CN114195273B - 一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂，按照重量份数，包括以下原料，聚醚和聚醚酯共计30‑36份，乳化剂4‑8份，扩散剂18‑24份，低碳醇2‑4份，增稠剂0.1‑1份，去离子水40‑50份，阻垢剂10‑15份。本发明还公开了一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂的制备方法。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明所述的垃圾渗滤液消泡阻垢剂，其消泡、抑泡力强，耐热性好，分散性好，制备工艺简单，处理垃圾渗滤液成本低，无毒无害，不伤害微生物，绿色环保，使用方便；此外，本产品在消泡的同时还可起到阻垢的效果，防止堵塞反渗透、超滤等膜系统。

Description

一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂及其制备方法

技术领域

本发明属于垃圾渗滤液处理领域，具体涉及一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂及其制备方法。

背景技术

垃圾渗滤液指的是垃圾在堆放和填埋的过程中，经过压实和发酵等处理所产生的一种高浓度液体，加之降水、地下水、地表水形成的高浓度有害废液，含有大量的重金属离子和难生物降解的有机物，是一种有毒有害的高浓度有机废水，具有污染物成分复杂、水质波动大、有机污染物浓度高、氨氮浓度高、色度深、臭味强、重金属离子浓度和盐分含量高、毒性强等特点。因为垃圾渗滤液中含有表面活性剂成分，如生活中丢弃的洗衣粉袋、洗衣液瓶等，成分复杂，互相发生化学反应产生泡沫，泡沫不及时处理会导致垃圾渗滤液的处理指标不通过，不能正常的排进城市的污水处理通道中；还会造成悬浮物的堆积，引起设备外部的腐蚀，不利于膜过滤处理以及有害气体的排放；需要花费多余时间清除泡沫，增加人力、时间、设备成本，污染周边环境，对人体健康造成影响。

垃圾渗滤液处理工艺逐步定型为预处理+生化处理+膜处理，终端过滤膜基本为反渗透、纳滤、超滤等膜系统。有机硅类消泡剂效果良好，但容易堵塞后续的膜系统，特别是反渗透系统，容易带来严重的损失。

因此，迫切需要研制一种消泡、抑泡效果良好又不容器堵塞膜系统的消泡阻垢剂来解决上述问题。

发明内容

针对本领域的不足，本发明提出一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂及其制备方法，本发明制备的垃圾渗滤液消泡阻垢剂，其消泡、抑泡效果良好，无腐蚀、无毒、绿色环保，并且解决了现有消泡剂因堵塞后续的膜系统而造成严重损失的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂，其特征在于：按照重量份数，包括以下

原料，聚醚和聚醚酯共计30-36份，乳化剂4-8份，扩散剂18-24份，低碳醇2-4份，增稠剂0.1-1份，去离子水40-50份，阻垢剂10-15份。

进一步的，所述聚醚为GP型、GPE型中的一种或两种，聚醚酯为合成试剂。

进一步的优选地，所述聚醚为聚氧丙烯醚、嵌段聚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚中的一种或两种，聚醚与聚醚酯摩尔比为（0-1）:(0-1)。

进一步的，所述乳化剂为司盘系列、吐温系列、AEO系列、烷基酚聚氧乙烯醚中的两种或多种。

进一步的优选地，所述乳化剂为Span80、Tween80、AE0-3、AE0-9、OP-10中的两种或多种。

进一步的，所述扩散剂为液体烃、脂肪族聚氧乙烯醚中的一种或多种。

进一步的优选地，所述扩散剂为液体石蜡或加氢烃。

进一步的，所述低碳醇为正丁醇、乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或多种。

进一步的优选地，所述低碳醇为正丁醇、异丙醇，两者的质量比为1:(0.5-1)。

进一步的，所述增稠剂为羧甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种或两种。

进一步的优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素。

进一步的，所述阻垢剂为纤维素衍生物、水解聚马来酸酐、聚丙烯酸钠、带有羧基基团的聚醚酯中的两种或多种。

进一步的，所述聚醚酯的制备步骤如下：

步骤S1：在反应釜中加入一定量的聚醚、脂肪酸和催化剂，搅拌均匀后，加热至90-190℃，进行酯化反应，反应时间4-8h；

步骤S2：步骤1反应结束后，将所获产品冷却至室温，将pH值调到 6-7，即可得到相应聚醚酯成品。

进一步的，所述步骤S1中，所用聚醚为丙二醇嵌段聚醚、嵌段聚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。

进一步优选地，所述聚醚为嵌段聚醚PEP系列，丙二醇嵌段聚醚L系列。

进一步的，所述步骤S1中，所述催化剂为无机酸、有机酸、无机碱、有机碱或双金属催化剂的一种或两种。

进一步优选地，所述步骤S1中，所述催化剂为对甲基苯磺酸、超强固体酸、甲烷磺酸、亚磷酸、浓硫酸中的一种或两种。

进一步的，所述步骤S1中，所述脂肪酸为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸中的一种或两种。

