CN111439854A - 一种污水处理用无磷阻垢分散剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：由以下按照质量份的原料组成：聚马来酸酐30‑50份，苯并三氮唑20‑30份，硝酸锌40‑50份，聚丙烯酸5‑15份，聚氧琥珀酸10‑20份，葡萄糖酸钠1‑5份，去离子水0.8‑1.2份，本发明还公开了一种污水处理用无磷阻垢分散剂的制备方法，其特征在于将聚马来酸酐、苯并三氮唑、硝酸锌、聚丙烯酸、聚氧琥珀酸、葡萄糖酸钠以及去离子水混合均匀，即得到产物，与现有技术相比，本无磷阻垢分散剂，能有效的降低钙离子在厌氧反应器中的截留，能够从根本上解决在高钙环境下厌氧反应器管道结垢和厌氧颗粒污泥钙化的问题，并且具有运行成本低的优势。

Description

一种污水处理用无磷阻垢分散剂及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及污水处理的技术领域，特别涉及一种污水处理用无磷阻垢分散剂及其制备方法。

【背景技术】

阻垢剂的发展经历了无机聚磷酸盐，有机磷酸盐，聚羧酸类，二元及三元含磷共聚物及二元三元不含磷共聚物几个阶段，一直到九十年代初遴系配方阻垢剂仍然占很大比重。高结垢会对大多数污水处理技术中用到的设备造成严重影响，进而影响了污水处理效果和处理效率。更重要的一点是，阻垢剂不能影响微生物的繁殖，这就要求阻垢剂中不含有破坏生化系统的稳定运行的离子。同时目前很多阻垢剂仅针对钙离子在管道的沉积，而不能有效地阻止钙离子在污水处理微生物表面的沉积。特别是对于厌氧颗粒污泥钙化问题，无法得到有效解决。目前市场上的阻垢剂虽然对污水处理设施具有一定的阻垢效果，但是对解决污水处理污泥表面钙沉积问题效果一般。同时大多含有磷元素，磷是造成水域富营养化的重要因素之一，污水处理排放指标中对总磷的管控非常严格。污水处理过程中本身就需要除磷，而含磷阻垢剂的投加在一定程度上增加了总磷排放指标超标的风险，阻垢的同时容易造成二次污染，而且效果有待提高，因此需要环境友好型的高效阻垢剂。

本发明人发现厌氧颗粒污泥是厌氧微生物所形成的复杂而又密实的系统，厌氧反应器得以保持相当数量的厌氧微生物，这样确保对高浓度污染物质能快速转化。由于厌氧反应的过程是释放碱度的过程，导致反应器内部的pH值较高，在碱性环境中更容易促进钙化反应的发生。厌氧颗粒污泥表面有一些孔隙，这些孔隙在污水处理过程中成为厌氧颗粒中微生物、底物与营养物质传递的通道，而厌氧颗粒污泥在降解污染物时产生的CH₄、CO₂、H₂S等气体可以通过此孔隙排出。同样，污水中所含的Ca²⁺、Mg²⁺等与碳酸根、硫酸根、磷酸根等离子结合形成钙质物质后极易吸附填充于颗粒污泥的孔隙中，形成了钙化的颗粒污泥，使得颗粒污泥自身活性逐渐下降。目前国内较多的污水处理厂采用在厌氧反应器前投加盐酸，满足出水pH值不小于6.8的方式来控制厌氧反应器内部钙化的发生。但是这样运行存在以下两个问题：第一运行费用高，厌氧反应器的出水pH值一般在7.1左右，需要投加较多的酸增加运行成本；第二酸的投加量较难控制，加少效果不明显，加多容易导致产甲烷菌活性受到抑制，反应器出现酸化现象，导致反应器的崩溃，本发明人研究发现：采用聚马来酸酐、苯并三氮唑、硝酸锌、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠复配具有良好的足够性能，特别对于防止厌氧颗粒污泥结垢有很好的效果，在不调节pH值的情况下，就可有效阻止钙离子在厌氧反应器中的截留。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种无磷阻垢剂，其具有优良的阻止碳酸钙在污水处理生化系统中的形成，同时能避免磷对环境的危害。满足日益严格的环保要求。

为实现上述目的，本发明提出了一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：由以下按照质量份的原料组成：

作为优选，所述螯合剂为聚马来酸酐，所述聚马来酸酐的相对分子量在400-800之间。

作为优选，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

作为优选，所述分散剂为聚丙烯酸，所述聚丙烯酸的相对分子量在2000-5000之间。

作为优选，其特征在于：所述阻垢剂为聚环氧琥珀酸，所述聚环氧琥珀酸的相对分子量在800-1000之间。

作为优选，所述水质稳定剂为葡萄糖酸钠。

本发明还提出了一种污水处理用无磷阻垢分散剂的制备方法，其特征在于：将聚马来酸酐、苯并三氮唑、硝酸锌、聚丙烯酸、聚氧琥珀酸、葡萄糖酸钠以及去离子水混合均匀，即得到产物。

