泥灰岩强风化用途是建筑物中。1、建筑物的外墙，地板，地面，装饰工程，景观工程等，并可作为防护墙，护坡，护栏等。2、建筑工程中的砂浆配合，砌块安装，墙面装饰，以及渠道，水库，湖泊，港口，海岸等工程。
泥岩风化特点，泥岩构成的崖壁风化速度快，而结核形成的石蛋风化速度慢，当泥岩层层风化剥落石蛋就慢慢孕育而出。
泥岩（Mudstone） 一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎。 一种层理或页理不明显的粘土岩。矿物成分复杂，主要由粘土矿物（如水云母、高岭石、蒙脱石等）组成，其次为碎屑矿物（石英、长石、云母等）、后生矿物（如绿帘石、绿泥石等）以及铁锰质和有机质。质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显。常见类型有：①钙质泥岩。含适量碳酸钙，常见于大陆红色岩系和海洋、潟湖相的沉积岩层。②铁质泥岩。含较多的铁矿物，如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等，多见于红色岩层。③硅质泥岩。SiO2含量较高，不含或极少含铁质和碳酸盐质物，常与铁质岩、硅质岩、锰质岩相伴生。泥岩具吸水、粘结、耐火等性能，可用于制砖瓦、制陶等工业。 泥岩结构 极细粒，肉眼无法辨认颗粒。其许多特征与页岩相同，可能含有化石，但层理不如页岩发育
高深了不能帮你
引言：提起“纳米”这个词，可能很多人都听说过，但什么是纳米，什么是纳米材料，可能很多人并不一定清楚，本文主要对纳米及纳米材料的研究现状和发展前景做了简介，相信随着科学技术的发展，会有越来越多的纳米材料走进人们的生活，为人类造福。 纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。 研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。 1研究形状和趋势 纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。 纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。美国已成功地制备了晶粒为50urn的纳米cu材料，硬度比粗晶cu提高5倍；晶粒为7urn的pd，屈服应力比粗晶pd高5倍；具有高强度的金属间化合物的增塑问题一直引起人们的关注，晶粒的纳米化为解决这一问题带来了希望， 根据纳米材料发展趋势以及它在对世纪高技术发展所占有的重要地位，世界发达国家的政府都在部署本来10～15年有关纳米科技研究规划。美国国家基金委员会（nsf）1998年把纳米功能材料的合成加工和应用作为重要基础研究项目向全国科技界招标；美国darpa（国家先进技术研究部）的几个计划里也把纳米科技作为重要研究对象；日本近年来制定了各种计划用于纳米科技的研究，例如 ogala计划、erato计划和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究计划，1997年，纳米科技投资亿美元；德国科研技术部帮助联邦政府制定了1995年到2010年15年发展纳米科技的计划；英国政府出巨资资助纳米科技的研究；1997年西欧投资亿美元。据1999年7月8日《自然》最新报道，纳米材料应用潜力引起美国白宫的注意；美国总统克林顿亲自过问纳米材料和纳米技术的研究，决定加大投资，今后3年经费资助从亿美元增 加至5亿美元。这说明纳米材料和纳米结构的研究热潮在下一世纪相当长的一段时间内保持继续发展的势头。 2国际动态和发展战略 1999年7月8日《自然》（400卷）发布重要消息 题为“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴 起”。在这篇文章里，报道了美国政府在3年内对纳米技术研究经费投入加倍，从亿美元增加到5亿美元。克林顿总统明年2月将向国会提交支持纳米技术研究的议案请国会批准。为了加速美国纳米材料和技术的研究，白宫采取了临时紧急措施，把原亿美元的资助强度提高到亿美元。《美国商业周刊》8月19日报道，美国政府决定把纳米技术研究列人21世纪前10年前11个关键领域之一，《美国商业周刊》在掌握21世纪可能取得重要突破的3个领域中就包括了纳米技术领域（其它两个为生命科学和生物技术，从外星球获得能源）。美国白宫之所以在20世纪即将结束的关键时刻突然对纳米材料和技术如此重视，其原因有两个方面：一是德科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测，估计能达到14400亿美元，美国试图在这样一个诱人的市场中占有相当大的份额。美国基础研究的负责人威廉姆斯说：纳米技术本来的应用远远超过计算机工业。美国白宫战略规划办公室还认为纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分。在《自然》的报道中还特别提到美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流，在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术中的应用与欧共体并列世界第一，纳米尺寸度的元器件和纳米固体也要与日本分庭抗礼。1999年7月，美国加尼福尼亚大学洛杉矾分校与惠普公司合作研制成功100urn芯片，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学于1998年制备成功量子磁盘，这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系，10bit／s尺寸的密度已达109bit／s，美国商家已组织有关人员迅速转化，预计2005年市场为400亿美元。1988年法国人首先发现了巨磁电阻效应，到1997年巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世，在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头将有重要的应用前景。 最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉体，预计将给彩色印橡带来革命性的变革。纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面很可能给传统产业和产品注入新的高科技含量，在未来市场上占有重要的份额。纳米材料在医药方面的应用研究也使人瞩目，正是这些研究使美国白宫认识到纳米材料和技术将占有重要的战略地位。原因之二是纳米材料和技术领域是知识创新和技术创新的源泉，新的规律新原理的发现和新理论的建立给基础科学提供了新的机遇，美国计划在这个领域的基础研究独占“老大”的地位。 3国内研究进展 我国纳米材料研究始于80年代末，“八五”期间，“纳米材料科学”列入国家攀登项目。国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目，组织相关的科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作，国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题，国家“863”新材料主题也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究。1996年以后，纳米材料的应用研究出现了可喜的苗头，地方政府和部分企业家的介入，使我国纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面。 目前，我国有60多个研究小组，有600多人从事纳米材料的基础和应用研究，其中，承担国家重大基础研究项目的和纳米材料研究工作开展比较早的单位有：中国科学院上海硅酸盐研究所、南京大学。中国科学院固体物理研究所、金属研究所、物理研究所、中国科技大学、中国科学院化学研究所、清华大学，还有吉林大学、东北大学、西安交通大学、天津大学、青岛化工学院、华东师范大学，华东理工大学、浙江大学、中科院大连化学物理研究所、长春应用化学 研究所、长春物理研究所、感光化学研究所等也相继开展了纳米材料的基础研究和应用研究。我国纳米材料基础研究在过去10年取得了令人瞩目的重要研究成果。已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金（晶态、非晶态及纳米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体，建立了相应的设备，做到纳米微粒的尺寸可控，并制成了纳米薄膜和块材。在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新，取得了重大的进展，成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷；在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形变；在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果；在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁嫡变超过金属gd；设计和制备了纳米复合氧化物新体系，它们的中红外波段吸收率可达 92％，在红外保暖纤维得到了应用；发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法；发现全致密纳米合金中的反常hall－petch效应。 近年来，我国在功能纳米材料研究上取得了举世瞩目的重大成果，引起了国际上的关注。一是大面积定向碳管阵列合成：利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术，用这种技术合成的纳米管，孔径基本一致，约20urn，长度约100pm，纳米管阵列面积达到 3mm 3mm。其定向排列程度高，碳纳米管之间间距为100pm。这种大面积定向纳米碳管阵列，在平板显示的场发射阴极等方面有着重要应用前景。这方面的文章发表在1996年的美国《科学》杂志上。二是超长纳米碳管制备：首次大批量地制备出长度为2～3mm的超长定向碳纳米管列阵。这种超长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1～2个数量级。该项成果已发表于1998年8月出版的英国《自然》杂志上。英国《金融时报》以“碳纳米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作。三是氮化嫁纳米棒制备：首次利用碳纳米管作模板成功地制备出直径为3～40urn、长度达微米量级的发蓝光氮化像一维纳米棒，并提出了碳纳米管限制反应的概念。该项成果被评为1998年度中国十大科技新闻之一。四是硅衬底上碳纳米管阵列研制成功，推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件方面的应用。五是制备成功一维纳米丝和纳米电缆，该成果研究论文在瑞典召开的1998年第四届国际纳米会议宣读后，许多外国科学家给予高度评价。六是用苯热法制备纳米氮化像微晶；发现了非水溶剂热合成技术，首次在300℃左右制成粒度达30urn的氮化锌微晶。还用苯合成制备氮化铬（crn）、磷化钴（cop）和硫化锑（sbs）纳米微晶，论文发表在1997年的《科学》杂志上。七是用催化热解法制成纳米金刚石；在高压釜中用中温（70℃）催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉，论文发表在1998年的《科学》杂志上。美国《化学与工程新闻》杂志还发表题为“稻草变黄金---从四氯化碳（cc14）制成金刚石”一文，予以高度评价。 我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累，在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地，中科院上海硅酸盐研究所、南京大学、中科院固体物理所、中科院金属所、物理所、中国科技大学、清华大学和中科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位。