橡胶加工（精选5篇）
橡胶加工 篇1
随着经济的蓬勃发展及路网建设的日益完善,私人汽车的使用率大幅度提高,随之造成的问题是废旧轮胎的数量逐年增多,废旧轮胎的传统处理方式多以堆置、掩埋或焚烧为主,都存在诸多弊端,堆置大量占用场地且易积水滋生病菌,掩埋因橡胶材料无法自然分解而祸及子孙,焚烧既不节能环保,又污染环境,不但无法有效做到回收利用,反而会对环境造成不可逆转的浩劫。基于此,目前部分西方国家已经开始了废旧橡胶轮胎沥青混凝土的设计、生产与施工技术系统研究,形成了配套的规范,天津、北京、山东等地也开始尝试研究并建立本地区的技术标准。
本研究结合某高速路面维修工程,尝试用湿法加工的橡胶沥青设计公称最大粒径为13.2 mm的密级配沥青混合料用于表面磨耗层,对设计的关键要点进行总结。
1 橡胶沥青掺配研究
1.1 橡胶沥青性能指标
橡胶沥青中橡胶粉的掺量越高,混合料的路用性能越好,但同时橡胶沥青的粘度增大,施工的和易性降低,因此橡胶粉的掺量一般控制在沥青质量的20%～30%(外掺)。《北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南》[1]针对当地的交通及气候特点,推荐橡胶沥青的技术指标,见表1。
1.2 胶粉改性特征分析
研究选用60目与40目的两种硫化橡胶粉进行不同掺配量的评定分析,结果见表2。
以上试验结果表明,随着胶粉掺量的增加:1)40目胶粉试样针入度逐渐升高,60目胶粉试样针入度逐渐降低,前者超过16%后变化幅度不明显;2)延度略有增加,40目胶粉掺量超过16%后,延度变化变缓;3)两类试样的软化点均有增加,60目胶粉掺量与指标的变化更为均匀。
由试验知,掺入60目胶粉试验指标的均匀性有保证,但是针入度偏低,实际使用时结合料粘度偏大,影响混合料拌合均匀性,掺入40目橡胶粉后,试样各项指标满足各项技术要求且混合料容易拌合均匀,本研究最终采用40目橡胶粉,16%(外掺)的比例加工橡胶沥青结合料(见图1)。
2 密级配沥青混合料设计分析
1)级配特点。由于胶粉含量较高,传统的密级配混合料没有足够的空间来容纳结合料,因此热拌沥青混合料设计时多采用了断级配和开级配的形式。本研究在设计时仍然采用传统的马歇尔法来进行混合料的设计,级配设计时在考虑传统密级配特性的基础上,保证级配适当间断更彻底以提高VMA,增加高温抗车辙能力。
2)原材料。试验采用橄榄玄武岩集料、石灰岩矿粉,依据相关技术规范[2],对原材料进行技术测试,其测试指标见表3。
3)级配设计。设计过程中,本文对级配进行了优化,保证2.36 mm与4.75 mm之间形成一定的间断,在骨架结构形成的同时,给予沥青玛脂的容纳空间(见表4,图2)。
4)马歇尔击实结果。按照《沥青及沥青混合料试验规程》[3]规定,采用重型击实试验方法,对试件进行双面各75次击实,测试试件体积指标见图3,按照《公路沥青路面施工技术规范》要求[4],确定最佳油石比为5.2%(见表5)。
5)路用性能验证。对设计的沥青混合料分别进行了高温稳定性和水稳定性检验,试验结果表明,60℃条件下动稳定度3 650次/mm,冻融循环强度比TSR值为86.1%,满足施工技术规范的设计要求。
3 结论及进一步解决的问题
本文重点对橡胶沥青的改性与橡胶沥青混合料进行了分析:
1)设计的橡胶沥青混合料路用性能满足技术规范要求;2)本文设计的沥青混合料是在AC-13级配基础上优化而来的,VMA等体积指标的取值与常规AC类沥青混合料及传统橡胶沥青混合料要求有一定区别,试验表明,该设计既保证了橡胶粉的膨胀容纳空间,又保证了混合料的密实性,具有实际工程应用价值;3)有关橡胶沥青混合料的长期性能与耐久性问题,需要进一步验证。
参考文献
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[4]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
