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除磷毕业论文

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除磷毕业论文

焦化废水新工艺处理特点工艺中采用微电解工艺,由于微电解和催化剂的双重作用,同比较铁碳填料对针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理,废水中的COD去解率提高10-20%。废水中COD去除率一般在35-60%左右,色度可去掉60-90%.同时B/C值可提高废水的可生化性。减少稀释水和小泡水的用量,用量可以减少50%,从而减少整个系统的总排放量和运行成本,同时节约大量的新鲜水资源。采用组合新工艺可提高系统的抗冲击性,即在现有波动条件下,出水稳定达到国家排放标准。组合其它深度处理工艺实现焦化污水的回用,真正实现污水资源处理,实现零排放。

丹麦大型城市污水处理厂运行、维护和管理崔成武1,* Gert Petersen1,2(1. 丹麦技术大学环境与资源学院,Lyngby,丹麦,2800; 2. EnviDan,Kastrup,丹麦,2770) 摘要:本文简要介绍了丹麦城市污水处理的现状,包括城市污水处理厂数量、类型、处理负荷以及欧盟和丹麦环保部门的相关要求等。另外,针对大型城市污水处理厂,本文以Lynetten、Damhusen、Lundtofte 和Avedre 四大城市污水处理厂为例,介绍其运行维护和管理方面的经验。最后,本文还介绍了丹麦以及上述四大城市污水厂的污水和污泥处理费用。 关键词:丹麦,污水处理,污泥处理,气体处理,城市污水处理厂,运行管理,运行费用 中图分类号:X703.1 文献标识码:AThe operation, maintenance and management of big domestic wastewater treatment plants in DenmarkCui Chengwu1,* Gert Petersen1,2(1. Institute of Environment & Resources, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark, 2800 2. EnviDan, Kastrup, Denmark, 2770)Abstract: This paper briefly introduces the situation of domestic wastewater treatment in Denmark, which includes the numbers, types, capacities of domestic wastewater treatment plants and the effluent requirements from both EU and Danish EPA. The operational experiences and management of the big domestic wastewater treatment plants are explained mainly based on the data from Lynetten, Damhus?en, Lundtofte and Aved?re WWTP in Denmark. At last, this paper also introduces the average wastewater treatment fee in Denmark and the operational cost of both wastewater treatment and sludge treatment in those 4 WWTPs.Key words: Denmark, wastewater treatment, sludge treatment, gas treatment, domestic wastewater treatment plant, operation and management, operation fee1.简介 丹麦位于欧洲北部,经济发达,人均国民生产总值居于世界前列。同时,丹麦政府对环保建设非常重视,尤其是城市污水处理问题。在欧盟委员会关于91/271/EEC 法案(城市污水处理法案)执行情况的第三次和第四次总结报告中[1,2],丹麦与德国、奥地利等国共同被归属于欧盟城市污水处理较好的国家之列。自执行欧盟91/271/EEC 法案后,丹麦城市污水处理厂和工业废水处理厂出水质量均得到明显改善。自1989 年到2004 年,丹麦城市污水处理的发展可分为两个阶段,分别是1989~1996 年的快速成效阶段和1996~2004 年的平稳下降阶段。例如:在1989 年,丹麦城市污水处理厂出水中BOD5 总量为35000 吨,到1996 年,这一数据快速下降到5000 吨,而到2004 年,则平稳下降到2500 吨。 丹麦政府规定,当人口当量大于30PE1 时需建设相应的污水处理设备。根据2004 年统计结果[3],丹麦全国共有1193 个城市污水厂,其中237 个为私营污水厂。自1993 年到2004年的12 年间,丹麦城市污水处理厂的类型发生了巨大的变化。具有脱氮功能的生物污水处理厂的比例从1993 年的54%提高到2004 年90.4%。与此变化相符合的是城市污水厂出水氮磷含量明显降低。2004 年,城市污水处理厂TN 平均去除率为80%,TP 平均去除率高达96%。 在丹麦,尽管城市污水处理厂的数量较多,但规模普遍较小。在1193 个城市污水处理厂中,处理规模小于1000 m3/天的污水厂占到了77.5%,但却只处理全国6%的城市污水。绝大多数的城市污水是由大规模集中式城市污水处理厂处理的。如:处理规模大于10000 m3/ 天的污水厂只有62 个,但却处理了全丹麦70%的城市污水。 丹麦城市污水处理厂出水标准遵照欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门和地方行政 区所制定的出水标准来执行。具体出水标准见表 1。2.丹麦大型城市污水厂的运行和维护 丹麦大型城市污水处理厂(人口当量大于100000 PE,即进水量大于20000 吨/天的城市污水厂)所具有的共同特点之一就是污水和污泥处理的工艺非常接近。就下文重点讨论的Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂来说,其污水处理的核心技术均采用基于氧化沟工艺的Biodenitro 或Biodenipho 技术。而对于污泥处理,一般都需要经过厌氧硝化、离心脱水和焚烧处理后,外排到垃圾填埋场。 另外一个共同的特点就是污水厂的管理方式非常类似。一般来说,丹麦大型城市污水处理厂有两个具有不同功能的管理机构,分别称为董事会和市政业务委员会。董事会成员由污水厂管辖范围内的几个行政区的工作人员组成。董事会成员代表其所在行政区,主要工作是协调行政区与污水厂之间的关系以及监督污水厂的日常运行情况。同时,还需对该行政区污水处理进行详细的规划和总结。而市政业务委员会则主要负责污水厂的日常运行维护和管理工作。同时,在市政业务委员会中也会有各个行政区的负责人员,其主要负责与董事会成员进行对接,确保行政区与污水处理厂之间关系的通畅。以Aved?re 污水厂机构为例,该污水厂的污水来源于10 个行政区。该污水厂管理结构见图 1。2.1 基本情况简介 Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂均位于丹麦西兰岛上,负责周边行政区的城市污水和工业废水处理[4,5]。2004 年,污水厂处理负荷和进水负荷情况见表 2。Lynetten 是丹麦最大的城市污水处理厂,设计处理能力为15 万吨/天,2004 年实际进水负荷近20 万吨/天。Damhus?en 为丹麦第三大城市污水处理厂,设计处理能力为7 万吨/天。Damhus?en 与Lynetten 共属Lynettenf?llesskabet 公司(Lynetten 联合公司)经营管理。Aved?re 为丹麦第五大污水处理厂,设计处理能力6.4 万吨/天,归属丹麦Spildevandscenter Aved?re (Aved?re 污水中心)经营管理。Lundtofte 相对较小,设计处理量为2.2 万吨/天。 上述四个污水厂进水水质特性和出水情况见表 3 和表 4。对进水水质分析后发现:4 个污水厂进水水质的COD/BOD5 值属文献中[6]的中低值域范围,这可能与工业废水汇入有关。经过总结后发现:丹麦城市污水的COD/TN 和 COD/TP 均处于文献中[6]规定的中高值域范围内。从中发现,四个城市污水厂的重点污染物出水指标均低于欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门的相关要求。2.2 工艺流程 丹麦城市污水处理厂工艺一般可分为三部分:污水处理单元、污泥和废物处理单元以及废气处理单元。Lundtofte 污水厂是丹麦非常典型的城市污水厂,下面基于Lundtofte 污水厂的工艺流程对各部分进行讨论。Lundtofte 污水处理厂的具体工艺流程见图 2 所示。2.3 污水处理单元2.3.1 机械处理 对于城市污水厂来说,污水机械处理通常包括粗格栅、曝气沉砂池、细格栅、初沉池以及二沉池等工序。由于各种机械处理工艺的设计已经非常成熟,因此无需再进行详细讨论。但是,针对机械处理过程所产生的废物和废气处理问题是值得学习和借鉴的。 在进入曝气池前,一系列的机械处理过程会产生大量的废物。丹麦大型城市污水厂的做法是:固体废弃物并没有与剩余污泥混合进入厌氧消化池,而是经过脱水后直接进入污泥焚烧炉进行焚烧处理。这是因为此类固体中无机物含量相对较高,直接进入消化池会影响厌氧消化效果。另外,这类废物也没有应用于建筑方面的回用,主要原因是此类沙子中含有重金属以及持久性有机物,对人体健康具有潜在危害。 