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水蒸氣蒸餾的基本原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液 膜濾 濃縮液

1、引言

控制城市垃圾滲濾液引起的污染是當(dāng)前垃圾填埋技術(shù)要解決的一大難題。國家曾在2008年頒布了《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 ，對處理垃圾滲濾液提出了更高的要求。隨著要求的提高，垃圾滲濾液的處理逐漸采用了生化組合膜濾的工藝。實際滲濾液處理中越來越多的采用NF、RO 膜，這種薄膜具有很多優(yōu)點，例如占地面積小、透水效果好。然而在達(dá)到排放上清液指標(biāo)的同時也不可避免的產(chǎn)生了一批膜濃縮液。

產(chǎn)生的膜濾濃縮液，其體積占全部垃圾滲濾液原液的8%-20%，且濃縮液的運輸費用高，。因此，研究如何減少濃縮液的量及濃縮液的達(dá)標(biāo)排放有極大的現(xiàn)實意義。文中筆者對國內(nèi)現(xiàn)有的一些膜濾濃縮液處理技術(shù)進(jìn)行簡要分析。

2、滲濾液膜濃縮液的特點分析

垃圾滲濾液膜濾濃縮液指的是垃圾滲濾液在生物降解后經(jīng)NF膜或RO膜截留下的余液。膜納濾與反滲透分離的基本原理是：滲透膜具有選擇透過性，水可以順利通過膜，其他的化合物有部分或者全部被截留。如此進(jìn)水經(jīng)過膜后可分成兩部分：處理后的滲透液和截留液。截留液通常不具有可生化性，液體的主要成份是腐殖質(zhì)類物質(zhì)，呈棕黑色狀，含有大量的金屬離子，其中TDS含量 在21000m g /L -65000m g /L之間。反滲透工藝得到的濃縮液，其中COD含量 通常在5000m g /L 以上，氨氮濃度在100 m g /L～ 1000m g /L，液體電導(dǎo)率為45000us /cm～ 55000us /cm[1]。

3、濃縮液處理方法

3.1回灌

回灌其實是將填埋場視為一個以垃圾為填料的生物濾床。自上而下將回灌的濃縮液引入垃圾填埋層，垃圾中的微生物會降解液體中的有機污染物。對于回灌過程來說，回灌頻率、回灌量以及回灌污染物濃度是回灌處理最重要的3個控制參數(shù)[ 2]。

西方國家從上世紀(jì)九十年代就開始將反滲透濃縮液利回灌填埋場。實踐證實：在全名考慮填埋場相關(guān)特征設(shè)計的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)回灌處理濃縮液系統(tǒng)的長期使用，且填埋場排出的滲濾液中含有的污染物濃度變化幅度較小[ 3]。 蔣寶軍、李俊生等做回灌實驗，用重慶長生橋垃圾填埋場滲濾液經(jīng)DTRO 過濾后的濃縮液。實驗結(jié)果證實，回灌處理濃縮液在實施中可行，回灌處理能有效過濾其中的COD和NH3 - N，濃縮液回灌去除COD收水力負(fù)荷的影響較大[ 4]。然而，回灌處理可能對地下水產(chǎn)生污染，水流短路形成后，填埋層含水率增加[ 5]。同時濃縮液直接回灌也將導(dǎo)致垃圾場含鹽量升高。

3.2高級氧化技術(shù)

蹇興超、吳天寶研究中用臭氧氧化納濾處理濃縮液[ 6] 。德國柏林Ruh leben污水廠在三級出水經(jīng)納濾后，用臭氧氧得到的納濾濃縮液，結(jié)果證實臭氧氧化能夠有效地破壞濃縮液中的有色集團的大分子有機物，不足是降低總有機物含量的速度較慢。初步研究發(fā)現(xiàn)臭氧投配量在55mg /L時，將取得最好效果的濃縮液可生化降解性。

張龍、李愛明等研究了混凝沉淀- 樹脂吸附- Fen ton氧化工藝對垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理效果[ 7]。MBR 在經(jīng)納濾后，納濾膜濃縮液經(jīng)混凝沉淀- 樹脂吸附- Fenton氧化后可將膜濾濃縮液的COD 降至120m g /L，COD去除率達(dá)到98.0%。如果不加Fen ton，COD氧化深度就會降至402m g /L，COD的去除率在94.0%。實踐得知，處理能力為50t /d的膜濾濃縮液處理，需要有110.5萬元的投資成本，其后運行成本在15.4元/ t。混凝沉淀得到的污泥要運至附近的填埋場進(jìn)行處理。

3.3蒸發(fā)

蒸發(fā)技術(shù)在垃圾滲濾液膜濾濃縮液的處理、垃圾滲濾的處理中有越來越多的運用。目前使用較多的有負(fù)壓蒸發(fā)、浸沒燃燒、機械壓縮蒸發(fā)等。

岳東北、劉建國等用蒸發(fā)法來驗證垃圾濃縮液滲濾經(jīng)RO 處理的效果[ 8] 。結(jié)果證實，在酸性條件下隨著原液PH 的升高，冷凝液中的COD就越小，同時NH3 - N的濃度逐漸變大。有機物揮發(fā)主要出現(xiàn)在蒸發(fā)過程初期，而蒸發(fā)后期主要是NH3-N的揮發(fā)。

浸沒燃燒蒸發(fā)技術(shù)是一種不固定傳熱面的蒸發(fā)方式。過程中把燃料和空氣送入燃燒室進(jìn)行充分燃燒，其后將高溫?zé)煔庵苯右胍后w中以使液體升溫。高溫?zé)煔庠谶M(jìn)入液體后以大量小氣泡形式上升，由于煙氣與液體混合的活動十分強烈，從而大大提高了傳熱效率。若將尾氣在排放之前控制到液體一致的溫度，則傳熱效率會達(dá)95%[ 9]。岳東北、許玉東等采用浸沒燃燒蒸發(fā)工藝處理經(jīng)RO系統(tǒng)濃縮的滲濾液[ 10]。該項目自正式運行以來，性能穩(wěn)定，處理效果好。處理能夠?qū)崿F(xiàn)RO濃縮液的10倍濃縮。該項目最初設(shè)計處理能力在30m3 /d，投入資金為120萬元，處理開支在3.00元/m3。該系統(tǒng)最大的不足是濾除NH3 - N的效果差。

浸沒燃燒蒸發(fā)屬于常壓條件下的高溫蒸發(fā)，膜濾濃縮液中將會存在很高濃度的氯離子。氯離子在70℃ 以上的溫度就會腐蝕金屬材料。同時其水分以蒸氣形式排出，有較高能量散失率[ 11]。

近年來，機械壓縮蒸發(fā)技術(shù)逐步應(yīng)用到垃圾滲濾液的處理。MVC蒸發(fā)處理垃圾滲濾液的基本原理是機械壓縮產(chǎn)生的蒸汽，使高溫蒸汽成為熱源，同時將原滲濾液蒸發(fā)為新蒸汽，之后又經(jīng)壓縮提升溫度，如此循環(huán)。系統(tǒng)中的原高溫蒸汽冷卻成蒸餾水，在排出前將余熱交換給進(jìn)水來液，故有較高能量利用率。該蒸發(fā)處理技術(shù)能把滲濾液濃縮至原液體積的3% ～ 10%，清水排放率達(dá)96%以上。

