程控提拉涂膜机

仪器信息网讯 由中国金属学会与中国机械工程学会联合举办的“CCATM’2012国际冶金及材料分析测试学术报告会及展览会”于11月1-3日在北京国家会议中心举行。大会采用特邀报告、专题论坛、专题报告、论文交流和分会场专题讨论等多种形式展开。　　以下是本次会议“气体分析/过程控制”分会场报告情况。中国科学院金属研究所朱跃进、攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司检测中心钟华、醴陵市金利坩埚瓷厂荣金相、钢铁研究总院分析测试研究所胡少成、武汉科技大学王洪红、钢研纳克检测技术有限公司王学华、钢研纳克检测技术有限公司郭飞飞、江苏沙钢集团顾永明、钢铁研究总院安阳钢铁集团有限责任公司王超刚、天津钢铁集团有限公司技术中心杨觎、中国科学院安徽光学精密机械研究所王琦、齐齐哈尔化工机床有限公司周立富及北京工业大学李瑞卿分别做了报告。　　本次分会场报告我们既看到了冶金、材料这些传统工艺中的不同材料中氩、氮、硫及碳测定的新方法新技术，也看到了过程分析中不同标样制备工艺、方法的探讨及拥有自主知识产权的制样设备介绍等。内容专业、丰富，下面是各报告的简单总结。　　中国科学院金属研究所 朱跃进　　报告题目：脱氮热导法测定钛中氩　　朱跃进首先介绍了钛及其合金的特性及其对氩测定的影响，然后介绍了脱氮热导法，该法通过特殊的技术手段脱氮后，完全排除氮对氩检测结果的干扰，可以更准确的用热导法测定氩含量，为具备自主知识产权的质谱法新仪器提供技术支持。　　攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司检测中心 钟华　　报告题目：惰气熔融——热导法测定碳化钽粉中氮　　钟华从该研究的目的意义出发介绍了试验的仪器、材料，并给出该研究的结论：通过石墨坩埚、镍助溶剂用量、样品量和仪器校正等试验等建立了惰气熔融——热导法测定碳化钽粉中氮的快速分析方法。　　醴陵市金利坩埚厂 荣金相　　报告题目：铁矿石和生铸铁中碳、硫的高频红外分析方法研究——新型多元复合助溶剂的制备、性能和应用　　荣金相首先介绍了醴陵市金利坩埚瓷厂的产品及其目前的发展情况。然后介绍了该厂的产品特点、应用领域等。并在会议现场提供助溶剂等产品以供试用，较多与会人员对他们的产品产生了兴趣并与其进行了交流与探讨。　　钢铁研究总院分析测试研究所 胡少成　　报告题目：脉冲熔融质谱气体元素分析仪测定氩的应用方向　　报告中胡少成从新型材料中Ar分析技术的需求入手，介绍了该研究的目的和主要内容，并提出了传统分析方法存在的问题，由此提出脉冲惰气熔融——质谱法，并介绍了其实验原理等。该研究最终建立了脉冲惰气熔融—质谱法测定钛合金及纳米合金粉中氩的分析方法，用于钛合金和纳米合金粉中氩的测定。　　武汉科技大学 王洪红　　报告题目：烧碱石棉吸收重量法测定石灰石及白云石中二氧化碳含量方法的改进　　王洪红从原装置所存在的各种不足着手，阐明了该研究的实验背景，并最终通过实验得出了实验装置的改进方法。　　钢研纳克检测技术有限公司 王学华　　报告题目：高频-红外吸收法测定玻璃材料中的硫　　王学华首先谈到浮法玻璃生产中加入芒硝作为澄清剂进而产生多余的二氧化硫气体溶解在玻璃熔体中，同时还有多余的硫酸钠存在于玻璃中直接影响到玻璃的质量。本研究为快捷、准确测定玻璃中硫溶解度的提供了可靠的分析方法。　　钢研纳克检测技术有限公司 郭飞飞　　报告题目：管式炉红外吸收法测定碳化钨中碳　　郭飞飞在报告中介绍了该研究中使用的CS-3000G高频感应红外碳硫仪的特点应用领域、检测原理以及该实验中的检测结果及相关讨论。　　中国科学院金属研究所 朱跃进　　报告题目：定氢钢样制备方法研究　　朱跃进首先介绍该研究的起因是核电用钢需要准确测定0.Xppm数量级的氢，其研究就是为了解决测量不准的问题。