丹麦大型城市污水处理厂十分重视机械处理过程中由于曝气或搅动所产生废气的收集和处理问题。一般来说,曝气沉砂池全部采用铝质材料封顶。部分污水厂的初沉池上面也会封顶。处理过程中所产生的气体,如H2S 也会随特定的气体管路进入焚烧炉处理。2.3.2 生物处理 如前所述,丹麦大型城市污水厂污水生物处理工艺非常接近。上述四个污水厂均采用Biodenitro 或是Biodenipho 工艺。下面针对这两种工艺进行简单介绍。2.3.2.1 工艺简介 Biodenitro 和Biodenipho 工艺为丹麦Krüger 公司的专利技术。该种技术的特点是自动化控制程度高、占地面积小、有机物和氮磷的去除效果良好。与Biodenitro 工艺不同的是,Biodenipho 在前面添加了一个厌氧池(Bio-P tank),因此具有生物除磷功能。而Biodenitro 无法进行生物除磷,只能借助于化学除磷。 下面以Biodenitro 工艺为例,重点介绍该工艺的运行和控制。 Biodenitro 工艺的运行是基于氧化沟技术(丹麦城市污水厂多采用基于表曝的氧化沟技术)。通常是将两个氧化沟划分为一组,采用交替曝气的方式运行以达到硝化反硝化的目的。Biodenitro 工艺分为四个阶段,见图 3 所示。其中,值得注意的是设置b 阶段和d 阶段的主要目的有两个:一是去除第一阶段在缺氧池中残留的氨氮;二是由于硝化耗时相对较长,为了能够达到更好的出水标准。一般来说,尽管Biodenipho 工艺具有较强的生物除磷功能,但污水厂依然会辅助使用化学除磷的方法已达到更佳的出水TP 浓度。而采用Biodenitro 工艺的污水厂更是如此。投放的物质一般为FeCl3 或AlCl3,投放地点设置在曝气池前。在曝气池后安装了磷在线监控装置,当发现TP 浓度超标时会自动投加除磷。2.3.2.2 控制系统 上述4个大型城市污水处理厂均采用SCADA和STAR系统来控制污水厂的正常运行。SCADA 技术建立在3C+S (Computer、Communication、Control、Sensor)基础上。该系统主要用于控制泵站、流量以及污泥脱水工艺等等。而STAR系统(Krüger公司的专利技术)是建立在SCADA系统之上,是一种用于控制曝气池运行的应用软件系统。在氧化沟中会安装在线检测仪器,从而将主要的污染物参数,如:氨氮、硝酸盐氮、总磷以及溶解氧浓度的信息发送到中心PLC上。由微机程序控制曝气池各阶段的运行时间和曝气模式。因此,图3中所示的4个阶段的具体运行时间是由STAR系统通过曝气池中具体污染物浓度的数据来控制的,但是会有一个最长运行时间。Lundtofte污水厂各阶段的最长运行时间为90min。 另外,如果设备一旦发生问题,程序会自动向技术人员的手机发送短信息以告知其出现技术故障的具体位置。同时,微机程序还会自动向技术人员发送电子邮件告知其具体问题,技术人员可以据此判断是否应该立即处理该故障问题。2.4 污泥处理单元2.4.1 丹麦污泥处理情况简介 欧盟及丹麦政府非常重视城市污水处理厂所产生的污泥及其处理和排放的问题,并制定了相关的法案,如86/278/EEC 法案、91/271/EEC 法案等。对城市污水厂排放污泥中的重金属以及持久性有性有机物的含量做出了相关的规定。 经过统计后发现,1999—2005 年,丹麦城市污水厂污泥处理和排放都产生了一定的变化,见表 5 所示。可以看出,变化最为明显的是污泥焚烧比例大幅提高和填埋比例明显下降。其中,污泥焚烧比例从1999 年的6%提高到2005 年的25%。上述的四个丹麦大型城市污水厂的污泥都经过焚烧处理。另外,尽管污泥总产量有所提高,但人均污泥产量基本保持不变。2.4.2 污泥处理 初沉池和二沉池排出的剩余污泥首先进行脱水、絮凝,之后进行厌氧消化。丹麦城市污水厂多采用中温厌氧消化工艺,温度控制在32~37℃,SRT 控制在25~30 天。一般来说,经过厌氧消化后,污泥的固含率约为1.55~3%。 污泥经过厌氧消化后,进入离心机脱水,污泥固含率提高到20%~32%。经过离心脱水后的剩余污泥将会和沉砂池内的污泥混合,并进入焚烧炉。经过焚烧处理后的污泥收集后运送到垃圾填埋场。2.4.3 生物气 一般来说,丹麦城市污水厂厌氧消化池产生的生物气中甲烷含量在65%左右,而每产生1m3 生物气会削减1.15 kg 干污泥。生物气能够得到有效的收集并回用。回用主要的方式有两种:一是产热、产电,供本厂内部使用;另一部分则出售给附近的工厂或天然气公司等。2.5 废气处理单元 丹麦城市污水厂在污泥焚烧处理过程中,十分重视潜在的大气污染问题。自焚烧炉产生的废气都要经过深度处理后才能排放到大气中。下面以Lundtofe 污水厂为例,简单介绍污泥焚烧后气体深度处理设备和装置。 从焚烧炉中排出的废气首先经过降温后进入旋风分离器,在这一过程中有85%~90%的灰分会从气体中分离出来。随后,气体进入湮灭炉中进行深度处理。在湮灭炉中,首先用水喷浇,使气体进一步降温。在水体内有溶解的NaHCO3 和少量的活性炭。主要目的是使用NaHCO3 吸附SO2、HCl 和HF 气体,并转化为Na2SO4、NaCl 以及NaF。活性炭则用来吸附汞等重金属。最后,经过处理后的气体进入布袋分离器进行固气分离,所有固体连同污泥被运送到垃圾填埋厂,而经过处理后的气体则通过烟筒排放到大气中。3.能耗、化学品消耗及污水厂运行费用 由于丹麦大型城市污水厂采用的工艺、运行方式以及管理结构大同小异,因此污水厂能耗、运行费用等统计数据也存在一定的一致性。对这些数据进行统计核算对于今后我国拟采用或已经采用类似工艺的城市污水厂的设计、运行、管理和评估工作具有一定的价值和意义。 但是,鉴于国情不同,环境和污水管理方式也有所差异,因此,利用单一货币形式(如欧元)来描述污水处理厂的运行费用是不合理的。因此,在运行费用的具体核算上,分以下几方面进行讨论。化学药品以药品使用量作为衡量标准;能量采用kWh 作为衡量标准。3.1 污水处理厂能耗 丹麦大型城市污水厂电耗在35~45 kWh/(PE·年),和0.5~0.6 kWh/m3 污水。而生物污水处理电耗约为0.20~0.25 kWh/m3 污水,占总电耗的30%~50%;污泥处理电耗约占总电耗的30%~40%;而污水提升、机械处理和管理电耗约占总电耗的15%~35%。对于污泥处理来说,处理1kg 干污泥需耗能0.02~0.06 kWh。3.2 化学药品使用量 污水厂化学物质主要用于化学除磷和污泥脱水等。针对化学除磷,不同污水厂采用的物质不同。例如:Lynetten 污水厂采用FeCl3;而Lundtofte 污水厂采用AlCl3。化学物质投加量与污水水质、工艺以及出水指标有直接关系。Lynetten 和Lundtofte 污水处理厂化学除磷的情况见表 6。从表 6 的数据可以看出,在进水TP 浓度基本相当的情况下,采用具有生物除磷功能的Biodenipho 工艺更加节省化学除磷物质量,而且可以获得更好的出水TP 效果。3.3 污水处理厂运行费用 丹麦城市污水厂运行费用主要费为四部分:员工工资、税费、能耗和化学药品费以及运行维护费用。以Lynetten 和Damhus?en 为例,2005 年两个污水厂运行费用为1.86 亿DKK,具体比例分配见图 4。一般情况下,丹麦污水处理厂最大的费用支出为员工工资。同时,在运行维护中还有相当部分是用于场地租用等。另外,丹麦污水处理厂需向政府缴纳污水和污泥处理税费。污泥焚烧以及外运到垃圾填埋场也都需要缴税。在丹麦,只有污泥回用时不用向政府交税。一般来说,丹麦城市污水处理厂污泥处理费用占总运行费用(不含人工费用和税费)的40%~50%。 上述四个污水厂运行费用统计见下表 7。值得一提的是,丹麦平均污水处理费用为15 DKK/m3,这与核算后的城市污水处理厂污水处理费存在较大差异。主要原因是丹麦总污水处理费用不但包括污水处理厂的运行费用,还需计算污水管道的建设和维护费用。而市政污水管道的维护和管理归各行政区。4.结论 丹麦自20 世纪90 年代至今,城市污水处理发生了巨大的变化。这一变化得益于丹麦政府积极执行欧盟91/271/EEC 法案及制定更为严格的相关出水标准。丹麦大型城市污水厂无论是运行工艺还是管理方式比较相似。总结其发展经验和管理体制,对有效数据进行统计并吸收消化对处于发展中的中国城市污水处理是十分有益的。参考文献:[1] 3rd Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007):http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:52004DC0248:EN:NOT[2] 4th Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007): uwwtd_report/final_circa-per/_EN_1.0_&a=d[3] Milj?styrelsen 2005; Punktkilder 2004. Det nationale program for overv?gning af vandmilj?et; Fagdatacenterrapport. (In Danish)[4] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lundtofte Wastewater Treatment Plant, Denmark. China water & wastewater. (In Press)[5] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lynetten Wastewater Treatment Plant, Denmark. Water & Wastewater. (In Press)[6] Henze M., Harremoes P., La Cour J., Arvin E. (2001) Wastewater treatment biological and chemical processes. Third edition, Springer, Berlin, Germany.http://

