工藝放大研究中關(guān)鍵指標(biāo)有哪些(化工放大技術(shù)方法研究)
工藝放大研究中關(guān)鍵指標(biāo)有哪些
1、真密度
真密度是衡量針狀焦煅燒程度的重要指標(biāo)。真密度越大,則煅燒程度越高,表明針狀焦的石墨化程度越高,即針狀焦晶體的內(nèi)部越致密,結(jié)構(gòu)排列越整齊,生產(chǎn)超高功率石墨電極的針狀焦真密度達(dá)到2.13g/以上,生產(chǎn)高功率石墨電極的針狀焦要求真密度達(dá)到2.10g/以上。
2、熱膨脹系數(shù)(CTE)
CTE是針狀焦重要的參數(shù)之一,熱膨脹系數(shù)的大小直接關(guān)系著針狀焦產(chǎn)品的質(zhì)量。CTE越小,針狀焦承受溫度急劇變化的抗熱震性越好,針狀焦的顯微結(jié)構(gòu)直接影響著CTE的大小。以纖維狀結(jié)構(gòu)為主的針狀焦,其CTE明顯要低。
3、機(jī)械強(qiáng)度
針狀焦的強(qiáng)度取決于絕對(duì)孔隙度,與熱膨脹系數(shù)有著緊密的關(guān)系,CTE越低,針狀焦的抗震穩(wěn)定性變差,其抗破碎性或抗磨性降低。煤系針狀焦制品的強(qiáng)度一般較低。
4、電阻率
電阻率是控制針狀焦的生產(chǎn)工藝和評(píng)價(jià)針狀焦石墨電極的重要指標(biāo),電阻率的大小與針狀焦的真密度、顆粒形狀和堆積孔隙度有關(guān),針狀焦的顆粒多為長(zhǎng)條形,加壓后針狀焦的顆粒橫臥,會(huì)使粉末電阻率值增大。擠壓成型時(shí),顆粒長(zhǎng)度趨于平行擠壓方向排列,使電阻率降低。
5、防氧化性
防氧化性是針狀焦制品應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。由于碳化及煅燒過程中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力以及雜質(zhì)存在,使針狀焦中存在一些晶格缺陷。在高溫時(shí),這些部分與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)出現(xiàn)氧化。因此,改善針狀焦生產(chǎn)過程,提高針狀焦結(jié)晶度,減少晶格缺陷,降低活性位置與氧氣的接觸等是提高針狀焦制品防氧化性的重要指標(biāo)。此外,在針狀焦制品中加入磷、鹵素、硼等對(duì)氧化作用有抑制能力的化合物,也可改善針狀焦制品的防氧化性。
6、灰分
瀝青焦中無機(jī)物和金屬元素容易以無機(jī)鹽和金屬氧化物的形式形成灰分組分,這些雜質(zhì)元素會(huì)阻礙形成晶體結(jié)構(gòu)和影響石墨制品的純度。
7、硫份
硫元素高的焦炭會(huì)導(dǎo)致石墨化時(shí)發(fā)生“氣脹”,影響材料的強(qiáng)度和熱膨脹系數(shù)。瀝青焦含硫量的高低對(duì)應(yīng)程度上與原料瀝青的含硫量有關(guān)。
8、結(jié)晶度
表征焦炭結(jié)構(gòu)和形成焦炭的中間相小球體的大小,中間相小球體的焦炭其取向性好,導(dǎo)向強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)致密??捎媒固康恼婷芏缺硎窘固康慕Y(jié)晶度,真密度大的焦炭,結(jié)晶度高。
9、純度
S、N重金屬含量均很少,這些雜質(zhì)對(duì)交聯(lián)性能均有影響。S、N含量高的焦炭石墨化過程中會(huì)發(fā)生晶脹,使產(chǎn)品有裂縫。焦炭的灰分就會(huì)阻礙晶體結(jié)構(gòu)的生成,并對(duì)石墨制品的純度產(chǎn)生影響。
10、抗震性能
表示碳素制品在突然升溫或者急劇冷卻過程中是否會(huì)破裂的性能,可用熱膨脹系數(shù)表征針狀焦的抗熱禛性能,熱膨脹系數(shù)低的針狀焦,其抗震性能好。
化工放大技術(shù)方法研究
利用小型設(shè)備進(jìn)行化工過程實(shí)驗(yàn)得出的研究結(jié)果,在相同的操作條件下與大型生產(chǎn)裝置得出的結(jié)果往往有很大差別。有關(guān)這些差別的影響稱為放大效應(yīng)。其原因是小型設(shè)備中的溫度、濃度、物料停留時(shí)間分布與大型設(shè)備中的不同。
因此,在化學(xué)工程中的設(shè)備放大是一個(gè)難度較大而且迫切需要解決的問題。 經(jīng)濟(jì)中的“放大效應(yīng)”是指資金在國(guó)際間流動(dòng)時(shí)往往可通過特定機(jī)制對(duì)一國(guó)乃至全球經(jīng)濟(jì)發(fā)揮遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其實(shí)力的影響,資金流動(dòng)之所以具有放大效應(yīng),首先是因?yàn)閲?guó)際間資金流動(dòng)可以借助衍生工具發(fā)揮影響,其次是因?yàn)閲?guó)際上流動(dòng)的各種資金之間存在著密切的聯(lián)系,再次,國(guó)際資金流動(dòng)中存在著羊群效應(yīng)。
心理學(xué)上的破窗效應(yīng)也可稱放大效應(yīng),此理論認(rèn)為環(huán)境中的不良現(xiàn)象如果被放任存在,會(huì)誘使人們仿效,甚至變本加厲。
工藝放大研究中關(guān)鍵指標(biāo)有哪些,如何確定,請(qǐng)舉例說明
指在給定失真率條件下,能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動(dòng)某一負(fù)載的放大器。半導(dǎo)體工藝pa在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用,在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。半導(dǎo)體工藝pa優(yōu)點(diǎn):1、具有很高的效率,通常能夠達(dá)到85%以上;
2、體積小,可以比模擬的放大電路節(jié)省很大的空間;
3、無裂噪聲接通;
4、低失真,頻率響應(yīng)曲線好。外圍元器件少,便于設(shè)計(jì)調(diào)試。
工藝放大研究中關(guān)鍵指標(biāo)有哪些方法
1、真密度
真密度是衡量針狀焦煅燒程度的重要指標(biāo)。真密度越大,則煅燒程度越高,表明針狀焦的石墨化程度越高,即針狀焦晶體的內(nèi)部越致密,結(jié)構(gòu)排列越整齊,生產(chǎn)超高功率石墨電極的針狀焦真密度達(dá)到2.13g/以上,生產(chǎn)高功率石墨電極的針狀焦要求真密度達(dá)到2.10g/以上。
2、熱膨脹系數(shù)(CTE)
CTE是針狀焦重要的參數(shù)之一,熱膨脹系數(shù)的大小直接關(guān)系著針狀焦產(chǎn)品的質(zhì)量。CTE越小,針狀焦承受溫度急劇變化的抗熱震性越好,針狀焦的顯微結(jié)構(gòu)直接影響著CTE的大小。以纖維狀結(jié)構(gòu)為主的針狀焦,其CTE明顯要低。
3、機(jī)械強(qiáng)度
針狀焦的強(qiáng)度取決于絕對(duì)孔隙度,與熱膨脹系數(shù)有著緊密的關(guān)系,CTE越低,針狀焦的抗震穩(wěn)定性變差,其抗破碎性或抗磨性降低。煤系針狀焦制品的強(qiáng)度一般較低。
4、電阻率
電阻率是控制針狀焦的生產(chǎn)工藝和評(píng)價(jià)針狀焦石墨電極的重要指標(biāo),電阻率的大小與針狀焦的真密度、顆粒形狀和堆積孔隙度有關(guān),針狀焦的顆粒多為長(zhǎng)條形,加壓后針狀焦的顆粒橫臥,會(huì)使粉末電阻率值增大。擠壓成型時(shí),顆粒長(zhǎng)度趨于平行擠壓方向排列,使電阻率降低。
5、防氧化性