进一步的，所述步骤S1中，反应温度为100-130℃，反应时间5-7 h。

本发明还提供一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤A1：将聚醚、聚醚酯、扩散剂加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌时间为10～30min，使其均匀混合；

步骤A2：向步骤A1获得的液体中第一次加入乳化剂、低碳醇，在40-80℃下继续搅拌30～60min，使其均匀混合；

步骤A3：第二次加入乳化剂，具体为：向上述溶液中缓慢加入含乳化剂的去离子水，高速搅拌，转速200-400r/min；

步骤A4：向步骤A3制得的溶液中第三次加入乳化剂、增稠剂，搅拌10-15min，获得消泡剂；

步骤A5：将上述液体与阻垢剂混合，在60-80℃下搅拌10-20 min，静置2-4 h，获得垃圾渗滤液消泡阻垢剂最终产品。

优选的，所述乳化剂添加方式为一步加入法或多步加入法。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明的垃圾渗滤液消泡阻垢剂消泡、抑泡力强，耐热性好，化学性稳定，分散性好，制备工艺简单，使用方便，同时处理垃圾渗滤液成本低，无毒无害，无不良副作用，不伤害微生物，绿色环保；此外，本产品在消泡的同时还可以起到阻垢的效果，防止堵塞反渗透、超滤等膜系统。该产品不仅能用于垃圾渗滤液的处理，同样适用于生活废水、工业废水的处理。

具体实施方式：

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。聚醚GP330，聚醚L61，聚醚L62，聚醚PEP-2均购自江苏海安石油化工有限公司。

对比例1

将10份聚醚GP330、25份聚醚酯A在反应釜中搅拌均匀，获得相应的产品。

实施例1

在反应釜中加入30份聚醚L62、脂肪酸和催化剂，脂肪酸与聚醚摩尔比1.6:1，催化剂占总物料的摩尔分数0.6%，催化剂中对甲基苯磺酸与亚磷酸摩尔比2:1，搅拌均匀，搅拌下加热至120℃，进行酯化反应，反应时间6h。反应结束，将所获产品冷却至室温后，将产物pH值调到 6-7，得到相应产品聚醚酯A。

实施例2

在反应釜中加入25份聚醚PEP-2，脂肪酸和催化剂，脂肪酸与聚醚摩尔比1.2:1，脂肪酸中芥酸与油酸摩尔比1：1，催化剂占总物料的摩尔分数0.8%，催化剂中对甲基苯磺酸与浓硫酸摩尔比2:1，搅拌均匀，搅拌下加热至120℃，进行酯化反应，反应时间6-7h。反应结束，将所获产品冷却至室温后，将产物pH值调到 6-7，得到相应产品聚醚酯B。

实施例3

将10份聚醚GP330、25份聚醚酯A、20份液体石蜡加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌时间为20 min，使其均匀混合；然后将3份正丁醇、1份异丙醇、2份Span80加入搅拌釜中，加热至60℃，开启搅拌，搅拌时间为60min，使其均匀混合；然后将1.5份Tween80溶于40份去离子水中，然后将其缓慢加入上述混合溶液，高速搅拌，转速400 r/min。然后在加入1.5份Tween80、0.5羧甲基纤维素钠搅拌10min，获得消泡剂。将上述液体与5份水解聚马来酸酐、5份含羧基聚醚酯在60℃下搅拌20 min，静置3h，获得最终产品。

实施例4

将10份聚醚L61、25份聚醚酯A、20份液体石蜡加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌时间为20min，使其均匀混合；然后将3份正丁醇、1份异丙醇、2.5份AEO-3、3份AEO-9加入搅拌釜中，加热至60℃，开启搅拌，搅拌时间为60min，使其均匀混合；然后将35份去离子水中缓慢加入上述混合溶液，高速搅拌，转速200-400 r/min，反应1h，然后加入0.5羧甲基纤维素钠，获得消泡剂。将上述液体与5份水解聚马来酸酐、5份含羧基聚醚酯在60℃下搅拌20 min，静置2-4 h，获得最终产品。

实施例5

将15份聚醚L61、20份聚醚酯B、20份液体石蜡加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌时间为20min，使其均匀混合；然后将2份正丁醇、1份异丙醇、1.2份Span80加入搅拌釜中，加热至60℃，开启搅拌，搅拌时间为60min，使其均匀混合；然后将1份Tween80溶于35份去离子水中，然后将其缓慢加入上述混合溶液，高速搅拌，转速200-400 r/min。然后在加入0.8份Tween80、0.5份羧甲基纤维素钠，搅拌10min，获得消泡剂。将上述液体与5份水解聚马来酸酐、5份含羧酸聚醚酯在60℃下搅拌20 min，静置2-4 h，获得最终产品。

