【摘要】：目前,國內(nèi)外的污水處理廠的處理工藝均以活性污泥法作為主導(dǎo),該工藝中微生物的活性可能會隨著溫度和pH值波動而變化,導(dǎo)致系統(tǒng)部分時間出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。采用包埋目標(biāo)微生物技術(shù)能夠有效的解決以上問題,其制取條件簡單,對細(xì)胞的完整性和活性危害小,滲透性更好,可以為微生物提供更好的物質(zhì)代謝通道,但如何制備出一種微生物包埋載體材料仍是一大技術(shù)難題。該載體材料應(yīng)具有將目標(biāo)微生物在溫和、無毒和生物相容性好的條件下固定其中,微生物代謝物質(zhì)能通過載體材料微孔與環(huán)境發(fā)生傳遞和交換,實(shí)現(xiàn)微生物的新陳代謝。本論文以海藻酸鈣微膠囊為基礎(chǔ),通過在其囊壁外增加一層具有溫度和pH響應(yīng)的微凝膠層,形成具有溫度和pH智能響應(yīng)的海藻酸鈣微膠囊,并通過微膠囊的表征實(shí)驗(yàn)、單因素實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)散性實(shí)驗(yàn),來進(jìn)行海藻酸鈣微膠囊的制取工藝流程和相關(guān)性質(zhì)的研究,得到以下結(jié)論:(1)在制取NaCS-PDMDAAC(纖維素硫酸鈉-聚二甲基二烯丙基氯化銨)微膠囊過程中,其成分纖維素硫酸鈉的制備條件較為復(fù)雜,取代度、粘結(jié)度不易控制。(2)智能雙響應(yīng)海藻酸鈣微膠囊主要組成部分是內(nèi)部的海藻酸鈣微膠囊和外部的pH和溫度響應(yīng)的微凝膠層。內(nèi)部組成成分是海藻酸鈉(SA)和氯化鈣(CaC12),外部組成成分是丙烯酸(AAC)、異丙基丙烯酰胺(NIPAM)、N,N亞甲基雙丙烯酰銨(BIS)、過硫酸銨(APS)、四甲基乙二胺(TEMEDA)、亞硫酸氫鈉(SBS)。單因素實(shí)驗(yàn)顯示在海藻酸鈉溶液質(zhì)量濃度為2%,氯化鈣溶液質(zhì)量濃度為5%,注射器滴落高度為8.0 cm,此時海藻酸鈣微膠囊成型好。丙烯酸質(zhì)量濃度為3%、異丙基丙烯酰胺質(zhì)量濃度為2%、N,N亞甲基雙丙烯酰銨質(zhì)量濃度為0.3‰,過硫酸銨質(zhì)量濃度為0.4‰,四甲基乙二胺的體積百分比為1.8‰,亞硫酸氫鈉質(zhì)量濃度為0.4‰,此時外部的pH和溫度響應(yīng)的微凝膠層成型好。(3)海藻酸鈣微膠囊的紅外光譜表征實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示溫度響應(yīng)和pH響應(yīng)兩者既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系,微膠囊是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料,能夠?yàn)橐院蟮奈⑸锏纳L繁殖和代謝提供所需環(huán)境條件。(4)包埋醋酸地塞米松海藻酸鈣微膠囊的擴(kuò)散性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,智能雙響應(yīng)微膠囊傳質(zhì)效果優(yōu)于空白組微膠囊,同時智能雙響應(yīng)海藻酸鈣微膠囊可以通過對周圍溶液溫度和pH的改變,使其孔道孔徑也隨之發(fā)生改變,能夠有效的控制傳質(zhì)效果。通過對溫度和pH雙響應(yīng)微膠囊的制取工藝流程和相關(guān)擴(kuò)散性質(zhì)的研究,了解微膠囊的孔道隨溫度和pH的變化而變化的規(guī)律和得到制備微膠囊的最佳工藝配方,為后續(xù)利用微膠囊包埋微生物處理工業(yè)廢水奠定了技術(shù)和理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703
【圖文】：

1 緒論對制備好的智能雙響應(yīng)海藻酸鈣微膠囊通過掃描電鏡 SEM 進(jìn)行一些表面和內(nèi)部結(jié)的微觀觀察，同時運(yùn)用紅外光譜儀進(jìn)行微膠囊內(nèi)部分子之間的分析，5）智能雙響應(yīng)海藻酸鈣微膠囊的擴(kuò)散性能分析在智能雙響應(yīng)海藻酸鈣微膠囊內(nèi)包埋醋酸地塞米松，將其置于有機(jī)溶液中，測定溶中醋酸地塞米松的濃度隨時間的變化，考察驗(yàn)證微膠囊在不同溫度和 pH 值下的擴(kuò)散能。3.2 技術(shù)路線本文的技術(shù)路線如下圖所示：

纖維素硫酸鈉的結(jié)構(gòu)示意圖

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文12圖 2.1 纖維素硫酸鈉的結(jié)構(gòu)示意圖圖 2.2 聚二甲基二烯丙基氯化銨的結(jié)構(gòu)示意圖2.2 實(shí)驗(yàn)部分2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)過程中用到實(shí)驗(yàn)藥品如下表 2.1 所示：表 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)藥品 廠家及參數(shù)微晶纖維素 百靈威（Cellulose, 50 μm）聚二甲基二烯丙基氯化銨 百靈威（average Mw 200,000-350,000）正丙醇 百靈威（1-Propanol, 99%, extra pure）濃硫酸 國藥（98%）無水乙醇 國藥（分析純）氫氧化鈉 國藥（分析純）2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)過程中用到實(shí)驗(yàn)設(shè)備如下表 2

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本文編號：2782658