分散式污水处理技术(推荐10篇)
农村生活污水分散式处理技术浅析
摘要:综述了农村生活污水对环境的.污染问题,分析了利用分散式处理方式来处理农村生活污水的优势,并介绍了国内外农村生活污水处理的技术,着重介绍了我国厌氧技术应用的现状并分析了其发展.作 者:艾平 张衍林 袁巧霞 作者单位:华中农业大学工程技术学院,武汉,430070 期 刊:环境保护科学 ISTIC Journal:ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE 年,卷(期):, 34(6) 分类号:X7 关键词:农村生活污水 分散式污水处理 集中污水处理 厌氧处理
1 分散式污水处理概念
分散式污水处理技术是一种新型的, 经济环保的污水处理系统, 适合居住比较分散的中小城市、广大农村及偏远地区。它已经成为国内外生活污水处理的一种新理念。分散污水处理系统主要包括:1) 在线系统:从私人住宅排出的污水, 由于没有铺设大面积社区用的污水管道或缺乏一套集中处理设施, 可以通过自然系统或机械装置来收集、处理、排放或中水回用, 这种自然系统或机械装置即称在线系统。常用的在线系统包括化粪池和沥滤场。2) 群集系统 (Clustersystem) :一种服务二个或二个以上住户的污水收集和处理系统, 但其范围不超过整个社区。从几家住户排出的污水可经过个体用户的化粪池或组合装置现场预处理后, 再通过特殊的污水管运送到比集中式系统相对较小的处理单元。分散污水处理系统就是这样一种在线系统或群集系统。
2 目前分散式污水处理技术
2.1 厌氧沼气池处理技术
我国农村沼气池处理技术是利用人畜粪便或农作物秸秆在沼气池内的缺氧条件下, 由厌氧和兼氧微生物共同作用将有机物转化为CH4和CO2。产生的甲烷混合气体称为沼气, 其热值为20~25MJ/Nm3, 是良好的燃料。发酵的沼液、沼渣可作为农作物的肥料。
农村厌氧沼气池主要有砖混结构、混凝土结构和玻璃钢等形式, 其集气方式主要有水压式、钟罩式等。它们共同特点是结构简单, 池体埋于地下, 人畜粪尿靠位差流入池内, 无动力要求, 投资省、操作维修方便。根据经验, 建一座8m3的沼气池可以处理3~5人的生活废水和3头猪的粪便, 日产沼气1~1.5m3, 日处理污水量0.5~1.0吨。
2.2 人工湿地处理技术
污水人工湿地处理技术是一种自然生态处理方法, 利用土壤、植物和微生物等生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用, 通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化。人工湿地类型可分为表面流和潜流两类, 潜流湿地处理主要有垂直流和水平流两种方式, 在我国生活污水人工湿地处理中, 潜流方式占主导地位。人工湿地处理系统对生活污水的COD、BOD有较高的去除效果, 同时通过水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发等途径实现良好脱氮, 人工湿地还通过人工土壤固磷及植物根系吸收除磷两种方法去除磷。
2.3 小型二级污水处理装置技术
小型二级污水处理装置采用物理和生物相结合方法进行污水处理。污水首先经过格栅、初沉池后进入厌氧、兼氧或好氧等生物处理, 最后污水经沉淀排放。
1) 地埋式无动力污水处理装置。地埋式无动力污水处理装置采用初沉池+厌氧污泥床接触池+厌氧生物滤池工艺, 并将全套装置埋于地下, 工艺过程简单, 不耗能, 无需专门管理, 水力停留时间一般大于24小时。有关工程实践, 地埋式无动力污水处理装置处理每吨水的投资约2000元。各种污染物去除率为:COD50%~70%, BOD50%~70%, NH3-N10%~20%, 磷酸盐20%~25%, SS 60%~70%, 经处理后的生活污水一般只能达到二级排放标准。2) 地埋式微动力污水处理装置。地埋式微动力污水处理装置由厌氧反应区、接触氧化区和沉淀区组成, 接触氧化区装有生物填料和水下曝气机, 污水在生物膜上的微生物新陈代谢作用下去除污染物, 装置内不需回流污泥, 不产生污泥膨胀, 耐冲击负荷较强, COD、BOD去除率高, 该装置经特别设计后可实现全自动化操作, 无人值守。地埋式微动力污水处理装置其核心技术是生物接触氧化法, 根据不同的处理水质和环境要求也可以采用厌氧、缺氧、好氧 (A2/O) 工艺, 以取得良好脱磷除氮效果。有关工程实践, 微动力地埋式污水处理装置的吨水投资2500~3500元, 运行费用0.5~0.6元/t水, 各种污染物去除率为:COD 70%~80%, BOD80%~85%, NH3-N60%~70%, 磷酸盐50%~75%, SS 80%~90%。
2.4 新型污水生态处理技术
1) 蚯蚓生态滤池。蚯蚓生态滤池是近几年在国外发展起来的一项新型生态污水处理技术, 它是利用人工方法在滤床中建立适合蚯蚓和多种微生物生存的生态环境, 对所处理城镇污水中各种形态的污染物物质通过蚯蚓和其他微生物的协调作用进行处理和转化。蚯蚓在生态滤池中的主要作用是:参与污水污泥的分解, 对滤床起清扫作用, 防止堵塞, 增加滤床的通气性, 改变生物种群结构, 提高生物活性, 促进滤床碳、氮分解和转化。据有关资料介绍, 蚯蚓生态滤池对COD、BOD、SS和NH-3N的去除率分别为83%~88%、91%~96%、85%~92%、55%~65%。同时蚯蚓生态滤池工艺过程和设备简单, 操作容易掌握, 维护管理方便, 适合于农村生活污水处理, 但由于蚯蚓有冬眠和夏眠的习性, 会造成阶段性出水不稳定, 据报道, 李先宁等采用蚯蚓生态滤池+湿地的生活污水处理技术, 取得良好的效果。
2) 生态厕所。生态厕所是采用具有良好多孔性、吸水性、排水性的锯末或麦秸作为微生物的繁殖场所, 在反应箱内进行人工强化堆肥处理。生态厕所内的粪尿和锯末混合, 在微生物作用下得到快速降解, 其产物可作为肥料及土壤改良剂。据M.A.Lopez Zavala等试验分析, 影响生态厕所正常运行的有温度、湿度和混合频率三个主要因素, 其最佳的操作工况为温度50~60℃、湿度50%~60%、混合频率15~25次/d。因此生态厕所的运行管理比较严格。生态厕所作为水冲厕所的替代产品, 无需以水作为媒介运输粪便, 考察Seiva Deko公司S-15型SDT在我国江苏省试用情况表明, 该类生态厕所可降低COD处理负荷2.35kg/ (a·人) , 降低NH3-N0.63kg/ (a·人) , 对有机物降解率为92.85%, 每人每年可节约水42m3, 主要运行费用是电费, 约为水冲厕所的2/3, 基建费用是水冲厕所的1.5倍, 从长期效益分析, 生态厕所总费用比水冲厕所低, 同时可以节约水资源, 实现生活污染物最大资源化。
3 分散式污水处理技术发展方向
分散式污水处理在未来污水处理领域具有广阔的发展前景。厌氧沼气池处理技术在我国广大农村已应用几十年, 发展潜力十分巨大。人工湿地处理技术、生态厕所在我国部分城市和农村都有应用, 人工湿地处理技术与城市景观的结合、生态厕所系统设备的简化和运行成本的降低将是下一步的研究重点。
摘要:分散式污水处理系统是目前污水处理界研究发展的方向, 在污水处理方面占有的比重越来越大。分散式污水处理技术研究正在全球深入开展。本文就目前几种分散式污水处理技术进行简要分析, 希望促进我国分散式污水处理系统健康发展。
关键词:分散式污水处理技术,厌氧,人工湿地,地埋式,生态处理技术
参考文献
[1]李海明.农村生活污水分散式处理系统与实用技术研究[J].环境科学与技术, 2009.