研究确定定氢钢样制备方法对准确测定氢含量至关重要，处理不当最大可产生数倍偏差，通过对六种材质，多种样品和标样的近百次分析，未见超声波清洗造成钢中氢含量不可忽视的损失。超声波清洗有效地清楚表面污染物对定氢结果的影响，为低氢测定前处理必不可少的一环。　　江苏沙钢集团 顾永明　　报告题目：转底炉金属化球团制样方法的探讨　　顾永明说其研究表明金属化率高的金属化球团中存在更高的金属铁，容易产生样品不均匀或过筛率低的问题 不同粒度的试样其过筛率越低，金属铁含量越低，相应的全铁和氧化亚铁的分析结果也随其金属铁含量变化而变化。此外，制样时间的长短对样品中碳有一定影响，随制样时间延长碳含量会减少 对于不同粒径的同一试样，除了铁意外的成分在制样时过筛率基本上达到100%，在金属化球团的制样过程中，难以过筛的成分主要是金属铁。　　钢铁研究总院安阳钢铁集团有限责任公司 王超刚　　报告题目：质谱在线分析系统对RH精炼工艺过程中烟气的测定　　王超刚在报告中主要介绍了RH炼油工艺、烟气在线分析在RH过程动态控制中的作用和意义、安钢RH精炼设备及工艺参数、质谱炉气在线分析系统及安钢RH真空循环脱气工艺中烟气的测定等内容，并对相关应用做了总结。　　天津钢铁集团有限公司技术中心 杨觎　　报告题目：高炉布料溜槽上异物的鉴别分析　　杨觎介绍本次研究是应客户的要求进行的，主要是对天钢炼铁厂一座高炉布料溜槽表面块状异物进行定性定量分析。本研究从异物的性质判断到异物的成分再到异物的来源等做了一些列的检验工作。杨觎进一步阐述本研究确定了用X荧光光谱法和EDTA容量法结合，定性、定量分析布料溜槽上异物的化学成分方法简便可行，并为其他基体冶金物料的鉴别提供了思路。　　中国科学院安徽光学精密机械研究所 王琦　　报告题目：熔融炉渣成分的LIBS在线检测研究　　王琦在报告中介绍了激光诱导击穿光谱分析(LISB)的优点，并将其同XRF(X射线荧光光谱分析)进行了比较。结果阐明了熔融炉渣在线监测的必要性，温度和黑体辐射对LIBS光谱信号的影响，LIBS可以在线监测熔融炉渣元素浓度等内容。　　齐齐哈尔化工机床有限公司 周立富　　报告题目：试样加工技术的创新与发展　　周立富首先介绍了齐齐哈尔化工机床有限公司的发展历程，以及目前其所具有的试样加工生产线情况。随后他从钢铁材料物理性能检测中的基本原则出发，展示了该公司产品在试样加工中的优势及特点等。最后周立富还提出了钢材试样取样、制样、加工、检测和制造等各方面的发展等。　　北京工业大学循环经济研究院 李瑞卿　　报告题目：采用高温碱熔法提高稀土三基色荧光粉废料的酸浸效率　　李瑞卿从稀土元素的性质、应用领域以及稀土发光材料的应用为切入点，讨论了采用草酸盐重量法测定稀土总量，但是该方法主要是解决荧光粉的溶解问题，因此提出采用高温碱熔法处理稀土三基色荧光粉废料，该研究还考察了NaOH与稀土三基色荧光粉废料的质量比、煅烧温度和煅烧时间等高温碱熔反应条件对稀土元素酸浸效率的影响等问题。

据英国《新科学家》周刊网站近日报道，随着纳米技术、生物技术以及无线通讯技术等领域的迅猛发展和交叉融合，现在，科学家们已经能够使用无线电信号来对细胞、药品甚至动物等进行控制了。尽管远程无线控制医学这一前沿领域可能面临着安全性等问题，但是，其发展潜力和蕴藏的好处都让人不容小觑。　　无线生物工程学方兴未艾　　美国纽约州立大学水牛城分校的阿诺德普拉勒制造出的线虫看起来与其他蠕虫毫无二致，体长约为1毫米。接着，当普拉勒打开一个磁场，这些滑溜的、不断蠕动的蠕虫会停止动作，随后，在犹豫了片刻之后，接着开始向后退。然后，普拉勒将磁场关闭，再打开，一遍又一遍地重复这个动作，蠕虫会随着他的拍子跳舞，协调一致地前后移动。　　这些都是可以进行远程控制的蠕虫。此前，普拉勒和同事已经将纳米大小的接收器植入线虫头部的神经细胞中。