專利名稱:剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料的制作方法
本發(fā)明屬環(huán)境科學(xué)綜合利用技術(shù)領(lǐng)域：
?？梢詮奈鬯幚砼欧诺氖Ｓ嗷钚晕勰嗑C合利用和蛋白質(zhì)塑料的有關(guān)文獻(xiàn)中檢索、引證反映該項技術(shù)的文件。發(fā)明該項技術(shù)的目的在于綜合利用剩余活性污泥，治理環(huán)境污柒，化害為利。
一、剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料的原理剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料，主要是利用剩余活性污泥微生物細(xì)胞中的原生質(zhì)，以及分泌的酶等球蛋白的變性作用，使蛋白質(zhì)鹽類在外界的條件下，分子逐漸交聯(lián)增大，從線狀結(jié)構(gòu)逐漸形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，隨著網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)生與發(fā)展，再形成網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)架，逐步凝膠，直至在一定的溫度和壓力下固化成型。微生物細(xì)胞的細(xì)胞壁等纖維蛋白以及污泥中的泥渣等作為一部份填充料使用，不再另行分離。
二、剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料的工藝過程用剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料的工藝過程由蛋白質(zhì)樹脂的制造、塑料粉的制造、模壓成型三部份組成。
工藝流程如附圖。
§1 蛋白質(zhì)樹脂的制造1、原料及其規(guī)格
(1)剩余活性污泥脫水后的剩余活性污泥含水85%左右，有機(jī)物含量在70%以上，經(jīng)凱氏定氮法分析∶紡織、印柒行業(yè)的活性污泥含蛋白質(zhì)30%;石化行業(yè)活性污泥含蛋白質(zhì)30～45%，其它行業(yè)的活性污泥含蛋白質(zhì)30%以上。
(2)甲醛工業(yè)級，濃度為40%的水溶液。
(3)氨水工業(yè)級，濃度為35%左右。
2、蛋白質(zhì)樹脂的制造方法剩余活性污泥制蛋白質(zhì)樹脂的生產(chǎn)過程由樹脂的調(diào)制、干燥、粉碎與篩分四道工序組成。
(1)樹脂的調(diào)制剩余活性污泥調(diào)制蛋白樹脂是在堿性催化劑反應(yīng)的條件下進(jìn)行的。將87份剩余活性污泥、9份甲醛分別投入反應(yīng)釜(圖1)，進(jìn)行攪拌(攪拌器轉(zhuǎn)速約100轉(zhuǎn)/分)，再加入4份氨水，調(diào)節(jié)PH值至8，通蒸汽升溫至50℃左右時，停止加熱，反應(yīng)溫度會繼續(xù)上升至55℃～60℃，控制在60℃以下，維持?jǐn)嚢璺磻?yīng)120分鐘后出料至盛器(圖2)，得糊狀反應(yīng)生成物，此生成物即為蛋白質(zhì)樹脂。
(2)干燥將糊狀蛋白質(zhì)樹脂傾入搪瓷盤中，用料車(圖3)將盛有蛋白質(zhì)樹脂的搪瓷盤送至干燥，置入烘箱(圖4)在90℃條件下干燥到含水17%左右的塊狀蛋白質(zhì)樹脂。
(3)粉碎與篩分用球磨機(jī)(圖5)將塊狀蛋白質(zhì)樹脂進(jìn)行粉碎，再過80目振動篩(圖6)進(jìn)行篩分，制成粉狀蛋白質(zhì)樹脂。
§2 塑料粉的制造1、配方設(shè)計(1)填料量的確定配方 Ⅰ Ⅱ粉狀蛋白質(zhì)樹脂 85 70木粉(填料) 9 25六次甲基四胺 3 2硬脂酸鋇 2 2氧化鋅 1 1顏料 適量 適量按上述兩配方制成的試件其靜曲強(qiáng)度(平均值)是配方 Ⅰ 72公斤/厘米2配方 Ⅱ 220公斤/厘米2因此，選定配方Ⅱ為基本配方，填料是以25份為宜，配方Ⅱ的沖擊強(qiáng)度、比重和電性能如下沖擊強(qiáng)度(無缺口) 1.32公斤厘米/厘米2比重 15表面電阻系數(shù) 8.74×1012歐姆體積電阻系數(shù) 2.26×1012歐姆.厘米絕緣強(qiáng)度 10.40千伏/毫米注比重由本所測試，其它各項均系上海市塑料研究所測試。
根據(jù)上述，配方Ⅱ的電性能雖好，但韌性較差，且試件和制品具有一定的異味(類似魚腥味)，必須放置一段時間后才能消失，為了克服這些缺陷，進(jìn)一步提高制品的性能，在配方Ⅱ的基礎(chǔ)上，摻入一部分酸性酚醛樹脂，加以改性。
(2)酸性酚醛樹脂添加量的選擇分別以添加酸性酚醛樹脂0份、10份、20份、30份作對照試驗。