无论从研究对象的前瞻性、基础性，还是成果的学术水平和适用性来分析，都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地，促进我国纳米材料研究的发展，培养高水平的纳米材料研究人才做出了贡献。在纳米材料基础研究和应用研究的衔接，加快成果转化也发挥了重要的作用。目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的中坚力量。 在过去10年，我国已建立了多种物理和化学方法制备纳米材料，研制了气体蒸发、磁控溅射、激光诱导cvd、等离子加热气相合成等10多台制备纳米材料的装置，发展了化学共沉淀、溶胶一凝胶、微乳液水热、非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法，研制了性能优良的多种纳米复合材料。近年来，根据国际纳米材料研究的发展趋势，建立和发展了制备纳米结构（如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、mcm－41等）组装体系的多种方法，特别是自组装与分子自组装、模板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等也积累了丰富的经验，已成功地制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系。这些方法为进一步研究纳米结构和准一纳米材料的物性，推进它们在纳米结构器件的应用奠定了良好的基础。纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全，达到了国际90年代末的先进水平。 综上所述，“八五”期间我国在纳米材料研究上获得了一批创新性的成果，形成了一支高水平的科研队伍，基础研究在国际上占有一席之地，应用开发研究也出现了新局面，为我国纳米材料研究的继续发展奠定了基础。10年来，我国科技工作者在国内外学术刊物上共发表纳米材料和纳米结构的论文2400多篇，在国际上排名第五位，其中纳米碳管和纳米团簇在1998年度欧洲文献情报交流会上德国马普学会固体所一篇研究报告中报道中国科技工作者发表论文已超过德国，在国际排名第三位，在国际历次召开的有关纳米材料和纳米结构的国际会议上，我国纳米材料科技工作者共做邀请报告24次。到目前为止，纳米材料研究获得国家自然科学三等奖1项，国家发明奖2项；院部级自然科学一、二等奖3项，发明一等奖3项，科技进步特等奖1项；申请专利 79项，其中发明专利占50％，已正式授权的发明专利6项，已实现成果转化的发明专利6项。 最近几年，我国纳米科技工作者在国际上发表了一些有影响的学术论文，引起了国际同行的关注和称赞。在《自然》和《科学》杂志上发表有关纳米材料和纳米结构制备方面的论文6篇，影响因子在6以上的学术论文（phys．rev．lett，j．ain．chem．soc ．）近20篇，影响因子在3以上的31篇，被sci和ei收录的文章占整个发表论文的 59％。 1998年 6月在瑞典斯特哥尔摩召开的国际第四届纳米材料会议上，对中国纳米材料研究给予了很高评价，指出这几年来中国在纳米材料制备方面取得了激动人心的成果，在大会总结中选择了8个纳米材料研究式作取得了比较好的国家在闭幕式上进行介绍，中国是在美国、日本、德国、瑞典之后进行了大会发言。 4 纳米产业发展趋势 （1）信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外，在我国也占有举足轻重的地位。2000年，中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币。纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。因为不管通讯、集成还是显示器件，都要原器件，美国已经着手研制，现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件，这种器件已经在实验室研制成功，而且可能在2001年进入市场。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面，我国的研究水平不落后，在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等，可添加氧化锌纳米材料改性。 （2）环境产业中的纳米技术：纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备，可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到，该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水中有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。 (3)能源环保中的纳米技术：合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当中自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。在开发新能源方面国外进展较快，就是把非可燃气体变成可燃气体。现在国际上主要研发能量转化材料，我国也在做，它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等。 (4)纳米生物医药：这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药就是从动植物中提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥药效，这恰恰是我国中医的想法。在提取精华后，用一种很少的骨架，比如人体可吸收的糖、淀粉，使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进，采用纳米技术可以提高一个档次。 (5)纳米新材料：虽然纳米新材料不是最终产品，但是很重要。据美国测算，到21世纪30年代，汽车上40％钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替，这样可以节省汽油40％，减少co2，排放40％，就这一项，每年就可给美国创造社会效益1000亿美元。此外，还有各种功能材料，玻璃透明度好但份量重，用纳米改进它，使它变轻，使这种材料不仅有力学性能，而且还具有其他功能，还有光的变色、贮光，反射各种紫外线、红外线，光的吸收、贮藏等功能。 (6)纳米技术对传统产业改造：对于中国来说，当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇。首先是家电、轻工、电子行业。合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱，可折叠的pvc磁性冰箱门封不发霉，用的是抗菌涂料，里面的果盘都采用纳米材料，发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展；其次是纺织。人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势，中国纺织要在进入wto后能占据有利地位，现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料。去年关于保温被、保温衣的电视宣传，提到应用了纳米技术，特殊功能的有防静电的、阻燃的等等，把纳米的导电材料组装到里面，可以在11万伏的高压下，把人体屏蔽，在这一方面，纺织行业应用纳米技术形势看好；第三是电力工业。利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶，可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能，而且釉不结霜，其它综合性能都很好；第四是建材工业中的油漆和涂料，包括各种陶瓷的釉料、油墨，纳米技术的介入，可以使产品性能升级。 1999年8月20日《美国商业周刊》在展望21世纪可能有突破性进展的领域时，对生命科学和生物技术、纳米科学和纳米技术及从外星球上索取能源进行了预测和评价，并指出这是人类跨入21世纪面临的新的挑战和机遇。诺贝尔奖获得者罗雷尔也曾说过：70年代重视微米的国家如今都成为发达国家，现在重视纳米技术的国家很可能成为下一世纪先进的国家。挑战严峻，机遇难得，我们必须加倍重视纳米科技的研究，注意纳米技术与其它领域的交叉，加速知识创新和技术创新，为21世纪中国经济的腾飞奠定雄厚的基础。 编者按：激动人心的纳米时代已经到来，人们的生活即刻将发生巨大的变化，然而，我们也要清醒地看到，市场上真正成熟的纳米材料并不是很多。中科院院士白春礼院士认为，“真正意义的纳米时代还没有到来，我们正在充满信心地迎接纳米时代的到来。” 白春礼说，“人类进入纳米科技时代的重要标志是纳米器件的研制水平和应用程度。”纳米科技发展到今天，距离纳米时代的到来还有多远呢，白春礼说，“纳米研究目前还有许多基础研究在进行中，在纳米尺度上还有大量原理性问题尚待研究，纳米科技现在的发展水平大概相当于计算机技术在20世纪50年代的发展水平，人类最终进入纳米时代还需要30到50年的时间，50年后纳米科技有可能像今天计算机技术一样普及。” 对于纳米科技，科学的态度是积极参与，脚踏实地地推动这一前沿科技的健康发展，既不需要商业炒作，也不需要科学炒作。
【报告名称:】纳米材料研究现状和发展前景及医药应用纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。1、研究形状和趋势纳米材料制备和应用研究所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。美国已成功地制备了晶粒为50urn的纳米Cu材料，硬度比粗晶Cu提高5倍；晶粒为7urn的Pd，屈服应力比粗晶Pd高5倍；具有高强度的金属间化合物的增塑问题一直引起人们的关注，晶粒的纳米化为解决这一问题带来了希望。根据纳米材料发展趋势以及它在对世纪高技术发展所占有的重要地位，世界发达国家的政府都在部署本来10～15年有关纳米科技研究规划。美国国家基金委员会（NSF）1998年把纳米功能材料的合成加工和应用作为重要基础研究项目向全国科技界招标；美国DARPA（国家先进技术研究部）的几个计划里也把纳米科技作为重要研究对象；日本近年来制定了各种计划用于纳米科技的研究，例如Ogala计划、ERATO计划和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究计划，1997年，纳米科技投资亿美元；德国科研技术部帮助联邦政府制定了1995年到2010年15年发展纳米科技的计划；英国政府出巨资资助纳米科技的研究；1997年西欧投资亿美元。据1999年7月8日《自然》最新报道，纳米材料应用潜力引起美国白宫的注意；美国总统克林顿亲自过问纳米材料和纳米技术的研究，决定加大投资，今后3年经费资助从亿美元增加至5亿美元。这说明纳米材料和纳米结构的研究热潮在下一世纪相当长的一段时间内保持继续发展的势头。2、国际动态和发展战略1999年7月8日《自然》（400卷）发布重要消息题为“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴起”。在这篇文章里，报道了美国政府在3年内对纳米技术研究经费投入加倍，从亿美元增加到5亿美元。克林顿总统明年2月将向国会提交支持纳米技术研究的议案请国会批准。为了加速美国纳米材料和技术的研究，白宫采取了临时紧急措施，把原亿美元的资助强度提高到亿美元。《美国商业周刊》8月19日报道，美政府决定把纳米技术研究列人21世纪前10年前11个关键领域之一，《美国商业周刊》在掌握21世纪可能取得重要突破的3个领域就包括了纳米技术领域（其它两个为生命科学和生物技术，从外星球获得能源）。