无论何时，只要该接收器探测到高频磁场，神经细胞就会通电，蠕虫也因此会转动。　　普拉勒的远程控制蠕虫仅仅只是个开始。目前，生物学家们正在研究对其他宿主进行控制 也在研究将接收器植入离子通道、DNA片段和抗体中。他们的目标是使用比无线电更小的电波来控制活体细胞。　　这个方兴未艾的无线电远程医学技术融合了纳米技术、生物技术和无线电物理学技术，该领域目前正在为研究人员提供一个强大的研究工具，而且也在创造一类新科学：科学家们将其称为无线生物工程学或者电磁药理学。不管叫什么名字，该领域目前正吸引着很多科学家为之而倾倒，而且，其应用潜力也非常大。　　美国西北大学的物理学家贝纳尔多巴尔别利尼-阿米德去年帮助美国国家科学基金会组织了一场与这个课题有关的研讨会。巴尔别利尼-阿米德指出，一个新的医学领域正慢慢向我们走来。很多疗法，包括基于免疫系统、基因甚至干细胞的疗法都有潜力被远程控制。　　与传统药物需要经过几小时才会起作用而且会一直停留在身体里不同，使用无线方法激活的药物几乎能立刻起作用或者随时关闭。美国洛克菲勒大学的萨拉史坦利表示：“使用无线电场能诱导细胞提供具有治疗效果的蛋白质，而采用其他方法做到这一点的成本很高。”　　他所在的研究团队也已经找到了使用无线电波来控制胰岛素的生产和释放的方法。我们甚至能够大胆设想：下一代用智能手机应用程序激活并起作用的药物距离我们并不遥远了。巴尔别利尼-阿米德说：“纳米无线系统在医学治疗领域拥有巨大的应用潜力。”　　电磁场能“遥控”体内细胞　　在很多疗法中，科学家们和医生都会使用强大的磁场来作为治疗手段。例如，名叫经颅磁刺激(TMS)的技术通过诱导大脑内的电流来工作，鉴于其具有一定的疗效，使用该技术治疗抑郁症在美国已经获批。　　但是，TMS并非一种十分精确的方法，而且，目前，很多科学家正在研发其他专门使用磁场进行疾病治疗的方式。2005年，加拿大蒙特利尔综合理工大学纳米机器人实验室的西尔万马特尔就想出了一个点子：使用磁感应细菌来制造“迷你型”的药物递送系统。　　马特尔的具体想法是，使用一种名为MC-1的菌株作为小拖船。MC-1会沿着地球磁场的磁力线游动——它们使用嵌入身体内名为磁小体的结构中的氧化铁粒子链来感应地球的磁场。马特尔解释道：“每个磁小体就像一根指南针或者一个纳米导航系统。”　　2007年，马特尔的团队将细菌同大小为其数倍的塑料小珠连接在一起，并且使用由一台MRI扫描仪产生的、由计算机控制的磁场证明，细菌会遵循精确的路线行进，并且，将它们身上负载的东西铺展在特定的目标上。随后，该研究团队用像细胞一样的胶囊(脂质体)替换下这种塑料小珠子，接着，再让脂质体胶囊负载抗癌药物，该计算机控制的磁场能引导该脂质体胶囊通过血管到达肿瘤所在地。　　科学家们已经使用这种方法，引导了很多同纳米尺度的磁体依附在一起的抗癌药物阿霉素通过一只实验老鼠的肝脏的动脉到达肿瘤。科学家们认为，最新方法可以让健康的细胞尽量少暴露在强大的药物下，因此，在治疗时副作用应该可以达到最低。马特尔团队目前正在研究如何使用这一方法治疗直肠癌。　　科学家们表示，这一方法真的好处多多，电磁场或许可以通过操控身体内细胞的生物化学特性，从而直接干预身体内的这些内部细胞。这样的无线控制方法提供的精确度很少有药物能够做到。　　2002年，美国麻省理工学院的约瑟夫雅各布森领导的科研团队证明了这一点。在研究中，他们认识到，金属纳米粒子能够像天线一样并从以无线电频率振动的磁场那儿吸收能量。这些能量可以被转化为热，而且，雅各布森还认为，这或许对触发细胞内部的生物化学变化非常有用。　　随后，他和同事决定用DNA来测试这一想法。他们制造出了DNA片段，其中的碱基对相互依附在一起形成一个像束发夹一样的圆环。接下来，他们让一个个金纳米粒子依附到每个DNA片段上。当他们打开一个高频磁场时，来自于纳米粒子的热量会破坏这些碱基对之间的链接，而且，这个束发夹一样的圆环也会弹开。