防氧化性是針狀焦制品應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。由于碳化及煅燒過程中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力以及雜質(zhì)存在,使針狀焦中存在一些晶格缺陷。在高溫時(shí),這些部分與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)出現(xiàn)氧化。因此,改善針狀焦生產(chǎn)過程,提高針狀焦結(jié)晶度,減少晶格缺陷,降低活性位置與氧氣的接觸等是提高針狀焦制品防氧化性的重要指標(biāo)。此外,在針狀焦制品中加入磷、鹵素、硼等對(duì)氧化作用有抑制能力的化合物,也可改善針狀焦制品的防氧化性。
6、灰分
瀝青焦中無機(jī)物和金屬元素容易以無機(jī)鹽和金屬氧化物的形式形成灰分組分,這些雜質(zhì)元素會(huì)阻礙形成晶體結(jié)構(gòu)和影響石墨制品的純度。
7、硫份
硫元素高的焦炭會(huì)導(dǎo)致石墨化時(shí)發(fā)生“氣脹”,影響材料的強(qiáng)度和熱膨脹系數(shù)。瀝青焦含硫量的高低對(duì)應(yīng)程度上與原料瀝青的含硫量有關(guān)。
8、結(jié)晶度
表征焦炭結(jié)構(gòu)和形成焦炭的中間相小球體的大小,中間相小球體的焦炭其取向性好,導(dǎo)向強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)致密。可用焦炭的真密度表示焦炭的結(jié)晶度,真密度大的焦炭,結(jié)晶度高。
9、純度
S、N重金屬含量均很少,這些雜質(zhì)對(duì)交聯(lián)性能均有影響。S、N含量高的焦炭石墨化過程中會(huì)發(fā)生晶脹,使產(chǎn)品有裂縫。焦炭的灰分就會(huì)阻礙晶體結(jié)構(gòu)的生成,并對(duì)石墨制品的純度產(chǎn)生影響。
10、抗震性能
表示碳素制品在突然升溫或者急劇冷卻過程中是否會(huì)破裂的性能,可用熱膨脹系數(shù)表征針狀焦的抗熱禛性能,熱膨脹系數(shù)低的針狀焦,其抗震性能好。
工藝放大包括
理論上顯微鏡的最大放大倍數(shù)可以達(dá)到兩千多倍,但是目前不僅由于受分辨率的限制,并且還由于制造工藝水平的限制,最好的顯微鏡的最高有效放大倍數(shù),只能達(dá)到一千倍左右。因此有時(shí)說一架顯微鏡可以放大兩千倍,這只不過是能夠“放大”而已,并不能說明它的清晰程度增大,也許只看見一個(gè)放大的模糊形象。顯微鏡的放大倍數(shù)等于目鏡放大倍數(shù)與物鏡放大倍數(shù)的乘積。
工藝放大的重要參數(shù)
生產(chǎn)工藝參數(shù)如下
1、預(yù)發(fā)泡:在連續(xù)或者間歇式預(yù)發(fā)泡機(jī)內(nèi),用蒸汽將EPS顆粒加熱,一般溫度在100℃左右;加熱后EPS粒子軟化,內(nèi)含揮發(fā)劑逸散,使其膨脹將近40倍左右,并且要保證珠粒之間互不熔融。
2、熟化處理:將已經(jīng)膨脹的珠粒經(jīng)空氣冷卻24小時(shí),讓珠粒內(nèi)汽化的氣體冷凝成為液體,降低珠粒內(nèi)壓力,使大氣中的空氣滲入到珠粒中,以達(dá)到壓力平衡;同時(shí)讓泡孔內(nèi)的液體增多,以利于進(jìn)一步發(fā)泡,增大發(fā)泡倍率。
4、模壓成型:把熟化的珠粒加入模具中,用蒸汽加熱至110~120℃,讓其軟化,泡孔中殘留的少量液體蒸發(fā),使發(fā)泡珠粒的空間再度增大,不同珠粒之間相互擠壓而形成塊狀產(chǎn)品;主要產(chǎn)品為厚板、模塊建房、片以及包裝箱、蔬菜箱等。
工藝放大研究中關(guān)鍵指標(biāo)有哪些,如何確定
水體中的污染物質(zhì)除無機(jī)化合物外,還含有大量的有機(jī)物質(zhì),它們是以毒性和使水體溶解氧減少的形式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。已經(jīng)查明,絕大多數(shù)致癌物質(zhì)是有毒的有機(jī)物質(zhì),所以有機(jī)物污染指標(biāo)是水質(zhì)十分重要的指標(biāo)。
水中所含有機(jī)物種類繁多,難以一一分別測(cè)定各種組分的定量數(shù)值,目前多測(cè)定與水中有機(jī)物相當(dāng)?shù)男柩趿縼黹g接表征有機(jī)物的含量(如CoD、BOD等),或者某一類有機(jī)污染物(如酚類、油類、苯系物、有機(jī)磷農(nóng)藥等)。但是,上述指標(biāo)并不能確切反映許多痕量危害性大的有機(jī)物污染狀況和危害,因此,隨著環(huán)境科學(xué)研究和分析測(cè)試技術(shù)的發(fā)展,必將大大加強(qiáng)對(duì)有毒有機(jī)物污染的監(jiān)測(cè)和防治。
一、化學(xué)需氧量(COD)
化學(xué)需氧量是指水樣在一定條件下,氧化1升水樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量,以氧的m8從表示。水中還原性物質(zhì)包括有機(jī)物和亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等無機(jī)物。化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度?;谒w被有機(jī)物污染是很普遍的現(xiàn)象,該指標(biāo)也作為有機(jī)物相對(duì)含量的綜合指標(biāo)之一。
對(duì)廢水化學(xué)需氧量的測(cè)定,我國(guó)規(guī)定用重鉻酸鉀法,也可以用與其測(cè)定結(jié)果一致的庫侖滴定法。
(一)重鉻酸鉀法(CODcI)
在強(qiáng)酸性溶液中,用重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì),過量的重鉻酸鉀以試鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴,根據(jù)其用量計(jì)算水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。反應(yīng)式如下:
測(cè)定過程見圖2—35。
水樣20mL(原樣或經(jīng)稀釋)于錐形瓶中
↓←H8S0‘0.48(消除口—干擾)
混勻
←0.25m01/L(1/6K2Cr20?)100mL
↓←沸石數(shù)粒
混勻,接上回流裝置
↓←自冷凝管上口加入A82S04—H2S0‘溶液30mL(催化劑)
混勻
↓
回流加熱2h
↓
冷卻
↓←自冷凝管上口加入80mL水于反應(yīng)液中
取下錐形瓶
↓←加試鐵靈指示劑3摘
用0.1m01從(N氏久Fe(S04)2標(biāo)液滴定,終點(diǎn)由藍(lán)綠色變成紅棕色。
圖2—35 CoDcr測(cè)定過程
重鉻酸鉀氧化性很強(qiáng),可將大部分有機(jī)物氧化,但吡啶不被氧化,芳香族有機(jī)物不易被氧化;揮發(fā)性直鏈脂肪組化合物、苯等存在于蒸氣相;不能與氧化劑液體接觸,氧化不明顯。氯離子能被重鉻酸鉀氧化,并與硫酸銀作用生成沉淀;可加入適量硫酸汞綴合之。
測(cè)定結(jié)果按下式計(jì)算:
式中:V?!味瞻讜r(shí)消耗硫酸亞扶銨標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)5—
Vl——滴定水樣消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL);
V——水樣體積(mL); ‘
c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(m01兒)t3
8——氧(1/20)的摩爾質(zhì)量(8/m01)。
用o.25m01幾的重鉻酸鉀溶液可測(cè)定大于50m8從的COD值;用0.025m01兒重鉻酸鉀溶液可測(cè)定5—50m8/L的COD值,但準(zhǔn)確度較差。
