水,可以使原水中的挥发性有机物由原来的11种降解至7种,TOC减少85%以上。可以使生活污水的COD减少75%以上。是一种新型的给水或有机废水深度处理的技术,在饮用水深度处理与难降解有机废水处理领域有着广阔的应用前景。生物活性炭的运行周期一般都达3至4年(使用寿命与水源水质有关); 2.2铜锌介质沉淀过滤器(KDF) 铜锌KDF滤料[5]是一种颗粒状高纯度合金,表面有着极强的抗氧化能力,近几年来流行的新型水处理过滤材料[3]。KDF滤料通过离子的氧化还原反应来工作。这种离子交换使许多有害物质成为无害物质,如使氯成为氯化物,重金属等附着在凯得菲KDF滤料上,从而降低了有害物质的含量,用KDF滤料进行水处理是一种简单、低消耗的方法,对于微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、离子交换树指、颗粒活性碳等,KDF滤料介质能够保护这些昂贵的水处理组件不受氯、微生物、矿物质结垢的影响,提高系统的使用寿命。此外,KDF滤料能去除水中高达98%的可溶性重金属,如铅、汞、铜、镍、镉、砷,锑、铝等,因此可用于饮用水或其他水处理中重金属的超出的治理。另外,借助沉淀在KDF滤料上发生的氧化还原反应还可以降低水中的碳酸盐,硝酸盐、硫酸盐等。约10年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关); 2.3钛金属微过滤器(HD) 钛棒过滤芯是以粉沫钛烧结而成,具有抗化学腐蚀,耐高温、耐氧化、寿命长,易清洗, 可再生的特点,最近两年广泛地应用在水处理领域,是一种水的过滤中 比较理想的滤芯,钛棒过滤器操作简单,拆卸方便,可在线完成清洗。采用5微米HD钛棒芯过滤,拦截大于5微米的物体,耐臭氧,主要功能延长膜的寿命,约2年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关)。《循环管网回水用钛金属微过滤器,采用0.45微米HD钛棒芯过孔径大小滤,拦截大于0.45微米的物体,耐臭氧,约3年内不用更换滤料》。 2.4超滤(UF)膜净化处理器[6] 超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及与孔径大小的小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的,可有效去除水中的微粒、胶体、细菌垫层及高分子有机物质,达到保护纳滤膜的功效。 2.5纳滤(NF)膜深度处理器[5] 高压水泵(单泵,也可备一用),提供纳滤膜透过水的工作压力。促进水的渗透,保持产水率。 膜的分离孔径在10-6cm-10-7cm,能除去水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒等物质,流体经前五级预处理后的水经反渗透RO膜或纳滤NF膜主机深层分离处理后,使有益于人体健康的水通过,不利于人体健康的水排除,脱盐率60-98%。,纳滤膜在产水过程中会截留大量的小于5微米的微粒,如不及时冲洗,在压力的作用下附着在膜表面形成污垢,严重影响膜的渗透。通过电脑定时对电磁阀的控制能及时冲洗膜表面附着的微粒,阻止膜表面污垢的形成,延缓膜的衰减,延长膜的寿命,约3年内不用更换膜元件(使用寿命与水源水质有关)。纳滤膜是超低压,大通量膜,较反渗透膜节电50%,节水10%,。 2.6卡提斯(CARTIS TM)载银活性炭技术 卡提斯粉末中共价键的银对活性碳起到保护和防止污染物腐蚀作用及抑制溶解化合物的毒性析出;粉末吸附余氯和溶解的化合物、重金属,细菌;每克卡提斯粉末面积相当于1500一2000㎡的足球场,卡提斯粉末使吸附的细菌不再变化,卡提斯粉末中共价键的银对于活性碳中细菌起到抑制其滋生作用,就是使其不在繁殖或增加细菌。卡提斯处理后的水在封闭管道里含有相似天然的催化能力;此时的灭菌功效靠卡提斯水中数以千计的微电磁场与水中矿物质相互作用和卡提斯粉末产生的其它方面等等的相关作用对水进行灭菌;同时强大的微电磁场可对输水管道进行清洗和减少结垢现象。因此卡提斯水在封闭管道和容器中的持续灭菌时间会更长。 经过大量的测试显示:卡提斯设备处理后的水,溶解氧可提高30%左右。卡提斯设备处理后的水,将对其水中的致病病菌(厌氧菌)非常有效地进行灭菌并抑制其繁殖。因此在一定的时间内,卡提斯粉末处理后的水口感和卫生指标都是最好的,充分发挥了卡提斯技术的功效。简单试验可以看出:卡提斯处理后的水会产生氧化作用,广泛应用于家庭和社区团体的直饮水、管道分质供水,满足所有对高质量用水的需求。 3 电导率显示仪 在线随时动态显示净水生产的水质状态。 4 高频臭氧水处理仪 4.1臭氧的杀菌特点[12] 臭氧处理生活饮用水,其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD),去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色,已达到全面生产应用的水平。饮用水的处理在使用臭氧设备时,臭氧的投加量一般在1-3mg/L,接触时间10-15分钟即可,可作为选型时根据用水量计算参考。化学耗氧量(锰法)(COD-Mn),溶解性有机物(DOC),紫外消光值(SAC-254nm)。臭氧的投加量的单位为PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。因此,臭氧对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。此外,臭氧在杀伤微生物的同时,还能氧化水中的各种有机物,去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到净化水的作用;延长CD活性炭、HD钛棒芯、UF膜、NF膜的使用寿命。 当臭氧水中的臭氧浓度达到灭菌浓度0.3mg/L时,消毒和灭菌作用瞬间发生,水中剩余臭氧浓度达0.3mg/L时,在0.5~1分钟内就可以100%的致死细菌,剩余臭氧浓度达到0.4mg/L时,1分钟内对病毒的灭活率达100%[10]。 臭氧氧化其它物质和有机质,最终生成无害的氧气、水和二氧化碳,剩余臭氧在常温下半衰期为20~50分钟,数小时后全部分解,还原为氧气。因而臭氧发生器也成为所有矿泉水、纯净水生产企业必选的先进杀菌消毒设备。纯氧气经电解生成臭氧气,经气液混合泵混合于水箱水中, 臭氧气溶水效率达98%,增加了水中的活性氧。臭氧装置由制氧机、臭氧发生器、气液混合泵、储水罐组成。供水系统为了防止纯净水的二次污染,延长纯净水的存放时间,由微电脑通过气液混合泵自动完成臭氧气与净化水的混合,臭氧投加量为1-5mg / L , 接触时间为4-10min,维持臭氧气在水中浓度0.5-1mg / L剩馀臭氧浓度。仅30秒起到最佳杀菌功效,杀菌率可达100%。臭氧杀菌不产生有害气体物质、无污染、无残留物,环保节能等优点;臭氧溶于水中,臭氧在水中分解时,所产生氢氧基具有强大的氧化力,可将水中的杂质如铁、锰、臭味、细菌、病毒等迅速清除,并将水分子变小,使水的味道甘甜。且自来水中的氯或卤代有机物也可完全消除。(详情请参照《臭氧对水质处理之特性》专栏)。并产生负离子。臭氧在水中约20分钟至30分钟会分解一半,因此臭氧在水中静止1小时后很快就会还原成氧气。 臭氧是无毒物质安全气体,在浓度高于1.5mg/L以上时,人员须离开现场,原因是臭氧刺激人的呼吸系统,严重会造成伤害,为此,臭氧工业协会制定卫生标准: 国际臭氧协会:0.1mg/L,接触10小时 美 国:0.1mg/L,接触8小时 德、法、日等国:0.1mg/L,接触10小时 中 国:0.15mg/L,接触8小时 以上是人在臭氧化气体环境下的安全卫生标准,其浓度与接触时间的乘积可视为基准点。“应用臭氧一百多年来,世界没有发生一起臭氧中毒事件”。 臭氧浓度以重量百分比表示,分别取0~2.0之间八个数值,通过接触装置反应五分钟后的数据。 表1 臭氧水浓度与臭氧浓度对照表为: 臭氧浓度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 臭氧水浓度 0.35 0.55 0.75 0.85 1.15 1.65 2.15 以上结果表明,臭氧水的浓度与臭氧浓度成线性正比关系,制备高浓度的臭氧水必须先产生出高浓度的臭氧。