污水处理用多孔载体超临界流体技术制备实验研究

文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１７)０６Ｇ０６００１Ｇ０６污水处理用多孔载体超临界流体技术制备实验研究∗蒋静智,苗　凯,崔海亭,彭培英,耿士敏(河北科技大学　机械工程学院,河北石家庄０５００１８)摘　要:　生物膜载体是生物膜法污水处理的关键核心部分,载体性能的优良与否直接影响着生物膜法处理污水的效果.采用超临界流体诱导相分离Ｇ循环干燥工艺,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为溶质,丙酮为溶剂,超临界CO２为非溶剂,制备了PMMA污水处理多孔载体,采用扫描电镜对载体内部结构进行表征,考察了PMMA初始浓度、CO２压力、CO２温度、保压时间t１、干燥时间t２、卸压时间t３等操作条件对多孔载体内部结构的影响.结果表明,利用该工艺可成功制备污水处理用PMMA多孔载体,且载体孔径分布均匀、孔间连通性好、孔隙率高.实验最优操作条件为PMMA初始溶液浓度２０％(质量分数),CO２压力１０MPa、温度４５℃,t１９０min,t２９０min,t３９０min.关键词:　超临界流体诱导相分离Ｇ循环干燥过程;多孔载体;污水处理;实验研究;操作条件优化中图分类号:　R３１８．０８文献标识码:ADOI:１０．３９６９/j．issn．１００１Ｇ９７３１．２０１７．０６．００１０　引　言生物膜法污水处理技术是使微生物附着生长在某种载体上从而生成生物膜,当污水流过时,微生物摄取污水中的有机物作为营养物质进而生长繁殖,有机物的减少使得污水得以净化[１Ｇ４].因此,生物膜载体是生物膜法的关键核心部分,其性能优良与否直接影响污水处理的效果.优良的载体应具备如下条件:(１)比表面积及孔径大易挂膜;(２)无毒害作用,生物分子与载体不发生反应;(３)易回收,不造成二次污染;(４)机械强度高,保证载体的使用寿命和稳定性;(５)便宜易得,操作制备方便[５Ｇ８].聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA),与有机溶剂有良好的互溶性,具有良好的机械性能、加工、生物相容性和化学稳定性,目前已被广泛应用于药物控释载体、生物医药以及组织工程支架等领域[９].ScCO２诱导相分离Ｇ循环干燥过程[１０]是在ScCO２诱导相分离的基础上提出的制备污水处理用多孔载体的新型工艺,其优点是将相分离与干燥过程合二为一,大大缩短制备时间,且制备出的载体孔隙率高,比表面积大,有机溶剂残留率低.本文考察了利用该