一、前言 在我国地下水除铁技术中，广泛采用曝气接触氧化的除铁方法。曝气接触氧气除铁法，是使曝气地下水中的亚铁离子不经氧化与溶解氧一同进入接触滤层，在滤层的接触催化作用下完成亚铁离子的氧化和截留。天然锰砂除铁是在我国已得到广泛应用的一种接触氧化除铁法；人造锈砂和自然形成的锈砂除铁法，是七十年代在我国实验成功的另一种接触氧化除铁法。 过去，笔者曾对天然锰砂除铁法进行过系统的实验和研究。近些年来，国内外又对以石英砂为载体的人造锈砂和自然形成的锈砂的除铁过程进行了研究。这些研究成果，发展了接触氧化除铁工艺，提高了接触氧化除铁工艺的效能，促进了接触氧化除铁工艺的推广和应用。 人们对于接触氧化除铁机理的认识有一个发展过程。本世纪三十年代开始将软锰矿砂用作地下水的接触氧化除铁滤料以来，人们一直把二氧化锰当作催化剂，这被称作经典理论。早在六十年代初，笔者在研究天然锰砂除铁过程中就发现了“活性滤膜”的接触催化作用，后又经多次模型及生产试验检验证实，终于于1974年正式提出了活性滤膜接触氧化除铁原理，这使认识又深化了一步。近几年，笔者对铁质活性滤膜接触氧化除铁的基本特征又进行了研究。实验表明，新滤料初期皆有一定的除铁能力，但并不持久经过一段时间除铁能力便开始衰竭。滤后水的含铁浓度相应升高；随着运行时间的增长，滤料的除铁能力又逐渐提高，滤后水水质变好，最终滤料具有了稳定的除铁能力。最终具有稳定的除铁能力。最终具有稳定除铁能力的滤料，称为“成熟”的滤料；由新滤料到“成熟”滤料的转化过程，称为滤料的“成熟”过程。事实上，滤料的成熟过程，正是滤料表面铁质活性滤膜的形成和积累的过程。本文将对新滤料的除铁作用、活性滤膜的形成及积累过程，以及成熟滤层中活性滤膜的除铁特征等方面的问题进行探讨。　　二、新滤料的除铁作用 用未经曝气的无氧含铁地下水经新滤料层过滤，发现滤层最初都有一定的去除亚铁离子的能力。图1为新天然锰砂去除水中亚铁离子的情况。新石英砂或无烟煤去除亚铁离子的情况，与天然锰砂类似。新滤料能在无氧条件下除铁，表明新滤料对水中的亚铁离子有吸附作用。 新滤料对水中亚铁离子的吸附能力，与滤料的品种有关，表1为几种新滤料在无氧条件下对水中亚铁离子的动态吸附容量。由表1可见，马山锰砂的吸附容量最大，石英矿砂最小。 　　　　　　　　　　　　　表1  新滤料对亚铁离子的动态吸附容量滤料品种名称滤料粒径mm水的含铁浓度　　mg/l水的pH水温(℃)吸附容量mg/l马山锰砂1.0～1.2514～186.165000锦西锰砂1.0～1.2514～186.161000阳泉无烟煤1.0～1.2514～186.16250黑龙江烟煤1.0～1.2514～186.16250松花江河砂1.0～1.2514～186.16250北戴河石英矿砂1.0～1.2514～186.1624 实验表明，吸附于新滤料表面的亚铁离子，在有溶解氧的情况下，能被氧化为高铁。但是，在新滤料表面生成的高铁氢氧化物，与在成熟滤料表面生成的具有强烈催化活性的铁质滤膜，在性质上有很大不同。首先，在新滤料表面生成的高铁氢氧化物具有非常密实的构造。新滤料层与成熟滤层的对比试验表明，在滤层都截留相同的铁量时（某次试验为2g），成熟滤层的水力阻抗竟比新滤层高40倍。所以，在新滤料表面生成的高铁氢氧化物比成熟滤料表面的活性滤膜要密实得多。其次，在新滤料表面生成的高铁氢氧化物并不具有强烈的接触催化活性。图2为三种新滤料成熟过程的对比试验。由图可见，由于新滤料具有一定的吸附能力，所以过滤初期都有一定的除铁效果，但当它们的吸附容量逐步耗尽，滤后水的含铁浓度便不断升高。随着过滤除铁过程的进行，在滤料表面开始生成具有接触催化活性的铁质滤膜，由于活性滤膜物质在滤料表面的积累，滤料渐趋成熟。滤层出水含铁浓度又开始降低，从而具有峰状特征。试验发现，虽然这三种新滤料的吸附容量有很大差别，但它们的成熟期却基本相同。如果新滤料表面生成的高铁氢氧化物具有接触催化活性。那么吸附容量大的新滤料截留下来的铁质较多，应该能较快地成熟，即具有较短的成熟期，但实际情况并非如此。所以，新滤料表面生成的高铁氢氧化物不具有强烈的接触催化活性，它与成熟滤料表面具有强烈接触催化活性的铁质滤膜物质的性质是不同的。 三、滤料的成熟过程 含铁地下水曝气充氧后，通过新滤料层过滤，由于新滤料具有吸附能力，所以具有一定的除铁能力。与此同时，滤料表面开始成生具有催化活性的铁质滤膜。所以，新滤料在成熟过程中，同时具有吸附除铁和接触氧化除铁两种作用。新滤料过滤初期，接触氧化除铁作用很小，所以以吸附除铁为主。随着滤料吸附能力的消耗，除铁能力降低，滤层出水含铁浓度逐渐增大。另一方面，在滤料表面生成的活性滤膜的除铁能力则不断增大，当活性滤膜除铁能力的增大速率超过了吸附除铁能力的减小速率时，滤层出水含铁浓度便开始出现下降趋势。由于活性滤膜的接触氧化除铁过程是一个自动催化过程，所以滤膜除铁能力的增大具有加速的特征，使滤层出水含铁浓度的变化过程线在峰值后略具上凸的形状，直至出水浓度降至要求值。之后，滤层出水的含铁浓度便稳定在很低的数值，它表明滤料已趋于成熟。这样，可以把滤料的成熟过程分为三个阶段，第一阶段为新滤料的吸附除铁作用占优势，称为吸附段；第二阶段为铁质活性滤膜的催化除铁作用占优势，并具有加速进行的特征，称为加速催化段；第三阶段表现为铁质活性滤膜的稳定催化除铁作用，称为稳定催化段，如图3。稳定催化除铁过程连续进行相当时间，滤料最终完全成熟。完全成熟的滤料表面被铁质活性滤膜覆盖而发黄，故常称为锈砂。滤料的吸附容量不同，它们的成熟过程也有差别；吸附容量小的滤料，吸附阶段比较短，且滤层出水浓度变化过程线的峰值也较大；吸附容量大的滤料，吸附阶段比较长，出水峰值也较小。当滤料的吸附容量较大，而地下水的含铁浓度又较小时，出水浓度峰值有可能降至水质标准要求值以下，这时滤池一投产便能供应合格的水质。 我们在图2所示条件下，还进行了北戴河石英矿砂、松花江河砂、黑龙江烟煤等滤料的成熟试验，试验结果与图2基本一致。上述六种滤料的吸附段和加速催化段的总长度，大致为4～5d，此时滤层出水含铁浓度都能降至0.3mg/l以下，但出水水质尚不够稳定，7d后则皆能稳定地除铁。 综上所述，滤料品种不同，只对除铁初期的出水水质有影响，基本上不影响滤料的成熟期和成熟滤料的除铁性能，即对成熟滤料而言，不同品种的滤料作为铁质活性滤膜的载体，其作用是没有区别的，这就为在接触氧化除铁工艺中采用石英砂、河砂、无烟煤等廉价滤料提供了理论依据，经济意义是很大的。但是，吸附容量大的滤料，如天然锰砂，在除铁初期出水水质较好，这在实用上是有重要意义的。石英砂、无烟煤等吸附容量小的滤料，投产初期出水水质差，需采取改善水质和加速滤料成熟的措施，是其缺点。 有人用滤料表面铁质的附着指数（附着于100mg滤料表面的铁质的mg数）作为滤料成熟的指标。前已述及，由于不同滤料具有不同的吸附容量，而在滤料表面吸附氧化的铁质并不具有催化活性。吸附容量大的滤料，在除铁初期就使附着指数达到相当数值，但这时滤料并不具有相应的“成熟”程度。所以，用附着指数作为滤料成熟的指标，对吸附容量不同的滤料不是普遍适用的。 人们习惯于以除铁滤层出水含铁浓度降至饮用水水质标准(0.3mg/l)以下作为滤料成熟的标志。由于滤层都是在一定的条件下进行工作的，这就使“成熟”与具体的工况有关，而不具有统一的标准，难于相互比较，所以也是不完善的。 我们认为，以单位滤料表面积所具有的接触氧化反应速度常数或滤层的接触催化活性系数作为滤料成熟的指标比较合理。 四、铁质活性滤膜的化学组成及其催化的基本特征 在去除亚铁离子的过程中，滤料表面上逐渐形成了铁质活性滤膜。在一个过滤周期里，如果滤膜在滤料表面上的附着量大于反冲洗中的剥落里，滤料表面上的铁质便增多，这使滤料颗粒逐渐变大。对含铁浓度较高的地下水除铁水厂，能观察到明显的滤层增厚和造粒现象，有的水厂，滤料使用一年，部分滤料的粒径可由0.6～2.0mm增大到5～6mm，体积增加几倍乃至几十倍，成为锈球。这种锈球湿时为棕黄色，表面上附着一层疏松的铁质氢氧化物（滤膜）。洗去滤膜，锈球表面光滑且有一定强度。剖开锈球，内部棕黑相间，为年轮状，比较密实。锈球内多有一个由细滤料构成的小的核心，但也有没有核心全由铁质组成的。 将由佳木斯水厂取来的锈球焙烧后，测得其中含Fe2O388%，SiO28%，此外还含有Ca、Mg、Mn等多种元素。锈球外部疏松的铁质滤膜的化学成分，与锈球相同。根据锈球形成的过程，可以断定内部那样密实的物质是由滤料表面这种疏松的铁质滤膜长期积累逐渐形成的。 我们还对新鲜滤膜和锈球内部物质进行了差热和热失重分析，测出它们的化学组成如表2。新鲜滤膜的试样为生产滤池反冲洗水沉淀下来的铁泥（测定前已存放一天）。由表2可见，铁质滤膜与锈球内部物质虽然化学成份相同，但化学组成却有不少差异。通过比较可以看出，由滤料表面铁质滤膜积累成锈球内部物质的过程，是结晶水逐渐脱离的过程，外观上则由疏松到密实。 为了了解滤膜与锈球内部物质催化活性的差别。进行了下面的对比试验。一支滤管装入附有新鲜滤膜的锈球作滤料，另一支滤管装入洗去滤膜的锈球作滤料，使它们在相同的条件下进行除铁试验。 表2  铁质活性滤膜的化学组成试样名称化学组成新鲜滤膜Fe2O3·5H2O或Fe(OH)3·H2O锈球内部物质Fe2O3·H2O或FeOOH新鲜滤膜Fe2O3·6H2O或Fe(OH)3·2H2O图4为试验结果。由图可见，有新鲜滤膜的锈球，降铁效果良好。而洗去滤膜的锈球则除铁效果很差，并且具有与新滤料相同的特征，它表明只有锈球表面疏松的滤膜物质才具有催化活性，而锈球内总密实的物质则没有催化活性。滤料表面这种具有催化活性的疏松的铁质滤膜，称为铁质活性滤膜。 地下水含铁浓度14mg/l；溶解氧浓度7～8mg/l；滤速10m/h。 实验表明，新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强，随着时间的延长，铁质滤膜逐渐老化，其催化活性也逐渐减退。实验是用成熟滤料进行的，实验结果如图5。由图可见，停运几天以后，成熟滤料的除铁效能已大大降低，表明铁质滤膜会随时间逐渐老化而丧失其催化活性。锈球内部的密实物质，正是由老化的铁质滤膜长期积累而成。所以，滤料表面铁质活性滤膜的催化作用只有在连续的除铁过程中才能实现。滤料表面的铁质活性滤膜在过滤除铁过程中得到新的补充，从而在原来的滤膜上不断覆盖上新的滤膜，这使滤膜始终保持新鲜而具有很高的催化活性。旧的滤膜则逐渐老化丧失催化活性，久之便成为滤料表面密实的附着物。滤料表面的铁质活性滤膜的不断更新，是锈砂接触氧化除铁过程正常进行的必要条件。