随后，他们将磁场关闭，分子冷却下来，链接也重新形成。这个循环能够一遍一遍地重复进行，而且，雅各布森也表示，它或许会成为一个有用的工具，可以用它来控制基因的功能。　　普拉勒则认为，这种方法还有其他用途：打开和关闭细胞壁上的小孔。这些以蛋白质为基础的小孔调节着离子进出细胞的通道，如果能对这一关键的过程进行很好的控制，会有非常大的用处。　　作为美国加州大学伯克利分校的博士后研究员，普拉勒已经研究了一个名为TRPV1的离子通道，疼痛感应神经元中经常会发现这个离子通道。在身体体温为正常的37摄氏度时，这个离子通道是关闭着的，但是，如果温度上升到43摄氏度，TRPV1会打开，而且，钙离子会通过该通道，触发一个会制造出热感的神经脉冲。具体到人体上，辣椒等产生的灼热感也同TRPV1通道脱不了干系。　　刚开始，普拉勒考虑使用一个红外激光器来打开该通道，但随后，他无意中看到了雅各布森的研究。他说：“我开始思考另外一个方法，那就是我们能够使用温度来直接刺激TRPV1。”计算结果显示，单个纳米粒子无法聚集到足以打开离子通道那么多的能量。但是，他推断，固定到嵌入有TRPV1的细胞膜上的一小撮纳米粒子提供的热量足以将小孔加热到43摄氏度。　　为了测试这一想法，普拉勒和同事修改了位于细胞膜内的TRPV1附近的一个蛋白质，使得该蛋白质同几个由铁锰制成的磁纳米粒子依附在一起。随后，事情果然按照普拉勒他们所想象的那样进行：他们打开一个强大的40兆赫兹的磁场，在短短的10秒钟内，通道的温度上升了6摄氏度，并且，细胞壁上的小孔张开了。　　普拉勒的团队使用秀丽隐杆线虫(现代发育生物学、遗传学和基因组学研究重要的模式材料)进行了同样的测试。他们将他们制造出的TRVP1天线系统添加到线虫对热敏感的“鼻子”内，果然不出所料，当鼻子内经过修改的神经细胞探测到磁场时，线虫避开了对它们来说像热源一样的事物。　　科学家们几个月前才开始关注这个开关并研究这个开关的应用前景(《科学》杂志第336期第604页)。由美国洛克菲勒大学的杰弗瑞弗里德曼领导的科研团队制造出了经过遗传修改的细胞，在这些细胞中，由TRVP1通道释放出的钙离子触发了胰岛素的产生。接着，科学家们直接将铁纳米粒子添加到TRVP1通道内，并将细胞直接注射进入实验老鼠体内。当他们开启一个以无线电频率震动的磁场时，实验老鼠的血糖浓度下降，这意味着胰岛素已经生成并开始在老鼠体内“发威”。　　弗里德曼的团队甚至想出了方法让细胞制造出自己的铁纳米粒子，他们的方法就是赋予细胞合成铁蛋白(铁蛋白是一种将铁原子收集成簇的蛋白质)所必需的遗传机制。科学家们表示，他们也可以对这一方法稍作改变，使用其来远程触发诸如依靠钙离子的肌肉收缩等过程。它甚至可以用来处理大脑内的肿瘤，这里的肿瘤很难对付，因为血脑屏障让血液中的大分子无法进入大脑中。　　史坦利表示，他们可以通过修改病人自己的干细胞，制造出一种对无线电信号做出反应的重组抗体，而且，他们也可以将其植入中央神经系统中以递送治疗抗体。普拉勒表示：“很多无线控制方法都有望通过这种方法或者其他方法来实现，这很酷。”　　如果这类远程加热方法能起作用，那么，这种方法也不必破坏铁通道中的蛋白质或者伤害附近的分子。普拉勒认为，其中一个原因在于它使加热过程变得更有效。如果他能够在接下来的研究中，找到方法减少提高离子通道的温度所耗费的时间，那么，让附近的分子受到影响的热能也会相应减少。为此，他正在设计更好的纳米大小的热吸收器。　　无线拉伸细胞可诱使肿瘤细胞凋亡　　科学家们发现，除了可以使用热来对细胞进行远程控制之外，还有其他方法也能对细胞进行远程控制。美国哈佛医学院的唐因格伯进行的研究表明，细胞会通过使用自己身体的扭转来相互交流。他的团队发现，他们可以仅仅通过采用特别的方式来拉伸细胞，从而改变细胞内的基因活动的模式甚至触发细胞自杀——也就是所谓的细胞凋亡。　　