因此,在现场使用过程中,很多单位采用了氧气作为气源来产生臭氧。在实验中当臭氧浓度(重量百分比)达到3.0时,臭氧水的浓度可达到15mg/L以上。 表2 国内外公认的臭氧灭菌消毒的实验数据 臭氧消毒 投放浓度 投放时间 病毒、病原体种类 杀灭效率 10mg/m³ 20分钟 乙型肝炎表面抗原 (HbsAg) 99.99% 0.5mg/L 5分钟 甲型流感病毒 99% 0.13mg/L 30秒 脊髓灰质炎病毒I型 (PVI) 100% 40µg/L 20秒 大肠杆菌噬菌体 ms2 98% 0.25mg/L 1分钟 猿轮状病毒SA-H 和人轮状病毒2型 99.60% 4mg/L 3分钟 艾滋病毒 (HIV) 100% 8mg/m³ 10分钟 支原体(Mycoplasma)、 衣原体(Chlamydia)等 病原体 99.85% 5 恒压变频装置(单泵,也可一备一用或二备一用) 由微处理器、压力传感器、运算放大器、变频器、断路器、液位传感器、可编程序控制器、触摸显示屏人机操作界面组成。水泵按设定的压力变频运行,保证管网压力恒定不变,不用水时自动停机,用水时自动补水,维持管网流量恒定。变频器电子保护功能:过载保护、高低电压保护、瞬间跳电保护、逆转保护、过热保护、漏电保护、欠相保护、无水停机保护等, 均可达到运动功能的显示, 查找故障原因,并能达到自动复位的功能。恒压变频装置控制器应用的最大优势是,恒压、节电。 6 紫外线杀菌器[10] 利用紫外线C波段《T253.7nm (240 - 260nm)》对细菌、病毒等致病微生物具有高效、广谱杀灭的能力,就是以紫外线破坏及改变微生物的组织结构(DNA-核酸),使其丧失复制、繁殖的能力。抑制微生物活动力以达到杀菌作用的杀菌力取决于紫外线输出量的大小,紫外线输出量不低于300000μW/cm2时(在此强度下消毒时间不超过0.8秒),在额定水流量内瞬间杀菌灭各种细菌、病毒。杀菌率可达99%~99.99%。具有保鲜效果的富氧水再经紫外线杀菌器输出,不改变水的性状、原色、原味,不产生任何消毒副产物,能确保饮用水原汁原味,卫生安全,灯管寿命约10000小时,实际装置的设计照射量相当于D10×4,即50mw.s/cm2以上。 紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构,使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力,达到灭菌的效果。 通常,水消毒用的紫外线灯的中心辐射波长是253.7nm。显然,紫外线的杀菌效果取决于紫外线的辐射强度和照射时间的乘积,即辐照剂量。表1列出了微生物不同杀灭率需要的紫外线辐照剂量值,试验水样染菌1×105cfj/L,水深2cm
Ⅵ 职业卫生标准尿锰标准是什么
合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量。
1.有机物中的胺根在强热和CuSO4,浓H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4
反应式为:
CuSO4 +2NH2—+H2S04+2H+=(NH4)2S04
2.在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3 ,收集于H3BO3 溶液中
反应式为:
(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO4
2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O
3. 用已知浓度的H2SO4(或HCI)标准溶液滴定,根据HCI消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量
反应式为:
(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3
[编辑本段]2 试剂
所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
2.2 硫酸钾。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液:1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
2.6 40%氢氧化钠溶液。
2.7 0.025mol/L硫酸标准溶液或0.05mol/L盐酸标准溶液。
[编辑本段]3 仪器
定氮蒸馏装置:如图所示。
凯氏定氮法仪器1.安全管
2.导管
3.汽水分离管
4.样品入口
5.塞子
6.冷凝管
7.吸收瓶
8.隔热液套
9.反应管
10.蒸汽发生瓶
[编辑本段]4 操作方法
1、 样品处理:精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品(约相当氮30-40mg),移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸铜,3g硫酸钾及20毫升硫酸,稍摇匀后于瓶口放一小漏斗,将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上,小火加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力,并保持瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热0.5小时。取下放冷,小心加20ml水,放冷后,移入100ml容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。
2、 按图装好定氮装置,于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入数粒玻璃珠以防暴沸,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
3、 想接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示剂1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.0ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室,并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内,塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯,提起玻璃塞使其缓慢流入反应室,立即将玻璃盖塞紧,并加水于小玻璃杯以防漏气。夹紧螺旋夹,开始蒸馏,蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内,蒸馏5min。移动接收瓶,使冷凝管下端离开液皿,再蒸馏1min,然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。
同时吸取10.0ml试剂空白消化液按3操作。
计算:
X =((V1-V2)*N*0.014)/( m*(10/100)) +F*100
X:样品中蛋白质的含量,g;
V1:样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml;
V2:试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积,ml;
N:硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度;
0.014:1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数;
m:样品的质量(体积),g(ml);
F:氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为15~17.6%,按16%计算乘以6.25即为蛋白质,乳制品为6.38,面粉为5.70,玉米、高粱为6.24,花生为5.46,米为5.95,大豆及其制品为5.71,肉与肉制品为6.25,大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83,芝麻、向日葵为 5.30。
[编辑本段]注意事项
(1) 样品应是均匀的。固体样品应预先研细混匀,液体样品应振摇或搅拌均匀。
(2) 样品放入定氮瓶内时,不要沾附颈上。万一沾附可用少量水冲下,以免被检样消化不完全,结果偏低。
(3) 消化时如不容易呈透明溶液,可将定氮瓶放冷后,慢慢加入30%过氧化氢(H2O2)2-3ml,促使氧化。
(4) 在整个消化过程中,不要用强火。保持和缓的沸腾,使火力集中在凯氏瓶底部,以免附在壁上的蛋白质在无硫酸存在的情况下,使氮有损失。
(5) 如硫酸缺少,过多的硫酸钾会引起氨的损失,这样会形成硫酸氢钾,而不与氨作用。因此,当硫酸过多的被消耗或样品中脂肪含量过高时,要增加硫酸的量。
(6) 加入硫酸钾的作用为增加溶液的沸点,硫酸铜为催化剂,硫酸铜在蒸馏时作碱性反应的指示剂。
(7) 混合指示剂在碱性溶液中呈绿色,在中性溶液中呈灰色,在酸性溶液中呈红色。如果没有溴甲酚绿,可单独使用0.1%甲基红乙醇溶液。
(8) 氨是否完全蒸馏出来,可用PH试纸试馏出液是否为碱性。
(9) 吸收液也可以用0.01当量的酸代表硼酸,过剩的酸液用0.01N碱液滴定,计算时,A为试剂空白消耗碱液数,B为样品消耗碱液数,N为碱液浓度,其余均相同。
(10) 以硼酸为氨的吸收液,可省去标定碱液的操作,且硼酸的体积要求并不严格,亦可免去用移液管,操作比较简便。
(11) 向蒸馏瓶中加入浓碱时,往往出现褐色沉淀物,这是由于分解促进碱与加入的硫酸铜反应,生成氢氧化铜,经加热后又分解生成氧化铜的沉淀。有时铜离子与氨作用,生成深兰色的结合物[Cu(NH3)4]2+
(12) 这种测算方法本质是测出氮的含量,再作蛋白质含量的估算。只有在被测物的组成是蛋白质时才能用此方法来估算蛋白质含量。
管道直饮水,采用纳滤膜特有的选择透过性性能,可脱除自来水中有机物、细菌和病毒,保留水中有益于人体的微量元素,是对“自来水饮用水的深度处理”,经臭氧、紫外线、变频恒压输出至用户可直接生饮的水。
分质供水是指根据生活中人们对水的不同需要,由市政提供的自来水为生活饮用水,采用特殊工艺将自来水进行深度加工处理成可直接饮用的纯净水,然后由食品卫生级的管道输送到户,并单独计量。这种直接饮用的纯净水分纯水或净水,即按照中华人民共和国GB 17323《瓶装饮用纯净水》,以符合生活饮用水卫生标准的水为原料,通过反渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO)净化处理后,称为纯水。按照建设部CJ 94《饮用净水水质标准》[3],用同样符合生活用水卫生标准的水为原料,通过纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或法国卡提斯(CARTIS)载银活性炭净化处理后,称为净水。
国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(讨论稿)》[2]要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]规定要求。管道分质直饮水系统的设计生产必须符合《管道直饮水系统技术规程(讨论稿)》[4],在法规上给予了严格的行业规范和强有力的卫生行政执法依据,真正确保每一个小区管道分质直饮水用户的饮水卫生安全与饮用健康,这便是新一代的高效、绿色环保、节能型水质处理供水装置。
1.2直饮水
以上纯水或净水经臭氧气液混合后密封于容器中且不含任何添加物,再通过紫外线照射,经电子(场)水处理器(微电解杀菌器)流经的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性水,由食品卫生级管道供每家每户直接饮用,可供直接饮用的水叫直饮水。
1.3直饮机
管道直饮机,是在饮水机的基础功能上增加进水自动控制器,使用时只需将管道直饮机与饮用水管道直接联接,实现自动进水,可直接饮用的饮水机。是现代住宅小区、写字楼供水的终端饮水设备。
1.4管道分质供水系统
管道分质直饮水及直饮机是将水处理装置与供水管网、管道直饮机有机的结合,在处理工艺上都有严格要求和卫生规范,工艺中除沉淀、吸附、过滤常规方式外,采用新的水处理材料及工艺,用铜锌滤料(KDF)替代石英砂;用臭氧(Ozone/Q3)与颗粒活性炭(Grancule Activated Carbon/GAC)结合成生物-活性炭法(Biological Activated Carbon/BAC)消毒方式替代普通活性炭(Activated Carbon/AC);用钛金属滤芯(HDF)替代聚丙烯(PPF);用超滤膜(Ultrafiltration Element/UF)作为预处理;用纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或卡提斯(CARTIS)替代通常的逆渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO),将水的利用率提高;将电量的消耗减少,产品水主要采用臭氧加紫外线杀菌器的最佳组合,增加电子(场)水处理器(微电解杀菌器),是管道分质供水系统管网循环杀菌的理想产品。对管网进行定期循环,经卡提斯(CARTIS)处理过的水溶氧量大,增加了水的活性,能抑制细菌生长,可持续保鲜,有效保证管网内水的新鲜与饮用卫生安全。系统的供水量严格遵守每天的按用水需求量设计,再加上管道直饮机内储存水容量不会大于3升(家用型)、30升(单位型),保持随时饮用随时补充新鲜水。国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(2002)》[2]标准(讨论稿)要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ94-1999)》[3]。由于直饮水水质纯净,口感甜润,每天的产水每天饮用完,管网系统每天定时用臭氧、紫外线杀菌、电子(场)水处理器消毒保鲜,水中含氧量的提高能预防直饮水的二次污染,使每天的直饮水新鲜可口。给水采用恒压变频水泵输送,满足高层建筑要求。分质供水非常适应于现代城市住宅小区管道直接饮用水的需求,从而提高人民生活质量。
1.5预处理装置
预处理装置是将自来水经臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多级过滤,使原水达到初级净化的装置。其由臭氧水处理仪、原水罐、增压泵、铜锌沉淀过滤、活性炭吸附过滤、金属钛棒微孔精密过滤,经预处理后的水满足超滤膜净化处理,提供给予后置反渗透膜或纳滤膜进水要求。
1.6水质深度处理装置
水质深度处理装置是将经预处理后的水,由高压泵加压作用于反渗透膜(简称RO)或反渗透膜纳滤膜(简称NF)的反渗透功能达到纯净水的目的[9],电导率检测仪、臭氧装置、紫外线消毒杀菌器、和微电脑控制电器组合而成。通过去除水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒、异色异味等,经处理的水质符合卫生部《生活饮用水卫生规范》[1]的有关规定和建设部《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]。
1.5净水的制造方法:纳滤膜渗透法(简称NF)
