專利名稱：流化床用微生物固定化載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用微生物處理污水的污水處理裝置等中的流化床生物反應(yīng)器的流化床用微生物固定化載體。
利用生化反應(yīng)的污水處理裝置等的流化床生物反應(yīng)器是向投入處理槽內(nèi)的載體充氣，使其流動，將欲處理的污水中微生物固定在載體上的一種凈化污水裝置。
一般說來，這種污水處理裝置的流化床用微生物固定化載體，其性能應(yīng)滿足下列要求1、載體在處理槽內(nèi)能盡早地與水溶合，具有可均勻流動的優(yōu)秀可流動性；2、為容易附著微生物，載體是多孔質(zhì)；3、具有耐流動的強度、即具有優(yōu)越的耐摩性等。
為此，作為公知的微生物固定化載體，常用硅藻土等多孔無機物質(zhì)。因為這種載體的表觀密度為2.0/cm3左右比水重得多，為了使其流動必須用強旋轉(zhuǎn)力，由于使載體的能量增大，導(dǎo)致提高運轉(zhuǎn)費用。而且，硅藻土易摩損，在流動時互相摩擦損耗，不能長期維持原始形狀，耐久性也不好。
近年來開發(fā)出一種密度與水近似，使擔(dān)體流動能量小，具具有優(yōu)良耐久性的由合成樹脂制成的塑料載體，其使用量正在迅速地增加。
上述樹脂載體的制造一般是采用如滴液發(fā)泡法、燒結(jié)法等多種技術(shù)，擠壓發(fā)泡法等方法。但是利用滴液發(fā)泡法、燒結(jié)法等多孔技術(shù)制造微生物固定化載體，很難得到較高的生產(chǎn)效率，且由于受使用樹脂材料限制，不能選擇價格較低的材料、因此帶來增大生產(chǎn)成本的問題。
此外，用擠壓發(fā)泡法制造載體，雖然生產(chǎn)效率可以提高，但所述擔(dān)體制造的擠壓發(fā)泡技術(shù)尚在開發(fā)過程中，因此，由擠壓發(fā)泡法所得到的樹脂載體，其質(zhì)量不穩(wěn)定，例如出現(xiàn)諸如與水的溶合性及流動性等方面的問題。另一方面，近年來，伴隨著用舊塑料制品的廢棄處理對自然環(huán)境所造成的嚴(yán)重污染，已成了令人擔(dān)心的社會問題。而目前的現(xiàn)狀是，即使在流化床生物反應(yīng)器的技術(shù)領(lǐng)域也不例外，在廢棄處理時由于使用了大量的樹脂而加劇了對自然環(huán)境的惡劣影響。
本發(fā)明的目的在由于克服公知技術(shù)存在的問題，提供一種與水溶合性好，具有優(yōu)良的流動性和耐久性，其價格低廉的樹脂型流化床用微生物固定化載體。同時，對這種載體的廢棄處理也不會對自然環(huán)境有不良影響。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人對樹脂型流化床用微生物固定載體進行了周密地研究，了解到載體中的多孔(氣泡)結(jié)構(gòu)與提高水溶合性及流動性的因素有很大關(guān)系，并探明了能得到良好的水溶合性及流動性的特定的載體氣泡結(jié)構(gòu)。進而，以上述特定的氣泡結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，反復(fù)進行周密的實驗和研究，制造出能達到本發(fā)明目的的最適宜的擔(dān)體結(jié)構(gòu)。具體地說，本發(fā)明的流化床用微生物固定化載體是以聚烯烴樹脂作為主要萬分，由帶有連續(xù)氣泡的擠壓發(fā)泡體所構(gòu)成的，該連續(xù)氣泡由只少有二處通過發(fā)泡體表面的貫通氣泡和只有一處通過發(fā)泡體表面的半貫通氣泡所組成，且在擠壓發(fā)泡體的全容積中該連續(xù)氣泡占有的容積比例(連續(xù)氣泡溶積比例)調(diào)整為20-70％，同時在該連續(xù)氣泡的溶積中所述貫通氣泡的容積比例(貫通氣泡容積比例)調(diào)整在20％以上。