因格伯的研究团队采用的方法是，将具有磁性的纳米小珠依附到整联蛋白上，整联蛋白是一种出现在细胞的外膜内的蛋白质，其会将纳米小珠锚定到细胞的外基质上。打开一个磁场会对塑料小珠施加一种力，这个力会拖动整联蛋白并将细胞拉变形。　　2007年，因格伯就已经证明，他能够将细胞拖成扁平的形状，而且，当磁场关闭时，细胞会死亡。他表示：“这表明，我们可以通过磁场的关闭这种方式来控制细胞的命运。”而且，他和他的团队也已经发现，让一个干细胞变形可以决定它会发育成为哪类身体组织。因格伯解释道：“力学在发育过程中和基因一样重要。”　　使用磁场拖拉细胞也能影响我们的免疫系统。在另外一套实验中，因格伯团队让磁性纳米粒子依附到肥大细胞表面的抗体受体上，这种抗体受体会对特定抗原产生过敏免疫反应。在一个磁场中，纳米粒子形成一簇，将这些抗体受体聚拢到一起，其采用的方式与抗原依附于其上一样。在一般情况下，这个聚簇行为会触发一系列的生物化学事件，导致组织胺释放出来——这是一种免疫反应。结果表明，磁场是这一切事件背后的幕后推手。因格伯说：“磁场在这方面表现得非常好。”　　因格伯表示，这样通过无线触发方法释放出的组织胺可以更好地控制炎症。组织胺影响血管扩张、肌肉收缩以及肠道内的胃酸分泌。它也能像神经传递素一样影响人的清醒和睡眠状态。而且，这种聚簇效应也能同细胞表面的其他分子结合在一起以制造抗癌药物，例如，制造能触发肿瘤细胞死亡的抗癌药物。　　目前，普拉勒打算厘清一个问题，那就是，这种远程加热技术是否能通过激活动物嗅球内特定的神经元(嗅球是大脑内与处理气味有关的组织)来刺激老鼠的触觉。实际上，也就是通过这种方法，让老鼠“闻到”并不存在的物质。去年，他的团队接受了美国国立卫生研究院(NIH)提供的130万美元的资助来研发这项技术。他说：“嗅觉提供了一个大的实验场地，因为嗅球能够从外面送达，因此，递送纳米粒子相对来说也比较容易。”　　细胞自身或许就拥有无线机制　　要想对细胞进行无线控制，小磁铁可能并非最好的接收器。据《科学美国人》杂志报道，早在2007年，美国加州大学伯克利分校的物理学家亚历克斯策特尔就已经证明，纳米管完全可以作为无线电接收机来使用：可以被当做一个配备了放大器和谐调器的天线来使用。　　为了制造出一个能对无线电波做出反应的纳米管，策特尔团队在该碳纳米管的尖端施加了一个电荷。当出现无线电波时，电荷会在管内制造出振动，这种振动能被转化回来成为一个震动的电磁信号。通过改变碳纳米管的长度可以改变其共振频率——策特尔发现，采用这种办法能让纳米管与特定的无线电频率保持一致。策特尔甚至也证明，他的碳纳米管无线电接收机能够通过播送与披头士乐队齐名的沙滩小子乐队的歌曲《Good Vibrations》来重复产生传送信号。在纳米管接收器的音频输出那儿，很容易看到这种谐调。　　策特尔宣称，纳米收音机可以被“轻松嵌入一个活细胞中，届时，科学家们可以制造出一个与大脑或肌肉功能接口的装置，用无线电控制在血管中游动的器件也将不再只是梦想”。　　然而，甚至纳米无线电接收机可能也并不是必须要有的。科学家们表示，细胞或许拥有自己的无线机制。2009年，法国免疫学家、2008年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一吕克蒙塔尼断言，DNA分子可以使用无线电波来传送信息，他之所以做出这一判断是因为，他找到了从富含细菌的水中传来的无线电信号，而且，即使当细胞被杀死时，只要他们的DNA完好无损，信号就会保持。　　不过，很少有科学家接受这个观点。但是，去年，美国西北大学的物理学家阿兰维多姆计算出，这样的信号可能源于细菌染色体内的DNA环周围的电子，此前，科学家们就认为，循环的电荷能产生电磁波。维多姆指出，人们很早就知道，有些古老的细菌能够通过导电的纳米线将其同电网相连。