低浓度亚硝酸盐对A106B碳钢材料腐蚀的影响

低浓度亚硝酸盐对A106B碳钢材料腐蚀的影响

刘斌;金凯峰;谢建丽;刘涛;鲁俊东

【摘要】In order to test and verify whether the significantly increased iron concentration in a plant closed cooling water system was caused by the low concentration contamination of nitrite ion, the effect of nitrite on corrosion rate of A106B carbon steel was investigated by static weight loss, dynamic weight loss and electrochemical measurements. The results show that the corrosion rate of A106B steel was increased from 0. 66 μm·a-1 to 0.

99 μm·a-1 in the deaerated LiOH solution with pH value of 10. 0 at a dosage of 3 mg·kg-1 NaNO2, however, the corrosion rate significantly increased to 73 μm·a-1 in the case of air inleakage because of the carbonation. As compared with the effect of dissolved oxygen and carbon dioxide, the effect of low concentration nitrite on the corrosion of carbon steel could be ignored.%为验证某电站闭式循环冷却水系统中的Fe2+含量显著增加是否由低浓度的污染离子NO2引起,采用静态挂片失重法、旋转挂片失重法和电化学方法评估了低浓度亚硝酸盐对碳钢材料的腐蚀影响.结果表明,室温条件下,在pH为10.0左右的除氧LiOH溶液中,添加3 mg·kg 1 NaNO2使A106B碳钢的

平均腐蚀速率从0.66μm·a-1增大至0.99 μm·a-1,但当空气漏入时A106B碳钢的平均腐蚀速率为73μm·a-1.对比空气溶解引起水样碳酸化对腐蚀的影响,低浓度NO2-的影响基本可以忽略.

【期刊名称】《腐蚀与防护》

【年(卷),期】2013(034)003

【总页数】4页(P228-231)

【关键词】亚硝酸盐;闭式冷却水;缓蚀剂;A106B钢

【作者】刘斌;金凯峰;谢建丽;刘涛;鲁俊东

【作者单位】苏州热工研究院有限公司,苏州215004

【正文语种】中文

【中图分类】TB304

某电站闭式循环冷却水系统以除盐水为补充水源，运行温度控制在18～36.7℃，采用LiOH和N2H4联合调节水质，以减轻系统内材质的腐蚀。

夏季部分设备冷却水源切换运行期间，生产人员发现闭式循环冷却水系统中的Fe2＋含量显著增加，同时检测到低浓度的污染离子NO2-。据文献资料报道，亚硝酸盐投药量在200mg·kg-1以上才能成为一种有效的缓蚀剂，如果用量不足，特别是当水中侵蚀性离子浓度较高时，如NO2-与Cl-的质量比小于1时，就会导致局部腐蚀［1-2］。从缓蚀剂对金属电化学腐蚀过程的影响来看，亚硝酸盐属于阳极抑制型缓蚀剂，和铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐等缓蚀剂一样，它们使金属表面形成致密的保护膜，通过抑制腐蚀的阳极过程来达到缓蚀的目的，如果用量不足，缓蚀剂对金属表面的覆盖会不全面，反而加剧金属的点蚀［3-4］。

受亚硝酸盐污染的冷却水中NO2-浓度很低，仅2mg·kg-1左右，明显达不到缓蚀剂使用的最低浓度要求，故推测污染离子NO2-加剧冷却水系统主要材料

A106B碳钢的腐蚀十分有道理，但实际情况和具体影响程度到底如何，都需要进行模拟试验来验证。

1 试验

试验材料取自现场闭式冷却水系统主要材料A106B碳钢管（相当于国内20＃钢），化学成分（质量分数／%）为C 0.20，Si 0.16，Mn 0.66，Ni 0.06，Cr 0.05，S 0.017，P 0.011，Fe余量。经车、铣、磨三道工序加工成规格

47mm×13mm×2mm，挂孔φ4mm的试片，精度±0.1mm。

静态挂片失重试验溶液直接取自现场取闭式冷却水，与混入0.2%的冷冻水以及加入一定量亚硝酸钠的闭式冷却水进行对比试验，试验周期为1 272h。挂片前对溶

液鼓氮5min，挂片后将试验杯封口并继续鼓氮20min，再加入2mL联胺，最后

将鼓氮口封闭，完成挂片。试验结束后，将取出的试样置于标准清洗液中浸泡，洗净后再用丙酮、无水乙醇处理，待干燥后称量计算腐蚀速率。现场闭式冷却水的水质见表1。

表1 现场运行闭式冷却水的水质参数mg·kgˉ1pH N2H4 Li＋ SS Cl- F-10.27 11.97 0.9 0.1 0.012 ＜0.001

旋转挂片失重法选用RCC-II型旋转挂片腐蚀试验仪进行，自带恒温水浴锅控制温

度为（30±1）℃，旋转速率保持（90±1）r·min-1模拟冷却水流速，水样直接取自电站闭式冷却水系统，室温下存放2周后，定量称取亚硝酸钠配制0，3，10，50，100，250m g·kg-1的试验溶液，试验周期312.5h。试验开始前鼓氮20min，转轴部位采用除盐水保持液封，试验维持恒定温度和转速，定时观察记录腐蚀现象和补充液封水，根据试验前后试片的形貌和失重量评价金属的腐蚀程度。

电化学试验采用三电极体系，测试溶液与旋转挂片试验一致，A106B试样用环氧

树脂镶嵌暴露1cm2的试验面，用水砂纸由粗到细逐级打磨至光亮，参比电极选

择饱和甘汞电极（SCE），辅助电极为铂片。电化学测试采用Solartron公司

SI1287电化学综合测试仪，测量前向溶液通高纯氮除气，测试过程中保持连续通氮。动电位极化曲线测量的极化范围为-200～＋400mV（vs.Ecorr），扫描速率

为0.5mV·s-1。每次试验后，更换工作电极和试验溶液［5］。

2 结果与讨论

2.1 静态挂片失重试验

为避免水样在运输贮存期间空气溶解造成pH、溶氧量等参数发生显著变化，静态挂片失重试验直接在现场取闭式冷却水并混入0.2%的冷冻水，并与加入一定量亚硝酸钠的闭式冷却水进行对比试验。试验条件及结果如表1所示。

现场静态挂片试验结束后，试片除挂孔周围有少量红褐色锈斑外，基体表面基本无腐蚀，有明显金属光泽。根据试验前后的失重量计算平均腐蚀速度，普通除盐水中添加LiOH调整pH为10.03，在通氮除气和添加联胺化学除氧的情况下，A106B 碳钢的腐蚀速率为0.66μm·a-1，加入3mg·kg-1 NaNO2时腐蚀速率增至

0.99μm·a-1。现场闭冷水混入0.2%冷冻水时对应的亚硝酸浓度约为2mg·kg-1，实测A106B碳钢的平均腐蚀速率为0.88μm·a-1，与试验选择亚硝酸钠浓度范围

内的腐蚀结果比较吻合。

表2 静态挂片失重试验水质条件及结果项目水样1 水样2 水样3 NaNO2浓度／（mg·kg-1）0 2 3 pH（25℃） 10.03 9.99 10.03电导率／（μS·cm-1） 22.6 34.1 42.2腐蚀速率／（μm·a-1）0.66 0.88 0.99