針對MVC高效蒸發(fā)的優(yōu)勢可考慮將其引入到膜濾濃縮液的處理中來。廣州某地垃圾滲濾過RO濃液通過MVC技術(shù)蒸發(fā)處理后，TDS 達(dá)到25%，配合沼氣進(jìn)行干燥，干燥粉末在5%以下[ 12]。

3.4膜蒸餾

膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜，用膜兩邊蒸氣壓力的差值來力的膜分離，當(dāng)輸水微孔膜分隔開不同溫度水溶液時，則會因為膜的疏水性導(dǎo)致兩側(cè)的水溶液均不可透過膜孔穿入到另一側(cè)。暖側(cè)水溶液同膜之間的水蒸氣壓會高于冷側(cè)的氣壓，水蒸氣能穿過膜孔由暖側(cè)過渡至冷側(cè)發(fā)生冷凝[ 13]。減壓膜蒸餾主要是將傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)和膜技術(shù)結(jié)合發(fā)明的一種新型膜分離技術(shù)。該方法具有設(shè)備簡單，過程溫度低，對大分子等揮發(fā)物的截留率能夠達(dá)到100%，能夠完成高濃度溶液的處理等優(yōu)點[ 14 ]。劉東等采用疏水性聚偏氟乙烯中空纖維膜來處理部分石化企業(yè)廢水經(jīng)RO過程處理后得到的污水，開展VMD處理實驗[15]。結(jié)果證實，在75℃、壓強0.096MPa 條件下VMD過程初始通量達(dá)到33L /（ m2# h），則VMD過程與化學(xué)絮凝發(fā)生良好的結(jié)合。在將RO 濃縮至原來的1/10倍時，VMD過程通量可以保持在15L /（ m2# h）以上，產(chǎn)水電導(dǎo)率保持在5- 8us /cm，脫鹽率可以穩(wěn)定在99. 9%以上。

相比較于常規(guī)蒸餾法，膜蒸餾可以實現(xiàn)較高的蒸餾效率，該法系統(tǒng)占地面積更小，得到的蒸餾液較為純凈。同時膜蒸餾過程也不要求把溶液加熱至沸點，膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)膲翰罴纯赏瓿烧麴s處理。然而膜成本高，蒸餾通量受到系統(tǒng)限制。溫度變化以及濃度極化也將影響膜蒸餾效果，難以保持運行狀態(tài)的穩(wěn)定。膜蒸餾是一個存在相變的過程，熱量主要是通過熱傳導(dǎo)的方法傳遞到液體中，所以能量轉(zhuǎn)化效率較低（通常在20%左右）[16]。

水蒸氣蒸餾的基本原理范文第2篇

以創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，創(chuàng)新實驗教學(xué)理念，融合無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)等四大化學(xué)的實驗教學(xué)，發(fā)展實驗手段現(xiàn)代化、教學(xué)方法多樣化、實驗內(nèi)容綜合化的醫(yī)學(xué)和藥學(xué)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)新體系。十余年的運行實踐表明，特色鮮明的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)新體系已經(jīng)成功地培養(yǎng)了醫(yī)學(xué)和藥學(xué)的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才。

關(guān)鍵詞

基礎(chǔ)化學(xué);實驗教學(xué);創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)

化學(xué)是一門實踐性強的學(xué)科，也是醫(yī)學(xué)和藥學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科。因此，基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)在創(chuàng)新型和創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)中具有重要地位［1-2］。首都醫(yī)科大學(xué)化學(xué)生物學(xué)與藥學(xué)院實驗教學(xué)中心自2004年成立至今，一直追求以學(xué)生為導(dǎo)向，培養(yǎng)具有動手能力強、綜合素質(zhì)好、微調(diào)自己就可適應(yīng)社會需求的具有創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)雙創(chuàng)人才的實驗教學(xué)理念。特別是2006年成為北京市實驗教學(xué)示范中心以來，基于“實驗中心”的教學(xué)理念，不斷探索和研究面向醫(yī)學(xué)門類學(xué)生和藥學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)。在不違背實驗教學(xué)基本規(guī)律和時代要求的前提下，不斷實施實驗教學(xué)理念的創(chuàng)新，特別是在教學(xué)模式上，打破了傳統(tǒng)的實驗課程的設(shè)置和學(xué)科的界限，將無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)等四大化學(xué)的實驗教學(xué)融合，成為現(xiàn)行的基礎(chǔ)化學(xué)實驗一、基礎(chǔ)化學(xué)實驗二、基礎(chǔ)化學(xué)實驗三和基礎(chǔ)化學(xué)實驗四。經(jīng)過十余年的實踐，基礎(chǔ)化學(xué)實驗不僅形成了獨特的實驗教學(xué)體系，更為藥學(xué)生的專業(yè)實驗課程打下了堅實的基礎(chǔ)，形成了具有首都醫(yī)科大學(xué)化學(xué)生物學(xué)與藥學(xué)院特色的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)體系，受到同行專家的關(guān)注和肯定，并于2014年獲批國家級實驗教學(xué)示范中心，確定了融合的基礎(chǔ)化學(xué)實驗是培養(yǎng)創(chuàng)新型和創(chuàng)業(yè)型的雙創(chuàng)型醫(yī)學(xué)人才和藥學(xué)人才的重要基石。

1實驗手段現(xiàn)代化

2004年以來，實驗中心針對國家中長期發(fā)展對學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的需要，不斷推進(jìn)以實驗技術(shù)組合化、實驗技術(shù)現(xiàn)代化和實驗內(nèi)容信息化為代表的實驗手段現(xiàn)代化基礎(chǔ)進(jìn)程。

