CN106186097B - 一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法：将丙烯酰胺单体、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵和助剂都加入到去离子水中进行溶解并搅拌均匀；向溶液中通入高纯氮气除氧，加入引发剂，聚合反应得到高分子聚合物胶体，破碎、烘干后形成聚合物粉末备用；往皂土中加入稀硫酸进行酸化处理，烘干后得到酸化皂土；采用十六烷基三甲基溴化铵对酸化皂土进行有机化处理，得到有机皂土；将聚合物粉末加水搅拌溶解至糊状，再加入到有机皂土中，搅拌至干糊状，自然晾干或烘干后得到破乳混凝剂。破乳混凝剂的破乳混凝速度快，破乳效果好，COD去除率高，对于COD为17480ppm的实际切削液废水，COD去除率达90％以上。

Description

一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法
技术领域
本发明涉及水处理的技术领域，尤其是一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法。
背景技术
切削液广泛应用于机械加工的润滑和冷却，它主要由基础油、表面活性剂、添加剂和水稀释后配制而成，多次循环使用后，会发生不同程度的酸败变质，需要定期更换，切削液废水具有有机物浓度高、色度高、间歇排放、污染强度大、化学性质极为稳定以及难降解等特点。
目前关于切削液废水的处理，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。其中物理法和化学法是实现油水分离且作为后续生化处理的预处理措施。物理法可分为重力分离法、粗粒化法、气浮法和超滤法。化学法主要是通过投加化学破乳剂与油水界面上的乳化剂发生物理或化学反应，从而改变油水界面膜强度或其性质，使乳化液脱稳凝聚实现油水分离。物理化学处理法往往将吸附剂和混凝剂联用，共同处理乳化液废水，能使处理效果更加显著，应用较广的吸附剂有活性炭、活化矾土、粉煤灰、高分子聚合物及吸附树脂等，混凝剂有无机、有机和微生物三大类，现阶段水处理常用的无机高分子混凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁、聚硅酸铝铁等等，有机混凝剂中聚丙烯酰胺应用最为广泛，但单种混凝剂难以发挥最佳效果，一般需要投放多种药剂。
现有混凝技术的不足点：单独加入通常使用的吸附剂，COD去除率不高，单独加入混凝剂，破乳效果不好，需要添加多种药剂，容易造成二次污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，切削液废水破乳混凝剂是一种兼具吸附作用和混凝破乳的复合物质，可以达到破乳效果好和去除COD强的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，具体制备步骤是：
步骤1：准备丙烯酰胺单体、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵、助剂和去离子水，将丙烯酰胺单体、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵和助剂都加入到去离子水中进行溶解并搅拌均匀，得到溶液；
步骤2：往步骤1中得到的溶液中通入高纯氮气除氧，加入引发剂，聚合反应得到高分子聚合物胶体，将该高分子聚合物胶体破碎、烘干后形成聚合物粉末备用；其中的引发剂为过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50；
步骤3：准备皂土，并往皂土中加入稀硫酸进行酸化处理，烘干后得到酸化皂土；
步骤4：采用十六烷基三甲基溴化铵对步骤3中得到的酸化皂土进行有机化处理，得到有机皂土；
步骤5：往步骤2中得到的聚合物粉末中加入水溶解至糊状高分子聚合物，再将该糊状物加入到步骤4中得到的有机皂土中，搅拌至干糊状，自然晾干或烘干后得到破乳混凝剂。
进一步具体地说，上述技术方案中所述步骤1中的丙烯酰胺单体和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为3.7:1～4:1。
进一步具体地说，上述技术方案中所述步骤1中的助剂为尿素，尿素占单体总质量的5.5％～6.5％，单体的浓度为40％～45％。
进一步具体地说，上述技术方案中所述步骤2中的硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50各占单体总质量的0.15％～0.20％。
进一步具体地说，上述技术方案中所述步骤2中的高分子聚合物胶体的烘干温度为70～80℃。
本发明的有益效果是：该方法所制得的切削液废水破乳混凝剂在破乳、削减COD过程中发挥皂土和有机聚合物的协同作用，通过静电引力、范德华力、氢键、高分子架桥以及多孔物质的吸附等物理化学作用，实现对切削液废水破乳絮凝，对水中的油类物质、胶体微粒、悬浮有机物及微生物等污染物质进行分离，为后续处理提供方便和降低难度；使用方便，破乳混凝速度快，破乳效果好，COD去除率高，对于COD为17480ppm的实际切削液废水，COD去除率达90％以上；另外，由于复合物中皂土量大，皂土经焙烧后可以重复利用，不会造成二次污染。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工作流程图。