2.2 旋转挂片失重试验

旋转挂片试验水样直接取自闭式冷却水系统，亚硝酸钠添加浓度为0，3，10，50，100，250mg·kg-1，各浓度下的腐蚀速率见图1所示。

图1 不同低浓度NaNO2对碳钢的腐蚀影响

旋转挂片试验结束后，溶液pH从10.27降至9.88，这与水样贮存时间较长和旋

转轴水封效果不佳有关。当有空气渗漏时，A106B碳钢在闭式冷却水中的腐蚀速

率为130μm·a-1，但随NaNO2质量分数增加腐蚀速率呈现明显下降趋势，当NaNO2质量分数大于50mg·kg-1时，基本无腐蚀特征，缓蚀效率可达到100%。采用超景深三维显微镜对金属表面蚀坑的大小和分布进行比较，A106B碳钢在

NaNO2质量分数为3mg·kg-1和10mg·kg-1时试片表面出现明显点蚀特征，

3mg·kg-1溶液中点蚀特征最突出，整体宏观及局部腐蚀形貌见图2。旋转挂片失重试验结果表明，在有空气溶解的闭冷水中，NaNO2具有明显缓蚀效果，添加

3mg·kg-1 NaNO2已满足工业冷却水处理设计规范中腐蚀速率不超过75μm·a-1的要求［6］，当NaNO2质量分数大于50mg·kg-1时，基本已无腐蚀。在NaNO2质量分数为3mg·kg-1时试片表面呈现明显点蚀特征，这可能是因为当阳极去极化型缓蚀剂NaNO2加入量很低时，在金属表面形成的保护膜不完整，对

保护膜覆盖大面积的阴极区来说，保护膜未覆盖的小面积阳极区溶解速度会增大，结果导致金属表面发生点蚀。尽管有点蚀发生，但金属整体的腐蚀速度并不会加剧，因旋转挂片失重试验结果为平均腐蚀速度，所以碳钢腐蚀速率随NaNO2浓度增

加呈现下降的趋势与低浓度NaNO2加剧碳钢点蚀的解释并不矛盾。

图2 旋转挂片试验后试片的腐蚀形貌

闭式冷却水中添加2mg·kg-1（混入0.2%冷冻水）和3mg·kg-1 NaNO2时，

A106B碳钢的平均腐蚀速率从0.66μm·a-1分别增大至0.88μm·a-1和

0.99μm·a-1，而在有空气溶解的旋转挂片试验中，空白样和3mg·kg-1 NaNO2

溶液中A106B碳钢的平均腐蚀速率分别为130μm·a-1和73μm·a-1，这表明闭

式冷却水中含有3mg·kg-1 NaNO2对碳钢材料的防腐蚀不利，有加剧碳钢腐蚀的倾向，但这与二氧化碳、溶解氧等腐蚀因素相比，其影响作用十分轻微。

2.3 电化学试验

A106B碳钢电化学测量前向溶液通入高纯氮除氧，试验过程中保持连续通气，约

半小时待开路电位达到稳定值后开始极化曲线扫描。通过对极化曲线进行电化学解析，计算出腐蚀电位Ec，极化电阻Rp值，腐蚀电流密度Jc。不同低浓度

NaNO2溶液中碳钢材料的电化学测试结果见下图3和表3。

图3 低浓度NaNO2溶液中碳钢的电化学极化曲线

表3 动电位极化曲线拟合分析结果NaNO2质量分数／（mg·kg-1）0 3 10 50 100 250腐蚀电位Ec／V（SCE）-0.589-0.376-0.353-0.517-0.211-0.202极化

电阻Rp／Ω 9 863.7 17 833 22 762 23 487 33 835 31 157腐蚀电流密度Jc／（μA·cm-2） 2.636 1.458 1.142 1.107 0.768 0.834腐蚀速率／（μm·a-1）9.46 5.23 4.10 3.97 2.76 2.99

电化学测试结果表明，添加不同低浓度NaNO2后，电极的腐蚀电位都发生正移，线性极化电阻增大，这与NaNO2抑制电化学反应的阳极过程有关，阳极去极化

型缓蚀剂NaNO2可能与碳钢金属表面作用，形成一层致密的金属氧化膜，阻碍

了金属的阳极反应。腐蚀电流密度随NaNO2浓度增大而减小，这和旋转挂片失

重试验得出腐蚀减轻的趋势一致。

三个试验中空白样的试验结果差异较大，A106B碳钢静态挂片腐蚀速率为

0.66μm·a-1，旋转挂片腐蚀速率为130μm·a-1，电化学测试腐蚀速率为

9.46μm·a-1。分析其原因，主要是试验水质差异造成的，静态挂片失重试验的LiOH溶液pH为10.03，然后鼓氮除气和添加联胺化学除氧。而动态模拟旋转挂

片失重试验用水从现场取回后在实验室存放时间超过两周，水中溶解氧和二氧化碳趋于饱和，试验前鼓氮除气，未添加联胺辅助除氧。所以水样已充分碳酸化造成pH降至9.88，最终造成腐蚀速率偏大。此外，动态旋转挂片试验温度维持在30℃，比静态挂片试验温度要高，这也是造成结果有差异的原因之一。而电化学

腐蚀电流密度的计算是基于Stern-Geary方程式，弱极化区采用多参数迭代法进

行曲线拟合极大地依赖于试验人员所选择的数据，个别错误原始数据或不一致的试验条件均可能引起较大的偏差，所以试验结果与失重试验结果有偏差是很容易理解的。

不难看出，静态挂片试验条件比旋转挂片试验条件更贴近现场的封闭环境，试验结果也更能反映出现场实际的腐蚀情况，但旋转挂片试验结果一定程度上反映出闭冷

水系统有空气渗漏时或在停备用检修期间的材料腐蚀情况。

3 结论

（1）A106B碳钢在闭式冷却水中的腐蚀速率为0.66μm·a-1，添加3mg·kg-1 NaNO2腐蚀速率增至0.99μm·a-1，但当系统有空气漏入时腐蚀速率为73μm·a-1，这表明闭式冷却水中含有微量（＜3mg·kg-1）NaNO2有加剧碳钢腐蚀的倾向，但这与空气溶解引起水样碳酸化对腐蚀的影响相比，其影响作用十分轻微。（2）闭冷水系统有空气漏入时，低浓度（＜10mg·kg-1）NaNO2没有加剧

A106B碳钢的整体腐蚀程度，但腐蚀形貌呈现出典型的点蚀特征，尤其是NaNO2浓度为3mg·kg-1时点蚀最为明显，高浓度（＞50mg·kg-1）NaNO2对碳钢有较好缓蚀效果。

（3）NaNO2缓蚀作用的电化学过程表现为腐蚀电位正移，线性极化电阻增大，这与其抑制电化学反应的阳极过程有关，是一种阳极去极化型缓蚀剂。

参考文献：

［1］刘旭麟，彭乔，刘顺华，等.成膜剂对黑色金属防锈水防锈性能的影响［J］.腐蚀与防护，2010，31（12）：970-972.

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［5］GB／T 24196-2009金属和合金的腐蚀电化学试验方法［S］.