1.1實驗技術(shù)組合化

實驗教學(xué)中心獨立設(shè)置的每門基礎(chǔ)化學(xué)實驗課，均有較高比例的基礎(chǔ)性實驗，如稱量技術(shù)、滴定技術(shù)、溶液配制技術(shù)、過濾技術(shù)、蒸餾技術(shù)、熔點測定技術(shù)、沸點測定技術(shù)、重結(jié)晶技術(shù)、色譜技術(shù)、燃燒熱測定技術(shù)等，為本科生的基本概念、基本原理和基本操作打好基礎(chǔ)。在后續(xù)綜合性實驗中，融合了相關(guān)學(xué)科或同一學(xué)科多項技術(shù)，如基礎(chǔ)化學(xué)實驗二和基礎(chǔ)化學(xué)實驗三課程“小茴香中茴香油的提取和分析測定”實驗［3］。在基礎(chǔ)化學(xué)實驗二中，學(xué)生學(xué)習(xí)水蒸氣蒸餾法提取小茴香揮發(fā)油，掌握水蒸氣蒸餾技術(shù)的基本原理和操作技巧，保存好提取物。接著在基礎(chǔ)化學(xué)實驗三中，以基礎(chǔ)化學(xué)實驗二的提取物作為樣品，以正己烷萃取小茴香油，然后采用常壓蒸餾技術(shù)回收正己烷溶劑，樣品采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法，定性和定量測定小茴香揮發(fā)油中的反式茴香腦。該綜合性實驗設(shè)計既有水蒸氣蒸餾、簡單蒸餾和溶劑萃取技術(shù)的訓(xùn)練環(huán)節(jié)，又有色譜技術(shù)的訓(xùn)練環(huán)節(jié)，實驗內(nèi)容通過層次遞進(jìn)的方式展現(xiàn)給學(xué)生:在掌握了簡單蒸餾原理的基礎(chǔ)上，很容易掌握分餾的概念，即分餾就是反復(fù)多次的簡單蒸餾;而在掌握了分餾概念的基礎(chǔ)上，學(xué)生又很容易理解色譜學(xué)中抽象的塔板理論概念，即將色譜柱看作一個分餾塔，待分離組分在分餾塔的塔板間移動，在每一個塔板內(nèi)組分分子在固定相和流動相之間形成平衡，隨著流動相的流動，組分分子不斷從一個塔板移動到下一個塔板，并不斷形成新的平衡。換句話說，色譜柱的塔板數(shù)越多時，其分離效果就越好。小茴香揮發(fā)油綜合實驗就是水蒸氣蒸餾、簡單蒸餾、萃取、稱量、溶液配制以及氣相色譜等多種操作技術(shù)的綜合組會，實驗的實施全面訓(xùn)練了學(xué)生的實驗技能，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，培養(yǎng)了醫(yī)學(xué)藥學(xué)實用型人才，取得了良好的教學(xué)效果［4］。

1.2實驗技術(shù)信息化

傳統(tǒng)模式下的大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)存在諸多方面的問題，比如學(xué)生被動實驗現(xiàn)象突出、實驗現(xiàn)象不夠直觀，使得學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握不完全。當(dāng)前，科學(xué)可視化和電子通信技術(shù)的大發(fā)展給化學(xué)研究和化學(xué)課堂教學(xué)帶來了令人興奮的應(yīng)用機會。通過多媒體輔助實驗教學(xué)，應(yīng)用分子模擬程序，可以將一個復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)形象化、立體化、動態(tài)化地展示給學(xué)生，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果［5］。2006年以來，學(xué)院用信息化教學(xué)手段落實先進(jìn)的教學(xué)理念和實施先進(jìn)的教學(xué)方法。隨著北京市對實驗教學(xué)中心經(jīng)費投入不斷加大，實驗教學(xué)中心配備了一流的實驗教學(xué)儀器和設(shè)備，提供了信息化實驗教學(xué)手段。為了用信息化的教學(xué)手段落實先進(jìn)的教學(xué)理念和實施先進(jìn)的教學(xué)方法，中心17間實驗室都安裝了多媒體系統(tǒng)，全部實現(xiàn)了多媒體輔助教學(xué)，自行設(shè)計制作了9套多媒體教學(xué)課件，拍攝了20部實驗教學(xué)錄像片。將大量教學(xué)圖片、視頻資料、多媒體軟件、教學(xué)參考光盤等應(yīng)用于實驗教學(xué)，用生動形象的文字、圖像以及視頻等媒體信息直觀地表達(dá)實驗的重點、難點及操作方法和要點，增加了教學(xué)的信息量，強化了學(xué)生的視覺和聽覺感觀，改進(jìn)了教學(xué)效果，優(yōu)化了教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力得到有效培養(yǎng)。

1.3實驗技術(shù)現(xiàn)代化

學(xué)院每年用北京市教委提供的300萬元專項基金，購置新的實驗教學(xué)儀器和設(shè)備，推進(jìn)中心的實驗設(shè)施現(xiàn)代化建設(shè)，提升實驗技術(shù)現(xiàn)代化。例如，基礎(chǔ)化學(xué)實驗二中“熔點的測定”除了教給學(xué)生傳統(tǒng)的提勒管測定法外，還用購置的WRS-1B數(shù)字熔點儀、SMP3數(shù)字熔點儀以及顯微數(shù)字熔點儀，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和掌握現(xiàn)代化熔點測定技術(shù)。又例如，在基礎(chǔ)化學(xué)實驗二“旋光度的測定”中，除了教會學(xué)生樣品用量較大的國產(chǎn)的WXG-4圓盤旋光儀，還教會學(xué)生使用樣品用量只有50μL的美國Rudolph微量旋光儀。同時，中心還購置了7臺Agilent氣相色譜儀、7臺Waters高效液相色譜儀和3臺Thermo-Fish-erUltimate3000高效液相色譜儀、6臺Shimadzu2550紫外可見分光光度儀、5臺ShimadzuRF-5301熒光分光光度計、2臺紅外分光光度計、1臺馬爾文納米粒度測定儀。教師充分利用這些新儀器設(shè)計開發(fā)新的綜合性和設(shè)計性實驗項目，豐富實驗教材內(nèi)容。所購置的現(xiàn)代化的儀器設(shè)備向本校本科學(xué)生開放，學(xué)生在實驗課中零距離接觸這些大型和精密儀器設(shè)備。這些一流的實驗設(shè)備成為學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)化學(xué)現(xiàn)代實驗技術(shù)的保障，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)能力，特別為藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生接下來的專業(yè)實驗課程的學(xué)習(xí)打下良好的動手能力基礎(chǔ)。

2實驗教學(xué)方法多樣化

學(xué)院逐步實現(xiàn)以學(xué)生為中心、以教師為主導(dǎo)的教學(xué)目標(biāo)，不斷完善以啟發(fā)式教學(xué)、互動式教學(xué)和研究式教學(xué)為代表的實驗教學(xué)多樣化，培養(yǎng)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才。

2.1啟發(fā)式實驗教學(xué)

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)一般采取的是“配方抓藥”的方式，學(xué)生按照教科書寫好的步驟去做實驗，在整個實驗過程中很少設(shè)置有讓學(xué)生去思考的環(huán)節(jié)，學(xué)生處于一種被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)中，學(xué)生的實驗技能僅僅處于“會操作”這樣一個低水平階段，對化學(xué)科學(xué)的本質(zhì)的理解力和創(chuàng)新能力沒有得到有效訓(xùn)練［6］。因此，用互動式教學(xué)方法貫穿實驗教學(xué)是中心的基本原則，教學(xué)中以教師的啟發(fā)指導(dǎo)為主，通過學(xué)生認(rèn)真思考和研究來完成實驗，以提高學(xué)生對基礎(chǔ)化學(xué)知識的靈活運用能力。在每次開始上實驗課時，授課教師會圍繞實驗原理、實驗方法、實驗難點、實驗預(yù)期結(jié)果和可能出現(xiàn)的問題等啟發(fā)學(xué)生主動思維，讓學(xué)生談看法。比如在基礎(chǔ)化學(xué)實驗二“柱色譜分離甲基橙和亞甲基藍(lán)”的實驗中，都會讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生提問題［7］。比如提問學(xué)生實驗中是藍(lán)色條帶還是黃色條帶先流出色譜柱?為什么?然后讓學(xué)生觀察實驗結(jié)果與自己最初的判斷是否一致，假若判斷有錯誤，首先讓學(xué)生獨立思考原因，然后在實驗課結(jié)束時，會組織學(xué)生即時小結(jié)。通過小結(jié)，啟發(fā)學(xué)生注意聯(lián)系理論知識，引導(dǎo)學(xué)生從被分離化合物的結(jié)構(gòu)和極性以及固定相硅膠的結(jié)構(gòu)、極性和化合物與硅膠的相互作用等方面去思考，對實驗結(jié)果給出正確的理論解釋，對實驗出現(xiàn)的問題給出合理的分析。啟發(fā)式實驗教學(xué)不僅調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，管理理論課與實驗課知識，尤其是提升了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，是創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的重要教學(xué)方法。

