水处理填料用丝瓜络的界面偶合改性研究_孔令为

水处理填料用丝瓜络的界面偶合改性研究_孔令为天然丝瓜络具有天然密布的网状纤维结构，主要是由纤维素和木质素、果胶等成分组成。由于丝瓜络具有独特的天然三维微网纤维结构，有利于微生物的附着生长，使其可以躲避水流以抗击高水力负荷，同时取材广泛、价格低廉，因此丝瓜络已经逐渐被用作微生物载体应用于水处理工艺小试、中试以及示范工程的运行研究中[1-3]。但丝瓜络的表面富含羟基，这些羟基使得纤维具有很高的吸水性，在水体中容易造成降解，如果作为水处理填料所用的丝瓜络在污水处理中的自身降解过快，则会导致其使用寿命过短，影响系统的稳定性与经济性，从而影响其在污水处理中的应用价值。孔令为在对降氮示范工程填料的降解研究中发现，丝瓜络在清水中自己完全降解的时间大于9个月[3]；唐彬在污泥质量浓度为1.8～2.2mg/L生物质生物膜反应器处理生活污水的研究中发现，丝瓜络完全降解的时间约为130d[4]。贺锋等研究了丝瓜络在生物质生物膜反应器污水处理中的应用，发现其填料纤维结构发生了明显变化，经过55d处理城市污水的实验运行后，丝瓜络表面组织结构明显改变，纤维表面被水质侵蚀呈有序沟壑形状，丝瓜络随着系统处理工艺的运行中发生了自身的降解[5]。因次，必须对丝瓜络进行改性，通过不同程度地减少纤维表面的羟基，以降低丝瓜络的亲水性，达到提高纤维耐微生物腐蚀性、延长使用寿命的目的。目前常用的材料改性的方法主要可分为物理方法和化学方法2类：物理改性方法有物理加工、共混改性、表面刻蚀、碱试剂处理等[6-7]；化学改性方法可分为包覆作用、接枝共聚以及界面偶合等[8]。其中界面偶合是一类重要的改性方法，由此方法可以改变界面粘合性。利用偶联剂对天然纤维进行改性，一方面，纤维和偶联剂发生反应后，纤维表面的羟基数目减少，使纤维的吸水率减小；另一方面，偶联剂处理可使纤维和聚合物之间形成交联网络，减免纤维的溶胀。微波辐射促进化学反应技术是种新兴的技术，有着传统技术不可比拟的优势：可以大大缩短反应时间，提高生产效率；反应过程中无温度梯度，反应均匀并可抑制副产物的产生；还可以用于干反应或者半干反应，不会造成环境污染[9]。因此，本实验即选用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550），采用微波处理对丝瓜络进行表水处理填料用丝瓜络的界面偶合改性研究孔令为1，2，汪璐3，贺锋2，裘知1，徐栋2，吴振斌2（1.浙江省环境保护科学设