化学化工环境1. 喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究2. 虾下脚料制备多功能叶面肥的研究3. 缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究4. 棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究5. 酶法双甘酯的制备6. 硅酸锆的提纯毕业论文7. 腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究8. 羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究9. 铝合金阳极氧化及封闭处理10. 贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究11. 80KW等离子喷涂设备的调试与工艺试验12. 2800NM3/h高温旋风除尘器开发设计13. 玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究14. 年处理30万吨铜选矿厂设计15. 年处理60万吨铁选厂毕业设计16. 广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计17. 日处理1750吨铅锌选矿厂设计18. 6000t/a聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计19. 年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计20. 年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计21. PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计22. PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计23. 金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响24. 高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究25. 新型纳米电子材料的特性、发展及应用26. 发达国家安全生产监督管理体制的研究27. 工伤保险与事故预防28. 氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防29. 无公害农产品的发展与检测30. 环氧乙烷工业设计31. 年产 21000吨 乙醇 水精 馏装置 工艺设计32. 年产26000吨乙醇精馏装置设计33. 高层大厦首层至屋面消防给水工程设计34. 某市航空发动机组试车车间噪声控制设计35. 一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究36. 一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究37. 广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系38. 超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究39. 脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究40. 稀土 超磁致 伸缩 材料 扬声器 研制41. 纳米氧化铋的发展42. 海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究43. 超磁致伸缩复合材料的制备44. 钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文45. APCVD法在硅基板上制备硅化钛纳米线46. 浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计47. 输配管网的软件开发

脱氮除磷技术研究进展论文范文

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该工艺是厌氧/缺氧/好氧工艺的简称,即在A/O法基础上增加了前面的厌氧段,具有同时脱氮和除磷的效果。厌氧段:氨氮浓度由于用于细胞合成二少量降低,硝酸盐氮没有变化,P的含量由于聚磷菌的释磷作用而上升;缺氧段:P和N浓度变化较小,硝酸盐氮在反硝化作用下还原成N2,;好氧段:P和氨氮的浓度在硝化和摄磷的作用下,浓度快速下降,硝酸盐氮含量因硝化作用上升。应用:主要用于BOD5和N、P较高的污水处理,可用于生活污水的处理。

N和P的主要危害就是引起水体的富营养化!如赤潮和水化等。生物脱氮除磷,在厌氧池优势细菌是聚磷菌,主要是释磷,在缺氧池里优势细菌是反硝化菌,主要是反硝化脱氮。在这个池子里聚磷菌可能吸磷也可能释磷,或者受同时发生。在好氧池里硝化菌为优势细菌,发生硝化,聚磷菌靠在厌氧池里合成的能量发生过度吸磷!

水污染问题已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一,已经引起国家和地方政府的高度重视。下面是我精心推荐的水污染处理技术论文范文,希望你能有所感触!