(二)恒電流庫侖滴定法
恒電流庫侖滴定法是一種建立在電解基礎(chǔ)上的分析方法。其原理為在試液中加入適當(dāng)物質(zhì),以一定強(qiáng)度的恒定電流進(jìn)行電解,使之在工作電極(陽極或陰極)上電解產(chǎn)生一種試劑(稱滴定劑),該試劑與被測(cè)物質(zhì)進(jìn)行定量反應(yīng),反應(yīng)終點(diǎn)可通過電化學(xué)等方法指示。依據(jù)電解消耗的電量和法拉第電解定律可計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的含量。法拉第電解定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
式中:W——電極反應(yīng)物的質(zhì)量(8);
I——電解電流(A);
t——電解時(shí)間(s);
96500——法拉第常數(shù)(C);
M——電極反應(yīng)物的摩爾質(zhì)量(8);
n——每克分子反應(yīng)物的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。
庫侖式COD測(cè)定儀的工作原理示于圖2—36。由庫侖滴定池、電路系統(tǒng)和電磁攪拌器等組成。庫侖池由工作電極對(duì)、指示電極對(duì)及電解液組成,其中,工作電極對(duì)為雙鉑片工作陰極和鉑絲輔助陽極(置于充3m01幾H2SOd,底部具有液絡(luò)部的玻璃管
內(nèi)),用于電解產(chǎn)生滴定劑;指示電極底部具有液絡(luò)部的玻璃管中),以其電位的變化指示庫侖滴定終點(diǎn)。電解液為10.2m01/L硫酸、重鉻酸鉀和硫酸鐵混合液。電路系統(tǒng)由終點(diǎn)微分電路、電解電流變換電路、頻率變換積分電路、數(shù)字顯示邏輯運(yùn)算電路等組成,用于控制庫侖滴定終點(diǎn),變換和顯示電解電流,將電解電流進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換、積分,并根據(jù)電解定律進(jìn)行邏輯運(yùn)算,直接顯示水樣的COD值。
使用庫侖式COD測(cè)定儀測(cè)定水樣COD值的要點(diǎn)是:在空白溶液(蒸餾水加硫酸)和樣品溶液(水樣加硫酸)中加入同量的重鉻酸鉀溶液,分別進(jìn)行回流消解15分鐘,冷卻后各加入等量的、硫酸鐵溶液,于攪拌狀態(tài)下進(jìn)行庫侖電解滴定,即Fe”在工作陰極上還原為Fe”(滴定劑)去滴定(還原)CrzOv2—。庫侖滴定空白溶液中CrzOv”得到的結(jié)果為加入重鉻酸鉀的總氧化量(以O(shè) 2
計(jì));庫侖滴定樣品溶液中CrzO v”得到的結(jié)果為剩余重鉻酸鉀的氧化量(以02計(jì))。設(shè)前者需電解時(shí)間為‘o,后者需‘,則據(jù)法拉第電解定律可得:
式中:1r——被測(cè)物質(zhì)的重量,即水樣消耗的重鉻酸鉀相當(dāng)于氧的克數(shù);
I=—電解電流;
M——氧的分子量(32);
n——氧的得失電子數(shù)(4);
96500——法拉第常數(shù)。
設(shè)水樣coD值為c5(mg兒);水樣體積為v(mL),則1y·c2,代入上式,經(jīng)整理后得:
本方法簡(jiǎn)便、快速、試劑用量少,不需標(biāo)定滴定溶液,尤其適合于工業(yè)廢水的控制分析。當(dāng)用3mI‘o.05mol兒重鉻酸鉀溶液進(jìn)行標(biāo)定值測(cè)定時(shí),最低檢出濃度為3m8入;測(cè)定上限為100m8/L。但是,只有嚴(yán)格控制消解條件一致和注意經(jīng)常清洗電極,防止沾污,才能獲得較好的重現(xiàn)性。
二、高錳酸鹽指數(shù),
以高錳酸鉀溶液為氧化劑測(cè)得的化學(xué)耗氧量,以前稱為錳法化學(xué)耗氧量。我國(guó)新的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中,已把該值改稱高錳酸鹽指數(shù),而僅將酸性重鉻酸鉀法測(cè)得的值稱為化學(xué)需氧暈。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(1SO)建議高錳酸鉀法僅限于測(cè)定地表水、飲用水和生活污水。
按測(cè)定溶液的介質(zhì)不同,分為酸性高錳酸鉀法和堿性高錳酸鉀法。因?yàn)樵趬A性條件下高錳酸鉀的氧化能力比酸性條件下稍弱,此時(shí)不能氧化水中的氯離子,故常用于測(cè)定含氯離子濃度較高的水樣。
酸性高錳酸鉀法適用于氯離子含量不超過300m8兒的水樣。當(dāng)高錳酸鹽指數(shù)超過5mg從時(shí),應(yīng)少取水樣并經(jīng)稀釋后再測(cè)定。其測(cè)定過程如圖2—37所示。
取水樣100mL(原樣或經(jīng)稀釋)于錐形瓶中
↓←(1十3)H:SO‘5mL ‘
混勻
↓←o.olmoI兒高錳玻鉀標(biāo)液(十KMn04)10.omL
沸水浴30min
↓←o.olo omot兒草酸鈉標(biāo)液(專Nasc20‘)lo.oomL
退色 ‘
↓←o.01m01兒高鍺酸鉀標(biāo)液回滴
終點(diǎn)微紅色 :
圖2—37 高鍺酸鹽指數(shù)測(cè)定過程
測(cè)定結(jié)果按下式計(jì)算:
1.水樣不經(jīng)稀釋
高錳酸鹽指數(shù)
式中:Vl——滴定水樣消耗高錳酸鉀標(biāo)液量(mL);
K——校正系數(shù)(每毫升高錳酸鉀標(biāo)液相當(dāng)于草酸鈉標(biāo)液的毫升數(shù));
M——草酸鈉標(biāo)液(1/.2Na2C20d)濃度(nt01從);
8——氧(1/20)的摩爾質(zhì)量(8/m01);
100——取水樣體積(mL)。
2.水樣經(jīng)稀釋
高錳酸鹽指數(shù)
式中2V?!瞻自囼?yàn)中高錳酸鉀標(biāo)液消耗量(mL)
Vz——分取水樣體積(mL);
f——稀釋水樣中含稀釋水的比值(如10.omL水樣稀釋至100mL.,Ng/=0.90)l
其他項(xiàng)同水樣不經(jīng)稀釋計(jì)算式。
化學(xué)需氧量(CODcr)和高錳酸鹽指數(shù)是采用不同的氧化劑在各自的氧化條件下測(cè)定的,難以找出明顯的相關(guān)關(guān)系。一般來說,重鉻酸鉀法的氧化率可達(dá)90%,而高錳酸鉀法的氧化率為50%左右,1兩者均未達(dá)完全氧化,因而都只是一個(gè)相對(duì)參考數(shù)據(jù)。
三、生化需氧量(BOD)
生化需氧量是指在有溶解氧的條件下,好氧微生物在分解水中有機(jī)物的生物化學(xué)氧化過程中所消耗的溶解氧量。同時(shí)亦包括如硫化物、亞鐵等還原性無機(jī)物質(zhì)氧化所消耗的氧量,但這部分通常占很小比例。
有機(jī)物在微生物作用下好氧分解大體上分兩個(gè)階段。第一階段稱為含破物質(zhì)氧化階段,主要是含碳有機(jī)物氧化為二氧化碳和水;第二階段稱為硝化階段,主要是含氮有機(jī)化合物在硝化菌的作用下分解為亞硝酸鹽和硝酸鹽。然而這兩個(gè)階段并非截然分開,而是各有主次。對(duì)生活污水及性質(zhì)與其接近的工業(yè)廢水,硝化階段大約在5—7日,甚至10日以后才顯著進(jìn)行,故目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的20℃五天培養(yǎng)法(BODs法)測(cè)定BOD值一般不包括硝化階段。
BOD是反映水體被有機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo),也是研究廢水的可生化降解性和生化處理效果,以及生化處理廢水工藝設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)研究中的重要參數(shù)。