上述本發(fā)明的載體，因為在多數(shù)的貫通氣泡內(nèi)水能順利地浸透，所以水溶合性優(yōu)良，在早期即能得到良好的流動性。因此，在利用微生物處理污水的污水處理裝置中采用流化床生物反應(yīng)器時，能謀求早期的微生物的固定化、能提高污水處理的處理效率。
另外，由于本發(fā)明的載體是由合成樹脂的擠壓發(fā)泡體構(gòu)成的，即能用擠壓成型來制造，通過提高產(chǎn)量可降低生產(chǎn)成本。而且，由于本發(fā)明的載體是以聚烯烴作為主要成分，其耐摩性優(yōu)秀，能具有很強的耐久性，與聚氯乙烯型樹脂的產(chǎn)品相比，容易進行廢棄處理，在廢棄處理時，對自然環(huán)境的不良影響也少。
下面對附圖作簡單說明。


圖1為本發(fā)明的筒狀的流化床微生物固定化載體的側(cè)視圖。
圖2A為沿圖1A-A面的剖面圖，圖2B為沿圖1B-B面的剖面圖。
圖3為圖2A中用點劃線所圍部分的放大部分的剖面圖。
圖4A及圖4B為本發(fā)明的園柱形的流化床用微生物固定化載體的圖，其中圖4A為其正面剖面圖，圖4B為其側(cè)面剖面圖。
圖5為用于制造本發(fā)明的固定化載體的制造裝置的略圖。
下面對附圖符號作說明。
1-載體，1a-擠壓發(fā)泡體，2-氣泡，3-連續(xù)氣泡，3a-貫通氣泡，3b-半貫通氣泡，11-擠壓機，12-冷卻水槽，13-造粒機，D1、D2-外徑；T1-壁厚，L1、L2-長度。
下面詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)成。
本發(fā)明的載體是以聚烯烴樹脂作為主要成分，由帶有連續(xù)氣泡的擠壓發(fā)泡體所構(gòu)成的。
載體的主要成分聚烯烴樹脂具有本發(fā)明所需的必要條件，即適于擠壓成型，易進行廢棄處理，且價廉等特點。同時，在本發(fā)明中為了得到確實的效果，使用聚烯烴樹脂中的聚丙烯樹脂更為理想。
在本發(fā)明中，對于載體的形狀沒有特殊的限定、例如管形等中空形的、也可以制成圓柱形，橢圓柱形、半圓柱形、方柱形、板形、圓弧板形等實心粒狀的、特別如圖1及圖示2A、2B所示的中空的管形，及圖4A、4B所示的實心的圓柱形的粒狀是理想的形狀。同時，管形的載體(1)和圓柱形的載體(1)，根據(jù)不同的用途，也可以適當(dāng)分別使用。例如管形的載體(1)，由于在管孔內(nèi)容易附著厭氧性的微生物，管孔表面容易附著好氧性的微生物，所以在共同利用厭氧性及好氧性的微生物時，使用管形的載體較好。而對于圓柱形等實心粒狀的載體，由于厭氧性的微生物難附著，好氧性的微生物易附著在外表面，所以主要用于利用好氧性的微生物場合使用實心粒狀的載體(1)。
本發(fā)明的載體(1)是如后面將詳述的用擠壓發(fā)泡法制成的擠壓發(fā)泡體(1a)構(gòu)成。在該發(fā)泡體(1a)中所含有氣泡(2)、(3)，如圖形及圖4A、4B所示，可分為周圍完全被氣泡壁所包圍的獨立氣泡(2)和有一處以上通過發(fā)泡體(1a)的表面，向外部開放的連續(xù)氣泡(3)，并且，連續(xù)氣泡(3)又可區(qū)分為有二處以上通過發(fā)泡體表面的貫通氣泡(3a)和只有一處通過表面的半貫通氣泡(3b)。