已经明了，铁质活性滤膜接触氧化除铁的过程，首先是滤膜离子交换吸附水中的亚铁离子，可表示如下： Fe(OH)3·2H2O＋Fe2+= Fe(OH)2(OFe) ·2H2O++H+ 当水中有溶解氧时，被吸附的亚铁离子在活性滤膜的催化下迅速地水解和氧化，从而使催化剂得到再生，反应生成物又作为催化剂参与反应，所以铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程。 Fe(OH)2(Ofe) ·2H2O+1/4·O2+9/2 ·H2O= 2Fe(OH)3·2H2O+ H+ 收集反冲洗水中的铁泥进行分析，发现其中基本上不含亚铁化合物。它表明被活性滤膜吸附的亚铁离子能被迅速地氧化为高铁。 按照铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程的概念，在过滤除铁过程中被截留于滤层中的铁质由于具有催化作用，应能使滤层的接触氧化除铁能力得到提高。情况确实如此。图6为除铁过程中，水的含铁浓度沿滤层深度方向分布的变化情况。其中曲线1为滤层反冲洗后1小时的浓度分布情况，曲线2为反冲洗后36小时的情况。由图可见，曲线2较曲线1的位置上移，表明随着铁质在滤层中的积累，滤层的接触氧化除铁能力有明显的提高，它证实了铁质活性滤膜接触氧化除铁是自动催化过程的结论。 五、成熟滤层的接触氧化除铁速率 水中的亚铁离子在成熟滤层中被去除，经历以下诸步骤：亚铁离子由水中向滤料表面扩散；亚铁离子被滤料表面的活性滤膜吸附；被吸附的亚铁离子水解并被氧化，生成高铁氢氧化物——铁质活性滤膜。上述诸步骤中，反应速度最慢者将成为除铁速率的控制步骤。实验表明，亚铁离子向滤料表面扩散可能是除铁速率的控制因素。实验还表明，滤料上活性滤膜只以外表面吸附水中的亚铁离子。根据菲克定律，亚铁离子向滤膜表面扩散时，扩散速率与水中和滤膜表面的亚铁离子浓度差(C－C’)成正比，与滤膜表面的边界层厚度σ成反比。如果将扩散速率作为除铁速率，并认为C’很小可忽略不计，则 －dc/dt=DS/D(C－C’)≈DS/σ·C　　　　　　　　(1) 式中　t——时间，t=ml/u； l——滤层的厚度； m——滤层孔隙度； u——滤速； D——扩散系数； S——单位体积滤层中滤膜的外表面积，S=6a(1－m)/d； d——滤料粒径； a——滤料的形状系数； σ——边界层厚度； C’——滤膜表面上的亚铁离子浓度。 将上列各参数代入式(1)得 －dc/dι=βC　　　　　　　　　　　　　　　(2) β=6Dam(1－m)/ σdu　　　　　　　　　　　(3) 式中β称为滤层的接触催化活性系数。 当水在滤层中呈层流状态流动时，可以认为边界层厚度为一定值(σ=const)，由式(3)可知，这时滤层的催化活性系数与滤速的一次方成反比例关系。 当水在滤层中呈紊流状态流动时可近似地认为边界层厚度与滤速成反比例关系， σ=a/u　　　　　　　　　　　　　　　　　(4) 式中　a为比例系数。将式(4)代入式(3)，得 β=6Dam(1－m)/ad　　　　　　　　　　　　　(5) 即紊流时，除铁效果与滤速无关，这可以看作与滤速的零次方成反比。 当水在滤层中低于层流和紊流之间的过渡区时，可以认为滤层的催化活性系数与滤速的p次方成反比， β=6Dam(1－m)/bdup　　　　　　　　　　　　(6) 式中　b为比例系数；而0 由雷诺数可判别水在滤层中的流态。雷诺数按下式计算 Re=pdu/6μa(1－m)　　　　　　　　　　　　　(7) 则Re上述滤层除铁速率与滤料粒径以及滤速的关系，笔者早在天然锰砂除铁的研究中已经通过实验得到。现在，我们又从理论上作出了论证。 设亚铁离子在滤膜上的反应速率（吸附、氧化、水解）与表面上的亚铁离子浓度成正比，所以滤膜表面上的除铁速率为 －Dc/dt=KSC’　　　　　　　　　　　　　　　　(8) 式中　K——单位面积滤膜上的反应速度常数。 当除铁过程稳定时，表面反应速率与扩散速率相等，即 KSC’=DS/σ(C－C’)　　　　　　　　　　　　　　(9) 从而得　　C’=C/(1+Kσ/D)　　　　　　　　　　　　(10) 将式(10)代入式(8)，得 －Dc/dl=[K/(1+Kσ/D)]·[6am(1－m)/du·C]　　　(11) 比较式(11)和式(2)，可知 β=[K/(1+Kσ/D)]·[6am(1－m)/du]　　　　　　　(12) 由上式可知，β随K的增大而增大，所以两者都可用作判断滤料成熟程度的指标。 六、几点结论 1.通过对天然锰砂、石英砂、河砂、无烟煤等多种滤料的实验，发现新滤料对水中铁离子有吸附作用，吸附容量因滤料种类而异，但吸附于新滤料表面的铁质氧化后并不具有催化性能。新滤料的吸附容量大，过滤初期除铁水质较好。 2.实验表明，对亚铁离子氧化起催化作用的是除铁过程在滤料表面上自然形成的铁质活性滤膜，其形成速度一般与滤料种类无关。铁质活性滤膜的化学组成为Fe(OH)3·2H2O。实验证实，铁质活性滤膜接触氧化除铁过程是：水中亚铁离子先被滤膜吸附，然后被氧化和水解，生成新的活性滤膜，并作为新的催化剂参与反应，所以活性滤膜除铁是一个自动催化反应过程。实验表明，除铁过程中截留于滤层中的铁质，能使滤层的接触催化能力增大。 3.实验表明，新滤料的“成熟”过程，就是铁质活性滤膜在滤料表面逐步积累的过程。成熟滤料的除铁过程，实质上就是滤料表面铁质活性滤膜的除铁过程。对成熟滤料而言，不同品种的滤料作为铁质活性滤膜的载体，其作用基本上是没有区别的。滤料的成熟过程可分为吸附段、加速催化段和稳定催化段等三个区段。建议以单位滤料表面积上的反应速度常数K或滤层的接触催化活性系数β作为判别滤料成熟的指标。 4.实验研究表明，新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强，但随时间滤膜逐渐脱水老化，其催化活性也逐渐减弱，所以，滤料表面活性滤膜的催化作用只有在连续的过滤除铁过程中才能实现。 5.实验证实，滤层的接触氧化除铁速率由亚铁离子向滤膜表面的扩散速度控制。从扩散定律出发，理论推导出滤层除铁速率公式。

超滤（UF）装置是一种先进的膜分离技术，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过滤膜到达低压侧，从而得到透过液或称为超滤液；其超滤膜微孔可达0.01微米（十万分之一毫米）以下，能有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物力作用下，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成浓缩液。 基本原理是在常温下以一定压力和流量，利用不对称微孔结构和半透膜介质，依靠膜两侧的压力差作 为推动力，以错流方式进行过滤，使溶剂及小分子物质通过，大分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被滤膜阻留，从而达到分离、分级、纯化、浓缩目的的一种新型膜分离技术。 超滤属于压力驱动型膜分离过程，超滤膜的分离范围为相对分子质量500-100万的大分子物质和胶体特质，相对应粒子的直径为0.005-0.1μm；分离机理一般认为是机械筛分超滤膜组件有板式、卷式净水用超滤膜。 浓差极化乃是膜分离过程的自然现象，如何将此现象减轻到低程度，是超滤技术的重要课题之一。目前采取的措施有：①提高膜面水流速度，以减小边界层厚度，并使被截留的溶质及时由水带走；②采取物理或化学的洗涤措施。 典型工艺流程：原液——储罐——加压泵——精密过滤器——中空超滤设备——储液罐——反洗水箱——反洗泵 电泳超滤装置拥有以下特点和作用 1、可以回收工件表面冲洗下来的电泳漆，避免由于带有漆的废水排放而造成的环境污染。 2、装置新生产的超滤水为出电泳槽工件提供冲洗用水，可形成闭路循环水冲洗系统。 3、通过适当排放超滤液，除去生产进程中带入电泳漆槽中的各种离子，稳定电泳漆任务液。 4、回收后的电泳漆再应用，可使企业浪费30%的电泳漆置办费，充分节约资源。 5、稳定电泳槽液，提高漆膜质量 杂质离子的存在对漆液的电沉积特性、稳定性及漆膜质量发生极坏的影响，但在延续生产中，漆液不可避免地要带入杂质离子。因此，必须严格控制其含量在一定的范围之内。电泳槽液中的杂质离子、有机溶剂、小分子树脂等可以通过超滤液的排放来控制，从而保证生产稳定。

铝是非常活泼的金属，为防止表面氧化或受周围环境影响而造成缺陷，铝型材在使用前需进行表面处理。通过处理可在铝型材表面形成保护膜，该保护膜起到美观、耐腐蚀、提高机械强度和延长使用寿命的作用〔1〕。铝型材表面的处理需要消耗大量的水，通常每吨铝型材的表面处理要消耗50~80t水。铝型材表面处理产生的废水主要为酸碱废水，其中含有大量的Al3+、SO42-及少量的Ni2+、Sn2+、Cr3+、F-等，对该废水通常采用酸碱中和的方法进行处理。该废水一般呈酸性，须加碱中和，在中和过程中Al3+、Ni2+、Sn2+、Cr3+等形成氢氧化物在吸附和沉淀过程中被去除；而SO42-和F-等阴离子在混凝过程中与Ca2+、Fe2+等阳离子生成沉淀，被部分去除。铝型材表面处理的主要耗水环节为脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序的后水洗环节，上述环节对用水的水质要求不是太高，除脱脂、中和、氧化的后水洗用水pH需大于2，碱蚀的后水洗用水pH需小于12外，浊度低于50NTU，Al3+、SO42-分别低于500、2000mg/L即可满足要求〔2〕。由此，笔者利用混凝+微滤膜分离组合工艺处理铝型材表面处理废水以达到回用的目的。　　　　本研究首先通过混凝沉淀试验确定了组合工艺的最佳混凝剂、助凝剂及其投加量，然后考察了微滤膜操作因素对膜过滤性能的影响以及组合工艺的整体运行效果，并进行了技术经济分析。该组合工艺可以实现节约用水、减少污染的目标，具有社会、环境和经济多重效益。　　　　1、试验材料与方法　　　　1.1试验用水　　　　试验所用设备直接安放在广东省佛山市某铝型材厂铝型材表面处理生产线综合废水调节池的旁边（该厂除含铬、镍等一类污染物的废水单独处理后进入调节池外，其余废水直接进入调节池），所用废水直接取自综合废水调节池，其水质：Al3+500~600mg/L，SO42-2000~3000mg/L，浊度300~500NTU，pH3~5。　　　　1.2试验装置　　　　试验装置如图1所示。铝型材表面处理废水处理与回用技术　  混凝池、斜管沉淀池和过滤池的有效容积分别为30、50、80L，微滤膜采用日本三菱公司生产的聚乙烯中空纤维膜，膜孔径0．1μm，膜丝内径0．