(一)五天培養(yǎng)法(20℃)
也蘇標(biāo)準(zhǔn)稀釋法。其測(cè)定原理是水樣經(jīng)稀釋后,在29土1℃條件下培養(yǎng)5天,求出培養(yǎng)前后水樣中溶解氧含量,二者的差值為BOD5。如果水樣五日生化需氧量未超過7m8/L,則不必進(jìn)行稀釋,可直接測(cè)定。很多較清潔的河水就屬于這一類水。
對(duì)于不合或少含微生物的工業(yè)廢水,如酸性廢水、堿性廢水、高溫廢水或經(jīng)過氯化處理的廢水,在測(cè)定BODs時(shí)應(yīng)進(jìn)行接種,以引入能降解廢水中有機(jī)物的微生物。當(dāng)廢水中存在著難被一般生活污水中的微生物以正常速度降解的有機(jī)物或有劇毒物質(zhì)時(shí),應(yīng)將馴化后的微生物引入水樣中進(jìn)行接種。
1.稀釋水
對(duì)于污染的地面水和大多數(shù)工業(yè)廢水,因含較多的有機(jī)物,需要稀釋后再培養(yǎng)測(cè)定,以保證在培養(yǎng)過程中有充足的溶解氧。其稀釋程度應(yīng)使培養(yǎng)中所消耗的溶解氧大于2血8凡,而剩余溶解氧在1m8兒以上。
稀釋水一般用蒸餾水配制,.先通入經(jīng)活性炭吸附及水洗處理的空氣,曝氣2—8h,使水中溶解氧接近飽和,然后再在20℃下放置數(shù)小時(shí)。臨用前加入少量氯化鈣、氯化鐵、硫酸鎂等營(yíng)養(yǎng)鹽溶液及磷酸鹽緩沖溶液,混勻備用。稀釋水的pH值應(yīng)為7.2,BOD5應(yīng)小于0.2血8兒。
高錳酸鹽指數(shù) (mg/L) 系 數(shù)
< 5
5 — 10
10 — 20
> 20 0 . 2 、 0 . 3
0 . 4 、 0 . 6
0 . 5 、 0 . 7 、
1 . 0
如水樣中無微生物,則應(yīng)于稀釋水中接種微生物,即在每升稀釋水中加入生活污水上層清液1—10mL,或表層土壤浸出液20—30mL,或河水、湖水10—100mL。這種水稱為接種稀釋水。為檢查稀釋水相接種液的質(zhì)量,以及化驗(yàn)人員的操作水平,將每升含葡萄糖和谷氨酸各150m8的標(biāo)準(zhǔn)溶液以1:50稀釋比稀釋后,與水樣同步測(cè)定BODs,測(cè)得值應(yīng)在180—230m8兒之間,否則,應(yīng)檢查原因,予以糾正。
2.水樣稀釋倍數(shù)
水樣稀釋倍數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。表2—13列出地面水稀釋倍數(shù)估算方法。工業(yè)廢水的稀釋倍數(shù)由CODcr值分別乘以系數(shù)0.075、o.15、0.25獲得。通常同時(shí)作三個(gè)稀釋比的水樣。表2—13 由高錳酸鹽指數(shù)估算稀釋倍數(shù)乘以的系數(shù)
3.測(cè)定結(jié)果計(jì)算
對(duì)不經(jīng)稀釋直接培養(yǎng)的水樣:
式中Icl——水樣在培養(yǎng)前溶解氧的濃度(m8兒);
‘:——水樣經(jīng)5天培養(yǎng)后,剩余溶解氧濃度(m8兒)。
對(duì)稀釋后培養(yǎng)的水樣:
式中:Bl——稀釋水(或接種稀釋水)在培養(yǎng)前的溶解氧的濃度(m8兒);
Bz——稀釋水(或接種稀釋水)在培養(yǎng)后的溶解氧的濃度(m8兒);
f1——稀釋水(或接種稀釋水)在培養(yǎng)液中所占比例;
f2——水樣在培養(yǎng)液中所占比例。
水樣含有銅、鉛、鋅、鎘、鉻、砷、氰等有毒物質(zhì)時(shí),對(duì)微生物活性有抑制,可使用經(jīng)馴化微生物接種的稀釋水,或提高稀釋倍數(shù),以減小毒物的影響。如含少量氯,一般放置1—2h可自行消失;對(duì)游離氯短時(shí)間不能消散的水樣,可加入亞硫酸鈉除去之,加入量由實(shí)驗(yàn)確定。
本方法適用于測(cè)定BOD5大于或等于2m8兒,最大不超過6000m8兒的水樣;大于6000m8兒,會(huì)圍稀釋帶來更大誤差。
(二)其他方法
1.檢壓庫侖式BOD測(cè)定儀
檢壓庫侖式肋D測(cè)定儀的原理示于圖2—38。裝在培養(yǎng)瓶中的水樣用電磁攪拌器進(jìn)行攪拌。當(dāng)水樣中的溶解氧因微生物降解有機(jī)物被消耗時(shí),則培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)空間中的氧溶解進(jìn)入水樣,生成的二氧化碳從水中選出被置于瓶?jī)?nèi)的吸附劑吸收,使瓶?jī)?nèi)的氧分壓和總氣壓下降、用電極式壓力計(jì)檢出下降量,并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)放大送入繼電器電路接通恒流電源及同步電機(jī),電解瓶?jī)?nèi)(裝有中性硫酸銅溶液和電解電極)便自動(dòng)電解產(chǎn)生氧氣供給培養(yǎng)瓶,待瓶?jī)?nèi)氣壓回升至原壓力時(shí),繼電器斷開,電解電極和同步電機(jī)停止工作。此過程反復(fù)進(jìn)行使培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)空間始終保持恒壓狀態(tài)。
根據(jù)法拉第定律;由恒電流電解所消耗的電量便可計(jì)算耗氧量。儀器能自動(dòng)顯示測(cè)定結(jié)果,記錄生化需氧量曲線。
2.測(cè)壓法
在密閉培養(yǎng)瓶中,水樣中溶解氧由于微生物降解有機(jī)物而被消耗,產(chǎn)生與耗氧量相當(dāng)?shù)腃Oz被吸收后,使密閉系統(tǒng)的壓力降低,用壓力計(jì)測(cè)出此壓降,即可求出水樣的BOD值。在實(shí)際測(cè)定中,先以標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖—谷氨酸溶液的BOD值和相應(yīng)的壓差作關(guān)系
曲線,然后以此曲線校準(zhǔn)儀器刻度,便可直接讀出水樣的BOD值。
3.微生物電極法
微生物電極是一種將微生物技術(shù)與電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的傳感器,其結(jié)構(gòu)如圖2—39所示。主要由溶解氧電極和緊貼其透氣膜表面的固定化微生物膜組成。響應(yīng)BOD物質(zhì)的原理是當(dāng)將其插入恒溫、溶解氧濃度一定的不含BOD物質(zhì)的底液時(shí),由于微生物的呼吸活性一定,底液中的溶解氧分子通過微生物膜擴(kuò)散進(jìn)入氧電極的速率一定,微生物電極輸出一穩(wěn)態(tài)電流;如果將BOD物質(zhì)加入底液中,則該物質(zhì)的分子與氧分子一起擴(kuò)散進(jìn)入微生物膜,因?yàn)槟ぶ械奈⑸飳?duì)BOD物質(zhì)發(fā)生同化作用而耗氧,導(dǎo)致進(jìn)入氧電極的氧分子減少,即擴(kuò)散進(jìn)入的速率降低,使電極輸出電流減少,并在幾分鐘內(nèi)降至新的穩(wěn)態(tài)值。在適宜的BOD物質(zhì)濃度范圍內(nèi),電極輸出電流降低值與BOD物質(zhì)濃度之間呈線性關(guān)系,而BOD物質(zhì)濃度又和BOn值之間有定量關(guān)系。