2.2互動式實驗教學(xué)

自發(fā)性和即興表演等多種方式的互動式教學(xué)對提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)具有重要意義。在互動式教學(xué)過程中，教師和學(xué)生雙方要充分利用互動式教學(xué)資源如視覺、語調(diào)、手勢和體態(tài)等。教師通過與學(xué)生的交流，了解學(xué)生的想法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。教師在授課中要經(jīng)常提出適宜的問題，征求學(xué)生的答案，同時鼓勵學(xué)生積極提問，并組織學(xué)生討論，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維［8］。因此，用互動式教學(xué)方法貫穿實驗教學(xué)也是中心的基本原則，積極鼓勵授課教師在課堂上采用互動式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。例如，在基礎(chǔ)化學(xué)實驗二“從茶葉中提取咖啡因”的實驗中，由于升華時對溫度的控制不同，實驗現(xiàn)象和結(jié)果會有很大的差異，有的學(xué)生在升華過程中很快聞到了糊味兒，升華用的濾紙由白色變成了焦黃色，升華的咖啡因產(chǎn)品晶體細(xì)小且很短，夾雜著黃色;而有些學(xué)生在升華過程中沒有聞到糊味兒，咖啡因晶體潔白，顆粒很大且很長，附著在濾紙上干凈整潔，產(chǎn)率較高。對于這樣的實驗教學(xué)情況，教師就組織全班學(xué)生一起探討原因，將產(chǎn)生不同實驗現(xiàn)象的學(xué)生分成小組相互觀摩、探討和交流，認(rèn)真比較實驗現(xiàn)象，仔細(xì)分析實驗過程的異同，最后總結(jié)出實驗成功的經(jīng)驗:茶葉的提取物在焙炒過程中要充分去除提取溶劑，形成墨綠色的均勻細(xì)小顆粒，升華時溫度上升要緩慢，不能著急，若提取溶劑去除不干凈和升華溫度上升過快會導(dǎo)致咖啡因結(jié)晶色澤較差和產(chǎn)率較低。學(xué)生通過這樣的討論，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力有了很大的提高，并且實驗熱情高漲，培養(yǎng)了學(xué)生主動參與、勇于爭論、敢于表態(tài)的實驗態(tài)度，提高了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。在相互討論的過程中教師自身也得到了很大提高，與學(xué)生之間也有了近距離的情感交流，達(dá)到了教學(xué)相長。

2.3研究式實驗教學(xué)

研究式實驗教學(xué)的特點是課堂上有更多的互動、學(xué)生可分組實驗以及會像科研實驗?zāi)菢赢a(chǎn)生真實的問題等。通過研究式實驗教學(xué)，學(xué)生對基礎(chǔ)化學(xué)概念的理解和學(xué)習(xí)態(tài)度上比傳統(tǒng)的教學(xué)方式更有效［9］。因此，在實驗課中開設(shè)研究式實驗是一項非常有意義的工作，是培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、大膽探索和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神的有效途徑。為此，實驗教學(xué)中心積極推行研究式教學(xué)，讓設(shè)計實驗內(nèi)容更加靠近正規(guī)的科研實驗［10］，成為中心實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一。例如，在“紫外分光光度法測定未知物的含量”設(shè)計性實驗中，教師在實驗課開始前2周，向?qū)W生布置實驗題目、內(nèi)容和實驗要求，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，以課題小組為單位自主設(shè)計實驗方案并說明實驗原理;實驗實施前1周，收集學(xué)生的實驗方案，由教師進(jìn)行審閱;實驗實施前1天，組織一個討論會，由各課題組提出自己的實驗方案，全班討論、歸納，在教師的指導(dǎo)下，最終形成一個公認(rèn)合理可行的實驗實施方案;學(xué)生從調(diào)整儀器、配置試劑開始，完全自己動手完成實驗方案的實施;學(xué)生實驗完成后，獨立完成實驗報告。通過研究性實驗教學(xué)的培養(yǎng)，學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力、歸納總結(jié)能力和團隊協(xié)作能力有了很大提高，對理論知識的理解也更加深刻和透徹。

3實驗內(nèi)容綜合化

傳統(tǒng)藥學(xué)基礎(chǔ)實驗課程體系強調(diào)無機、有機、分析和物化實驗的專業(yè)性和獨立性，課程開設(shè)基本分屬于各教研室，各建一套，各自為政，不重視各學(xué)科之間的相互交叉滲透，結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合分析問題和解決問題能力不足，同時也制約了各教研室的資源共享。將藥學(xué)基礎(chǔ)實驗課程體系各學(xué)科相互融合，注重相關(guān)學(xué)科的交叉聯(lián)系，開展綜合性實驗訓(xùn)練，提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力，是當(dāng)前藥學(xué)實驗教學(xué)改革的主要方向［4］。綜合性實驗對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)意義重大，也是中心實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一。2006年以來，中心利用專項資金購置了一大批用于光學(xué)、電化學(xué)和色譜學(xué)分析等技術(shù)的教學(xué)儀器設(shè)備。例如，紫外可見分光光度計、熒光分光光度計、紅外分光光度計、氣相色譜儀和高效液相色譜儀等。如何在現(xiàn)有條件下，最大限度地提高教學(xué)質(zhì)量和效果，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，綜合性實驗項目的開設(shè)就顯得非常必要。為此，實驗中心積極推行綜合性實驗項目教學(xué)。比如在“基礎(chǔ)化學(xué)實驗二”中，乙醇浸提茶葉、升華法提純咖啡因，中心管理好學(xué)生的樣品;在“基礎(chǔ)化學(xué)實驗三”中，讓學(xué)生使用自己的樣品采用液相色譜法分析咖啡因的純度及含量測定，學(xué)生可以在“基礎(chǔ)化學(xué)實驗三”中體會在“基礎(chǔ)化學(xué)實驗二”中自己樣品的好壞程度。再如在“基礎(chǔ)化學(xué)實驗二”中，學(xué)生合成和純化阿司匹林，保留樣品;在“基礎(chǔ)化學(xué)實驗三”中，分別采用紫外二階導(dǎo)數(shù)光譜法和液相色譜法分析阿司匹林及其雜質(zhì)水楊酸的含量，在“基礎(chǔ)化學(xué)實驗四”中，測定阿司匹林的燃燒熱。這種將相關(guān)實驗技術(shù)融合在既相對獨立又互相關(guān)聯(lián)的具體實驗中，使這些選定的實驗項目串聯(lián)成一個大實驗，通過實驗原料傳遞的方法，使實驗內(nèi)容變成一系列前后關(guān)聯(lián)的有機整體，實驗設(shè)計整合了有機化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)的實驗內(nèi)容，注重上下游課程之間的滲透和銜接，提升了學(xué)生對科學(xué)知識和實驗課程學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力。

