1. 固定化微生物技术应用于饮用水处理有哪些优点
固定化微生物技术是用化学或物理的手段,将游离细胞或酶定位于限定的区域,使其保持活性并可反复利用的方法。最初主要用于发酵生产,70年代后期,被用到水处理领域,近年来则成为各国学者研究的热点。固定化微生物技术克服了生物细胞太小,与水溶液分离较难,易造成2次污染的缺点,保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点,在废水处理领域有广阔的应用前景。在实际应用过程中,如何固定、何种载体,才能使固定化微生物能较长时间的保持一定强度和活度,才能降低固化的成本,延长固定微生物的使用寿命,是该技术在污水处理中得到广泛应用的关键。文本着重介绍近年来废水处理中常用的固定化材料,及比较成熟的固定方法和影响因素。
参考---------------------------------------------------------------------------------------------
2常用固定化方法
废水处理中常用微生物固定化方法主要有:包埋法、交联法、载体结合法。
2.1包埋法
包埋法是利用线性网状结构的高分子聚合物载体的加裹作用,将游离细胞截留在形成的高分子材料内,其结构可防止细胞渗出到周围培养基中,但底物仍能渗入与细胞发生反应。包埋法操作简便,微生物本身不参与水不溶性胶网格或微胶囊的形成,活力较高,应用广泛。但包埋材料会一定程度阻碍底物和氧扩散,并对大分子底物不适用。Joshi用海藻酸钙、聚丙烯酸酯、琼脂、蛋白质等,分别包埋产苯化工厂的活性污泥用于含酚废水处理。结果表明,海藻酸钙有最大的酚降解率,能市郊降解浓度在1000mg/L以上的含酚废水,固定化污泥反复使用12次而酚降解率不变。
2.2交联法
交联法是使用双功能或多功能的试剂与酶分子进行分子间的交联固定化方法。由于酶蛋白的功能团参与此反应,所以酶的活性中心构造可能受到影响,而使酶显著失活。此外,在剂如戊二醛等价格昂贵,限制了其应用,实际常与其它方法结合。陈陶声等报道,Smiley使用苯酚甲醛树脂DuoliteDS-73141,来吸附枯草芽孢杆菌的α-淀粉酶交联,形成酶-树脂复合物,用于连续水解造纸废水中悬浮微纤维的胶态淀粉,效果很理想。
2.3吸附法
又称载体结合法,是通过物理吸附、化学或离子结合,将微生物固定于非水溶性载体。这种方法操作简单,对微生物活力影响小,但所结合的微生物量有限,反应稳定性和反复使用性差。美国宾州大学培养从活性污泥中分离出的优势菌丝孢酵母(Frichosporoncutaneum)和假单胞菌(Pseudomonasp),提取高酶活的酚氧化酶,再以化学手段结合到玻璃珠上,用于处理冶金工业酚废水,使固定酶活性可达游离细胞的90%。
3载体的选择
水处理中对载体的要求是:
1) 具有足够的机械、物理和化学稳定性;
2) 具有惰性,不能干扰生物分子的功能;
3) 具备一定的容量;
4) 价廉易得。
载体包括2大类:无机载体如多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等;有机载体如琼脂、聚乙烯醇凝胶(PVA)、角叉莱胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺(ACAM)凝胶等。无机载体常用于吸附法,高质量无机载体的指标之一是有较大的表面积。无机载体常与包埋载体结合,以提高包埋载体的强度,扩大孔径,提高包埋微生物的使用效率与寿命。吸附法中微生物与载体结合不牢固,易脱落,吸附数量不多;胶联法固定微生物活性较低,很少单独使用。