微生物膜電極BOD測(cè)定儀的工作原理示于圖2—40。該測(cè)定儀由測(cè)量池(裝有微生物膜電極、鼓氣管及被測(cè)水樣)、恒溫水浴、恒電壓源、控溫器、鼓氣泵及信號(hào)轉(zhuǎn)換和測(cè)量系統(tǒng)組成。恒電壓源輸出o.72V電壓,加于Ag—A8C1電極(正極)和黃金電極(負(fù)極)上。黃金電極因被測(cè)溶液BOD物質(zhì)濃度不周產(chǎn)生的極化電流變化送至阻抗轉(zhuǎn)換和微電流放大電路,經(jīng)放大的微電流再送至A—D轉(zhuǎn)換電路,改A—V轉(zhuǎn)換電路,轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字顯示或記錄儀記錄。儀器經(jīng)用標(biāo)準(zhǔn)BOD物質(zhì)溶液校準(zhǔn)后,可直接顯示被測(cè)溶液的BOD值,并在20min內(nèi)完成一個(gè)水樣的測(cè)定①。該儀器適用于多種易降解廢水的’BOD監(jiān)測(cè)。除上述測(cè)定方法外,還有活性污泥法、相關(guān)估算法等。
四、總有機(jī)碳(TOC)
總有機(jī)碳是以碳的含量表示水體中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。由于TOC的測(cè)定采用燃燒法,因此能將有機(jī)物全部氧化,它比如Ds或COD更能反映有機(jī)物的總量。
目前廣泛應(yīng)用的測(cè)定TOC的方法是燃燒氧化J4F色散紅外吸收法。其測(cè)定原理是:將一定量水樣注入高溫爐內(nèi)的石英管,在900一950℃溫度下,以鉑和三氧化鉆或三氧化二鉻為催化劑,使有機(jī)物燃燒裂解轉(zhuǎn)化為二氧化碳,然后用紅外線氣體分析儀測(cè)定C02含量,從而確定水樣中碳的含量。因?yàn)樵诟邷叵?,水樣中的碳酸鹽也分解產(chǎn)生二氧化碳,故上面測(cè)得的為水樣中的總碳
(TC)。。為獲得有機(jī)碳含量,可采用兩種方法:一是將水樣預(yù)先酸化,通入氮?dú)馄貧猓?qū)除各種碳酸鹽分解生成的二氧化碳后再注入儀器測(cè)定。另一種方法是使用高溫爐和低溫爐皆有的TOC測(cè)定儀。將同一等量水樣分別注入高溫爐(900℃)和低溫爐(150℃),則水樣中的有機(jī)碳和無機(jī)碳均轉(zhuǎn)化為COz,而低溫爐的石英管中裝有磷酸浸漬的玻璃棉,能使無機(jī)碳酸鹽在150℃分解為C02,有機(jī)物卻不能被分解氧化。將高、低溫爐中生成的CO:‘依次導(dǎo)入非色散紅外氣體分析儀,分別測(cè)得總碳(TC)和無機(jī)碳(IC),二者之差即為總有機(jī)碳(TOC)。測(cè)定流程見圖2—41。該方法最低檢出濃度為o.5mg/I。
五、總需氧量(TOD)
總需氧量是指水中能被氧化的物質(zhì),主要是有機(jī)物質(zhì)在燃燒中變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所需要的氧量,結(jié)果以02的m8兒表示。
用TOD測(cè)定儀測(cè)定ToD的原理是將一定量水樣注入裝有鉑催化劑的石英燃燒管,通入含已知氧濃度的載氣(氮?dú)?作為原料氣,則水樣中的還原性物質(zhì)在900℃下被瞬間燃燒氧化。測(cè)定燃燒前后原料氣中氧濃度的減少量,便可求得水樣的總需氧量值。
TOD值能反映幾乎全部有機(jī)物質(zhì)經(jīng)燃燒后變成C02、H20、N0、S027所需要的氧量。它比BoD、CoD和高錳酸鹽指數(shù)更接近于理論需氧量值。但它們之間也沒有固定的相關(guān)關(guān)系。有的研究者指出,BODs/TOD=0.1—0,6;CoD/TOD=0.5—0.9,具體比值取決于廢水的性質(zhì)。
TOD和TOC的比例關(guān)系可粗略判斷有機(jī)物的種類。對(duì)于含碳化合物,因?yàn)橐粋€(gè)碳原子消耗注⑦ 參閱孫裕生等,《分析儀器》,(1),1992年兩個(gè)氧原子,即Oz/C=2.67,因此從理論上說,TOD=2.67TOC。若某水樣的TOD/TOC為2.67左右,可認(rèn)為主要是含碳有機(jī)物j若TOD/TOC>4.o,則應(yīng)考慮水中有較大量含S、P的有機(jī)物存在;若TOD/TOC<2.6,就應(yīng)考慮水樣中硝酸鹽和亞硝酸鹽可能含量較大,它們?cè)诟邷睾痛呋瘲l件下分解放出氧,使TOD測(cè)定呈現(xiàn)負(fù)誤差。
六、揮發(fā)酚類
根據(jù)酚類能否與水蒸氣一起蒸出,分為揮發(fā)酚與不揮發(fā)酚。通常認(rèn)為沸點(diǎn)在230℃以下的為揮發(fā)酚(屑一元酚);而沸點(diǎn)在2助℃以上的為不揮發(fā)酚。
酚屑高毒物質(zhì),人體攝入一定量會(huì)出現(xiàn)急性中毒癥狀;長(zhǎng)期飲用被酚污染的水,可引起頭昏、騷癢、貧血及神經(jīng)系統(tǒng)障礙。當(dāng)水中含酚大于5m8/L時(shí),就會(huì)使魚中毒死亡。
酚的主要污染源是煉油、焦化、煤氣發(fā)生站,木材防腐及某些化工(如酚醛樹脂>等工業(yè)廢水。
酚的主要分析方法有容量法、分光光度法、色譜法等。目前各國(guó)普遍采用的是4—氨基安替吡林分光光度法;高濃度含酚廢水可采用溴化容量法。無論溴化容量法還是分光光度法,當(dāng)水樣中存在氧化劑、還原劑、油類及某些金屬離子時(shí),均應(yīng)設(shè)法消除并進(jìn)行預(yù)蒸餾。如對(duì)游離氯加入硫酸亞鐵還原;對(duì)硫化物加入硫酸銅使之沉淀,或者在酸性條件下使其以硫化氫形式逸出;對(duì)油類用有機(jī)溶劑萃取除去等。蒸餾的作用有二,一是分離出揮發(fā)酚,二是消除顏色、渾濁和金屬離子等的干擾。
(一)4—氨基安替比林分光光度法
酚類化合物于pHl0.0土o.2的介質(zhì)中,在鐵氰化鉀的存在下,與4—氨基安替比林(4—AAP)反應(yīng),生成橙紅色的p5l噪酚安替比林染料,在510nm波長(zhǎng)處有最大吸收,用比色法定量。反應(yīng)式如下:
顯色反應(yīng)受酚環(huán)上取代基的種類、位置、數(shù)目等影響,如對(duì)位被烷基、芳香基、酯、硝基、苯酰、亞硝基或醛基取代,而鄰位未被取代的酚類,與4—氨基安替比林不產(chǎn)生顯色反應(yīng)。這是因?yàn)樯鲜龌鶊F(tuán)阻止酚類氧化成醌型結(jié)構(gòu)所致,但對(duì)位被鹵素、磺酸、羥基或甲氧基所取代的酚類與4—氨基安替比林發(fā)生顯色反應(yīng)。鄰位硝基酚和間位硝基酚與4—氨基安替比林發(fā)生的反應(yīng)又不相同,前者反應(yīng)無色,后者反應(yīng)有點(diǎn)顏色。所以本法測(cè)定的酚類不是總酚,而僅僅是與4—氨基安替比林顯色的酚,并以苯酚為標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果以苯酚計(jì)算含量。
用20m2d比色皿測(cè)定,方法最低檢出濃度為o.12n8/L。如果顯色后用三氯甲烷萃取,于460n2n波長(zhǎng)處測(cè)定,其最低檢出濃度可達(dá)o.o02m8/L;測(cè)定上限為0.12m8從。此外,在直接光度法中,有色絡(luò)合物不夠穩(wěn)定,應(yīng)立即測(cè)定;氯仿萃取法有色絡(luò)合物可穩(wěn)定3小時(shí)。
(二)溴化滴定法
在含過量溴(由溴酸鉀和溴化鉀產(chǎn)生)的溶液中,酚與鎮(zhèn)反應(yīng)生成三溴酚,并進(jìn)一步生成溴代三溴酚。剩余的溴與碘化鉀作用釋放出游離碘,與此同時(shí)溴代三溴酚也與碘化鉀反應(yīng)置換出游離碘。用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液涵定釋出的游離碘,并根據(jù)其消耗計(jì)算出以苯酚計(jì)曲捅發(fā)酚含量。反應(yīng)式如下:
結(jié)果按下式計(jì)算:
揮發(fā)酚
式中:認(rèn)——空白(以蒸餾水代替水樣加D同體積溴酸鉀—溴化鉀溶液)試驗(yàn)滴定時(shí)硫代硫酸鈉標(biāo)
、— 液用量(mL)6
y2——水樣滴定時(shí)硫代硫酸鈉標(biāo)液用量(mL);
—c——硫代硫酸鈉標(biāo)液的濃度(tpol兒)一
V——水樣體積(mL);
15.68——苯酚(1/6C eHsOH)摩爾質(zhì)量(8/m01)。
七、礦物油.