1、动力分散内燃动车组介绍
动力分散式内燃动车组DMU(Diesel Multiple-Unit)是由柴油引擎驱动的动力分散式铁路车辆,采用独立的柴油内燃机作为驱动机或者发电机,是区别电气型动力分散型动车组的主要特征。其主要特点如下:(1)低成本。相对于电气化机车,它不需要电气化线路、接触网、电力所的建设与维修,使其具有低建设费、低维修费、低电力费的特点。(2)高载客量。内燃机在车底布置,不需要专门的牵引机车,司机室占用空间小,客容量大。(3)运行要求低。因其独立的驱动系统,使其可以在非电气化路线运行,并可与电力机车混跑。(4)编组灵活。可以一辆动车单独运行,多辆动车拖车混合编组等形式。另外由于不需单独配置牵引机车,此种动车组还有容易编制运营计划等多种特点,因此在我国的支线铁路、城际铁路、非电化区和电化区混跑的线路有很好的应用前景在国际类似轨道交通线路上也有很大的市场潜力。
2、内燃动车组噪声分析
(1)轮轨噪声。钢轨与轮轨之间相互作用而产生的声响。轮轨噪声有3种主要类型:摩擦噪声、撞击噪声和轰鸣噪声(或滚动噪声),每一种均由相对应的机械结构所产生。(2)牵引动力系统噪声。牵引系统设备运转所产生的噪声,包括动力包柴油机运行噪声、牵引电机及其冷却系统、齿轮箱的噪声以及空气压缩机运行噪声,它是轨道交通主要的噪声。(3)辅助设备噪声。主要是指空调机组等辅助设备运转噪声,机组在运行过程中产生振动以及通风系
统气流不稳定产生的空气动第一文库网力噪声。此外列车上各个突出和凹入的部分,在空气中高速移动时,压力空气在非恒定的气流中发生变化,从而产生的空气动力噪声以及各种外部噪声等。
3、车辆的降噪与隔热措施
由于车辆的热传递和噪声类似都是通过车体进行,因此车辆的隔热与隔音措施在设计时进行有机结合,使两种措施相辅相成,既保证所需效果,对成本也有所控制。
(1)对于轮轨噪声可通过采用改进车轮材质降低轮轨间动态作用力及振动水平,降低车辆的结构辐射噪声。采用刚度大、阻尼系数高的钢轨垫片、增加钢轨阻尼、增加钢轨吸振器、埋入式钢轨及钢轨截面形状优化(如矮钢轨、窄轨脚)等措施降低钢轨振动水平,降低钢轨辐射噪声。通过减小轮轨接触面的.粗糙度来降低轮轨轰鸣噪声。
(2)对于空调机组噪声,可将机组安装在减震座上,在车内空调部位平顶板处粘贴隔音减震材料等降低此类噪声的影响。
(3)对于空气动力噪声,采用流体力学机械设计,应用风动模拟实验,采用流线型车体设计,减少气流产生的各种噪声。
(4)车辆通过全车加装防寒材来增加车辆的隔热保温效果,如图1所示,车顶与侧墙防寒材用防寒压板固定,车窗、车门四周加塞防寒材,保证结实,严密。防寒材为用阻燃塑料布包裹严密的聚酯纤维棉,外表面粘贴铝箔,聚酯纤维棉的导热率为≤0.034W/m°C,氧指数:40.7A级,降噪系数:NRC=0.76,起到了良好的保温降噪作用。
(5)车体内部设计时,在车顶、侧墙、底架相应位置喷涂1-4mm厚阻尼浆,减少车体震动以及从车体传入车内的噪声;在地板结构上面采用浮筑地板结构来有效的控制传递到车内结构噪声,同时根据结构噪声的特性,采用有效的隔音吸音材料来增大噪声传播的阻尼;车门采用电动双开塞拉门,此种塞拉门具有良好的密封性,车门隔音量1000-5000Hz时≥32dBA(平均),隔热性能K
4、底架处的降噪隔热措施
由分析得知,车内噪声主要来源与车下,尤其是动车组的动车动力包处,因此地板处的降噪隔热措施就显得尤为重要,地板安装采用橡胶堆组成作为弹性支撑,上安装垫梁后安装铝蜂窝地板。动力包运行会产生严重的噪声与大量的热量,此处的隔热与隔音降噪措施同时设计,使用新材料与新工艺,使两者有机结合,两种措施相辅相成,达到需要效果。
如图2,3所示地板处隔热降噪主要采用如下方案:
(1)使用1mmVNVinaflex隔声垫,这款材料能有效的将车底各种噪声隔绝,产品性能实验其隔声量达21.5dB,另外它也是防火达到S4标准的隔声材料。
(2)在地板与Vinaflex之间用2mm的三聚氰胺,可以使Vinaflex发挥更好的性能。
(3)地板支撑之间填充CARBONWOOL聚酯纤维,除了保温之外还可以起到吸声的作用。
(4)为进一步降噪,在地板处使用25mmArmasound240,这样的结构能进一步提高隔声量。
(5)对于个别空腔位置,无法填充防寒材料,可采用CP620膨胀型防火泡沫以解决漏声现象,其隔声量(DIN4109)可达59dB,且具有良好的保温性能。
通过对车体与车内布置各部件的降噪隔热研究,采用新技术、新工艺、新设备、新材料进行统筹设计。上述车体的隔热隔声解决方法,在理论方面和实验中都能满足了客室内部保温与降噪要求,此种方案在我公司孟加拉内燃动车组项目生产过程中进行实际应用,经实测列车以50km/h正常运行时,车内中心离地板高1.5m处的噪声≤75dB(A),并具有良好的隔热保温效果,满足客户采购要求。
参考文献
[1]马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京:机械工业出版社,.
[2]ISO3381,轨道机车车辆内部噪声的测量[S].
[3]刘英杰,卢贤丰,刘世华.城市地铁噪声分析与控制[J].噪声与振动控制,(11).