橡胶加工 篇2
提供天然橡胶加工厂建设全套解决方案
广东湛江市伟达机械实业有限公司是国内热作机械制造商，专业生产天然橡胶初加工设备。为客户提供天然橡胶加工厂建设全套解决方案。1.根据客户考察当地胶园种植和原料收购情况；2.提供专业的可行性分析报告；3.向客户建议制定 产品类型；4.提供加工工艺设计和建厂规划布局；5.提供工人技术和生产管理培训；6.为客户推荐技术管理顾问并协助客户开发销售市场。多年来凭着丰富的热作机械生产，经验以及专业的技术人才，伟达机械在热作机械领域作出多项发明与创新，并不断对产品进行改进升级，取得多项专利。用最专业的技术和负责任的态度精心为客户设计适合当地市场和实际需求的生产配置，提供完整的服务体系，形成了售前咨询服务，售后技术培训以及长期跟踪服务。在为客户提供精良的设备的同时，推广先进的生产管理理念，以满足制造高附加值产品的市场需求。伟达机械立足于国内市场，积极拓展国外市场，敢于创新，竭诚为客户提供一流的产品，一流的服务。
橡胶加工 篇3
关键词 树脂 ；天然橡胶 ；加工废水 ；静态吸附
分类号 X783.3
Abstract Study the effect of 5 kinds of macroporous resins （ADS-7， ADS-17， Hypercrosslinked Resins， Polyamide resins and Phenol-formaldehyde resins） to deal with fresh latex coagulation effluent and the revertex centrifugal wastewater. After pretreatment， use resin column to adsorb rubber wastewater. Comparing under the use of different resins， the changes of wastewater COD， total nitrogen and total phosphorus. The results show that after the adsorption of resins， indicators of natural rubber wastewater has been reduced. ADS-17 is the best among these resins. Use ADS-17 can reduce COD， total nitrogen， total phosphorus of fresh latex coagulation effluent， from 30.0 to 15.0 g/L， 7.3 to 6.0 mg/L， 3.3 to 1.1 mg/L respectively； And can also reduce COD， total nitrogen， total phosphorus of the revertex centrifugal wastewater， from 22.5 to 11.2 g/L， 14.8 to 8.4 mg/L， 4.2 to 0.6 mg/L respectively. Using ADS-17 to adsorb rubber wastewater which has been pretreated， can recycle high-value products and also significantly reduce the indexes of rubber wastewater.
Keywords resin ； natural rubber ； wastewater from processing ； static adsorption