試驗結(jié)果表明，隨著酸性酚醛樹脂添加量的增加，靜曲強(qiáng)度逐漸上升。添加量為20份時，靜曲強(qiáng)度上升最高，并且制品無異味。其它質(zhì)量指標(biāo)也有明顯提高，故選定20份為宜。
(3)配方的確定根據(jù)填料與酸性酚醛樹脂添加量的選擇，生產(chǎn)配方確定如下粉狀蛋白質(zhì)樹脂 50酸性酚醛樹脂 20木粉 25六次甲基四胺 2硬脂酸鋇 2氧化鋅 1顏料 適量
2、塑料粉的制造方法將生產(chǎn)配方的配料在球磨機(jī)(圖7)中混合，再經(jīng)雙輥筒煉塑機(jī)(圖8)加熱混煉。蛋白質(zhì)樹脂受熱后與填料等粉料充分混勻，并使樹脂進(jìn)一步縮合，要求既有流動性，又縮短相互的固化時間，必須掌握混煉的溫度和時間(85±5℃/3～5分鐘)輥壓后，經(jīng)球磨機(jī)(圖9)粉碎，過40目篩(圖10)，即得塑料粉，再將得到的各批塑料粉一起混勻后包裝。
§3 模壓成型1、模壓過程和操作方法蛋白質(zhì)塑料制品采用模壓成型加工，即將蛋白質(zhì)塑料粉放入塑模，置于熱壓機(jī)中(圖11)壓制成型。塑模按照制品的形狀與要求進(jìn)行設(shè)計。
模壓可分為加料、閉模、排氣、固化、脫模與模具清理等六道工序。
(1)加料在模具內(nèi)加入模壓制品所需重量的蛋白質(zhì)塑料粉為加料。加入模具中的塑料粉在型腔內(nèi)要堆放均勻，宜堆成中間稍高的形式，以避免造成制品局部疏松的現(xiàn)象以及便于操作過程中空氣的排出。
(2)閉模加完料就進(jìn)行閉模，當(dāng)陽模未觸及蛋白質(zhì)塑料前，應(yīng)盡量使速度加快，借以縮短模壓周期，陽模觸及蛋白質(zhì)塑料后，速度即進(jìn)行性放慢，以便模內(nèi)的氣體排出和避免料的溢出?？偟脑瓌t是不使陰陽模在閉合中途形成不恰當(dāng)?shù)母邏骸?br>(3)排氣在模具閉合后，需慢慢稍微降壓，將塑模松動少許時間，以便排出其中的氣體，這一操作即為排氣。排氣不但可以縮短固化時間，而且有利于制品性能和表現(xiàn)質(zhì)量的提高。通常排氣次數(shù)和時間按物料厚度而定，制品厚度在5毫米左右，一般需要排氣一至二次，每次時間幾秒至幾十秒。
(4)固化蛋白質(zhì)塑料屬熱固性，需在規(guī)定的模塑溫度下保持一段時間進(jìn)行固化，以待其性能達(dá)到最佳為度。蛋白質(zhì)塑料固化時間主要決定于制品厚度。例如試驗用配方Ⅱ測得長條試件厚度(毫米) 固化時間(分鐘) 靜曲強(qiáng)度(公斤/厘米2)10 6 12010 15～20 220(5)脫模固化完畢后使制品與塑模分開的操作為脫模。如制品太厚，在脫模前最好緩慢冷卻(壓力不變)，以免突然冷卻使制品翹曲。
(6)塑模的清理脫模后，需將模具內(nèi)清洗干凈，以便再用。
2、模壓工藝條件試驗取得模壓條件如下
(1)標(biāo)準(zhǔn)試件壓制條件試件名稱 模具溫度 單位壓力 保持時間(℃) (公斤/厘米2) (分鐘)長條 120±5 300 20園片 110±5 300 10(2)制品壓制條件模具溫度 單位壓力 保持時間(℃) (公斤/厘米2) (分鐘/毫米厚)130±5 ＞250 1.5～2三、剩余活性污泥蛋白質(zhì)塑料的性能和用途§1 質(zhì)量指標(biāo)剩余活性污泥蛋白質(zhì)塑料質(zhì)量指標(biāo)(表1)
剩余活性污泥蛋白質(zhì)塑料，除靜曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度外，其它均達(dá)到或超過GB1404-78標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的電氣D型酚醛塑料粉的技術(shù)指標(biāo)，且制品無異味。
§2 用途剩余活性污泥蛋白質(zhì)塑料根據(jù)其材性，能模壓成低壓電氣元件，亦可作為畫鏡線、
腳線、內(nèi)隔墻板的壓條、窗簾箱等室內(nèi)裝飾的模壓材料。用途較為廣泛。試驗中制成的電氣化元件，經(jīng)“群體工房水位自動控制箱”內(nèi)應(yīng)用，效果良好。
四、經(jīng)濟(jì)效果分析將用剩余活性污泥蛋白質(zhì)塑料的方法與上海石化總廠滌綸廠剩余活性污泥焚燒的方法(焚燒裝置從日本引進(jìn))進(jìn)行比較。列表2。
表2表明，焚燒處理需要配備一套濃縮、脫水、焚燒和除臭的裝置，既要消耗一定數(shù)量的燃料和動力，又一無所得，焚燒后的灰渣尚需處理。而剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料，設(shè)備投資少，有產(chǎn)品產(chǎn)值，處理徹底，不再產(chǎn)生廢渣。此外，剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料的原材料費(fèi)為1200元/噸。僅是低檔酚醛塑料的45%左右。