纳滤渗透膜技术是介于反渗透膜与超滤膜性能之间的承前启后膜技术,作为一种新型分离技术,纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征[7]:一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,为150~2000 Å;二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率,因为它的表面分离层是由聚电解质所构成,对离子有静电相互作用。三是超低压大通量,即在超低压下(0.1MPa)仍能工作,并有较大的通量。也是最先进、最节能、效率最高的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下,借助于只允许水分子透过纳滤渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶济分离,从而达到净化水的目的。纳滤渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚洗胺合成纳米纤维素组成的。它的孔径为0.001微米(相当于大肠肝菌大小的百分之一,病毒的十分之一)。利用纳滤渗透膜的分离特性,可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌和病毒等,纳滤膜比反渗透膜优异之处,在于除去有害物质相同之下,纳滤膜保留了水分子中人体所需生命元素。有纯净水的口感,矿泉水的微量元素。
2 工艺流程与处理单元
自来水
高频臭氧
活性炭
铜锌滤料
钛金属
增压水泵
超滤膜
直饮水
紫外线
恒压水泵
卡提斯
纳滤膜
高频臭氧
高压泵
电子水处理仪
电脑控制
钛金属
循环水泵
管网用户
2.1生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技术是目前国际上最先进的水处理工艺,在日、美、欧等发达国家已广泛采用,目前我国采用臭氧消毒处理是水处理消毒的发展趋势。臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺(BAC法),包括三个过程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有机物,延长活性炭使用寿命。
活性炭(Carbon)是一种经特殊处理的炭,每克活性炭的表面积为500~1500平方米。活性炭有很强的“物理吸附”和“化学吸附”功能,解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。 活性炭能够滤除水中化学有机物、重金属、色度、异味、氯离子等,主要功能改善口感。
生物活性炭[8],臭氧和活性炭处理的结合,一种电解自由基氧化、生物活性炭水处理技术,将需要处理的原水进入处理单元的电解部分,首先经过阳极产生的羟基自由基的氧化和阴极产生的氢自由基在阴极表面的催化加成,使有机物降解脱毒;同时阳极产生的分子态氧供给下一步生物活性炭利用,经降解脱毒后的处理水再经过生物活性炭处理后,有机污染物进一步去除,达到深度处理的目的。使用该技术处理水源水,可以使原水中的挥发性有机物由原来的11种降解至7种,TOC减少85%以上。可以使生活污水的COD减少75%以上。是一种新型的给水或有机废水深度处理的技术,在饮用水深度处理与难降解有机废水处理领域有着广阔的应用前景。生物活性炭的运行周期一般都达3至4年(使用寿命与水源水质有关);
2.2铜锌介质沉淀过滤器(KDF)
铜锌KDF滤料[5]是一种颗粒状高纯度合金,表面有着极强的抗氧化能力,近几年来流行的新型水处理过滤材料[3]。KDF滤料通过离子的氧化还原反应来工作。这种离子交换使许多有害物质成为无害物质,如使氯成为氯化物,重金属等附着在凯得菲KDF滤料上,从而降低了有害物质的含量,用KDF滤料进行水处理是一种简单、低消耗的方法,对于微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、离子交换树指、颗粒活性碳等,KDF滤料介质能够保护这些昂贵的水处理组件不受氯、微生物、矿物质结垢的影响,提高系统的使用寿命。此外,KDF滤料能去除水中高达98%的可溶性重金属,如铅、汞、铜、镍、镉、砷,锑、铝等,因此可用于饮用水或其他水处理中重金属的超出的治理。另外,借助沉淀在KDF滤料上发生的氧化还原反应还可以降低水中的碳酸盐,硝酸盐、硫酸盐等。约10年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关);
2.3钛金属微过滤器(HD)
钛棒过滤芯是以粉沫钛烧结而成,具有抗化学腐蚀,耐高温、耐氧化、寿命长,易清洗, 可再生的特点,最近两年广泛地应用在水处理领域,是一种水的过滤中 比较理想的滤芯,钛棒过滤器操作简单,拆卸方便,可在线完成清洗。采用5微米HD钛棒芯过滤,拦截大于5微米的物体,耐臭氧,主要功能延长膜的寿命,约2年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关)。《循环管网回水用钛金属微过滤器,采用0.45微米HD钛棒芯过孔径大小滤,拦截大于0.45微米的物体,耐臭氧,约3年内不用更换滤料》。
2.4超滤(UF)膜净化处理器[6]
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及与孔径大小的小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的,可有效去除水中的微粒、胶体、细菌垫层及高分子有机物质,达到保护纳滤膜的功效。
2.5纳滤(NF)膜深度处理器[5]
高压水泵(单泵,也可备一用),提供纳滤膜透过水的工作压力。促进水的渗透,保持产水率。
膜的分离孔径在10-6cm-10-7cm,能除去水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒等物质,流体经前五级预处理后的水经反渗透RO膜或纳滤NF膜主机深层分离处理后,使有益于人体健康的水通过,不利于人体健康的水排除,脱盐率60-98%。,纳滤膜在产水过程中会截留大量的小于5微米的微粒,如不及时冲洗,在压力的作用下附着在膜表面形成污垢,严重影响膜的渗透。通过电脑定时对电磁阀的控制能及时冲洗膜表面附着的微粒,阻止膜表面污垢的形成,延缓膜的衰减,延长膜的寿命,约3年内不用更换膜元件(使用寿命与水源水质有关)。纳滤膜是超低压,大通量膜,较反渗透膜节电50%,节水10%,。
2.6卡提斯(CARTIS TM)载银活性炭技术
卡提斯粉末中共价键的银对活性碳起到保护和防止污染物腐蚀作用及抑制溶解化合物的毒性析出;粉末吸附余氯和溶解的化合物、重金属,细菌;每克卡提斯粉末面积相当于1500一2000㎡的足球场,卡提斯粉末使吸附的细菌不再变化,卡提斯粉末中共价键的银对于活性碳中细菌起到抑制其滋生作用,就是使其不在繁殖或增加细菌。卡提斯处理后的水在封闭管道里含有相似天然的催化能力;此时的灭菌功效靠卡提斯水中数以千计的微电磁场与水中矿物质相互作用和卡提斯粉末产生的其它方面等等的相关作用对水进行灭菌;同时强大的微电磁场可对输水管道进行清洗和减少结垢现象。因此卡提斯水在封闭管道和容器中的持续灭菌时间会更长。
经过大量的测试显示:卡提斯设备处理后的水,溶解氧可提高30%左右。卡提斯设备处理后的水,将对其水中的致病病菌(厌氧菌)非常有效地进行灭菌并抑制其繁殖。因此在一定的时间内,卡提斯粉末处理后的水口感和卫生指标都是最好的,充分发挥了卡提斯技术的功效。简单试验可以看出:卡提斯处理后的水会产生氧化作用,广泛应用于家庭和社区团体的直饮水、管道分质供水,满足所有对高质量用水的需求。
3 电导率显示仪
在线随时动态显示净水生产的水质状态。
4 高频臭氧水处理仪
4.1臭氧的杀菌特点[12]
臭氧处理生活饮用水,其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD),去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色,已达到全面生产应用的水平。饮用水的处理在使用臭氧设备时,臭氧的投加量一般在1-3mg/L,接触时间10-15分钟即可,可作为选型时根据用水量计算参考。化学耗氧量(锰法)(COD-Mn),溶解性有机物(DOC),紫外消光值(SAC-254nm)。臭氧的投加量的单位为PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。因此,臭氧对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。此外,臭氧在杀伤微生物的同时,还能氧化水中的各种有机物,去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到净化水的作用;延长CD活性炭、HD钛棒芯、UF膜、NF膜的使用寿命。