按天然橡胶加工工艺的不同，天然橡胶加工废水可分为生胶加工废水和浓缩胶乳加工废水两大类[1]。
以每生产1 t橡胶排放18 t废水计算，我国每年排放天然橡胶加工废水上千万吨。这些废水中含有大量的有机物、氨氮，若不加以处理直接排放，会对生态环境构成严重威胁[2]。
由于橡胶废水的可生化性能强，目前，国内外处理橡胶废水主要以上流式厌氧污泥床反应器（UASB）[3-4]等活性污泥法和氧化塘[5]、人工湿地[6-7]等生物处理法为主。这些方法旨在降解废水中的有机物，使出水化学需氧量（COD）、总氮等指标达到国家农业行业标准，但对废水中具有高价值的白坚木皮醇[8]等物质并没有进行回收利用。对天然橡胶加工废水不加以利用不仅是资源的极大浪费，也因不产生经济效益给企业造成负担，不利于天然橡胶工业长久发展。若能设计工艺流程提取废水中高价值产品，将提高橡胶加工业治理污染物的积极性并带来经济效益。
在国际橡胶研究和发展委员会（TRRDB）年会上C.M.Lau透露日本已从橡胶乳清中提取白坚木皮醇，并成功合成名贵医药[9]。邓瑶筠等[10]也已经成功的利用化学拆分法和一系列的普通化工技术从肌醇衍生物中提取白坚木皮醇。但普通的化学方法在白坚木皮醇提取上显得工艺较为繁琐，能耗较大，而大孔树脂作为一种不溶于酸、碱的有机高分子聚合物，具有再生处理方便、选择性好、吸附速度快等优点[11]，从20世纪60年代末开始迅速发展应用在中药的提取分离领域[12]。目前利用树脂对生物碱、黄铜、内酯等的提取分离已较为成熟[13-16]，对于白坚木皮醇的研究还有待进一步探索。同时，大孔吸附树脂作为一种新型吸附材料，在废水处理领域已被广泛的进行研究[17-20]。本文在大孔吸附树脂提取白坚木皮醇等高价值产物[21]的基础上，研究5种大孔吸附树脂[22-23]对天然橡胶加工废水的处理效果，以总氮、总磷、COD作为考察的指标，采用静态吸附的办法，选出吸附效果较好的大孔吸附树脂，为今后净化废水的同时提取其中高价值产物的中试及工业化应用打下基础。
1 材料与方法
1.1 材料
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大孔吸附树脂ADS-7、ADS-17、超高交联树脂（HcR）、聚酰胺树脂（PcR）、酚醛型交换树脂（PTER），河北沧州宝恩吸附树脂材料科技有限公司生产，其基本性质见表1；甲酸、氧化钙为国产化学纯；氢氧化钠、过硫酸钾、盐酸、抗坏血酸、钼酸铵、重铬酸钾等废水指标检测用试剂均为国产分析纯。
鲜胶乳凝固废水，由广东农垦橡胶集团有限公司茂名分公司提供鲜胶乳，用甲酸凝固后得到；浓缩胶乳离心废水，由广东农垦橡胶集团有限公司茂名分公司提供。
1.2 方法
1.2.1 废水预处理
橡胶废水中仍残留有橡胶颗粒和其他高分子有机物，向其中加入CaO颗粒，加热搅拌，使这些物质被进一步沉淀去除。接着将废水通过预处理后的阴、阳离子交换树脂，去除胶清清液中的离子以减少后续提取时的干扰离子，吸附流速控制在08 BV/h左右。
1.2.2 树脂预处理
取一定量吸附树脂用去离子水漂洗两次，95%乙醇浸泡24 h，用95%乙醇淋洗树脂至流出的乙醇加水不显浑浊，用大量水淋洗树脂以洗去乙醇，接着用3% HCl以2～3 BV/h速度淋洗，再用水洗至中性，用NaOH代替HCl重复上一步操作后树脂的预处理完成。
1.2.3 静态吸附
将经过预处理的200 mL橡胶废水与20 mL大孔吸附树脂一同加入500 mL具塞三角瓶中，在60 r/min，25℃转速的摇床中震荡，使树脂与废水充分接触进行吸附。在吸附时间0、10、20、30、60、120、240 min时，分别用移液管移取0.4 mL上清液于小烧杯中，用高纯水稀释到20 mL，待分析检测。
1.2.4 测定指标
