CN107628741A - 一种改性壳聚糖‑超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法 - Google Patents

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张凤娥
陈皖
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Abstract

本发明涉及含油污泥脱水性能改善技术领域,是一种改性壳聚糖‑超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法。含油污泥经调节pH后,投入改性壳聚糖并磁力搅拌,并经超声波作用后,再进入离心机中进行离心脱水。本发明提供的一种改性壳聚糖‑超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,尤其对高含水低含油污泥,即含水量>90%,含油量<3%的含油污泥效果显著,最终可使含油污泥的含水率降低至50%~70%,且操作过程简单、成本低、能耗低、前景广阔。

Description

一种改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法
技术领域
本发明涉及一种含油污泥脱水性能改善技术领域,尤其是一种改性壳聚糖-超声波改善含油污泥脱水性能的方法。
背景技术
含油污泥是一类含有石油等有机质与水、泥沙等组成的稳定胶状体系,其中的有机质除含有重质化原油、半成品渣油及成品油外还含有大量稠环芳烃及有害微生物,含油污泥伴随着原油采、炼、集、输各个环节。其数量巨大且其中含有苯、酚、蒽、苯并芘等具有恶臭味和毒性的物质,直接排放,会占用大量土地,污染周围的土壤、水体和空气,对人体造成危害。因此,含油污泥已经被列入《国家危险废弃物目录》中的废油废物类,《国家清洁生产促进法》要求必须对其进行无害化处理。
甲壳素是一种天然多糖资源,其衍生物壳聚糖具有天然、安全等优点,但因其水溶性较差、分子量低等缺点,使得它在使用中受到了限制。改性壳聚糖采用天然高分子壳聚糖为接枝骨架,用不饱和单体与其接枝共聚,对其进行化学改性,使得其水溶性得到了提高,且降解性能比有机合成高分子要好。
现阶段的含油污泥的脱水处理方法分为物理方法和化学方法。物理法是对含油污泥进行离心、压滤及冷热处理,但成本贵、能耗高、处理要求高。化学法是投加化学药剂进行脱水,但有些药剂投加量过大,有些药剂反应所需时间较长,且会带来二次污染。
在投加改性壳聚糖的基础上,加入超声处理技术,能够对其脱水性能有所改善,单独超声处理效果不明显,且超声时间过长,会降低其脱水性能。此外,超声的引入可以减少化学药品的使用量,且超声处理不会带来新的污染,具有较好的环境和经济优势。
因此,为改善含油污泥脱水性能,本专利在投加化学药剂的基础上,引入超声波处理,以改性壳聚糖-超声组合的方法改善含油污泥的脱水性能,以期对含油污泥除油脱水的工程应用提供实验基础。同时,改性壳聚糖-超声组合的方法处理含油污泥的研究很少,未见文献公开。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性壳聚糖-超声波改善含油污泥脱水性能的方法,尤其对高含水低含油的含油污泥效果显著,操作过程简单、成本低、能耗低、前景广阔。其中,含水量>90%,含油量<3%的污泥为高含水低含油污泥。
本发明的技术方案是:含油污泥经pH调节后,投加改性壳聚糖并磁力搅拌,经超声波作用后,再进行离心脱水,可使含油污泥的含水率降低至50-70%。
所述改性壳聚糖由1g壳聚糖、3g丙烯酰胺、1mL二甲基二烯丙基氯化铵以及Ce4+的浓度是0.8mmol/L的硝酸铈铵制备;
所述的改性壳聚糖的投加量为30mg/L。
所述的搅拌为采用磁力搅拌器先快速搅拌1~3min,再慢速搅拌5~10min。
所述的调节含油污泥的pH为5~6.5、超声处理时间为1~10min、超声频率为10-100kHz以及离心脱水的转速为3000~5000r/min。
本发明将改性壳聚糖与超声波组合联用对含油污泥进行脱水处理,其原理为:改性壳聚糖以壳聚糖为骨架主链,以阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵、非离子单体丙烯酰胺为接枝侧链合成的,因此,改性壳聚糖具有天然高分子和合成高分子絮凝剂的双重特点。壳聚糖的分子结构中含油氨基、羟基和乙酰胺基,壳聚糖与单体接枝共聚后,不但分子量显著增大,且可解离的基团增多,这些基团可与许多物质亲和、吸附,使它能在多个被吸附的粒子之间吸附架桥,有利于粒子下沉。同时,这些基团的加入,改善了壳聚糖的分子结构,减小了壳聚糖本身的氢键作用力,使得壳聚糖的溶解性能大大改善,使得适用范围大大增加。含油污泥的脱水性能在很大程度上决定于污泥本身的结构,而细胞内絮体具有良好的保水性,利用超声可以破坏絮体,以将其内部水释放出来,便于含油污泥的脱水。