本文则主要讨论常用于包埋法的载体,而包埋载体品种很多,主要在天然高分子凝胶和有机合成高分子载体2类。
3.1天然高分子载体
天然高分子载体有琼脂、海藻酸钙、角叉莱胶等,它们无生物毒性,传质性好,但强度较低,在厌氧条件下易被生物分解。琼脂凝胶有良好的惰性,但机械性能与化学稳定性差,常在碱性条件下加2,3-二溴丙醇交联,以提高其稳定性。琼脂凝胶在实际操作时应避免剧烈搅拌破坏结构,同时也应尽量避免冷冻。海藻酸盐的分子式为(C8H8O8)n,聚合度可从80到750,无毒、不易被降解,一价盐为水溶性,二价以上的为水不溶性。可形成耐热的凝胶的重要依据,实际应用中常添加其它物质以增加强度。
3.2合成有机高分子载体
合成有机高分子聚合物有ACAM、PVA、聚乙酰几丁酯、光敏聚乙烯醇等。一般强度较好,但传质性能较差,包埋后对细胞活性有影响。实际应用需注意其表面亲水性、粘度均一性和内部孔的结构。PVA因无毒、价廉、搞微生物分解和机械强度高等特点受到重视,被认为是目前最有效的固定化载体之一。但存在包埋颗粒易破碎、传质阻力大、产气上浮及活性丧失大等缺陷。实际常以PVA为主要包埋骨架,添加其它能提高包埋效果的添加剂。闵航等以PVA为主要包埋材料的混合载体,来固定厌氧活性污泥,以处理有机废水。混合载体由聚乙烯醇、0.15%海藻酸钠、2%铁粉、0.3%碳酸钙、4%二氧化硅组成。中野报道,PVA胶制备过程中,加入少量粉末活性炭可提高凝胶强度,且制成的固定细胞在进水不稳定、难降解组分突然进入处理系统的情况下,与单一PVA凝胶相比显示出优势。
3.3载体的混合使用
实际中常将几种载体混合使用,利用各自的优点以提高使用效率。Pai用含1%活性炭、4%海藻酸钙凝胶、1%湿菌体的泫藻酸钙凝胶,包埋微生物以降解苯酚废水,效果比较理想。Lin利用海藻酸钙与吸附剂(粉末活性炭)联合包埋固定Phanerochatechrysosporiun菌,用于降解五氯酚,与非固定化和单独固定化体系比较的结果表明,联合固定化体系更有效。孙艳利用添加硅藻土和用已二胺一戊二醛,对降酚菌种(以海藻酸钠包埋固定)的表面进行化学处理,使固定细胞的机械强度、降酚活性和稳定性得到了提高。陈敏提出聚乙烯醇包埋活性炭与微生物的固定化技术,并用于有机磷农药水胺硫磷的降解,结果表明固定微生物对废水温度、pH值和水胺硫磷浓度的适应范围扩大。混合载体法有效地缓解了实际固定化细胞成球难、易破碎、活性易丧失等难题。
3.4常见固定细胞载体性能比较
一些常见的固定细胞载体性能比较如表1。
表1各种固定化细胞载体的性能比较
性能
载体
琼脂
海藻酸钙
角叉莱胶
ACAM
PVA-硼酸
压缩强度(kg/cm2)
0.5
0.8
0.8
1.4
2.75
耐曝气强度
差
一般
一般
好
好
扩散系数(·10-6cm2/s)
/
6.8(30
2. 聚丙烯酸及聚丙烯酸酯为什么有粘弹性
丙烯酸酯。结构为R为甲基等有机基团,R不同就得到一系列的聚丙烯酸酯,且性质也不相同。聚丙烯酸甲酯在室温下无粘性、强韧、略有弹性、硬度中等。聚丙烯酸乙酯较甲酯更柔软,且耐伸长率约为聚丙烯酸甲酯的2.5倍。聚丙烯酸酯易溶于丙酮 、乙酸乙酯、二氯乙烷等溶剂,不易溶于水。
由于高分子链的柔顺性,其玻璃化温度较低 ,并随R的含碳量而异。此类高分子能形成光泽好的耐水薄膜,粘合牢固,不易剥落,在室温下柔韧而有弹性。可做装饰材料、热敏胶、压敏胶粘合剂、织物整理剂、化妆品等。