COD：环境类行业标准 HJ/T399-2007，用重铬酸钾分光光度法测定[24]；总磷：按中华人民共和国国家标准GB/11893-89，用钼酸铵分光光度法测定[25]；总氮：按中华人民共和国国家标准GB/11894-89，用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定[26]。
2 结果与分析
2.1 鲜胶乳凝固废水主要指标变化
由图1～3可知，ADS-17和HcR在对鲜胶乳凝固废水各项指标的吸附中表现得较为优越。其中HcR在20 min对COD和N的去除效果好，但随着时间的推移会发生解吸，而PcR在10～30 min对P有很好的去除效果，可利用它们吸附时间短，见效快的特点，考虑将2种树脂同时运用来应急吸附鲜胶乳凝固废水中的有机物。综合来看，ADS-17处理效果最好，控制吸附时间在60 min，可将鲜胶乳加工废水的COD从20.0 g/L降低到14.6 g/L，总磷从3.3 mg/L降低到1.1 mg/L，总氮从7.3 mg/L降到6.0 mg/L。
2.2 浓缩胶乳离心废水主要指标变化
由图4～6可知，PTER和ADS-17两种树脂在对浓缩胶乳离心废水吸附过程中表现得比较优越。对于PTER，将吸附时间控制在30 min可达到它的最佳吸附效果，使离心废水的COD从22.4 g/L降低到15.6 g/L，总磷从14.7 mg/L降低到7 mg/L，总氮从4.1 mg/L降低到0.6 mg/L。ADS-17对浓缩胶乳离心废水中的COD、N在120 min后有很好的去除效果，对P的吸附在15 min达到最高，随后出现解吸直到在30 min后达到平衡，因此在实际应用过程中将吸附时间设计到120 min对3个指标的综合降低较合适，可使废水COD从22.3 g/L降到11.2 g/L，总磷是从14.7 mg/L降低到11 mg/L，总氮从4.2 mg/L降到0.6 mg/L。
3 讨论与结论
3.1 讨论
本研究采用ADS-7、ADS-17、超高交联树脂、聚酰胺树脂和酚醛型交换树脂5种吸附树脂分别对天然橡胶鲜胶乳凝固废水和浓缩胶乳离心废水进行吸附处理，综合考虑COD、总氮、总磷指标的变化情况，最终选出将ADS-17作为天然橡胶加工废水的最佳吸附树脂。能将鲜胶乳凝固废水的COD、总氮、总磷分别从30.0 g/L、7.3和3.3 mg/L降到15.0 g/L、6.0 和1.1 mg/L；将浓缩胶乳离心废水的COD、总氮、总磷分别从22.5 g/L、14.8 和4.2 mg/L降到11.2 g/L、8.4和0.6 mg/L。
3.2 结论
（1）由ADS-17和HcR在鲜胶乳凝固废水吸附过程中表现得较为优越可知，在鲜胶乳凝固废水中既存在极性化合物也存在非极性化合物，但其中多为非极性化合物，并且在吸附过程中较极性化合物与树脂结合得较为牢固，导致不易洗脱。由HcR和PTER在对浓缩胶乳凝固废水吸附效果较好可知，浓缩胶乳废水中物质大多为含有活性氢离子基团的有机物。
（2）比较ADS-7分别对鲜胶乳凝固废水和浓缩胶乳离心废水氮磷的指标降低情况可知，鲜胶乳离心废水中含磷物质多为非极性或中极性化合物，含氮物质多为强极性化合物，而对于浓缩胶乳离心废水则恰好相反，含磷物质多为强极性化合物，含氮物质多为非极性或中极性化合物。
（3）同为非极性的大孔吸附树脂，HcR比PcR在处理鲜胶乳凝固废水效果上更好，但在处理浓缩胶乳离心废水的效果较差，原因可能是由于鲜胶乳中大分子物质含量较多，PcR孔径较小不易对这些大分子物质进行吸附，只易将小分子物质较为牢固的固定在空隙中，而小分子物质在HcR的大孔中易受到外界水利条件变化的影响发生解吸。
参考文献
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橡胶加工 篇4