［6］GB 50050-2007工业循环冷却水处理设计规范［S］

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关于磷化处理原理

金属磷化处理 在各类制造业中对钢、镀锌钢、锌和铝等金属作磷化处理是表面处理中的重要步骤。在油漆前的金属表面预处理中作磷化处理的目的是为了增强材料的抗腐蚀能力、帮助冷成形、改善部件在滑动接触时的摩擦性能。本文将用实例来加以说明。 磷酸锌是一种在金属基材上生成的晶型转化膜,这种膜是利用了那些先让溶于酸的金属离子起反应然後经水稀释而成的磷化液来处理生成的。传统的电镀法是利用电流在金属上生成镀膜,磷化则是让金属与磷化液接触发生酸蚀反应而生成磷化膜的。硝酸和磷酸是常用的用于溶解金属的无机矿物酸。 依照工艺要求可以在磷化液中添加锌、镍和锰等金属离子。为了得到特殊的效果,也可加一些其它金属离子,磷化液中加镍能提高材料的抗腐力加快磷化反应。近年来所发展的无镍工艺的效果已经也可在各方面与含镍工艺相竞争。 在磷化液中加入促进剂可以提高磷化反应速度、消除氢气的影响和控制磷化渣的生成。促进剂可以是单一的物质、也可以为取得最佳效果而将几种物质混合一起使用。可以选用的促进剂有亚硝酸盐/硝酸盐、氯酸盐、溴酸盐、过氧化物和一些有机物(如:硝基苯磺酸钠)。 在对热浸镀锌板或铝板作磷化处理时还常添加游离或络合的氟化物。图1是使用不同的磷化工艺所生成的各种磷酸盐晶体。 一,磷化反应机理: 1. 酸蚀反应 金属表面与磷化液发生的第一个反应是将某些金属从表面溶解下来的酸蚀反应。不同的磷化液对钢的酸蚀速度约1-3 g/m2;作厚膜磷化时,酸蚀反应速度还要求高许多。酸蚀反应对形成涂膜是非常重要的,因为它既可净化金属表面、又能提高漆膜的附著力。在酸蚀反应发生时,由于金属表面的溶解,所以紧靠表面的磷化液中的游离酸被消耗,金属离子进入磷化液,所溶入的金属离子类型与所处理的基材有关。在磷化液中添加氧化促进剂可减少酸蚀反应时所生成的氢气: 钢表面: Fe + 2H+1 + 2Ox →Fe+2 + 2HOx 镀锌钢表面: Zn + 2H+1 + 2Ox →Zn+2 + 2HOx 铝表面: Al + 3H+1 + 3Ox →Al+3 + 3HOx 2. 磷化反应: 在磷化液中所发生的第二个反应是磷化。由于在金属与溶液的界面上的游离酸度的降低、PH升高,金属阳离子就不再以可溶离子形式存在,它们与溶液中的磷酸盐反应后以磷酸锌的形式沉淀结晶在金属表面。 依据不同的工艺方法,这种晶体可有不同的组成和结构: 3Zn+2 + 2H2PO4-1 + 4H2O →Zn3(PO4)2·4H2O

养殖水体中PH值、氨氮、亚硝酸盐等指标的变化对鱼的影响及防治措施

酸碱度(即pH值) 对鱼的影响 池水是鱼类的生活环境，其酸碱度(即pH值)是鱼池水质的主要指标，它对鱼的生长、发育和繁殖等，有着直接或者间接的影响。 鱼类最适宜在中性或微碱性的水体中生长，其pH值为7.8～8.5。但在pH值6～9时，仍属于安全范围。不过，如果pH值低于6或高于9，就会对鱼类造成不良影响。 鱼类在养殖过程中，如果pH过高或过低，不仅会引起水中一些化学物质的含量发生变化，甚至会使化学物质转变成有毒物质，对鱼类的生长和浮游生物的繁殖不利，还会抑制光合作用，影响水中的溶氧状况，妨碍鱼类呼吸。如果pH值过高，鱼类生活在酸性环境中，水体中磷酸盐溶解度受到影响，有机物分解率减慢，物质循环强度降低，使细菌、藻类、浮游生物的繁殖受到影响，而且鱼鳃会受到腐蚀，使鱼的血液酸性增强，降低耗氧能力，尽管水体中的含氧量较高，但鱼会浮头，造成缺氧症，还会使鱼不爱活动，新陈代谢急剧减慢，摄食量减少，消化能力差，不利于鱼的生长发育。同时，偏酸性水体会引发鱼病，导致由原生动物引起的鱼病大量发生，如鞭毛虫病、根足虫病、孢子虫病、纤毛虫病、吸管虫病等。如果pH值过低，在5～6.5之间，又极易导致甲藻大量繁殖，对鱼的危害也较大。 pH值对鱼类繁殖也有影响。pH值不适宜，亲鱼性腺发育不良，妨碍胚胎发育。若pH值在6.4以下或9.4以上，则不能孵出鱼苗。若pH值过低，可使鱼卵卵膜软化，卵球扁塌，失去弹性，在孵化时极易提前破膜。若pH 值在5～6.5之间，又遇适宜的温度条件（22℃～32℃），饲养的鱼种还极易得“打粉病”。

由于池水酸碱度对鱼类的生长、发育和繁殖都有密切关系，所以，要经常对池水作pH值检测，并根据检测的结果，采取必要的相应措施，以保证池水的pH值正常。 水的硬度对养鱼的影响 硬度作为一项水质指标对水草的生长有很重要的影响，但总是弄不明白什么是软水和硬水？什么是GH和KH？硬度是如何分级的？对水草有何影响？ 水怎么会有软硬之分呢？这裡所说的软硬并不是物理性能上的软硬，而是根据水中所溶解的矿物质多寡来划分的，多了水就“硬”，少了水就“软”，硬水有许多缺点，使用时有不少麻烦。例如，在烧开水时易产生锅垢，又如硬水用来洗涤衣服时，消耗肥皂会比较多等。 因此，硬度可以用来描述水的软硬程度，其定义是指能使肥皂沉淀之量。这是因为肥皂是硬脂酸的钠或钾盐，遇到水中的钙、镁离子，易生成不溶性的硬脂酸钙和硬脂酸镁，使肥皂失去洗涤衣服的作用。除了钙、镁离子外，肥皂还能被铁、锰、铜…离子所沉淀，所以在化学上定义︰凡是水体存在能被肥皂产生沉淀的矿物质离子，都称为「硬度离子」，这裡指金属阳离子而言，主要包括钙、镁、铁、锰、铜离子等，而象钠、钾离子都不属于。但在一般的自然水（包括自来水）中，除了钙、镁离子外，其馀硬度离子存量很少，它们的总含量可能不到3％，因此水的硬度可以说主要表现为钙和镁离子，又称为“钙硬度”或“镁硬度”两者之和，称为“总硬度”，简称“硬度”，这其中钙硬度平均约占85％，镁硬度约占15％。 硬水又依加热之后是否可以发生矿物质沉淀，而分为“暂时硬水”和“永

磷化处理影响因素及常见问题

磷化处理影响因素及常见问题

一、磷化工艺参数的影响 1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。 2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在5~30的范围内。酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。因此必须控制好酸比。 4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下：70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃

Fe+2H+→Fe2++H2↑ 这个反应能够消耗大量的氢离子，促使固液界面的PH上升，进而促使磷化液中的磷酸二氢盐的三级离解平衡右移，以致使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处达到溶度积而成膜。如果不添加一些有效物质，阴极析出的氢气的滞留会造成阴极极化，使反应不能继续进行，因而磷酸盐膜的沉积也不能连续下去。因此凡能加速这个反应的物质，必能加速磷化。氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速反应。 常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等。最常用的主要是硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐。亚硝酸盐的缺点是在酸性磷化液中不稳定，容易分解，需不断补充，否则磷化膜极易发黄。他分解产生的酸气易使未磷化的湿工件生锈。 氯酸盐虽然不能产生酸性气体，在酸液中也稳定，但是他会还原成氯离子。氯离子在槽液中积累，若随后的水洗不充分，使氯离子留在工件上，会带来很大的后患。一方面污染电泳槽液，另一方面留在涂层下，会加快腐蚀速度。 过氧化氢尤其独特的优点，他的还原产物是水，他是工业开发中最强的氧化剂。使用的浓度很低，大约0.01~0.1g/L，但是他在酸中更不稳定，控制要求很高。 此外还有更巧妙的有机氧化还原剂，比如蒽醌类衍生物。 从原理上看，这上一种不消耗的循环使用的加速剂，他只 起氧化载体的作用，利用其氧化性醌先与磷化第一阶段产

缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向

缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向 摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。 关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向 1 前言 缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。 2 缓蚀剂的分类 缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。常见到的分类方法有以下几种。 2.1 按缓蚀剂作用的电化学理论分类 (1)阳极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。 (2)阴极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴 离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。例如ZnSO 4、Ca(HCO 3 ) 2 、As3+、Sb3+ 可以分别和OH-生成Zn(OH) 2、Ca(OH) 2 沉淀和被还原为As、Sb覆盖在阴极表面， 以阻滞腐蚀。 (3)混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。例如含氮和含硫的有机化合物。 2.2 按化学成分分类 (1)无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。

金属腐蚀 沉积物

金属腐蚀 机理冷却水中金属的腐蚀主要是由于水中的溶解氧引起的。氧引起的腐蚀过程是一个电化学过程。现以碳钢为例,进行讨论。 在阳极区,碳钢氧化生成亚铁离子进入水中,并在碳钢的金属基体上留下两个电子。与此同时,水中的溶解氧则在阴极区接受从阳极区流过来的两个电子,还原生成2OH-。这二个电极反应可分别表示为: 在阳极区(阳极反应) 在阴极区(阴极反应) 当亚铁离子与氢氧根离子在水中相遇时,就会生成Fe(OH)2沉淀 如果水中溶解氧比较充足,则Fe(OH)2会进一步氧化,生成黄色的铁锈Fe2O3· xH2O。 解决方法 1.添加缓蚀剂 缓蚀剂是一种用于腐蚀介质(例如冷却水)中抑制金属腐蚀的添加剂。对于一定的腐蚀介质,只要在其中加入少量的缓蚀剂,就能有效地降低该金属的腐蚀速度。缓蚀剂的使用浓度一般很低,冷却水中缓蚀剂的浓度通常在1～100mg/L。故添加缓蚀剂后腐蚀介质的基本性质(除了其腐蚀性外)不发生明显的变化。 通常用ε表示缓蚀剂抑制金属腐蚀的效率———缓蚀率。缓蚀率的定义是: 式中, ε———缓蚀剂的缓蚀率, %; v———有缓蚀剂时金属的腐蚀速度, mm/a; v0———无缓蚀剂(空白)时金属的腐蚀速度,mm/a。

冷却水缓蚀剂应具备的条件如下。 1)使用缓蚀剂在经济上合算。 2)它的飞溅,泄漏和排放,在环保上是允许的。 3)与冷却水中的各种物质(添加的阻垢剂、分散剂和杀生剂)能彼此相容。 4)对水中各种金属的缓蚀效果都可以接受。5)在所需运行条件(pH、温度、热通量、 水质等)下,能有效地工作。 冷却水中常用的缓蚀剂有:亚硝酸盐、正磷酸盐、聚磷酸盐、磷酸酯、有机膦酸盐、锌盐、硅酸盐、钼酸盐、硼砂、唑类等。 为了提高缓蚀剂的缓蚀率,人们通常使用由2种或2种以上缓蚀剂组成的有协同作用的复合缓蚀剂或复合水处理剂。 亚硝酸盐 亚硝酸盐是一种氧化性缓蚀剂。常用的亚硝酸盐是亚硝酸钠(NaNO2)。单独使用时,冷却水中亚硝酸盐的使用浓度通常为300~500mg/L,这个浓度对于敞开式循环冷却水系统是不经济的。再加之亚硝酸盐有毒,是致癌物质,故其使用受到限制。在冷却水系统中亚硝酸盐目前主要应用于两个方面:设备的钝化处理和密闭循环水系统用的缓蚀剂。 正磷酸盐 正磷酸盐是一种阳极性缓蚀剂。在中性和碱性环境中,正磷酸盐对碳钢的缓蚀作用主要依靠水中的溶解氧。正磷酸盐易与水中钙离子生成磷酸钙垢,所以过去人们很少用它作冷却水缓蚀剂。同理,人们还把聚磷酸盐水解形成的正磷酸盐作为冷却水中需要加以严格控制在≤(2~5) mg/L的一个组分来对待,虽然它有缓蚀作用。近年来,由于开发出了一系列对磷酸钙垢有较强阻垢能力的磷酸钙阻垢剂,例如:丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸/AMPS共聚物,人们才开始正式使用它作为冷却水缓蚀剂。但使用正磷酸盐作缓蚀剂的同时还应添加对磷酸钙有阻垢作用的阻垢分散剂,例如AA/AMPS共聚物、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物等。 正磷酸盐的优点是:没有毒性;价格较便宜。 它的缺点是:需要与磷酸钙阻垢剂联合使用;容易促进冷却水中藻类的生长;使冷却水的排放受到限制。 聚磷酸盐