我国城市水污染治理技术研究

摘 要:近年来,随着我国经济社会的快速发展,城市化进程不断加快,城市污水排放量也随之迅速增长,由于我国城市配套污水处理设施建设的不完善,造成了大量污水随意排放,不仅污染了人们的生存环境,影响了人们的生活质量,更制约了我国经济的可持续发展,城市水污染治理无疑已经得到了人们的广泛关注,迫切需要得到解决。本文主要针对我国城市水污染的现状以及传统的治理技术进行描述,并对新型城市水污染治理技术进行简要的分析和阐述。

关键词:城市;水污染治理;现状

1 引言

近年来,我国经济和社会发展取得了举世瞩目的成就,城市化进程不断加快,城市基础设施建设不断提速,大量人口进入城市享受城市建设带来的便利的同时,由于配套治污设施的匮乏,城市污水的排放量不断增长,影响了城市的整体面貌,更对城市的可持续发展造成了巨大的影响,城市水污染治理已经迫在眉睫。本文现主要针对我国城市水污染治理技术进行简要的分析和阐述。

2 我国城市水污染治理的现状

2.1我国城市污水的主要来源及治理现状

随着我国城镇化进程的不断深化,大量人口和企业开始聚集,生活污水和工业污水渐渐成为我国城市水污染的主要来源,由于缺乏环保意识和配套的治理设施,大量污水被排放到河流湖泊之中,据不完全统计,我国城市河段中仅有30%左右为I到III类水质,而高达60%多的河段为IV到V类水质,严重威胁着城市居民的正常生活,尤其是随着城市人口的不断增加,污水排放量迅速增长,城市水污染现状更加堪忧。

近年来,随着人们环保意识的不断加强以及政府管理的日趋严格,传统的先污染、后治理的理念逐渐被人们所摈弃,节能减排,建设绿色中国已成为我国政府的重要举措。当前来看,我国城市水污染治理规模相对较小,由于缺乏资金且管理制度落后,价值植物设备技术过时、老化严重、运行成本较高,都给我国城市污水处理带来了巨大的困境。

2.2我国传统城市水污染治理技术

当前,我国城市水污染治理普遍采用的是SBR技术和氧化沟技术,先对其进行简要的阐述。

2.2.1SBR技术

SBR技术是一种间歇性曝气的污水处理技术,其能在反应池内自动实现污水的混合、沉淀、排泥等全过程,该技术沉淀速度较快,抗冲击性较强,使用成本较低,且能够有效避免污泥的膨胀,因而得到了较为广泛的应用。得益于SBR技术的优良特性,在其基础上发展衍生出了MSBR、CAST等新型SBR反应器,也得到了较为广泛的应用。

2.2.2氧化沟技术

氧化沟技术作为SBR技术的一种衍生,其外形为封闭的沟渠,采用了悬浮生物处理技术,具有极低的使用成本和极高的污水处理效率,因而是我国应用最广泛的城市污水处理技术。氧化沟技术又称作连续环状反应器,从机理上采用了延时曝气技术,并在发展应用过程中得到不断的创新与完善,得益于其流程短、操作便捷、成本较低及稳定性较强的特点,氧化沟技术在我国得到迅速的推广和应用。

3 城市水污染治理新技术的简介

随着城市污水制造量的不断攀升,传统的污水处理技术已经难以满足城市治污的需要,一些新型城市水污染治理技术开始得到推广与应用。

3.1蚯蚓生态滤池技术

蚯蚓生态池技术是一种利用蚯蚓及其他微生物对污水进行过滤和分解处理的污水处理技术,以蚯蚓为主的微生物能够对污水中的污染物进行吞噬或讲解,从而实现污水的净化。与其他技术相比,蚯蚓生态滤池技术的能耗更低,并且具有极高的处理效率,经过生态滤池处理的污水几乎去除了全部污染物,是一种符合我国节能减排号召的新型环保型污水治理技术。

3.2人工湿地技术

人工湿地技术是通过人工建造湿地生态系统,然后将城市污水科学、合理、适量地引入人工湿地中,利用湿地生态中的植物和各微生物对水中的污染物进行处理。同蚯蚓生态池技术相似,人工湿地技术也具有污染物去除效率高、运行和建设成本低一级适应能力较强的优势,具有较高的环保和经济效益,在我国城市污水治理中具有十分广阔的应用空间。

3.3生物浮岛技术

当大量工业和生活污水排入河流后,水体将逐渐富营养化,不仅对水资源造成了较大的污染,更对流经地域的生态环境造成了巨大的破坏,因此治理水体富营养化的生物浮岛技术营运而生。生物浮岛技术通过利用浮体,将喜水的植物种植与浮体之上,并将整个浮体置于富营养化的水体之上,浮体上植物的根部将对水体中的磷和氮等元素进行吸收,从而实现对富营养化水体的净化。

3.4人工水草技术

与天然水草不同,人工水草是一种人工制造的聚合物,其外形比天然水草大,利用人工水草技术将人工水草至于污水之中,能够在水中形成良性的生物链,促进有益微生物的生长,抑制有害微生物的生长,通过食物链去除水中的污染物,实现对水体的净化。整个净化过程操作简便且运行费用较低,具有一定的推广应用空间。

4 结束语

随着我国城市建设的不断发展,城市水污染已成为可持续发展中不可忽视的重要问题,本文主要针对我国城市水污染治理技术进行了简要的分析,相信随着社会各界的不断重视,城市水污染必将得到有效的解决。

参考文献

[1]王常婕 城市水污染治理现状及建议 科技风,2010,8(3):121

[2]邢美兰等 城市水污染的现状及治理建议分析 科技信息,2014,3(11):78-79

[3]蒋一 我国城市水污染治理技术探析 黑龙江科学,2014,4(9):93

[4]冯坚等 城镇水污染治理技术及研究进展 科技传播,2010,23(11):32-33

[5]张艳丽 城市水污染的治理对策及建议 资源节约与环保,2014,9(2):211-212

[6]师桂霞等 新型水污染治理技术探究 企业技术开发,2014,17(5):175-176

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[7]乳酸菌调控骨骼肌线粒体生物发生的机制研究进展

[8]基于模拟胃肠道消化的云南民族乳制品蛋白肽研究

[9]肠道派氏结M细胞在淋巴传递中的生物功能及靶向载体研究进展

[10]家禽肠道健康的生物标志物研究进展

[11]生物素对动物毛发生长的影响及其应用

[12]Bacillus asahii OM18菌剂载体筛选及其对玉米的促生效果

[13]江苏省湖泊水生植物优势种对氮、磷去除效果比较研究

[14]三维荧光分析评价腐殖酸高级氧化前处理效果的研究

[15]生物炭对铜污染土壤的修复及水稻Cu累积的影响

[16]基于鱼类需求的淮河上游息县枢纽工程闸下河段环境流量研究

[17]基于高通量测序探讨大宁河不同水华期真核浮游生物群落组成

[18]裂解温度对不同原材料生物炭理化特性的影响

[19]山楂鲨烯合酶CpSQS1,CpSQS2的基因克隆及原核表达分析

[20]甜菜素合成相关基因BvDDC1的克隆与表达分析

[21]“伞形集团”典型国家LULUCF林业碳评估模型比较研究

[22]小麦和苜蓿套作 种植 对土壤水分及作物水分利用效率的影响

[23]黄土高原刺槐人工林根际和非根际土壤磷酸酶活性对模拟降水变化的响应

[24]重庆都市区生态系统服务价值时空演变及其驱动力

[25]黄土高原降雨梯度对刺槐不同器官内源激素分布格局及生长的影响

[26]基于改进参数的长三角城市生态足迹分析及其可持续性评价

[27]黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量关系

[28]模拟降雨量变化与CO_2浓度升高对小麦光合特性和碳氮特征的影响

[29]黑色地膜覆盖土壤水热效应及对玉米产量的影响

[30]生物土壤结皮生态修复功能研究及对石漠化治理的启示

[31]__核电厂邻近海域大型底栖动物群落变化和污染指数评价

[32]鸡和鸭对山苍子果渣养分和能量利用率的研究

[33]多级AO+潜流湿地对生活污水中的EDCs及常规污染物的去除试验研究

[34]人类生物医学干预是合法的政策监管手段吗?

