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臭氧的脱色作用及其机理 [转贴 2010-05-06 14:54:47]   

臭氧对所有染色废水都有脱色能力。臭氧可破环这些染料的发色和助色基团,从而达到脱色效果,但臭氧对各种有机染料的作用是不同的。对碱性染料脱色90%需反应2分

钟,而对直接染料则需5分钟。相比之下,偶氮染料更容易被氧化。

臭氧用于对色素的脱色反应可从臭氧对共轭л-电子系的氧化分解予以说明。染料中常见的基本组成为邻羟基偶氮色素。这些化合物与臭氧反应时,首先是臭氧对肼撑体(溶液中几乎总是以此形式存在)进行亲电子攻击。又如羟基苯甲烷系色素的酚酞通过内酯环的可逆性开、闭环产生颜色与失色,从而可用作指示剂。碱性酚酞易与臭氧起反应。臭氧在电子丰富的C=C键位进行1.3一加成反应,可切断色素骨架从而脱色。臭氧与典型的三苯基甲胺系色素之孔雀绿反应时,同时攻击二甲胺部位的氮和碳骨架(C=C键),此与酚酞反应时相同。带有C=N键的甲亚胺系色素与臭氧反应时,臭氧对C=N键氮原子进行亲电子性反应。臭氧同时攻击C=N键和二甲胺基生成嗯唑烷环,共轭被切断而脱色随着对自来水水源环境及下水道二次处理水再利用的关注,二次处理水去色受到重视。至于腐植质引起的色和味,水质色度平均为10度。{zd0}达20度。这样的色度靠一般凝聚沉淀与砂滤工序是达不到充分去除的水质标准,甚至还有超过最坏标准的可能。采用臭氧处理后,色度即可降到 l 度以下,一般自来水着色原因是铁、锰含量过多,这些金属如处于游离状态,则常规方法即可充分去除。若原水中含有腐植质,有时形成铬盐,以常规处理便相当困难。故去色也是引入臭氧处理的重要因素。

臭氧的脱色机理:随着分子生物学的蓬勃发展,微生态学就将生态扩展到分子水平。其实无论蛋白质或核酸分子均属有机物,它们都是由碳、氢、氧、氮及磷或硫(C、N、O、N、P或S)组成,同时,病毒的衣壳体是由许多蛋白质亚单位即壳微粒组成。每个壳微粒之间由非共价键连结,并对称缠绕在一起,蛋白质则由多链组成,核酸又由连在一起的核苷酸链组成。其中OH,从整体看,它是电中性的(R-OH),但若从基团的内部看,它的一部分带有更多的负电荷(如氧原子),因基团的这部分(R-OH)有“额外”的成键电子,所以带负电:另一部分带有更多的正电荷(如氢原子),基团的这部分缺乏成键电子,所以带正电。若有另一个相似的基团靠近,正、负电荷之间互相吸引便生成一个弱键,即称氢键,如多肽的基团之间或核苷酸的硷基之间以及在DNA或RNA分子里的硷基配对均容易形成氢键。虽然单个氢键非常弱,但是很多氢键在一起,从而构成植物细胞坚韧的细胞壁。现再看臭氧,它是属强氧化剂,氧化电位高(2.07ev)。凡电负性高的元素能强烈地吸引电子,氧化对方,还原自己。氧化结果,导致核酸分解,蛋白质解体,抗原变性,检测转阴,色度褪尽。