循环水系统中金属的腐蚀及其控制

循环水系统中金属的腐蚀及其控制 第一节冷却水中金属腐蚀的机理 工业冷却水系统中大多数的换热器是由碳钢制造的。为此，我们以碳钢作为金属的代表，讨论金属在水中腐蚀机理。 一、液滴试验 当用一滴含有铁锈指示剂（ferroxy-indicator）（酚酞+高铁氰化钾）的氯化钾溶液滴在一块已用砂纸打磨光亮的碳钢试片表面上时，如果氯化钾溶液中含有溶解氧，则可以看到，在淡黄色液滴下面的碳钢表面上将出现许多蓝色的小点。开始时，这些蓝色小点的分布没有什么规则； 过了一段时间后，淡黄色的溶液逐渐变为桃红色，而蓝色沉淀则将集中在液滴的中部；随着时间的推移，桃红色和蓝色逐渐加深；最后溶液仍保持桃红色，但液滴中部的蓝色沉淀则逐渐转变为黄色沉淀。 在这一试验中，液滴中部的碳钢表面产生蓝色沉淀说明，在腐蚀过程中，水中的碳钢被氧化成亚铁离子而发生了腐蚀；而液滴四周的溶液变成桃红色说明了从空气中进入液滴内水中的氧被还原生成了OH-。 由此可见，在有溶解氧存在的中性水或中性水溶液中，金属腐蚀是一个氧化还原过程。在这个过程中，金属（例如铁）发生氧化，氧则发生还原。但是这个氧化还原过程有一个特点：金属的氧化反应发生在一处（阳极区），氧的还原反应则发生在另一处（阴极区）。因此，金属的腐蚀是一个电化学过程。此时，阳极区、阴极区、水溶液三者构成了一个腐蚀电池。 二、冷却水中金属腐蚀的机理 由于种种原因，碳钢的金属表面并不是均匀的。当它与冷却水接触时，会形成许多微小的腐蚀电池（微电池）。其中活泼的部位成为阳极，腐蚀学上把它称为阳极区；而不活泼的部位则成为阴极，腐蚀学上把它称为阴极区。 在阳极区，碳钢氧化生成亚铁离子进入水中，并在碳钢的金属基体上留下两个电子。与此同时，水中的溶解氧则在阴极区接受从阳极区流过来的两个电子，还原为OH-。这电极反应可以表示为 在阳极区 在阴极区↓ 当亚铁离子和氢氧根离子在水中相遇时，就会生成Fe(OH)2沉淀，如果水中的溶解氧比较充足，则Fe(OH)2会进一步氧化，生成黄色的绣FeOOH或Fe2O3•H2O，而不是Fe(OH)3。如果水中的氧不充足，则Fe(OH)2进一步氧化为绿色的水合四氧化三铁或黑色的无水四氧化三铁。 由以上的金属腐蚀机理可知，造成金属腐蚀的是金属的阳极溶解反应。因此，金属的腐蚀破坏仅出现在腐蚀电池的阳极区，而腐蚀电池的阴极区是不腐蚀的。 孤立的金属腐蚀时，在金属表面上同时以相等速度进行着一个阳极反应和一个阴极反应的现象，称为电极反应的耦合。互相耦合的反应称为共轭反应，而相应的腐蚀体系则称为共轭体系。 在共轭体系中，总的阳极反应速度与总的阴极反应速度相等。此时，阳极反应释放出的电子恰好为阴极反应所消耗，金属表面没有电荷的积累，故其电极电位也不随时间而变化。金属腐蚀时的电极电位称为腐蚀电位（corrosion potential）。 从以上的讨论可以看到，在腐蚀控制中，只要控制腐蚀过程中的阳极反应和阴极反应两者中的任意一个电极反应的速度，则另一个电极反应的速度也会随之而受到控制，从而使整个腐蚀过程的速度受到控制。 第二节冷却水中金属腐蚀的形态 page78-82

高中生物 限时训练3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量(含解析)新人教版高二选修1生物试题

制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 1.下列关于乳酸菌的说法错误的是( ) A.乳酸菌的遗传物质是DNA B.乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和CO2 C.乳酸菌与醋酸菌的细胞结构相似 D.在泡菜制作过程中，起主要作用的是乳酸菌 答案 B 解析乳酸菌属于细菌，其遗传物质是DNA；乳酸菌是厌氧型细菌，其进行无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2；乳酸菌与醋酸菌都属于原核生物，二者细胞结构相似；泡菜制作主要利用了乳酸菌的无氧发酵过程。 2.下列有关泡菜制作过程的叙述，正确的是( ) A.发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高 B.发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用 C.发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶 D.发酵过程中要经常补充坛盖边沿的水槽中的水 答案 D 解析在发酵过程中，亚硝酸盐的含量先升高后降低，最后维持稳定，A项错误；泡菜制作中起发酵作用的微生物有乳酸菌和假丝酵母，B项错误；乳酸菌通过无氧呼吸将糖类分解为乳酸，C项错误。 3.下列关于泡菜制作过程中材料和泡菜坛的选择，错误的是( ) A.泡菜坛要选择密封性好的坛子 B.选择的材料应质地鲜嫩，无烂痕，无虫咬 C.坛盖边沿的水槽应保持干燥，防止泡菜腐烂 D.坛盖边沿的水槽中应注满水 答案 C 解析乳酸菌是厌氧菌，因此在新鲜蔬菜入坛后，要保证其发酵所需的无氧环境，需在坛盖边沿的水槽中注满水，防止空气进入。 4.在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化曲线如下图所示，正确的是( )

A.① B.② C.③ D.④ 答案 C 解析自然界中，亚硝酸盐分布广泛，没有腌制的蔬菜中也含有一定量的亚硝酸盐。在腌制几天后，泡菜中亚硝酸盐的含量达到最高峰，但随着腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖产生乳酸，抑制硝酸盐还原菌的繁殖，使泡菜中亚硝酸盐含量下降，最后维持稳定。 5.泡菜中含有丰富的维生素和钙、磷等无机物，既能为人体提供充足的营养，又能预防动脉硬化等疾病。在泡菜的制作过程中，不需要控制的因素是( ) A.腌制时间 B.环境温度 C.食盐用量 D.泡菜坛容积 答案 D 解析腌制时间的长短会影响泡菜的口味，A项错误；环境温度会影响微生物的代谢水平，B项错误；食盐能够抑制杂菌生长，又影响泡菜的口味，C项错误；泡菜坛容积对泡菜的质量不产生影响，D项正确。 6.下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述，不正确的是( ) A.亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色 B.样品液显色后，通过与已知浓度的标准液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量 C.不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同 D.显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变 答案 D 解析测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色复合物，A项正确；测定亚硝酸盐含量的方法是比色法，将显色后的样品液与已知浓度的标准液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量，B项正确；不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同，亚硝酸盐浓度越大，呈现的颜色越深，C项正确；由亚硝酸盐检测原理可知，显色反应过程是发生化学反应的过程，因此显色反应后亚硝酸盐的理化性质发生改变，D项错误。 7.测定亚硝酸盐含量的操作步骤正确的是( )

游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的影响试验研究

游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB) 活性的影响试验研究 游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的影响试验研究 摘要：游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)是污水处理系统中 常见的废水成分之一，它们对亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性具有 一定影响。本研究通过实验测试了不同浓度的FA和FNA对NOB活性的影响，并对试验结果进行了分析。 1. 引言 亚硝酸盐氧化菌是污水处理系统中关键的微生物群体之一，其主要功能是将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。然而，在实际的污水处理过程中，常常会遇到游离氨和游离亚硝酸的存在。这些废水成分可能对NOB的活性产生负面影响，影响处理系统的稳定性和处理效果。 2. 实验材料与方法 2.1 实验材料 本实验使用的试剂包括游离氨、游离亚硝酸、亚硝酸盐氧化菌等。 2.2 实验方法 首先，收集混合液体样本，其中包括废水样本和培养基。然后，通过添加不同浓度的游离氨和游离亚硝酸，制备出一系列废水样本。接下来，将亚硝酸盐氧化菌接种到废水样本中，并在恒温摇床上培养。在培养过程中，定期检测废水样本中的亚硝酸盐和硝酸盐浓度，以评估NOB的活性。 3. 结果与讨论 实验结果表明，FA和FNA对NOB活性产生了显著影响。随着

