申请日2011.12.30
公开(公告)日2012.06.27
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明涉及一种专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱水剂，该脱水剂的特性粘度为150～800mpa.s，0.5%水溶液粘度为10～300mpa.s，阳离子含量为20～50%，有效物质含量为25%，单体残留量≤0.05%，pH值为3～6。本发明采用分散聚合法来制备水溶性高分子，具有粘度小，溶解快，能耗小，抗剪切性好，泥饼含水率低至65%，污泥减量化效果突出，无毒无污染，无粉尘，无损健康，流动性好易于操作，尤其适合自动加药，实现生产的自动化。
权利要求书
1.专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱水剂，其特征在于：该脱水剂 的特性粘度为150～800mpa.s，0.5%水溶液粘度为10～300mpa.s，阳离子含量 为20～50%，有效物质含量为25%，单体残留量≤0.05%，pH值为3～6。
2.如权利要求1所述的专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱水剂，其 特征在于：该脱水剂是从至少一种下述单体采用分散聚合法制得的乳白色流 动性液体：二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯包括其酸加成和季铵盐，(甲基) 丙烯酰胺基烷基三烷基铵盐，其二烯丙基二烷基铵盐、2-乙烯基吡啶或4乙 烯基吡啶;二烯丙基季化单体、二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰 胺，其中烷基包含1～4个碳原子，包括其酸加成盐或季铵盐。
说明书
专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱水剂
技术领域
本发明涉及城市污水处理技术领域，尤其涉及专用于污泥减量化的环境 友好型污泥脱水剂。
背景技术
城市污水处理厂在处理污水过程中，会产生大量的污泥，没有进行脱水 处理的污泥含水率很高，一般为95%～99%，体积很大，不便于运输和处置， 而且易腐败有恶臭，需要及时进行处理，以免产生“二次污染”。污水中污泥 脱水是整个污泥处理工艺的一个重要环节，目的是使固体富集，减少污泥体 积，为污泥的最终处置创造条件。由于城市污泥中含有大量的蛋白质和碳水 化合物，沉淀性能和脱水性能都很差，为提高污泥脱水性能通常在污泥脱水 过程中添加阳离子高分子絮凝剂(PAM)，而污泥处理的成本在一定程度上也 取决于絮凝剂的费用。
水介质分散型聚丙烯酰胺(英文简称WPAM)是一种线型水溶性高分子， 是聚丙烯酰胺(PAM)的最新一代产品。该产品可以用作有效的絮凝剂、增 稠剂、纸张增强剂以及液体的减阻剂等，广泛应用于石油开采、水处理、造 纸、纺织印染、选矿、洗煤、医药、制糖、养殖、建材、建筑、农业等工业 部门，有“百业助剂”、“万能产品”之称。
在所有聚丙烯酰胺(PAM)产品剂型中，水介质分散型聚丙烯酰胺 (WPAM)的技术含量是最高的，与传统形态的PAM产品相比，WPAM具 有生产工艺简单、生产耗能少、制造过程中无三废排放、使用方便且无二次 污染等优点，代表了PAM产品的发展方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种粘度小、溶解快的专用于污泥减 量化的环境友好型污泥脱水剂。
为解决上述问题，本发明所述的专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱 水剂，其特征在于：该脱水剂的特性粘度为150～800mpa.s，0.5%水溶液粘度 为10～300mpa.s，阳离子含量为20～50%，有效物质含量为25%，单体残留量 ≤0.05%，pH值为3～6。
该脱水剂是从至少一种下述单体采用分散聚合法制得的乳白色流动性液 体：二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯包括其酸加成和季铵盐，(甲基)丙烯 酰胺基烷基三烷基铵盐，其二烯丙基二烷基铵盐、2-乙烯基吡啶或4乙烯基 吡啶;二烯丙基季化单体、二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺， 其中烷基包含1～4个碳原子，包括其酸加成盐或季铵盐。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用分散聚合法来制备水溶性高分子，解决了多年来困扰国际 水溶性高分子研究领域的世界性难题，实现了PAM研究和生产领域的重大突 破，标志着我国PAM研究和生产达到了世界领先水平。