美国白宫之所以在20世纪即将结束的关键时刻突然对纳米材料和技术如此视，其原因有两个方面：一是德科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测，估计能达到14400亿美元，美国试图在这样一个诱人的市场占有相当大的份额。美国基础研究的负责人威廉姆斯说：纳米技术本来的应用远远超过算机工业。美国白宫战略规划办公室还认为纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分。在《自然》的报道还特别提到美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流，在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术的应用与欧共体并列世界第一，纳米尺寸度的元器件和纳米固体也要与日本分庭抗礼。1999年7月，美国加尼福尼亚大学洛杉矾分校与惠普公司合作研制成功100urn芯片，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学于1998年制备成功量子磁盘，这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系，10bit／s尺寸的密度已达109bit／s，美国商家已组织有关人员迅速转化，预计2005年市场为400亿美元。1988年法国人首先发现了巨磁电阻效应，到1997年巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世，在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头将有重要的应用前景。最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉体，预计将给彩色印橡带来革命性的变革。纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面很可能给传统产业和产品注入新的高科技含量，在未来市场上占有重要的份额。纳米材料在医药方面的应用研究也使人瞩目，正是这些研究使美国白宫认识到纳米材料和技术将占有重要的战略地位。原因之二是纳米材料和技术领域是知识创新和技术创新的源泉，新的规律新原理的发现和新理论的建立给基础科学提供了新的机遇，美国计划在这个领域的基础研究独占“老大”的地位。我国纳米材料研究始于80年代末，“八五”期间，“纳米材料科学”列入国家攀登项目。国家自然科学基金委员会、国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目，组织相关的科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作，国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题，国家“863”新材料主题也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究。1996年以后，纳米材料的应用研究出现了可喜的苗头，地方政府和部分企业家的介入，使我国纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面。目前，我国有60多个研究小组，有600多人从事纳米材料的基础和应用研究，其，承担国家重大基础研究项目的和纳米材料研究工作开展比较早的单位有：国科学院上海硅酸盐研究所、南京大学。国科学院固体物理研究所、金属研究所、物理研究所、国科技大学、国科学院化学研究所、清华大学，还有吉林大学、东北大学、西安交通大学、天津大学、青岛化工学院、华东师范大学，华东理工大学、浙江大学、科院大连化学物理研究所、长春应用化学研究所、长春物理研究所、感光化学研究所等也相继开展了纳米材料的基础研究和应用研究。我国纳米材料基础研究在过去10年取得了令人瞩目的重要研究成果。已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金（晶态、非晶态及纳米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体，建立了相应的设备，做到纳米微粒的尺寸可控，并制成了纳米薄膜和块材。在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新，取得了重大的进展，成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷；在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳应力集区出现超塑性形变；在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果；在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁嫡变超过金属Gd；设计和制备了纳米复合氧化物新体系，它们的红外波近年来，我国在功能纳米材料研究上取得了举世瞩目的重大成果，引起了国际上的关注。一是大面积定向碳管阵列合成：利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术，用这种技术合成的纳米管，孔径基本一致，约20urn，长度约100pm，纳米管阵列面积达到3mm。其定向排列程度高，碳纳米管之间间距为100pm。这种大面积定向纳米碳管阵列，在平板显示的场发射阴极等方面有着重要应用前景。这方面的文章发表在1996年的美国《科学》杂志上。二是超长纳米碳管制备：首次大批量地制备出长度为2～3mm的超长定向碳纳米管列阵。这种超长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1～2个数量级。该项成果已发表于1998年8月出版的英国《自然》杂志上。英国《金融时报》以“碳纳米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作。三是氮化嫁纳米棒制备：首次利用碳纳米管作模板成功地制备出直径为3～40urn、长度达微米量级的发蓝光氮化像一维纳米棒，并提出了碳纳米管限制反应的概念。该项成果被评为1998年度国十大科技新闻之一。四是硅衬底上碳纳米管阵列研制成功，推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件方面的应用。五是制备成功一维纳米丝和纳米电缆，该成果研究论文在瑞典召开的1998年第四届国际纳米会议宣读后，许多外国科学家给予高度评价。六是用苯热法制备纳米氮化像微晶；发现了非水溶剂热合成技术，首次在300℃左右制成粒度达30urn的氮化锌微晶。还用苯合成制备氮化铬（CrN）、磷化钴（COP）和硫化锑（SbS）纳米微晶，论文发表在1997年的《科学》杂志上。七是用催化热解法制成纳米金刚石；在高压釜用温（70℃）催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉，论文发表在1998年的《科学》杂志上。美国《化学与工程新闻》杂志还发表题为“稻草变黄金---从四氯化碳（CC14）制成金刚石”一文，予以高度评价。我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累，在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地，科院上海硅酸盐研究所、南京大学、科院固体物理所、科院金属所、物理所、国科技大学、清华大学和科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位。无论从研究对象的前瞻性、基础性，还是成果的学术水平和适用性来分析，都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地，促进我国纳米材料研究的发展，培养高水平的纳米材料研究人才做出了贡献。在纳米材料基础研究和应用研究的衔接，加快成果转化也发挥了重要的作用。目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的坚力量。在过去10年，我国已建立了多种物理和化学方法制备纳米材料，研制了气体蒸发、磁控溅射、激光诱导CVD、等离子加热气相合成等10多台制备纳米材料的装置，发展了化学共沉淀、溶胶一凝胶、微乳液水热、非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法，研制了性能优良的多种纳米复合材料。近年来，根据国际纳米材料研究的发展趋势，建立和发展了制备纳米结构（如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、MCM－41等）组装体系的多种方法，特别是自组装与分子自组装、模板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等也积累了丰富的经验，已成功地制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系。这些方法为进一步研究纳米结构和准一纳米材料的物性，推进它们在纳米结构器件的应用奠定了良好的基础。纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全，达到了国际90年代末的先进水平。段吸收率可达92％，在红外保暖纤维得到了应用；发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法；发现全致密纳米合金的反常Hall－Petch效应。综上所述，“八五”期间我国在纳米材料研究上获得了一批创新性的成果，形成了一支高水平的科研队伍，基础研究在国际上占有一席之地，应用开发研究也出现了新局面，为我国纳米材料研究的继续发展奠定了基础。10年来，我国科技工作者在国内外学术刊物上共发表纳米材料和纳米结构的论文2400多篇，在国际上排名第五位，其纳米碳管和纳米团簇在1998年度欧洲文献情报交流会上德国马普学会固体所一篇研究报告报道国科技工作者发表论文已超过德国，在国际排名第三位，在国际历次召开的有关纳米材料和纳米结构的国际会议上，我国纳米材料科技工作者共做邀请报告24次。到目前为止，纳米材料研究获得国家自然科学三等奖1项，国家发明奖2项；院部级自然科学一、二等奖3项，发明一等奖3项，科技进步特等奖1项；申请专利79项，其发明专利占50％，已正式授权的发明专利6项，已实现成果转化的发明专利6项。最近几年，我国纳米科技工作者在国际上发表了一些有影响的学术论文，引起了国际同行的关注和称赞。在《自然》和《科学》杂志上发表有关纳米材料和纳米结构制备方面的论文6篇，影响因子在6以上的学术论文（Phys．Rev．Lett，J．AIn．Chem．Soc．）近20篇，影响因子在3以上的31篇，被SCI和EI收录的文章占整个发表论文的59％。1998年6月在瑞典斯特哥尔摩召开的国际第四届纳米材料会议上，对国纳米材料研究给予了很高评价，指出这几年来国在纳米材料制备方面取得了激动人心的成果，在大会总结选择了8个纳米材料研究式作取得了比较好的国家在闭幕式上进行介绍，国是在美国、日本、德国、瑞典之后进行了大会发言。4纳米产业发展趋势（1）信息产业的纳米技术：信息产业不仅在国外，在我国也占有举足轻重的地位。2000年，国的信息产业创造了GDP5800亿人民币。纳米技术在信息产业应用主要表现在3个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。因为不管通讯、集成还是显示器件，都要原器件，美国已经着手研制，现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件，这种器件已经在实验室研制成功，而且可能在2001年进入市场。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面，我国的研究水平不落后，在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等，可添加氧化锌纳米材料改性。