CN112646093B - 一种污泥活化处理剂及其制备方法 - Google Patents

一种污泥活化处理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种污泥活化处理剂及其制备方法，搅拌釜体中依次加入清水，丙烯酰胺，丙烯酸，加入碳酸钠调节pH值，再加入阳离子聚丙烯酰胺，双十二烷基二甲基氯化铵，十八烷基二甲基苄基氯化铵，轻质碳酸钙粉末，核桃壳粉末，过硫酸钾和亚硫酸钠，每加一次处理剂均搅拌溶解分散均匀，然后倒入反应槽箱中反应，自然反应成为固态后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用分样筛筛分，收集筛分的颗粒物，即为污泥活化用处理剂；本发明一方面节约成本，另一方面降低了污水处理污泥量的增加，环保效益显著。

Description

一种污泥活化处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田生产过程的油田污水加药净化处理工艺，特别涉及一种污泥活化净化用静态沉降污水处理技术中的一种污泥活化处理剂及其制备方法。
背景技术
随着油田开发的深入，国内大部分油田已进入中高产水期，油井产出液分离水(污水)越来越多，同时地层压力不断衰竭，需要对油井产出液分离水进行净化处理，达标后注入不同油井的油层，以解决开采过程油层压力下降导致油井产量下降的问题。
目前在油田生产中，污水的净化处理均使用大量的无机与有机聚合物等化学药剂才能达到净化的目的，特别是新的污水处理技术，利用污泥回用作为开发净化处理剂考虑的重要部分，但由于污泥本身密度低，吸附性较弱，污泥不能直接作为净化处理剂，需要对污泥进行活化并提高污泥的密度，从而提高污泥的捕集能力与沉降效果。
发明内容
为了解决油田污水处理污泥量多且污泥无害化利用与排放成本高的问题，本发明提供一种污泥活化处理剂及其制备方法，污泥活化用于污水处理，减少了污泥的排放量，污泥活化用于污水处理代替了大量的聚合氯化铝等净化处理剂，减少了污水处理污泥的生成量，污泥活化用于污水处理降低了净化用处理剂的成本，提高了污水沉降净化效果。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种污泥活化用处理剂，其原料组分按照质量份数为：丙烯酰胺1～40份，丙烯酸1～40份，阳离子聚丙烯酰胺1～40份，双十二烷基二甲基氯化铵1～40份，十八烷基二甲基苄基氯化铵1～40份，直径100目～2000目轻质碳酸钙粉末1～40份，直径100目～2000目核桃壳粉末1～40份，过硫酸钾0.01～5份，亚硫酸钠0.01～5份，清水100份。
一种污泥活化用处理剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步、反应釜中加入清水，再加入丙烯酰胺，搅拌均匀，丙烯酰胺：水(m/m)＝(1～40)：100；
第二步、加入丙烯酸，搅拌均匀，丙烯酸：水(m/m)＝(1～40)：100；
第三步、再加入碳酸钠调节pH值，pH值调节至6.0～11.0；
第四步、加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌溶解分散均匀，阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度10％～80％，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为100万～1000万，阳离子聚丙烯酰胺：水(m/m)＝(1～40)：100；
第五步、加入一定量的双十二烷基二甲基氯化铵，搅拌均匀，双十二烷基二甲基氯化铵：水(m/m)＝(1～40)：100；
第六步、加入十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，十八烷基二甲基苄基氯化铵：水(m/m)＝(1～40)：100；
第七步、加入轻质碳酸钙粉末，轻质碳酸钙粉末的颗粒直径100目～2000目，轻质碳酸钙粉末：水(m/m)＝(1～40)：100；
第八步、加入核桃壳粉末，核桃壳粉末的颗粒直径100目～2000目，核桃壳粉末：水(m/m)＝(1～40)：100；
第九步、加入过硫酸钾，搅拌均匀，过硫酸钾：水(m/m)＝(0.01～5)：100；
第十步、加入亚硫酸钠，搅拌均匀，亚硫酸钠：水(m/m)＝(0.01～5)：100；
