申请日2018.04.20
公开(公告)日2018.08.17
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明公开了一种新型污泥脱水剂，将称量好的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺放入反应釜中，再向反应釜中加入去离子水，保持反应釜内温度恒定，通入氮气除氧，搅拌，然后加入引发剂，反应开始后，缓慢滴加丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应，反应结束后，向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀后静置，然后过滤，除去滤液，将沉淀干燥，得到固体的共聚物，然后将共聚物与阳离子聚丙烯酰胺、铝盐、铁盐、助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。有益效果在于：将有机、无机絮凝剂及助凝剂等组分制备成复合污泥脱水剂，具有较高的污泥脱水性能，较少的药剂投加量，适用范围广，毒性低，对环境友好。
权利要求书
1.一种新型污泥脱水剂，其特征在于，以重量份计，分别称取15-45份的二甲基二烯丙基氯化铵和10-30份的丙烯酰胺，放入到反应釜中，再向反应釜中加入50-150份的去离子水，控制反应釜内温度保持恒定，接着通入氮气进行除氧，开始搅拌，然后加入1-10份引发剂，反应开始后，向反应釜内缓慢滴加30-60份丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应6-15h，反应结束后，按照反应釜内液体产品与无水乙醇的体积比为1∶0.5-3向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀，然后停止搅拌，静置一段时间，然后过滤，除去滤液，将沉淀放入干燥装置中干燥，得到固体的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物，然后将二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物与2-10份的阳离子聚丙烯酰胺、5-15份的铝盐、5-10份的铁盐、10-20份的助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。
2.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水剂，其特征在于，反应釜内温度为25-45℃，通入氮气时长为10-60min，搅拌速率为100-600r/min。
3.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、亚硫酸氢钠的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水剂，其特征在于，所述丙烯酰胺水溶液质量分数为40-80%，静置时长为0.5-3h，所述干燥装置为真空冷冻干燥机。
5.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水剂，其特征在于，所述铝盐为硫酸铝、明矾、三氯化铝的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水剂，其特征在于：所述铝盐为三氯化铁、绿矾、硫酸铁的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水剂，其特征在于：所述助凝剂为生石灰、粉煤灰的一种或两种。
说明书
一种新型污泥脱水剂
技术领域
本发明涉及污泥脱水领域，特别是涉及一种新型污泥脱水剂。
背景技术
污泥是污水处理的附产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，它的主要特性是高含水率，高有机物含量，颗粒细，呈胶状液态，难以固液分离，所以大多数污水处理厂使用污泥脱水机或污泥离心机来进行一定程度的固液分离，污泥中的水分有四种形态：表面吸附水、间隙水、毛细结合水和内部结合水，以上四种水分总体来说可以分为两种：自由水和结合水，结合水与固体颗粒间结合紧密，活动能力较低，需要机械力或化学反应才能移除，而自由水不受固体颗粒束缚可通过浓缩或机械脱水从污泥中分离出来，污泥按所处理水的类型可分为三大类：给水厂污泥、污水厂污泥、工业污泥，污泥存在污泥颗粒小、沉降性能差、含水率高、有机质含量高、重金属及致病菌多等特点，目前，常用的污泥处置方法主要有土地利用、堆肥处理、卫生填埋、污泥焚烧、海洋倾倒等。