当臭氧水中的臭氧浓度达到灭菌浓度0.3mg/L时,消毒和灭菌作用瞬间发生,水中剩余臭氧浓度达0.3mg/L时,在0.5~1分钟内就可以100%的致死细菌,剩余臭氧浓度达到0.4mg/L时,1分钟内对病毒的灭活率达100%[10]。
臭氧氧化其它物质和有机质,最终生成无害的氧气、水和二氧化碳,剩余臭氧在常温下半衰期为20~50分钟,数小时后全部分解,还原为氧气。因而臭氧发生器也成为所有矿泉水、纯净水生产企业必选的先进杀菌消毒设备。纯氧气经电解生成臭氧气,经气液混合泵混合于水箱水中, 臭氧气溶水效率达98%,增加了水中的活性氧。臭氧装置由制氧机、臭氧发生器、气液混合泵、储水罐组成。供水系统为了防止纯净水的二次污染,延长纯净水的存放时间,由微电脑通过气液混合泵自动完成臭氧气与净化水的混合,臭氧投加量为1-5mg / L , 接触时间为4-10min,维持臭氧气在水中浓度0.5-1mg / L剩馀臭氧浓度。仅30秒起到最佳杀菌功效,杀菌率可达100%。臭氧杀菌不产生有害气体物质、无污染、无残留物,环保节能等优点;臭氧溶于水中,臭氧在水中分解时,所产生氢氧基具有强大的氧化力,可将水中的杂质如铁、锰、臭味、细菌、病毒等迅速清除,并将水分子变小,使水的味道甘甜。且自来水中的氯或卤代有机物也可完全消除。(详情请参照《臭氧对水质处理之特性》专栏)。并产生负离子。臭氧在水中约20分钟至30分钟会分解一半,因此臭氧在水中静止1小时后很快就会还原成氧气。 臭氧是无毒物质安全气体,在浓度高于1.5mg/L以上时,人员须离开现场,原因是臭氧刺激人的呼吸系统,严重会造成伤害,为此,臭氧工业协会制定卫生标准:
国际臭氧协会:0.1mg/L,接触10小时
美 国:0.1mg/L,接触8小时
德、法、日等国:0.1mg/L,接触10小时
中 国:0.15mg/L,接触8小时
以上是人在臭氧化气体环境下的安全卫生标准,其浓度与接触时间的乘积可视为基准点。“应用臭氧一百多年来,世界没有发生一起臭氧中毒事件”。
臭氧浓度以重量百分比表示,分别取0~2.0之间八个数值,通过接触装置反应五分钟后的数据。
表1 臭氧水浓度与臭氧浓度对照表为:
臭氧浓度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0
臭氧水浓度 0.35 0.55 0.75 0.85 1.15 1.65 2.15
以上结果表明,臭氧水的浓度与臭氧浓度成线性正比关系,制备高浓度的臭氧水必须先产生出高浓度的臭氧。因此,在现场使用过程中,很多单位采用了氧气作为气源来产生臭氧。在实验中当臭氧浓度(重量百分比)达到3.0时,臭氧水的浓度可达到15mg/L以上。
表2 国内外公认的臭氧灭菌消毒的实验数据
臭氧消毒 投放浓度 投放时间 病毒、病原体种类 杀灭效率
10mg/m³ 20分钟 乙型肝炎表面抗原
(HbsAg) 99.99%
0.5mg/L 5分钟 甲型流感病毒 99%
0.13mg/L 30秒 脊髓灰质炎病毒I型
(PVI) 100%
40µg/L 20秒 大肠杆菌噬菌体
ms2 98%
0.25mg/L 1分钟 猿轮状病毒SA-H
和人轮状病毒2型 99.60%
4mg/L 3分钟 艾滋病毒
(HIV) 100%
8mg/m³ 10分钟 支原体(Mycoplasma)、
衣原体(Chlamydia)等
病原体 99.85%
5 恒压变频装置(单泵,也可一备一用或二备一用)
由微处理器、压力传感器、运算放大器、变频器、断路器、液位传感器、可编程序控制器、触摸显示屏人机操作界面组成。水泵按设定的压力变频运行,保证管网压力恒定不变,不用水时自动停机,用水时自动补水,维持管网流量恒定。变频器电子保护功能:过载保护、高低电压保护、瞬间跳电保护、逆转保护、过热保护、漏电保护、欠相保护、无水停机保护等, 均可达到运动功能的显示, 查找故障原因,并能达到自动复位的功能。恒压变频装置控制器应用的最大优势是,恒压、节电。
6 紫外线杀菌器[10]
利用紫外线C波段《T253.7nm (240 - 260nm)》对细菌、病毒等致病微生物具有高效、广谱杀灭的能力,就是以紫外线破坏及改变微生物的组织结构(DNA-核酸),使其丧失复制、繁殖的能力。抑制微生物活动力以达到杀菌作用的杀菌力取决于紫外线输出量的大小,紫外线输出量不低于300000μW/cm2时(在此强度下消毒时间不超过0.8秒),在额定水流量内瞬间杀菌灭各种细菌、病毒。杀菌率可达99%~99.99%。具有保鲜效果的富氧水再经紫外线杀菌器输出,不改变水的性状、原色、原味,不产生任何消毒副产物,能确保饮用水原汁原味,卫生安全,灯管寿命约10000小时,实际装置的设计照射量相当于D10×4,即50mw.s/cm2以上。
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构,使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力,达到灭菌的效果。
通常,水消毒用的紫外线灯的中心辐射波长是253.7nm。显然,紫外线的杀菌效果取决于紫外线的辐射强度和照射时间的乘积,即辐照剂量。表1列出了微生物不同杀灭率需要的紫外线辐照剂量值,试验水样染菌1×105cfj/L,水深2cm。
Ⅶ 凯氏定氮法,双缩尿法、Folin-酚试剂法和紫外吸收法、考马斯亮蓝法、BCA法的原理和大体过程
[编辑本段]1 原理
蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,即为蛋白质含量。
1.有机物中的胺根在强热和CuSO4,浓H2SO4 作用下,硝化生成(NH4)2SO4
反应式为:
CuSO4 +2NH2—+H2S04+2H+=(NH4)2S04
2.在凯氏定氮器中与碱作用,通过蒸馏释放出NH3 ,收集于H3BO3 溶液中
反应式为:
(NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO4
2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O
3. 用已知浓度的H2SO4(或HCI)标准溶液滴定,根据HCI消耗的量计算出氮的含量,然后乘以相应的换算因子,既得蛋白质的含量
反应式为:
(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3
[编辑本段]2 试剂
所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
2.2 硫酸钾。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液:1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
2.6 40%氢氧化钠溶液。
2.7 0.025mol/L硫酸标准溶液或0.05mol/L盐酸标准溶液。
[编辑本段]3 仪器
定氮蒸馏装置:如图所示。
凯氏定氮法仪器1.安全管
2.导管
3.汽水分离管
4.样品入口
5.塞子
6.冷凝管
7.吸收瓶
8.隔热液套
9.反应管
10.蒸汽发生瓶
[编辑本段]4 操作方法
1、 样品处理:精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品(约相当氮30-40mg),移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中,加入0.2g硫酸铜,3g硫酸钾及20毫升硫酸,稍摇匀后于瓶口放一小漏斗,将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上,小火加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力,并保持瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热0.5小时。取下放冷,小心加20ml水,放冷后,移入100ml容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。