本發(fā)明的載體(1)含有大量的連續(xù)氣泡(3)。具體地說，在擠壓發(fā)泡體的全部容積中的連續(xù)氣泡(3)與有的容積的比例(連續(xù)氣泡容積比例)應(yīng)調(diào)整為20-70％，理想的情況其下限值應(yīng)在40％以上，上限值應(yīng)在60％以下進行調(diào)整。即當(dāng)連續(xù)氣泡容積比例(多孔率)過低時，在投入污水處理裝置的處理槽內(nèi)后，載體(1)內(nèi)水分不能充分滲透，不能得到良好的流動性，因為擔(dān)心會出現(xiàn)微生物的附著效率下降，所以是不理想的。反之，若連續(xù)氣泡容積比例過高，因載體強度下降，也因為不能得到充分的耐久性而不合意。本發(fā)明中，在連續(xù)氣泡(3)的容積中的貫通氣泡(3a)的比例(貫通氣泡容積比例)應(yīng)調(diào)整到為20％以上，理想的情況為30％以上。即因為貫通氣泡(3a)與半貫通氣泡(3b)相比，水的滲透性好，所以上述貫通氣泡容積比例過低的場合，投入污水時，由于與水的溶合性差，很難得到早期良好的流動性。另外，不管貫通氣泡容積比例多高，對載體而言沒有不利的，但是利用擠壓發(fā)泡法高質(zhì)量制造有80％以上的貫通氣泡容積比例的發(fā)泡體(1a)是非常困難的。
在本發(fā)明中，除連續(xù)氣泡(3)的容積外，擠壓發(fā)泡體(1a)密度(表觀密度)也是決定載體(1)的流動性的一種要素。即，在表觀密度過低場合，投入處理槽的污水內(nèi)，擔(dān)體在上層懸浮，既使強烈地給予旋轉(zhuǎn)回流，恐怕也難于達到均勻地流動。相反，在表現(xiàn)密度過大時，為使均勻地流動，必須給予強烈旋轉(zhuǎn)回流，此外，旋轉(zhuǎn)一停止，由于擔(dān)體沉降到處理槽的底部，所以恐怕難于回收載體。
除上述表觀密度外，在本發(fā)明中，載體形狀及體積等因素也多少能影響載體(1)的流動性好壞。即，如圖1及圖2A、2B所示管狀的載體(1)與如圖4A、4B所示的圓柱形的實心粒狀載體(1)相比，前者對流動時的阻力大，而體積大的載體(1)與體積小的載體比，體積大的流動時的阻力大。這樣，對管狀具有大體積載體(1)，因為流動阻力大，為確保良好的分散性、設(shè)定表觀密度小的載體好。而對實心粒狀具有小體積的載體(1)，因為流動阻力小，為確保良好的分散性，與上述相反，應(yīng)設(shè)定表觀密度大的載體。
按載體的形狀及體積考慮，具體的說，對如圖1及圖2A、2B所示的管狀載體，且除連續(xù)氣泡(3)的容積外的體積(表觀體積)為2.0×10-3-5.0cm3，對比較大的管狀載體的場合，調(diào)整表觀密度為0.90-1.40g/cm3，較理想的情況，調(diào)整下限值為0.94g/cm3以上，上限值為0.98g/cm3以下。同時，在該場合，作為參考，以含載體(1)的全部氣泡體積作為基準(zhǔn)的密度(松密度)調(diào)整到0.30-0.70g/cm3。
另外，對如圖4A、4B所示的圓柱等實心粒狀的擔(dān)體，表觀體積為5.0×10-4-4.0×10-2cm3，在比較小載體(1)的場合，較好的情況調(diào)整表觀密度為1.10-1.80g/cm3，比較理想的情況調(diào)整為1.20g/cm3以上，上限值為1.70g/cm3以下。同時，在該場合下，載體(1)的松密度調(diào)整為0.40-0.80g/cm3。
不過在本發(fā)明，對載體(1)的形狀及體積沒有特殊的限定，表觀密度的適宜范圍包含上述全部范圍，即設(shè)定為0.90-1.80g/cm3。
在本發(fā)明，載體(1)構(gòu)成管狀的場合，如圖2B所示那樣，設(shè)定外徑(D1)為2-20mm，理想的外徑(D1)為4mm以上，10mm以下。當(dāng)外徑(D1)過小時，由擠壓成型難于制成本發(fā)明特有的氣泡結(jié)構(gòu)的發(fā)泡體(1a)，但相反，當(dāng)外徑(D1)過大時，對水的阻力變大，恐怕難于得到良好的流動性。