4化學(xué)實驗教學(xué)改革的展望

本校實驗教學(xué)中心在未來將繼續(xù)以培養(yǎng)創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)型人才為指導(dǎo)思想，不斷探索、研究醫(yī)學(xué)化學(xué)和藥學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)的基本規(guī)律、特點，不斷吸取實驗教學(xué)改革和科學(xué)研究的新成果，不斷完善基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容和體系，切實提高我國醫(yī)學(xué)和藥學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量和水平。

作者：唐靜成 王玉記 吳建輝 趙明 單位：首都醫(yī)科大學(xué)化學(xué)生物學(xué)與藥學(xué)院

參考文獻(xiàn)

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水蒸氣蒸餾的基本原理范文第3篇

（赤峰工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

【摘要】超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中擁有著能量消耗低、環(huán)保性能好、溫度壓強皆可控制等諸多優(yōu)點，在天然產(chǎn)物提取中應(yīng)用非常廣泛。

關(guān)鍵詞 超臨界二氧化碳萃??；天然產(chǎn)物；提?。粦?yīng)用

作者簡介：鄒書慧（1981.09—），女，漢族，山東人，碩士研究生，講師，研究方向為天然產(chǎn)物提取。

曹曉鋒（1981.02—），男，蒙古族，內(nèi)蒙古人，碩士研究生，講師，研究方向為化學(xué)工藝。

我國土地遼闊，物種繁多，有著豐富的物產(chǎn)資源，各個地區(qū)基本都存在著本地特有的生物資源。近幾年，我國的食品行業(yè)和藥品行業(yè)中天然產(chǎn)物的提取方法得到大力的研究探索，并取得了一定的成果。傳統(tǒng)的天然產(chǎn)物分離純化方法往往是采用有機溶劑，需要花費較高的成本，而且會造成環(huán)境污染，處理時間相對較長，操作比較復(fù)雜，提取出來的產(chǎn)物純度也很難達(dá)到實際要求。所以，食品行業(yè)和藥品行業(yè)都在積極研發(fā)科學(xué)有效、簡單快速的高提取率方法，尋求采用無溶劑提取方式的分離方法，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)就是最為有效的方法之一。

1超臨界二氧化碳萃取技術(shù)概述

1.1超臨界流體萃取技術(shù)的定義

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)全稱是超臨界二氧化碳流體萃取技術(shù)。這項技術(shù)是一項比較新的科學(xué)技術(shù)，伴隨著我國科技化工業(yè)的飛速發(fā)展，該項技術(shù)成為了全世界應(yīng)用廣泛的物理萃取技術(shù)。該技術(shù)是采用高壓高密度的超臨界流體作為萃取技術(shù)中的溶劑，溶解固體或是液體進(jìn)而提取出有效成分，隨后采用升溫降壓等手段將萃取結(jié)束以后的組分分離開來。

1.2超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的基本原理

超臨界流體萃取技術(shù)中普遍通用的溶劑就是二氧化碳，二氧化碳的價格相對較低，方便提取，對于環(huán)境不會造成污染，達(dá)到超臨界時，二氧化碳的流體會具備氣液兩相的優(yōu)點，滲透能力和低粘度特性非常明顯，特別適合應(yīng)用在天然產(chǎn)物有效成分的提取中。當(dāng)超臨界流體和需要分離的物質(zhì)接觸以后，可以將其按照極性、沸點和分子量大小依次萃取出來。雖然按照一定的壓強分離可能會萃取出非單一的產(chǎn)物，還可以借助減壓升溫等方法將超臨界流體轉(zhuǎn)變成氣體，進(jìn)而達(dá)成分離提純天然產(chǎn)物的目的。

1.3超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的基本特點

溫度低。超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在進(jìn)行實驗期間的溫度要求并不高，通?？梢怨潭ㄔ?5-55攝氏度之間，整個反應(yīng)流程都處于二氧化碳的環(huán)境中，熱敏性成分可以實現(xiàn)隔離，保留下需要的成分。天然產(chǎn)物成分往往遇到高溫容易發(fā)生分解，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)可以有效避免該類問題的產(chǎn)生。

無殘留物。超臨界二氧化碳萃取技術(shù)使用過程中不會涉及到任何有機溶劑，所以，最后得到的萃取物中也不會留下任何化學(xué)溶劑，可以防止殘留下有害物質(zhì)。

可靠性高、成本低。二氧化碳并不容易發(fā)生反應(yīng)，無毒無味，不可燃，使用過程中可以保證安全性；制得二氧化碳的工藝目前已經(jīng)非常成熟了，從而二氧化碳的價格相對較低，純度則很高，生產(chǎn)過程中還能實現(xiàn)循環(huán)應(yīng)用，生產(chǎn)成本大大減低。

2超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用

2.1超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在食品工業(yè)中應(yīng)用已經(jīng)較為成熟了，應(yīng)用范圍非常廣泛，在各類型的食品中都有應(yīng)用，下面具體介紹具有代表性的幾個例子：

2.1.1脫咖啡因

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)最早的大規(guī)模應(yīng)用就是將天然咖啡豆中的咖啡因脫除出來。傳統(tǒng)的脫除方法是采用有機溶劑，實際生產(chǎn)中的工藝頗為復(fù)雜，生產(chǎn)效率很低，還有有害的殘留物。應(yīng)用了超臨界二氧化碳萃取技術(shù)以后，超臨界二氧化碳對于咖啡因的選擇性很高，溶解性好，價格便宜，受到了相關(guān)工作人員的歡迎。同時，咖啡因的脫除效果也有所提升，從傳統(tǒng)的2%降低為0.02%。

2.1.2啤酒花

過去萃取啤酒花采用的是乙醇或是二氯甲烷，這類溶劑在使用時會殘留很多易燃易爆的有害物質(zhì)，采用二氧化碳以后，啤酒花中的有效成分萃取率得到了大幅度上升，可以達(dá)到95%，同時由于二氧化碳的選擇性非常好，可以減低萃取產(chǎn)物中的酚類物質(zhì)，基本完全去除硬質(zhì)樹脂，進(jìn)而得到更加穩(wěn)定、風(fēng)味更好啤酒。

2.1.3植物油脂

傳統(tǒng)的提取植物油脂的方法是比較機械的壓榨法，雖然該用有機溶劑以后，得油率得到了提升，但是選擇性較差，殘留溶劑較多的問題仍然存在。采用了超臨界二氧化碳萃取技術(shù)以后，可以得到純度更高、色澤更淺、工藝更加簡單地油脂提取方法。目前，在工業(yè)提取花生油、茶籽油、小麥胚芽油、米糠油等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2超臨界二氧化碳萃取技術(shù)在香料和化妝品工業(yè)中的應(yīng)用