丁基橡胶应用十分广泛, 主要用于内胎、水胎、硫化胶囊、药用瓶塞、涂覆、电线电缆等方面。在轮胎工业是不可缺少的橡胶原料, 是制造轮胎内胎的最好胶种, 也是优质子午胎的必须原料, 这是因为丁基橡胶的气密性非常好, 约是天然橡胶的10倍左右, 而且丁基橡胶内胎生产成本也低于天然胶内胎, 在美国、日本内胎已经实现了100%的丁基化, 在南朝鲜、台湾、欧洲也均实现了90%以上的丁基化;在中国内胎丁基化仅占30%, 作为一个发展中国家, 各个行业都在迅速发展, 汽车行业也一样, 现在顾客对内胎丁基化的要求越来越强烈, 所以在中国内胎丁基化已成必然发展趋势。
虽然近年我国IIR市场价格有所下滑, 但与其他橡胶品种相比, IIR仍然具有很大的投资前景, 特别是HIIR的国产化对我国IIR产业的发展十分重要。随着我国经济的快速发展, 高速公路的不断延伸, 轮胎特别是载重型轮胎的发展已经历了由高生热的低速斜交轮胎到低生热高速全钢子午线轮胎的成功过渡, 目前正在朝着无内胎化发展[1]。而气密性好且与其他橡胶粘合性好的HIIR已成为气密层主体材料的最佳选择。
我国溴化丁基橡胶技术研究起步较晚, 中石化燕山石化于2010年10月建成3万t/a BIIR装置, 开车后对汽提、中和系统、溶胶区等进行了改造, 产品逐渐得到部分下游轮胎企业的认可, 但产品外观及稳定性等较埃克森、朗盛等产品仍有很大差距。2012年10月, 浙江信汇合成材料有限公司也进行溴化丁基橡胶的试生产, 产品稳定性较燕山石化有一定优势, 得到了部分中低端轮胎企业及医药瓶塞企业的认可。2013年8月, 盘锦和运实业集团引进俄罗斯技术建成3万t/a BIIR装置并进行试车, 由于溴利用率低、凝聚等问题, 仍处于不间断试产阶段。2014年, 我国卤化丁基橡胶表观消耗量22.8万t/a, 进口溴化丁基20.4t, 产业化的装置有三套, 产能近11万t/a, 实际产量2.4万t, 目前国内溴化丁基橡胶还是基本依赖进口。
随着轮胎无内胎化迅速普及、丁基橡胶塞迅速推广应用以及HIIR应用领域的迅速扩展, 我国市场对于HIIR的需求将不断增加, 而对中低端普通IIR的需求会继续有所减小, 但今后相当长一段时期内我国仍需大量进口高品质的普通IIR及HIIR。同时我国IIR产能的迅速扩张和品质不断提高给进口产品造成前所未有的压力, 近2年不断大幅走低的进口IIR市场价格充分证实了这一点。今后, 我国还应在高品质的普通IIR以及HIIR的研究、生产和应用方面继续努力。
由于溴化丁基橡胶配方存在定伸应力和硬度偏高以及硫化时间较长的问题, 本文旨在对卤化丁基橡胶的加工配方进行优化研究, 并将其应用于自制的溶液法溴化丁基橡胶。
1 实验部分
1.1 原材料
进口溴化丁基橡胶, BIIR-2030;自制溶液法溴化丁基橡胶BIIR-LH;N220, 美国卡博特公司;S, 青岛城阳双埠硫磺加工厂;石油树脂100, 兰州石化公司;SA、Zn O、DM、ZDA、SP1068均为市售工业级产品。
1.2 分析与测试
(1) 混炼得到的混炼胶室温停放一定时间后进行硫化特性的测试:参照GB/T 16584—1996测试硫化特性。
(2) 混炼得到的混炼胶室温停放一定时间后16~24h后, 做平板硫化实验, 根据实验需要硫化一定数量的试片, 进行停放。
(3) 裁片:根据国标的试样要求, 分别采取拉伸试样, 测量厚度, 拉伸性能按GB/T528—1998。
(4) 力学性能:拉伸性能按GB/T528—1998, 采用优肯公司的UT-2060型强力拉伸机测试。
2 结果与讨论
2.1 溴化丁基橡胶内胎的配方优化设计
根据溴化丁基橡胶的结构、混炼工艺及基本性能的差别, 合理选择加工助剂, 进行配方优化设计, 使其达到内胎的工艺和性能指标。
针对溴化丁基橡胶配方存在定伸应力和硬度偏高以及硫化时间较长的问题, 进行了如下的配方优化设计;见表1、2。
以150g生胶计量, 加入顺序:溴化丁基胶→硬脂酸、氧化镁→炭黑→石油树脂、炭黑→环烷油→SP1068-DM→硫磺;薄通6次。
2.2 硫化特性
从表3可以看出, 配方1-3的正硫化时间最短。
2.3 优化配方条件下硫化胶的物理机械性能