更進一步，載體(1)的壁厚(T1)，相對擔(dān)體(1)的外徑(D1)設(shè)定為4-40％的厚度，理想的情況為5％以上，30％以下。即外徑(D1)過小，用擠壓成型難于制造有本發(fā)明特有的氣泡結(jié)構(gòu)的發(fā)泡體。同時相反，外徑(D1)過大，對水的阻力變大，恐怕也難于得到良好的流動性。
另外，在擠壓成型中一般外徑(D1)大的載體擠壓速度慢。另一方面，當(dāng)形成本發(fā)明特有的氣泡結(jié)構(gòu)時，擠壓速度過快，在成型體表面形成厚皮層，難于形成所期望的貫通氣泡，與擠壓速度快的場合相比還是擠壓速度慢的場合，即與外徑小的相比還是外徑大的載體更能形成壁厚(T1)較薄的載體。因此，在本發(fā)明中，上述壁厚(T1)與外徑(D1)有一特定關(guān)系時是最適應(yīng)的。用具體的數(shù)量表示在特定的場合，設(shè)定壁厚(T1)為0.2-2.0cm，特別是設(shè)定下限值為0.3mm，上限值為1.5mm以下時較好。
此外，擔(dān)體(1)的長度(L1)與外徑(D1)相比設(shè)定為50-200％，理想的長度設(shè)定為100％以上，150％以下。即該長度過長時，對水的阻力大，恐怕不能得到良好的流動性，但切短了會在成型體中產(chǎn)生破碎，恐怕也難于得到質(zhì)量優(yōu)良的成型品。載體(1)的長度(L1)用具體的數(shù)值表示為1-40mm，理想為4cm以上，20cm以下。
在本發(fā)明中，載體(1)形成圓柱狀的場合、如圖4B所示，外徑(D2)為0.8-3.0mm，理想的外徑設(shè)定在1.0mm以上，2.0mm以下。即，外徑(D2)過小，用擠壓成型難于形成本發(fā)明特有的氣泡結(jié)構(gòu)的發(fā)泡體是，但相反，外徑(D2)過大，對水阻力變大，也難得到良好的流動性。
關(guān)于載體(1)的長度(L2)，為外徑的30-300％，理想的情況設(shè)定為50％以上，200％以下。即該長度過長時，對水的阻力變大，很難得到良好的流動性，但切短了，會在成型體中產(chǎn)生破碎，恐怕也難得到質(zhì)量優(yōu)良的成型品。載體(1)的長度(L2)，用具體的數(shù)值表示為0.24-90mm，理想的情況調(diào)整為0.4mm以上，4.0mm以下。
上述結(jié)構(gòu)的擔(dān)體(1)可以用下述方法來制造。
首先，作為載體成型用的樹脂組成物，在其主要成分，聚烯烴樹脂中配合無機填料，發(fā)泡溫度不同的二種發(fā)泡劑，必要時還用助劑，適當(dāng)?shù)奶砑觿?br> 在上述樹脂組成物中配合的無機填料沒有特別限定為某些物質(zhì)，什么樣的材料都可使用，只要價格低廉，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的材質(zhì)均可。具體的如，碳酸鈣、硫酸鋇、沸石、氧化鈦、鈦酸鉀、氫氧化鋁等物質(zhì)都可使用，當(dāng)然上述二種以上的物質(zhì)也可以合用。
上述無機填料的添加量對主要成分聚烯烴型樹脂肪100重量份可設(shè)定為5-400重量份。具體的，對圖1及圖2A、2B所示的管狀的載體(1)制作時，無機填料的添加量可設(shè)定為5-50重量份，理想的情況可設(shè)定在下限值為8重量份以上，上限值為20重量份以下。對圖4A、4B所示的粒狀擔(dān)體(1)制作時，無機填料的添加量可設(shè)定為5-400重量份，理想的情況設(shè)定為在下限值為10重份以上，上限值為200重份以下。即當(dāng)超出上述規(guī)定范圍，很難得到與水相近似的表觀密度，恐怕會產(chǎn)生流動性等不合適的情況。