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本人系学院专业班的学生,学号为。因为,经家长同意,特向学院申请于年月日至年月日前往实习,并保证做到以下几点:
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1 污水处理系统概述
目前, 污水处理系统一般分为两类, 即集中式处理系统和分散式处理系统。集中式处理系统主要应用在城市, 即通过城市的排污管网收集产生的污水, 然后经过管道输送到污水处理厂, 而后进行处理和再利用。分散式污水处理系统是对产生的污水就地处理, 达到相关标准后, 再排放和利用。这种处理方式主用用于城市的近郊或者农村等地方, 这些地方大多基础设施不完善。对于集中式污水处理系统来说, 其对排污管网的要求较高, 因此大量处理污水时, 必须进行管网建设。通过相关资料研究发现, 集中式污水处理系统中的排水管网投资, 一般占总投资的60%左右, 并且污水处理集中程度越高, 建设成本越高。另外, 各个村庄虽然规模不同, 但总体来说, 各村都存在污水分散难以集中、排水管网等基础设施基本空白等特点。综上所述, 由于自然条件、经济条件和基础设施等多方面的限制和制约, 因此分散式污水处理方式是符合农村实际情况的污水处理方式。
虽然国内外已经开展了一定的有关农村分散污水处理技术的评价研究。但是, 大部分的研究或者针对某几项技术, 或重点针对某些指标, 或者评价的情景与我国的普遍性不太吻合。因此, 设计一种施工简单、建造成本低、适用性广、治污效果明显的分散式农村污水处理系统具有极大的实际意义。该文针对农村的特点设计了一种分散式污水处理系统, 用于解决农村污水处理问题。
2 分散式污水处理系统的结构组成
分散式污水处理系统由四部分构成:污水收集池、污水处理池、清水池及配套设备, 适用于农村的分散式污水处理, 其流程图如1所示。
2.1污水收集池
污水收集池位于分散式污水处理系统的最前端, 与污水处理池相连通。污水收集池断面为圆形构造, 容积可根据每户实际产污情况计算。池壁采用墙砖砌结构, 池内壁由砂浆抹面做防渗处理, 池壁开设有进水口和简易阀门, 进水口设在池壁上方, 外接高密度PE进水管, 可以连接各个排污设施, 也可以通过下水道汇集污水。
2.2 污水处理池
污水处理池是分散式污水处理系统的核心, 位于系统的中部。前端经连接通道与污水收集池连通, 末端经连接通道与清水池连通。污水处理池为矩形结构, 池壁采用砖砌结构, 池内壁由砂浆抹面做防渗处理, 中部设置5层结构污水处理层, 依照水流方向依次为无砂混凝土层、陶粒层、砂砾层、土工织物层和无砂混凝土层。4种材料的特点和作用如下
2.2.1 无砂混凝土。
又称透水混凝土, 由水泥、骨料和水混合搅而成。由于不存在细骨料, 只是由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结, 就能形成均匀分布的蜂窝状结构的孔穴。所以, 具有很高的透水性、很强的承载能力, 坚固耐用, 维护简单。
2.2.2 陶粒。
是用黏土和岩石等材料, 经过加工、粉磨, 再经过烧胀等工艺, 制成的质量较轻的多孔材料。其特点是表面粗糙、比表面积大、多孔质轻、生物挂膜容易、压头损失小、滤速高、强度高、耐冲洗且不堵塞等[2,3]。
2.2.3 砂砾。
指粗粒类土中砾粒组质量≤50%总质量的无粘性土, 其成分是不同大小粒径的砂粒和少量粉粒或者黏粒, 具有比表面积小、抗剪强度高、压缩模量大、孔隙尺寸大及渗透性强等特点。
2.2.4 土工织物。
又称土工布, 是应用于土木工程中的纺织品[4], 具有加强、过滤、隔离、排水与防护5大功能。在建筑和水利工程中使用可以提高工程质量, 延长寿命, 缩短施工时间, 简化维护保养工作[5]。
经5层结构污水处理层逐级过滤后, 能够将其中的杂物进行过滤, 达到有效改善污水处理环境的效果。
2.3 清水池
清水池位于分散式污水处理系统末端, 与污水处理池相连。清水池断面为圆形构造, 池壁采用墙砖砌结构, 池内壁由砂浆抹面做防渗处理, 确保污水由此进入。清水池壁开设有出水口和简易阀门, 外接高密度PE出水管, 可根据需要由出水口排放至排水沟, 进行农业灌溉。
2.4 配套设备
配套设备主要有进、出口管道和简易阀门和盖板。进口管道用于收集不同来源的污水, 出口管道将处理后的清水排放到需用的地方。3个池子的盖板主要有2个用处, 一是用于防止杂物落入池子, 二是方便移开盖板, 维护污水处理系统。
3 技术特点
3.1 投资成本低, 管理维护简单
通过构建分散式污水处理系统, 可以减小农村基建投入;分散式污水处理系统维护相对简单, 不需要专人管护。
3.2 无能源消耗, 符合生态友好需求
分散式污水处理系统通过自然过滤, 无需外加动力支持, 不消耗能源;可以持续不断地处理日常生活污水, 实现了污水的就地回收和处理。
3.3 技术成熟, 施工简单
分散式处理系统的技术不断发展和完善, 满足了不同地区对污水处理的要求;施工工艺要求不高, 不同地区都可以顺利施工。
3.4 净化效果好, 适用地区性广
分散式污水处理系统可以很好地处理农村日常生活污水, 净化后水质符合《农田灌溉水质标准》GB-5084-2005的标准, 适用于我国广大农村地区。
4 结语
该文构建了分散式污水处理系统由污水收集池、污水处理池和清水池三部分结构及附属配套设施联合工作。其在有效实现农村治污减排的同时, 具有净化效果好、使用寿命长、构建成本低、适用范围广、施工工艺简单后期管护便捷等特点, 在广大农村地区具有极高的推广应用价值。
参考文献
[1]云南省农村污水处理现状与技术模式[J].环境科学导刊, 201 (56) :63.
[2]朱乐辉, 朱衷榜.水处理滤料—球形轻质陶粒的研制[J].环境保护, 200 (01) :35-37.
[3]王德英, 沈自求.深层过滤理论与技术的研究进展[J].环境污染治理技术与设备, 200 (21) :38-46.
[4]苏立君, 张宜健, 王铁行.不同粒径级砂土渗透特性试验研究[J].岩土力学, 201 (45) :1289-1294.
日期:2009-11-17 9:04:11
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新闻来源: 第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
第二课时 分散系及其分类
授课人:汤秀丽 授课班级0907班 授课时间:2009年10月16日
目的与要求: 知识与技能:
1、了解分散系的含义和分类;
2、知道胶体是一种分散系,了解胶体的有关性质;
3、能区分溶液、胶体、浊液,知道其本质区别。过程与方法:
1、培养学生科学抽象、概括整理、归纳总结,准确系统地掌握知识规律的方法。情感态度与价值观:
1、通过对胶体的本质特征和性质的探究,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。教学方法: 讲授法
教学重点:
胶体的性质及应用、分散系的本质区别 教学难点:
胶体的性质及应用、分散系的本质区别 教学过程: [思考与交流] 1.将少量NaCl溶于水得到的体系是纯净物还是混合物?将泥沙溶于水得到的体系呢?将它们静置一段时间后,有什么区别?
2.我们日常生活中所见的烟、雾、云属于纯净物吗?如果不是,是什么物质分散到什么物质里的?
[归纳与整理]
二、分散系及其分类 1.分散系及其分类 ⑴分散系:一种(或多种物质)分散到另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系。被分散的物质称作分散质,容纳分散质的物质称作分散剂。[思考与交流] 按照分散剂和分散质所处的状态(气态、液态、固态),他们之间可以有几种组合方式?并举例。
[归纳与整理] 分散系按照分散质或分散剂聚集状态不同分类,有9种类型。对比如下:
分 散
分 散 剂 实
例
质 气 气 空气 液 气 云、雾 固 气 烟灰尘 气 液 泡沫 液 液 牛奶、酒精的水溶液 固 液 糖水、油漆 气 固 泡沫塑料 液 固 珍珠(包藏着水的碳酸钙)固 固 有色玻璃、合金 [思考与交流] 1.按照分散质粒子的大小,能对分散系进行分类吗? 2.不同的分散系有什么区别?