作为优选，所述聚马来酸酐、苯并三氮唑、硝酸锌、聚丙烯酸、聚氧琥珀酸、葡萄糖酸钠以及去离子水的混合过程在反应釜中进行，所述混合过程的时间为1.5-2.5h，所述混合过程的温度为60-85℃。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种污水处理用无磷阻垢分散剂，阻垢分散剂内混有的聚马来酸酐和苯并三氮唑起阻垢和分散作用，阻止碳酸钙垢和悬浮物的沉积；阻垢分散剂内混有的硝酸锌和葡萄糖酸钠起缓蚀的作用；阻垢分散剂内混有的聚氧琥珀酸对沉积的硫酸钙垢有很好的溶解效果，兼具阻垢和缓蚀效果，本阻垢分散剂综合性能好，尤其具有优良的防止钙离子在厌氧反应器过程中被截留的功能，本发明适用于高钙离子废水的处理，尤其在是生化处理前端使用，可有效防止设备结垢以及污泥钙化。

本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例一、

一种污水处理用无磷阻垢分散剂，由以下按照质量份的原料组成：

一种污水处理用无磷阻垢分散剂的制备方法，将46份聚马来酸酐，28份苯并三氮唑，43份硝酸锌，11份聚丙烯酸，18份聚氧琥珀酸，3份葡萄糖酸钠与去离子水0.8份置于反应釜内，在70℃下搅拌混合1.5h得到污水处理用无磷阻垢分散剂。

实施例二、

一种污水处理用无磷阻垢分散剂，由以下按照质量份的原料组成：

一种污水处理用无磷阻垢分散剂的制备方法，将42份聚马来酸酐，30份苯并三氮唑，45份硝酸锌，16份聚丙烯酸，15份聚氧琥珀酸，2份葡萄糖酸钠与去离子水1.2份混合置于反应釜内，在65℃下搅拌混合2h得到污水处理用无磷阻垢分散剂。

实施实例

A厂为废纸造纸厂，主要生产箱板纸，由于原料中钙离子的含量较高，同时大量使用回用水，导致排入污水处理厂的废水中钙离子浓度达到800-1000mg/L。厌氧反应器对钙离子的结垢非常高达到400mg/L左右，因此内部结垢严重，出水管道直径从DN600降至200左右，同时厌氧颗粒污泥钙化严重，灰分含量达到70％以上，厌氧段去处效率下降到60％左右，需要经常把钙化污泥排出同时外购颗粒污泥来维持厌氧反应器的运行。为了缓解钙化问题，经过协商，A厂同意试用该无磷阻垢分散剂，并授权我们对其效果进行跟踪，考察该无磷阻垢剂的使用效果。

根据前期调查A厂厌氧反应器进出水水质情况如下：

试用中，将污水处理用无磷阻垢分散剂投加在厌氧反应器提升泵前，利用叶轮旋转实现阻垢分散剂与废水的快速混和，阻垢分散剂的投加量为8-12ppm，根据钙离子截留情况进行调整。

厌氧反应器运行工艺参数如下表：

经过一月时间的跟踪观察，监测进出水钙离子浓度，水质测试情况对比：

从试验结果可见，厌氧反应器的COD去除率明显上升，钙离子截留量为以前的三分之一左右。颗粒污泥灰分含量由70％下降至58％，产气率提高至0.38。通过打开厌氧反应器顶部盖板检查管道内部结垢情况，发现管道表面结垢现象大大改观出现。

与现有技术相比，本发明提供的一种污水处理用无磷阻垢分散剂，阻垢分散剂内混有的聚马来酸酐和苯并三氮唑起阻垢和分散作用，阻止碳酸钙垢和悬浮物的沉积；阻垢分散剂内混有的硝酸锌和葡萄糖酸钠起缓蚀的作用；阻垢分散剂内混有的聚氧琥珀酸对沉积的硫酸钙垢有很好的溶解效果，兼具阻垢和缓蚀效果，本阻垢分散剂综合性能好，尤其具有优良的防止钙离子在厌氧反应器过程中被截留的功能，本发明适用于高钙离子废水的处理，尤其在是生化处理前端使用，可有效防止设备结垢以及污泥钙化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：由以下按照质量份的原料组成：

2.如权利要求1所述的一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：所述螯合剂为聚马来酸酐，所述聚马来酸酐的相对分子量在400-800之间。

3.如权利要求1所述的一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

4.如权利要求1所述的一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：所述分散剂为聚丙烯酸，所述聚丙烯酸的相对分子量在2000-5000之间。

5.如权利要求1所述的一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：所述阻垢剂为聚环氧琥珀酸，所述聚环氧琥珀酸的相对分子量在800-1000之间。

6.如权利要求1所述的一种污水处理用无磷阻垢分散剂，其特征在于：所述水质稳定剂为葡萄糖酸钠。

7.一种污水处理用无磷阻垢分散剂的制备方法，其特征在于：将聚马来酸酐、苯并三氮唑、硝酸锌、聚丙烯酸、聚氧琥珀酸、葡萄糖酸钠以及去离子水混合均匀，即得到产物。

8.如权利要求7所述的一种污水处理用无磷阻垢分散剂的制备方法，其特征在于：所述聚马来酸酐、苯并三氮唑、硝酸锌、聚丙烯酸、聚氧琥珀酸、葡萄糖酸钠以及去离子水的混合过程在反应釜中进行，所述混合过程的时间为1.5-2.5h，所述混合过程的温度为60-85℃。