由表4、表5数据可以看出, 拉伸强度比较好的水平为, A2, B2和C1。即优选配方为DM 1.5, Mg O 0.20, N220 60, S 0.5, Zn O 1.5, SP1068 3。由表6方差分析数据可知, 三种因素影响拉伸强度的顺序为:因素A>因素C>因素B。内胎要求扯断伸长率高、定伸低、拉伸强度高等。综合考虑, 可以选出优选配方为1-6, DM 2, Mg O 0.15, N220 60, S 0.5, Zn O 1.5, SP1068 3 (即A3B2C1) 。
2.4 优选配方条件下两种溴化丁基橡胶硫化胶的物理机械性能
采用优化得到的优选配方1-6作为橡胶加工配方, 对进口溴化丁基橡胶和自制溶液法溴化丁基橡胶进行加工后测试力学性能, 结果见表7。
由表7数据可以看出, 该优选配方亦适用于自制的溶液法溴化丁基橡胶。通过表7可以看出, 自制溶液法溴化丁基橡胶BIIR-LH的拉伸强度和扯断伸长率等力学性能与进口溴化丁基橡胶BIIR2030接近, 均符合要求。
3 结论
1) 在溴化丁基橡胶内胎的应用方面, 通过配方优化设计发现, 综合性能较好的配方为:BIIR 100, SA 1, DM 2, 环烷油, 7.0 Mg O 0.15, 石油树脂7.0, N220 60, S 0.5, Zn O 1.5和SP1068 3。
2) 采用优化得到的优选配方1-6作为橡胶加工配方, 对进口溴化丁基橡胶和自制溶液法溴化丁基橡胶进行加工后测试力学性能, 结果表明该优选配方亦适用于自制的溶液法溴化丁基橡胶。
参考文献
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橡胶加工 篇5
其中以以氨氮 (NH3-N) 、硝态氮 (盐) (NO3--N) 和亚硝态氮 (盐) (NO2--N) 对水体的危害最为严重, 主要表现为:
(1) 使湖泊、水库等水体发生富营养化现象; (2) 使给水处理工程的加氯量大大增加, 从而增加了处理成本; (3) 还原态氮 (NH4+-N、NH3) 会消耗水中的溶解氧, 使水体发臭; (4) 影响污水的再生利用。
随着氮素污染的日益加剧, 以及人们对环境质量要求的不断提高, 氮素工程治理已成为环保行业尤为重视的问题。
1 受能力传统生物脱氮技术
(1) 传统生物脱氮的原理传统生物脱氮的基本原理是首先将废水中的NH4+转化为NO2-, 然后再将NO2-进一步氧化为NO3-, 最终经过还原转化为N2的一个过程。因此, 在传统的废水生物脱氮工艺中, 废水中的N经历了从最低价的-3价到最高的+5价, 然后再逐渐回到0价的一个漫长和反应复杂的过程。
这个过程主要分为两个阶段, 第一个阶段为硝化过程, 是由两类自养型硝化细菌 (亚硝化细菌和硝化细菌) 完成的。第二个阶段是反硝化过程, 由另一类异养型反硝化细菌来完成, 它们将氧化态氮 (NO3--N或NO2--N) 还原为N2, 最终排放到大气中。反硝化过程需要利用有机物作为电子供体, 消耗一定的有机物。
硝化过程反应式如下:
反硝化过程反应式如下:
根据理论计算, 每氧化1mg NH4+-N为NO3--N, 需要消耗碱7.07mg (以Ca CO3计) 。因此, 如果污水中没有足够的碱度来维持, 硝化反应将导致废水的p H值下降, 最终导致反应速度变慢。另外, 完全氧化1mg NH4+-N为NO3--N, 需要氧气4.57mg。
反硝化过程转化1mg NO3--N为N2, 相当于提供2.86mg的O2;与此同时, 还产生3.57mg的碱度 (以Ca CO3计) 。但为达到充分脱氮, 需要有充足的有机碳作为电子供体, 当BOD5/Tk N>3~5:1时, 才可以达到彻底脱氮的目的。
(2) 传统生物脱氮工艺运行的影响因素传统生物脱氮工艺运行的影响因素主要有如下几点:
(1) p H值。p H值是影响废水生物脱氮系统正常运行的重要参数。在硝化阶段要消耗废水中的碱度而使p H值下降, 而在反硝化阶段会产生一定量的碱度使p H值有所上升;但是反硝化所产生的碱度比硝化阶段所消耗的碱度要少, 如果脱氮系统进水的碱度低, 一般需要另外补充碱度才能将硝化反硝化反应控制在最佳的p H值范围。
(2) 溶解氧 (DO) 。溶解氧含量的多寡将影响整个脱氮工艺的处理效率, 同时也会影响硝化与反硝化的类型。当废水中溶解氧含量低于0.5~0.7mg/L时, 会影响硝化菌的生物代谢, 氨氮转化为硝态和亚硝态氮的硝化反应将受抑制。在反硝化阶段, 溶解氧浓度过高时, 会对反硝化菌产生抑制作用, 使反硝化速率下降, 所以, 反硝化段的溶解氧浓度应控制在0.5mg/L以下为宜。
(3) 温度。生物硝化反应的温度范围在5~35℃之间, 但是硝化菌的最佳生长温度为30~35℃, 亚硝化菌最佳生长温度为30℃。当温度低于15℃时, 硝化速率急剧下降;低于5℃时, 硝化反应作用几乎停止。反硝化受温度的影响也很大, 反硝化最适合的温度为20~35℃, 当温度低于15℃时, 反硝化速率明显降低;在5℃以下时反硝化虽然也能进行, 但其速率极低。
(4) 碳氮比 (C/N) 。碳氮比 (C/N) 是控制脱氮效果的另外一个重要因素。目前含氮废水 (特别是低C/N废水) 生物脱氮处理所面临的最大问题是碳源不足。据理论计算, 将1mg NO3-N还原为N2需要有机碳 (以BOD5表示) 为2.86mg。当废水中碳氮比 (C/N) 大于3~5时, 利用传统脱氮技术不必外加碳源也要获得好的脱氮效果。
(5) 污泥龄 (θC) 。污泥龄的长短受污泥负荷控制, 污泥负荷是指单位质量的活性污泥中微生物群体的数量在单位时间内所去除的污染物的量。生物脱氮工艺中的污泥龄必须大于硝化菌最小的世代时间, 否则硝化菌的流失速度将大于其净增殖率, 从而使硝化菌从系统中流失。
(3) 传统生物脱氮技术在天然橡胶初加工废水处理中的局限性传统生物脱氮常用的工艺 (如A/O法、氧化沟、SBR法等) 在天然橡胶初加工废水脱氮方面可以起到了一定的作用, 但是仍然存在一些问题:
(1) 硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度, 因此造成系统总水力停留时间较长, 有机负荷较低, 增加了基建投资和运行费用; (2) 实际应用中, 传统生物脱氮系统的抗冲击能力较弱, 如果氨氮或者亚硝酸盐氮的浓度偏高, 将会抑制硝化菌的生长; (3) 反硝化过程需要消耗太多碳源, 如果废水中的碳源不足, 反硝化的速率将会降低; (4) 氨氮全程硝化, 需要消耗大量的氧气, 所需的动力费用较大; (5) 由于天然橡胶初加工废水曝气处理设施经常会出现进水氨氮高而BOD5较低的情况, 不能满足BOD5/Tk N>3的要求, 需要额外投加碳源, 增加了运行成本。
2 天然橡胶初加工生产废水生物脱氮处理新工艺
(1) 生物脱氮处理新工艺一直以来, 在高浓度含氮废水的工程实践中, 都一直认为要彻底实现废水生物脱氮就必须使NH4+-N经历典型的硝化和反硝化过程才能完全被除去。在传统的生物脱氮反应中, NO3--N的生成不仅延长了脱氮反应历程, 而且会造成碳源和外加能源的浪费。因此, 缩短和控制脱氮历程在很大程度上节约了废水处理的基建成本和运行成本, 具有重要的实际应用价值, 成为了很多实践工作者和理论研究者追求的目标。
从氮的微生物转化过程来看, NH4+-N被氧化成NO3--N是由两类独立的细菌催化完成的两个不同的反应, 对于反硝化菌, 无论是NO2--N还是NO3--N均可以作为最终受氢体。因而整个生物脱氮过程可以通过NH4+-N—NO2-N—N2的途径完成, 从而缩短了反应历程。因此, 人们就把经此途径进行脱氮的技术称为短程硝化反硝化生物脱氮技术。该技术最早应用于垃圾填埋场渗滤液、消化污泥脱水上清液的处理中, 近年来, 也逐渐地被应用到天然橡胶初加工的高浓度氨氮废水处理中。