臭氧具有很强的脱色、除臭、去异味能力.且可免加氯剂而产生氯酸等异味。有报道,臭氧负荷在l-3mg/mgC(即TOC,总有机碳)时,水中颜色几乎全部被去除;一般原水、色、嗅、味较低,故臭氧投加量只需l-3mg/L,接触时间10-15分钟即可。据报道:在我国研究表明,在原水色度高达1800-2500倍,COD为1100-1800mg/t时,在特定条件下,15分钟内脱色率达99%,COD去除率接近90%。影响臭氧脱色的重要因素是PH值。据研究,废水的PH值降低时,臭氧用量也下降,所以臭氧脱色在低PH下进行。在实际应用中,如用臭氧处理地下水.则当铁、锰xx氧化时,与臭氧的用量比,分别为0.48mg 臭氧/mgFe和0.88mg臭氧/mgMn。在高浓度Mn+2水中(1.10mg/L),当二者摩尔比为1:l时,氧化率为95%,而在低浓度Mn+2水中(<0.5mg/L),该比值为0.5时,即可去除90%以上的锰。
一方面是石化燃料能源的日益匮乏,一方面是人们对石化能源需求的不断增加,在不断寻找新能源的同时,目前更重要的是对现有能源的合理应用和控制。泄漏、密封问题是能源开采、运输、使用过程中最头疼的事情,也是全球气候变暖环境恶化的罪魁祸首。新型的三偏心蝶阀就是在这一偏需求声中孕育而生,它能在各种环境的管道中起到调节切断作用。
  让我们从“三偏心蝶阀的原理说起吧,在结构上蝶阀的阀体上有与管道相连的横向阀口(即阀门通径),阀口内有阀板,轴垂直于阀口穿在阀体与阀板内。该阀板的边缘设置外球面,在阀口上设置可以与外球面配合的密封面,密封面与外球面配合密封时形成密封线与轴的轴心间有偏心距a,在阀板的横向中心线即阀口中心线与转轴的中心线间有偏心距b,在外球面的连线与阀口的中心线间有夹角α,这就是三偏心蝶阀的原理。
  该专利产品它巧妙的把“三偏心蝶阀”的三偏心都放在了阀板上,在阀板的外边缘采用部分外球面结构。此结构需使用自行设计的简单夹具在数控机床上完成,外偏心球面经抛光处理达到粗糙度Ra0.4,球面镀铬或堆司太莱合金,硬度达到HRC45~60。
  把偏心角放在阀板上,阀座用压圈压在阀体上,这样就解决了普通三偏心蝶阀加工困难,阀体、阀板、阀座配对使用不能互换,损坏之后维修成本过高等一系列问题,且所有零件模块化,库房管理简单,加工简单、维修方便,降低备件成本。
  蝶阀的结构原理适合制作大口径阀门,在石油输送管道切断,冶金钢厂,煤气总管道调节、切断,化工炼油、催化、裂化、环氧丙烷、聚乙烯、聚丙烯等装置介质调节切断,水处理设备进、出水调节切断,热电站的冷却水系统,天然气,碱液,海水、酸液等行业中得到广泛应用。延长型阀盖,阀座采用 PCTFE/Kel-f,主要用于液空、液氧、液氮等-183~-196ºС的超低温场合。蝶阀结构简单、体积小、重量轻,只由少数几个零件组成。而且只需旋转1.5º即可快速启闭,操作简单,同时该阀门具有良好的流体控制特性。蝶阀处于xx开启位置时,蝶板厚度是介质流经阀体时{wy}的阻力,因此通过该阀门所产生的压力降很小,故具有较好的流量控制特性。蝶阀在关闭时,其阀板外球面与阀座密封面间的比压由外加于轴的驱动力矩产生。再加上M型弹性阀座的弹性补偿,既能实现对比压的可控又能使三偏心蝶阀的密封性能得到改善,使用寿命也大大提高。
  我们都知道调节阀按截流元件的运动方式可分为直行程和角行程。直行程阀是截流元件(阀芯、阀板等)在流体通道里做直线运动;角行程阀是截流元件在流体通道里做旋转运动。直行程阀的介质流路复杂,呈S形,因而流阻大,流通能力小,所以流量系数Kv值小,直行程的复杂流路使介质易沉淀在节流口附近,造成堵卡,出现阀芯关不死,打不开现象,且尺寸较大,重量也大。在阀芯上下运动时容易把介质带出,密封性能差,所能承受的压差较小,当压差偏高会有冲蚀、气蚀现象。而角行程的介质流路简单,因而流动阻力小,流通能力大,Kv值大,不易使介质产生沉淀。由于流路简单,内腔和外形也简单,尺寸也较小。从种种的比较来看,角行程显然是以后调节阀的主流。
  而在角行程的阀中再从常用的球阀、蝶阀和三偏心蝶阀做一下比较。判断一台阀的好坏要从它的调节、切断、压差、防堵、耐蚀、耐压、耐温、重量、外观以及外漏这些方面来考虑。球阀的重量太重,体积庞大,外观丑陋;普通蝶阀很难切断流体,且扭矩过大,{wy}能满足以上所有要求的就是三偏心蝶阀。这样很明显的可以看出三偏心蝶阀的优势,在阀门行业的地位不言而论。

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