CN114436500A - 一种功能型污泥用复合絮凝剂及其制备方法 - Google Patents
一种功能型污泥用复合絮凝剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114436500A CN114436500A CN202210102808.5A CN202210102808A CN114436500A CN 114436500 A CN114436500 A CN 114436500A CN 202210102808 A CN202210102808 A CN 202210102808A CN 114436500 A CN114436500 A CN 114436500A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sludge
- composite
- sodium
- functional
- flocculant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 164
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 61
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 claims abstract description 43
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 14
- XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M sodium;4-ethenylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims abstract description 6
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 19
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 14
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010806 kitchen waste Substances 0.000 claims description 8
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 abstract description 37
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 abstract description 37
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 abstract 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 10
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- 239000012024 dehydrating agents Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical group OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000589651 Zoogloea Species 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229940092782 bentonite Drugs 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000012844 infrared spectroscopy analysis Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003334 potential effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
- C02F11/148—Combined use of inorganic and organic substances, being added in the same treatment step
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
本发明公开了一种功能型污泥用复合絮凝剂，由以下质量比的成分组成：2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸：对苯乙烯磺酸钠：交联复合乳液：钠基膨润土：引发剂：蒸馏水＝1：(1.15‑1.75)：(0.15‑0.25)：(0.8‑1.1)：(0.06‑0.08)：10。本发明实现了多种功能的统一，能够处理不同类型的污泥，适用范围广；有良好的降低污泥黏性的作用，提高污泥脱水率，脱水效率高，脱水成本低，污泥脱水过程中不需要添加其他药剂，脱水设备出水可直接回流入废水系统，对废水系统无影响，使用方便。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，特别是一种功能型污泥用复合絮凝剂及其制备方法。
背景技术
污泥用絮凝剂的主要功能是降低污泥黏性，打破污泥絮体之间存在的相对稳定的状态，从而使污泥絮体在团聚沉降的过程中迅速脱水。常规絮凝剂利用其高分子长链作用及电位性质，使污泥发生絮凝沉淀作用进而使污泥脱水，但污泥内部毛细管水因缺少微观骨架支撑，出水通道少，脱水率较低；即使通过传统的板框等脱水设备后，污泥含水率仍较高，污泥综合处理成本较高。