（2）环境产业的纳米技术：纳米技术对空气20纳米以及水的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备，可使空气的大于10ppm的有害气体降低到，该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。(3)能源环保的纳米技术：合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。在开发新能源方面国外进展较快，就是把非可燃气体变成可燃气体。现在国际上主要研发能量转化材料，我国也在做，它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等。(4)纳米生物医药：这是我国进入WTO以后一个最有潜力的领域。目前，国际医药行业面临新的决策，那就是用纳米尺度发展制药业。纳米生物医药就是从动植物提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥药效，这恰恰是我国医的想法。在提取精华后，用一种很少的骨架，比如人体可吸收的糖、淀粉，使其高效缓释和靶向药物。对传统药物的改进，采用纳米技术可以提高一个档次。(5)纳米新材料：虽然纳米新材料不是最终产品，但是很重要。据美国测算，到21世纪30年代，汽车上40％钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替，这样可以节省汽油40％，减少CO2，排放40％，就这一项，每年就可给美国创造社会效益1000亿美元。此外，还有各种功能材料，玻璃透明度好但份量重，用纳米改进它，使它变轻，使这种材料不仅有力学性能，而且还具有其他功能，还有光的变色、贮光，反射各种紫外线、红外线，光的吸收、贮藏等功能。(6)纳米技术对传统产业改造：对于国来说，当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇。首先是家电、轻工、电子行业。合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱，可折叠的PVC磁性冰箱门封不发霉，用的是抗菌涂料，里面的果盘都采用纳米材料，发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展；其次是纺织。人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势，国纺织要在进入WTO后能占据有利地位，现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料。去年关于保温被、保温衣的电视宣传，提到应用了纳米技术，特殊功能的有防静电的、阻燃的等等，把纳米的导电材料组装到里面，可以在11万伏的高压下，把人体屏蔽，在这一方面，纺织行业应用纳米技术形势看好；第三是电力工业。利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶，可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能，而且釉不结霜，其它综合性能都很好；第四是建材工业的油漆和涂料，包括各种陶瓷的釉料、油墨，纳米技术的介入，可以使产品性能升级。1999年8月20日《美国商业周刊》在展望21世纪可能有突破性进展的领域时，对生命科学和生物技术、纳米科学和纳米技术及从外星球上索取能源进行了预测和评价，并指出这是人类跨入21世纪面临的新的挑战和机遇。诺贝尔奖获得者罗雷尔也曾说过：70年代重视微米的国家如今都成为发达国家，现在重视纳米技术的国家很可能成为下一世纪先进的国家。挑战严峻，机遇难得，我们必须加倍重视纳米科技的研究，注意纳米技术与其它领域的交叉，加速知识创新和技术创新，为21世纪国经济的腾飞奠定雄厚的基础。
纳米材料技术的概况 纳米级结构材料简称为纳米材料，是指其晶粒大小介于1纳米～100 纳米范围之间。由于它的尺寸已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。 纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于材料生产（超微粉、镀膜等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。 纳米材料具有一定的独特性，当物质尺度小到一定程度时，则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由 10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍，但换算成体积时则将有 109倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。 纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。 就熔点来说，纳米粉末中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。 一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时，将成为优异的磁性材料。 纳米粒子的粒径（10纳米～100纳米）小于光波的长，因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下，可得到易吸收光的黑色金属超微粒子，称为金属黑，这与金属在真空镀膜形成时高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。 纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段，美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是尚在研究之中，新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平，研究队伍也在日渐壮大。（中国建材报/ 汪一佛）
您这样直接求论文好吗？给你思路吧，别全部copy哦……小区污水处理系统 摘要：述 医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区，我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的小区污水处理。 关键词：污水处理 一、概 述 医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区，我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的小区污水处理。 小区污水系统的处理能力，各国并无统一的限定。前苏联曾建议单个构筑物的处理能力不宜超过1400m3/d，美国则把小厂的处理能力限定在3785 m3/d的范围内。根据我国情况，建议把等于或小于4000 m3/d的处理厂定义为小区污水处理厂。 小区污水不同于城市污水（常包括部分工业废水），属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，处理难度小。 小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异，常用处理方法有：化粪池、一级处理（初次沉淀池）、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小，管理水平不高，所以，在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防止因污泥处理不善造成二次污染。目前，较为常用的处理工艺有：①污水→调节池→初次沉淀池→生物接触氧化池→二沉池→出水，生物接触氧化是应用最广泛的方法，主要优点是停留时间短、易挂膜，尤其适合设备化，埋地建设倍受环保公司及用户青睐，但由于维修管理及设备防腐等方面的问题，近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式，设置人员通道以便维修，此种地下建设方式在小区水处理中具有较大市场，但这种方式一般处理规模较小，每天排放污水量小于几百吨的小区较为理想。对上千吨的小区污水处理，推荐采用地面建设方式，生物处理部分可采用接触氧化，也可采用SBR或其改进型CASS工艺，曝气方式建议采用低噪音的风机或水下曝气机。②污水→调节池→混凝沉淀→过滤→出水，对处理程度要求不高，且水量较小时，可采用此工艺，具有占地面积小，异味小，管理简单等优点。另外，在好氧生物处理之前加上酸化水解，有利于降低能耗，提高系统的总去除率。生活小区通常有较大的绿地面积，如果把污水处理后回用于浇灌绿地、道路、冲洗汽车，应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施。二、小区污水处理厂设计原则1. 处理出水要求和处理程度 一般来说，不同小区对出水的要求差异较大。应根据我国《地面环境质量标准》（GB3838—88）和《污水综合排放标准》（GB8978—96）的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。如果出水采用土地处理法处理，则按土地处理法的要求计算；2. 污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观；3. 在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理；4. 在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑，以节省用地；5. 污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响；6. 设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，适合分期建设；7．处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术；8．处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力。9．小区内的人口是逐渐增加的。因此，小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。根据我国情况，可考虑采用20年的设计周期。三、小区污水处理流程 根据小区废水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，所以，化粪池应与污水处理方法相结合。几种常用的处理工艺：（1）污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池→出水 （2）污水→格栅→调节池→提升泵→曝气池→沉淀池→出水污泥回流 （3）污水→格栅→调节池→提升泵→SBR池或CASS→出水加药↓（4）污水→格栅→调节池→提升泵→混凝沉淀→过滤→出水(物化方法)回用工艺流程： 生物处理出水再经混凝过滤和消毒 在流程开始时一般要考虑设置均化池，这是因为小区在水质和水量上的变化都比城市污水处理厂大。均化池一般设在格栅以后。物化和生化处理是去除污染物的核心部分。四、组合式污水处理厂或设备 组合式处理厂以装配好的或易于组装的标准定型设备部件出售。在国内埋地设备曾风靡一时，主要优点是施工快，不占地面绿地，很多设计单位和用户非常欢迎，设计人员选设备很简单，而要设计污水处理厂工作量较大，所以，非常喜欢用设备化产品。环保公司制造设备利润丰厚，而土建工程利润较低，因此，企业大做广告和公关。但是实际应用表明，确实存在不少问题，对设备的维修管理困难，对运行情况考核不便，单机处理水量有限，使用寿命等均有待时间验证，因此，对埋地设备一直争议很大，现在，埋地设备热已经降温。建于地下的可检修、便于操作（有人员操作空间）污水处理设计方式应于推荐。上千吨的污水处理厂建议采用地上式。在水量不大，场地十分紧张时仍可考虑用埋地设备。埋地设备的确工艺流程一般均采用两段接触氧化和沉淀工艺，水力停留时间一般为2小时，污水进入设备前，先进行水量调节和提升。