27mm，外径0.42mm，膜面积2.0m2。膜组件直接放置在过滤池中，其下方设置空气曝气管，起冲刷膜组件的作用。膜组件出水管两端设置电磁阀，以时间控制器控制系统的出水与反曝气。　　　　1.3试验方法　　　　1.3.1混凝剂筛选试验　　　　为了选定合适的混凝剂及助凝剂，在探索阶段通过序批式试验对各种常用混凝剂的混凝效果进行了比较。根据铝型材表面处理废水的特点及后续废水处理方案的需要，试验中选用浊度，Al3+、SO42-去除率及絮凝体的沉降性能作为衡量指标，以寻求最佳混凝剂及投加量。　　　　取若干只1000mL烧杯，各加入500mL综合调节池废水（水温和室温均在28℃左右），加入计量的混凝剂，加入NaOH粉末将pH调至8.0，然后分别向各烧杯中加入计量的助凝剂PAM；置于六联搅拌器上先以360r/min搅拌1min，然后以150r/min搅拌2min；静置30min后取上清液测试絮凝沉淀效果。　　　　1.3.2混凝+微滤膜分离组合试验　　　　混凝剂与助凝剂溶液分别通过计量阀进入进水泵的吸水管路，与原水通过叶轮快速混合后进入混凝池；经慢速混合后进入斜管沉淀池；泥水分离后的上清液进入过滤池，在抽吸泵抽吸作用下经膜过滤获得过滤出水。进气阀和出水阀在时间控制器的控制下交替工作。根据混凝系统出水中悬浮物含量，每6~8个周期排除过滤池底部沉泥1次。　　　　2、结果与讨论　　　　2.1混凝沉淀试验　　　　本研究选用了FeCl2、FeCl3、Fe2（SO4）3、AlCl3、Ca（OH）25种混凝剂，为了增加絮体的密实程度，选用PAM作为助凝剂。混凝剂投加质量浓度分别为100、150、200、250mg/L；助凝剂投加质量浓度分别为2、4、6、8mg/L。经过对比试验得出各种混凝剂/助凝剂的最佳投加量及絮凝效果，结果如表1所示。    由表1可以看出，Ca（OH）2/PAM的混凝效果明显优于其他几种混凝剂。当Ca（OH）2投加质量浓度为200mg/L、PAM投加质量浓度为4mg/L时，混凝沉淀后出水浊度达50NTU，出水Al3+、SO42-分别低于18、1500mg/L，表明采用单一混凝沉淀处理铝型材表面处理综合废水，勉强能够达到脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序对用水的水质要求，但混凝剂投加量大，且出水水质不够稳定。　　　　单一混凝沉淀处理是通过投加足量的混凝剂和助凝剂以使水中悬浮胶体微粒形成沉降性能良好的絮体得以去除。采用混凝+微滤膜分离组合工艺，由于微滤膜分离技术可以达到0.1μm数量级的固液分离水平，投加的混凝剂和助凝剂仅使胶体颗粒通过压缩双电层脱稳即可，无需形成依靠重力沉降的颗粒尺寸，这不仅可以降低混凝剂和助凝剂的用量，而且较单一混凝沉淀增加了可去除的污染物范围。试验在Ca（OH）2投加量（200mg/L）不变，但助凝剂PAM只投加一半剂量（2mg/L）条件下考察混凝+微滤膜分离组合工艺对铝型材加工废水的处理效果。　　　　2.2微滤膜周期反曝气对膜过滤性能的影响　　　　本研究采用平均膜通量作为膜过滤性能的评价指标。为减少膜污染的程度，保持膜过滤性能的稳定，试验采用周期反曝气运行方式以吹脱沉积在膜表面的泥饼层，反曝气的压力为0.15MPa，每次反曝气时间为3min。不同运行周期条件下膜过滤性能的变化结果表明，膜周期反曝气可较大程度地吹脱沉积在膜表面的泥饼层，减小膜污染，恢复膜通量，有效地维持了膜过滤性能的稳定；采用过滤30min，反曝气3min的方式运行，周期产水量可稳定在40L/（m2·h）左右。　　　　2.3混凝+微滤膜分离组合工艺的运行性能　　　　以Ca（OH）2和PAM作为混凝剂和助凝剂，投加质量浓度分别为200、2mg/L，以30min过滤、3min反曝气的方式运行，在平均膜通量控制在40L/（m2·h）的条件下稳定运行2周。混凝+微滤膜分离组合工艺对铝型材表面处理综合废水的处理效果如图2和图3所示。    由图2可知，经过微滤膜过滤后的最终出水浊度为10NTU左右，完全满足脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序后水洗环节用水对浊度的要求。　　　　由图3可知，尽管系统进水SO42-波动较大（主要由不定期排放部分脱脂或出光槽液引起），但最终出水SO42-稳定在1000mg/L左右，生成的硫酸钙沉淀及氢氧化铝沉淀对SO42-的吸附可能是该系统去除硫酸根的主要途径；经过混凝+微滤膜分离组合工艺处理后，系统出水Al3+稳定在8mg/L左右。经组合工艺处理后，系统出水完全满足脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序后水洗环节用水对Al3+和SO42-的要求。　　　　3、技术经济分析　　　　与常规工艺相比，混凝+微滤膜分离组合工艺处理铝型材表面处理废水具有出水水质稳定、工程占地面积小、基建投资省、自动化程度高、运行管理方便等优点〔3〕，且出水可达到回用的目的。　　　　以日处理和回用1000t废水为例，对混凝+微滤膜分离组合工艺进行技术经济分析：基建投资为15万元，设备费（膜价格150元/m2）为18.6万元，折旧费（膜寿命以3a计，其他为20a）为0.192元/m3，能耗0.4元/m3〔电费按0.8元/（kW·h）计〕，药剂费为0.133元/m3，人工费为0.15元/m3，系统总运行成本为0.875元/m3。相比于企业目前的用水成本2.5元/m3（其中自来水费1.3元/m3、废水处理费0.4元/m3、排污费0.8元/m3），经济效益十分明显。　　　　4、结论　　　　采用混凝+微滤膜分离组合工艺处理铝型材表面处理综合废水并使之回用的工艺条件：以Ca（OH）2作为混凝剂、PAM作为助凝剂，Ca（OH）2和PAM的投加质量浓度分别为200、2mg/L，微滤膜分离系统以30min过滤、3min反曝气的方式运行。在此条件下，系统稳定运行2周，尽管进水水质变化较大，出水浊度稳定在10NTU左右，Al3+和SO42-稳定在8mg/L和1000mg/L左右，出水水质完全满足脱脂、碱蚀、中和、氧化等工序后水洗环节的用水要求。与常规处理工艺相比，混凝+微滤膜分离组合工艺在技术上具有明显的优越性，经济上可行。

（1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为： 　　预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。 　　（2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。 　　（3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。 　　（4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。  　（5）随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。 　　（6）超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30～40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。 　　（7）电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的各种参数定期进行检测，并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数： 　　电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴（阳）极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率 每天一次；颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验 每周2次。 　　（8）对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准，一般每个批次都需检测。

一、概述 我国大部分区域特别是北方区域水资源相对稀缺，跟着经济的展开和人民日子水平的进步，工农业及日子用水的需求量逐年添加，水资源的开发运用变得越来越重要．在我国的水资源中，地下水因具有散布广、水质好、不易污染等特色，正被越来越广泛地开发和运用．但因为天然界自身岩质情况 以及植被的损坏，地下水中Fe2＋和Mn2＋的质量浓度显着超出要求，因而下降地下水中Fe2＋和Mn2＋质量浓度至饮用水标准，已成为近年来研讨的热门． 地下水除铁除锰办法首要有：加碱调pH值、强氧化剂氧化法、离子交换法、臭氧氧化法、磁别离法等．我国对地下水除铁技能的研讨较早，对除锰的研讨则相对较少，理论和运用上先后阅历了天然氧化法、触摸氧化法和生物氧化法． （一）天然氧化法 天然氧化法包括曝气、氧化反响、沉积、过滤等一系列杂乱的进程．曝气是先使含铁地下水与空气充沛触摸，让空气中的氧溶解于水中，一起许多散除地下水中的CO2，进步pH值，以利于铁锰的化学氧化．地下水经曝气后，pH值一般在6.0－7.5之间，Fe2＋氧化为Fe3＋并以Fe(OH)3的办法分出，经过沉积、过滤去除．但是关于Mn2＋的去除，只经过简略的曝气是不能完成的，因为Mn2＋在pH大于9．0时，天然氧化速率才显着加快，而地下水多呈中性，在相同的pH条件下，Mn2＋的氧化比Fe2＋慢得多，难以被溶解氧氧化为沉积物而去除．所以需向地下水中投加碱(如石灰)，进步pH值，才干氧化Mn2＋。可见，天然氧化法除锰后需求进一步酸化才干运用，这使工艺杂乱并添加了运转费用．其次，在实践运转中因为Fe(OH)3絮体颗粒细微，易穿透滤层，除铁作用有时达不到要求．氧化和沉积进程要求处理水在沉积池中停留时刻较长，约2～3 h，因而，该工艺设备巨大，出资高。此外，水中溶解性硅酸与Fe(OH)3构成硅铁络合物使Fe(OH)3胶体凝集困难，影响Fe(OH)3经过絮凝从水中别离。以上闻题的存在，约束了该办法在工程实践中的广泛运用，达不到高效除铁除锰的底子方针。 （二）触摸氧化法 20世纪60年代，由李圭白等人研制开发了地下水除铁技能，成功试验了天然锰砂触摸氧化除铁工艺并于70年代确立了触摸氧化除铁理论，80年代初，又开发了触摸氧化除锰工艺，并敏捷推行．地下水经过简略曝气后，直接进入滤池，在滤料表面催化剂的作用下，Fe2＋、Mn2＋被氧化后直接被滤层截留去除．