维多姆预测道：“那么，或许会有很多现代细菌会使用无线电来做事。”　　安全问题首当其冲　　然而，尽管一切看上去都很美好，这项技术的应用潜力似乎也非常大，但是，我们仍然不能忽视可能会存在的问题。其中一个关键的挑战是，如何将所有这些功能(包括感应无线信号并将其变成有用的反应)整合为一个安全的集成系统。很多科学家们也认为，手机等发射出的电磁信号对细胞具有危险的影响，其会改变基因表达甚至诱发癌症。因此，迄今为止，无线生物工程学这一理念还存在诸多争议。　　安全问题则紧随其后。今年2月，西雅图信息安全测试公司McAfee的主管巴纳比杰克表示，他找到了一种方法，可以用无线信号探测糖尿病患者所携带的胰岛素泵，同时控制这些胰岛素泵。他随后进行的初步研究也证明，依靠无线连接的胰岛素递送系统、起搏器、除纤颤器有可能受到黑客的攻击或者被修改。有鉴于此，美国政府问责局目前正着手进行调查，以弄清楚是否应该为医疗设备工业制定更加严苛的安全规则，研究报告预计今年出炉。　　显然，不管是无意的还是有意为之的，任何这样的干扰和破坏都会带来令人担忧的问题。巴尔别利尼-阿米德表示：“我们应该关注纳米世界内计算机和通讯领域的安全问题。未来的医用无线纳米设备必须包含更加严谨的安全机制。”　　科学家们也表示，尽管面临着一定的风险，但是，我们应该花大力气来解决目前面临的挑战。这是值得的，因为，无线生物工程学具有非常巨大的应用潜能。

工艺过程控制和资产保护测量最终排放时的有机物负荷对于法规合规性至关重要。与此同时，在流动点和处理工艺过程中监测有机物含量也已成为过程控制和资产优化的有效做法。例如，城市污水处理厂对流入的污水进行碳监测有助于加强生物处理，从而优化工艺过程控制和实时做出过程决策的能力。toc分析作为一种提高水处理设备耐用性的工具正在获得认可。随着工业和中水回用，工厂越来越多地使用过滤膜来处理废水，可以使用toc分析仪来快速检测高有机负荷，从而限制结垢并进行水处理效率评估。此外，许多工厂正在将生物处理和膜过滤合并到称为膜生物反应器（mbr）的工艺中。mbr进水中的直接碳监测使工厂能够优化生物处理并保护膜免受有机物污染。最佳食物与微生物的比例市政工厂按照多个步骤处理流入的废水。初级处理需要物理分离，通过筛选和沉淀提取固体。在这种初级处理之后，工厂通常使用二级生物处理工艺来限制进水废水的有机物含量。[7]该工艺通常取决于在活性污泥中使用好氧细菌来帮助分解水中的有机化合物。经常通过传统bod测试测量细菌的“食物”——有机分子。[3]为确保处理过程中有机物和微生物的适当平衡，工厂使用称为食物与微生物（f:m）比率的通用参数。[2]f:m比值低的系统意味着“食物”不足，并导致负责分解有机分子的微生物没有足够的“食物”去分解。相反，在高f:m比值的系统中，微生物可能会因有机物负荷过高而无法胜任分解工作，这会导致有机污染物无法有效祛除。为了最大限度地提高生物质的健康状况并确保有机污染物的祛除，工厂以最佳f:m比值运行是关键。与传统的需氧量测试不同，toc分析仪直接测量废水中所含的碳量，从而使操作员能够准确地定量分析f:m比值中的“食物”。bod5测试的五天响应时间通常不足以快速进行工艺调整，尤其是在有机物负荷波动的工厂中。为了加快对流入废水中有机物负荷波动作出响应的时间，许多工厂正在转向toc分析，这种分析无需危险化学品即可提供快速分析。利用toc分析进行快速工艺调整，同时直接测量进入系统的碳，可使工厂维持最佳f:m比值，确保生物处理能正常运行。超滤（uf）和反渗透（ro）膜优化能够直接快速检测有机碳也使得toc分析成为污水处理厂膜保护的可靠工具，尤其是在水源有限的地区。这些缺水地区已经开始使用超滤（uf）和反渗透（ro）膜来处理废水以供再利用。[5] [6]在膜过滤中，受污染的水通过半透膜输送，该膜将悬浮固体和大分子量化合物从工业废水中分离出来。