在对污泥处理环节中，需要进行脱水处理，该过程中需要添加脱水药剂，目前的脱水药剂主要有无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂、复合絮凝剂及助凝剂等，但是，传统无机絮凝剂的投加量较大，絮凝效果不好，有机絮凝剂具有一定生物毒性、生物降解性差等缺点，而助凝剂若单独使用时投加量过大，并且容易造成泥饼增容等问题，生物絮凝剂虽然脱水效果较好，但由于本身的一些缺点限制了其实际应用范围。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型污泥脱水剂。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种新型污泥脱水剂，以重量份计，分别称取15-45份的二甲基二烯丙基氯化铵和10-30份的丙烯酰胺，放入到反应釜中，再向反应釜中加入50-150份的去离子水，控制反应釜内温度保持恒定，接着通入氮气进行除氧，开始搅拌，然后加入1-10份引发剂，反应开始后，向反应釜内缓慢滴加30-60份丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应6-15h，反应结束后，按照反应釜内液体产品与无水乙醇的体积比为1∶0.5-3向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀，然后停止搅拌，静置一段时间，然后过滤，除去滤液，将沉淀放入干燥装置中干燥，得到固体的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物，然后将二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物与2-10份的阳离子聚丙烯酰胺、5-15份的铝盐、5-10份的铁盐、10-20份的助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。
反应釜内温度为25-45℃，通入氮气时长为10-60min，搅拌速率为100-600r/min。
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、亚硫酸氢钠的一种或多种。
所述丙烯酰胺水溶液质量分数为40-80%，静置时长为0.5-3h，所述干燥装置为真空冷冻干燥机。
所述铝盐为硫酸铝、明矾、三氯化铝的一种或多种。
所述铝盐为三氯化铁、绿矾、硫酸铁的一种或多种。
所述助凝剂为生石灰、粉煤灰的一种或两种。
本发明的作用机理是：
二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物及阳离子聚丙烯酰胺在水中电离后展开成长分子链，分子上所带的电荷能起到中和污泥颗粒所带电荷的作用，使污泥颗粒与水分子分离，以及压缩双电层，另外，长分子链还能与污泥颗粒形成吸附架桥，网捕污泥颗粒，使原来微小的污泥颗粒聚集为较大的颗粒，絮凝污泥，改善污泥的沉降性能，铝盐和铁盐在水中溶解成为带正电荷的离子，可以起到中和带负电荷的污泥颗粒，以及压缩双电层的作用，使污泥颗粒与水分子分离，絮凝成大颗粒污泥，改善沉淀性能，进而改善污泥的脱水性能，助凝剂可作为骨架使污泥絮体形成持久坚固的结构,在脱水时保持多孔性，阻止絮体崩溃。
有益效果在于：将有机絮凝剂、无机絮凝剂及助凝剂等组分制备成复合污泥脱水剂，能够弥补单一絮凝剂的缺点，具有较高的污泥脱水性能，较少的药剂投加量，适用范围广，毒性低，对环境友好。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
实施例一
一种新型污泥脱水剂，以重量份计，分别称取20份的二甲基二烯丙基氯化铵和10份的丙烯酰胺，放入到反应釜中，再向反应釜中加入50份的去离子水，控制反应釜内温度保持45℃恒定，接着通入氮气20min，进行除氧，以200r/min的搅拌速率开始搅拌，然后加入2份引发剂，反应开始后，向反应釜内缓慢滴加30份质量分数为55%的丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应8h，反应结束后，按照反应釜内液体产品与无水乙醇的体积比为1∶1向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀，然后停止搅拌，静置0.5h，然后过滤，除去滤液，将沉淀放入真空冷冻干燥机中干燥，得到固体的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物，然后将二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物与3份的阳离子聚丙烯酰胺、10份的铝盐、5份的铁盐、15份的助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵，其质量比为3∶2∶1。
所述铝盐为硫酸铝、明矾、三氯化铝，其质量比为1∶2∶1。
所述铝盐为三氯化铁、绿矾、硫酸铁，其质量比为2∶0.5∶3。
所述助凝剂为生石灰、粉煤灰，其质量比为1∶1.5。
实施例二