该法的机理是自催化氧化反响，起催化作用的是滤料表面的铁质和锰质活性滤膜．铁质活性滤膜吸附水中的Fe抖，被吸附的Fe2＋在活性滤膜的催化作用下敏捷氧化为Fe3＋，并且生成物作为催化剂又参加新的催化反响．同理，Mn2＋在滤料表面锰质活性滤膜的作用下，被水中的溶解氧氧化为MnO，并吸附在滤料表面，使滤膜不断更新。 活性滤膜的自催化作用完成了在pH>7．5的条件下对Mn2＋的去除，下降了除锰难度，处理了天然氧化法流程杂乱的问题，水在系统内的停留时刻仅为2～30 min，设备小，大幅度下降了运转费用．一起，铁的去除不受溶解性硅酸的影响，出水总铁质量浓度也跟着过滤时刻的添加而削减，在过滤周期内水质越来越好。 但是，因为铁的氧化复原电位比锰低，因而在滤层中，Mn2＋氧化为MnO2的速度较慢，锰质活性滤膜的老练期较长。别的，因为经常性的反冲刷，锰质活性滤膜有时无法构成，这些都使得除锰作用呈现不安稳的情况。此外选用一级曝气、过滤除铁除锰，将使滤床上层除铁滤层厚度添加，基层除锰滤层厚度相对削减，对除锰作用发作影响．当铁或锰质量浓度较高时，一般选用一级曝气、过滤除铁，二级曝气、过滤除锰的分级去除办法，但是这样一来，工艺流程趋于杂乱，运转费用偏高。实践标明，这种地下水除铁除锰的办法是不行紧密的，需求有更有用的办法和技能。 （三）微生物氧化法 新近有研讨证明一些微生物能够发作胞外聚合物如多糖、糖蛋白、脂多糖等具有许多阴离子的基团，与金属离子络合．微生物也可经过甲基化作用、鳌合作用、吸收作用、氧化和复原作用等改动金属的价态，有些微生物还能经过生物转化作用或生理代谢活动使金属由高毒情况变为低毒情况。20世纪80年代后期，我国的张杰院士等对除锰滤池进行了深化研讨，发现滤沙表面有许多微生物繁衍，由此提出了生物催化氧化除铁的新思路，并于90年代在我国首要展开了地下水生物除锰新技能的理论及运用研讨。 1、生物法除锰机理 前期地下水除锰机理是经过高效的除铁工艺研讨以及铁、锰自身类似的化学结构和性质等表象特征推得．经深化研讨，发现生物除锰法中起催化作用的不是锰的氧化物而是微生物，氧化的主体是铁锰细菌．因而，研讨人员从微观上对微生物除锰的机理从头进行了深化分析，以为生物氧化除锰的一级氧化作用是经过锰氧化菌胞内的酶促反响完成的，Mn2＋吸附在带负电的锰氧化菌细胞膜表面的胞外聚合物上，随之发作酶促反响．氧化菌邻近排泄的生物聚合物发作了碱性的微环境，然后发作简略的催化反响． 2、生物法除锰进程 生物除锰的进程包括分散、吸赞同氧化3个阶段．在分散阶段，Mn2＋由水中向生物膜表面分散；在吸附阶段，分散到生物膜表面的Mn2＋经过范德华引力和细菌胞外排泄物被吸附到生物膜的表面上；在氧化阶段，被吸附的Mn2＋被氧化为MnO2，该进程或许包括两个方面，一是在微生物周围及内部构成了一个碱性的微环境，Mn2＋在分散到微生物表面及进入生物膜内部的进程中，被水中溶解氧敏捷氧化．二是吸附在生物膜表面的Mn2＋在微生物胞外酶的催化下被氧化成MnO2。 在滤池中接种铁锰氧化细菌，经培育，熟料表面构成一个杂乱的微生物生态系统，该系统中存在着许多具有锰氧化才能的细菌。滤层的活性就来自于附着的锰氧化细菌的活性。细菌在载体上再生出新的吸附表面，然后使吸附、氧化、再生处于动态平衡。 3、生物法除锰的长处及尚待处理的问题 生物法是运用微生物技能提出的新办法，该法进步了除锰作用，下降了工程出资及运转费用，是现在该范畴的最新展开方向。但在工程实践中，因为各地水质的差异，生物除锰滤柱短少规范化的调试运转办法，在反冲刷时刻、周期和强度、滤速、溶氧量、滤层厚度、滤料粒径等的挑选上没有共同的标准。如安在确保出水合格的前提下缩短滤料的老练时刻、减小水头丢失仍是一个应不断研讨的课题。这些问题的处理对下降运转本钱、进步铁锰离子的去除作用将有较大的现实意义。 （四）铁锰去除的其他办法 其他的地下水除铁除锰技能如：氯氧化法、臭氧氧化法、氧化法及离子交换法等，尽管有时能取得较好的除锰作用，但工艺流程杂乱、本钱高、调试运转难度大，有些办法(如用臭氧处理)处理后有细菌成长的风险，处理进程会发作许多的污泥，在我国大中型地下水厂中运用很少。 二、影响微生物高效除锰技能的要素 与传统办法比较，微生物固锰除锰有显着的优势，为了在微生物除锰的基础上高效除锰，需探究经济有用的进步生物除锰作用的办法及条件。现依据近年来的研讨概略找出影响微生物高效除锰技能的几个要素。 （一）碳、氮、磷等养分条件 一般从地下水中别离得到的铁锰细菌，为兼性贫养分型微生物，因而，培育基的养分成分不能太高，否则会构成杂菌污染，损坏原有的微生态平衡，改动滤料原有的表面结构，导致除锰率下降或呈现漏锰现象，严峻损坏出水水质。研讨标明，这类微生物的成长及滤料的老练只需求一些有必要的养分元素，如碳、氮、磷等。 碳源物质在微生物成长进程中经过一系列杂乱的化学改变后成为微生物自身的细胞物质和代谢产品．微生物能够运用的碳源分为无机碳源和有机碳源，研讨标明有机碳的存在与否对滤层简直无影响，单纯依托溶解在水中的CO2即可确保滤层对碳的需求．这是因为生物除铁除锰滤层内的优势菌群以铁锰细菌为主，这类菌大部分归于化能自养菌，CO2是它们细胞代谢的碳源，所以单纯地依托溶解在水中的CO2就能够确保滤层对碳的需求。 氮源物质一般不作为动力，首要用来组成细胞中的含氮物质，有文献指出极点微量的氮即可确保老练生物除铁除锰滤层对氮源的需求．地下水中氮的含量一般都可供给满意的氮源来确保生物除铁除锰滤层高效安稳地运转． 磷是微生物成长的必需元素，培育基中磷的含量只需确保铁锰细菌能够正常成长并发挥作用就好，培育基中适宜的碳磷比对生物除锰有显着的促进作用，当碳磷质量比减小到20：1时，除锰作用均有所进步，但假如再进一步减小碳磷质量比，除锰作用进步不显着．此外，钙、镁离子对微生物的影响也很大，钙具有调理pH值、下降细胞膜透性的作用，是一些酶的重要辅因子。镁也是许多酶反响的辅因子。地下水中钙、镁离子散布比较广泛，简直一切的地下水自身都能满意生物除铁除锰滤层对钙、镁离子的养分需求。 （二）溶解氧量 生物氧化除锰要求进水有必定的溶解氧供细菌成长，但是氧的含量也有必定的标准，因为含氧量过高，会使Fe2＋的化学氧化加快，进而晦气于锰的氧化．研讨标明当水中含有必定的溶解氧后，生物除锰作用根本不受溶解氧量的影响．此刻若一味进步曝气强度以添加Mn2＋在滤柱中的氧化速率，不只没有必要，还会添加处理本钱。在生物法中，简略曝气(如跌水、射流曝气等)就能够满意铁锰氧化对溶解氧量的需求。 （三）几种滤料的挑选 杜菊红等人的研讨标明，滤料首要有两方面的作用：一是作为载体，在其表面构成活性滤膜，对水中的Fe2＋和Mn2＋起催化氧化作用；二是过滤作用，截留水中的铁锰氧化产品。不同的滤料因为物理性质等的差异，老练时刻不同，除锰作用也不同．首要有石英砂滤料、锰砂滤料和无烟煤滤料。石英砂滤料是一种坚固、耐磨、化学功能安稳的硅酸盐矿藏，首要成分是SiO2，该滤料密度大，机械强度高，运用周期长，用石英沙作为过滤介质，在必定的压力下，能有用的截留去除水中部分重金属离子． 锰砂滤料以锰矿石为质料，经破碎、筛分等加工而成，是处理水的一种特殊滤料，常用于除铁、除锰过滤设备，作用杰出，值得注意的是，当锰砂滤猜中MnO2的质量分数大于35％时，既可除铁又能除锰，而质量分数小于30％的锰砂滤料只能用于地下水除铁． 无烟煤滤料从深井矿藏中精选，含碳量高，机械强度高，化学性质安稳，不含有毒有害物质，在一般酸性、碱性、中性水中均不溶解． 对几种滤料进行比较发现，锰砂滤料吸附容量大，但其机械强度低，相对体积质量大，报价高．石英砂滤料虽吸附强度不及锰砂，但机械强度高，相对体积质量和报价适中．无烟煤滤料的孔隙率高，相对体积质量小，报价低廉，从物理性质上分析彻底能够作为铁锰细菌的载体．因为较高的孔隙率能够进步滤层内的生物量，节约反冲刷的水电?肖耗量，一起，可使微生物群系和Fe2＋、Mn2＋随原水深化到滤层更深处，发挥整个滤层的除锰才能。孔隙率大，防止表层过快阻塞，延缓了全层阻力的增大，延伸了反冲刷周期．质轻能够削减反冲刷强度。此外，与石英砂和锰砂滤料比较，无烟煤滤料显着加快了滤池的老练，大大缩短了滤池的老练时刻。 三、缩短滤膜老练时刻的技能工艺 滤柱活性的添加并不是因为滤料表面细菌的繁衍，而是铁泥中细菌的添加．滤柱的老练需求经过一段时刻使细菌固定在滤料上．总的说来滤柱的老练能够分为4个时期：0～15d为习惯期，这一阶段滤层简直无显着除锰作用；15－30d为榜首活性添加期，此刻跟着微生物的不断繁衍，滤层的除锰率不断进步；30－50d为第二活性添加期，此刻微生物数量相对安稳，出水锰逐步抵达标准；50d后抵达安稳期，此刻滤层彻底老练并且运转安稳．可见，在大型水厂的地下水处理滤池中活性滤膜的构成和老练需阅历较长的时刻，因而缩短滤膜的老练时刻对下降出产本钱和进步除锰功率具有重要意义。 （一）彻底氧化时刻 各区域地下水中Fe2＋的彻底氧化时刻相差较大，这首要受水中溶解氧、可溶性硅酸、水酸碱性等要素的影响．有的区域地下水触摸空气之后，短短的时刻就可被氧化为Fe2＋胶体颗粒，而有的更长时刻也不能被彻底氧化．Fe2＋彻底氧化后，地下水由弄清通明变为污浊的黄褐色，在滤层表层构成一层薄薄的铁泥，这些铁泥会影响生物膜的添加，导致老练期延伸。 （二）菌体的附着效能 在工程实践中仅有氧化才能强的细菌是不行的，还需求细菌与滤料有较好的附着，研讨标明可选用恰当的固定化办法。而甲壳素作为固定化载体就能有用促进滤料的老练。首要因为甲壳素自身结构十分疏松，对蛋白质有很强的亲和力，并在微酸性的介质中呈正电性，因而对微生物，尤其是负电的细菌有着很强的吸附作用。其次，甲壳素提取于生物，具有较好生物相容性，对微生物无害且能较高地坚持微生物活性，文献标明甲壳素在固定淀粉酶和溶菌酶时可保存酶90％的活性。此外，甲壳素对重金属离子的吸赞同螯合作用的最佳pH值规模为6.5～8.0，正好在微生物固锰除锰的pH值规模内，与微生物的最佳培育pH值规模也相吻合，可使微生物免受重金属离子的损害。 （三）Fe2＋的影响 实践证明，在生物除锰的进程中，Fe2＋起着相当大的作用，Fe2＋的存在除了能够促进微生物排泄胞外酶并影响其活性外，还能经过Fe2＋的变价传递电子，催化Mn2＋的氧化反响．此外，还或许充任酶激活剂的人物，Fe2＋与某种酶结合后，使Mn2＋更有利于同该酶的催化部位和结合部位相结合，加快Mn抖的氧化。若进水中短少Fe2＋，滤柱对Mn2＋只要物理吸附作用，无法抵达生物固锰除锰的意图．究其原因，当Fe2＋不存在或质量浓度过低时滤层内为极点贫养分环境，而细菌对底物的氧化速率受底物浓度的影响，底物浓度太低，铁锰细菌的代谢繁衍受到约束，老练期时刻相应延伸．