[35]Rev-erbα在心血管疾病中的研究进展

[36]医用生物胶体分散剂在1064 nm Nd:YAG激光治疗婴幼儿血管瘤术后的应用

[37]茶黄素双没食子酸酯的生物活性及其作用机制

[38]化学动力学疗法:芬顿化学与生物医学的融合

[39]金银花和蒲公英对肉源性假单胞菌生物被膜的清除作用

[40]5.5亿年前动物“临终遗迹”的发现将分节动物的祖先推前了一千万年

[41]趋磁细菌磁小体合成的相关操纵子和基因

[42]霉菌毒素的生物脱除 方法 及机理研究进展

[43]内蒙古巴彦淖尔市畜禽寄生虫病调查

[44]基于O_2/Ar比值估算海洋混合层群落净生产力的研究进展

[45]海岸线的溢油环境敏感性评价研究进展

[46]海洋中挥发性卤代烃的研究进展

[47]海水养殖生境中硫化物污染及控制技术研究进展

[48]紫檀芪改善睡眠限制小鼠运动耐力的作用及其机制

[49]华癸中慢生根瘤菌多铜氧化酶基因mco的功能研究

[50]中南民族大学教师团队在自然指数期刊《Analytical Chemistry》发表研究成果

生物专业 毕业 论文题目

1、基于多元相场理论的细菌生物膜生长动力学建模及其数值模拟

2、血管紧张素II经酸性鞘磷脂酶/神经酰胺通路致动脉内皮功能障碍的作用

3、盐胁迫对鹅耳枥生长及生理生化特性的影响

4、2种应激诱导大鼠迷走复合体神经元的Fos表达

5、重组大肠杆菌SAHN和Lu_S蛋白表达及群感效应分析

6、基于线粒体控制区Dloop序列的长臀(鱼危)种群遗传结构分析

7、喉功能保留外科的喉功能解剖

8、褪黑素通过减轻内质网应激抗心肌缺血/再灌注损伤的作用及机制

9、生长分化因子-11促进小鼠诱导性多能干细胞向心肌细胞定向分化的研究

10、脂肪因子CTRP3的认识及研究现状

11、治疗性血管化策略研究进展

12、SD大鼠绝经后骨质疏松疾病动物模型的构建

13、牛血清在百日咳毒素CHO细胞簇聚试验中的影响

14、番茄黄化曲叶病毒的鉴定与群体进化分析

15、B细胞受体核心岩藻糖基化调节成熟B细胞的信号转导

16、NaHS对慢性间歇性低氧大鼠胸主动脉血管张力的影响

17、利用果蝇模型探讨SCA3/MJD与PD发病机制的相关性

18、纳米金属氧化物对耐药基因水平转移的影响

19、果胶酶液体发酵条件优化与酶学特性研究

20、丛枝菌根真菌根外菌丝形成时间及对牧草的促生长效应

21、左心耳形态和功能影像学评估的研究进展

22、金胺O荧光染色在结核病病理诊断中的应用价值

23、上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究

24、我国生态文明建设试点的问题与对策研究

25、城镇化对物流业碳排放变动影响研究

26、干扰素γ增强脂肪间充质干细胞对淋巴细胞的免疫调节作用

27、血脑屏障的研究进展

28、南北贸易、产权维护不对称与发展中国家生态资源贫瘠化

29、朱溪流域植被覆盖变化与居民点的空间关系

30、布氏田鼠秋季家群数量与捕食风险的关系

31、圆蟾舌蛙鸣声特征分析

32、大渡河流域黄石爬鮡的年龄与生长

33、雅砻江短须裂腹鱼胚胎和卵黄囊仔鱼的形态发育

34、基因序列的搜索与相似性比对

35、阿尔茨海默病早期生物标记物及其检测方法的研究进展

36、促红细胞生成素衍生肽抑制细胞自噬减轻小鼠心肌缺血/再灌注损伤

37、类风湿关节炎并发心血管损害的临床特点与相关因素

38、华卟啉钠的光漂白性质研究

39、采用蚕豆根尖细胞微核技术检测核设施周围水域的遗传毒性

40、鲤鱼墩遗址史前人类行为模式的骨骼生物力学分析

41、稳定微环境微流控细胞培养芯片的设计与制备

42、国产与进口心脏单腔起搏器临床应用比较

43、心房电极导线脱位到心室致反复心室安全起搏一例

44、谷氨酸受体在实验性青光眼视网膜细胞损伤中的作用

45、基于恢复动力学生态系统恢复建设的研究

46、Sabin株脊髓灰质炎灭活疫苗毒种的遗传稳定性

47、一株鸡源乳酸菌FCL67的鉴定及其生物学特性

48、人凝血/抗凝血因子类产品蛋白含量快速检测方法的建立及验证

49、肺孢子菌肺炎相关细胞因子的研究进展

50、气象因素与发热伴血小板减少综合征关联研究

生物技术毕业论文选题

[1]生物技术本科拔尖创新型人才培养模式的探索与实践

[2]禽源HSP70、HSP40和RPL4基因的克隆和表达

[3]中间锦鸡儿CiNAC038启动子的克隆及对激素响应分析

[4]H9和H10亚型禽流感病毒二重RT-PCR检测方法的建立

[5]单细胞测序相关技术及其在生物医学研究中的应用

[6]动物细胞工程在动物生物技术中的应用

[7]现代生物化工中酶工程技术研究与应用

[8]GIS在生物技术方面的应用概述

[9]现代生物技术中酶工程技术的研究与应用

[10]两种非洲猪瘟病毒检测试剂盒获批

[11]基因工程技术在生物燃料领域的应用进展

[12]基于CRISPR的生物分析化学技术

[13]生物信息技术在微生物研究中的应用

[14]高等工科院校创新型生物科技人才培养的探索与实践

[15]生物技术与信息技术的融合发展

[16]生物技术启发下的信息技术革新

[17]日本生物技术研究开发推进管理

[18]中国基因技术领域战略规划框架与研发现状分析及建议

[19]鸡细小病毒与H_9亚型禽流感病毒三重PCR检测方法的建立

[20]基于化学衍生-质谱技术的生物与临床样本中核酸修饰分析

[21]合成生物/技术的复杂性与相关伦理 政策法规 研究的科学性探析

[22]合成生物学技术发展带来的机遇与挑战

[23]应用型本科高校生物技术专业课程设置改革的思考

[24]知识可以改变对转基因食品的态度吗?——探究科技争议下的极化态度

[25]基因工程在石油微生物学中的研究进展

[26]干细胞技术或能延缓人类衰老速度

[27]生物技术复合应用型人才培养模式的探索与实践

[28]动物转基因高效表达策略研究进展

[29]合成生物学与专利微生物菌种保藏

[30]加强我国战略生物资源有效保护与可持续利用

[31]微生物与细胞资源的保存与发掘利用

[32]颠覆性农业生物技术的负责任创新

[33]生物技术推进蓝色经济——NOAA组学战略介绍

[34]人工智能与生物工程的应用及展望

[35]中国合成生物学发展回顾与展望

[36]桓聪聪.浅谈各学科领域中生物化学的发展与应用

[37]转基因成分功能核酸生物传感检测技术

[38]现代化技术在农业种植中的应用研究

[39]生物技术综合实验及其考核方式的改革

[40]生物技术处理船舶舱底含油污水

[41]校企合作以产学研为平台分析生物技术类人才培养

[42]生物技术专业“三位一体”深化创新创业 教育 改革

[43]基于环介导等温扩增技术的生物传感器研究进展

[44]分子生物学技术在环境工程中的应用

[45]生物有机化学课程的优化与改革

[46]地方农业高校生物技术专业“生物信息学”课程的教学模式探索

[47]不同育种技术在乙醇及丁醇高产菌株选育中的应用

[48]探秘生命的第三种形式——我国古菌研究之回顾与展望

[49]适应地方经济发展的生物技术专业应用型人才培养模式探索