中国专利《一种阳离子蒙脱石型污泥脱水剂及其制备方法和应用》(CN 109111080A)，提供了一种阳离子蒙脱石型污泥脱水剂及其制备方法和应用，将蒙脱石、去离子水、CTAB和乙醇按比例混合均匀，搅拌冷却，离心处理后，固体物质于80-110℃真空干燥8-12h，待固体物质冷却后经研磨制得污泥脱水剂。该发明以改性后蒙脱石为载体，同时添加H2O2，能有效脱除污泥中的水；同时无需添加外源亚铁盐就能催化Fenton反应高效进行。该发明的缺陷在于：1)针对有机质污泥效果较好，但是对无机污泥等效果不理想，应用范围窄；2)该发明中添加H2O2等，使用该絮凝剂处理的污泥经脱水设备处理后，出水需要降解残余的H2O2才能排入废水系统，操作繁琐，综合运行成本高。
中国专利CN201710107495.1一种复合污泥脱水剂及其制备方法和应用，组成成分为有机高分子材料、黏土矿物、磷酸盐类、金属氧化物、工业副产品，其中，有机高分子材料为阳离子聚丙烯酰胺或聚二甲基二烯丙基氯化铵，黏土矿物为膨润土等，磷酸盐类为过磷酸钙、磷酸二氢钠等，金属氧化物为氧化钙或氧化镁。该专利以有机物与无机物复配，依靠大量有机物、无机物复配后的混合物，对有机污泥处理效果好，但是引入药剂会使污泥量增加较多；并且由于引入大量无机物，对脱出水水质影响较大，增加脱出水的综合处理成本。
发明内容
针对以上技术问题，本发明的目的是提供一种功能型污泥用絮凝剂，能够实现多种功能的统一，1)解决现有污泥用脱水絮凝剂脱水速率慢、脱水率较低问题；2)解决现有污泥用脱水絮凝剂品种单一，针对有机污泥絮凝脱水选择性强，适用性不广的缺陷，适用于多种不同污泥体系；3)通过调节配比制备不同体系的絮凝剂，有效改善污泥黏性，提高污泥脱水设备的脱水效率，降低综合运行成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种功能型污泥用复合絮凝剂，由以下质量比的成分组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：对苯乙烯磺酸钠：交联复合乳液：钠基膨润土：引发剂：蒸馏水＝1：(1.15-1.75)：(0.15-0.25)：(0.8-1.1)：(0.06-0.08)：10；
其中，所述交联复合乳液的组成为：二甲基二烯丙基氯化铵、二乙烯苯与十二烷基苯磺酸钠的质量比为1：(0.8-1.25)：(0.55-0.75)；
其中，所述引发剂的组成为：过硫酸钾与亚硫酸钠的质量比为4：3。
其中，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.20：1～1.05，且交联复合乳液中的二甲基二烯丙基氯化铵含量占比为33％～35％时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理工业有机污泥。
优选的，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.20:1.05，且交联复合乳液中：二甲基二烯丙基氯化铵：二乙烯苯：十二烷基苯磺酸钠＝1:1.23:0.63时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理工业有机污泥。
其中，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.22：0.85～0.88，且交联复合乳液中的二甲基二烯丙基氯化铵含量占比为40％-43％时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理无机污泥。
优选的，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.22:0.85，且交联复合乳液中：二甲基二烯丙基氯化铵：二乙烯苯：十二烷基苯磺酸钠＝1:0.85:0.58，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理无机污泥。
其中，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.24：1.08～1.09，且交联复合乳液中二甲基二烯丙基氯化铵的含量占比为39％-42％时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理餐厨垃圾污泥。
优选的，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.24:1.09，且交联复合乳液中：二甲基二烯丙基氯化铵：二乙烯苯：十二烷基苯磺酸钠＝1:0.88:0.63，，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理餐厨垃圾污泥。
本发明还提供一种功能型污泥用复合絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照质量比配备以下组成成分；
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：对苯乙烯磺酸钠：交联复合乳液：钠基膨润土：引发剂：蒸馏水＝1：(1.15-1.75)：(0.15-0.25)：(0.8-1.1)：(0.06-0.08)：10；
交联复合乳液：二甲基二烯丙基氯化铵、二乙烯苯与十二烷基苯磺酸钠质量比1：(0.8-1.25)：(0.55-0.75)；
引发剂：过硫酸钾与亚硫酸钠质量比为4：3；
2)共聚反应