2、 按图装好定氮装置,于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,加入数粒玻璃珠以防暴沸,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
3、 想接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示剂1滴,并使冷凝管的下端插入液面下,吸取10.0ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室,并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内,塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯,提起玻璃塞使其缓慢流入反应室,立即将玻璃盖塞紧,并加水于小玻璃杯以防漏气。夹紧螺旋夹,开始蒸馏,蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内,蒸馏5min。移动接收瓶,使冷凝管下端离开液皿,再蒸馏1min,然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶,以0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。
同时吸取10.0ml试剂空白消化液按3操作。
计算:
X =((V1-V2)*N*0.014)/( m*(10/100)) +F*100
X:样品中蛋白质的含量,g;
V1:样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积,ml;
V2:试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积,ml;
N:硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度;
0.014:1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数;
m:样品的质量(体积),g(ml);
F:氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为15~17.6%,按16%计算乘以6.25即为蛋白质,乳制品为6.38,面粉为5.70,玉米、高粱为6.24,花生为5.46,米为5.95,大豆及其制品为5.71,肉与肉制品为6.25,大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83,芝麻、向日葵为 5.30。
[编辑本段]注意事项
(1) 样品应是均匀的。固体样品应预先研细混匀,液体样品应振摇或搅拌均匀。
(2) 样品放入定氮瓶内时,不要沾附颈上。万一沾附可用少量水冲下,以免被检样消化不完全,结果偏低。
(3) 消化时如不容易呈透明溶液,可将定氮瓶放冷后,慢慢加入30%过氧化氢(H2O2)2-3ml,促使氧化。
(4) 在整个消化过程中,不要用强火。保持和缓的沸腾,使火力集中在凯氏瓶底部,以免附在壁上的蛋白质在无硫酸存在的情况下,使氮有损失。
(5) 如硫酸缺少,过多的硫酸钾会引起氨的损失,这样会形成硫酸氢钾,而不与氨作用。因此,当硫酸过多的被消耗或样品中脂肪含量过高时,要增加硫酸的量。
(6) 加入硫酸钾的作用为增加溶液的沸点,硫酸铜为催化剂,硫酸铜在蒸馏时作碱性反应的指示剂。
(7) 混合指示剂在碱性溶液中呈绿色,在中性溶液中呈灰色,在酸性溶液中呈红色。如果没有溴甲酚绿,可单独使用0.1%甲基红乙醇溶液。
(8) 氨是否完全蒸馏出来,可用PH试纸试馏出液是否为碱性。
(9) 吸收液也可以用0.01当量的酸代表硼酸,过剩的酸液用0.01N碱液滴定,计算时,A为试剂空白消耗碱液数,B为样品消耗碱液数,N为碱液浓度,其余均相同。
(10) 以硼酸为氨的吸收液,可省去标定碱液的操作,且硼酸的体积要求并不严格,亦可免去用移液管,操作比较简便。
(11) 向蒸馏瓶中加入浓碱时,往往出现褐色沉淀物,这是由于分解促进碱与加入的硫酸铜反应,生成氢氧化铜,经加热后又分解生成氧化铜的沉淀。有时铜离子与氨作用,生成深兰色的结合物[Cu(NH3)4]2+
(12) 这种测算方法本质是测出氮的含量,再作蛋白质含量的估算。只有在被测物的组成是蛋白质时才能用此方法来估算蛋白质含量。
管道直饮水,采用纳滤膜特有的选择透过性性能,可脱除自来水中有机物、细菌和病毒,保留水中有益于人体的微量元素,是对“自来水饮用水的深度处理”,经臭氧、紫外线、变频恒压输出至用户可直接生饮的水。
分质供水是指根据生活中人们对水的不同需要,由市政提供的自来水为生活饮用水,采用特殊工艺将自来水进行深度加工处理成可直接饮用的纯净水,然后由食品卫生级的管道输送到户,并单独计量。这种直接饮用的纯净水分纯水或净水,即按照中华人民共和国GB 17323《瓶装饮用纯净水》,以符合生活饮用水卫生标准的水为原料,通过反渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO)净化处理后,称为纯水。按照建设部CJ 94《饮用净水水质标准》[3],用同样符合生活用水卫生标准的水为原料,通过纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或法国卡提斯(CARTIS)载银活性炭净化处理后,称为净水。
国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(讨论稿)》[2]要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]规定要求。管道分质直饮水系统的设计生产必须符合《管道直饮水系统技术规程(讨论稿)》[4],在法规上给予了严格的行业规范和强有力的卫生行政执法依据,真正确保每一个小区管道分质直饮水用户的饮水卫生安全与饮用健康,这便是新一代的高效、绿色环保、节能型水质处理供水装置。
1.2直饮水
以上纯水或净水经臭氧气液混合后密封于容器中且不含任何添加物,再通过紫外线照射,经电子(场)水处理器(微电解杀菌器)流经的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性水,由食品卫生级管道供每家每户直接饮用,可供直接饮用的水叫直饮水。
1.3直饮机
管道直饮机,是在饮水机的基础功能上增加进水自动控制器,使用时只需将管道直饮机与饮用水管道直接联接,实现自动进水,可直接饮用的饮水机。是现代住宅小区、写字楼供水的终端饮水设备。
1.4管道分质供水系统