水中的礦物油來自工業(yè)廢水和生活污水;工業(yè)廢水中石油類(各種烴類的混合物)污染物主要來自原油開采、加工及各種煉制油的使用部門。礦物油漂浮在水體表面,影響空氣與水體界面間的氧交換;分散于水中的油可被微生物氧化分解,消耗水中的溶解氧,使水質(zhì)惡化。礦物油中還含有毒性大的芳烴類。
測(cè)定礦物油的方法有重量法、非色散紅外法、紫外分光光度法、熒光法、比濁法等。
(一)重量法
重量法是常用的方法,它不受油品種的限制,但操作繁瑣,靈敏度低,只適用于測(cè)定10m8兒以上的含油水樣。方法測(cè)定原理是以硫酸酸化水樣,用石油醚萃取礦物油,然后蒸發(fā)除去石油醚,稱量殘?jiān)兀?jì)算礦物油含量。
該法是指水中可被石油醚萃取的物質(zhì)總量,可能含有較重的石油成分不能被萃取。蒸發(fā)除去溶劑時(shí),也會(huì)造成輕質(zhì)油的損失。
(二)非色散紅外法
本法系利用石油類物質(zhì)的甲基(—CH:)、亞甲基(—吧Hz一)在近紅外區(qū)(3.4f4m)有特征吸收,作為測(cè)定水樣中油含量的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)油可采用受污染地點(diǎn)水中石油醚萃取物。根據(jù)我國(guó)原油組分特點(diǎn),也可采用混合石油烴作為標(biāo)準(zhǔn)油;其組成為:十六烷:異辛烷:苯z 65:25:10(y/y)。
測(cè)定時(shí),先用硫酸將水樣酸化,加氯化鈉破乳化,再用三氯三氟乙烷萃取,萃取液經(jīng)無水硫酸鈉層過濾、定容,注入紅外分析儀測(cè)其含量。
所有含甲基、亞甲基的有機(jī)物質(zhì)都將產(chǎn)生干擾。如水樣中有動(dòng)、植物性油脂以及脂肪酸物質(zhì)應(yīng)預(yù)先將其分離。此外,石油中有些較重的組分不镕于三氯三氟乙烷,致使測(cè)定結(jié)果偏低
(三)紫外分光光度法
石油及其產(chǎn)品在紫外光區(qū)有特征吸收。帶有苯環(huán)的芳香族化合物的主要吸收波長(zhǎng)為250一260nm;帶有共扼雙鍵的化合物主要吸收波長(zhǎng)為215—230ngl。一般原油的兩個(gè)吸收峰波長(zhǎng)為225nm和254nm;輕質(zhì)油及煉油廠的油品可選225nm。
水樣用硫酸酸化,加氯化納破乳化,然后用石油醚萃取,脫水,定容后測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)油用受污染地點(diǎn)水樣石油醚萃取物。 不同油品特征吸收峰不同,如難以確定測(cè)定波長(zhǎng)時(shí),可用標(biāo)準(zhǔn)油樣在波長(zhǎng)215—300nm之間的吸收光譜,采用其最大吸收峰的位置。一般在220一225nm之間。
八、其他有機(jī)污染物質(zhì)
根據(jù)水體污染的不同情況,常常還需要測(cè)定陰離子洗滌劑、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥、苯系物、氯苯類化合物、苯并(a)花、多環(huán)芳烴、甲醛、三氯乙醛、苯胺類、硝基苯類等。·這些物質(zhì)除陰離子洗滌劑外。其他均為主要環(huán)境優(yōu)先污染物,其監(jiān)測(cè)方法多用氣相色譜法和分光光度法。對(duì)于大分子量的多環(huán)芳烴、苯并(a)芘等要用液相色譜法或熒光分光光度法。其詳細(xì)內(nèi)容參閱本教材后附的有關(guān)水質(zhì)分析方面的文獻(xiàn)。
工藝放大研究中關(guān)鍵指標(biāo)有哪些方面
SPC是Statistical Process Control的簡(jiǎn)稱統(tǒng)計(jì)過程控制利用統(tǒng)計(jì)的方法來監(jiān)控制程的狀態(tài),確定生產(chǎn)過程在管制的狀態(tài)下,以降低產(chǎn)品品質(zhì)的變異SPC能解決之問題1.經(jīng)濟(jì)性:有效的抽樣管制,不用全數(shù)檢驗(yàn),不良率,得以控制成本。使制程穩(wěn)定,能掌握品質(zhì)、成本與交期。2.預(yù)警性:制程的異常趨勢(shì)可即時(shí)對(duì)策,預(yù)防整批不良,以減少浪費(fèi)。3.分辨特殊原因:作為局部問題對(duì)策或管理階層系統(tǒng)改進(jìn)之參考。4.善用機(jī)器設(shè)備:估計(jì)機(jī)器能力,可妥善安排適當(dāng)機(jī)器生產(chǎn)適當(dāng)零件。5.改善的評(píng)估:制程能力可作為改善前后比較之指標(biāo)。利用管制圖管制制程之程序1.繪制「制造流程圖」,并用特性要因圖找出每一工作道次的制造因素(條件)及品質(zhì)特性質(zhì)。2.制訂操作標(biāo)準(zhǔn)。3.實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的教育與訓(xùn)練。4.進(jìn)行制程能力解析,確定管制界限。5.制訂「品質(zhì)管制方案」,包括抽樣間隔、樣本大小及管制界限。6.制訂管制圖的研判、界限的確定與修訂等程序。7.繪制制程管制用管制圖。8.判定制程是否在管制狀態(tài)(正常)。9.如有異?,F(xiàn)象則找出不正常原因并加以消除。10.必要時(shí)修改操作標(biāo)準(zhǔn)(甚至於規(guī)格或公差)。分析用管制圖主要用以分析下列二點(diǎn):(1)所分析的制(過)程是否處於統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定。(2)該制程的制程能力指數(shù)(Process Capability Index)是否滿足要求。-控制圖的作用:1.在質(zhì)量診斷方面,可以用來度量過程的穩(wěn)定性,即過程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài);2.在質(zhì)量控制方面,可以用來確定什么時(shí)候需要對(duì)過程加以調(diào)整,而什么時(shí)候則需使過程保持相應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài);3.在質(zhì)量改進(jìn)方面,可以用來確認(rèn)某過程是否得到了改進(jìn)。應(yīng)用步驟如下:1.選擇控制圖擬控制的質(zhì)量特性,如重量、不合格品數(shù)等;2.選用合適的控制圖種類;3.確定樣本容量和抽樣間隔;4.收集并記錄至少20~ 25個(gè)樣本的數(shù)據(jù),或使用以前所記錄的數(shù)據(jù);5.計(jì)算各個(gè)樣本的統(tǒng)計(jì)量,如樣本平均值、樣本極差、樣本標(biāo)準(zhǔn)差等;6.計(jì)算各統(tǒng)計(jì)量的控制界限;7.畫控制圖并標(biāo)出各樣本的統(tǒng)計(jì)量;8.研究在控制線以外的點(diǎn)子和在控制線內(nèi)排列有缺陷的點(diǎn)子以及標(biāo)明異常(特殊)原因的狀態(tài);9.決定下一步的行動(dòng)。應(yīng)用控制圖的常見錯(cuò)誤:1.在5M1E因素未加控制、工序處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)就使用控制圖管理工作;2.在工序能力不足時(shí),即在CP< 1的情況下,就使用控制圖管理工作;3.用公差線代替控制線,或用壓縮的公差線代替控制線;4.僅打“點(diǎn)”而不做分析判斷,失去控制圖的報(bào)警作用;5.不及時(shí)打“點(diǎn)”,因而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)工序異常;6.當(dāng)“5M1E”發(fā)生變化時(shí),未及時(shí)調(diào)整控制線;7.畫法不規(guī)范或不完整;8.在研究分析控制圖時(shí),對(duì)已弄清有異常原因的異常點(diǎn),在原因消除后,未剔除異常點(diǎn)數(shù)據(jù)?!穹治鲇每刂茍D應(yīng)用控制圖時(shí),首先將非穩(wěn)態(tài)的過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài),用分析控制圖判斷是否達(dá)到穩(wěn)態(tài)。確定過程參數(shù)特點(diǎn):1、分析過程是否為統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)2、過程能力指數(shù)是否滿足要求?●控制用控制圖等過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后,延長(zhǎng)控制圖的控制線作為控制用控制圖。應(yīng)用過程參數(shù)判斷SPC的作用1、確保制程持續(xù)穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)。2、提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、降低成本。3、為制程分析提供依據(jù)。4、區(qū)分變差的特殊原因和普通原因,作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南。1. 貫徹預(yù)防原則是現(xiàn)代質(zhì)量管理的核心與精髓。 2. 質(zhì)量管理學(xué)科有一個(gè)非常重要的特點(diǎn),即對(duì)于質(zhì)量管理所提出的原則、方針、目標(biāo)都要有科學(xué)措施與科學(xué)方法來保證它們的實(shí)現(xiàn)。這體現(xiàn)了質(zhì)量管理學(xué)科的科學(xué)性。保證預(yù)防原則實(shí)現(xiàn)的科學(xué)方法就是:SPC (統(tǒng)計(jì)過程控制) 與SPD (統(tǒng)計(jì)過程診斷)。SPC不是用來解決個(gè)別工序采用什么控制圖的問題,SPC強(qiáng)調(diào)從整個(gè)過程、整個(gè)體系出發(fā)來解決問題。SPC的重點(diǎn)就在于“P(Process,過程)”產(chǎn)品質(zhì)量具有變異性“人、機(jī)、料、法、環(huán)” + “軟(件)、輔(助材料)、(水、電、汽)公(用設(shè)施)”變異具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性隨機(jī)現(xiàn)象???鬅sbr> 隨機(jī)現(xiàn)象:在一定條件下時(shí)間可能發(fā)生也可能不發(fā)生的現(xiàn)象。管制和一般的統(tǒng)計(jì)圖不同,因其不僅能將數(shù)值以曲線表示出來,以觀其變異之趨勢(shì),且能顯示變異系屬于機(jī)遇性或非機(jī)遇性,以指示某種現(xiàn)象是否正常,而采取適當(dāng)之措施。解析用控制圖?季齠ǚ秸胗?br> ?彌瞥探馕鲇?br> ?彌瞥棠芰ρ芯坑?br> ?彌瞥坦苤譜急贛?br> 管制用控制圖?甲凡椴徽T?br> ?蜓桿儐訟鈐?br> ?蠆⑶已芯坎扇》樂勾訟鈐蛑馗捶⑸朧?br> ??普通原因指的是造成隨著時(shí)間推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程中的許多變差的原因,我們稱之為:“處於統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)”、“受統(tǒng)計(jì)控制”,或有時(shí)簡(jiǎn)稱“受控”,普通原因表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。只有變差的普通原因存在且不改變時(shí),過程的輸出才可以預(yù)測(cè)。??特殊原因:指的是造成不是始終作用于過程的變差的原因,即當(dāng)它們出現(xiàn)時(shí)將造成(整個(gè))過程的分布改變。除非所有的特殊原因都被查找出來并且采取了措施,否則它們將繼續(xù)用不可預(yù)測(cè)的方式來影響過程的輸出。如果系統(tǒng)內(nèi)存在變差的特殊原因,隨時(shí)間的推移,過程的輸出將不穩(wěn)定。??局部措施??通常用來消除變差的特殊原因??通常由與過程直接相關(guān)的人員實(shí)施??大約可糾正15%的過程問題??對(duì)系統(tǒng)采取措施??通常用來消除變差的普通原因??幾乎總是要求管理措施,以便糾正??大約可糾正85%的過程問題??合理使用控制圖能??供正在進(jìn)行過程控制的操作者使用??有於過程在質(zhì)量上和成本上能持續(xù)地,可預(yù)測(cè)地保持下去??使過程達(dá)到??更高的質(zhì)量??更低的單件成本??更高的有效能力??為討論過程的性能提供共同的語言??區(qū)分變差的特殊原因和普通原因,作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南。SPC的作用:1、確保制程持續(xù)穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)。2、提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、降低成本。3、為制程分析提供依據(jù)。4、區(qū)分變差的特殊原因和普通原因,作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南。三. SPC的焦點(diǎn)——制程(Process)Quality,是指產(chǎn)品的品質(zhì)。換言之,它是著重買賣雙方可共同評(píng)斷與鑒定的一種「既成事實(shí)」. 而在SPC的想法上,則是希望將努力的方向更進(jìn)一步的放在品質(zhì)的源頭——制程(Process)上. 因?yàn)橹瞥痰钠鸱兓攀窃斐善焚|(zhì)變異(Variation)的主要根源.1) 異常變動(dòng):過程中變動(dòng)因素是不在統(tǒng)計(jì)管理狀態(tài)下的非隨機(jī)性原因,由于異常因素不是過程所固有,固不難除去,一般情況現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)異常因素的消除可以自行決定采取措施,而不必要請(qǐng)示更高級(jí)的管理人員,所以也稱之為減少變動(dòng)的局部措施。2)偶然變動(dòng):過程中的變動(dòng)因素是統(tǒng)計(jì)管理的狀態(tài)下,其產(chǎn)品的特性有固定的分布,即分布位置、分布及分布形狀三種,由于偶然因素是過程所固有的,難于消除,要消除偶然因素必須涉及到人、機(jī)、料、法、環(huán)境等整個(gè)系統(tǒng)的改造問題,需要投入大量的資金,故不是現(xiàn)場(chǎng)人員所能決定的,而必須經(jīng)過深入的調(diào)查研究和做出全面的可行性報(bào)告后,再經(jīng)高層領(lǐng)導(dǎo)做最后的定奪,所以稱之為減少變動(dòng)的系統(tǒng)措施。特殊原因一種間斷性的,不可預(yù)計(jì)的,不穩(wěn)定的變差來源。有時(shí)被稱為可查明原因,存在它的信號(hào)是:存在超過控制線的點(diǎn)或存在在控制線之內(nèi)的鏈或其他非隨機(jī)性的情形。普通原因造成變差的一個(gè)原因,它影響被研究過程輸出的所有單值;在控制圖分析中,它表現(xiàn)為隨機(jī)過程變差的一部分。合理使用控制圖的益處??供正在進(jìn)行過程控制的操作者使用??有助于過程在質(zhì)量上和成本上能持續(xù)的、可預(yù)測(cè)的保持下去??使過程達(dá)到:??更高的質(zhì)量??更低的單件成本??更高的有效能力??為討論過程的性能提供共同的語言??區(qū)分變差的特殊原因和普通原因,作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)各組容量與其平均值相差不超過正負(fù)25%時(shí),可用平均樣本容量( )來計(jì)算控制限.在什么條件下分析階段確定的控制限可以轉(zhuǎn)入控制階段使用:??控制圖是受控的??過程能力能夠滿足生產(chǎn)要求控制圖是根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)下的條件(人員、設(shè)備、原材料、工藝方法、測(cè)量系統(tǒng)、環(huán)境)來制定的。如果上述條件變化,則必須重新計(jì)算控制限,例如:??操作人員經(jīng)過培訓(xùn),操作水平顯著提高;??設(shè)備更新、經(jīng)過修理、更換零件;??改變工藝參數(shù)或采用新工藝;??改變測(cè)量方法或測(cè)量?jī)x器;??采用新型原材料或其他原材料;??環(huán)境變化。