在本發(fā)明，于主要成分聚烯烴型樹脂中添加無機填料添加物的熔融的密度(材料密度)可調(diào)整為0.90-2.20g/cm3。具體的對制作管狀載體(1)時，可調(diào)整為0.90-1.20g/cm3，理想的下限值為0.95g/cm3以上，上限值為1.00g/cm3以下。對制作粒狀的載體(1)時，可調(diào)整為1.10-2.20g/cm3，理想的下限值為1.20g/cm3以上，上限值為2.00g/cm3以下。即該材料密度過低時，不管用多少發(fā)泡劑進行調(diào)整，恐怕很難得到為取得良好的流動性所需要的表觀密度，相反當(dāng)材料密度過高時，為了得到適應(yīng)的表觀密度，擠壓成型時必須過度地促進發(fā)泡，恐怕也很難能穩(wěn)定地進行擠壓成型。
作為上述樹脂組成物中添加的二種發(fā)泡劑，使用發(fā)泡(分解)溫度不同的發(fā)泡劑。上述二種發(fā)泡劑中發(fā)泡溫度低的發(fā)泡劑(低溫分解型發(fā)泡劑)可使用二亞硝基五甲撐四胺(DPT)，發(fā)泡溫度高的發(fā)泡劑(高溫分解成型發(fā)泡劑)，可使用偶氮甲酰胺(ADCA)。
其中DPT的添加量可為載體組成物重量的0.15％以上，0.40％以下，理想的添加量為0.20％以上，0.30％以下。即，DPT的含有量過多時，不能穩(wěn)定地進行擠壓成型，難于得到本發(fā)明特有的氣泡結(jié)構(gòu)載體，但相反，DPT的含有量過少時，又難于得到與水近似的表觀密度，恐怕會產(chǎn)生對流動性不合適的狀況。
對DPT的粒子徑(平均粒子徑，以下同)可使用10μm以下的微粉，理想的為9μm以下的微粉。即當(dāng)用粒子徑過大的DPT微粉時，不能穩(wěn)定地進行擠壓成型，難于得到的期望的載體。但粒子徑過小，不會產(chǎn)生特別不利的現(xiàn)象。
ADCA的添加量為載體用的樹脂組成物重量的0.15％以上，1.50％以下，理想的添加量為0.2％以上，0.31％以下。在ADCA的含有量過多時，不能穩(wěn)定地進行擠壓成型，難于得到所期望的擔(dān)體，但如相反，含有量過少時，也難于得到所定的表觀密度，可能發(fā)生流動性不良的狀況。
ADCA的粒子經(jīng)可使用3μm以上16μm以下的微粉，理想的粒子徑下限為3μm以上，上限為11μm以下。即當(dāng)用粒子徑過大的ADCA微粉時，連續(xù)氣泡容積的比例將增加，而貫通氣泡容積的比例將下降，將難于得到所期望的載體。但如相反粒子徑過小時，難于形成連續(xù)氣泡，使獨立氣泡的比例變大，也難于得到所期望的載體。
在本發(fā)明的載體用樹脂組成物中為了控制發(fā)泡劑的發(fā)泡溫度，可添加助劑。作為助劑，最好使用尿素。
尿素的添加量可調(diào)整為樹脂組成重量的0.15％以上，0.40％以下，較理想的添加量，其上限值可為0.31％以下。當(dāng)尿素的添加量超出上述規(guī)定的范圍時，連續(xù)氣泡容積的比例降低，難于得到良好的流動性。
更進一步，在必要時，可在載體的樹脂組成物中添加適當(dāng)?shù)奶砑觿?br> 將上述方法法配合而成的樹脂組成的，用普通的擠壓機進行擠壓成型，可得到本發(fā)明的載體。
在擠壓成形中，樹脂組成物在鋼瓶內(nèi)由螺旋漿熔融混合，然后使之升溫，漸漸地進行發(fā)泡劑的分解反應(yīng)，從模具擠壓后進行膨脹，在成型體內(nèi)形成氣泡。這種場合，在本發(fā)明DPT等低溫分解型發(fā)泡劑和ADCA等高溫分解型發(fā)泡劑之間發(fā)生交錯的分解發(fā)泡期，首先低溫分解型發(fā)泡劑發(fā)泡，接著高溫分解型發(fā)泡劑發(fā)泡。就是該高溫分解型發(fā)泡劑從擠壓機的鋼筒或模具脫出，受外部熱不斷地被加熱，達到活化狀態(tài)。而且在發(fā)泡時，由于又受到低溫分解型發(fā)泡劑發(fā)泡時產(chǎn)生的熱(內(nèi)部熱)的作用，導(dǎo)致急激地發(fā)泡，形成大量的所期望的連續(xù)氣泡。這樣，由于二種發(fā)泡劑的協(xié)力效果，能形成本發(fā)明特有的氣泡結(jié)構(gòu)的載體。