管道分质直饮水及直饮机是将水处理装置与供水管网、管道直饮机有机的结合,在处理工艺上都有严格要求和卫生规范,工艺中除沉淀、吸附、过滤常规方式外,采用新的水处理材料及工艺,用铜锌滤料(KDF)替代石英砂;用臭氧(Ozone/Q3)与颗粒活性炭(Grancule Activated Carbon/GAC)结合成生物-活性炭法(Biological Activated Carbon/BAC)消毒方式替代普通活性炭(Activated Carbon/AC);用钛金属滤芯(HDF)替代聚丙烯(PPF);用超滤膜(Ultrafiltration Element/UF)作为预处理;用纳滤膜(Nanofiltration Element/NF)或卡提斯(CARTIS)替代通常的逆渗透膜(Revvrse Osmosis Element/RO),将水的利用率提高;将电量的消耗减少,产品水主要采用臭氧加紫外线杀菌器的最佳组合,增加电子(场)水处理器(微电解杀菌器),是管道分质供水系统管网循环杀菌的理想产品。对管网进行定期循环,经卡提斯(CARTIS)处理过的水溶氧量大,增加了水的活性,能抑制细菌生长,可持续保鲜,有效保证管网内水的新鲜与饮用卫生安全。系统的供水量严格遵守每天的按用水需求量设计,再加上管道直饮机内储存水容量不会大于3升(家用型)、30升(单位型),保持随时饮用随时补充新鲜水。国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范(2002)》[2]标准(讨论稿)要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准(CJ94-1999)》[3]。由于直饮水水质纯净,口感甜润,每天的产水每天饮用完,管网系统每天定时用臭氧、紫外线杀菌、电子(场)水处理器消毒保鲜,水中含氧量的提高能预防直饮水的二次污染,使每天的直饮水新鲜可口。给水采用恒压变频水泵输送,满足高层建筑要求。分质供水非常适应于现代城市住宅小区管道直接饮用水的需求,从而提高人民生活质量。
1.5预处理装置
预处理装置是将自来水经臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多级过滤,使原水达到初级净化的装置。其由臭氧水处理仪、原水罐、增压泵、铜锌沉淀过滤、活性炭吸附过滤、金属钛棒微孔精密过滤,经预处理后的水满足超滤膜净化处理,提供给予后置反渗透膜或纳滤膜进水要求。
1.6水质深度处理装置
水质深度处理装置是将经预处理后的水,由高压泵加压作用于反渗透膜(简称RO)或反渗透膜纳滤膜(简称NF)的反渗透功能达到纯净水的目的[9],电导率检测仪、臭氧装置、紫外线消毒杀菌器、和微电脑控制电器组合而成。通过去除水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒、异色异味等,经处理的水质符合卫生部《生活饮用水卫生规范》[1]的有关规定和建设部《饮用净水水质标准(CJ 94-1999)》[3]。
1.5净水的制造方法:纳滤膜渗透法(简称NF)
纳滤渗透膜技术是介于反渗透膜与超滤膜性能之间的承前启后膜技术,作为一种新型分离技术,纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征[7]:一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,为150~2000 Å;二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率,因为它的表面分离层是由聚电解质所构成,对离子有静电相互作用。三是超低压大通量,即在超低压下(0.1MPa)仍能工作,并有较大的通量。也是最先进、最节能、效率最高的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下,借助于只允许水分子透过纳滤渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶济分离,从而达到净化水的目的。纳滤渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚洗胺合成纳米纤维素组成的。它的孔径为0.001微米(相当于大肠肝菌大小的百分之一,病毒的十分之一)。利用纳滤渗透膜的分离特性,可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌和病毒等,纳滤膜比反渗透膜优异之处,在于除去有害物质相同之下,纳滤膜保留了水分子中人体所需生命元素。有纯净水的口感,矿泉水的微量元素。
2 工艺流程与处理单元
自来水
高频臭氧
活性炭
铜锌滤料
钛金属
增压水泵
超滤膜
直饮水
紫外线
恒压水泵
卡提斯
纳滤膜
高频臭氧
高压泵
电子水处理仪
电脑控制
钛金属
循环水泵
管网用户
2.1生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技术是目前国际上最先进的水处理工艺,在日、美、欧等发达国家已广泛采用,目前我国采用臭氧消毒处理是水处理消毒的发展趋势。臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺(BAC法),包括三个过程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有机物,延长活性炭使用寿命。
活性炭(Carbon)是一种经特殊处理的炭,每克活性炭的表面积为500~1500平方米。活性炭有很强的“物理吸附”和“化学吸附”功能,解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。 活性炭能够滤除水中化学有机物、重金属、色度、异味、氯离子等,主要功能改善口感。
生物活性炭[8],臭氧和活性炭处理的结合,一种电解自由基氧化、生物活性炭水处理技术,将需要处理的原水进入处理单元的电解部分,首先经过阳极产生的羟基自由基的氧化和阴极产生的氢自由基在阴极表面的催化加成,使有机物降解脱毒;同时阳极产生的分子态氧供给下一步生物活性炭利用,经降解脱毒后的处理水再经过生物活性炭处理后,有机污染物进一步去除,达到深度处理的目的。使用该技术处理水源水,可以使原水中的挥发性有机物由原来的11种降解至7种,TOC减少85%以上。可以使生活污水的COD减少75%以上。是一种新型的给水或有机废水深度处理的技术,在饮用水深度处理与难降解有机废水处理领域有着广阔的应用前景。生物活性炭的运行周期一般都达3至4年(使用寿命与水源水质有关);
2.2铜锌介质沉淀过滤器(KDF)
铜锌KDF滤料[5]是一种颗粒状高纯度合金,表面有着极强的抗氧化能力,近几年来流行的新型水处理过滤材料[3]。KDF滤料通过离子的氧化还原反应来工作。这种离子交换使许多有害物质成为无害物质,如使氯成为氯化物,重金属等附着在凯得菲KDF滤料上,从而降低了有害物质的含量,用KDF滤料进行水处理是一种简单、低消耗的方法,对于微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、离子交换树指、颗粒活性碳等,KDF滤料介质能够保护这些昂贵的水处理组件不受氯、微生物、矿物质结垢的影响,提高系统的使用寿命。此外,KDF滤料能去除水中高达98%的可溶性重金属,如铅、汞、铜、镍、镉、砷,锑、铝等,因此可用于饮用水或其他水处理中重金属的超出的治理。另外,借助沉淀在KDF滤料上发生的氧化还原反应还可以降低水中的碳酸盐,硝酸盐、硫酸盐等。约10年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关);
2.3钛金属微过滤器(HD)
钛棒过滤芯是以粉沫钛烧结而成,具有抗化学腐蚀,耐高温、耐氧化、寿命长,易清洗, 可再生的特点,最近两年广泛地应用在水处理领域,是一种水的过滤中 比较理想的滤芯,钛棒过滤器操作简单,拆卸方便,可在线完成清洗。采用5微米HD钛棒芯过滤,拦截大于5微米的物体,耐臭氧,主要功能延长膜的寿命,约2年内不用更换滤料(使用寿命与水源水质有关)。《循环管网回水用钛金属微过滤器,采用0.45微米HD钛棒芯过孔径大小滤,拦截大于0.45微米的物体,耐臭氧,约3年内不用更换滤料》。
2.4超滤(UF)膜净化处理器[6]
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及与孔径大小的小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的,可有效去除水中的微粒、胶体、细菌垫层及高分子有机物质,达到保护纳滤膜的功效。
2.5纳滤(NF)膜深度处理器[5]
高压水泵(单泵,也可备一用),提供纳滤膜透过水的工作压力。促进水的渗透,保持产水率。