但过量的Fe2＋会紧缩滤层的除锰空间，影响Mn2＋的去除，因为复原作用阻止Mn2＋的氧化，还会导致频频的反冲刷，这些对滤池的培育都是晦气的。 （四）滤速 培育期滤速的巨细直接影响滤层的老练情况，这首要是因为铁锰细菌对环境的要求所形成的。铁锰细菌与载体触摸后，并不能马上结实地附着在其表面，若此刻的滤速较大，相应的水流剪切力也较大，会将刚刚附着在滤料表面的细菌冲刷下来．所以在铁锰细菌与载体表面触摸后需求一个相对安稳的环境，确保他们能在载体表面有必定的停留时刻，以使铁、锰氧化细菌在载体表面结实附着。为今后的成长、繁衍创造条件。跟着滤层中微生物数量的不断添加，滤砂表面附着与固定的微生物量也不断添加，此刻便能够逐步进步滤速，因而，采纳低滤速有利于生物滤层的快速老练。 （五）反冲刷时问和强度 关于生物除铁除锰滤池极为重要的是保持滤砂表面和滤层孔隙中的生物量及其活性，因而，反冲刷操作参数在培育期间尤为重要。反冲刷强度弱、时刻短，会构成铁泥、细菌代谢物和老化细胞堆集，添加滤层的水头丢失，影响生物活性，严峻时乃至呈现滤层板结，影响滤池的正常运转，下降除锰率。 关于不同水质的地下水，滤池的反冲刷参数是有差异的，应归纳考虑许多要素，并依据出产情况来断定。总的来说，反冲刷参数的断定应遵从如下准则：在培育期内，反冲刷强度从弱到强逐步进步，时刻逐步延伸，滤的作业周期相应地缩短。滤层老练后，滤层的处理才能和抗冲击负荷才能大大进步，此刻应进步反冲刷强度，确保生物代谢的顺利。恰当添加反冲刷强度，使细菌能习惯较强的水力冲击，有利于保持滤层的安稳，进而促进滤池的快速发动，因而，有必要从实践出发，断定一个合理的反冲刷强度。 （六）滤池的运转办法 滤池的运转办法也是影响滤池老练的要素之一，传统滤池的运转办法，即级配滤料的下向流过滤，级配滤层的特色是上层滤料的粒径小，基层粒径大，关于下向流过滤的水力条件，会使许多的铁锰氧化物敏捷在滤层上部淤积，这不只削减了吸附容量，也使水头丢失添加较快。并且因为上部滤层的阻塞阻止了细菌向基层浸透，使整个过滤空间的细菌增值受阻，滤层培育期相对较长。 在均质滤层中(所谓均质滤料是指沿着整个滤层深度方向的任一横断面上滤料组成和均匀粒径均匀共同)，上部滤料粒径的增大使铁锰杂质有更多的时机进入下部滤层，为铁锰氧化细菌在滤层深处的繁衍供给了条件，减缓了水头丢失，延伸了过滤周期．在相同试验条件下，铁在均质滤层中的穿透深度是级配滤层的两倍，在细菌数量的散布情况上看，均质滤层显着加大了有用生物层厚度，进步了过滤空间的有用生物总量，使生物滤层的处理才能大大增强，一起滤层反冲刷时可将基层空间的一部分细菌带着到上层滤猜中，促进整个滤层细菌的繁衍，进步滤层空间内细菌的数量，然后缩短滤层培育期。 四、菌种的影响 最新研讨标明，混合菌的习惯才能较单一菌种强，混合菌间的互补作用使氧化作用比单一菌强。尽管每种单一菌种都有必定的习惯成长期，但一般来说，细菌与其他菌共生时，成长发育较其独自成长时好许多，所以细菌习惯成长期很短，并不影响整个系统的改变．此外，研讨进程也标明混合细菌对锰的氧化进程相对比较安稳。 五、定论 本文总结了现在我国遍及选用的地下水除铁除锰技能，对天然氧化法、触摸氧化法、生物氧化法3类首要办法进行了比较分析，一起，具体介绍了在我国北方区域广泛运用的生物固锰除锰办法，评论了微生物除锰技能的展开并对存在的问题进行了讨论，各种工艺各有利弊，为了挑选最适合的处理办法，应考虑各种要素，并将各办法归纳运用，抵达有用、经济的处理作用。

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。　　电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程，其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极，涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极，涂料是阳离子型)；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。　　1-经表面处理后的工件；2-电源；3-工件；4-喷水冲洗；5-槽液过滤；6-沉积槽；7-循环泵　　电泳涂装与其他涂装方法相比较，具有下述特点：　　(1)采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患；　　(2)涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%～95%；　　(3)涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题；　　(4)生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高劳动效率；　　(5)设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化要求的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水处理；　　(6)只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料贮存过久稳定性不易控制。　　一、电泳涂装的设备　　电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。　　电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下，应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置，以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致，多采用循环泵，漆液的循环一般每小时4～6次，当循环泵开动时，槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分，控制槽液的PH值，用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择，一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关，一般为30～50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗，一般用去离子水，但需加压设备，常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜，可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段，应根据涂料的品种和工件的情况制订。　　二、影响电泳涂装的主要工艺参数　　1、电压　　电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简单，易于控制。电压对漆膜的影响很大；电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力，缩短施工时间。但电压过高，会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低，电解反应慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两极间距成正比。钢铁表面为40～70V，铝和铝合金表面可采用60～100V，镀锌件采用70～85V。　　2、电泳时间　　漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达到一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反应；反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在保证涂层质量的条件下，越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟，大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂，可适当提高电压和延长时间。　　3、涂料温度　　涂料温度高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引起涂料变质；温度低，电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15～30℃。　　4、涂料的固体分和颜基比　　市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%～15%。固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，涂料的稳定性差。固体分过高，粘度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。一般颜基比为1比2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中，涂料的颜料量会逐渐下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。　　5、涂料的PH值　　电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜。PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力降低。一般要求施工过程中，PH值控制在7.5～8.5之间。在施工工程中，由于连续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄，导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液，更换阴极罩蒸馏水，用离子交换树脂除去铵离子，采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时，可加入乙醇铵来调节。　　