使用一段時(shí)間后檢驗(yàn)控制圖還是否適用,控制限是否過寬或過窄,否則需要重新收集數(shù)據(jù)計(jì)算控制限;過程能力值有大的變化時(shí),需要重新收集數(shù)據(jù)計(jì)算控制限。對(duì)于p,np圖, 過程能力是通過過程平均不合品率 來表示,當(dāng)所有點(diǎn)都受控后才計(jì)算該值.當(dāng)Cpk指數(shù)值降低代表要增加:??控制??檢查??返工及報(bào)廢,在這種情況下,成本會(huì)增加,品質(zhì)也會(huì)降低,生產(chǎn)能力可能不足。當(dāng)Cpk指數(shù)值增大,不良品減少,最重要是產(chǎn)品/零件接近我們的“理想設(shè)計(jì)數(shù)值/目標(biāo)”,給予顧客最大滿足感。 當(dāng)Cpk指數(shù)值開始到達(dá)1.33或更高時(shí)對(duì)檢驗(yàn)工作可以減少,減少我們對(duì)運(yùn)作審查成本。??普通原因變差??影響過程中每個(gè)單位??在控制圖上表現(xiàn)為隨機(jī)性??沒有明確的圖案??但遵循一個(gè)分布??是由所有不可分派的小變差源組成??通常需要采取系統(tǒng)措施來減小??特殊原因變差??間斷的,偶然的,通常是不可預(yù)測(cè)的和不穩(wěn)定的變差??在控制圖上表現(xiàn)為超出控制限的點(diǎn)或鏈或趨勢(shì)??非隨機(jī)的圖案??是由可分派的變差源造成該變差源可以被糾正??工業(yè)經(jīng)驗(yàn)建議為:??只有過程變差的15%是特殊的可以通過與操作直接有關(guān)的人員糾正??大部分 (其余的85%) 是管理人員通過對(duì)系統(tǒng)采取措施可糾正的??控制圖可以區(qū)分出普通原因變差和特殊原因變差??特殊原因變差要求立即采取措施??減少普通原因變差需要改變產(chǎn)品或過程的設(shè)計(jì)控制圖 - 過程的聲音??試圖通過持續(xù)調(diào)整過程參數(shù)來固定住普通原因變差,稱為過度調(diào)整,結(jié)果會(huì)導(dǎo)致更大的過程變差造成客戶滿意度下降??試圖通過改變?cè)O(shè)計(jì)來減小特殊原因變差可能解決不了問題,會(huì)造成時(shí)間和金錢的浪費(fèi)??控制圖可以給我們提供出出現(xiàn)了哪種類型的變差的線索,供我們采取相應(yīng)的措施??能力指數(shù)的計(jì)算基于以下假設(shè)條件:??過程處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)??每個(gè)測(cè)量單值遵循正態(tài)分布??規(guī)格的上、下限是基于客戶的要求??測(cè)量系統(tǒng)能力充分??如果理解關(guān)滿足了這些假設(shè)后,能力指數(shù)的數(shù)值越大,潛在的客戶滿意度越高過程能力分析的用途-設(shè)計(jì)部門可參考目前之制程能力,以設(shè)計(jì)出可制造的產(chǎn)品-評(píng)估人員、設(shè)備、材料與工作方法的適當(dāng)性-根據(jù)規(guī)格公差設(shè)定設(shè)備的管制界限-決定最經(jīng)濟(jì)的作業(yè)方式過程控制和過程能力◎目標(biāo):過程控制系統(tǒng)目標(biāo),是對(duì)影響過程的措施作出經(jīng)濟(jì)合理的決定, 避免過度控制與控制不足◎過程能力討論:必需注意二個(gè)觀念○由造成變差的普通原因來確定○內(nèi)外部顧客開心過程的輸出及與他們的要求的關(guān)系如何。SPC就是利用統(tǒng)計(jì)方法去:1.分析過程的輸出并指出其特性.2.使過程在統(tǒng)計(jì)控制情況下成功地進(jìn)行和維持.3.有系統(tǒng)地減少該過程主要輸出特性的變異.統(tǒng)計(jì)制程管制 (SPC)它可用統(tǒng)計(jì)管制圖及時(shí)監(jiān)督與控制線場(chǎng)作業(yè) . . 它可用統(tǒng)計(jì)計(jì)算制程能力及規(guī)格 . . 它可防止制程的偏差去影響產(chǎn)品的良率與品質(zhì) / 可靠性.. 它可消除非機(jī)率原因的變異來改善制程.SPC 就是依據(jù)統(tǒng)計(jì) 的邏輯來判斷制程 是否正常及應(yīng)否采取改善對(duì)策的一套控制系統(tǒng)??對(duì)的問題比對(duì)的答案更重要 SPC生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)過程控制一、spc的基礎(chǔ)知識(shí)1.關(guān)于控制、過程、統(tǒng)計(jì)2.特性及其分類3.統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)二、spc的基本原理4.過程的理解與過程控制5.波動(dòng)及波動(dòng)的原因6.局部措施和系統(tǒng)措施三、統(tǒng)計(jì)過程的控制思想1.正態(tài)分布簡(jiǎn)介2.統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)及兩種錯(cuò)誤3.過程控制和過程能力4.過程改進(jìn)循環(huán)四、控制圖類型1.控制圖應(yīng)用說明2.控制圖的定義和目的3.控制圖解決問題思路4.控制圖益處5.控制圖分類6.控制圖的選擇五、建立計(jì)算型控制圖的步驟和計(jì)算方法1.均值和極差圖2.均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖3.中位數(shù)和極差圖4.單值和移動(dòng)極差圖六、計(jì)數(shù)型控制圖與過程能力指數(shù)1.過程能力解釋前提2.過程能力的計(jì)算3.制程能力指數(shù)4.過程績(jī)效指數(shù)
生產(chǎn)工藝放大
概念開發(fā)和產(chǎn)品規(guī)劃階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、小規(guī)模生產(chǎn)階段、增量生產(chǎn)階段。
中試就是產(chǎn)品正式投產(chǎn)前的試驗(yàn),是產(chǎn)品在大規(guī)模量產(chǎn)前的較小規(guī)模試驗(yàn)。
企業(yè)在確定一個(gè)項(xiàng)目前,第一要進(jìn)行試驗(yàn)室試驗(yàn),第二步是小試,也就是根據(jù)試驗(yàn)室效果進(jìn)行放大,第三步是中試,就是根據(jù)小試結(jié)果繼續(xù)放大,中試成功后基本就可以量產(chǎn)了。
產(chǎn)品經(jīng)理確定項(xiàng)目是否可做,試驗(yàn)室試驗(yàn)歸屬研發(fā)部門完成,小試和中試統(tǒng)歸屬中試部門完成,兩個(gè)部門有各自的工藝和質(zhì)量人員參與。目前的現(xiàn)狀是中小企業(yè)的中試部門基本都是從研發(fā)部門中衍生出來的,在人員學(xué)歷和素質(zhì)上都不能很好的提出建設(shè)性的意見,此外,有些中試部門甚至歸屬于研發(fā)部門垂直管理,中試部門還主要承擔(dān)與制造中心、供應(yīng)鏈體系之間的良好,有效的溝通,包括完成一些特殊訂單,這些都對(duì)中試工程師自身能力有很好的要求。
中試不是一次性的驗(yàn)證行為,而是一個(gè)從小批量驗(yàn)證到逐漸放大產(chǎn)品驗(yàn)證數(shù)量的循序漸進(jìn)的過程,中試分為三個(gè)小階段:
1.小量中試:主要針對(duì)硬件、結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)驗(yàn)證,初步驗(yàn)證可生產(chǎn)性,可能包含一次或者數(shù)次生產(chǎn),直到無重大硬件、結(jié)構(gòu)、軟件問題為止;
2.放量中試:主要針對(duì)硬件、結(jié)構(gòu)、軟件、工藝、測(cè)試、維修、物料的驗(yàn)證,主要驗(yàn)證設(shè)計(jì)遺留問題以及批量可生產(chǎn)性驗(yàn)證,直到無重大可生產(chǎn)性問題為止;
3.小批量生產(chǎn):主要對(duì)硬件、結(jié)構(gòu)、軟件、工藝、測(cè)試、維修、物料、質(zhì)量以及相關(guān)生產(chǎn)文件進(jìn)行全面驗(yàn)證,以可生產(chǎn)性驗(yàn)證為主;直到生產(chǎn)質(zhì)量管理成本、合格率到達(dá)企業(yè)目標(biāo)為止。