FA和FNA浓度的增加，亚硝酸盐氧化菌的活性逐渐降低。具体来说，当FA浓度达到一定范围时，NOB活性迅速下降；而FNA对NOB活性的影响则呈线性递减趋势。 进一步的分析发现，FA的影响主要是由于其较强的毒性作用，可能损害了亚硝酸盐氧化菌的代谢功能。而FNA的影响则主要是由于其对亚硝酸盐氧化菌的催化效果造成的。在高浓度时，FNA的催化效果减弱，从而导致NOB的活性下降。 此外，在研究过程中还发现，NOB对FA和FNA的耐受性存在一定差异。NOB对FA的耐受性相对较弱，而对FNA的耐受性相对较强。这可能与亚硝酸盐氧化菌的生理特性有关，需要进一步深入研究。 4. 结论 本研究通过实验测试了FA和FNA对NOB活性的影响，并对试验结果进行了分析。实验结果表明，FA和FNA均对NOB活性产生了一定影响，其中FA的影响主要是毒性作用，而FNA的影响主要是催化效果。这些发现对污水处理系统的设计和优化具有一定的指导作用，为改进废水处理过程提供了理论依据。 关键词：游离氨、游离亚硝酸、亚硝酸盐氧化菌、活性影响、废水处 综上所述，本研究表明，在废水处理系统中，游离氨和游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌的活性有显著影响。游离氨通过其较强的毒性作用损害了亚硝酸盐氧化菌的代谢功能，而游离亚硝酸则通过催化效果影响了亚硝酸盐氧化菌的活性。此外，亚硝酸盐氧化菌对游离氨和游离亚硝酸的耐受性存在差异，对游离亚硝酸的耐受性相对较强。这些研究结果对废水处理系统的设计和优化具有重要的指导作用，并为改进废水处理过程提供

土壤酸化对硝化和反硝化微生物类群结构及功能的影响

土壤酸化对硝化和反硝化微生物类群结构及功能的影响土壤酸化是指土壤酸性物质含量增加，pH值降低的现象。土壤酸化通常由于氮肥的过量使用、酸雨的侵蚀以及土地退化等因素引起。土壤酸化对硝化和反硝化微生物类群结构及功能有着重要的影响。 一、影响硝化微生物类群结构的因素：土壤酸化可以改变硝化微生物的优势种群及数量，主要影响包括： 1.1 pH值：土壤酸化导致土壤pH值下降，硝化微生物对pH敏感。一般而言，细菌硝化作用主要发生在中性至微碱性的土壤中，而酸性土壤中细菌硝化作用活动明显下降。然而，具有较高耐酸性的硝化细菌如亚硝化细菌（Nitrosomonas spp.）在酸性土壤中仍然能够进行硝化作用。 1.2铵离子浓度：在酸性土壤中，铵离子浓度通常更高，直接抑制一些硝化微生物的生长和活性。 1.3铁、铝、锰离子的毒性：酸性土壤中这些离子的溶解度增加，地下水中往往含有较高浓度的这些离子，它们对硝化微生物生长和活性有一定的毒性作用。 1.4氧气浓度：酸性土壤中氧气浓度较高，利于厌氧环境中的硝化微生物生长。 二、影响硝化微生物功能的因素：土壤酸化对硝化微生物功能的影响主要表现在以下几个方面： 2.1硝酸盐的累积：硝化微生物是将铵盐氧化为硝酸盐的关键环节。然而，在酸性土壤中，硝酸盐的累积会加速土壤酸化的进程。因此，土壤酸化可以增加硝酸盐的积累，并进一步抑制硝化微生物的功能。

2.2硝化速率的下降：酸性土壤中硝化作用会受到限制，硝化速率下降。硝酸盐的积累以及硝酸盐对土壤生物活性的毒性作用，是导致土壤硝化速率下降的重要原因。 三、影响反硝化微生物类群结构的因素：土壤酸化对反硝化微生物类群结构也有着一定的影响，主要表现在以下方面： 3.1pH值：酸性土壤中部分反硝化微生物对pH敏感，例如亚硝酸盐还原菌。因此，土壤酸化可能导致这些菌群的数量减少。 3.2有机物质的影响：有机物质的存在对反硝化微生物的生长和活性至关重要，酸性土壤中有机质降解速度较慢，可能导致反硝化微生物的生长受限。 四、影响反硝化微生物功能的因素：土壤酸化对反硝化微生物功能的影响主要表现在以下几个方面： 4.1硝酸盐还原：酸性土壤中，硝酸盐还原过程通常受到限制，因为酸性环境不利于亚硝酸盐氧化还原酶的活性。这可能导致硝酸盐积累，进一步抑制硝酸盐还原过程。 4.2可溶性铁离子的影响：酸性土壤中可溶性铁离子增加，抑制反硝化菌的生长和活性。 总结起来，土壤酸化对硝化和反硝化微生物类群结构及功能有着重要的影响。土壤酸化可以改变硝化微生物的优势种群及数量，降低硝化微生物的活性，导致硝酸盐的积累。同时，土壤酸化也会对反硝化微生物类群结构和功能产生一定的影响，抑制反硝化微生物的生长和活性。了解这些影响，不仅有助于预测土壤酸化对氮循环过程的影响，还为制定土壤酸化修复措施提供科学依据。

温度、pH值和游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌活性动力学及微生物种群结构影响研究

温度、pH值和游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌活性动力学 及微生物种群结构影响研究 温度、pH值和游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌活性动力学 及微生物种群结构影响研究 引言： 亚硝酸盐氧化菌在氮循环中扮演着重要角色，能够将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，从而维持水体中氮的平衡。由于温度、pH值 以及游离亚硝酸含量的变化对亚硝酸盐氧化菌的活性动力学产生重要影响，因此本研究旨在探究这些因素对亚硝酸盐氧化菌活性动力学及微生物种群结构的影响。 材料与方法： 本研究在实验室中设置了一系列温度和pH值控制的培养实验。首先，以不同温度（20℃、25℃、30℃和35℃）和pH值（6、7、8和9）为处理组，通过扩散培养方法培养亚硝酸盐氧化菌。进一步，分别测定不同处理组中亚硝酸盐氧化的速率，并通过金属元素分析来研究亚硝酸盐氧化过程中微生物的活性动力学。最后，通过高通量测序技术分析不同处理组微生物群落结构的变化。 结果和讨论： 1. 温度对亚硝酸盐氧化菌活性动力学的影响 结果显示，不同温度对亚硝酸盐氧化菌的活性动力学产生 显著影响。随着温度的升高，细胞的活性动力学也随之增加，表明温度是亚硝酸盐氧化的重要影响因素。此外，通过分析温度对微生物群落结构的影响，发现随着温度的升高，亚硝酸盐氧化菌的种群丰度明显增加。 2. pH值对亚硝酸盐氧化菌活性动力学的影响

实验结果表明，不同pH值对亚硝酸盐氧化菌的活性动力学产生显著影响。在酸性条件下（pH值为6和7），亚硝酸盐氧化菌的活性动力学较低。而在碱性条件下（pH值为8和9），亚硝酸盐氧化菌的活性动力学明显增加。微生物群落结构的变化分析结果表明，亚硝酸盐氧化菌在碱性条件下的种群丰度显著增加。 3. 游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌活性动力学的影响 实验结果显示，适量游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌的活性动力学有正向影响。适度的游离亚硝酸浓度能够促进亚硝酸盐氧化过程的进行。然而，高浓度的游离亚硝酸对亚硝酸盐氧化菌的活性动力学产生抑制效应。此外，微生物群落结构的分析结果表明，适量游离亚硝酸能够提高亚硝酸盐氧化菌的种群丰度。 结论： 本研究证实，温度、pH值以及游离亚硝酸含量是影响亚硝酸盐氧化菌活性动力学及微生物群落结构的重要因素。研究结果对于进一步了解亚硝酸盐氧化过程及其在水体中的生态功能具有重要意义，有助于优化水体的氮循环和控制水体富营养化等问题的解决 本研究通过实验结果确定了温度、pH值和游离亚硝酸含量对亚硝酸盐氧化菌活性动力学以及微生物群落结构的重要影响。随着温度升高，亚硝酸盐氧化菌种群丰度明显增加。在酸性条件下，亚硝酸盐氧化菌的活性动力学较低，而在碱性条件下，亚硝酸盐氧化菌的活性动力学明显增加。适量的游离亚硝酸浓度能够促进亚硝酸盐氧化过程的进行，但高浓度的游离亚硝酸会抑制亚硝酸盐氧化菌的活性动力学。研究结果对于了解