五、SBR及CASS处理工艺的原理及参数选择(一)序批式活性污泥法(SBR) SBR的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成，即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。 从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看，SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较，SBR法具有以下特点：①SBR装置结构简单，运转灵活，操作管理方便。②投资省，运行费用低。Ketchum等人的统计结果表明：采用SBR法处理小城镇污水，要比用普通活性污泥法节省基建投资30%。③可抑制丝状菌生长繁殖，不易发生污泥膨胀，污泥指数SVI较低，有利于活性污泥的沉淀和浓缩。④SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中，能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷。⑤SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地。⑥运行稳定性好，能承受较大的水质水量冲击。⑦各项运行控制参数都能通过计算机加以控制，易于实现系统优化运行。(三)周期循环曝气活性污泥法(CASS工艺) CASS（Cyclic Activated Sludge System ）工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿长度方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置，曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。 （四）CASS与SBR曝气方式的选择 由于小区大都是居民居住区，对环境的要求比较高，因此，污水厂建设时应充分考虑噪音扰民问题和污水厂操作人员的工作环境，采用水下曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。另外，由于CASS工艺独特的运行方式，采用水下曝气机可省去复杂的管路及阀门，安装、维修方便，使用灵活，可根据进出水情况开不同的台数，在保证效果的条件下，达到经济运行的目的。（五）CASS与SBR撇水机的选择 撇水机是CASS工艺的关键组成部分，其性能是否稳定可靠直接影响到CASS工艺的正常运行。目前，国内外对撇水机仍在进行研究和开发，按照目前所用的原理撇水机可分为三种类型，即浮球式、旋转式和虹吸式。撇水机研制的关键是解决滗水过程中，堰口、导水软管和升降控制装置与水流之间形成的动态平衡，使之可随排水量的不同调整浮动水堰浸没的深度，并随水位均匀地升降，将排水对底层污泥的干扰降低到最低限度，保证出水水质稳定。我院自主研制开发的撇水机属丝杠旋转式，自动撇水装置主要组成部分是：滗水器、可扰动的软管、水位控制器、可伸缩推动杆和驱动电机等。其中滗水器又叫自动浮动式水堰，上部为堰口和防止浮渣进入出水的浮筒，下部出水管兼起支撑作用，部分浸没在水中，通过可伸缩推动杆使方形堰口达到连续均匀地排出反应池中的上清液。实际应用表明，所研制的撇水装置达到了国内外同类产品的先进水平。具有升降平稳、排水均匀、自动控制、价格低廉等优点，该项研究不仅满足了工程的需要，而且具有创新，属专项保密技术之一。五、处理小区污水主要设计参数 SBR设计参数：污泥负荷, 污泥龄20~30天工作周期12小时, 其中, 进水小时(曝气或不曝气),反应6小时, 沉淀小时, 排水2小时,闲置小时。出水指标：COD〈50mg/L, BOD5〈20mg/L， SS〈10mg/LCASS设计参数：污泥负荷, 污泥龄15~30天水力停留时间12小时，工作周期4小时，其中曝气小时, 沉淀小时,排水小时，出水指标与SBR相近。六 、污泥处理污水处理量上千吨时，一般采用浓缩后脱水处理，小规模时一般浓缩后定期用大粪车运至填埋或作农肥。七、小区污水处理厂址选择和布置 小区系统的厂址选择和厂区布置在基本原则上与大厂是一致的。但是考虑到小区系统在服务对象和流程选择上的独特性，在厂址选择和布置时也应考虑到小区系统的特点。1．厂址规划（l）与服务地区的卫生防护区应有一定距离（2）风向（不影响所服务地区和周围地区）（3）交通运输和水电供应。（4）便于兼顾小区其它生活保障设施的统一管理。2．厂区道路和构筑物之间的间距由于小区系统选用较小的设备和构筑物，厂区交通、维修及卫生要求所需的空间相应较小。厂区内应设计充足的车辆通道，路宽设计可以轻型载重汽车的回转半径为依据。主要构筑物之间的间距可考虑在3－5m之间。参考资料 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =简述污水处理工艺的优选与比较论文关键词：城市污水处理 运行管理 工艺选择 论文摘要：针对目前城市现有污水处理厂在建设和运行管理的过程中所暴露出来的问题，从建设规模和工艺确定等角度进行对比分析，并对应注意的环节提出了看法。 由于工业废水处理设施一般规模小、技术性强，工艺组合灵活，结构通常为钢制，即使内部管线穿插较多，运行维护也不太困难。工业废水处理在技术上是与城市污水处理类同的，但是如果把工业废水处理设施的设计思路简单地套用在城市污水处理工程中会带来很多预想不到的问题。 1.合理确定建设规模 城市污水厂建设规摸的确定，是根据城市总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程，涉及城区管渠改造，污水的收集、输送(包括泵站)，污水处理和排放利用，以及污泥处置等问题在。 2.城市污水处理厂的工艺选择 具体工程的选择要求包括： ①技术合理。技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。 ②经济节能。耗电小，造价低，占地少。 ③易于管理。操作管理方便，设备可靠。 ④重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。 ⑴好氧生物处理技术是世界各国城市污水处理厂普遍采用的污水处理工艺，分为活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法是水体自净的人工强化，是使微生物群体“聚居”在活性污泥上，活性污泥在反应器－曝气池内呈悬浮状，与污水广泛接触，使污水净化的技术；生物膜法是土壤自净的人工强化，是使微生物群体以膜状附着在物体的表面上，与污水接触，使污水净化的技术。活性污泥法、生物膜法及其变种变工艺，各有特点和应用条件，在选择的时候，应根据各地区的水质、水量、受纳水体、气候、环境、经济情况等条件确定。 ⑵活性污泥法工艺在净化机制上，没有什么突破，历经几十年的发展与革新，现已拥有以传统活性污泥法为基础的多种运行方式，如A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、A/B法、各种SBR法、载体活性污泥法、一体化活性污泥法等等。近十几年来，活性污泥法最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中来，使厌氧和好氧状况在生化池中同时存在或反复周期性地实现，但其基本流程原理与标准法是一致的。 ⑶厌氧－好氧活性污泥法工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮除磷功能的标准活性污泥法变法。所谓厌氧就是生化反应段内溶解氧趋于零状态。在这种环境下迫使专性好氧微生物－丝状菌代谢机能锐减，抑制了其繁殖，起到了厌氧生物选择作用，从而可以防止污泥膨胀现象发生。A/O活性污泥法工艺在普遍活性污泥法前段加入厌氧段，通过污泥负荷的变化来实现除磷或脱氮的功能。在A/O法的基础上又发展了A2/O法，即在厌氧、好氧段之间加入缺氧段以实现同步除磷脱氮，由于其污泥负荷适应范围较小，因此在实际运行中往往按偏重于除磷或脱氮之一功能进行。A/O法、A2/O法工艺由于出水水质稳定、能耗不高、运行管理方便等特点，在国内外大中型污水厂中采用最多。 ⑷载体活性污泥法，是在活性污泥法反应池内投加固体颗粒或软性、半软性填料，以增加单位反应空间的微生物量，提高反应器容积负荷。是一种活性污泥法与生物膜法的良好结合，一般适于污水厂挖潜改造，提高处理能力，其核心技术为专利填料，近几年林泡工艺作为其代表应用于大连春柳污水厂和铁岭污水厂。 ⑸氧化沟法，于五十年代由荷兰人巴斯维尔所开发，主要有卡鲁塞尔（Carrousel）式、三沟式、一体化式、奥贝尔（Orbal）式等几种技术形式。氧化沟法是一条闭合的生化反应沟渠，以转碟或转刷为充氧和水流动力，流程简单，对运行管理要求较低，多用于延时曝气，产生污泥量少，污泥易于脱水。氧化沟法在我国南方地区及中西部地区得到广泛应用。 ⑹A/B法（Absoption-Biodegradation），是两级生化反应系统。一级为生物吸附，污泥负荷高，反应时间短（30分钟）；二级为一般生化反应池，污泥负荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二级都有自己的二次沉淀池和污泥回流系统，多用于浓度高的生活污水，其国内典型应用为乌鲁木齐河东污水处理厂和青岛海泊河污水处理厂。 ⑺序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是1914年由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame大学的教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安纳州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。 ⑻间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS－Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是:在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。该工艺在我国典型的应用为昆明第三污水处理厂，在国内影响较大。 ⑼生物膜法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。这种处理法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型生物附着在载体或滤料上生长繁殖，并在其上形成膜性生物污泥－生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。 3、根据以上工艺技术对比分析，结合奎屯市污水水质情况，认为较合适的处理工艺优选为： 第一方案：A/O工艺 近二十年来活性污泥法的最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中，厌氧、好氧的间歇周期运行给活性污泥法带来新的技术经济效果，即生物脱氮、生物除磷、生物选择等。 厌氧－好氧活性污泥法脱氮工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮功能的标准活性污泥法变法。 第二方案：DAT－IAT工艺 好氧间歇曝气系统（DAT－IAT－Demand AerationTank-Intermittent Tank）是一种SBR新工艺。它介于传统活性污泥法与典型的SBR之间，采用连续进水连续－间歇曝气的运行方式，适用于进水水质水量变化幅度较大的情况。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥DAT池。它属延时曝气工艺，实际上为A/O脱氮工艺与传统SBR的结合，该工业具有较低的污泥负荷，因此具有抗冲击能力强的特点，并有脱氮功能。该工业国内应用于天津技术开发区污水处理厂和抚顺三宝屯污水处理厂，是一种适合于较大水量的SBR工艺。 4、科学的进行工艺方案比较： 因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。对工艺方案的比较力求客观全面，在同等进水、出水条件下，其设计参数应包括对各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负荷、曝气量和氧的利用率(及动力效率)、污泥产量(及污泥指数)等作全面分析，数据丰富就可以集思广益，扬长避短，根据技术上 合理，经济上合算，管理方便，运行可靠且有利于近、远期结合的原则，进行工艺方案的优化抉择。参考资料