據(jù)1980年不完全統(tǒng)計，就上海煉油廠、高橋化工廠、楊浦煤氣廠、吳涇化工廠、上海第二印柒廠和上海第三印柒廠等，每天剩余活性污泥為2.6噸，可生產(chǎn)蛋白質(zhì)塑料粉5.2噸，若用此塑料粉生產(chǎn)寬3.3厘米、厚0.5厘米的畫鏡線約22000米，折算原材料費(fèi)為0.28元/米，聚氯乙烯硬質(zhì)塑料畫鏡線原材料費(fèi)為0.40元/米，銷售價0.72元/米;木質(zhì)畫鏡線銷售價為0.53元/米?？梢?，用剩余活性污泥蛋白質(zhì)塑料生產(chǎn)畫鏡線等建筑裝璜材料，既可“以塑代木”，又可治理三廢，具有明顯的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
剩余活性污泥兩種處理方法的經(jīng)濟(jì)效果分析 表2處理方法
＊ 分別從日本東麗紡織公司與三井造船公司引進(jìn)的工藝與設(shè)備。
〔注〕此欄所列數(shù)據(jù)，1979年上海石化總廠滌綸廠提供。
結(jié)語1、通過試驗，形成生產(chǎn)工藝與設(shè)備，原材料、產(chǎn)品質(zhì)量等一套技術(shù)資料、試驗設(shè)備均為生產(chǎn)設(shè)備，故可運(yùn)用試驗結(jié)果，予以推廣應(yīng)用。
2、本成果的應(yīng)用，可與活性污泥凈化廢水的每一套裝置配套進(jìn)行;也可以將數(shù)套活性污泥凈化廢水的裝置所排放的剩余活性污泥集中處理，應(yīng)用比較靈活。
3、設(shè)備簡單，投資少，上馬容易。
4、本成果是繼我們“用剩余活性污泥制生化纖維板與生化膠粘劑”之后的又一科研成果，使綜合利用剩余活性污泥系列性研究又前進(jìn)了一步，取得的成果與當(dāng)前國內(nèi)外對工業(yè)剩余活性污泥普遍采用的處理方法比較起來，具有變廢為寶、創(chuàng)造財富、處理徹底的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.脫水后的剩余活性污泥制蛋白質(zhì)樹脂加工成粉狀塑料，模壓成型，其特征在于a.脫水后的剩余活性污泥的含水率、有機(jī)物含量、蛋白質(zhì)含量；B.蛋白質(zhì)樹脂的調(diào)制是在堿性催化劑反應(yīng)條件下進(jìn)行的；c.經(jīng)干燥后，塊狀蛋白質(zhì)樹脂的含水率；d.制造塑料粉的配方及混煉溫度與時間；e.制品壓制溫度與時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1、a所述條件，其特征是脫水后的剩余活性污泥的含水率85%左右，有機(jī)物含量70%以上，蛋白質(zhì)含量30%以上(凱氏定氮法)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、b所述條件，其特征是將87份剩余活性污泥、9份甲醛(工業(yè)級)分別投入反應(yīng)釜(圖1)，進(jìn)行攪拌(攪拌器轉(zhuǎn)速約100轉(zhuǎn)/分)，再加入4份氨水(工業(yè)級)，調(diào)節(jié)PH值至8，通蒸汽升溫至50℃左右時，停止加熱，反應(yīng)溫度會繼續(xù)上升至55℃～60℃，控制在60℃以下，維持?jǐn)嚢璺磻?yīng)120分鐘后出料。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、c所述條件，其特征是經(jīng)干燥后塊狀蛋白質(zhì)樹脂的含水率17%左右。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1、d所述條件，其特征是改性的生產(chǎn)配方 未改性的生產(chǎn)配方粉狀蛋白質(zhì)樹脂 50 70酸性酚醛樹脂 20 /木粉 25 25六次甲基四胺 2 2硬脂酸鋇 2 2氧化鋅 1 1顏料 適量 適量混煉溫度與時間 85±5℃/3～5分鐘
6.根據(jù)權(quán)利要求
1.e所述條件，其特征是模具溫度 單位壓力 保持時間(℃) (公斤/厘米2) (分鐘/毫米厚)130±5 ＞250 1.5～2
專利摘要
本發(fā)明用剩余活性污泥制蛋白質(zhì)塑料屬環(huán)境科學(xué)綜合利用技術(shù)領(lǐng)域：
，為剩余活性污泥的最終處置，提供了一條理想的途徑。
文檔編號C08H1/02GK85102687SQ85102687
公開日1986年10月1日 申請日期1985年4月3日
發(fā)明者劉錦春, 陸家熙 申請人:上海市房屋管理科學(xué)技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan