CN100579623C

CN100579623C - 一种复合型污泥脱水剂的制备方法

Info

Publication number: CN100579623C
Application number: CN200710010375A
Authority: CN
Inventors: 王有华; 杨丽
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: CN101239774A

Abstract

本发明涉及一种复合型污泥脱水聚合物的制备方法。它是以阴离子或非离子聚丙烯酰胺、甲醛、有机胺、亚硫酸氢钠、新鲜水为原料，辅以少量助剂，在一定的温度下反应而得到的磺甲基聚丙烯酰胺和胺甲基聚丙烯酰胺为主要成分的胶体水溶液；此胶体水溶液与专利98121074.0的有机絮凝剂按体积比5～50∶1混合即为本发明复合型脱水剂。本发明具有工艺、设备简单，反应过程平稳，易于操作，所需时间短等优点。本发明的污泥脱水剂在相同药剂投加量的条件下，处理效果要好于现有药剂；其处理后的滤后液COD基本低于2000mg/L，油含量在1000mg/L以下。它可以应用在石油、化工等行业的污水、污泥处理。

Description

一种复合型污泥脱水剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种污泥脱水剂的制备方法，具体地说是一种复合型污泥脱水剂的制备方法，特别是针对石油、化工行业用于含油污泥脱水的复合型聚合物脱水剂及其制备方法。

背景技术

在石油加工及其废水处理过程中，有大量的含油污泥产生，如API隔油池底泥、溶气浮选浮渣、电脱盐污油、油罐底泥及剩余活性污泥等。由于含油污泥产生的工艺过程不同，其含油、含水差别较大，其中油是由数百种不同类型的有机化合物组成，多数是有毒有害及难于生物降解的物质。含油污泥中固体颗粒以极小粒子分布于污泥中，油-水-固三者混合呈乳化状态，对环境具有极大的危害性。

污泥的体积与含水率有着直接关系，当污泥含水率为98.8％时，污泥体积为100立方米，当含水率降到80％时，污泥体积只有6立方米。因此在污泥最终处理之前进行脱水处理是必不可少的。脱水剂的作用就是中和固体颗粒所带的电荷，使高度分散的污泥微粒、油珠或乳化油间网联架桥，从而使污泥的微小颗粒间发生凝聚，最终变成大颗粒，从而改善其固液分离性能。

CN1247838A披露了用于污水处理方面的一种阳离子型高分子絮凝剂，它是采用将反应器内的空气由氮气置换后，在2～3kg/cm²的氮气保护下完成反应的。而且反应原料甲醛、二甲胺采用分段加入的方式，工艺过程烦琐。CN1305976A披露了一种污泥的处理方法。它是采用在污泥中加入硫酸亚铁后，再加入阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，并将絮凝后的污泥通过压滤分离机。经过分离的泥块自然风干后，用万能粉碎机粉碎，并在其中加入一定量的氮、磷、钾肥后，作为肥料使用。由于含油污泥中含有一定量的难生物降解有机物，因此该方法会造成一定的环境污染。CN1248173A用磺化苯乙烯聚合物和/或其盐与阳离子聚合物絮凝剂或无机絮凝剂结合使用，作为污泥脱水剂。CN1464887A用聚亚烷基亚胺的改性物为脱水剂，主要用于制纸原料前处理剂。上述脱水剂的脱水性能需进一步提高。

发明内容

本发明提供一种复合型污泥脱水剂聚合物的制备方法。此脱水剂在污泥处理时，可以有效地去除渣中的缝隙水，渣的成团性好，从而提高污泥的脱水效果。本发明得到的复合型污泥脱水剂聚合物，在相同药剂投加量的条件下，处理效果要好于现有药剂；其处理后的滤后液的化学需氧量(COD铬法)基本低于2000mg/L，油含量在1000mg/L以下。本发明污泥脱水的复合型聚合物制备过程简单，合成时间短，生产效率高。

本发明复合型污泥脱水剂聚合物的制备过程如下：

将新鲜水加入反应釜中，在搅拌的情况下，均匀地将阴离子或非离子聚丙烯酰胺加入反应釜中。待其完全溶解后，加入无机碱，调整溶液的PH值。然后加入助剂，控制反应温度，将甲醛、有机胺、亚硫酸氢钠加入反应釜中，反应一定时间后，加入终止剂停止反应，即可得到磺甲基聚丙烯酰胺和胺甲基聚丙烯酰胺为主要成分的两性型聚合物胶体水溶液。此胶体水溶液与具有如下结构的有机絮凝剂按体积比5～50∶1，优选20～40∶1混合即为本发明复合型脱水剂：

其中R₁、R₂、R₄、R₆分别是H或者C_1～3的羟烷基其中的任何一个；R₃是胺基或带有羟烷基取代的胺基；R₅、R₈分别是亚烷基；R₇是羰基氧或羟基烷基氧；m＝5～15，n＝10～20。(上述结构式的有机絮凝剂按中国专利98121074.0所述方法制备)

上述胶体水溶液制备过程发生的反应可以用下式表示：

其中各反应原料的最佳配比为阴离子或非离子聚丙烯酰胺∶甲醛∶有机胺∶新鲜水∶亚硫酸氢钠∶助剂∶终止剂为＝1∶0.5～2.5∶0.5～2.5∶100～5000∶0.005～0.05∶0.5～2.5∶10～500(mol/mol)，优选为1∶0.5～2.0∶0.5～2.0∶500～4000∶0.005～0.01∶0.5～2.0∶10～500(mol/mol)。阴离子或非离子聚丙烯酰胺可以是市售普通商品。无机碱是氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种；有机胺是二甲胺、二乙胺、双氰胺的一种或几种；助剂是乙二胺四乙酸及其钠盐、亚乙基二胺四乙酸及其钠盐和二亚乙基二胺五乙酸及其钠盐中的一种或几种；终止剂是盐酸、硫酸的一种或两种。

加入无机碱，调整溶液的pH值，控制在7～14之间，最好是在8～13之间；反应温度，控制在20℃～80℃之间，最好是在20℃～70℃之间；阴离子或非离子聚丙烯酰胺的加入溶解时间，控制在1h～6h，最好控制在2h～5h。反应时间为0.1h～10h，优选为0.5h～5h。

本发明方法制备的污泥脱水剂是主要成分具有如下结构的两性型聚合物的胶体水溶液：

m的范围为1万～28万，n的范围为1万～20万，两性型聚合物的重量浓度为0.05％～3％，其运动粘度为100mm²/s～600mm²/s，阳离子度为10mmol/g～30mmol/g。

本发明方法制备的阳离子聚合物与中国专利98121074.0的有机絮凝剂按体积比5～50∶1，优选20～40∶1混合即为本发明复合型脱水剂。当然，还可以添加本领域其它常规的有机和无机絮凝剂。中国专利98121074.0所述有机絮凝剂的具体制备过程和条件可以参照该专利说明书和实施例。

本发明方法制备的复合型污泥脱水剂可以在污泥脱水中的应用，特别是含油污泥脱水中的应用。将上述脱水剂加入需处理的污泥中，搅拌均匀即可，脱水剂在污泥中的加入量一般为3～1000μg/g，优选为5～500μg/g。

本发明方法制备的复合型聚合物污泥脱水剂使用性能好，具有制备工艺、设备简单，反应过程平稳，易于操作等特点。特别是本发明方法所需的时间短，生产效率高。通过对炼油厂含油污泥的实验室烧杯评价试验证明，本发明得到的污泥脱水的复合型聚合物，阳离子度高，处理效果好，污泥成团性好，且密实。它可以应用在石油、化工等行业的污水、污泥处理。

具体实施方式

下面通过实施例说明本发明复合型污泥脱水剂的制备过程和使用性能。

实施例1

在反应釜中，加入499kg新鲜水，启动搅拌，加入非离子聚丙烯酰胺1.1kg。完全溶解后，加入0.1kg氢氧化钠(化学纯)，调整溶液的pH值为11～12。然后加入0.5g乙二胺四乙酸二钠(化学纯)，控制反应温度在30℃，将1200mL甲醛(化学纯)、1200mL二甲胺(化学纯)、亚硫酸氢钠0.73kg，加入反应釜中，反应时间为4h。最后加入1500mL盐酸(化学纯)停止反应，即可得到两性型脱水剂-1。

实施例2

在反应釜中，加入498kg新鲜水，启动搅拌，加入非离子聚丙烯酰胺1.35kg。完全溶解后，加入0.17kg氢氧化钠(化学纯)，调整溶液的PH值为9～10。然后加入0.5g乙二胺四乙酸二钠(化学纯)，控制反应温度在50℃，将2200mL甲醛(化学纯)、1800mL二甲胺(化学纯)、亚硫酸氢钠0.41kg，加入反应釜中，反应时间为3h。最后加入2500mL盐酸(化学纯)停止反应，即可得到两性型脱水剂-2。