污泥浓度(MLSS)对生物脱氮除磷的影响

污泥浓度（MLSS）对生物脱氮除磷的影响！ 生物脱氮除磷过程中，硝化作用的程度往往是生物脱氮的前提，其控制相对比较简单；反硝化作用是生物脱氮的关键，其受诸多因素影响较大，同时反硝化效果也很大程度上影响系统的生化除磷；生物除磷依靠聚磷菌的过量吸磷，通过对剩余污泥的排出来实现除磷，污泥浓度高低对除磷效果影响最大！ 1、污泥浓度对硝化影响 影响硝化反应的环境因素有很多包括：PH、温度、SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度、有毒物质等。实际污水处理厂在工艺的运行中只能对SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度等参数进行控制。 a. 在好氧硝化过程中较高的污泥浓度其硝化细菌的浓度相对较高，因此好氧硝化反应的速率在高污泥浓度条件下较高。

b. 一定污泥泥龄是保证生物污泥中的硝化细菌存在的条件，同时创造良好的硝化细菌生存条件更能提高其在微生物菌群中所占比例，从而提高硝化细菌浓度。高污泥浓度下在厌氧阶段会有更多的BOD被消耗，进入好氧阶段其BOD/TKN也就相对更低些。 一些研究表明活性污泥中硝化细菌所占的比例，与BOD/TKN呈反比关系。由于硝化菌是一类自养菌，有机基质的浓度并不是它的生长限制因素，但若有机基质浓度过高，会使生长速率较高的异氧菌迅速繁衍，争夺溶解氧，从而使自养菌的生长缓慢且好氧的硝化菌得不到优势，结果降低硝化速率。 c. DO值一般是污水处理厂硝化阶段的重要重要指标，一般情况下DO值在2mg/L以上。在大多数氧化沟工艺中其沟内平均DO值都很难达到2mg/L，一般维持在1mg/L或更低水平，但其硝化效果仍然良好，分析原因为氧化沟特有的相对较高污泥浓度虽然其沟内DO 值较低，但其它有利于硝化的因素增强。 污泥浓度增高，也就增大生物处理池的的有效容积，同时降低了负荷等。从另一角度分析提高污泥浓度其微生物好氧量也相应增加，在同等曝气量条件下，溶解氧仪显现出来的数值也应该较低。以上几点说明提高污泥浓度，生物池中的DO值可适当降低，硝化效果仍可维持良好水平。

亚硝酸盐氮

亚硝酸盐氮 (Nitrite Nitrogen) 简介 亚硝酸盐氮是水体中一种常见的氮来源。作为一种常见的水质指标，亚硝酸盐 氮的浓度可以用来评估水体中的氮污染程度。亚硝酸盐氮来源于自然界中的硝化和脱硝过程，同时也是人类活动中的一种污染物。本文将详细介绍亚硝酸盐氮的性质、来源、影响因素，以及对水体和环境的影响。 亚硝酸盐氮的性质 亚硝酸盐氮是一种无色无味的化合物，化学式为NO2-N。它是水体中的一种重 要电离态形式，可以以亚硝酸根离子（NO2-）的形式存在。在水中，亚硝酸盐氮 很容易被硝化细菌氧化为亚硝酸盐（NO3-），特别是在富氧环境下。亚硝酸盐氮 的浓度通常用毫克/升（mg/L）或微克/升（μg/L）表示。 亚硝酸盐氮的来源 亚硝酸盐氮主要来自于自然界的硝化和脱硝过程以及人类活动。在自然界中， 亚硝酸盐氮是硝化细菌将氨氮（NH3-N）或氨基酸氮（NH2-N）氧化为亚硝酸盐（NO2- ）的中间产物。而在缺氧环境中，脱硝细菌将亚硝酸盐还原为氮气（N2），从而形成氮气的脱硝过程。 人类活动也是亚硝酸盐氮的重要来源之一。农业中的化肥施用和养殖业的废水 排放都是造成亚硝酸盐氮过度积累的主要原因之一。此外，城市污水处理厂的废水也可能含有较高浓度的亚硝酸盐氮。

亚硝酸盐氮的影响因素 亚硝酸盐氮的浓度受到多种因素的影响。以下是一些常见的影响因素： 1.温度：亚硝酸盐氮的浓度通常会随着温度的升高而增加，因为温度升 高可以促进硝化细菌的活动。 2.pH值：亚硝酸盐氮的浓度在不同的pH值下有所变化。在弱酸性条 件下，亚硝酸盐氮的浓度通常较高。 3.氧气含量：亚硝酸盐氮的浓度通常会随着氧气含量的增加而下降，因 为充足的氧气可以促进亚硝酸的氧化过程。 4.其他化学物质：某些化学物质，如氨氮和有机物，会影响亚硝酸盐氮 的形成和转化过程。 亚硝酸盐氮对水体和环境的影响 高浓度的亚硝酸盐氮对水体和环境都带来了一定的危害和影响。以下是亚硝酸盐氮对水体和环境可能产生的影响： 1.水质污染：高浓度的亚硝酸盐氮会导致水体富营养化和藻类爆发，进 而引发水华和水质恶化的问题。这对水生生物的生存环境造成了严重威胁。 2.人体健康：水中高浓度的亚硝酸盐氮可能对人体健康产生负面影响。 长期暴露在高浓度的亚硝酸盐氮中可以增加人体患癌症的风险，并且会对呼吸系统和消化系统造成不良影响。