[50]我国科研人员实现超高密度微藻异养培养

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磷氮阻燃剂毕业论文结论

阻燃胶应用很广的,很多有机材料都要求有阻燃性。比如电线电缆外皮,电子元件外壳,橡胶制品,塑炼制品,家装材料等。发展趋势自然是高效无毒环保。目前电子行业阻燃要求变化明显,正在从有卤阻燃向无卤阻燃过渡

1、 按所含阻燃元素分按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂等几类。卤系阻燃剂在热解过程中,分解出捕获传递燃烧自由基的X?及HX,HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体,隔断可燃气体与空气的接触。磷系阻燃剂在燃烧过程中产生了磷酸酐或磷酸,促使可燃物脱水炭化,阻止或减少可燃气体产生。磷酸酐在热解时还形成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物表面,促使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用。在氮系阻燃剂中,氮的化合物和可燃物作用,促进交链成炭,降低可燃物的分解温度,产生的不燃气体,起到稀释可燃气体的作用。磷-卤系阻燃剂、磷-氮系阻燃剂主要是通过磷-卤、磷-氮协同效应作用达到阻燃目的,具有磷-卤、磷-氮的双重效应,阻燃效果比较好。 2、 按组分的不同分按组分的不同可分无机盐类阻燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。无机阻燃剂是目前使用最多的一类阻燃剂,它的主要组分是无机物,应用产品主要有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸等。有机阻燃剂的主要组分为有机物,主要的产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。还有一部分有机阻燃剂用于纺织织物的耐久性阻燃整理,如六溴水散体、十溴-三氧化二锑阻燃体系,具有较好的耐洗涤的阻燃性能。有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改良产品,主要用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液,部分代替无机盐类阻燃剂。在三大类阻燃剂中,无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点,广泛应用于各类领域,需求总量占阻燃剂需求总量一半以上,需求增长率有增长趋势。 3、 按使用方法分按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反应型。添加型阻燃剂主要是通过在可燃物中添加阻燃剂发挥阻燃剂的作用。反应型阻燃剂则是通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团,从而提高材料的抗燃性,起到阻止材料被引燃和抑制火焰的传播的目的。在阻燃剂类型中,添加型阻燃剂占主导地位,使用的范围比较广,约占阻燃剂的85%,反应型阻燃剂仅占15%。 4. 各树脂适用的阻燃剂材料 可采用的阻燃剂 聚烯烃PP/PE:氢氧化镁,氢氧化铝,TDCPP,聚磷酸铵,八溴醚,磷酸三苯 酯,六溴环十二烷,MPP,硼酸锌,十溴二苯乙烷,包覆红 磷,TBC 聚氨酯PU :TCEP,TCPP,TDCPP,DMMP,聚磷酸铵,磷酸三苯酯,MPP,FB 不饱和树脂UPR :TCPP、TDCPP、DMMP、HBCD、TBC 、聚磷酸铵 尼龙PA6/PA66 :MCA,MPP,FB,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆红磷 聚酯PBT/PET:TDCPP,磷酸三苯酯,MPP,十溴二苯乙烷,聚磷酸铵,十溴二苯醚,包覆红磷 聚苯乙烯PS :TCPP,TDCPP,HBCD,MCA,TBC,MPP,十溴二苯乙烷,聚磷酸铵,十溴二苯醚,硼酸锌 环氧树脂EP:TCPP,TDCPP,IPPP,聚磷酸铵,十溴二苯醚,DMMP,磷酸三苯酯,十溴 二苯乙烷, YS-DO601 聚丙烯睛丁二烯苯乙烯ABS:八溴醚,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,TBC 聚碳酸酯PC:磷酸三苯酯,HBCD,MCA,聚磷酸铵 聚氯乙烯PVC:TCEP,TCPP,TDCPP,IPPP,MCA,八溴醚,磷酸三苯酯,聚磷酸铵 酚醛树脂PF:TCEP,TCPP,TDCPP,磷酸三苯酯,硼酸锌 ,聚磷酸铵 纸张Paper :磷氮系阻燃剂 纺织品Textile :磷氮系阻燃剂(耐久) 聚甲醛POM :MCA 防火涂料Paint :TCPP,MCA,聚磷酸铵,硼酸锌,MPP , PPO 聚四氟乙烯微粉

磷氮阻燃剂是磷系和胺系的化合物。在燃烧时释放出的氮氧化物。磷氮阻燃剂是磷系和胺系的化合物,能起到抑制火焰的作用。同时还能阻止氧气与碳的接触。由于它具有上述作用,所以被广泛的应用于木材、纸张、纺织品等材料的阻燃中。

磷氮膨胀型阻燃剂是一种较理想的高分子阻燃剂,目前国内市场上己商品化的绝大多数是复配型膨胀型阻燃剂,即磷酸盐,多元醇及含氮化合物.现在国外已开始研究合成较高热稳定性的单组分的磷氮系膨胀型阻燃剂(即单体型膨胀型阻燃剂).其主要优点是:(1)热稳定性能相当好;(2)不含卤素;(3)阻燃性能好,用量少:(4)对材料的物理性能影响小;(5)燃烧时释放烟量低;(6)价格合理。含磷量(P)%(W/W)×19±1含氮量(N)%(W/W)×21±1130℃挥发物含量%√≤0.5白度%√≥90振实密度kg/L×1.75±0.10。阻燃PPPPF40170APP31130拉伸屈服强度MPa25断裂伸长率%7弯曲模量GPa2.0悬臂梁缺口冲击强度kJ/m27悬臂梁无缺口冲击强度KJ/m228热变形温度(1.82MPa)℃80成型收缩率%1.0阻燃性(1.6mm)UL94V-0。特点⊙以分子量大于10万的多聚磷酸铵为基础的协效阻燃配方,比单用聚磷酸铵显著提高了阻燃效率,可以轻松解决聚烯烃材料的环保阻燃问题.⊙对聚烯烃有良好的热稳定效果,阻燃后的材料经反复加工数次,阻燃效果,强度,颜色没有明显改变.⊙用APP311阻燃的聚烯烃材料具有优异的耐黄变能力,不加光稳定剂的阻燃材料在阳光照射下的发黄时间大于2500小时,这是卤系阻燃剂不能比拟的.⊙有效降低阻燃材料的密度,为制品的轻量化做出贡献.⊙添加量少,相容性好,有效地降低了材料的机械性能损失.⊙稳定性高,耐水解.⊙遇火时生烟量低,几乎不生成腐蚀性气体.安全性及防护措施本品无毒,白鼠致死量大于2000mg/Kg.本品在火灾发生时会放出一定量的氨气,但浓度不会达到对人体有害的程度.过量的本品排放入地表水中可导致水质的富营养化.本品的接触者应戴防尘口罩,以避免吸入肺部.手工操作时手部应戴乳胶手套,以避免造成皮肤脱水.本品如不慎进入眼睛,应立即用大量水冲洗.