丙烯酸酯很易在光和热及引发剂的作用下,通过本体、溶液或悬浮方法聚合,同时还可与其他单体共聚,来改变聚合物的性能。此外,丙烯酸甲酯与季戊四醇、三羟甲基丙烷等反应,可得到多官能性的交联剂,用于光敏涂料、光敏油墨等 。a-氰代丙烯酸酯 ,由氰基的强极化和渗透性 ,共聚合物粘合强度很高,可用作金属、木材、玻璃、皮革等的胶粘剂。
聚丙烯酰胺:胶体产品为无色透明、无毒、无腐蚀。粉剂为白色粒状。两者均能溶于水,但几乎不溶于有机溶剂。不同品种、不同分子量的产品有不同的性质。
用途:
粉剂产品主要以阴离子型为主,该产品主要用于石油、冶金、选矿、造纸、纺织、制糖、石料切割、化工、医药以及污水处理等产品标准按GB/T13940-92执行。
粉剂聚丙烯酰胺产品标准: 指标名称 牌号 PAM-ASG-800 PAM-ASG-1000 PAM-ASG-1500
外观 白色粒状
分子量(M) 600-800万 900-1200万 1300-1500万
固含量(%)≥ 90
水解度(%) 5-30
游离单体(%)≤ 0.5
溶解时间(h) 1-2
注:粉剂牌号中符号意义为:PAM-聚丙烯酰胺N-非离子型A-阴离子型S-粉剂G-工业用
运输、贮存过程中注意防潮、防晒。
聚丙烯酸酰胺又称为水分散型聚丙烯酰胺,是一种适用于废水、造纸、石油开采等行业的高分子量聚丙烯酰胺系列产品。
与传统的水溶胶型、乳液型及粉体型聚丙烯酰胺相比,聚丙烯酸酰胺具有工艺简单、无二次污染、溶解速度快和使用方便等特点。实际应用证明,聚丙烯酸酰胺一般在10分钟内即可完全溶解,无漂浮结块现象;利用率高、有效加量小、抗盐类污染能力强,可大幅提高污水处理和脱水效率。
水分散型聚丙烯酰胺(聚丙烯酸酰胺)是水溶性高分子领域的高新技术,由于其生产原料、工艺过程以及产品形式完全符合绿色化学的发展方向,且具有工艺简单、性能优异、应用领域广泛等特点,于上世纪90年代在日本一经问世,便引起了各国专家的特别关注,成为水性树脂中发展快、应用广泛的热点研发方向之一。
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3. 聚丙烯酸酯水解产物是什么
聚丙烯酸酯水解产物是不同形状的树脂
4. 聚丙烯酸酯详细资料大全
以丙烯酸酯类为单体的均聚物或共聚物。R、R'为取代基,取代基不同,聚合物性质也不同。丙烯酸酯在光、热及引发剂作用下非常容易聚合。
5. 实验室废液的处理方法,为什么
实验室废液处理方法
有机类实验废液的处理方法
注意事项
1).尽量回收溶剂,在对实验没有妨碍的情况下,把它反复使用
2).为了方便处理,其收集分类往往分为:a)可燃性物质b)难燃性物质c)含水废液d)固体物质等。
3).可溶于水的物质,容易成为水溶液流失。因此,回收时要加以注意。但是,对甲醇、乙醇及醋酸之类溶剂,能被细菌作用而易于分解。故对这类溶剂的稀溶液经,用大量水稀释后,即可排放。
4).含重金属等的废液,将其有机质分解后,作无机类废液进行处理。
处理方法:
1).焚烧法
①将可燃性物质的废液,置于燃烧炉中燃烧。如果数量很少,可把它装入铁制或瓷制容器,选择室外安全的地方把它燃烧。点火时,取一长棒,在其一端扎上沾有油类的破布,或用木片等东西,站在上风方向进行点火燃烧。并且,必须监视至烧完为止。
②对难于燃烧的物质,可把它与可燃性物质混合燃烧,或者把它喷入配备有助燃器的焚烧炉中燃烧。对多氯联苯之类难于燃烧的物质,往往会排出一部份还未焚烧的物质,要加以注意。对含水的高浓度有机类废液,此法亦能进行焚烧。
③对由于燃烧而产生NO2 SO2 或HCl 之类有害气体的废液,必须用配备有洗涤器的焚烧炉燃烧。此时,必须用碱液洗涤燃烧废气,除去其中的有害气体。