[实验与探究] 1.取三个小烧杯,分别加入25 mL 蒸馏水、25 mL CuSO4溶液和25 mL泥水。将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入1~2 mL FeCl3饱和溶液。继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。观察制得的Fe(0H)3胶体,并与CuSO4溶液和泥水比较。
2.将盛有CuSO4溶液和Fe(0H)3胶体的烧杯置于暗处,分别用激光笔(或手电筒)照射烧杯中的液体,在于光束垂直的方向进行观察,并记录实验现象。3.将Fe(0H)3胶体和泥水分别进行过滤,观察并记录实验现象。[归纳与整理] 1.当光束通过Fe(0H)3胶体时,可以看到一条光亮的“通路”。而光束通过CuSO4溶液时,则看不到此现象。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来的方向而分散传播)形成的,叫做丁达尔效应。利用丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。2.胶体的分散质能通过滤纸孔隙,而浊液的分散质则不能。这说明浊液的分散质粒子比较大。3.三种分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
均
一、透明、多数均
一、透明、介稳不均
一、不透明、外观
稳定 性 不稳定
1nm~100nm 分直径 <1nm >100nm 散分子集合体或有机高组成 单个分子或离子 许多分子集合体
质分子 粒能否透
能 能 不能
子 过滤纸
食盐酒精溶液、淀粉溶典型实例 食盐水、碘酒 泥水
液
[思考与交流] 1.能举出日常生活中的一些丁达尔效应在吗? 2.通过刚才的学习,你对胶体有哪些认识? [归纳与整理] 胶体:分散质粒子在1nm~100nm之间的分散系。
胶体的本质特征:分散质粒子在1nm~100nm之间(在超显微镜下可见)。胶体的性质具有丁达尔效应 [阅读与拓展]
了解胶体的介稳性及其破坏、布朗运动,胶体介稳性的应用。[思考与交流]
随着科技水平的不断发展,我们经常在媒体上听到一些有关纳米材料,你知道有哪些呢? [阅读与拓展] 纳米粒子的尺寸与胶体粒子大致相当。原有的胶体化学原理和方法不仅有助于纳米技术的发展,胶体化学也从中获得了新的研究方向和动力。[回顾与总结] 1.分散系按照分散质粒子的大小不同分类可以分为溶液、胶体、浊液三类 2.分散系按照分散质粒子的大小不同分类,有3种类型。
分散系 溶液 胶体 浊液
多数均
一、透明、介稳不均
一、不透明、外观 均
一、透明、稳定
性 不稳定 1nm~100nm 分直径 <1nm >100nm 散分子集合体或有机高组成 单个分子或离子 许多分子集合体
质分子 粒能否透过滤纸 能 能 不能 子
食盐酒精溶液、淀粉溶典型实例 食盐水、碘酒 泥水
液
3.胶体的性质:
丁达尔效应、布朗运动、胶体的介稳性及其破坏。
关键词:分散蓝56,酸析,臭氧氧化,硫酸钾
0 引言
分散蓝56又称分散蓝2BLN, CAS号12217-79-7, 是一种重要的分散染料。主要用于涤纶及其混纺织物、锦纶、聚醋纤维等深色的染色;拼色范围较广, 与分散黄S-RGFL、分散红3B组成三原色。
目前, 分散蓝56的制备[1,2,3,4]是用蒽醌进行硝化、缩合、二次硝化、水解、还原、溴化及后处理, 得到最终的产品。在生产过程中每一工序都会产生大量的三废, 其中废水具有高色度、高酸碱、高COD、低B/C值等特点, 较难处理。
现有文献报道[5,6,7], 采用臭氧、二氧化氯以及微生物等对分散蓝56低浓度的染料合成废水有很好的脱色效果, 但对COD的去除率效果不佳, 不到50%。赵晖[8]、阮新潮[9]等人研究了用光催化氧化分散蓝2BLN染液, 表明加催化剂的光催化对该染液COD和色度的去除率有所提高, 但所需条件复杂, 且该方法是针对2BLN染液的处理方法, 染液成分单一, 不能代表2BLN生产中产生的废水, 其有效性有待进一步考证。
分散蓝56缩合工序用苯酚与前一工序生产的硝化物缩合。该工序产生的废水为深紫红色, 其中氢氧化钾质量浓度为4%~6%, 苯酚及其氧化物质量浓度为0.5%~1.5%, 亚硝酸钾质量浓度为10%~15%, 还含有残留的部分硝基蒽醌类有机物, COD>80000mg/L。该废水中含有大量的钾盐, 具有很好的回收利用价值。
1 实验
1.1 实验试剂及仪器
(1) 实验试剂。硫酸 (工业) 、氢氧化钾 (工业) 、活性炭 (工业) 、尿素 (工业) 。 (2) 实验仪器。电动搅拌器、循环水式真空泵、过滤设备一套、分析天平、温度计、CLT-12型COD速测仪、臭氧发生器 (空气源, 5000mg/h) p HS-25酸度计。
1.2 实验方法
(1) 酸析:向装有p H计、鼓泡装置和尾气吸收装置的四口烧瓶中加入300g废水, 升温到50℃, 在鼓气泡的条件下滴加硫酸调节p H<1, 保温反应2小时。加入少量尿素, 搅拌10分钟, 加水200g, 活性炭1.5g, 搅拌30分钟后过滤, 得活性炭渣 (焚烧处理) 和红棕色滤液Ⅰ, 测CODCr为4750mg/L。
(2) 碱析:向滤液Ⅰ中滴加35%KOH溶液调节p H至9~10, 加入1.5g活性炭, 搅拌30分钟后过滤, 得活性炭渣, 下批酸析时回用, 滤液Ⅱ为淡黄色、测CODCr为2240mg/L, 亚硝酸钾含量<10mg/L。
(3) 氧化:向滤液Ⅱ中滴加35%KOH溶液调节p H为10, 升温到50℃, 通臭氧氧化反应1小时。得到无色透明的废水, COD为390mg/L。
(4) 浓缩:将氧化后废水加热浓缩, 回收冷凝液COD<100mg/L。浓缩液冷却结晶、离心分离后, 得到离心液, 混入下批氧化后废水继续浓缩。得到白色粉末状硫酸钾晶体, 检测K2O含量为52.4%, 纯度>95%, 达到GB20406-2006农业用硫酸钾一等品标准。离心液混入下批, 浓缩后钾离子回收率>85%。
2 结果与讨论
2.1 酸析工序主要原理及作用分析
酸析的主要目的:一是在酸性条件下将废水中水溶性大的酚钾盐转化成微溶于水的苯酚类物质, 从而过饱和析出, 用活性炭吸附后过滤除去。有报道[10]将缩合废水酸化后静止分层, 回收苯酚。但在酸性条件下, 苯酚易被亚硝酸盐亚硝化为亚硝基苯酚, 然后氧化分解成焦油, 使得回收的苯酚含量偏低, 很难有效利用。
二是将废水中的氢氧化钾中和成硫酸钾;亚硝酸钾与硫酸反应生成亚硝酸后分解成氮氧化物, 通过向废水中鼓气泡吹脱;剩余少量的亚硝酸钾用尿素除去。使废水中的钾盐转化为硫酸钾, 便于钾盐的回收。
通过酸析工序后, 废水的COD由原来的85400mg/L降至5000mg/L左右, COD去除率达到94%。
2.2 碱析的作用和p H值的选择
将滤液Ⅰ调成碱性后有少量絮状固体析出, 保持酸析条件不变, 改变碱析p H值, 经活性炭吸附后检测滤液ⅡCOD值, 考察p H值对滤液Ⅰ中有机物去除的效果, 结果如图1所示。
由图可知, 随着碱析p H值的升高, 废水中COD先基本不变, 当p H值>7时, COD急剧下降, 当p H值>9时, COD又缓慢回收。说明废水中p H值<7时, 基本没有有机物析出, p H值>9后, 又有部分析出的有机物有溶解。因此最佳p H值为9。
2.3 影响臭氧氧化效率的因素
(1) p H值对臭氧氧化效率的影响
保持实验其他条件不变, 调节氧化p H值, 考察p H值对废水COD的影响。结果如图2所示。
从图2中可以看出, 在同样时间条件下, 废水的COD随p H之的增加而减小。这是因为在p H值≤7时, 用臭氧氧化废水中有机物的机理主要是以O3分子直接氧化, 且氧化有选择性, 效率比较低;而当p H>7时, 能诱发产生一种氧化能力很强的活性基团·OH自由基, 氧化无选择性, 速率显著提高, 可引发链反应, 使有机物彻底降解。因此在实际处理过程中要适当的提高氧化时的p H值。
(2) 臭氧通入量对COD去除率的影响
保持实验其他条件不变, 改变臭氧通入量, 考察臭氧通入量对COD去除效果的影响。结果如图3所示。
从图3中可以看出, 随着单位时间内臭氧通入量的增加, 废水中有机物的氧化速度提高, COD也相应下降。在有机物含量一定的条件下, 增大臭氧的通入量, 相当于提高废水中臭氧与有机物的摩尔比, 有利于反应向氧化方向进行, 提高氧化速率。
(3) 温度对臭氧氧化效率的影响
用臭氧氧化废水中有机物, 温度升高, 反应速率常数增大, 氧化效率提高。臭氧氧化反应体系的反应速率与温度的关系基本遵循Van’t Hoff规则, 即温度每升高10℃, 反应速率增加1倍。但随着温度升高, 臭氧在废水中溶解度降低而逸出, 进而导致臭氧浓度的下降, 影响氧化速率。实验时保持废水p H值为10, 臭氧通入量为5000mg/h, 调节臭氧氧化温度, 考察氧化温度对废水COD和色度的影响, 结果最佳氧化温度为50℃。
3 结语
分散蓝56缩合废水最佳的处理条件为:酸析时p H值<1;吸附过滤后回调p H为9, 进行碱析;然后在温度为50℃、p H为10、臭氧通入量为5000mg/h的条件下进行氧化反应1小时;经浓缩、冷却、结晶、分离得到纯度>95%, K2O含量>50%的硫酸钾, 符合GB20406-2006农业用硫酸钾一等品标准。
本文所述处理方法, 工艺流程简洁, 操作简单反应条件温和。废水经处理后COD<100mg/L, 钾离子回收率>85%。
参考文献
[1]刘重光.分散蓝E-2BLN合成工艺研究[J].上海大学学报 (自然科学版) , 1998, 14 (1) :113-117.