2.2.1植物揮發(fā)油

通過超臨界二氧化碳萃取技術(shù)可以從芹菜籽中得到揮發(fā)性的油，含有豐富的呋喃酮類物質(zhì)，采用水蒸氣蒸餾法得到的揮發(fā)油中主要物質(zhì)是單萜烯，從而，這兩種物質(zhì)會出現(xiàn)本質(zhì)上的不同。采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)獲得的芹菜籽油明顯更具備天然的風(fēng)味，香氣更好，但是采用水蒸氣法獲得的油由于需要受熱，會表現(xiàn)出非常明顯的香氣差異，無法有效保留油中的姜辣素。

2.2.2鮮花芳香成分

鮮花中的香氣成分并不是很高，若是能夠先將這類成分富集到一起以后再采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)進(jìn)行萃取，可以有效避免花費過多成本的問題。通過超臨界二氧化碳萃取技術(shù)提取鮮花中的芳香成分，可以避免采用有機溶劑法遺留的不安全問題，并提升萃取效率，特別是針對含有生命活動的鮮花來說，更能發(fā)揮出特有的效果，得到好幾倍的香氣。

2.2.3化妝品原料制備

化妝品配方中的羊毛脂應(yīng)用非常廣泛，通常可以用作疏水物或是制備油包水類的化妝品。跟傳統(tǒng)的萃取方法比較來看，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的生產(chǎn)時間可以有效簡短，并保證羊毛脂的鮮明顏色，減低電導(dǎo)率。

3結(jié)語

超臨界二氧化碳萃取技術(shù)是一種非常好的化工分離技術(shù)，可以看成是綠色化工技術(shù)。采用超臨界二氧化碳萃取法獲取天然產(chǎn)物中的有效成分可以保證高純度、高可靠性和生產(chǎn)安全，完全符合當(dāng)今世界化工生產(chǎn)的發(fā)展潮流，還應(yīng)進(jìn)一步推廣研究。

參考文獻(xiàn)

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水蒸氣蒸餾的基本原理范文第4篇

【關(guān)鍵詞】工業(yè)廢水；回用；鍋爐

一、前言

熱電廠的水質(zhì)質(zhì)量直接關(guān)系到熱力設(shè)備能否安全運行。水質(zhì)不良，會引起鍋爐及汽輪機的結(jié)垢、腐蝕。水處理工藝選擇不當(dāng)，不僅會增加一次性投資和運行費用，嚴(yán)重的還會影響熱電廠的正常運轉(zhuǎn)。因此鍋爐補給水工藝選擇、設(shè)備選型、運行管理是決定熱電廠能否長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素之一。鍋爐補給水由于對水質(zhì)要求較高，因此必須進(jìn)行除鹽處理。之前，大部分以離子交換為主，但離子交換存在用工多，工人勞動強度大，自動化程度低，設(shè)備占地面積大，設(shè)備維修和更換頻率高等劣勢。如何尋找一種能夠連續(xù)穩(wěn)定運行，并且自動化程度高的工藝已成為熱電水處理專業(yè)的主要工作任務(wù)之一。隨著膜法工藝的發(fā)展，膜法工藝逐漸在鍋爐補給水領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，單一使用某種方法處理給水，不僅成本高，而且處理效果難以保證，尤其是膜的污堵問題，實際應(yīng)用中一般都采用多種方法配合使用，尋找最佳的搭配方式，既能獲得良好的處理效果，又可盡量降低處理成本，并使流程簡單化。

二、工業(yè)廢水回用于鍋爐補給水的應(yīng)用

1、預(yù)處理系統(tǒng)

工業(yè)廢水一般不能滿足直接進(jìn)水要求，需要進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理的主要目的是去除小的顆粒懸浮物、膠體、微生物、有機污染物和活性氯。預(yù)處理的一般工藝是對水進(jìn)行混凝澄清、過濾。根據(jù)需要，決定是否需要加氯殺菌；當(dāng)余氯含量高時，決定是否需用還原劑或吸附脫氯；若進(jìn)水中碳酸鈣硬度較高時，應(yīng)投加石灰，在除去濁度時進(jìn)行預(yù)軟化。（1）混凝加藥。主要作用是：在原水中添加絮凝劑使水中的微小懸浮物和膠體凝聚，以利于機械過濾器去除。常用的混凝劑有：硫酸鋁、聚氯化鋁（PAC）、硫酸亞鐵、鋁化鐵、聚合鐵等混凝劑。另外，為了增強混凝效果，有時需要投加輔助藥物助凝劑。常用的助凝劑有：用于調(diào)節(jié)PH的石灰或純堿，以及用作高分子吸附劑的聚丙烯酞胺等。（2）混凝設(shè)備。水的混凝澄清一般在澄清池中進(jìn)行，分為泥渣懸浮式和泥渣循環(huán)式。和沉淀池相比，澄清池中水和藥劑的混合、反應(yīng)、沉淀在同一設(shè)備中完成，停留時間短，澄清效果好。天然水經(jīng)過混凝處理后，大部分懸浮物被除去，還留有少量細(xì)小的懸浮顆粒要進(jìn)一步除去，進(jìn)一步除去懸浮物的常用方法是過濾。目前的過濾裝置多為快速過濾，常用的壓力式過濾器有普通快速過濾器、雙流過濾器和多層濾料過濾器?，F(xiàn)在常用的普通快速過濾器一般由石英砂和無煙煤組成。主要作用：去除水中的懸浮物和顆粒。利用多層介質(zhì)（依次布置石英砂和無煙煤）的過濾機理，使水中的懸浮物和顆粒在濾層中被截留而去除。采用彎形板式布水方式，使過濾達(dá)到最佳效果。其特殊的反洗裝置：先進(jìn)行空氣擦洗再進(jìn)行大流量反沖洗。（3）一體化凈水器。一體化凈水器。包括了混凝、沉淀和過濾三個部分。設(shè)備內(nèi)斜管填料材質(zhì)為即，濾料采用無煙煤、石英砂、鵝卵石濾料。補充水經(jīng)加藥混合后進(jìn)入一體化凈水器處理設(shè)備本體第一反應(yīng)室，經(jīng)旋流切割反應(yīng)再進(jìn)入第二反應(yīng)室，逆向進(jìn)入沉降區(qū)，使補充水中有機物形成大的礬花，沿斜管接觸面自行落入泥斗，補充水再經(jīng)順流進(jìn)入過濾區(qū)，使水質(zhì)進(jìn)一步凈化。

2、一級除鹽系統(tǒng)