实施例3

在反应釜中，加入987kg新鲜水，启动搅拌，加入阴离子聚丙烯酰胺2.85kg。完全溶解后，加入0.25kg氢氧化钠(化学纯)，调整溶液的PH值为11～12。然后加入0.4g乙二胺四乙酸二钠(化学纯)，控制反应温度在45℃，将2500mL甲醛(化学纯)、2800mL二甲胺(化学纯)、亚硫酸氢钠1.62kg，加入反应釜中，反应时间为3h。最后加入4000mL盐酸(化学纯)停止反应，即可得到两性型脱水剂-3。

实施例4

在反应釜中，加入986kg新鲜水，启动搅拌，加入阴离子聚丙烯酰胺3.88kg。完全溶解后，加入0.31kg氢氧化钠(化学纯)，调整溶液的PH值为9～10。然后加入0.8g乙二胺四乙酸二钠(化学纯)，控制反应温度在55℃，将3200mL甲醛(化学纯)、3200mL二甲胺(化学纯)、亚硫酸氢钠2.46kg，加入反应釜中，反应时间为2h。最后加入5200mL盐酸(化学纯)停止反应，即可得到两性型脱水剂-4。。

实施例5

将脱水剂-2与中国专利98121074.0实施例3的破乳型有机絮凝剂，按30∶1(体积比)混合，即可得到复合型脱水剂-1。

实施例6

将脱水剂-4与中国专利98121074.0实施例4的破乳型有机絮凝剂，按25∶1(体积比)混合，即可得到复合型脱水剂-2。

表1 各实施例得到脱水剂产品指标

名称	运动粘度mm<sup>2</sup>/s	阳离子度mmol/g
名称	运动粘度mm<sup>2</sup>/s	阳离子度mmol/g	两性型脱水剂-1	417.7	9.8
两性型脱水剂-2	456.8	12.1	两性型脱水剂-1	417.7	9.8
两性型脱水剂-2	456.8	12.1	两性型脱水剂-3	480.1	15.6
两性型脱水剂-4	542.3	17.5	两性型脱水剂-3	480.1	15.6
两性型脱水剂-4	542.3	17.5	复合型脱水剂-1	431.2	10.3
复合型脱水剂-2	489.2	15.8	复合型脱水剂-1	431.2	10.3

实施例7

取某炼油厂含油污泥进行脱水试验。

表1 处理炼油厂含油污泥实验结果

注：*PAC为商品聚合氯化铝。

料现有药剂为ZDMC，即丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵的共聚物，特性粘度430mm²/s，阳离子度0.3mmol/g。

Claims

1、一种复合型污泥脱水剂的制备方法，包括以下过程：将新鲜水加入反应釜中，在搅拌的情况下，均匀地将阴离子或非离子聚丙烯酰胺加入反应釜中；待其完全溶解后，加入无机碱，调整溶液的pH值；然后加入助剂，控制反应温度，将甲醛、有机胺、亚硫酸氢钠加入反应釜中，反应一定时间后，加入终止剂停止反应，得到磺甲基聚丙烯酰胺和胺甲基聚丙烯酰胺为主要成分的胶体水溶液；此胶体水溶液与如下结构的有机絮凝剂按体积比5～50∶1混合，即为最终复合型污泥脱水剂：

其中R₁、R₂、R₄、R₆分别是H或者C_1～3的羟烷基其中的任何一个；R₃是胺基或带有羟烷基取代的胺基；R₅、R₈分别是亚烷基；R₇是羰基氧或羟基烷基氧；m＝5～15，n＝10～20。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的胶体水溶液与所述有机絮凝剂混合体积比为20～40∶1。

3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的无机碱是氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种；有机胺是二甲胺、二乙胺、双氰胺的一种或几种；助剂是乙二胺四乙酸及其钠盐、亚乙基二胺四乙酸及其钠盐、二亚乙基二胺五乙酸及其钠盐中的一种或几种；终止剂是盐酸、硫酸的一种或两种。

4、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的调整溶液的pH值为7～14之间，反应温度控制在20℃～80℃之间，阴离子或非离子聚丙烯酰胺的溶解时间控制在1h～6h，反应时间为0.1h～10h。

5、按照权利要求4所述的方法，其特征在于所述的调整溶液的pH值为8～13之间，反应温度控制在20℃～70℃之间，阴离子或非离子聚丙烯酰胺的溶解时间控制在2h～5h，反应时间为0.5h～5h。