具体实施方式
破乳除油和水中溶解性有机物COD削减是经济且有效处理切削液废水的两个关键问题，进行破乳和COD削减预处理后，才好进行生化等深化处理排放。因此本发明制备一种有效的切削液废水破乳混凝剂，一种由改性皂土和高分子聚合物复合到一起的复合物质。
实施例一：
本发明的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，具体制备步骤是：
步骤1：准备丙烯酰胺单体、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵、助剂和去离子水，将丙烯酰胺单体、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵和助剂都加入到去离子水中进行溶解并搅拌均匀，得到溶液；阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵的结构性能好，形成共聚物具有正电荷密度高、水溶性好、高效无毒、造价低廉等优点。丙烯酰胺单体和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为3.7:1；助剂为尿素，尿素占单体总质量的5.5％，单体的浓度为40％。
步骤2：往步骤1中得到的溶液中通入高纯氮气除氧，加入引发剂，聚合反应得到高分子聚合物胶体，将该高分子聚合物胶体破碎、烘干后形成聚合物粉末备用；其中的引发剂为过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50(偶氮二异丁脒盐酸盐)；采用更为有效的过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50氧化还原偶氮化合物复合引发体系，通过添加的助剂制备出溶解性好、絮凝性能优异的阳离子聚丙烯酰胺产品。硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50各占单体总质量的0.20％；高分子聚合物胶体的烘干温度为80℃。
步骤3：准备皂土200g，并往皂土中加入18％稀硫酸800ml进行酸化处理，搅拌40min后，90℃恒温水浴改性4.5h，用饱和碳酸钠溶液中和至PH＝5，漂洗、烘干后得到酸化皂土；与原皂土比较，酸化皂土易漂尘，孔结构发生变化，比表面积增大。
步骤4：步骤3中得到的酸化皂土中加入浓度为6.7％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液，强力搅拌2h进行有机化处理，得到有机皂土；利用皂土良好的吸附性和化学作用，十六烷基三甲基溴化铵结合到皂土表面，产生有机基团，为后续与高分子聚合物结合提供条件。
步骤5：准备一定量的步骤2中得到的粉末，加适量水溶解至糊状高分子聚合物，再将该糊状高分子聚合物加入到步骤4中得到的有机皂土中，有机皂土的质量比为70％，搅拌至干糊状，自然晾干或烘干后得到破乳混凝剂。
称取一定量的步骤5中得到的破乳混凝剂，加入适量切削液废水，搅拌，一段时间后，观察废水变化情况。对于COD为17480ppm的实际切削液废水，破乳效果好，絮凝后的水澄清，COD去除率达90％。
实施例二：
本发明的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，具体制备步骤是：
准备丙烯酰胺单体和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵，两种单体的质量比为3.8:1，加尿素助剂，尿素占单体总质量的5.8％，加水溶解，单体浓度为42％，搅拌均匀，得到溶液；往溶液中通入高纯氮气驱除溶解氧，分别加入引发剂过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50，过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50各占单体总质量的0.18％，保温反应，得到高分子聚合物胶体，破碎、76℃烘干后形成粉末备用；准备皂土200g，加18％稀硫酸800mL，搅拌40min后，90℃恒温水浴改性4.5h，用饱和碳酸钠溶液中和至pH＝5，漂洗、烘干；酸化皂土采用浓度为6.7％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液，强力搅拌2h进行有机化处理；准备一定量的粉末并加适量水溶解至糊状高分子聚合物，再加入一定量的有机皂土，有机皂土占质量比为74％，搅拌至干糊状，自然晾干或烘干后得到破乳混凝剂。
称取一定量的步骤5中得到的破乳混凝剂，加入适量切削液废水，搅拌，一段时间后，观察废水变化情况。对于COD为17480ppm的实际切削液废水，破乳效果好，絮凝后的水澄清，COD去除率达92％。
实施例三：
本发明的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，具体制备步骤是：