除鹽過程可以用很多化學(xué)方法來完成，此方案的選擇要通過經(jīng)濟技術(shù)比較來確定。（1）離子交換技術(shù)。離子交換技術(shù)是最傳統(tǒng)的脫鹽技術(shù)，已被使用了很多年，已被確立為一種重要的脫鹽過程。其原理就是用樹脂含有的、固定的化學(xué)基團同溶于水中的離子進(jìn)行交換。消耗的再生水量也隨之增大，使廢水量能等于或超過產(chǎn)品水量但是因為離子交換是一種不連續(xù)的過程，因此需要備用設(shè)備。并且操作復(fù)雜，自動化程度低、有酸堿廢液排放，不符合環(huán)保要求。（2）反滲透技術(shù)（RO）。反滲透裝置是最主要的脫鹽裝置。其原理是利用反滲透膜的基本特性來除去水中大部分可溶性鹽分、膠體、有機物及微生物。典型的R0系統(tǒng)由預(yù)處理、高壓泵、放置在高壓容器中膜組件及分配進(jìn)料水和收集產(chǎn)品水的管路和閥門組成。原水經(jīng)過預(yù)處理后達(dá)到反滲透膜的進(jìn)水要求，在高壓泵的強大壓力下進(jìn)入裝有反滲透膜的壓力容器，通過高壓泵的壓力大于滲透壓的原理，水分子和一小部分小分子有機物通過半透膜進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)，通過產(chǎn)水收集管收集后進(jìn)入反滲透產(chǎn)水箱（中間水箱）。剩余的含有大量鹽分的濃水則由濃水管收集后進(jìn)入濃水排放管，進(jìn)入濃鹽水箱。系統(tǒng)的進(jìn)水、產(chǎn)水和濃水管道上的一系列電動閥門、監(jiān)控儀表以及程控操作系統(tǒng)，用以保證反滲透設(shè)備能夠長期、連續(xù)、穩(wěn)定、系統(tǒng)化的運行。（3）阻垢劑裝置。阻垢劑加藥裝置的主要作用在于經(jīng)過預(yù)處理之后的原水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)之前，加入高效率的阻垢分散劑，防止反滲透濃水側(cè)結(jié)垢。由于反滲透脫鹽裝置為溶解固形物濃縮排放和淡水的利用，根據(jù)原水水質(zhì)分析報告，為了防止?jié)馑?，因此在進(jìn)入膜元件之前設(shè)置了阻垢劑投加裝置。該裝置由計量箱、計量泵組成。阻垢劑是一種有機化合物，它的主要作用是相對增加水中結(jié)垢物質(zhì)的溶解性，以防止碳酸鈣、硫酸鈣等物質(zhì)對反滲透膜的阻礙，同時也可以降低鐵離子堵塞膜的微孔。（4）多級閃燕。其基本原理是：當(dāng)含有鹽類的水被加熱到沸騰時，水便開始大量蒸發(fā)成水蒸氣，鹽類則留在溶液中，再將蒸汽冷凝，便得到蒸餾水。這種工藝在實驗室被廣泛應(yīng)用。但是因為蒸發(fā)器像一個低壓鍋爐，有結(jié)垢的可能，所以進(jìn)水需要經(jīng)過化學(xué)處理，比較復(fù)雜。現(xiàn)在這種工藝經(jīng)常納入熱力發(fā)電廠的給水回?zé)嵯到y(tǒng)，可以提高熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟性。

3、精除鹽系統(tǒng)

隨著電子工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、原子能工業(yè)的發(fā)展，對水質(zhì)要求越來越高，要制備高純水及超純水。制備超純水通常采用蒸餾法和離子交換法。蒸餾法耗能高，離子交換法需要再生、消耗酸堿、操作管理不便、勞動強度大且污染環(huán)境。一級除鹽系統(tǒng)也不能滿足要求，必須進(jìn)行精除鹽。目前，常用的精除鹽系統(tǒng)有混合離子交換器、二級反滲透、電滲析和連續(xù)電再生除鹽技術(shù)。（1）混合離子交換器除鹽技術(shù)?；旌想x子交換器是成熟的精除鹽技術(shù)，出水水質(zhì)比較高，但是經(jīng)實踐證明，存在以下缺點：再生操作復(fù)雜，有酸堿廢水排放，樹脂交換容量的利用率低、樹脂損耗大。（2）二級反滲透技術(shù)。因為反滲透脫鹽率高，可以達(dá)到95%以上，現(xiàn)在一些工藝要求嚴(yán)格的工業(yè)部門也用二級反滲透作為精除鹽工藝。反滲透原理前面已論述。但是，反滲透對對二氧化硅的脫除率較差。必須結(jié)合原水水質(zhì)經(jīng)過詳細(xì)計算后慎重選擇。（3）電滲析技術(shù)。電滲析（ED）是一項新型膜法水處理技術(shù)，它處理含鹽量500、3O000Ing/1的水時，比蒸餾和離子交換法經(jīng)濟。電滲析（ED）就是在電場力的驅(qū)動下，離子遷移通過離子透過膜和水分離，一個電滲析單元由平行的幾百個隔室構(gòu)成，多層構(gòu)成一列，其中一半隔室的水用來脫鹽，而在其相鄰隔室中水的含鹽量增加。ED技術(shù)一般應(yīng)用于部分除去TDS的場合。

三、結(jié)語

總之，如何選擇經(jīng)濟穩(wěn)定的水處理工藝是熱電廠重要的工作之一。實踐證明，利用膜法對工業(yè)廢水深度處理，產(chǎn)水用于鍋爐補給水在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可行的，并且具有很大的環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪恕誠.落實科學(xué)發(fā)展觀 全面推進(jìn)節(jié)水型社會建設(shè).人民日報，2004-3-22.

水蒸氣蒸餾的基本原理范文第5篇

從去年鬧得沸沸揚揚的“引渤入疆”開始，海水淡化引起了社會上越來越多人的關(guān)注，不少人認(rèn)為海水取之不盡、用之不竭，只要大力發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)，我國水資源短缺的問題就會徹底解決了，有的專家學(xué)者甚至將其提到了國家戰(zhàn)略的高度。為此，筆者就有關(guān)問題查閱了一些文獻(xiàn)，咨詢了有關(guān)方面的資深專家學(xué)者，并且對青島百發(fā)海水淡化廠和天津北疆電廠進(jìn)行了實地調(diào)研。筆者認(rèn)為在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，海水淡化在水量、水質(zhì)、成本、能耗、環(huán)保等方面都有其局限性，我們應(yīng)當(dāng)科學(xué)理性地看待海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

荒謬之比

許多人在談及海水淡化時，總是要與我國當(dāng)前正在實施的最大調(diào)水工程――南水北調(diào)工程作一番比較，比什么呢？主要就是比成本，比誰更合算，往往給人以誤導(dǎo)。例如，為了證明所謂 “引渤入疆” 的經(jīng)濟合理性，一些人曾宣稱南水北調(diào)調(diào)水成本高達(dá)20多元/噸，是其成本的4倍。先不去深究其數(shù)據(jù)來源的可靠性，只需要做一個簡單的對比就可看出破綻：同樣是調(diào)水工程，試想一邊是輸水距離1000多公里，全程自流的淡水水源；一邊是輸水距離5000多公里，提水高程1200多米的海水水源，要使用還要進(jìn)行淡化處理，孰貴孰便宜顯而易見。