水污染问题开题报告
水污染问题已经波及到全世界了，下面是我整理的水污染开题报告，欢迎大家认真阅读。
一、选题的目的及研究意义
伴随着经济发展、人口增加、城镇化进程的步伐加快，我国取得了举世瞩目的骄人成绩，然而随之而来的是各种污染现象、污染事故的发生，大气、水体、噪声等污染严重影响着人们的生活，制约着社会的进步。在各类污染中，水污染和人们的关系最为密切，我们的水资源严重短缺并遭受着各类污染的侵袭，降低了水体的使用功能，严重破坏了生态环境，影响了人们的生活，社会的发展，因此，解决水污染问题成为一项十分重要的课题。近年来各种类型、各种规模的污水处理厂的建立，能够有效地减少水污染的发生，有利于进行污水的集中处理。城市的生活污水能够有序的排进处理厂处理，减少受纳河流的自净负荷。
一些工厂、公司的生产污水有路可去，减少了工厂的运行负担，使一些小工厂在新的环境要求下能够继续运行下去，有利于城市工业可持续发展。综合各方面的因素考虑，污水处理厂的建立是解决水污染问题的一种最为有效的`方法。
对城市污水进行处理，通过工艺流程的设计和各环节的处理，使污水达到排放标准，保护环境，保障人们健康生活。该市人口较多，污水处理量较大，水中含氮磷及有机物较多，因此需建设污水处理厂对该市的污水进行处理，并且所选择的工艺必须能够有效解决水中有机物的处理。据此在设计中，应提出污水处理厂的处理工艺流程以及处理过程中各构筑物的类型与数量，进行处理设备及构筑物的工艺设计计算并绘制污水处理厂平面图、高程图及主要构筑物单体平、剖图。
二、国内外相关领域的研究现状、发展趋势等
1 活性污泥法
国内外城市污水处理厂目前普遍采用的工艺有：SBR间歇式活性污泥法、循环式活性污泥法(CAST或CASS)、AB法、A/O生物脱氮活性污泥法、A2/O生物脱氮除磷工艺、氧化沟法(循环混合式活性污泥法)等工艺。
⑴ SBR法(Sequencing Batch Reactor)
序批式反应池(SBR)属于“注水—反应—排水”类型的反应器，其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，所有处理过程都是在同一个设有曝气或者搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从而不需另设沉淀池。曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。其工艺系统组成简单;耐冲击负荷;反应推动力大，运行操作灵活;可通过计算机自动控制，易于维护管理。
⑵ 循环活性污泥工艺(cyclic activated sludge technology)
CAST工艺是SBR工艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应区三个区域，整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池内周期循环运行，省去了常规污泥处理工艺中的二沉池和污泥回流系统。其建设费用、运转费用低;有机物去除率高;污泥产量低、性质稳定;运行管理简单，不易发生污泥膨胀。
⑶ AB法(Adsorption—Biooxidation Process)
吸附—生物降解工艺，简称AB法，整个污水处理系统共分为预处理段、A段、B段三段，在预处理段只设格栅、沉砂等处理设备，A段由吸附池和中间沉淀池组成，B级由曝气池和二沉池组成，A、B级各自拥有独立的污泥回流系统。该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力。
⑷ A2/O法
A2/O法同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷， 污水中的磷在厌氧状态下释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段由于兼性脱氮菌的作用，利用水中BOD 作为氢供给体将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。其总的水力停留时间少于其他同类工艺;在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI值一般均小于100;污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效;运行中勿需投药，运行费用低。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O 工艺。
⑸ 氧化沟法
氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，深度较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。多数情况下，氧化沟系统需设二沉池。在流态上介于完全混合和推流之间，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，有以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果;可考虑不设置初沉池，原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度;BOD负荷低，因此对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，具有较大的脱氮潜力，运行费用较低。
2 生物膜法
生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式。通过微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜，污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。目前所采用的生物膜法多数是好氧工艺，其对水质、水量变化的适应性强，处理效果好，同其他方法组合应用可实现更高效率的处理效果。
3 UNITANK法
UNITANK工艺是一种三沟式氧化沟的变形，它是由三个矩形组成的，其中两侧的矩形池即可做曝气池，又可做沉淀池，中间一个矩形池只做曝气池。污水可以进入三个池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧的交替状态下，实现有机物及氮磷的去除。但它的容积利用率低，设备闲置率高，除磷功能差，并且不适用于大型的城市污水处理厂。
4 生物处理法新进展
无论是好氧处理技术还是厌氧处理技术，生物法都可以利用微生物的新陈代谢，以污染物质为营养，实现对污染物质的降解。它的二次污染小，对生活污水的处理有着自己独特的优势。随着工艺生产技术的发展，污水中成分更加复杂，有机物质更难降解，这就必然要求进行处理工艺的改革。
⑴ 活性污泥法的新发展
通过长期的研究实践，活性污泥法已成为一种比较完善的工艺，目前对活性污泥法的改进主要是在曝气方式上的改进，或是朝多功能方向发展，将活性污泥法与其他工艺相结合，提高处理效果。用常规手段很难再生物学上有较大的发展，目前对活性污泥法的重点研究方向主要是膜分离技术和分子生物学技术的应用。
⑵ 生物膜处理法的新进展
目前在普通生物膜法的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近几年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，活性生物滤池，另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，因此可以用来脱氮等。
⑶ 厌氧生物处理法的新发展
厌氧生物处理法是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行降解的技术。由于处理效率低、处理速度慢，且厌氧菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法一直处于污泥处理阶段。近年来，由于能源危机及严重的环境污染，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一大批新的厌氧生物处理技术相继诞生，如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧流化床法，以及上流式厌氧污泥反应器(UASB)等，厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱氮除磷，运行维护简单费用低的方向发展。
三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法(技术路线)或设计(实验)方案进行说明
(一)、原始资料
(1)污水水质
CODmg/L BOD5 mg/L SS mg/L 总磷 mg/L pH 色度
处理前 420 220 200 8 6~9 ≤ 30倍
处理后≤ 60≤ 20≤20≤≤30倍
(2) 基本资料
某城镇现有常住人口90000人。该镇规划期为十年(2005-2020)，规划期末人口为120000人，生活污水排放定额为250升/人·天，污水处理厂排放标准为中华人民共和国国家标准。 预计规划期末镇区工业污水总量为20000吨/日，同时，要求所有工业废水排放均按照《污水排入城市下水道水质标准》(CJ18-86)执行。现规划建设一城市污水处理厂，设计规模为50000吨/日，污水处理厂排放标准为中华人民共和国国家标准。
气象及水文资料风向：多年主导风向为东南风。水文：降水量多年平均为每年728mm;蒸发量多年平均为每年1200mm;地下水位，地面下6~7m。年平均水温：20℃。厂区地形污水厂选址区域海拔标高在19~21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为～ ，地势为西北高，东南低。
(二)本课题研究方案
本项目污水处理的特点：(1)污水以有机污染物为主，BOD/COD=>，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标;(2)污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值都比较低，属普通城市污水;(3)进水中总磷含量高于污水综合排放标准一级标准，需添加除磷工艺。针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于总磷超标，处理工艺尚用除磷。根据处理规模(5万吨/天)，进出水质﹑出水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水中的COD﹑磷进行适当处理。本课题可供选择的工艺：如A2/O 工艺，A/O 工艺，SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
四、有关参考文献资料
1.高廷耀，顾国维，周琪主编。水污染控制工程。北京：高等教育出版社，2007
2.张自杰主编。废水处理理论与设计。北京：中国建筑工业出版社，2003
3.李圭白 张杰主编。水质工程学。北京：中国建筑工业出版社，2005
4.金兆丰 余志荣主编。污水处理组合工艺及工程实例。北京：化学工艺出版社，2003
5.组织编写(第二版)。水处理工程典型设计实例。北京：化学工业出版社，2004
6.南国英 张志刚主编。给水排水工程专业工艺设计。北京：化学工业出版社，2004
7.韩洪军主编。污水处理构筑物设计与计算。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002
8.娄金生主编。水污染治理新工艺与设计。北京：海洋出版社，1999
9.王凯军主编。城市污水生物处理新技术开发与应用。北京。化学工业出版社。2001.