[2]翁绍琳.改进分散蓝2BLN生产工艺的探讨[J].染料工业, 1993, 30 (1) :1-4.
[3]杨希川, 吴祖望.蒽醌型酸性、分散和活性染料及其中间体生产技术的进展[J].化工进展, 2002, 21 (6) :386-390.
[4]曹阳, 吕春绪, 蔡春, 朱广军.蒽醌混酸硝化与O3-NO2硝化产物分布的理论研究[J].化学通报, 2002, 12:831-835.
[5]宋爽, 金红丽, 何志桥.超声强化臭氧氧化分散蓝染料废水的研究[J].浙江工业大学学报, 2006, 34 (3) :306-309.
[6]赵茂俊, 向芹, 杜冰帆, 赖中, 冯易君.Cl O2对活性艳红K-2G和分散蓝2BLN染料的脱色研究[J].四川环境, 2001, 20 (1) :16-20.
[7]高千千, 朱启忠, 张乐橦, 邓丽莉, 杨志国, 白朝阳.植物载体固定化真菌漆酶脱色降解分散蓝2BLN的研究[J].江苏农业科学, 2009, (3) :413-415.
[8]赵晖, 阮新潮, 曾庆福.改性猛矿在光催化氧化分散蓝2BLN染液中的作用[J].武汉科技学院学报, 2003, 16 (1) :36-38.
[9]阮新潮, 杜予民, 赵晖, 曾庆福.天然锰矿-次氯酸钠光催化氧化处理分散蓝2BLN废水[J].城市环境与城市生态, 2003, 16 (5) :65-66.
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从物料分散方法看,可将分散分为物理分散和功能助剂分散两类。物理分散最主要有超声分散和机械搅拌分散等。功能助剂分散主要是通过添加分散剂或表面活性剂来改变脆性纤维的表面性质以达到分散效果。对脆性纤维在复合材料中的分散混合仍从这两方面入手。
1 功能助剂分散
使用分散剂提高脆性纤维的分散性可分为水性分散体系及非水性分散体系两种。对于水性分散体系,常用的分散剂主要有甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素钠(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、聚丙烯酰胺(APAM)等。对于非水性分散体系,可用脂肪胺氧化物、聚氧化乙烯、PU分散剂、季胺盐类等分散剂分散脆性纤维。
黄一磊等[1]针对MC、CMC、HEC 3种常用分散剂的质量分数对短碳纤维在其水溶液中分散性的影响进行了研究;实验表明,加入分散剂能提高短碳纤维的分散性。分散剂对短碳纤维的分散效果为HEC>CMC>MC。
王闯等[2]在玻璃纤维悬浮液中加入一定浓度的助剂后,可以使玻璃纤维表面的电荷减少,静电效应也减小,而起到良好的分散效果。
王虹等[3]则通过实验验证了APAM能明显提高碳纤维在水分散体系的分散效果,而当同时添加PU分散剂和APAM时,不仅分散效果好而且分散速度快。
唐志荣等[4]对碳纤维水性分散体系的pH值进行了研究,结果表明,分散体系的pH值对纤维均匀分散有较大影响,在pH=3~4时影响最大,体系较适宜的pH=为5~7。
郭领军等[5]研究了钛酸酯偶联剂对纤维分散的作用。钛酸酯偶联剂是一种纤维表面处理剂,偶联处理有助于纤维在基体中的分散,并且提高复合材料的均匀性及界面结合力,使该复合材料具有最高的力学性能。
张素凤等[6]从表面性能的分析入手,研究玻璃纤维在水中分散性能的影响因素,结果表明,苯酚-四氯乙烷溶液处理的玻璃纤维分散效果最好。各种溶剂或溶液对玻璃纤维分散作用的大小依次为:苯酚-四氯乙烷溶液>四氯乙烷>二氯甲烷>三氯甲烷>KH570的甲醇溶液>KH550的乙醇溶液。
相对来说,碳纤维的分散尤为困难,尽管采用经气相氧化预处理的碳纤维,若不添加分散剂,其分散性仍很差;况且分散剂的使用有着很大的局限性。
无论是水性分散体系还是非水性分散体系,以上所用功能助剂分散脆性纤维的方法仅仅对于低黏度分散体系,在合适的分散介质中,且脆性纤维较短、质量分数较小时适用。而对于高固含量,分散介质苛刻,且脆性纤维较长、质量分数较大时仍无法起到根本作用。
2 物理分散
2.1 超声分散
超声分散主要是借助超声振荡产生的大量微气泡将纤维驱散开来,阻止纤维之间的团聚,不会对脆性纤维的物理性质造成影响。但这个过程具有可逆性,即停止超声振荡,纤维将重新趋于团聚。通常多是采用超声振荡与分散剂结合的分散方法,但这种方法的局限性仍很大,仅适用于黏度较低、纤维较短的分散体系。
2.2 机械搅拌分散
机械搅拌分散方法是最常见的一种。其分散原理就是通过强烈的机械搅拌引起液流强湍流运动而造成颗粒聚团碎解、纤维束散解,从而加速分散过程。由于分散相脆性纤维的直径太细(一般为7~8μm左右),径向受剪时极易折断,产生高剪切力的搅拌方式会使碳纤维过分碎化,因此,采用机械搅拌分散含有脆性纤维的胶料时应避免选择高剪切力的搅拌方式。混合有干混和湿混之分,由于湿混(加载液)对混合物中脆性纤维的损伤程度较轻,因此分散脆性纤维胶料材料时,采用的基本都是湿混法。同时应控制考虑剪切力的大小及搅拌时间的长短。
据资料介绍[7],美国卡布劳公司和日本千代田技研工业株式会社研制出一种新型的无搅拌叶片的摆式纤维分散搅拌机-奥姆尼搅拌机,用于碳纤维在混合树脂和黏度大的高分子材料中的分散、混合,纤维不弯曲和破坏,可以完全分散混合。这种分散搅拌机可以分散比重相差大的材料(30倍),且搅拌效率高。适用于混合水泥和纤维,但不太适用于超高固含量的分散体系。
2.3 纤维分散机
高玉生等[8]发明的玻璃纤维分散机,由料斗、筛网和风机组成,分散原理是进入料斗内的纤维经筛网过滤,并经风机强制旋转吹散,能够使玻璃纤维得到有效分散。马德宝[9]发明的纤维分散机也是借助风机将短纤维吹散,但包含三个连续分散阶段,提高了分散效率。卢凤林[10]发明的干粉料纤维分散机,用于解决现有技术中纤维与干粉料不能均匀混合的问题。其原理是使物料旋转,借助离心力和打击棒的棒打力使纤维团松散并与干粉料混合。该分散机适于玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维等的分散。何唯平[11]发明的纤维分散输送机,已将纤维分散机智能化,分散原理亦是风机将纤维不断吹起,经分散杆上垂直连接的分散针搅打分散。
以上所述的纤维分散机大都是用于纤维和水泥的分散混合,这种纤维长度较短,一般都小于3mm,适合较长脆性纤维的分散机目前尚未见报道。
2.4 螺杆混炼挤出机
单螺杆、双螺杆挤出机在研究纤维增强热塑性复合材料技术方面得到了广泛应用。研究主要集中在螺杆设计对于纤维断裂和分散的影响,指出应避免使用强剪切元件,才能减少对脆性纤维的损坏。在这些研究中,碳纤维经过螺杆后的长度往往小于3mm,并且没有纤维束的存在。
美国专利[12]介绍用一种往复式单螺杆混炼挤出机,可实现碳纤维和EPDM橡胶材料的均匀分散混合,该捏合机能够沿着螺杆轴转动具有不连续螺纹的螺杆,同时对螺杆施加轴向往复冲程,使得捏合过程低压力、低剪切,不会造成碳纤维过分地断裂或破碎。
这种混炼方法仍有一定的局限性,混炼的均匀度和纤维的损害程度决定于混合的介质、混合物黏度及纤维的加入量等因素。