對于上述擠壓成型的條件沒有特別的限定，可根據(jù)成型加工中的狀況進行適當(dāng)設(shè)定，例如，將鋼筒溫度可設(shè)定為180-250℃，模具溫度可設(shè)定為200-250℃。
另外，在這種成型法，由于利用低溫分解型發(fā)泡劑發(fā)泡時產(chǎn)生的熱，將促進高溫分解型發(fā)泡的發(fā)泡作用，所以作為低溫分解型發(fā)泡劑，可使用發(fā)泡時產(chǎn)生熱量多的發(fā)泡劑更有利。具體的，可使用發(fā)泡時的發(fā)熱量(分解熱量)為80kcal/mol以上的發(fā)泡劑，特別是可使用150kcal/mol以上的發(fā)泡劑將更有利。作為低溫分解成型發(fā)泡劑，上述使用的DPT(MW＝186)的分解熱量為155kcal/mol(833.3cal/g)，是乎合上述關(guān)于熱量的規(guī)定。
作為參考，上述使用的高溫分解型發(fā)泡劑ADCA(MW＝166)的分解熱量為10kcal/mol(86.2cal/g)。
下面將詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施例及為證實本發(fā)明的效果的比較例。實施例1表1
如表1所示，對于每100份重量的聚丙烯(PP)樹脂，添加無機填料碳酸鈣10重量份，高溫分解型發(fā)泡劑粒子徑為3μm的ADCA，按樹脂組合物重量的0.15％，低溫分解型發(fā)泡劑粒子徑1μm的DPT按樹脂組合物重量的0.15％，助劑尿素按樹脂組合物重量的0.15％添加配制成載體用樹脂組合物。載體制造裝置如圖5所示，由口徑40mmL/D＝32的全刮板螺旋漿型單軸式擠壓機(11)、為冷卻由該擠壓機所發(fā)泡成型的擠壓發(fā)泡體(1a)的冷卻水槽(12)及分割由冷即水槽(12)冷卻的發(fā)泡體溫表(1a)制成顆粒的造粒機(13)所構(gòu)成。
利用上述載體制造裝置，加工上述的樹脂組合物，得到徑外4mm、壁厚0.5mm，長度4mm的管狀的擠壓發(fā)泡體(1a)，即本發(fā)明的樹脂型載體。
上述擠壓條件以螺旋漿轉(zhuǎn)速度30r.pm，鋼筒溫度200-250℃，模具溫度250℃為基準(zhǔn)，可根據(jù)成型體的狀態(tài)變化進行適當(dāng)?shù)淖兏?br> 物性測定對所得到的載體，按以下方法測定了其材料密度(g/cm3)，表觀密度(g/cm3)、表觀體積(cm3)，連續(xù)氣泡容積比例(％)，貫通氣泡容積比例(％)。
(1)材料密度將由PP樹脂和無機填料配合的組成物由實驗用塑料粉碎機混均后，壓縮成型，制成100mm方形板，由其重量和厚度求密度。
(2)表觀密度用氣體置換式密度計進行測定。因此，該密度相當(dāng)于排除連續(xù)氣泡的容積的發(fā)泡體的密度。
(3)表觀體積以上述表觀密度和重量為基準(zhǔn)進行測定。因此，該體積相當(dāng)于排除連續(xù)氣泡容積載體的體積。
(4)連續(xù)氣泡容積比例(多孔率)利用電子顯微鏡進行觀察，測定每單位面積的貫通氣泡的大小，求出容積，再由該容積求出連續(xù)氣泡容積比例。
(5)貫通氣泡容積比例，利用電子顯微鏡進行觀察，測定每單位面積的貫通氣泡的大小，求出容積，由該容積和上述連續(xù)氣泡的容積求出貫通氣泡容積比例。