6、涂料电阻　　被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降，从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中，需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜，可采用阴极罩设备，以除去铵及钙、镁等杂质正离子。　　7、工件与阴极间距离　　距离近，沉积效率高。但距离过近，会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件，当出现外部已沉积很厚涂膜，而内部涂膜仍较薄时，应在距离阴极较远的部位，增加辅助阴极。　　三、电泳涂装的方法及技巧　　(1)一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：　　预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。　　(2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。　　(3)在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。　　(4)电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。　　(5)随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。　　(6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30～40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。　　(7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的各种参数定期进行检测，并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数：　　电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次；颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。　　(8)对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准，一般每个批次都需检测。

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。　　电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程，其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳(工件是阳极，涂料是阴离子型)和阴极电泳(工件是阴极，涂料是阳离子型)；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。　　1-经表面处理后的工件；2-电源；3-工件；4-喷水冲洗；5-槽液过滤；6-沉积槽；7-循环泵　　电泳涂装与其他涂装方法相比较，具有下述特点：　　(1)采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患；　　(2)涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%～95%；　　(3)涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题；　　(4)生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高劳动效率；　　(5)设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化要求的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水处理；　　(6)只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料贮存过久稳定性不易控制。　　一、电泳涂装的设备　　电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。　　电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下，应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置，以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致，多采用循环泵，漆液的循环一般每小时4～6次，当循环泵开动时，槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分，控制槽液的PH值，用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择，一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关，一般为30～50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗，一般用去离子水，但需加压设备，常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜，可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段，应根据涂料的品种和工件的情况制订。　　二、影响电泳涂装的主要工艺参数　　1、电压　　电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简单，易于控制。电压对漆膜的影响很大；电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力，缩短施工时间。但电压过高，会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低，电解反应慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两极间距成正比。钢铁表面为40～70V，铝和铝合金表面可采用60～100V，镀锌件采用70～85V。　　2、电泳时间　　漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达到一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反应；反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在保证涂层质量的条件下，越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟，大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂，可适当提高电压和延长时间。　　3、涂料温度　　涂料温度高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引起涂料变质；温度低，电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15～30℃。　　4、涂料的固体分和颜基比　　市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%～15%。固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，涂料的稳定性差。固体分过高，粘度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。一般颜基比为1比2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中，涂料的颜料量会逐渐下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。　　5、涂料的PH值　　电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜。PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力降低。一般要求施工过程中，PH值控制在7.5～8.5之间。在施工工程中，由于连续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄，导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液，更换阴极罩蒸馏水，用离子交换树脂除去铵离子，采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时，可加入乙醇铵来调节。　　6、涂料电阻　　被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降，从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中，需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜，可采用阴极罩设备，以除去铵及钙、镁等杂质正离子。　　7、工件与阴极间距离　　距离近，沉积效率高。但距离过近，会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件，当出现外部已沉积很厚涂膜，而内部涂膜仍较薄时，应在距离阴极较远的部位，增加辅助阴极。　　三、电泳涂装的方法及技巧　　(1)一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：　　预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。　　(2)被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。　　(3)在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。　　(4)电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。　　(5)随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。　　(6)超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30～40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。　　(7)电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的各种参数定期进行检测，并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数：　　电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴(阳)极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次；颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。　　(8)对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准，一般每个批次都需检测。