磷酸铁锂电池的毕业论文

行业主要上市公司:宁德时代(300750);比亚迪(002594);国轩高科(002074);孚能科技(688567);亿纬锂能(300014);鹏辉能源(300438);欣旺达(300207)等

本文核心数据:锂电池板块上市公司研发费用;锂电池相关论文发表数量

全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“lithium battery”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月17日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

锂电池技术概况

1、技术原理及类型

(1)锂电池技术原理

锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。

(2)锂电池的分类

按照电解质材料、电池外形、外包材料、正极材料、应用领域等不同分类方式,可将锂电池分为以下几类:

2、技术全景图:四大细分技术领域

从锂电池构成来看,锂电池技术主要包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜四个主要细分技术领域。其中,正极材料主要包括磷酸铁锂、三元正极、锰酸锂等;负极材料主要包括碳系材料和非碳系材料;电解质主要包括液态电解质、固液复合电解质和固态电解质;隔膜主要包括干法隔膜和湿法隔膜。

锂电池技术发展历程:正负极材料演变拉动技术发展

从20世纪70年代第一个锂电池出现,到如今五十余年的岁月中,锂离子电池不断发展,负极材料从锂金属发展到碳材料,再试图回到锂金属;正极材料也不断丰富,陆续推出钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。

锂电池技术政策背景:政策加持技术水平提升

近些年来,我国提出了一系列锂离子电池技术发展相关政策,加速了锂离子电池产业链的发展,同时对锂电池的安全性、技术体系、回收体系做出了规范,使得锂电池技术水平稳步提升。

锂电池技术发展现状

1、锂电池技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国锂电池技术相关国家重点研发计划项目共计18项。国家重点研发计划项目的资金来源为中央财政经费,一个项目的财政经费在2亿元以上。

(2)A股上市企业研发费用

锂电池行业经过多年发展,产品相对成熟,但行业整体研发投入水平不算太高。从A股市场来看,2017-2021年,我国锂电池板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,锂电池板块上市公司研发总费用约46.75亿元。

2、锂电池技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从锂电池相关论文发表数量来看,2010年至今我国锂电池相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见锂电池科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有69366篇锂电池相关论文发表。

注:统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解锂电池技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,正极材料、负极材料、电解质、集流体等关键词涉及的专利数量较多,说明锂电池领域近期的研发和创新重点集中于正负极材料、电解质等领域。

(3)专利聚焦领域

从锂电池专利聚焦的领域看,目前锂电池专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于锂电池、锂离子电池、正极材料、负极材料、电解液等。

主要锂电池技术对比分析

根据分析磷酸铁锂、三元锂电池的技术特性,可以看出磷酸铁锂电池在安全性、经济性、原材料丰富度和循环寿命方面优势明显,而三元锂电池在能量密度、低温性能和充电效率方面优势明显。因此,磷酸铁锂电池技术更适合用于中短距离用车(中低端车型)、电动自行车、储能等场景;三元锂电池技术更适用于长距离用车(高端车型)、消费电子、医疗等场景。

锂电池技术发展痛点及突破

1、锂电池技术发展痛点

(1)缺乏高能量密度的正负极材料产业化应用

尽管锂离子电池技术和市场快速发展使得电池能量密度已有明显提升,然而缺乏可行的未来正极材料来继续提高锂离子电池的能量密度,给锂离子电池产业持续发展带来了重大挑战。

(2)锂离子电池安全问题亟待解决

另一方面,锂离子电池安全问题也是锂离子电池技术发展的痛点之一。锂离子电池安全问题的根源主要是电池的热失控。主要是由于锂离子电池内部具有很强的燃爆条件,其内部的易燃性材料如低熔点可燃有机脂类化合物、石墨负极材料都会成为相应的“燃料”,在充放电以及运行过程中不当的热管理将成为锂电池安全事故的导火索,最终引发燃爆事故。

2、锂电池技术发展突破

(1)锂电池结构创新设计

锂电池电芯集成方式的革新是锂电池的重要结构创新,例如CTP(Cell To Pack)即跳过标准化模组环节,直接将电芯集成在电池包上,提高能量密度。

(2)固态电池技术

目前,锂离子电池面临着安全性差的问题,固态电池可在安全性、能量密度、温度范围等方面突破锂离子电池的局限。

锂电池技术发展方向及趋势:短期提高电池能量密度、长期技术路线多元化

短期内,提高锂电池能量密度主要通过对现有材料体系的迭代升级和电池结构革新来实现。其中,锂电池材料体系的迭代升级包括正负极材料、电解液和隔膜的迭代升级;电池结构革新又包括电芯、模组、封装方式等的结构改进和精简。

从长期来看,由于磷酸铁锂电池能量密度上限较低,并且为了应对不同应用场景下的不同需求,锂电池技术路线将朝多元化方向发展。除了酸铁锂电池和三元锂电池之外,固态电池、磷酸锰铁锂电池、富锂锰基电池等新型锂电池技术路线的发展趋势向好。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