實施例2-9按上表1所示的配合比例的樹脂組成物分別按上述同樣方法成型，分別得到由擠出發(fā)泡體制的載體，對各載體按上述同樣的方法測定其物性。實施例10表2
如表2所示，所制的載體的壁厚按1.5mm(相對外徑為37.5％)加厚成型，按上述同樣的方法測定其物性。
實施例11所制的載體的壁厚按1.5mm(相對外徑為4.5％)減薄成型，按上述同樣的方法測定其物性。
實施例12無機填料的添加量為70重量份，表觀密度成1.20g/cm3稍變大制作載體，按上述同樣的方法測定物性。
實施例13將以如表2所示的配合比例配制的樹脂組合物，按上述相同的方法分別成型，制造表觀密度大一些，表觀體積小一些的表形的載體。
實施例14將以表2所示的配合比例制的樹脂組合物，按上述相同的方法分別成型，制造表觀密度小一些，表觀體積大一些的管狀載體。
實施例15、16將以表2所示的配合比例配制的樹脂組合物，按上述相同的方法分別成型，得到外徑1mm，長度1mm的實心圓柱形的載體，按上述相同的方法測定其物性。
實施例17將以表2所示的配合比例配制的樹脂組合物，按上述相同的方法分別成型，制造表觀密度大一些，表觀體積小一些的管狀載體。
實施例18將以表2所示的配合比例配制的樹脂組合物，按上述相同的方法分別成型，制造表觀密度小一些，表觀體積大一些的管形載體。比較例1-9表3
將以表3所示的配合比例配成的樹脂組合物，按上述同樣的方法分別成型，分別得到由擠壓發(fā)泡體構(gòu)成的載體，對各載體，按上述同樣的方法測定其物性。但這樣所得到的各載體任何一個的貫通氣泡容積比例均不到20％，為貫通氣泡容積比例低的載體。
評價對由上述方法所得到的各各載體進行下述評價。
(1)成型性。
由上述的擠壓機(11)得到高質(zhì)量的發(fā)泡成型體的場合評價為
，得到所定質(zhì)量的發(fā)泡成型體的場合評價為[△]，在即使改變擠壓條件仍得不到所定質(zhì)量的發(fā)泡成型體的場合評價為[×]。
(2)流動性在直徑20cm，高40cm的水槽內(nèi)加入5立升水和0.5立升體，從水槽的底部按每分鐘3立升的比例，充入空氣，在一周期間內(nèi)均勻流動的場合評價為
，與此相比雖流動性不好，但作為污水處理能達到實用程度的流動的場合評價為[△]，對不流動或者不均勻流動的場合評價為[×]。
按上述評價方法對實施例和比較例的載體進行評價，其結(jié)果分別列于表1、2和3中。
由上述的評價可以理解到，本發(fā)明實施例的載體具有優(yōu)越的流動性和成型性。特別是貫通氣泡容積比例在50％以上的實施例3、4的載體，投入水槽后，較早地均勻流動。如實施例7-9所示，發(fā)泡體的粒子徑有小，有大，雖然成型生差一些，但能夠得到所定的流動性，更進一步，如實例列10所示，載壁厚變厚的載體，雖然流動性差一些，但仍能夠?qū)嶋H利用。如實施例11所示，壁厚變薄的載體，雖然成型性差一些，但能得到良好的流動性。另外，如實施例13、14、17、18所示，表觀密度，表觀體積有大一些和小一些的載體，雖然性能上差一些，但仍有實用性。
與此相比，比較例中貫通氣泡容積比例不滿20的載體，投入水槽后，即使經(jīng)過一周時間，但仍然不能均勻地流動，與水溶合性不好，來得到良好的流動性。
綜上所述，若利用本發(fā)明的流化床微生物固定化載體，則能連續(xù)氣泡容積比例調(diào)整為20-70％，并使連續(xù)氣泡中的貫通氣泡容積比例調(diào)整到20％以上，水順利地浸入多數(shù)的貫通氣泡內(nèi)，水溶合性優(yōu)秀，能得到良好的流動性。同時，因為本發(fā)明的載體是由合成樹脂的擠壓發(fā)泡體構(gòu)成的，可采用高產(chǎn)的擠壓成型法廉價地制造。而且又因為用聚烯烴樹脂用主要成分，所以耐摩損性優(yōu)秀，能得到充分好的耐久性。同時，廢棄處理無障礙而進行，能收到減少廢棄處理時對自然環(huán)境有不良影響的效果。