本发明的有益效果是:本发明一种改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,尤其对高含水低含油的含油污泥效果显著,最终可使含油污泥的含水率降低至50%~70%,且操作过程简单、成本低、能耗低、前景广阔。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
单独采用改性壳聚糖改善含油污泥脱水性能的方法,含油浮渣含水率94.2%,含油2.3%,包括以下步骤:
利用3g丙烯酰胺、1mL二甲基二烯丙基氯化铵、1g壳聚糖以及Ce4+的浓度是0.8mmol/L的硝酸铈铵制备改性壳聚糖,并提纯。取定量含油污泥,并调节含油污泥的pH为6,再向含油污泥中加入30mg/L的改性壳聚糖,采用磁力搅拌器先快速搅拌1min,再慢速搅拌5min,最后进入转速为3500r/min离心机中进行离心脱水。
实施例2
单独采用超声波改善含油污泥脱水性能的方法,含油浮渣含水率94.2%,含油2.3%,包括以下步骤:
取定量含油污泥,并调节含油污泥的pH为6,采用超声处理3min,超声频率为50kHz,最后进入转速为3500r/min离心机中进行离心脱水。
实施例3
一种改性壳聚糖-超声波改善含油污泥脱水性能的方法,含油浮渣含水率94.2%,含油2.3%,包括以下步骤:
利用3g丙烯酰胺、1mL二甲基二烯丙基氯化铵、1g壳聚糖以及Ce4+的浓度是0.8mmol/L的硝酸铈铵制备改性壳聚糖,并提纯。取定量含油污泥,并调节含油污泥的pH为6,再向含油污泥中加入30mg/L的改性壳聚糖,采用磁力搅拌器先快速搅拌1min,再慢速搅拌5min;接着采用超声处理3min、超声频率为50kHz,最后进入转速为3500r/min离心机中进行离心脱水。
实施例4
一种改性壳聚糖-超声波改善含油污泥脱水性能的方法,含油污泥含水率97.1%,含油1.1%,包括以下步骤:
利用丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、硝酸铈铵以及壳聚糖制备改性壳聚糖,并提纯。取定量含油污泥,并调节含油污泥的pH为6,再向含油污泥中加入30mg/L的改性壳聚糖,采用磁力搅拌器先快速搅拌1min,再慢速搅拌5min;接着采用超声处理3min、超声频率为50kHz,最后进入转速为3500r/min离心机中进行离心脱水。
表1:
由表1可知,本发明提供的一种改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,尤其对高含水低含油的含油污泥效果显著,含油污泥的含水率下降为52.8%,比阻减小为1.6×108s2·g-1,zeta电位为-18.9mV,当其绝对值较大时,由于颗粒表面带有较多的负电荷,使得颗粒之间的静电斥力增强,不利于絮凝,其绝对值减小,说明其脱水性能得以改善。因此,本发明对含油污泥脱水性能的改善具有一定的效果。

Claims (6)

1.一种改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,其特征在于:
含油污泥含油污泥经pH调节后,投加改性壳聚糖并磁力搅拌,经超声波作用后,再进行离心脱水,可使含油污泥的含水率降低至50~70%。
2.根据权利要求1所述的改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,其特征在于:所述的含油污泥为含水量>90%,含油量<3%的高含水低含油污泥。
3.根据权利要求1所述的改性壳聚糖,其特征在于:所述改性壳聚糖由1g壳聚糖、3g丙烯酰胺、1mL二甲基二烯丙基氯化铵以及Ce4+的浓度是0.8mmol/L的硝酸铈铵制备。
4.根据权利要求1所述的改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,其特征在于:所述的改性壳聚糖的投加量为30mg/L。
5.根据权利要求1所述的改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,其特征在于:所述的搅拌为采用磁力搅拌器先快速搅拌1~3min,再慢速搅拌5~10min。
6.根据权利要求1所述的改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法,其特征在于:所述的调节含油污泥的pH为5~6.5、超声处理时间为1~10min、超声频率为10-100kHz以及离心脱水的转速为3000~5000r/min。
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