CN107628741A

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

Info

Publication number: CN107628741A
Application number: CN201711005236.4A
Authority: CN
Inventors: 张凤娥; 陈皖
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2018-01-26

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

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。