铝型材电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。　　电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程，其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳（工件是阳极，涂料是阴离子型）和阴极电泳（工件是阴极，涂料是阳离子型）；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。　　1-经表面处理后的工件；2-电源；3-工件；4-喷水冲洗；5-槽液过滤；6-沉积槽；7-循环泵　　　　电泳涂装与其他涂装方法相比较，具有下述特点：　　　　（1）采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患；　　（2）涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%～95%；　　（3）涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题；　　（4）生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高劳动效率；　　（5）设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化要求的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水处理；　　（6）只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料贮存过久稳定性不易控制。　　　　一、电泳涂装的设备　　　　电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。　　　　电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下，应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置，以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致，多采用循环泵，漆液的循环一般每小时4～6次，当循环泵开动时，槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分，控制槽液的PH值，用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择，一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关，一般为30～50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗，一般用去离子水，但需加压设备，常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜，可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段，应根据涂料的品种和工件的情况制订。　　　　二、影响电泳涂装的主要工艺参数　　　　1、电压　　电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简单，易于控制。电压对漆膜的影响很大；电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力，缩短施工时间。但电压过高，会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低，电解反应慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两极间距成正比。钢铁表面为40～70V，铝和铝合金表面可采用60～100V，镀锌件采用70～85V。　　　　2、电泳时间　　漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达到一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反应；反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在保证涂层质量的条件下，越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟，大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂，可适当提高电压和延长时间。　　　　3、涂料温度　　涂料温度高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引起涂料变质；温度低，电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15～30℃。　　　　4、涂料的固体分和颜基比　　市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%～15%。固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，涂料的稳定性差。固体分过高，粘度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。一般颜基比为1比2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中，涂料的颜料量会逐渐下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。　　　　5、涂料的PH值　　电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜。PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力降低。一般要求施工过程中，PH值控制在7.5～8.5之间。在施工工程中，由于连续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄，导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液，更换阴极罩蒸馏水，用离子交换树脂除去铵离子，采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时，可加入乙醇铵来调节。　　　　6、涂料电阻　　被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降，从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中，需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜，可采用阴极罩设备，以除去铵及钙、镁等杂质正离子。　　　　7、工件与阴极间距离　　距离近，沉积效率高。但距离过近，会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于20cm。对大型而形状复杂的工件，当出现外部已沉积很厚涂膜，而内部涂膜仍较薄时，应在距离阴极较远的部位，增加辅助阴极。　　　　三、电泳涂装的方法及技巧　　　　（1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：　　预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。　　（2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。　　（3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。　　（4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行。　　（5）随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。　　（6）超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30～40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。　　（7）电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的各种参数定期进行检测，并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数：电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴（阳）极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次；颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。　　（8）对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准，一般每个批次都需检测。