據(jù)調(diào)查了解，在目前的技術(shù)水平下，海水淡化的成本還相對較高，制水成本一般在5～7元/噸。國內(nèi)曹妃甸海水淡化廠（日產(chǎn)5萬噸）的出廠成本是5.99元/噸，青島百發(fā)海水淡化廠（日產(chǎn)10萬噸）的出廠成本是7元/噸，西班牙海水淡化成本約0.45歐元/噸，約合4.8元人民幣/噸。由于海水淡化技術(shù)已發(fā)展到一個相當(dāng)成熟的階段，繼續(xù)通過技術(shù)進(jìn)步降低成本的潛力已經(jīng)十分有限，而同時隨著能源、人工和原材料價格的增加，進(jìn)一步降低成本的難度較大。

這樣的生產(chǎn)成本，即使在沿海地區(qū)，和傳統(tǒng)的水源相比也不具備競爭優(yōu)勢，如果還要通過輸水工程輸送到內(nèi)陸地區(qū)，其供水成本將進(jìn)一步增加。例如，有報道曾提出將曹妃甸淡化后的海水輸送到北京，需要建設(shè)一條長220公里的輸水管道，采用2座加壓泵站克服45米的落差。初步測算，其輸水成本至少在2元/噸以上，這樣到北京的成本將在8元/噸以上，如果加上環(huán)境水價、利潤稅金等，其供水水價將超過10元/噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了北京現(xiàn)在的水價水平，即使其8元/噸的生產(chǎn)輸送成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了南水北調(diào)總體規(guī)劃中測算的中線工程到北京的口門水價。

理性看待

海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水。海水淡化技術(shù)有很多，但主要分為兩大類，一類是膜法；一類是蒸餾法。所謂膜法，其基本原理就是通過加壓等方式，讓海水通過高分子薄膜，將海水中的鹽分過濾后成為淡水；所謂蒸餾法，就是將水蒸發(fā)氣化而鹽分留下，再將水蒸氣冷凝為液態(tài)淡水。目前，世界上大型的海水淡化廠主要采用膜技術(shù)或者熱膜聯(lián)產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)，例如我國的青島百發(fā)海水淡化廠采用的就是膜技術(shù)。

從20世紀(jì)50年代以來，海水淡化技術(shù)得到了不斷發(fā)展，海水淡化產(chǎn)業(yè)也不斷壯大，目前全世界海水淡化日生產(chǎn)能力3500萬噸，約130億噸/年，但實際開工生產(chǎn)量不足一半。這些海水淡化廠主要分布于沙特阿拉伯、阿聯(lián)酋、科威特等極度缺水的中東國家，其中沙特阿拉伯的生產(chǎn)量就占全世界產(chǎn)量的30％左右。

目前我國已建成海水淡化裝置62套，日生產(chǎn)能力近40萬噸。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括電力行業(yè)的鍋爐用水，沿海鋼鐵、石化等企業(yè)用水以及少數(shù)海島的生活用水。

據(jù)了解，我國部分較大規(guī)模的海水淡化廠均開工不足，運營困難。如天津北疆電廠海水淡化工程日產(chǎn)淡水能力10萬噸，計劃進(jìn)入市政管網(wǎng)，但由于存在成本和水質(zhì)問題，該項目目前每天只生產(chǎn)8000噸。從目前的實際情況來看，海水淡化除了生產(chǎn)成本較高外，還有以下幾個難題需要解決：

一是高耗能。海水淡化屬高耗能產(chǎn)業(yè)，這一結(jié)論已被世界自然基金會以及國內(nèi)外相關(guān)研究公認(rèn)。無論是膜技術(shù)還是蒸餾技術(shù)都需要大量能耗，據(jù)了解，目前世界上最先進(jìn)的技術(shù)生產(chǎn)1噸水也要耗電4.5度左右。假設(shè)南水北調(diào)東、中線一期工程184億噸的年調(diào)水量全部用海水淡化的方法生產(chǎn)，年耗電量將高達(dá)828億度，約相當(dāng)于三峽工程一年的發(fā)電量，將增加消耗近5000萬噸燃煤，增加二氧化碳排放6000多萬噸。在節(jié)能降耗、嚴(yán)格控制碳排放的時代背景下，顯然是不合時宜的選擇。

二是水質(zhì)對人體健康存在影響。淡化海水水質(zhì)無法與天然淡水相比。據(jù)國內(nèi)外研究文獻(xiàn)，淡化海水作為飲用水存在許多的技術(shù)難題，如膜法生產(chǎn)的淡化海水硼含量超標(biāo)，會對人體造成損害，而自然淡水基本不含硼元素；淡化海水中有益礦物質(zhì)含量很低，易引起人體營養(yǎng)物質(zhì)流失，造成多種健康隱患等。目前，生產(chǎn)用于飲用的淡化海水都要和自然淡水混和（混和比例1:3左右），還要進(jìn)行礦化處理，也就是模擬自然淡水后才能飲用。如果通過提高工藝解決上述問題，需在原有基礎(chǔ)上額外增加較多成本。如中東國家投入大量資金對淡化海水進(jìn)行礦化調(diào)節(jié)等深度處理，使其達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

三是海水淡化污染排放對生態(tài)環(huán)境有負(fù)面影響。海水淡化會產(chǎn)生濃鹽水、添加劑等多種廢棄物，目前多直接排入海洋，如大規(guī)模生產(chǎn)將對生態(tài)環(huán)境造成不容忽視的影響。在目前技術(shù)條件下，淡化海水產(chǎn)生的高鹽廢水鹽度比海水增加約1倍，一般有直排入海和用于化工制鹽兩種處理方式。制鹽方式由于受占地、鹽場接納能力、市場需求等因素限制，一般很少采用。大量濃鹽水排放到海中，將嚴(yán)重擾亂附近海域的海洋生態(tài)，對耐鹽性較差海洋生物產(chǎn)生顯著

影響，造成漁業(yè)等海洋經(jīng)濟損失，一些國家和地區(qū)曾因此對受損漁民進(jìn)行過賠償。

科學(xué)定位

綜合國內(nèi)外用水順序來看，在本地淡水、再生水、外調(diào)水、淡化海水等水源選擇上，在盡可能開發(fā)利用本地淡水資源還無法滿足需求的條件下，一般還是采用外調(diào)水源，而海水淡化只是在沒有淡水資源開發(fā)利用條件下的無奈選擇。

目前，調(diào)水工程已成為許多國家解決水資源短缺的重要工程技術(shù)手段。全世界的年調(diào)水規(guī)模約5000億方，分布在美國、俄羅斯、澳大利亞等40多個國家；海水淡化主要應(yīng)用于淡水資源極度缺乏又無水可調(diào)的國家和地區(qū)，在有的國家甚至上升為當(dāng)?shù)厮Y源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性選擇，例如沙特阿拉伯，淡化海水已經(jīng)占了其供水總量的70％以上。但是，在淡水資源相對豐富，或者可以采用調(diào)水等工程措施來解決水資源短缺問題的國家和地區(qū)，海水淡化只是在沿海地區(qū)進(jìn)行一些小規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用，并非水資源供給的主流。