第十一步、搅拌均匀后，迅速倒入准备好的反应槽箱中，槽箱中倒入量控制在槽高5mm～120mm，倒完后，迅速抹平，启动槽箱的点加热控制器2，观察反应槽箱中加热点是否出现反应，一旦出现反应时，立即停止加热，待混合液自然反应成为固态后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用分样筛筛分，分样筛的目数为10目～500目，收集筛分的颗粒物，铺开凉晒，测试含水不大于10％即为污泥活化用处理剂。
一种污泥活化用处理剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步、反应釜中加入清水，再加入丙烯酰胺，搅拌均匀，丙烯酰胺：水(m/m)＝(10～15)：100；
第二步、加入丙烯酸，搅拌均匀，丙烯酸：水(m/m)＝(5～10)：100；
第三步、再加入碳酸钠调节pH值，pH值调节至7～8；
第四步、加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌溶解分散均匀，阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度50％，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为300万～400万，阳离子聚丙烯酰胺：水(m/m)＝(1～3)：100；
第五步、加入一定量的双十二烷基二甲基氯化铵，搅拌均匀，双十二烷基二甲基氯化铵：水(m/m)＝(3～7)：100；
第六步、加入十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，十八烷基二甲基苄基氯化铵：水(m/m)＝(2～5)：100；
第七步、加入轻质碳酸钙粉末，轻质碳酸钙粉末的颗粒直径1500～2000目，轻质碳酸钙粉末：水(m/m)＝(12～20)：100；
第八步、加入核桃壳粉末，核桃壳粉末的颗粒直径1500～2000目，核桃壳粉末：水(m/m)＝(3～7)：100；
第九步、加入过硫酸钾，搅拌均匀，过硫酸钾：水(m/m)＝(0.03～0.06)：100
第十步、加入亚硫酸钠，搅拌均匀，亚硫酸钠：水(m/m)＝(0.02～0.06)：100；
第十一步、搅拌均匀后，迅速倒入准备好的反应槽箱中，槽箱中倒入量控制在槽高100mm～120mm，倒完后，迅速抹平，启动槽箱的点加热控制器2，观察反应槽箱中加热点是否出现反应，一旦出现反应时，立即停止加热，待混合液自然反应成为固态后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用分样筛筛分，分样筛的目数为200目～300目，收集筛分的颗粒物，铺开凉晒，测试含水不大于10％即为污泥活化用处理剂。
所述的反应槽箱，包括箱体1，箱体1为正方形或长方形，箱体1顶部敞开，箱体1深度为100mm～200mm，在箱体1的底部，网格距离相距200mm～1000mm设置一个点加热器2，点加热器2与控制开关3连接。
所述的箱体1的深度为120mm～150mm。
所述的点加热器2的设置网格距离相距600mm～900mm。
本发明的有益效果：
本发明制作的污泥活化处理剂，在轻质碳酸钙粉末颗粒与核桃壳粉末颗粒的混合物颗粒表面上包裹一层含有阳离子大分子的聚丙烯酰胺、亲水性的阳离子表面活性剂的有机分子膜，加入到污泥中，将污泥絮凝成大的颗粒，形成网状结构的絮凝体，该絮凝体具有强吸附性，能够高效的捕集污水中的悬浮物微颗粒与油微颗粒并聚集形成密度大的凝聚颗粒，快速沉降分离，能够有效的净化污水。同时新产生的凝聚颗粒可以继续循环使用，起到同样的净化作用。
污泥无成本，进行再生与循环利用，这样、在处理污水时能够替代聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等净化处理剂的应用，一方面节约成本，另一方面降低了污水处理污泥量的增加，环保效益显著。
附图说明
图1是本发明中反应槽箱的结构示意图。
图2是实施例一青化砭采油厂王皮湾污水处理站污水处理工艺流程图。
图3是实施例二南泥湾采油厂松树林污水处理站污水处理工艺流程图。
图4是实施例三杏子川采油厂王家湾污水处理站污水处理工艺流程图。
具体实施方式
实施例一
一种污泥活化用处理剂的制备方法，包括以下步骤：
按照质量份数，先在搅拌釜体中加入清水100份，加入丙烯酰胺11.5份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌5min；然后依次加入丙烯酸6.5份，搅拌分散均匀，搅拌5min；加入碳酸钠调节pH值调节至7.3；加入阳离子聚丙烯酰胺(阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度为50％，分子量为400万)1.7份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入双十二烷基二甲基氯化铵5份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入十八烷基二甲基苄基氯化铵3份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入1100目的轻质碳酸钙粉末17份，搅拌10min；加入核桃壳粉末5份，搅拌10min；加入过硫酸钾0.05份，搅拌溶解分散均匀；加入亚硫酸钠0.05份，搅拌溶解分散均匀后，迅速倒入准备好的反应槽箱中，槽箱中倒入量控制在液面高120mm，倒完后，启动槽箱的点加热控制器2，观察反应槽箱中加热点是否出现反应，一旦出现反应时，立即停止加热，待反应槽箱中全部固相化后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用200目分样筛筛分，收集筛分的颗粒物，铺开凉晒，测试含水8.7％即为污泥活化用处理剂。
现场应用与效果：
应用地点：青化砭采油厂王皮湾污水处理站，如图2所示，青化砭采油厂王皮湾污水处理站污水处理工艺流程。
青化砭采油厂王皮湾污水处理站污水性质：油含量860mg/L，悬浮物含量1040mg/L。
污泥活化处理剂的配制与加药浓度设计：混合装置1中加入污泥，然后加入污泥活化处理剂35％(污泥活化处理剂：污泥＝m/v)，混合均匀后用加药泵加入，加入量为污水流量的1％(v/v)，混合装置1进行加药的同时，混合装置2按照混合装置1的配制，当混合装置1加完后，用混合装置2加药，混合装置1继续配制，当混合装置2加完后，用混合装置1加药，如此循环，测试混合装置进口的污泥中污泥活化处理剂含量达到5％～6％时，进行污泥循环使用，循环污泥经过混合装置1进入加药泵，加药泵的排量调节为污水流量的3％～4％，当检测出混合装置1进口污泥中的污泥活化处理剂的浓度低于3％时，用混合装置2配制补充污泥活化处理剂，如此循环，当沉降罐中污泥量超过装置要求时，将多余的污泥排入污泥池。
处理后滤后污水性质：油含量5.2mg/L(标准要求15mg/L)，悬浮物含量1.2mg/L(标准要求2mg/L)。处理后的滤后污水含油量与悬浮物含量能够稳定达标。
原有污水处理技术的效果：油含量平均21.4mg/L(标准要求15mg/L)，悬浮物含量平均3.5mg/L(标准要求2mg/L)。处理后的滤后污水不能稳定达标，各项指标均超标严重。
实施例二
按照质量份数，先在搅拌釜体中加入清水100份，加入丙烯酰胺14份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌5min；然后依次加入丙烯酸7.3份，搅拌分散均匀，搅拌5min；加入碳酸钠调节pH值调节至7.6；加入阳离子聚丙烯酰胺(阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度为50％，分子量为350万)2.2份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入双十二烷基二甲基氯化铵6份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入十八烷基二甲基苄基氯化铵4份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入1100目的轻质碳酸钙粉末15份，搅拌10min；加入核桃壳粉末6份，搅拌10min；加入过硫酸钾0.06份，搅拌溶解分散均匀；加入亚硫酸钠0.05份，搅拌溶解分散均匀后，迅速倒入准备好的反应槽箱中，槽箱中倒入量控制在液面高100mm，倒完后，启动槽箱的点加热控制器2，观察反应槽箱中加热点是否出现反应，一旦出现反应时，立即停止加热，待反应槽箱中全部固相化后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用300目分样筛筛分，收集筛分的颗粒物，铺开凉晒，测试含水9.3％即为污泥活化用处理剂。
现场应用与效果：
应用地点：南泥湾采油厂松树林污水处理站，参照图3，南泥湾采油厂松树林污水处理站污水处理工艺流程。
南泥湾采油厂松树林污水处理站污水性质：油含量1360mg/L，悬浮物含量1520mg/L。
污泥活化处理剂的配制与加药浓度设计：混合装置1中加入污泥，然后加入污泥活化处理剂45％(污泥活化处理剂：污泥＝m/v)，混合均匀后用加药泵加入，加入量为污水流量的2％(v/v)，混合装置1进行加药的同时，混合装置2按照混合装置1的配制，当混合装置1加完后，用混合装置2加药，混合装置1继续配制，当混合装置2加完后，用混合装置1加药，如此循环，测试混合装置进口的污泥中污泥活化处理剂含量达到6％～7％时，进行污泥循环使用，循环污泥经过混合装置1进入加药泵，加药泵的排量调节为污水流量的4％～5％，当检测出混合装置1进口污泥中的污泥活化处理剂的浓度低于4％时，用混合装置2配制补充污泥活化处理剂，如此循环，当沉降罐中污泥量超过装置要求时，将多余的污泥排入污泥池。