随着科学技术的发展及制造技术的提高,氧化铝陶瓷在现代工业和现代科学技术领域中得到越来越广泛的应用。1、机械方面：有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、衬片,氧化铝陶瓷钉,陶瓷密封件(氧化铝陶瓷球阀),黑色氧化铝陶瓷切削刀具,红色氧化铝陶瓷柱塞等。2、电子、电力方面：有各种氧化铝陶瓷底板、基片、陶瓷膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷以及各种氧化铝陶瓷电绝缘瓷件,电子材料,磁性材料等。3、化工方面：有氧化铝陶瓷化工填料球,氧化铝陶瓷微滤膜,氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。4、医学方面：有氧化铝陶瓷人工骨,羟基磷灰石涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿、人工关节等。5、建筑卫生陶瓷方面：球磨机用氧化铝陶瓷衬砖、微晶耐磨氧化铝球石的应用已十分普及,氧化铝陶瓷辊棒、氧化铝陶瓷保护管及各种氧化铝质、氧化铝结合其他材质耐火材料的应用随处可见。6、其他方面：各种复合、改性的氧化铝陶瓷如碳纤维增强氧化铝陶瓷,氧化锆增强氧化铝陶瓷等各种增韧氧化铝陶瓷越来越多地应用于高科技领域;氧化铝陶瓷磨料、高级抛光膏在机械、珠宝加工行业起到越来越重要的作用;此外氧化铝陶瓷研磨介质在涂料、油漆、化妆品、食品、制药等行业的原材料粉磨和加工方面应用也越来越广泛。

首先：电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料较有有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。　　　　电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程，其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳（工件是阳极，涂料是阴离子型）和阴极电泳（工件是阴极，涂料是阳离子型）；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。　　电泳涂装与其他涂装方法相比较，具有下述特点：　　　　（1）采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患；　　　　（2）涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%～95%；　　　　（3）涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题；　　　　（4）生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高劳动效率；　　　　（5）设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化要求的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水处理；　　　　（6）只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料贮存过久稳定性不易控制。　　　　一、电泳涂装的设备　　　　电泳涂装的设备是由电泳槽、搅拌装置、涂料过滤装置、温度调节装置、涂料管理装置、直流电源装置、电泳涂装后的水洗装置、超滤装置、烘烤装置、备用罐等组成。　　　　电泳槽槽体的大小及形状需根据工件大小、形状和施工工艺确定。在保证一定的极间距离条件下，应尽可能设计小些。槽内装有过滤装置及温度调节装置，以保证漆液一定的温度和除去循环漆液中的杂质和气泡。搅拌装置可使工作漆液保持均匀一致，多采用循环泵，漆液的循环一般每小时4～6次，当循环泵开动时，槽内漆液液面应均匀翻动。涂料管理装置的作用在于补充调整涂料成分，控制槽液的PH值，用隔膜电极除去中和剂和用超滤装置排除低分子量成分等。电泳电源的选择，一般采用直流电源。整流设备可采用硅整流器或可控硅。电流的大小与涂料的性质、温度、工作面积、通电方式等有关，一般为30～50A/m2。水洗装置用于电泳涂装前后工件的冲洗，一般用去离子水，但需加压设备，常用的是一种带螺旋体的淋洗喷嘴。烘烤装置用来促进电泳涂料的干燥成膜，可采用电阻炉、感应电热炉和红外线烘烤设备。烘房设计要有预热、加热和后热三段，应根据涂料的品种和工件的情况制订。　　　　二、影响电泳涂装的主要工艺参数　　　　1、电压　　　　电泳涂装采用的是定电压法，设备相对简单，易于控制。电压对漆膜的影响很大；电压越高，电泳漆膜越厚，对于难以涂装的部位可相应提高涂装能力，缩短施工时间。但电压过高，会引起漆膜表面粗糙，烘干后易产生“橘皮”现象。电压过低，电解反应慢，漆膜薄而均匀，泳透力差。电压的选择由涂料种类和施工要求等确定。一般情况下，电压与涂料的固体分及漆温成反比，与两极间距成正比。钢铁表面为40～70V，铝和铝合金表面可采用60～100V，镀锌件采用70～85V。　　　　2、电泳时间　　　　漆膜厚度随着电泳时间的延长而增加，但当漆膜达到一定厚度时，继续延长时间，也不能增加厚度，反而会加剧副反应；反之，电泳时间过短，涂层过薄。电泳时间应根据所用的电压，在保证涂层质量的条件下，越短越好。一般工件电泳时间为1至3分钟，大型工件为3至4分钟。如果被涂物件表面几何形状复杂，可适当提高电压和延长时间。　　　　3、涂料温度　　　　涂料温度高，成膜速率快，但漆膜外观粗糙，还会引起涂料变质；温度低，电沉积量少，成膜慢，涂膜薄而致密。施工过程中，由于电沉积时部分电能转化成热能，循环系统内机械摩擦产生热量，将导致涂料温度上升。一般漆液温度控制在某些方面15～30℃。　　　　4、涂料的固体分和颜基比　　　　市售的电泳涂料的固体分一般为50%左右，施工时，需用蒸馏水将涂料固体分控制在10%～15%。固体含量太低，漆膜的遮盖力不好，颜料易沉淀，涂料的稳定性差。固体分过高，粘度提高，会造成漆膜粗糙疏松，附着力差。一般颜基比为1比2左右，高光泽电泳涂料的颜基比可控制在1比4。由于实际操作中，涂料的颜料量会逐渐下降，必须随时添加颜料分高的涂料来调节。　　　　5、涂料的PH值　　　　电泳涂料的PH值直接影响槽液的稳定性。PH值过高，新沉积的涂膜会再溶解，漆膜变薄，电泳后冲洗会脱膜。PH值过低，工件表面光泽不一致，漆液的稳定性不好，已溶解的树脂会析出，漆膜表面粗糙，附着力降低。一般要求施工过程中，PH值控制在7.5～8.5之间。在施工工程中，由于连续进行电泳，阳离子的铵化合物在涂料中积蓄，导致PH值的上升。可采用补加低PH值的原液，更换阴极罩蒸馏水，用离子交换树脂除去铵离子，采用阳极罩等方法降低PH值。若PH值过低时，可加入乙醇铵来调节。　　　　6、涂料电阻　　　　被涂物件从前一道工序带入电泳槽的杂质离子等引起涂料电阻值的下降，从而导致漆膜出现粗糙不均和针孔等弊病。在涂装施工中，需对涂料进行净化处理。为了得到高质量涂膜，可采用阴极罩设备，以除去铵及钙、镁等杂质正离子。　　　　7、工件与阴极间距离　　　　距离近，沉积效率高。但距离过近，会使漆膜太厚而产生流挂、橘皮等弊病。一般距离不低于500px。对大型而形状复杂的工件，当出现外部已沉积很厚涂膜，而内部涂膜仍较薄时，应在距离阴极较远的部位，增加辅助阴极。　　　　三、电泳涂装的方法及技巧　　　　（1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为：　　　　预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。　　　　（2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。　　　　（3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋较佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。　　　　（4）电泳涂装的循环系统循环量的大小，直接影响着槽液的稳定性和漆膜的质量。加大循环量，槽液的沉淀和气泡减少；但槽液老化加快，能源消耗增加，槽液的稳定性变差。将槽液的循环次数控制6～8次/h较为理想，不但保证漆膜质量，而且确保槽液的稳定运行　　　　（5）随着生产时间的延长，阳极隔膜的阻抗会增加，有效的工作电压下降。因此，生产中应根据电压的损失情况，逐步调高电源的工作电压，以补偿阳极隔膜的电压降。　　　　（6）超滤系统控制工件带入的杂质离子的浓度，保证涂装质量。在此系统的运行中应注意，系统一经运行后应连续运行，严禁间断运行，以防超滤膜干枯。干枯后的树脂和颜料附着在超滤膜上，无法彻底清洗，将严重影响超滤膜的透水率和使用寿命。超滤膜的出水率随运行时间而呈下降趋势，连续工作30～40天应清洗一次，以保证超滤浸洗和冲洗所需的超滤水。　　　　（7）电泳涂装法适用于大量流水线的生产工艺。电泳槽液的更新周期应在3个月以内。以一个年产30万份钢圈的电泳生产线为例，对槽液的科学管理极为重要，对槽液的各种参数定期进行检测，并根据检测结果对槽液进行调整和更换。一般按如下频率测量槽液的参数：　　　　电泳液、超滤液及超滤清洗液、阴（阳）极液、循环洗液、去离子清洗液的PH值、固体含量和电导率每天一次；颜基比、有机溶剂含量、试验室小槽试验每周2次。　　　　（8）对漆膜质量的管理，应经常检查涂膜的均一性和膜厚，外观不应有针孔、流挂、橘皮、皱纹等现象，定期检查涂膜的附着力、耐腐蚀性能等物理化学指标。检验周期按生产厂家的检验标准，一般每个批次都需检测。厚度5-30μm。