2.5 捏合机
捏合机是由一对互相配合和旋转的桨叶所产生剪切作用而使半干状态或黏稠物料迅速反应从而获得均匀的混合搅拌。广泛应用于高黏度、高弹塑性物料的混炼、捏合等。鱼尾型搅拌桨剪切作用小,适用于对纤维素物质的捏合操作,具有搅拌均匀、无死角、捏合效率高等优点。但对于超高黏度物料或脆性纤维含量较大时,纤维会呈团状随物料同步运转,纤维基本不受损坏,却也很难得到理想的分散。
从资料综述可知,短切碳纤维(长度大于3mm以上)在高固含量及超高固含量的物料体系中的分散目前尚无理想的方法。究其原因,其一由于单根碳纤维直径很小,相互之间存在较大的静电吸附力,影响工艺中纤维的分散,致使碳纤维复合材料的整体力学性能较低;其二,复合材料制备过程中单螺杆等设备对纤维具有一定的损伤,导致纤维强度受到一影响。
3 结语
综上所述,要真正实现脆性短切纤维在复合材料中的均匀分散,同时保持脆性短切纤维的物理状态,则是一件相当困难的事情。绝对均匀化的理想分散状态也是不可能实现的,实际分散的最佳状态也只能是一种相对完全分散状态,即在物料分散过程中,最大限度地增加各组分间的接触面积。虽然上面总结了几种脆性纤维在基体材料中的分散技术,但都存在着一定的局限性。特别是脆性纤维在高固含量及超高固含量的物料体系中的分散,仍然是目前及未来大力发展短碳纤维复合材料急需解决的一个重要课题。实践证明,采用物理分散和化学分散并用是解决这一问题的有效途径。
摘要:多个角度对脆性纤维分散混合技术的现状进行了综述。结合脆性纤维的特性、分散机理及脆性纤维在不同材料领域的应用,对功能助剂分散方法和物理分散方法分别进行了归纳,说明了每一种分散混合方法的优点及局限性。脆性纤维分散混合的均匀程度取决于混合的介质、混合物的黏度、纤维的加入量及纤维长度等因素。脆性纤维在高固含量及超高固含量的物料体系中的分散,仍然是目前及未来大力发展短碳纤维复合材料急需解决的一个重要课题。采用物理分散和化学分散并用是解决这一问题的有效途径。
关键词:玻璃纤维,碳纤维,分散,混合
参考文献
[1]黄一磊,胡健,郑炽嵩,等.ξ电位对玻璃纤维分散的影响[J].Paper Science&Technology,2004,23(1):31-33.
[2]王闯,李克智,李贺军.短碳纤维在不同分散剂中的分散性[J].精细化工,24(1):1-4.
[3]王虹,汤人望,李荣年,等.提高碳纤维分散性及碳纤维纸强度的研究[J].高科技纤维与应用,2010,35(4):35-38.
[4]唐志荣,汪树军,张伟,等.碳纤维分散体系的初步研究[C].北京:第九届全国化学工艺学术年会论文集,2005.
[5]郭领军,李贺军,李克智.短碳纤维复合材料中纤维均匀化技术的研究现状[J].兵器材料科学与工程,2003,26(6):50-53.
[6]张素凤.玻璃纤维分散性能的研究[J].中国造纸,2013,32(8):33-36.
[7]由永玺.纤维分散搅拌机[J].混凝土与水泥制品,1987,2(6):50.
[8]高玉生,王鼎.玻璃纤维分散机:中国,CN2343165[P].1999-10-13.
[9]马德宝.纤维分散机:中国,CN2237052Y[P].1996-10-19.
[10]卢风林.干粉料纤维分散机:中国,CN203227451U[P].2013-10-09.
[11]何唯平.纤维分散输送机:中国,CN144369A[P].2003-09-24.
练习题:
一、名词解释
1.固体分散体:是指药物以分子、胶态、微晶或无定形状态,分散在一种载体物质中所形成的药物-载体的固体分散体系。
2.包合物:是一种分子被包藏在另一种分子的空穴结构内形成的超微粒分散物。
3.微囊:是利用天然或合成的高分子材料(囊材)作为囊膜,将固体或液体药物(囊心物)包裹而成微型胶囊。
二、选择题
(一)单项选择题
1.以下应用固体分散技术的剂型是D A.散剂 B.胶囊剂 C.微丸 D.滴丸 E.贴片 2.下列有关环糊精叙述中,错误的是A A.环糊精是由环糊精葡萄糖转位酶作用于淀粉后形成的产物 B是水溶性、还原性白色结晶性粉末
C.是由6-10个葡萄糖分子结合而成的环状低聚糖化合物 D.结构为中空圆筒型
E.其中以β-环糊精溶解度最小
3.以下利用亲水胶体的盐析作用制备微囊的方法是A A.单凝聚法 B.复凝聚法 C.溶剂-非溶剂法 D.界面缩聚法 E.喷雾干燥法 4.用β-环糊精包藏挥发油后制成的固体粉末为B A.固体分散体 B.包合物 C.脂质体 D.微球 E.物理混合物
5.包合物制备中,β-环糊精比α-环糊精或γ-环糊精更为常用的原因是B A.水中溶解度最大 B.水中溶解度最小 C.形成的空洞最大 D.分子量最小 E.包容性最大 6.固体分散体中药物溶出速率快慢顺序正确的是D A.无定型>微晶态>分子状态 B.分子状态>微晶态>无定形 C.微晶态>分子状态>无定形 D.分子状态>无定形>微晶态 E.微晶态>无定形>分子状态
7.下列哪种材料制备的固体分散体具有缓释作用C A.PEG B.PVP C.EC D.胆酸 E.泊洛沙姆188 8.固体分散体存在的主要问题是A A.久贮不够稳定 B.药物高度分散 C.药物的难溶性得不到改善 D.不能提高药物的生物利用度 E.刺激性增大 9.β-环糊精结构中的葡萄糖分子数是C A.5个 B.6个 C.7个 D.8个 E.9个
10.制备固体分散体,若药物溶解于熔融的载体中呈分子状态分散者则为B A.低共熔混合物 B.固态溶液 C.玻璃溶液 D.共沉淀物 E.无定形物 11.以下属于可生物降解的合成高分子材料为A A.聚乳酸 B.阿拉伯胶 C.聚乙烯醇 D.甲基纤维素 E.聚酰胺 12.单凝聚法制备微囊时,加入硫酸钠水溶液的作用是A A.凝聚剂 B.稳定剂 C.阻滞剂 D.增塑剂 E.稀释剂 13.以下有关微囊的叙述中,错误的是E 113 A.制备微囊的过程称微型包囊技术 B.微囊由囊材和囊心物构成
C.囊心物指被囊材包裹的药物和附加剂 D.囊材是指用于包裹囊心物的材料 E.微囊不能制成液体剂型
14.下列关于微囊的叙述中,错误的是D A.药物制成微囊可具有肝或肺的靶向性 B.通过制备微囊可使液体药物固体化 C.微囊可减少药物的配伍禁忌 D.微囊化后药物结构发生改变 E.微囊化可提高药物的稳定性
15.下列关于药物微囊化的特点的叙述中,错误的是E A.缓释或控释药物 B.防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激性 C.使药物浓集于靶区 D.掩盖药物的不良气味及味道 E.提高药物的释放速率
16.相分离法制备微囊时,要求A A.在液相中进行 B.在固相中进行 C.在气相中进行 D.在液相和气相中进行 E.都可以 17.下列有关囊材的要求中,不正确的为B A.无毒、无刺激性 B.能与药物缩合有利于囊的稳定性 C.有适宜的粘度、渗透性、溶解性等 D.能与药物配伍 E.有一定的强度及可塑性,能完全包裹囊心物 18.以下方法中,不是微囊制备方法的是E A.凝聚法 B.液中干燥法 C.界面缩聚法 D.改变温度法 E.薄膜分散法 19.单凝聚法制备明胶微囊时,降低温度的目的主要是C A.凝聚 B.囊心物的分散 C.胶凝 D.粘连 E.固化 20.下列关于包合物的叙述,错误的是B A.一种分子被包嵌于另一种分子的空穴中形成包合物 B.包合过程属于化学过程