④对固体物质亦可将其溶解于可燃性溶剂中然后使之燃烧。
2).溶剂萃取法
①对含水的低浓度废液,用与水不相混合的正己烷之类挥发性溶剂进行萃取,分离出溶剂层后,把它进行焚烧。再用吹入空气的方法,将水层中的溶剂吹出。
②对形成乳浊液之类的废液,不能用此法处理,要用焚烧法处理。
3).吸附法
用活性炭硅藻土矾土层片状织物聚丙烯聚酯片氨基甲酸乙酯泡沫塑料稻草屑及锯末之类能良好吸附溶剂的物质使其充分吸附后与吸附剂
一起焚烧
4).氧化分解法(参照含重金属有机类废液的处理方法)
在含水的低浓度有机类废液中,对其易氧化分解的废液,用H2O2 KMnO4 NaOCl H2SO4+HNO3 HNO3+HClO4 H2SO4+HClO4 及废铬酸混合液等物质,将其氧化分解。然后,按上述无机类实验废液的处理方法加以处理。
5).水解法
对有机酸或无机酸的酯类,以及一部份有机磷化合物等容易发生水解的物质,可加入氢氧化钠或氢氧化钙, 在室温或加热下进行水解。水解后,若废液无毒害时,把它中和、稀释后,即可排放。如果含有有害物质时,用吸附等适当的方法加以处理。
6).生物化学处理法
用活性污泥之类东西并吹入空气进行处理。例如,对含有乙醇、乙酸、动植物性油脂、蛋白质及淀粉等的稀溶液,可用此法进行处理。
含一般有机溶剂的废液
一般有机溶剂是指醇类、酯类、有机酸酮及醚等由C、H、O 元素构成的物质。
对此类物质的废液中的可燃性物质,用焚烧法处理。对难于燃烧的物质及可燃性物质的低浓度废液,则用溶剂萃取法、吸附法及氧化分解法处理。再者,废液中含有重金属时,要保管好焚烧残渣。但是,对其易被生物分解的物质(即通过微生物的作用而容易分解的物质),其稀溶液经用水稀释后,即可排放。
含石油动植物性油脂的废液
此类废液包括:苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。
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6. 聚丙烯酸主要用于哪些行业印染业有么长期接触对人体有那些害处
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中文名称:聚丙烯酸
中文别名 丙烯酸树脂乳液; 丙烯酸改性树脂; 助鞣剂; 丙烯酸单体聚合物; PAA; 聚丙烯酸(盐); 丙烯酸均聚物; 丙烯酸聚合物;
丙烯酸树脂;
英文名称 Polyacrylic acid
英文别名 acrylicacid, ; ACRYLIC ACID POLYMER ;
CARBOPOL 941 ;
别名:丙烯酸均聚物 丙烯酸聚合物 丙烯酸树脂 HPA PAA
CAS NO.9003-01-4
EINECS 202-415-4
分子式:[C3H4O2]N
分子量 72.06
相对分子质量 <10000
聚丙烯酸可由聚丙烯腈或聚丙烯酸酯在100度左右的温度下进行酸性水解,并用硫酸钠水溶液组成的氧化/还原系统作为引发剂的聚合方法来制取聚丙烯酸。
聚丙烯酸由丙烯酸单体直接在水介质中自由基反应聚合而成。异丙醇作为分子量调节剂,不仅可以使分子量分布小范围较窄,还有降底粘度、移走反应热的作用。