10.谢新民，张海庆，尹明万主编。水资源评价及可持续利用规划理论与实践。郑州：黄河水利 出版社，2003
11. 程杰瑢，周琪，蒋文举主编。环境工程设计手册。北京：高等教育出版社，2007
12. 鞠兴华,王社平,彭党聪.城市污水处理厂设计进水水质确定方法探讨[J].中国给水排水,2007,23(14):35一44.
13张波.生物脱氮除磷工艺系统的几个重要问题[J].青岛建筑工程学院学报,1998,21(1):16~19
14张波,高廷耀.倒置A2/0工艺的原理与特点研究.中国给水排水[J],2000,16(7):11~15
15.崔玉川等.城市污水厂处理设施设计计算。北京：化学工业出版社，2003
毕业论文主要内容概述怎么写
毕业论文主要内容概述怎么写，大学生活又即将即将结束，我们在毕业前夕的时候，是需要进行论文答辩的，可是对于毕业论文都不会写了，别说毕业答辩，我和大家一起来看看毕业论文主要内容概述怎么写。
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2、论文摘要和关键词。
论文摘要应阐述学位论文的主要观点。说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。尽可能保留原论文的基本信息，突出论文的创造性成果和新见解。而不应是各章节标题的简单罗列。摘要以500字左右为宜。
关键词 是能反映论文主旨最关键的词句，一般3-5个。
3、目录。既是论文的提纲，也是论文组成部分的小标题，应标注相应页码。
4、引言(或序言)。内容应包括本研究领域的国内外现状，本论文所要解决的问题及这项研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等方面的理论意义与实用价值。
5、正文。是毕业论文的主体。
6、结论。论文结论要求明确、精炼、完整，应阐明自己的创造性成果或新见解，以及在本领域的意义。
7、参考文献和注释。按论文中所引用文献或注释编号的顺序列在论文正文之后，参考文献之前。图表或数据必须注明来源和出处。
参考文献是期刊时，书写格式为：[编号]、作者、文章题目、期刊名(外文可缩写)、年份、卷号、期数、页码。
参考文献是图书时，书写格式为：[编号]、作者、书名、出版单位、年份、版次、页码。
8、附录。包括放在正文内过份冗长的公式推导，以备他人阅读方便所需的辅助性数学工具、重复性数据图表、论文使用的符号意义、单位缩写、程序全文及有关说明等。
好氧颗粒活性污泥的快速驯化与培养
生命科学与技术学院 生工090 班 XXX 学号
指导教师：(教授)
1、课题来源及项目名称
自主研发项目
2、课题立题意义与目的
近年来，随着工业化的推进，水污染和水体富营养化问题日益严重。而传统的活性污泥污水处理方法存在着工艺路线复杂、占地面积大、剩余污泥产量大等缺陷。好氧颗粒污泥结构紧凑，因而沉降性能优异，无需沉淀池以及混合液和污泥的回流，这简化了废水的处理工艺流程，大大节省了基建费用和运行费用。此外，其微生物相丰富，在降解有机碳的同时可以脱氮除磷，还能承受较高的COD负荷和有毒物质的的冲击负荷。这样，作为一种可持续发展的污水处理技术，好氧颗粒污泥废水生物处理方法具备了占地面积小、操作简单、出水水质优良等优点。好氧颗粒污泥技术作为一种新型的'废水生物处理形式，在城市污水和工业废水处理中具有非常广阔的应用前景。
3、本课题的主要研究内容
(1)好氧颗粒污泥的驯化与培养 (2)好氧颗粒污泥的储存及活性恢复 (3)好氧颗粒污泥的耐负荷波动性研究
4、本课题的研究过程
本课题是在前人探究得到的好氧颗粒污泥培养条件的基础上，设计与搭建特定的反应器来驯化培养颗粒，同时分析颗粒污泥浓度以及沉降性能的变化，考察颗粒对于COD、氨氮等废水污染指标的去除效果，试图在短期内驯化培养得到好氧颗粒污泥。
此外，还针对颗粒污泥的储存方法和活性恢复以及培养得到颗粒的耐负荷波动性进行了探索。分别考察储存一段时间之后以及在人为负荷波动下颗粒污泥的污泥特性以及去除污染物能力的情况。
5、实验结论
本论文以COD为1500mg/L的模拟废水为底物，在SBAR反应器中，以普通絮状活性污泥为接种污泥，循环周期为4h，在较强水力剪切力的作用下，通过不断缩短污泥沉降时间，成功培养得到了好氧颗粒污泥。该颗粒表面光滑、轮廓清晰、沉降性能良好，呈浅黄色。其粒径主要分布在，颗粒强度为，湿密度为，沉降速度为，以上数据均远远优于传统活性污泥。对于模拟废水的COD和氨氮都表现出了优异的去除能力，去除率均可达到90%以上，出水可以达到国家一级排放标准。
分别在冰箱内保存和在室温下储存一个月后，颗粒的物理性质均有一定程度的下降，但保存后颗粒的性质还保持在较好的水平。这说明，冰箱内和室温下的保存条件对颗粒物理性质的影响不大，且仅就物理性质而言，冰箱内保存的效果比室温保存的效果好;而在恢复阶段，仅进行了第六个批次，除氨氮外，其他污染物的去除就都可以接近甚至达到稳定期的情况;对比两种储存方法，除了颗粒对COD和TP的处理效果二者比较更接近，其他数据都表明在冰箱内的储存效果优于室温下。但室温保存能耗较低。两种方法各有利弊。
气相二氧化硅的主要作用是防止淀粉结块提高其流动性，从而维持淀粉的良好外观。相二氧化硅（气相白炭黑）是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，具有多孔性，无毒无味无污染，耐高温。二氧化硅主要应用于蛋粉、奶粉、可可粉、可可脂、糖粉、植脂末粉末、速溶咖啡、粉状汤料及粉末香精等，作抗结剂。食品粉粒由于温度变化、湿度增加或包与包之间堆压等原因，容易粘在一起结块，影响产品质量、储存期。二氧化硅在食品中起到抗结块作用，主要是通过对食品粉粒的包裹将一个个颗粒分隔开来，保持粉末处于最佳自由流动状态，达到抗结块目的。另外，包裹在粉末外的二氧化硅，以无数个内在细孔吸收周围空气的潮气，防止食品在储存期间受潮结块。其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
疏水性气相二氧化硅是通过亲水性气相二氧化硅与活性硅烷（例如氯硅烷或六甲基二硅胺烷）发生化学反应而制得。它具有疏水性（憎水性），而且不能在水中分散。为了解决工业中一些特殊的技术问题，各种型号的疏水性气相二氧化硅被研发出来。如通过用硅烷或硅氧烷处理改性亲水级别的气相法二氧化硅生产疏水性的气相法二氧化硅，在最终的产品中，化学处理剂以化学键方式结合在原来的亲水性氧化物上。除了亲水性产品的上述优点外，疏水性气相二氧化硅产品的特点是：低吸湿性、很好的分散性、即使对于极性体系也有流变调节能力。有些产品，在疏水处理的基础上再经过结构改性，可为客户研发新产品和提高产品的性能提供进一步的帮助。例如：在液体体系中，疏水性气相二氧化硅可以达到高添加量，而对体系的粘度影响很小。
【个案研究】(case study)对于一个或多个个人、团体、社群、企业或机构之背景、现况、环境和发展历程予以观察、记录、分析，就其内部和外部的诸种影响而言得出某些阶段性的变化模式来。【比较研究】(comparative study)比较两个或多个情况之间的异同。【相关与预测的研究】(correlation-prediction study)求得一些因素之间在统计上有显著意义的相关系数，并且加以诠释，以作为预测未来类同情况之参考。【评估研究】(evaluation study)判断某种计划或安排是否遵循预定的程序并且达成其明说的目标。【设计与展示的研究】(design-demonstration study)建构、测试和评估新的体系或新的程序是否可行。【实验研究】(experimental study)对控制其中一项或多项变异因素所求得的结果加以分析。【问卷调查研究】(survey-questionnaire study)以问卷方式对某个特定团体的行为、信念和意见予以确定、报导并诠释。【状态特性研究】(status study)对于一个或多个现象之代表性案例或者取样案例加以观察检验，以确定其特殊性格。【理论建构研究】(theory construction study)寻找或描述一些可解释事物之所以如此运作的原理。【趋势分析研究】(trend analysis study)分析目前事件之动力结构以便预测或预断事件之未来走向。【概念分析研究】(concept analysis study)对于某些学术上使用的关键性概念作语意方面或逻辑方面的分析。以上就是论文写作研究类型的相关分享，希望对你有所帮助哦!更多大学生论文相关内容，请关注本平台，小编将会做及时的整理并发布在平台上，请大家记得到时候查看哦!