电动汽车迅速发展的这几年,为了解决续航焦虑让电动汽车跑的更远,更容易带来长续航里程的三元锂电池成为了动力电池的主流。而曾经的主角——磷酸铁锂电池在家用车中已经难觅踪影,直到今年比亚迪刀片电池的发布,让磷酸铁锂电池再次回归并成为行业内热议的话题。磷酸铁锂电池并非新研发产品,为何刀片电池的亮相会引起行业内的热议呢?那就是这款电池基于磷酸铁锂材料本身结构稳定的基础上,结合比亚迪在电池安全相关的技术,让电池电芯的安全性达到了一个新的高度——顺利通过 “针刺测试”。为了进一步了解这款电池,我们受邀来到位于重庆璧山的刀片电池超级工厂,从制造工艺和现场测试体验中来感受刀片电池的故事。刀片电池车间探秘其实磷酸铁锂的刀片电池并非是比亚迪此次专门设计出来,早在2002年,比亚迪就开始了磷酸铁锂动力电池的研发,并在2008年确定了片状结构的设计方向,只是刀片电池将磷酸铁锂的稳定性和片状结构的空间利用率达到了一个质的变化。目前位于重庆璧山区的弗迪电池工厂是目前刀片电池唯一的生产基地,工厂总投资100亿元,规划年产能达20GWH。这家超级工厂自2019年2月开工,到2020年3月刀片电池正式推出,仅1年时间就从一片空地变身为一个拥有精益化、自动化、信息化制造管理系统的世界级工厂。这里诞生了很多比亚迪独创的刀片电池产线和生产设备,也“隐藏”着多项高度保密的核心技术。在生产车间参观讲解中,提到刀片电池在生产环境上的要求就极为苛刻,为了最大程度降低电池的短路率,技术人员提出了一个粉尘分级管控的概念,在一些关键工序上,能够做到一立方米空间内,5微米(头发丝1/20粗细)的颗粒不超过29个,而这达到了与液晶屏生产车间相同的标准。与刀片电池相匹配的将近1米长的极片,采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案。能够实现公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度。除叠片之外,刀片电池生产过程中的配料、涂布、辊压、检测等其他工艺都达到了世界顶尖水平。例如,配料系统的精度在0.2%以内;双面同时涂布,涂布最大宽度达1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%;1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min,厚度控制2μm以内,确保宽尺寸极片厚度的一致性……最终通过比亚迪自主研发制造的全自动装配设备,自动输送结构件并实现精准定位,经 绝缘、焊接、入壳、密封等工序组装成电芯。遍布生产车间、工序、条线的高精度传感器,数以百计的机器人,以及符合IATF16949&VDA6.3控制标准的品控体系等等,使得厂房设备硬件的自动化,设备与设备之间的信息化,控制层面的智能化成为刀片电池生产高效、品质稳定的最强“后盾”。此外,弗迪电池公司副总经理孙华军透露这里生产的每一个刀片电池产品还有一个专属的‘身份证’,未来产品在使用期间的各项数据也将为持续改进工艺、完善产品提供重要的参考。而很难想象这样一个几乎看不到工人的高度自动化和智能化的超级工厂,是仅用了一年时间就完成了从动工到落成、量产。刀片电池的安全性严苛的生产环境和高度自动化的生产设备只是对产品工艺的保障,但是真正使用的安全性 才是大家最关心的问题。在刀片电池超级工厂里,我们在现场看到了三元锂电池和刀片电池的针刺实验,三元锂电池被刺穿时的熊熊大火和刀片电池被刺穿的无火无烟形成鲜明对比,并且刀片电池温度只是升高至六七十度。针刺毕竟是一种极端的电池受损现象,除了电池受损,在高温、挤压和过充等情况下电池的安全性能也很重要。根据介绍,刀片电池也均只是冒烟,并无爆炸起火现象。基于这些测试结果,刀片电池从根本上避免了电动汽车起火爆炸保障了用车安全,个人认为这样的电池才更应该广泛应用在电动汽车之上。刀片电池在低温低电量下的充电速度相对于三元锂电池要弱,但房贷你功率要优于三元锂电池,也就是说,搭载同样电量的三元锂和磷酸铁锂电池,使用磷酸铁锂电池的纯电动汽车要跑的更远。在电池使用寿命和衰减情况,磷酸铁锂电也要优于三元锂电池;如图中所示刀片电池与811电池相比,刀片电池稳定性更好,可循环充放电次数是811电池的一倍以上。当然,作为磷酸铁锂的刀片电池也有短板,其中磷酸铁锂电池低能量密度带来的续航低的问题就是最大的弱势,这也是被三元锂跻身占据了动力电池“C位”的重要原因。但是刀片电池不仅在技术上进一步提升了磷酸铁锂电池的安全性,还具有高空间利用率,通过装在更多电芯的方法以及从车辆风阻系数的设计角度解决了续航短的问题,要知道搭载磷酸铁锂电池的汉EV已经达到了600km的续航。写在最后:其实一直坚持着磷酸铁锂电池研发并不断寻找技术升级的动力电池企业不仅是比亚迪一家,从每年都会出现一两款搭载磷酸铁锂电池的车型就可见一斑,只是比亚迪更快的找到了能让磷酸铁锂比肩三元锂电池的技术,并推向了市场。当然枪打出头鸟,刀片电池的发布在一片叫好的同时必然还会出现一些不同的声音,遭受质疑未必时坏事,可能更是前进的动力。但无论怎样,对于广大用户来说安全才是真正的第一位,而能够达到高续航更具安全性磷酸铁锂电池s必定会强势回归。责任编辑:陈晓霞本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

1 磷酸铁前驱体:成本分层,一体化增益路径抉择,分化明显目前磷酸铁生产工艺主要有钠法、铵法、铁粉、肥料磷酸、氧化铁红、磷酸氢钙几种工 艺。从工艺路径对比来看,差异化主要体现在原材料(磷源、铁源)、产品品质、能耗、 三废排放等方面。目前市面较为成熟的磷酸铁生产路线为铵法和钠法。我们通过对比主流的铵法与钠法生 产工艺的盈利拆分,按照 2021 年产品平均价格水平,铵法具有更强成本优势(原材料 均考虑外购),而成本差异主要来自于原辅料成本中磷源(磷酸/磷酸一铵)和铁源(硫 酸亚铁/铁红/铁粉)。因此,我们可以根据不同工艺路径磷源与铁源的价差核算,来刻画 不同工艺的盈利变化。在 2021 年原材料均价水平下,不同工艺价差排序为:磷酸氢钙>肥料磷酸价差>铵法价 差>钠法价差>铁粉价差>氧化铁红价差,磷酸氢钙路线与氧化铁红路线价差之差将近 4000 元,因此,不同路线成本差异显著,选择成本更低路线相对优势更强。从折旧角度看,对比不同企业的磷酸铁投资情况,铵法与磷酸氢钙路线相对于钠法单吨 投资额更小,除了具有配套工程的项目(例如净化磷酸、硫酸等),一般万吨磷酸铁的投资额在 0.5-1.0 亿元之间(湖南雅城除外),以 10 年折旧为期限,单吨磷酸铁的折旧费 用预计在 500-1000 元,但相对而言原材料成本影响更为关键。随着电动汽车产业的快速发展,动力电池成为关键因素。磷酸铁锂电池的产业地位因此可分为两个层面的问题:一是锂电池在电池业中的地位,二是磷酸铁锂电池在锂电池中的地位。在第一个层面上,目前用作动力电池的有铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。铅酸电池被严格限制使用,因其污染大,目前仅被限制在小型电动自行车领域;镍氢电池工艺成熟,购置和使用成本低,但自放电率大,比能量小,只能作为过渡性电池;只有锂离子电池能够综合匹配电动汽车,它具有循环寿命长、自放电率小的特点。在第二个层面上,各种磷酸铁锂电池的区别表现在价格和安全性上,而安全性是一种性能表现,是根本决定不同流派动力锂电池地位的因素。从正极材料来看,锂离子电池可分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂四类。钴酸锂电池工业化程度最高,技术最成熟,但由于安全性的考虑,主要用于手机、数码产品等小型电池领域。在剩下来的三种锂电池中,磷酸铁锂电池以其成本和循环寿命的优势而被业界看好,成为中国动力锂电池的发展方向。在我国,磷酸铁锂电池及其材料的产业化发展与国际基本同步,放眼前途,其应用领域或将由电动汽车、电动自行车、电动工具领域渗透进风电、太阳能发电装置、医疗器械、矿灯等领域。若根据10%~20%的年增长率计算,光是现有四大应用领域(电动汽车、电动自行车、电动代步车、电动工具),动力锂电池就将在未来5年拥有150亿元的市场规模。如果全部采用磷酸铁锂电池作驱动的话,届时,磷酸铁锂正极材料将达到45

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