然而，水流中大量的有机污染物通常会聚集在膜表面上导致有机物污染，并且一些化合物会导致膜损坏。膜污染的增加导致穿过膜的液体通量减少，降低了处理的有效性。虽然增加跨膜压力（tmp）以维持适当的跨结垢膜通量可能是有效的[5]，但这往往会导致能源成本的增加。修理或更换污损的膜会限制废水处理厂的操作能力，也会增加成本。尽管反冲和原位清洗（cip）策略是常规应用，但对于处理碳含量高的水的膜通常需要频繁的清理周期。[5]这不仅会导致停机时间增加和清洗化学品的成本增加，还会缩短膜的使用寿命。为了保证膜的使用寿命并以最高效率正常运行，工厂直接跟踪膜上游水中有机物含量是有益处的。虽然传统的需氧量测试可以提供污染物含量的间接指示，但toc分析可更简单地提供有关废水碳含量的即时数据。使工厂可以调整流量，以保护膜，同时评估处理效果，并确定上游的工艺波动。膜前后水的在线toc分析提供了跨膜的碳含量和萃取效率随时间变化的实时数据。通过从需氧量转向toc分析，许多工厂发现通过保护运行设备可以提高经济效益。膜生物反应器（mbr）优化膜生物反应器（mbr）系统是一种在市政和工业废水处理厂中都受到关注的处理工艺。该工艺结合了生物处理和过滤膜，以限制废水中有机物的数量。mbr系统的优点是比传统的生物处理占地面积小得多，病原体去除能力提高以及更高等级的污水。类似于传统的生物处理，mbr系统中的废水最初引入带有活性污泥的曝气池。在引入浸没在水中的膜之前，污泥中的微生物开始分解样品中的有机污染物（微滤或超滤）。[4]水通过膜供给，这不仅提取额外的污染物，而且排斥在生物处理工艺中产生的任何固体。这种生物处理和浸没式过滤膜的混合，通常会产生比单一工艺更清洁的出水。与其他膜过滤系统一样，结垢可能是mbr系统需要考虑的一个重要因素。[5]它们可能会堵塞并且产生淤泥，这需要增加停机时间和进行维护。mbr系统与传统生物处理一样，依赖于维持最佳的f:m比值以确保有效去除有机物。优化f:m比值是一种有效的方法，有助于减轻任何与mbr膜相关的风险。通过在一致的基础上以最佳f:m比值运行，工厂可以保证生物质[4]的健康并限制可能导致膜污染的有机物。尽管f:m比值的有机物含量传统上以bod5进行测量，但工厂现在正在转换为在线toc分析仪，以高速、直接测量水中的碳含量。[1]通过促进立即对工艺作出决策，操作员可以维持最佳f:m比值，从而降低成本和对污染膜的维护工作量。toc能够快速直接分析碳含量的能力正在推动有机物分析通过排放法规合规性，并通过工艺控制和设备保护降低成本。[3]结论目前，bod5是最常用的工业废水有机污染物参数。尽管它存在精度和许多其他问题，但它已被纳入全球废水法规。虽然cod测试更快、更精确，但它需要使用和处置剧毒化学品。toc分析仪能够在几分钟内生成快速准确的数据，因此越来越受欢迎。与bod5和cod测试不同，toc分析仪直接测量有机物含量，而不是通过测量需氧量来间接确定有机物含量。许多监管机构现在看到了最先进技术（如toc）的价值。目前，美国已授权工厂在进行长期相关性研究获得批准的情况下，使用toc代替bod。测试方法转变的一个例子是欧盟，由于缺乏有毒化学物质，欧盟不再推荐bod5，而是将重点放在toc上。随着欧洲废弃过时的测试方法，其他国家开始意识到监测工艺转型和改变法规的好处。随着技术的进步，世界各地的管理机构将继续在法规中引入更准确和精确的参数。在全球工业增长持续扩张过程中准确监测废水的必要性从未如此重要。toc在法规监测、资产保护和工艺控制方面的能力使得工厂朝着示范性监测的未来发展。原文英文版于2021年4月发表在https://www.azosensors.com/article.aspx?articleid=2188，作者：amanda scott（sievers分析仪全球产品经理），本文有所修改。