实施例6

将15份聚醚GP330、20份聚醚酯B、25份液体石蜡加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌时间为20min，使其均匀混合；然后将2份正丁醇、1份异丙醇、1份Span80加入搅拌釜中，加热至60℃，开启搅拌，搅拌时间为60min，使其均匀混合；然后将0.8份Tween80与0.6份OP10溶于35份去离子水中，然后将其缓慢加入上述混合溶液，高速搅拌，转速200-400 r/min。然后在加入0.8份Tween80、0.5份羧甲基纤维素钠，搅拌10min，获得消泡剂。将上述液体与5份水解聚马来酸酐、5份含羧酸聚醚酯在60℃下搅拌20 min，静置2-4 h，获得最终产品。

实施例7

将5份水解聚马来酸酐、5份含羧酸聚醚酯在搅拌釜中搅拌混合均匀，获得相应产品。

实施例8

1、对上述制备得到的产品的消泡、抑泡性能进行测定，测定方法和结果如下：

（1）测试方法：在室温下，向1000ml的量筒中加入300ml的垃圾渗滤液，以1L/min的恒定速度向其中通入空气，使体系起泡并上升1000ml处，此时向其中加入质量分数万分之3的该产品，并立即计时，记录泡沫消至最低刻度线的时间，即为消泡剂时间；停止通气，静置5min后，再次开启通气系统，并开始计时，记录泡沫上升至1000ml刻度的时间，即为抑泡时间。

（2）对比例1和实施例1-6，实验结果如下：

表一

样品	消泡时间/S	抑泡时间/min
			对比例1	46	69
实施例1	29	98
			实施例2	31	73
实施例3	5	208
			实施例4	11	123
实施例5	3	249
			实施例6	20	164

综上所述：按照本发明所述原料配比及制备方法制得的垃圾渗滤液消泡剂，与纯聚醚或聚醚酯类消泡剂相比，消泡时间更短，抑泡时间更长。

2、阻垢性能测试：

（1）测试方法：阻垢性能采用GB/T16632-2008《水处理阻垢性能的测定-碳酸钙沉积法、硫酸钙沉积法》。

（2）实验结果如表二所示。

表二

样品	碳酸钙阻垢率（%）	硫酸钙阻垢率（%）
			实施例3	83%	78%
实施例7	87%	77%

综上所述：按照本发明所述原料配比及制备方法制得的垃圾渗滤液消泡剂，其阻垢效果良好。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂，其特征在于：按照重量份数，包括以下原料，聚醚和聚醚酯共计30-36份，乳化剂4-8份，扩散剂18-24份，低碳醇2-4份，增稠剂0.1-1份，去离子水40-50份，阻垢剂10-15份；所述扩散剂为液体石蜡，所述聚醚酯的制备步骤如下：

步骤S1：在反应釜中加入一定量的聚醚、脂肪酸和催化剂，搅拌均匀，搅拌加热至90-190℃，进行酯化反应，反应时间4-8h；

步骤S2：步骤S1反应结束后，将所获产品冷却至室温，将pH值调到6-7，即可得到相应聚醚酯成品；

所述步骤S1中，聚醚为嵌段聚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚中的一种或两种；

所述步骤S1中，催化剂为无机酸、有机酸、无机碱、有机碱或双金属催化剂的一种或两种；

所述步骤S1中，脂肪酸为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸中的一种或两种；

所述垃圾渗滤液消泡阻垢剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤A1：将聚醚、聚醚酯、扩散剂加入搅拌釜中，开启搅拌，搅拌时间为10～30min，使其均匀混合；

步骤A2：向步骤A1获得的液体中第一次加入乳化剂、低碳醇，在40-80℃下继续搅拌30～60min，使其均匀混合；

步骤A3：第二次加入乳化剂，具体为：向步骤A2所得溶液中缓慢加入含乳化剂的去离子水，高速搅拌，转速200-400 r/min；

步骤A4：向步骤A3制得的溶液中第三次加入乳化剂、增稠剂，搅拌10-15min，获得消泡剂；

步骤A5：将步骤A4所得消泡剂与阻垢剂混合，在60-80℃下搅拌10-20 min，静置2-4h，获得垃圾渗滤液消泡阻垢剂最终产品。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂，其特征在于：所述乳化剂为司盘系列、吐温系列、AEO系列、烷基酚聚氧乙烯醚中的两种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂，其特征在于：所述低碳醇为正丁醇、乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液消泡阻垢剂，其特征在于：所述增稠剂为羧甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种或两种，所述阻垢剂为纤维素衍生物、水解聚马来酸酐、聚丙烯酸钠、带有羧基基团的聚醚酯中的两种或多种。