膜的分离孔径在10-6cm-10-7cm,能除去水中有机物(如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等)、热源、病毒等物质,流体经前五级预处理后的水经反渗透RO膜或纳滤NF膜主机深层分离处理后,使有益于人体健康的水通过,不利于人体健康的水排除,脱盐率60-98%。,纳滤膜在产水过程中会截留大量的小于5微米的微粒,如不及时冲洗,在压力的作用下附着在膜表面形成污垢,严重影响膜的渗透。通过电脑定时对电磁阀的控制能及时冲洗膜表面附着的微粒,阻止膜表面污垢的形成,延缓膜的衰减,延长膜的寿命,约3年内不用更换膜元件(使用寿命与水源水质有关)。纳滤膜是超低压,大通量膜,较反渗透膜节电50%,节水10%,。
2.6卡提斯(CARTIS TM)载银活性炭技术
卡提斯粉末中共价键的银对活性碳起到保护和防止污染物腐蚀作用及抑制溶解化合物的毒性析出;粉末吸附余氯和溶解的化合物、重金属,细菌;每克卡提斯粉末面积相当于1500一2000㎡的足球场,卡提斯粉末使吸附的细菌不再变化,卡提斯粉末中共价键的银对于活性碳中细菌起到抑制其滋生作用,就是使其不在繁殖或增加细菌。卡提斯处理后的水在封闭管道里含有相似天然的催化能力;此时的灭菌功效靠卡提斯水中数以千计的微电磁场与水中矿物质相互作用和卡提斯粉末产生的其它方面等等的相关作用对水进行灭菌;同时强大的微电磁场可对输水管道进行清洗和减少结垢现象。因此卡提斯水在封闭管道和容器中的持续灭菌时间会更长。
经过大量的测试显示:卡提斯设备处理后的水,溶解氧可提高30%左右。卡提斯设备处理后的水,将对其水中的致病病菌(厌氧菌)非常有效地进行灭菌并抑制其繁殖。因此在一定的时间内,卡提斯粉末处理后的水口感和卫生指标都是最好的,充分发挥了卡提斯技术的功效。简单试验可以看出:卡提斯处理后的水会产生氧化作用,广泛应用于家庭和社区团体的直饮水、管道分质供水,满足所有对高质量用水的需求。
3 电导率显示仪
在线随时动态显示净水生产的水质状态。
4 高频臭氧水处理仪
4.1臭氧的杀菌特点[12]
臭氧处理生活饮用水,其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD),去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色,已达到全面生产应用的水平。饮用水的处理在使用臭氧设备时,臭氧的投加量一般在1-3mg/L,接触时间10-15分钟即可,可作为选型时根据用水量计算参考。化学耗氧量(锰法)(COD-Mn),溶解性有机物(DOC),紫外消光值(SAC-254nm)。臭氧的投加量的单位为PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。因此,臭氧对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。此外,臭氧在杀伤微生物的同时,还能氧化水中的各种有机物,去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到净化水的作用;延长CD活性炭、HD钛棒芯、UF膜、NF膜的使用寿命。
当臭氧水中的臭氧浓度达到灭菌浓度0.3mg/L时,消毒和灭菌作用瞬间发生,水中剩余臭氧浓度达0.3mg/L时,在0.5~1分钟内就可以100%的致死细菌,剩余臭氧浓度达到0.4mg/L时,1分钟内对病毒的灭活率达100%[10]。
臭氧氧化其它物质和有机质,最终生成无害的氧气、水和二氧化碳,剩余臭氧在常温下半衰期为20~50分钟,数小时后全部分解,还原为氧气。因而臭氧发生器也成为所有矿泉水、纯净水生产企业必选的先进杀菌消毒设备。纯氧气经电解生成臭氧气,经气液混合泵混合于水箱水中, 臭氧气溶水效率达98%,增加了水中的活性氧。臭氧装置由制氧机、臭氧发生器、气液混合泵、储水罐组成。供水系统为了防止纯净水的二次污染,延长纯净水的存放时间,由微电脑通过气液混合泵自动完成臭氧气与净化水的混合,臭氧投加量为1-5mg / L , 接触时间为4-10min,维持臭氧气在水中浓度0.5-1mg / L剩馀臭氧浓度。仅30秒起到最佳杀菌功效,杀菌率可达100%。臭氧杀菌不产生有害气体物质、无污染、无残留物,环保节能等优点;臭氧溶于水中,臭氧在水中分解时,所产生氢氧基具有强大的氧化力,可将水中的杂质如铁、锰、臭味、细菌、病毒等迅速清除,并将水分子变小,使水的味道甘甜。且自来水中的氯或卤代有机物也可完全消除。(详情请参照《臭氧对水质处理之特性》专栏)。并产生负离子。臭氧在水中约20分钟至30分钟会分解一半,因此臭氧在水中静止1小时后很快就会还原成氧气。 臭氧是无毒物质安全气体,在浓度高于1.5mg/L以上时,人员须离开现场,原因是臭氧刺激人的呼吸系统,严重会造成伤害,为此,臭氧工业协会制定卫生标准:
国际臭氧协会:0.1mg/L,接触10小时
美 国:0.1mg/L,接触8小时
德、法、日等国:0.1mg/L,接触10小时
中 国:0.15mg/L,接触8小时
以上是人在臭氧化气体环境下的安全卫生标准,其浓度与接触时间的乘积可视为基准点。“应用臭氧一百多年来,世界没有发生一起臭氧中毒事件”。
臭氧浓度以重量百分比表示,分别取0~2.0之间八个数值,通过接触装置反应五分钟后的数据。
表1 臭氧水浓度与臭氧浓度对照表为:
臭氧浓度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0
臭氧水浓度 0.35 0.55 0.75 0.85 1.15 1.65 2.15
以上结果表明,臭氧水的浓度与臭氧浓度成线性正比关系,制备高浓度的臭氧水必须先产生出高浓度的臭氧。因此,在现场使用过程中,很多单位采用了氧气作为气源来产生臭氧。在实验中当臭氧浓度(重量百分比)达到3.0时,臭氧水的浓度可达到15mg/L以上。
表2 国内外公认的臭氧灭菌消毒的实验数据
臭氧消毒 投放浓度 投放时间 病毒、病原体种类 杀灭效率
10mg/m³ 20分钟 乙型肝炎表面抗原
(HbsAg) 99.99%
0.5mg/L 5分钟 甲型流感病毒 99%
0.13mg/L 30秒 脊髓灰质炎病毒I型
(PVI) 100%
40µg/L 20秒 大肠杆菌噬菌体
ms2 98%
0.25mg/L 1分钟 猿轮状病毒SA-H
和人轮状病毒2型 99.60%
4mg/L 3分钟 艾滋病毒
(HIV) 100%
8mg/m³ 10分钟 支原体(Mycoplasma)、
衣原体(Chlamydia)等
病原体 99.85%
5 恒压变频装置(单泵,也可一备一用或二备一用)
由微处理器、压力传感器、运算放大器、变频器、断路器、液位传感器、可编程序控制器、触摸显示屏人机操作界面组成。水泵按设定的压力变频运行,保证管网压力恒定不变,不用水时自动停机,用水时自动补水,维持管网流量恒定。变频器电子保护功能:过载保护、高低电压保护、瞬间跳电保护、逆转保护、过热保护、漏电保护、欠相保护、无水停机保护等, 均可达到运动功能的显示, 查找故障原因,并能达到自动复位的功能。恒压变频装置控制器应用的最大优势是,恒压、节电。
6 紫外线杀菌器[10]
利用紫外线C波段《T253.7nm (240 - 260nm)》对细菌、病毒等致病微生物具有高效、广谱杀灭的能力,就是以紫外线破坏及改变微生物的组织结构(DNA-核酸),使其丧失复制、繁殖的能力。抑制微生物活动力以达到杀菌作用的杀菌力取决于紫外线输出量的大小,紫外线输出量不低于300000μW/cm2时(在此强度下消毒时间不超过0.8秒),在额定水流量内瞬间杀菌灭各种细菌、病毒。杀菌率可达99%~99.99%。具有保鲜效果的富氧水再经紫外线杀菌器输出,不改变水的性状、原色、原味,不产生任何消毒副产物,能确保饮用水原汁原味,卫生安全,灯管寿命约10000小时,实际装置的设计照射量相当于D10×4,即50mw.s/cm2以上。
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构,使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力,达到灭菌的效果。
通常,水消毒用的紫外线灯的中心辐射波长是253.7nm。显然,紫外线的杀菌效果取决于紫外线的辐射强度和照射时间的乘积,即辐照剂量。表1列出了微生物不同杀灭率需要的紫外线辐照剂量值,试验水样染菌1×105cfj/L,水深2cm。