此外，本發(fā)明是有特定的物性和形狀的載體，能確實得到較上述更有利的效果。
權(quán)利要求
1.一種流化床和微生物固定化載體，是以聚烯烴樹脂作為主要萬分，由帶有連續(xù)氣泡的擠壓發(fā)泡體所構(gòu)成的，其特征在于，該連續(xù)氣泡由只少有二處通過發(fā)泡體表面的貫通氣泡和只有一處通過發(fā)泡體表面的半貫通氣泡所組成，且在擠壓發(fā)泡體的全容積中該連續(xù)氣泡占有的容積比例(連續(xù)氣泡溶積比例)調(diào)整為20-70％，同時在該連續(xù)氣泡的溶積中所述貫通氣泡的容積比例(貫通氣泡容積比例)調(diào)整在20％以上。
2.按照權(quán)利要求1所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于排除連續(xù)氣泡容積的擠壓發(fā)泡體的密度(表觀密度)調(diào)整為0.90-1.80g/cm3。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于對形成筒狀的載體，其表觀密度調(diào)整為0.90-1.40g/cm3。
4.按照權(quán)利要求3所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于對形成筒狀的載體，其外經(jīng)調(diào)整為2-20mm。壁厚調(diào)整為相對外經(jīng)的5-30％厚度。
5.按照權(quán)利要求4所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于對形成筒狀的載體，其排除連續(xù)氣泡容積的體積(表觀體積)調(diào)整為2.9×10-3-5.0cm3。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于對形成實心粒狀的載體，其表觀密度調(diào)整為1.10-1.80g/cm3。
7.按照權(quán)利要求6所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于對形成實心粒狀的載體，其表觀體積調(diào)整為5.0×10-4-4.0×10-2cm3。
8.按照權(quán)利要求6所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于形成實心粒狀的載體為園柱形擔(dān)載。
9.按照權(quán)利要求7所述的流化床用微生物固定化載體，其特征在于形成實心粒狀的載體為園柱形載體。
全文摘要
一種流化床用微生固定化載體是以聚烯烴樹脂為主要成分、由帶連續(xù)氣泡的擠壓發(fā)本所構(gòu)成,所述連續(xù)氣泡由只少有二處通過發(fā)泡體表面的貫通氣泡和只有一處通過發(fā)泡體表面的半貫通氣泡所組成。在擠壓發(fā)泡體中連續(xù)發(fā)泡體的容積比例調(diào)整為20—70%,而連續(xù)氣泡中貫通氣泡的容積比例調(diào)整為20%上。該擔(dān)體水溶合優(yōu)良、有良好的流動性,且價格低廉,耐久性好,尤其在廢棄處理時也不會對自然環(huán)境造成不良影響。
文檔編號C02F3/34GK1188150SQ97120329
公開日1998年7月22日 申請日期1997年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月8日
發(fā)明者熊谷信也, 田中和泰 申請人:筒中塑料工業(yè)股份公司