2、本发明与国际同类产品相比较，其分子量、离子度、溶解速度与国际 先进的日本海姆、美国纳尔科同类产品相似，优于国内产品。
3、本发明为乳白色流动性液体，具有粘度小，溶解快(参见表1)，能 耗小，抗剪切性好，泥饼含水率低至65%，污泥减量化效果突出，无毒无污 染，无粉尘，无损健康，流动性好易于操作，尤其适合自动加药，实现生产 的自动化。
表1：本发明性能指标
序号 项目 指标 1 粘度(mpa.s) 150～800 2 pH 3～6 3 0.5%水溶液粘度(mpa.s) 10～300 4 分子量(万) 1000 5 有效物质含量(%) 25 6 阳离子度(%) 20～50 7 单体残留量(%) ≤0.05 8 稳定性(5000rpm/20min) 无明显分层 9 溶解时间(min) ≤20
4、本发明与粉体产品相比，溶解快，药效高，无粉尘无污染，可自动连 续加药。
5、本发明与胶体产品相比，溶解快，含量高，粘度低，流动性好，易操 作，可自动连续加药。
6、本发明与“油包水”乳液相比，不含矿物油和表面活性剂，不对水体 产生二次污染。成本低。
7、本发明已经在污水处理方面成功地被应用，已经完成产业化及工业化， 积累了丰富的生产经验。
具体实施方式
专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱水剂，该脱水剂的特性粘度为 150～800mpa.s，0.5%水溶液粘度为10～300mpa.s，阳离子含量为20～50%， 有效物质含量为25%，单体残留量≤0.05%，pH值为3～6。
该脱水剂是从至少一种下述单体采用分散聚合法制得的乳白色流动性液 体：二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯包括其酸加成和季铵盐，(甲基)丙烯 酰胺基烷基三烷基铵盐，其二烯丙基二烷基铵盐、2-乙烯基吡啶或4乙烯基 吡啶;二烯丙基季化单体、二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺， 其中烷基包含1～4个碳原子，包括其酸加成盐或季铵盐。
该脱水剂是按下述方法制备所得：
实施例1向装配有搅拌器、冷凝器、氮气和温度计的1升烧瓶中加入 包括如下物质的连续相：
将连续相采用氮气净化一小时。
从如下物质制备单体相：
二甲基氨乙基丙烯酸酯氯甲烷盐 100g
丙烯酰胺 60g
己二酸 10g
将单体相加入到连续相中，并将烧瓶的内容物采用氮气脱气半小时，除 去氮气，然后加入如下引发剂：
250ppm 3%的偶氮类引发剂
25ppm 0.5%的溴酸钾
25ppm 1.0%的亚硫酸氢钠
允许反应放热，然后将反应在65℃下进行2小时，之后冷却即得。
实施例2在0.5L的四颈瓶上安装搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和 温度计，置于恒温水浴中，加入丙烯酰胺单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯 化铵单体、硫酸铵、复合引发剂、叔丁醇、去离子水以及稳定剂、助剂，通 氮气除氧0.5h，在55℃的温度下反应6～8h即得。
复合引发剂为过硫酸铵/亚硫酸钠和2，2-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-代)丙烷] (VA-044);稳定剂为有机锡类。
其中：单体总量为5～10%，复合引发剂为0.2%，硫酸铵为25～28%，v(叔 丁醇)∶v(水)=0.16～0.20∶1，稳定剂为0.5～1.0%;余量为助剂。
实施例3向装配有搅拌器、冷凝器、氮气和温度计的1升烧瓶中加入 包括如下物质的连续相：
水 150g
多胺 32g
硫酸铵 85g
将连续相采用氮气净化一小时。
从如下物质制备单体相：
将单体相加入到连续相中，并将烧瓶的内容物采用氮气脱气半小时，除 去氮气，然后加入如下引发剂：
1.62ml的10%的偶氮类引发剂
2.34ml的0.5%的过硫酸铵
2.34ml的0.5%的溴酸钾
2.34ml的1.0%的的亚硫酸氢钠
允许反应放热，然后将反应在65℃下进行2小时，之后冷却即得。
实施例4向装配有搅拌器、冷凝器、氮气和温度计的1升烧瓶中加入 包括如下物质的连续相：
水 200g
多胺 60g
硫酸铵 180g
将连续相采用氮气净化30min。
从如下物质制备单体相：
APTAC 100g
水 20g
将单体相加入到连续相中，并将烧瓶的内容物采用氮气脱气半小时，除 去氮气，然后加入如下引发剂：
1.62ml的10%的偶氮类引发剂
允许反应放热，然后将反应在65℃下进行2小时，之后冷却即得。