准备丙烯酰胺单体和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵，两种单体的质量比为3.9:1，加尿素助剂，尿素占单体总质量的6.1％，加水溶解，单体浓度为43％，搅拌均匀，得到溶液；往溶液中通入高纯氮气驱除溶解氧，分别加入引发剂过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50，过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50各占单体总质量的0.17％，保温反应，得到高分子聚合物胶体，破碎、73℃烘干后形成粉末备用；准备皂土200g，加18％稀硫酸800mL，搅拌40min后，90℃恒温水浴改性4.5h，用饱和碳酸钠溶液中和至pH＝5，漂洗、烘干；酸化皂土采用浓度为6.7％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液，强力搅拌2h进行有机化处理；准备一定量的粉末并加适量水溶解至糊状高分子聚合物，再加入一定量的有机皂土，有机皂土占质量比为77％，搅拌至干糊状，自然晾干或烘干后得到破乳混凝剂。
称取一定量的步骤5中得到的破乳混凝剂，加入适量切削液废水，搅拌，一段时间后，观察废水变化情况。对于COD为17480ppm的实际切削液废水，破乳效果好，絮凝后的水澄清，COD去除率达92％。
实施例四：
本发明的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，具体制备步骤是：
准备丙烯酰胺单体和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵，两种单体的质量比为4.0:1，加尿素助剂，尿素占单体总质量的6.5％，加水溶解，单体浓度为45％，搅拌均匀，得到溶液；往溶液中通入高纯氮气驱除溶解氧，分别加入引发剂过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50，过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50各占单体总质量的0.15％，保温反应，得到高分子聚合物胶体，破碎、70℃烘干后形成粉末备用；准备皂土200g，加18％稀硫酸800mL，搅拌40min后，90℃恒温水浴改性4.5h，用饱和碳酸钠溶液中和至pH＝5，漂洗、烘干；酸化皂土采用浓度为6.7％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液，强力搅拌2h进行有机化处理；准备一定量的粉末并加适量水溶解至糊状高分子聚合物，再加入一定量的有机皂土，有机皂土占质量比为80％，搅拌至干糊状，自然晾干或烘干后得到破乳混凝剂。
称取一定量的步骤5中得到的破乳混凝剂，加入适量切削液废水，搅拌，一段时间后，观察废水变化情况。对于COD为17480ppm的实际切削液废水，破乳效果好，絮凝后的水澄清，COD去除率达93％。

Claims (5)

1.一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，其特征是：具体制备步骤如下：
步骤1：准备丙烯酰胺单体、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵、助剂和去离子水，将丙烯酰胺单体、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵和助剂都加入到去离子水中进行溶解并搅拌均匀，得到溶液；所述的助剂为尿素；
步骤2：往步骤1中得到的溶液中通入高纯氮气除氧，加入引发剂，聚合反应得到高分子聚合物胶体，将该高分子聚合物胶体破碎、烘干后形成聚合物粉末备用；其中的引发剂为过硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50；
步骤3：准备皂土，并往皂土中加入稀硫酸进行酸化处理，烘干后得到酸化皂土；
步骤4：采用十六烷基三甲基溴化铵对步骤3中得到的酸化皂土进行有机化处理，得到有机皂土；
步骤5：往步骤2中得到的聚合物粉末中加入水溶解至糊状高分子聚合物，再将该糊状物加入到步骤4中得到的有机皂土中，搅拌至干糊状，自然晾干或烘干后得到破乳混凝剂。
2.如权利要求1所述的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，其特征是：所述步骤1中的丙烯酰胺单体和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为3.7:1～4:1。
3.如权利要求1所述的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，其特征是：所述尿素占单体总质量的5.5％～6.5％，单体的浓度为40％～45％。
4.如权利要求1所述的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，其特征是：所述步骤2中的硫酸铵、甲醛次亚硫酸钠和V-50各占单体总质量的0.15％～0.20％。
5.如权利要求1所述的一种切削液废水破乳混凝剂的制备方法，其特征是：所述步骤2中的高分子聚合物胶体的烘干温度为70～80℃。
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