处理后滤后污水性质：油含量4.3mg/L(标准要求10mg/L)，悬浮物含量1.8mg/L(标准要求2mg/L)。处理后的滤后污水含油量与悬浮物含量能够稳定达标。
原有污水处理技术的效果：油含量平均16.6mg/L(标准要求10mg/L)，悬浮物含量平均4.5mg/L(标准要求2mg/L)。处理后的滤后污水不能稳定达标，各项指标均超标严重。
实施例三
按照质量份数，先在搅拌釜体中加入清水100份，加入丙烯酰胺18份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌5min；然后依次加入丙烯酸9.5份，搅拌分散均匀，搅拌5min；加入碳酸钠调节pH值调节至7.4；加入阳离子聚丙烯酰胺(阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度为50％，分子量为350万)2.5份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入双十二烷基二甲基氯化铵8份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入十八烷基二甲基苄基氯化铵6份，搅拌溶解分散均匀后，搅拌10min；加入1100目的轻质碳酸钙粉末17份，搅拌10min；加入核桃壳粉末5.5份，搅拌10min；加入过硫酸钾0.08份，搅拌溶解分散均匀；加入亚硫酸钠0.07份，搅拌溶解分散均匀后，迅速倒入准备好的反应槽箱中，槽箱中倒入量控制在液面高110mm，倒完后，启动槽箱的点加热控制器2，观察反应槽箱中加热点是否出现反应，一旦出现反应时，立即停止加热，待反应槽箱中全部固相化后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用250目分样筛筛分，收集筛分的颗粒物，铺开凉晒，测试含水9.7％即为污泥活化用处理剂。
现场应用与效果：
应用地点：杏子川采油厂王家湾污水处理站，参照图4，杏子川采油厂王家湾污水处理站污水处理工艺流程。
杏子川采油厂王家湾污水处理站污水性质：油含量1360mg/L，悬浮物含量1520mg/L。
污泥活化处理剂的配制与加药浓度设计：混合装置1中加入污泥，然后加入污泥活化处理剂40％(污泥活化处理剂：污泥＝m/v)，混合均匀后用加药泵加入，加入量为污水流量的1.5％(v/v)，混合装置1进行加药的同时，混合装置2按照混合装置1的配制，当混合装置1加完后，用混合装置2加药，混合装置1继续配制，当混合装置2加完后，用混合装置1加药，如此循环，测试混合装置进口的污泥中污泥活化处理剂含量达到5％～6％时，进行污泥循环使用，循环污泥经过混合装置1进入加药泵，加药泵的排量调节为污水流量的3.5％～4.5％，当检测出混合装置1进口污泥中的污泥活化处理剂的浓度低于3.5％时，用混合装置2配制补充污泥活化处理剂，如此循环，当沉降罐中污泥量超过装置要求时，将多余的污泥排入污泥池。
处理后滤后污水性质：油含量6.8mg/L(标准要求10mg/L)，悬浮物含量2.3mg/L(标准要求3mg/L)。处理后的滤后污水含油量与悬浮物含量能够稳定达标。
原有污水处理技术的效果：油含量平均13.7mg/L(标准要求10mg/L)，悬浮物含量平均5.1mg/L(标准要求3mg/L)。处理后的滤后污水不能稳定达标，各项指标均超标严重。

Claims (6)

1.一种污泥活化用处理剂，其特征在于，其原料组分按照质量份数为：丙烯酰胺1～40份，丙烯酸1～40份，阳离子聚丙烯酰胺1～40份，双十二烷基二甲基氯化铵1～40份，十八烷基二甲基苄基氯化铵1～40份，直径100目～2000目轻质碳酸钙粉末1～40份，直径100目～2000目核桃壳粉末1～40份，过硫酸钾0.01～5份，亚硫酸钠0.01～5份，清水100份。
2.一种污泥活化用处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、反应釜中加入清水，再加入丙烯酰胺，搅拌均匀，丙烯酰胺：水(m/m)＝(1～40)：100；
第二步、加入丙烯酸，搅拌均匀，丙烯酸：水(m/m)＝(1～40)：100；
第三步、再加入碳酸钠调节pH值，pH值调节至6.0～11.0；