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岩石的变形特性及试验方法研究论文
岩石的变形特性是指岩石在外力作用下岩石中的应力与应变的关系特性，它是影响建筑物稳定的重要因素。岩石在较小的力的作用下首先发生变形，变形量随作用力增大而增大，当作用力和变形量超过一定的限度后就会发生破坏，在作用力不断增大的过程中，岩石的变形和破坏是一个统一的、连续的过程。工程岩体如果变形过大就会导致上面的建筑物失稳危及安全，因此工程勘察期间必须获得可靠的变形参数，才能据此在施工时采取适当措施防止其对工程的影响，保证建筑物的安全。下面分别从岩石的变形特性、变形阶段和试验方法等方面进行探究
1岩石变形的特性
岩石的变形性质通常用应力一应变曲线表不，它通过测量岩石试样受压时的应力一应变关系得到。山于岩石的组成成分及其结构与构造比较复杂，所以岩石的应力一应变关系也比较复杂，岩石变形过程中表现出弹性、塑性、勃性、脆性和延性等性质。
1. 1弹性
在一定应力范围内，物体受外力作用产生变形，去除外力后能够立即恢复原状的性质，这种变形称为弹性变形。
塑性
物体受外力作用后发生变形，去除外力后不能完全复原状的性质，这种变形称为塑性变形或永久变形。
勃性
物体在外力作用下变形不能立刻完成，应变速率随应力增大而增大的性质，这种变形称为流动变形。
脆性
物体受力后，变形很小时就发生破裂的性质。
延性
物体能承受较大塑性变形而不丧失其承载力的'性质。
另外，岩石的变形和破坏的性质还会随着受力状态的变化而变化。岩石在三向受力状态下与单向受力状态下的应力一应变关系有很大的区别，随着围压增大，三向抗压强度增加，峰值变形增加，弹性极限增加，岩石山弹脆性向弹塑性、应变硬化转变。
2岩石变形的阶段
根据单向无侧限逐级维持荷载法应力一应变关系曲线曲率的变化，可将岩石变形过程划分为四个阶段:
2. 1孔隙裂隙压密阶段
岩石中原有的微裂隙逐渐被压密，曲线呈上升形，岩石变形多为塑性变形，曲线斜率随应力增大而逐渐增大，表不微裂隙的变化开始较快，随后逐渐减慢，对于微裂隙发育的岩石，本阶段较明显，但致密坚硬的岩石很难划出这个阶段，此阶段末点对应的应力称为压密极限强度。
2. 2弹性变形至微破裂稳定发展阶段
岩石中的微裂隙进一步闭合，孔隙被压缩，原有裂隙基本上没有新的发展，也没有产生新的裂隙，应力与应变基本上呈线性关系，曲线近于直线，岩石变形以弹性为主。此阶段末点对应的应力称为弹性极限强度。
2. 3塑性变形至破坏峰值阶段
当应力超过弹性极限强度后，岩石中产生新的裂隙，同时已有裂隙也有新的发展，应变的增加速率超过应力的增加速率，应力一应变曲线的斜率逐渐降低呈下降形，体积变形山压缩转为膨胀，随着应力增加裂隙进一步扩展，岩石局部破损，且破损范围逐渐扩大形成贯通的破裂面，导致岩石破坏，岩石变形不再恢复，此段末点对应的应力称单轴极限抗压强度。
2. 4破坏后峰值跌落阶段至残余强度阶段
岩石破坏后，经过较大的变形，应力下降到一定程度开始保持常数，此段末端对应的应力称为残余强度。
3岩石变形的试验方法
3. 1单轴压缩变形试验
这是室内测定岩石变形参数最常用的方法，是指试件在轴向压力下产生轴向压缩、横向膨胀，最后导致破坏的试验。适用于能制成圆柱体(高径比2~2:1)试件的各类岩石，可在不同含水状态下进行试验，同一含水状态下每组试件应为3个。可采用电阻应变片法或千分表法，坚硬和较坚硬的岩石宜采用电阻应变片法，较软岩和软岩宜采用千分表法。一般采用一次连续加载法或逐级一次循环法，最大循环载荷为预估极限载荷的50%，试验时以每秒0. 5~1. 0Pa的速度逐级加载，施加一级载荷后立即测读相应载荷下的纵向和横向变形值，一分钟后再读一次，再施加下一级载荷，读数不少于10组。用电阻应变片法时轴向或径向的应变片的数量可采用2片或吐片且应牢固地贴在试件上;用千分表法时轴向和径向的千分表各采用2只或吐只且应分别安装在试件直径的对称位置上。测试完成后根据测得的应力和应变值绘制应力应变关系曲线，可分别计算岩石的弹性模量、变形模量和泊松比等变形参数。
3. 2三轴压缩变形试验
这是室内测定岩石变形参数较少用的方法，一般在测定三轴压缩强度的同时测读三轴压缩变形数据。适用于能制成圆柱体试件的各类岩石(高径比2 ~ 2. 5:1)，同一含水状态下每组不少于5个试件，5个试件分别在5级(一般按等差数列来分)不同的侧压下做试验。试验时将岩石试件放在密闭容器内，先以每秒0. 05MPa的速度同步施加侧压和轴压至预定的侧压值，并在试验过程中保持不变，再以每秒0. 5~1. OMPa的速度连续施加轴向荷载，直至试件破坏。在加压过程中同时测定不同荷载下的轴向变形值，每个试件测值不少于10组。测试完成后绘制轴向与侧向应力差与轴向应变的关系曲线，可根据需要分别计算弹性模量、变形模量等三轴压缩变形参数。
4岩石变形参数的确定
4. 1弹性模量
应力应变曲线上直线段的斜率，对同一岩石在极限弹性范围内接近常数，反映的是岩石在弹性变形范围内的平均弹性模量，是最常用的变形参数。
4. 2割线模量(变形模量)
应力应变曲线上任意一点与原点的连线的斜率，工程勘察通常取抗压强度50%处的点来计算，也叫割线弹性模量。
4. 3泊松比
应力应变曲线上任意一点横向应变跟纵向应变的比值，对同一岩石在极限弹性范围内接近常数，工程勘察通常用抗压强度50%处的点来计算，反映的是岩石在弹性变形范围内的平均泊松比，这也是常用的变形参数。
4. 4初始模量
应力应变曲线在原点处的切线的斜率。
4. 5切线模量
应力应变曲线上任意一点的切线的斜率。
5岩石变形试验的改进
在普通柔性试验机上做岩石压缩试验时，绝大多数试件破坏时突然崩溃、碎块四射，只能测得峰值前的应力一应变曲线，无法记录下峰值后的情况，其根本原因是试验机的刚度不够大，为了获得包括峰值后变形在内的全过程应力应变曲线，就需要提高试验机的刚度，同时降低岩石试件的刚度。这可从以下四个方面来改进:
1架构的截面积并减小其长度;2增加液压柱的截面积并减小其长度;3减小岩石试件的截面积并增加其长度;4增加伺服控制系统，控制岩石变形速度恒定。
6结语
综上所述，岩石的变形特性虽然很复杂，但在实际工程中，建筑物作用于岩石的应力远低于单轴极限抗压强度，岩石所处变形多为弹性变形状态，因此可在一定程度上将岩石看作准弹性体，用弹性模量来表不其变形特征，一般只需测定抗压强度50%处的弹性模量和泊松比就可以了。另外在弹性极限压力之内单轴压缩变形和三轴压缩变形试验结果参数值基本接近，而单轴压缩试验更简单易行，故一般采用单轴压缩试验来测定岩石的变形指标。