生产过程一般为间歇式。聚合温度控制在60~100度,反应物酯比中,丙烯酸的浓度一般为10%~30%。引发剂过硫酸铵(NH4)2S2O8的用量一般为丙烯酸质量的8%~15%。可加分子量调节剂(例如异丙醇。加入量在配方中一般占质量的10%~20%)以控制产品聚丙烯酸的分子量;也可不加分子量调节剂。加分子量调节剂时,配方中丙烯酸的用量可取上限;反之则应取下限。不加分子量调节剂时,配方中引发剂的用量应取上限,反之则应对下限。加入丙烯酸引发剂同时、按比例分别地滴加到水中或链转移剂与水的混合注中进行聚合反应。总的来说,分子量调节剂的用量与引发剂的用量高时,都有利于降低产品聚丙烯酸的分子量。为了制备高分子量聚丙烯酸时,要有惰性气体赶尽反应系统中的氧气。
PAA(S)常与其他水处理剂组成配方使用,用作电厂、化工厂、化肥厂、炼油厂和空调系统等循环冷却水系统中的阻垢分散剂。具体配方及用量根据现场水质及设备材质情况由试验而定。单独使用,一般使用浓度为1~15mg/L。
本品除具有阻垢性能外,还能对泥土、腐蚀产物等无定性物具有分散作用,是一种分散剂。单独用量在2-15mg/L。
本品常与缓蚀剂复配复合水稳剂使用。且具有增效作用。
本品还具有吸水作用
7. 化学性废物是怎样处理的
1、焚烧方法。可燃废液可在燃烧炉内燃烧,量小的可在室外安全的地方燃烧;不可燃废液可与可燃物混合或用燃烧器喷入焚烧炉。
可生产有害气体如二氧化氮、二氧化硫、氯化氢等经燃烧后,即可燃烧。在装有洗涤器的焚烧炉内燃烧,或用碱液洗涤、燃烧废气以除去有害气体;对于废渣,可在易燃溶剂中溶解和燃烧。
2、吸附法。活性炭、硅藻土、铝土矿、叠层织物、聚丙烯、聚酯片材、氨基甲酸乙酯泡沫塑料、草屑、锯末等吸附剂与吸附剂一起被充分吸收和燃烧。
3、溶剂萃取法。对于低浓度含水废水,可采用正己烷等不与水混溶的挥发性溶剂萃取,分离溶剂后焚烧。
4、蒸馏法。利用废液中各组分的不同沸点,通过蒸馏或分馏去除有害组分。
5、中和法。酸碱中和反应将酸碱值调节到中性。
6、沉淀法。加入合适的沉淀剂,控制温度和pH值,可以将有害成分去除到低溶解性的沉淀物或聚合物中。
7、水解法。在室温或加热条件下,可以加入氢氧化钠或氢氧化钙来水解容易水解的物质,如有机酸或无机酸的酯和一些有机磷化合物。如果水解产物无害,可以中和、稀释和排放。如果水解产物有害,可在排放前通过吸附和其它适当方法进行处理。
8、氧化法。添加适当的氧化剂,如臭氧和氯化化合物,可以将有害成分转化为无害或有害程度较低的物质。
9、还原法。对于重金属,可添加适当的还原剂,如铁屑、铜屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠和硼氢化钠,以将其转化为易于分离和去除的形式。
10、化学处理:化学处理是采用化学方法破坏固体废物中的有害成分,从而达到无害化,或将其转变成为适于进一步处理、处置的形态。其目的在于改变处理物质的化学性质,从而减少它的危害性。这是危险废物最终处置前常用的预处理措施,其处理设备为常规的化工设备。
8. 喷水织机污染有多严重
在工业污水治理中,喷水织机污染占80%,这势必对近年来产能极度扩增下的喷水行业迎面一击。
喷水织机是生产化纤长丝面料最适宜的设备。涤纶易产生静电,而喷水织机依靠水流束引纬,完全避免了静电带来的制造困扰,具有超越其他织机带来的无可替代的优越性。
喷水织机通过水流束引纬产生一定量的废水,废水中污染物的主要成分是纺丝油迹和聚丙烯酸酯的少量溶解物质浓度较低,而且这些微量的溶解物质也非常容易进行分离、回收处理,废水经处理后可全部回收利用。
目前纺织行业的绝大多数的废水经过处理后可循环使用,排放也完全达到环保要求。如今,纺织业的发展已经离不开喷水织机的使用。由于技术和环境的限制,织机的发展水平有待提高,未来的改造将会更加有利于环境的保护,实现可持续发展。