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！参考文献1. “bottling company uses sievers innovox online toc analyzer to optimize membrane bioreactor wastewater system” suez water technologies and solutions https://www.suezwatertechnologies.com/node/17082. “introduction to activated sludge.” wisconsin department of natural resources. december 2010 https://dnr.wi.gov/regulations/opcert/documents/wwsgactsludgeintro.pdf3. assman, celine, et al. “online total organic carbon (toc) monitoring for water and wastewater treatment plants processes and operations optimization.” drinking water engineering and science. august 2017 https://www.researchgate.net/publication/318976763_online_total_organic_carbon_toc_monitoring_for_water_and_wastewater_treatment_plants_processes_and_operations_optimization4. bengtson, harlan h. “biological wastewater treatment processes iii: mbr processes.” ced engineering https://www.cedengineering.com/userfiles/02%20%20biological%20wwtp%20iii%20%20membrane%20bioreactor.pdf5. muro, claudia, et al. “membrane separation process in wastewater treatment of food industry.” institute technology of to luca http://cdn.intechweb.org/pdfs/29163.pdf6. shon, h.k et al. “membrane technology for organic removal in wastewater.” faculty of engineering, university of technology, sydney australia, dec 2007 https://pdfs.semanticscholar.org/0818/e843ada017587afdc653a438fe45801b6614.pdf (d)7. toit, wynand du. “use of total organic carbon on a wastewater treatment plant.” tshwane university of technology, september 2006 http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.608.8456&rep=rep1&type=pdf