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经时间检验失败的技术只能发在博文上 精选

已有 11875 次阅读 2013-5-8 11:44 |系统分类:科研笔记| 塑料, 水处理, 亲水性, 填料

前段时间有博友讨论学术杂志应该也发表一些研究失败的实例,以告戒后来的研究者此路不通。目前看来还不可能做到,基本上杂志发表的文章,都是表明我能做多好,最佳点在哪里。很清楚,我这个经时间检验失败的技术想发表在正规的学术期刊上显然也是不可能的,只能挂在科学网的博文上。

 

十多年前,几个好朋友一起吃饭,在吃饭中,就不自觉地又讨论到技术问题。谈到水处理方面让微生物固定长生的填料问题时,哪些因素比较容易让微生物附着生长,表面粗糙只是比表面积更大,及可能存在物理的夹带作用,从化学的角度,提出亲水性的表面,微生物应更易于附着。我知道目前大规模应用于水处理领域的填料都是用塑料制做的,而绝大多数工程化应用于水处理领域的塑料填料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)与聚氯乙烯(PVC)的表面都是疏水的,常用改进填料性能的方法是在其表面压一些高低不平的纹路,增加其表面粗糙程度,以增加其挂膜性能。我就考虑,能不能将其高分子材料本身,进行亲水性改造,改进其亲水性能,从而提高其在水处理中的应用性能。

 

由于我本科专业是高分子化工,对于塑料合金,塑料材料加工这一块还算比较熟。这样,就根据水处理填料要求:如比表面积要大,对流体的阻力尽量要小,还要具有通透性,便于废水中的污染物向填料表面及内表面的输送,以及便于微生物处理后的代谢产物从填料内部向外扩散等来进行了填料的设计,并根据填料的外型设计和加工模具。最便宜的工程塑料是PP,我们通过在PP料中,混入水溶性的高分子聚乙烯醇(PVA),形成塑料合金,并用这种塑料合金,加工成表面有一定的亲水性的塑料填料。有了填料样品,就安排我的学生做其应用性能研究,发现填料表面经亲水性改进后,应用于水处理中,其微生物附着速度,无论是厌氧处理效果,还是好氧处理效果都有不同程度提高。与不经表面改性的普通塑料填料相比,厌氧系统与好氧系统都能提高废水中有机物(COD)的脱除率5-10%,故那时也在国内的核心期刊上发表了3篇研究论文。在发表论文前,查阅资料发现,国内外都无相关研究,故申请发明专利。该发明专利,顺利获得专利授权(水处理弹性亲水性塑料填料制备方法发明专利申请号:01129834.0)。

 

申请专利时,我通报了那天晚上一起吃饭讨论的二个朋友,专利申请人我是第一申请人,他们分别是第二及第三申请人。同时,也告知:前期的研究及产品开发所需的费用,由我支付,并讲明:若赚到钱了,先将我添付的钱还上,多出的部分,我们再分配。

 

新型填料通过专门做塑料配件的加工厂,由我们提供加工的模具及塑料配方进行加工。加工出产品,下一步的重点就是找一家应用单位能应用我们的产品。对于科研人员来讲,有时开发一个新产品,一个新工艺容易,但寻找新产品,新工艺的市场就没那么容易了。一年后,我们做广州市的一家废水处理厂的改造项目,我就毫不犹豫地使用了我们这个新产品。在新产品报价中,也比使用普通的填料报价要高,利润差不多刚好能补上前期所有的研究开发费用。

 

废水项目改造后,经调试、处理出水能顺利达标排放。此废水处理厂连续稳定运行2年左右后,我们发现废水的出水沉淀池中,常有一些填料的碎片,后来,将这些填料打捞上来发现,这些亲水性改进后的填料,经二年使用后都变得比较脆,容易碎,而普通的塑料填料,在水下没有阳光直接曝晒的条件下,一般使用寿命都应该在5年以上,而经亲水性改进,微生物容易在填料有附着,同时,水溶性高分子的溶解流失,或微生物吃掉了可溶解的塑料部分,使塑料填料的强度大大降低,填料的使用寿命,被大大缩短了,这一点是我们当初没有想到的。

 

后来,我们对这个问题重新进行思考:表面亲水性,能大大加快了微生物在新填料表面的挂膜速度,但塑料填料在水中浸泡时间长了以后,也能慢慢地改变其表面特性,亲水性有所增加,故微生物也能在其表面生长。可填料的PP材料中加入PVA的亲水性改进后,其熔融状态的粘度大幅度增加,这样,做出的填料的厚度就增加了,每个填料所需原料的重量也就跟着增加,另外,PVA的原料价格也比PP要贵得多,故用PVA改造生产填料的生产成本也增加许多。它虽然有启动挂膜快的优点,但使用寿命短,生产成本高,经综合评估,仍是得不偿失的,故经过这事以后,我们也就慢慢放弃了这项技术。

 

这种不良的经时间检验失败的研究报告是不可能发表在杂志上让大家知道的,因为专利与以前的论文都是写我的联系方式,我的手机号也是十多年不变,故经常就收到有人打来的电话,问我现在还做不做那个亲水性的塑料填料,现在卖不卖那个亲水性的塑料填料,报价是多少等等。前二天,又收到一次这方面的咨询电话。我想告诉大家,当年的那个获得发明专利授权的“好想法”,没有能通过时间的检验,现在看来已不是好想法了,那产品我们也不做了。当然,“微生物喜欢亲水性的表面”这一点,仍有不少可以开发利用的空间!

 

 



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