一种新型污泥脱水剂，以重量份计，分别称取15份的二甲基二烯丙基氯化铵和20份的丙烯酰胺，放入到反应釜中，再向反应釜中加入60份的去离子水，控制反应釜内温度保持40℃恒定，接着通入氮气30min，进行除氧，以300r/min的搅拌速率开始搅拌，然后加入5份引发剂，反应开始后，向反应釜内缓慢滴加45份质量分数为40%的丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应12h，反应结束后，按照反应釜内液体产品与无水乙醇的体积比为1∶3向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀，然后停止搅拌，静置2h，然后过滤，除去滤液，将沉淀放入真空冷冻干燥机中干燥，得到固体的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物，然后将二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物与5份的阳离子聚丙烯酰胺、12份的铝盐、10份的铁盐、18份的助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。
所述引发剂为过硫酸钾、亚硫酸氢钠，其质量比为1∶0.7。
所述铝盐为硫酸铝、明矾，其质量比为3∶1。
所述铝盐为绿矾、硫酸铁，其质量比为1∶1。
所述助凝剂为生石灰。
实施例三
一种新型污泥脱水剂，以重量份计，分别称取35份的二甲基二烯丙基氯化铵和15份的丙烯酰胺，放入到反应釜中，再向反应釜中加入80份的去离子水，控制反应釜内温度保持25℃恒定，接着通入氮气10min，进行除氧，以100r/min的搅拌速率开始搅拌，然后加入6份引发剂，反应开始后，向反应釜内缓慢滴加60份质量分数为45%的丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应6h，反应结束后，按照反应釜内液体产品与无水乙醇的体积比为1∶2.5向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀，然后停止搅拌，静置1h，然后过滤，除去滤液，将沉淀放入真空冷冻干燥机中干燥，得到固体的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物，然后将二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物与10份的阳离子聚丙烯酰胺、8份的铝盐、7份的铁盐、10份的助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。
所述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠，其质量比为3∶1。
所述铝盐为硫酸铝。
所述铝盐为三氯化铁、绿矾，其质量比为4∶1。
所述助凝剂为粉煤灰。
实施例四
一种新型污泥脱水剂，以重量份计，分别称取40份的二甲基二烯丙基氯化铵和30份的丙烯酰胺，放入到反应釜中，再向反应釜中加入100份的去离子水，控制反应釜内温度保持35℃恒定，接着通入氮气40min，进行除氧，以500r/min的搅拌速率开始搅拌，然后加入10份引发剂，反应开始后，向反应釜内缓慢滴加40份质量分数为70%的丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应10h，反应结束后，按照反应釜内液体产品与无水乙醇的体积比为1∶2向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀，然后停止搅拌，静置3h，然后过滤，除去滤液，将沉淀放入真空冷冻干燥机中干燥，得到固体的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物，然后将二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物与2份的阳离子聚丙烯酰胺、5份的铝盐、9份的铁盐、20份的助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。
所述引发剂为过硫酸钠、亚硫酸氢钠，其质量比为1∶5。
所述铝盐为三氯化铝。
所述铝盐为绿矾。
所述助凝剂为生石灰、粉煤灰，其质量比为1∶0.8。
实施例五
一种新型污泥脱水剂，以重量份计，分别称取30份的二甲基二烯丙基氯化铵和20份的丙烯酰胺，放入到反应釜中，再向反应釜中加入120份的去离子水，控制反应釜内温度保持30℃恒定，接着通入氮气60min，进行除氧，以600r/min的搅拌速率开始搅拌，然后加入8份引发剂，反应开始后，向反应釜内缓慢滴加50份质量分数为75%的丙烯酰胺水溶液，滴加结束后，继续反应14h，反应结束后，按照反应釜内液体产品与无水乙醇的体积比为1∶0.5向反应釜内加入无水乙醇，搅拌均匀，然后停止搅拌，静置2.5h，然后过滤，除去滤液，将沉淀放入真空冷冻干燥机中干燥，得到固体的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物，然后将二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物与8份的阳离子聚丙烯酰胺、15份的铝盐、8份的铁盐、12份的助凝剂混合均匀，得到所述新型污泥脱水剂。
所述引发剂为过硫酸钠。
所述铝盐为硫酸铝、明矾、三氯化铝，其质量比为0.3∶0.7∶1。
所述铝盐为三氯化铁、绿矾、硫酸铁，其质量比为2∶0.5∶1。
所述助凝剂为生石灰、粉煤灰，其质量比为4∶1。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