磷化处理影响因素及常见问题

一、磷化工艺参数的影响 1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。 2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在5~30的范围内。酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。因此必须控制好酸比。 4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可到达成膜，其关系如下： 70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃ 1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25 生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下的平衡，如，低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO4→H++PO43- 的离解反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高，产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，再降低到原来的温度时，如果不进行调整，就有可能磷化不上。从减少沉渣，稳定槽液，保证质量来看，磷化液的温度变化越小越好。 5、时间————各个配方都有规定的工艺时间。时间过短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜层。时间过长，由于结晶在已形成的膜上继续生长，可能产生有疏松外表的粗厚膜。 二、促进剂的影响 促进剂是必不可少的成分，如果没有他们，磷化将失去意义。磷化液中的促进剂，主要指某些氧化剂。氧化剂是作为阴极去极化剂而在磷化配方中采用的一种化学反应型的加速剂。他的主要作用是加速氢离子在阴极的放电速度，促使磷化第一阶段的酸蚀速度加快，因此可以称为金属腐蚀的催化剂。当金属外表接触到磷化液时，首先发生以下反应： Fe+2H+→Fe2++H2↑ 这个反应能够消耗大量的氢离子，促使固液界面的PH上升，进而促使磷化液中的磷酸二氢盐的三级离解平衡右移，以致使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处到达溶度积而成膜。如果不添加一些有效物质，阴极析出的氢气的滞留会造成阴极极化，使反应不能继续进行，因而磷酸盐膜的沉积也不能连续下去。因此凡能加速这个反应的物质，必能加速磷化。氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速反应。 常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等。最常用的主要是硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐。亚硝酸盐的缺点是在酸性磷化液中不稳定，容易分解，需不断补充，否则磷化膜极易发黄。他分解产生的酸气易使未磷化的湿工件生锈。 氯酸盐虽然不能产生酸性气体，在酸液中也稳定，但是他会复原成氯离子。氯离子在槽液中积累，假设随后的水洗不充分，使氯离子留在工件上，会带来很大的后患。一方面污染电泳槽液，另一方面留在涂层下，会加快腐蚀速度。过氧化氢尤其独特的优点，他的复原产物是水，他是工业开发中最强的氧化剂。使用的浓度很低，大约0.01~0.1g/L，但是他在酸中更不稳定，控制要求很高。 此外还有更巧妙的有机氧化复原剂，比方蒽醌类衍生物。从原理上看，这上一种不消耗的循环使用的加速剂， 他只起氧化载体的作用，利用其氧化性醌先与磷化第一阶段产生的氢气作用，自身被复原成酚，再用强制方法 使磷化液与氧气接触，发生复原反应，又恢复成醌，同时给予磷化膜形成反应时必要的氧化电势。目前工业生 产中常用的是硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、有机硝基化合物、双氧水的不同组合。硝酸盐、氯酸盐、有机硝基 化合物等在磷化液中都较稳定，除定期抽查外，一般不进行日常检测。而亚硝酸盐则需随时检测。浓度不够时，

环境友好材料期末总复习

环境友好材料总复习 第一章：材料与环境协调发展概述 1、什么是环境友好材料？ （1）用于污染物源头控制的、对环境有害的已有材料的替代品 （2）作用于环境、有利于环境质量控制和改善、其本身也不会产生污染的物质或材料 （3）采用环境友好技术，从废弃物及废水中生产的物质或材料 2、环境友好材料的特征 1.无毒无害，减少污染； 2. 全生命过程对资源和能源消耗小；3 .可再生循环，易于回收 4.具有高使用效率 3、环境友好材料在环境保护中的地位和作用 1.环境友好材料与水污染治理；氧化还原材料、光催化材料、膜分离材料、微生物制剂、生物絮凝剂、废油固化剂 2.环境友好材料与大气污染治理：吸收剂、吸附剂 3.环境友好材料与固体废弃物资源化；报废汽车资源化利用、电子废弃物综合利用、废旧电池资源化利用、稻壳等农业废弃物综合利用 4.环境友好材料与其他污染治理 4、论述材料与环境的辩证关系，并阐述如何实现材料与环境的协调发展。 答：a.材料的性能在很大程度上决定于环境的影响，环境与材料之间的关系涉及到敌对的和友好的，即有害的和有益的，材料与环境正处在敌对和友好的协调中不断发展。b.制造消耗资源和能源少，对环境污染小，再生利用率高的材料，如环境相容材料，仿生材料，绿色包装材料，环境降解材料，环境净化材料，从材料制造，使用，废弃直到再生循环利用整个生命周期都与生态环境相协调。 5、在实现材料的环境协调化进程中，材料的环境友好加工与制备是一个重要环节，现实中可通过哪些技术实现该过程？试举例说明。 答：a.再循环利用技术尽可能的使用藏量相对丰富，并且是可再生利用的资源来设计和生产材料；b.避害技术如聚乳酸；c.控制技术；d.补救修补技术。 第二章环境友好材料与水污染治理 6、用于水污染治理的环境友好材料有哪几类？请举例说明。 1.氧化还原型水污染治理材料：(1)氧化剂：活泼非金属材料。如臭氧、氯气；含氧酸盐：高氯酸盐、高猛酸盐； (2)还原剂：活泼金属原子或离子；(3)催化剂：活性炭、粘土、金属氧化物及高能射线。 2.沉淀分离型水污染治理材料：(1)混凝剂：通过形成压缩双电层，电性中和，卷带网捕以及吸附桥连等四方面作用完成。(2)生物絮凝剂：是一类由微生物产生的可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝聚、沉淀的特殊高分子代谢产物。 3.膜分离型水污染治理材料：膜分离法：用天然或人工合成的膜材料，以外界能量或化学位差为动力，对双组份或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。 4.生物基水污染治理材料：脱氮微生物制剂 5.其他水污染治理材料：(1)微生物燃料电技术 7、以生物絮凝剂为例，分析其来源及混凝沉淀作用机理。 答：生物絮凝剂是一类由微生物产生的，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒凝聚、沉淀的特殊高分子代谢产物。来源：(1)利用微生物细胞提取物的絮凝剂(2)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂(3)直接利用微生物细胞的絮凝剂。 混凝沉淀作用机理：(1)吸附架桥作用：如果投加的药剂是水溶性链状高分子聚合物并具有能与胶粒和细微悬浮物发生吸附的活性部位，那么它就能通过静电引力、范德华引力和氢键力等，将微粒搭桥联结为一个个絮凝体(俗称矾花)。这种作用就称为吸附桥联。聚合物的链状分子在其中起了桥梁和纽带的作用。这种网状结构的表面积很大，吸附能力很强，能够吸附粘土、有机物、细菌甚至溶解物质。(2)电中和作用：若混凝剂投加量适中，带有正电荷的高分子物质或高聚合离子吸附了带负电荷的胶体离子以后，就产生电性中和作用，从而导致胶粒ζ电位的降低，并达到临界电位，再通过吸附作用，使胶体达到脱稳凝聚的目的。(3)网捕作用：形成小颗粒絮体的

磷化处理影响因素及常见问题

磷化处理影响因素及常见问题 一、磷化工艺参数的影响 1、总酸度 ------- 总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸 度是反映磷化液浓度的一项指标。控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。 2、游离酸度------- 游离酸度过高、过低均会产生不良影响。过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离H+勺含量＜控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解 度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。 3、酸比-------- 酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在5~30的范围内。酸比较小的配方，游离酸度高, 成膜

速度慢，磷化时间长，所需温度高。酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。因此必须控制好酸比。 4、温度-------- 磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下：70 C 60 C 50 C 40 C 30 C 20 C

磷化技术-2 1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25 生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下的平衡，如, 低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO伞H++PO43 -的离解 反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高，产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，再降低到原来的温度时，如果不进行调整，就有可能磷化不上。从减少沉渣，稳定槽液，保证质量来看，磷化液的温度变化越小越好。 5、时间-------- 各个配方都有规定的工艺时间。时间过短, 成膜量不足，不能形成致密的磷化膜层。时间过长，由于结晶在已形成的膜上继续生长，可能产生有疏松表面的粗厚膜。 二、促进剂的影响 促进剂是必不可少的成分，如果没有他们，磷化将失去意义。磷化液中的促进剂，主要指某些氧化剂。氧化剂是作为阴极去极化剂而在磷化配方中采用的一种化学反应型的加速剂。他的主要作用是加速氢离子在阴极的放电速度，促使磷化第一阶段的酸蚀速度加快，因此可以称为金属腐蚀的催化剂。 当金属表面接触到磷化液时，首先发生以下反应： 磷化技术-2