第四步、加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌溶解分散均匀，阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度10％～80％，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为100万～1000万，阳离子聚丙烯酰胺：水(m/m)＝(1～40)：100；
第五步、加入一定量的双十二烷基二甲基氯化铵，搅拌均匀，双十二烷基二甲基氯化铵：水(m/m)＝(1～40)：100；
第六步、加入十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，十八烷基二甲基苄基氯化铵：水(m/m)＝(1～40)：100；
第七步、加入轻质碳酸钙粉末，轻质碳酸钙粉末的颗粒直径100目～2000目，轻质碳酸钙粉末：水(m/m)＝(1～40)：100；
第八步、加入核桃壳粉末，核桃壳粉末的颗粒直径100目～2000目，核桃壳粉末：水(m/m)＝(1～40)：100；
第九步、加入过硫酸钾，搅拌均匀，过硫酸钾：水(m/m)＝(0.01～5)：100；
第十步、加入亚硫酸钠，搅拌均匀，亚硫酸钠：水(m/m)＝(0.01～5)：100；
第十一步、搅拌均匀后，迅速倒入准备好的反应槽箱中，槽箱中倒入量控制在槽高5mm～120mm，倒完后，迅速抹平，启动槽箱的点加热控制器2，观察反应槽箱中加热点是否出现反应，一旦出现反应时，立即停止加热，待混合液自然反应成为固态后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用分样筛筛分，分样筛的目数为10目～500目，收集筛分的颗粒物，铺开凉晒，测试含水不大于10％即为污泥活化用处理剂。
3.根据权利要求2所述的一种污泥活化用处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、反应釜中加入清水，再加入丙烯酰胺，搅拌均匀，丙烯酰胺：水(m/m)＝(10～15)：100；
第二步、加入丙烯酸，搅拌均匀，丙烯酸：水(m/m)＝(5～10)：100；
第三步、再加入碳酸钠调节pH值，pH值调节至7～8；
第四步、加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌溶解分散均匀，阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度50％，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为300万～400万，阳离子聚丙烯酰胺：水(m/m)＝(1～3)：100；
第五步、加入一定量的双十二烷基二甲基氯化铵，搅拌均匀，双十二烷基二甲基氯化铵：水(m/m)＝(3～7)：100；
第六步、加入十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，十八烷基二甲基苄基氯化铵：水(m/m)＝(2～5)：100；
第七步、加入轻质碳酸钙粉末，轻质碳酸钙粉末的颗粒直径1500～2000目，轻质碳酸钙粉末：水(m/m)＝(12～20)：100；
第八步、加入核桃壳粉末，核桃壳粉末的颗粒直径1500～2000目，核桃壳粉末：水(m/m)＝(3～7)：100；
第九步、加入过硫酸钾，搅拌均匀，过硫酸钾：水(m/m)＝(0.03～0.06)：100
第十步、加入亚硫酸钠，搅拌均匀，亚硫酸钠：水(m/m)＝(0.02～0.06)：100；
第十一步、搅拌均匀后，迅速倒入准备好的反应槽箱中，槽箱中倒入量控制在槽高100mm～120mm，倒完后，迅速抹平，启动槽箱的点加热控制器(2)，观察反应槽箱中加热点是否出现反应，一旦出现反应时，立即停止加热，待混合液自然反应成为固态后，自然冷却，用粉碎机将固体反应物进行粉碎，用分样筛筛分，分样筛的目数为200目～300目，收集筛分的颗粒物，铺开凉晒，测试含水不大于10％即为污泥活化用处理剂。
4.根据权利要求2或3所述的一种污泥活化用处理剂的制备方法，其特征在于，所述的反应槽箱，包括箱体(1)，箱体(1)为正方形或长方形，箱体(1)顶部敞开，箱体深度为100mm～200mm，网格距离相距200mm～1000mm设置一个点加热器(2)，点加热器(2)与控制开关(3)连接。
5.根据权利要求4所述的一种污泥活化用处理剂的制备方法，其特征在于，所述的箱体(1)的深度为120mm～150mm。
6.根据权利要求4所述的一种污泥活化用处理剂的制备方法，其特征在于，所述的点加热器(2)的设置网格距离相距600mm～900mm。
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