C.客分子必须与主分子的空穴形状和大小相适应 D.主分子具有较大的空穴结构
E.包合物为客分子被包嵌于主分子的空穴中形成的分子囊 21.以下关于固体分散体的叙述中,错误的是A A.药物与乙基纤维素为载体形成固体分散体可使药物的溶出加快 B.乙基纤维素作为载体,可使水溶性药物的溶出减慢
C.有些载体具有抑晶性,药物在其中以无定形状态分散,形成共沉淀物 D.使用疏水性载体制备固体分散体可使药物具有缓释作用 E.PEG类可作为固体分散体的载体
22.以下有关固体分散体的叙述中,错误的是B A.固体分散体存在老化的缺点 B.共沉淀物中药物以稳定型晶形存在 C.固态溶液中药物以分子状态分散 D.固体分散体可促进药物的溶出 E.简单低共熔混合物中药物以微晶存在
(二)配伍选择题(备选答案在前,试题在后;每组均对应同一组备选答案,每题只有一个正确答案;每个备选答案可重复选用,也可不选用。)【1-5】
以下制备微囊的方法
A.单凝聚法 B.复凝聚法 C.溶剂-非溶剂法 D.喷雾干燥法 E.界面缩聚法 1.以电解质或强亲水性非电解质为凝聚剂A 114 2.利用两种具有相反电荷的高分子做囊材B 3.属于物理机械法制备微囊D 4.属于化学法制备微囊E 5.为复合囊材制备的方法为B 【6-8】
A.明胶 B.环糊精 C.PEG D.可可豆脂 E.淀粉 6.微囊的囊材是A 7.包合物成分B 8.固体分散体材料是C 【9-11】
A.盐析固化法 B.熔融法 C.单凝聚法 D.饱和水溶液法 E.逆相蒸发法 9.制备微囊的方法B 10.制备固体分散体的方法D 11.制备环糊精包合物的方法E 【12-15】
A.β-环糊精 B.α-环糊精 C.5个以上 D.β-环糊精羟丙基衍生物 E.疏水性药物 12.内径最小的包合材料是B 13.最适宜制备包合物的药物是E 14.溶解度显著提高的包合材料是D 15.溶解度最小的包合材料是A 【16-18】
A.饱和水溶液法 B.共沉淀法 C.溶剂-非溶剂法 D.滴制法 E.逆相蒸发法 16.制备固体分散体的方法B 17.植被微型胶囊的方法C
(三)多项选择题
1.下列可增加药物溶出速率的是 AE
A.固体分散体 B.脂质体 C.胃内漂浮制剂 D.渗透泵片 E.β-环糊精包合物 2.在药剂中,环糊精包合物常用于 ACE A.提高药物溶解度 B.避免药物的首过效应 C.提高药物稳定性 D.制备靶向制剂 E.液体药物粉末化 3.微囊中药物的释放机理是 ABD
A.扩散 B.溶解 C.崩解 D.降解 E.均不是 4.药物微囊化的优点有 ABC A.延长药效 B.掩盖不良嗅味 C.增加药物稳定性 D.改善药物的流动性和可压性 E.降低毒副作用 5.以下属于水溶性固体分散体载体的是 ABD A.聚乙二醇类 B.聚维酮 C.乙基纤维素 D.表面活性剂类 E.胆固醇 6.以下属于物理化学法制备微囊的方法有 ABD A.溶剂-非溶剂法 B.单凝聚法 C.界面缩聚法 D.复凝聚法 E.空气悬浮法 7.药物在固体分散载体中的分散状态有 BDE A.缔合体 B.胶态微晶 C.凝胶态 D.无定形 E.分子态 8.下列属于天然微囊囊材物质的是 ACE
A.海藻酸盐 B.CAP C.阿拉伯胶 D.HPMC E.明胶 9.下列关于单凝聚法制备微囊的表述,正确的是 ACE 115 A.单凝聚法是相分离法常用的一种方法
B.在单凝聚法中加入硫酸钠主要是增加溶液的离子强度 C.成囊的影响因素除凝聚系统外还与明胶溶液浓度及温度有关 D.单凝聚法中调节pH至明胶等电点即可成囊
E.在沉降囊中调节pH值到8~9,加入37%甲醛溶液于15℃以下使微囊固化 10.以明胶、阿拉伯胶为囊材,复凝聚法制备微囊的叙述中正确的是 ACDE A.明胶与阿拉伯胶作囊材 B.调节溶液的pH至明胶等电点,是成囊的条件 C.调节溶液的pH至明胶囊正电荷,是成囊的条件 D.适合于难溶性药物的微囊化 E.为使微囊稳定,应用甲醛固化 11.微囊的囊心物可包括 ABCDE A.阻滞剂 B.稀释剂 C.药物 D.增塑剂 B.稳定剂 12.下列属于半合成高分子囊材的是 ABE A.CMC-Na B.CAP C.PVA D.PLA E.MC 13.对复凝聚法制备微囊的叙述错误的是 AE A.适合于水溶性好的药物
B.两种在溶液中带相反电荷的高分子材料作复合囊材,在一定条件下交联且与囊心物凝聚成囊的方法
C.常用的囊材有阿拉伯胶和明胶、海藻酸盐与壳聚糖等 D.适合于固态或液态难溶性药物 E.不需要固化即可得到微囊
14.以下有关囊材的要求,正确的为 ABE A.无毒、无刺激性 B.不影响药物的含量测定 C.可生物降解 D.与药物无亲和性 E.有一定的强度及可塑性,能完全包裹囊心物 15.影响微囊中药物释放的因素有 ABCDE A.介质的pH值 B.剂型 C.药物的溶解度 D.制备工艺条件 E.附加剂 16.PEG 6000在药剂学中可用作 BCE A.胶囊中增塑剂 B.固体分散体载体 C.栓剂基质 D.微囊材料 E.片剂润滑剂 17.下列属于化学法制备微囊的方法为 DE
A.改变温度法 B.单凝聚法 C.多孔离心法 D.界面缩聚法 E.辐射交联法 18.固体分散体中,载体材料对药物溶出的促进作用包括 ABD
A.载体材料对药物有抑晶性 B.水溶性载体材料提高药物的可润湿性 C.脂质类载体材料形成网状结构 D.载体材料保证了药物的高度分散性 E.疏水性载体材料的粘度
19.制备包合物的方法有 ABCD
A.饱和水溶液法 B.喷雾干燥法 C.冷冻干燥法 D.研磨法 E.凝聚法 20.环糊精包合物在药剂学上的应用有 ABCD
A.可增加药物的稳定性 B.液体药物固体化 C.可增加药物的溶解度 D.可遮盖药物的苦臭味 E.促进挥发性药物的挥发 21.包合物的验证方法有 BE A.HPLC法 B.热分析法 C.透析法 D.离心法 E.x-射线衍射法 22.固体分散体的类型包括BCE A.物理混合物 B.低共熔混合物 C.共沉淀物 D.络合物 E.固体溶液
23.微囊的质量评价项目包括ACDE A.载药量和包封率 B.崩解时限 C.囊形与粒径 D.药物含量 E.药物释放速率
三、是非题
1.当溶液的pH值在明胶的等电点以上时,明胶带正电荷数达最高值。(F)2.β-环糊精分子具有环状中空圆筒状结构,圆筒内亲水,圆筒外疏水。(F)3.熔融法制备固体分散体的关键是骤冷。(T)4.薄荷油制成微囊,即可防止挥发损失,又使其从液态变成固态,便于应用。(T)5.薄荷油β-环糊精包合物中,薄荷油为主分子。(F)
四、填空题
1.包合物外层的大分子物质称为主分子。2.以CAP为囊材时,可利用CAP在强酸性介质中不溶的性质,将凝聚囊倾入 强酸性 介质中进行固化。3.溶剂法制备固体分散体适用于 熔点高、对热不稳定或易挥发的药物和载体。4.固体分散体的载体材料有水溶性、水不溶性和 肠溶性。
5.液态药物或剂量小于50mg的固体药物,制备固体分散体宜采用溶剂-熔融法。
五、问答题
1.固体分散体有何特点?
答:1.固体分散体的特点是:1)载体使药物处在高度分散状态。2)强亲水性载体可增加难溶性药物的溶解度和溶出速率,从而提高药物的生物利用度;难溶性载体可延缓或控制药物释放;肠溶性载体可控制药物于小肠释放。3)利用载体的包蔽作用,可延缓药物的水解和氧化。4)载体可掩盖药物的不良气味和刺激性。5)使液体药物固体化。6)药物分散状态的稳定性不高,久贮易产生老化现象。7)滴丸为固体分散体,目前基质和冷却剂的种类还有限。2.固体分散体中药物的存在状态有哪些?
答:固体分散体中药物的存在状态有:微晶状态、分子状态、无定形状态、亚稳定晶型 3.制备包合物常用包合材料是什么,有何特点?
答:制备包合物常用的包合材料是环糊精及其衍生物。
包合物的特点有:1)增加药物的溶解度;2)提高药物的稳定性;3)防止挥发性成分挥发、使液体药物粉末化;4)掩盖药物的不良气味;5)调节药物的释放速度;6)改善药物的吸收和提高生物利用度;7)降低药物的毒副作用和刺激性。4.药物微囊化有何特点?
答:药物微囊化有以下特点:1)提高药物的稳定性;2)掩盖药物的不良气味及口味;3)使液态药物固态化,便于贮存或再制成各种制型;4)避免复方制剂中某些药物的配伍禁忌或有利于复方药物的配伍;5)防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激性;6)使药物具有缓释或控释性能;7)使药物具有靶向性;8)可将活细胞或活性生物材料包囊,从而使其具有很好的生物相容性和稳定性。5.微囊制备方法有哪些?
答:微囊制备方法有:物理化学法(单凝聚法、复凝聚法、溶剂-非溶剂法、改变温度法、液中干燥法)、物理机械法(喷雾干燥法、喷雾冻凝法、空气悬浮法、多孔离心法)、化学法(界面缩聚法、辐射化学法)
6.单凝聚法制备微囊的原理是什么?
单凝聚法制备微囊的原理是:将囊心物分散到由一种高分子材料为囊材的囊材水溶液中,然后加入凝聚剂(如盐、乙醇、丙酮等强亲水性物质)。由于大量的水与凝聚剂结合,使囊材的溶解度降低而凝聚出来,形成微囊。
7.β-环糊精包合物的制备方法有哪些?
答:β-环糊精包合物的制备方法有:饱和水溶液法、研磨法、超声波法、冷冻干燥法、喷雾干燥法。8.固体分散体的类型有哪些?
答:固体分散体的类型有:简单低共熔混合物、固态溶液、玻璃溶液或玻璃混悬液、共沉淀物。9.固体分散体的速效和缓释的原理是什么? 答:固体分散体的速效的原理是:
1)药物的分散状态:①增加药物的分散度 固体分散体增加了药物的分散度,因为固体分散体内的药物呈极细的胶体和超细微粒,甚至以分子状态存在。这样使药物的溶出速率更快。②形成高能状态 含有高能状态形式的药物分散系统是提高溶出速率的另一个因素。2)载体材料对药物溶出的促进作用:①载体材料可提高药物的可润湿性;②载体材料对药物有抑晶作用;③载体材料保证了药物的高度分散性。
缓释的原理是:利用水不溶性材料、肠溶性材料在水中不溶或胃酸性条件下不溶,药物高度分散于其中形成固体分散体,可使药物缓释。
10.微囊中药物释放的机理有哪些,有哪些影响因素?
答:微囊中药物释放的机理有:1)扩散;2)囊壁的溶解;3)囊壁的消化降解。
影响微囊中药物释放因素有:1)粒径,囊材一定时,粒径越小总表面积越大,释药越快。2)囊壁厚度,对于一定量的囊心物,制成的微囊数目多,微囊就小,囊壁就薄;反之则厚。囊壁越厚释药越慢。3)囊材的性质,同一种药物使用不同的囊材形成微囊,药物的释放速率不同。囊壁孔隙率不同,药物的释放速率不同;孔隙率大,则药物从中扩散速率大。4)药物的性质,易溶性药物的溶解度大,其溶解速率很大,不会影响药物释放的速率。对于难溶性药物,药物在水中的溶解速率成为控制药物向外扩散速率的关键因素。5)工艺条件。6)溶出介质的pH值和离子强度。11.影响微囊粒径的因素有哪些?
答:影响微囊粒径的因素有:1)囊心物的大小;2)囊材的用量;3)制备方法;4)制备温度;5)制备时的搅拌速率;6)附加剂的浓度;7)囊材相的粘度
12.试述复凝聚法制备微囊的方法与原理、工艺流程、成囊的条件、加水稀释的目的、固化条件。答:
复凝聚法制备微囊的方法与原理是:将囊心物分散在由两种或多种带有相反电荷的高分子材料作囊材的囊材水溶液中,在适当的条件下,带相反电荷的高分子材料相互作用,溶解度降低,产生相分离凝聚成囊。
复凝聚法工艺流程为:
囊心物 囊材
(固体或液体药物)(2.5%~5%明胶与2.5%~5%阿拉伯胶溶液)
\ /
↓
混悬液(或乳状液)50~55℃ ↓ 5% 醋酸溶液
凝聚囊
↓30~40℃的水,用量为成囊系统的1~3倍 沉降囊
10℃以下 ↓37%甲醛溶液(用20%NaOH调至pH8~9)固化囊
↓水洗至无甲醛
微囊→制剂
成囊的条件为:调pH值至4.0~4.5,使明胶带正电荷数量最多,与带负电荷的阿拉伯胶互相交联,生成高分子复合物,溶解度降低,自溶液中凝聚析出成囊。
加水稀释的目的为:①使生成的凝聚囊成球形,固化后仍保持形状不变;②降低黏度,利于将成囊与未成囊者分开;③防止微囊粘连。
固化条件:①加固化剂,如:甲醛、戊二醛等;②调pH值至8~9;③降温至15℃以下。
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