按所述组成配比将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及蒸馏水混合，用氢氧化钠溶液调节pH＝6-7，搅拌；然后按成分配比加入对苯乙烯磺酸钠、交联复合乳液、钠基膨润土，继续搅拌至混合均匀；升温，通氮气，然后按配比加入引发剂，进行接枝共聚反应，得到所述污泥用复合絮凝剂。
优选的，所述步骤2)中升温为升温至65℃。
优选的，所述步骤2)中通氮气30min后加入引发剂。
优选的，所述接枝共聚反应进行5-8小时。
优选的，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.20:1.05，且交联复合乳液中：二甲基二烯丙基氯化铵：二乙烯苯：十二烷基苯磺酸钠＝1:1.23:0.63时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理工业有机污泥。
优选的，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.22:0.85，且交联复合乳液中：二甲基二烯丙基氯化铵：二乙烯苯：十二烷基苯磺酸钠＝1:0.85:0.58，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理无机污泥。
优选的，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.24:1.09，且交联复合乳液中：二甲基二烯丙基氯化铵：二乙烯苯：十二烷基苯磺酸钠＝1:0.88:0.63，，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理餐厨垃圾污泥。
本发明采用天然钠基膨润土，利用其独特的层间结构，与有机物单体聚合，添加复合乳液、交联剂，制备污泥用复合絮凝剂。通过控制调节钠基膨润土及复合乳液相关配比，可以制备不同体系的絮凝剂，进而处理不同类型的污泥，适用范围广。
污泥中的水分存在形式有四种类型：①存在于污泥颗粒间的间隙水(间隙水或游离水)，含量50％-75％，常规污泥絮凝剂可处理该类水；②存在于污泥颗粒间的毛细管中(毛细水)，含量15-20％；常规药剂较难脱水处理；③吸附在污泥颗粒上的水(吸附水)，含量10％左右，常规药剂较难脱水处理；④颗粒内部的化学结合水，含量10％左右，常规药剂无法处理。
本发明除了去除间隙水有良好的效果外，还利用其复合乳液及钠基膨润土相关结构及性质，提高对毛细水、吸附水的脱水率，提高污泥的脱水效率。
有机污泥的特性是：黏性大、脱水率低，有机质含量高，存在于毛细管中的水分(毛细水)及污泥颗粒上的吸附水含量较高，脱水设备易被污堵。对于这一类污泥，本发明设计为钠基膨润土占比高、交联复合乳液占比低(交联复合乳液：钠基膨润土＝0.20：1～1.05)，复合乳液中二甲基二烯丙基氯化铵占比低(33％～35％)，主要利用钠基膨润土的层间结构增加更多的微观骨架支撑，辅以复合乳液中表面活性剂组分基团降低毛细水及吸附水的表面张力，使毛细水水流通道顺畅，处理有机污泥，综合提高污有机泥脱水率及脱水效率；
无机污泥的特性是：颗粒物易分散，不易成型，需要粘性较大的絮凝剂通过卷扫网捕作用，将颗粒物聚集，无机污泥自身颗粒物有一定的微观骨架。本发明将处理无机污泥的絮凝剂设计为钠基膨润土占比较低，复合乳液占比较高(交联复合乳液：钠基膨润土＝0.22：0.85～0.88)，复合乳液中二甲基二烯丙基氯化铵占比高(40％-43％)，利用钠基膨润土的特殊层间结构辅助增加微观骨架，同时利用复合乳液中表面活性剂组分基团降低表面张力性质及整体絮凝剂组分的黏性，降低颗粒物上的吸附水，提高无机污泥的脱水率；
餐厨垃圾污泥泥质复杂，综合了有机污泥及无机污泥的特点，且菌胶团多，易腐化变臭。因此将钠基膨润土及复合乳液均设计为较高含量配比(0.24：1.08～1.09)交联复合乳液中二甲基二烯丙基氯化铵的含量占比较高(39％-42％)，综合利用钠基膨润土的层间结构增加更多的微观骨架支撑，以及复合乳液中表面活性剂组分基团降低表面张力性质，处理复杂的餐厨垃圾污泥。
处理污泥的同时经脱水设备脱水处理，可减少滤布污堵，脱水效率明显提高，脱水污泥含水率明显降低；脱水设备出水环保，可直接进入污水处理系统，污泥综合处理成本大大降低。
本发明对各种污泥脱水效果好，且引入药剂使污泥增加量少；将污泥脱水后，对脱出水水质无影响可以直接进入现有污水处理系统，脱出水的综合处理成本低。
本发明的有益效果和技术优势如下：
1.本发明的主要原料来源广泛、价格低廉、易于生物降解、无二次污染；
2.利用钠基膨润土的特殊层间结构，经有机单体共聚后，可形成层间骨架支撑结构，增加污泥毛细管水通道，有良好的降低污泥黏性的作用，提高污泥脱水率，同时利用有机物的电荷性及分子结构对污泥有良好的絮凝作用，综合提高污泥的脱水性能；
3.合成过程中采用交联复合乳液，通过调节交联复合乳液的组分比例及钠基膨润土的配比，可以制备不同体系的絮凝剂，处理不同类型的污泥，适用范围广；
4.本发明絮凝剂的处理效率高，可以处理有机污泥、无机混合污泥、无机污泥等，较常规污泥脱水剂脱水率提高5-10％，脱水效率提高20％左右，污泥脱水综合成本降低20％左右；
5.本发明污泥用絮凝剂直接投加，污泥脱水过程中不需要添加其他药剂，脱水设备出水可直接回流入废水系统，对废水系统无影响，使用方便。
本发明大大拓宽了污泥絮凝剂的应用范围，可以应用于工业有机污泥、工业无机污泥、餐厨垃圾污泥等不同类型的污泥，综合调节钠基膨润土及复合乳液的配比，利用其不同的性质，针对性地处理不同类型污泥。
本发明采用天然钠基膨润土，利用其独特的层间结构，与有机物单体聚合，添加复合乳液、交联剂，制备污泥用复合絮凝剂。通过控制调节钠基膨润土及复合乳液相关配比，可以制备不同体系的絮凝剂，进而处理不同类型的污泥，适用范围广；同时经脱水设备处理，可减少滤布污堵，脱水效率明显提高，脱水污泥含水率明显降低；脱水设备出水环保，可直接进入污水处理系统，污泥综合处理成本大大降低。本发明性能优异、绿色环保，适用处理各种类型的污泥，市场前景广阔。
附图说明
图1是本发明制备方法示意图。
图2是本发明制备的功能型污泥用复合絮凝剂的红外光谱图。
图3是本发明功能型污泥用复合絮凝剂与常规絮凝剂脱水率对比。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。
一种功能型污泥用复合絮凝剂，由以下质量比的成分组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：对苯乙烯磺酸钠：交联复合乳液：钠基膨润土：引发剂：蒸馏水＝1：(1.15-1.75)：(0.15-0.25)：(0.8-1.1)：(0.06-0.08)：10；
交联复合乳液的成分为：二甲基二烯丙基氯化铵、二乙烯苯与十二烷基苯磺酸钠的质量比为1：(0.8-1.25)：(0.55-0.75)；
引发剂的成分为：过硫酸钾与亚硫酸钠的质量比为4：3。
如图1所示，所述功能型污泥用复合絮凝剂的制备方法为：按上述配比将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及蒸馏水放入四口烧瓶中，用氢氧化钠溶液(氢氧化钠与蒸馏水以质量比1：3.0～4.0混合)调节pH＝6-7，搅拌10min；然后按上述配比加入对苯乙烯磺酸钠、交联复合乳液、钠基膨润土，继续搅拌10min混合均匀；将反应体系升温至65℃，通氮气30min后形成颗粒状物质，按配比加入引发剂，接枝共聚反应5-8h，得到所述污泥用复合絮凝剂。
实施例1：
取5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，放入四口烧瓶中，加入50g蒸馏水，开启机械搅拌10min，搅拌速度250r/min，加入氢氧化钠溶液，调节pH＝6-7，然后停止机械搅拌；加入6g对苯乙烯磺酸钠、1g交联复合乳液(0.35g二甲基二烯丙基氯化铵、0.43g二乙烯苯、0.22g十二烷基苯磺酸钠)、5.25g钠基膨润土，继续搅拌10min混合均匀；升温至65℃，通氮气30min后，停止机械搅拌，加入0.35g引发剂(0.2g过硫酸钾、0.15g亚硫酸钠)，通氮气，机械搅拌6-8h，搅拌速度250r/min，进行接枝共聚反应，得到本发明的功能型污泥用絮凝剂。制备过程和方法如图1所示。本发明采用乳液共聚反应的方式制备，反应后生成单一复合有机-无机物，见图2的红外谱图。
使用该絮凝剂处理工业有机污泥，经板框等脱水设备处理后，污泥含水率由95％左右降至50％-55％，脱水率高，同时脱水效率较常规污泥脱水剂提高20％左右，脱水设备出水可直接进入现有废水系统处理。
实施例2：
取5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，放入四口烧瓶中，加入50g蒸馏水，开启机械搅拌10min，搅拌速度250r/min，加入氢氧化钠溶液，调节pH＝6-7，然后停止机械搅拌；加入6.5g对苯乙烯磺酸钠、1.12g交联复合乳液(0.46g二甲基二烯丙基氯化铵、0.39g二乙烯苯、0.27g十二烷基苯磺酸钠)、4.25g钠基膨润土，继续搅拌10min混合均匀；升温至65℃，通氮气30min后，停止机械搅拌，加入0.35g引发剂(0.2g过硫酸钾、0.15g亚硫酸钠)，通氮气，机械搅拌6-8h，搅拌速度250r/min，进行接枝共聚反应，得功能型污泥用絮凝剂。制备方法同图1。
使用该絮凝剂处理工业无机混合污泥(少量有机污泥混合)，经板框等脱水设备处理后，污泥含水率由93％左右降至45％-50％，脱水率高，同时脱水效率较常规污泥脱水剂提高25％左右，脱水设备出水可直接进入现有废水系统处理。
实施例3：
取5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，放入四口烧瓶中，加入50g蒸馏水，开启机械搅拌10min，搅拌速度250r/min，加入氢氧化钠溶液，调节pH＝6-7，然后停止机械搅拌；加入6.5g对苯乙烯磺酸钠、1.2g交联复合乳液(0.48g二甲基二烯丙基氯化铵、0.42g二乙烯苯、0.3g十二烷基苯磺酸钠)、5.45g钠基膨润土，组成反应体系，继续搅拌10min混合均匀；升温至65℃，通氮气30min后，停止机械搅拌，此时反应体系中为颗粒状物质，加入0.375g引发剂(0.215g过硫酸钾、0.16g亚硫酸钠)，通氮气，机械搅拌6-8h，搅拌速度250r/min，进行接枝共聚反应，得功能型污泥用絮凝剂。
使用该絮凝剂处理餐厨垃圾污泥，经板框等脱水设备处理后，污泥含水率由96％左右降至45％-55％，脱水率高，同时脱水效率较常规污泥脱水剂提高25％左右，板框滤布更换频率降低20％左右。
实施例4
性能评价
1)红外光谱分析
图2是本发明污泥用复合絮凝剂的红外光谱图。从图2中可以看出，1043cm-1是Si-O-Si(Al)的反对称伸缩振动吸收峰、1090cm-1是磺酸基中S＝O键的伸缩振动吸收峰、1662cm-1是酰胺键中C＝O的伸缩振动吸收峰、3054cm-1是苯环上C-H键的伸缩振动吸收峰，无机复合絮凝剂的红外谱图中包含了单体中的特征吸收峰，磺酸基团、苯环、酰胺键的特征吸收峰都存在，并且在1695～1630cm-1处未见C＝C的特征吸收峰，表明单体原料充分地进行了聚合反应。
图3是本发明污泥用复合絮凝剂与常规絮凝剂脱水率对比。从图3可知，本发明污泥用复合絮凝剂较常规絮凝剂综合脱水率高5-10％左右。由于本发明复合絮凝剂中聚合钠基膨润土，可以降低污泥的黏性，提高药剂的脱水率及脱水速率，利于板框等污泥脱水设备运行，减少滤布的污堵。
本发明有良好的降低污泥黏性的作用，提高污泥脱水率，脱水效率高，脱水成本低，能够处理不同类型的污泥，适用范围广，污泥脱水过程中不需要添加其他药剂，脱水设备出水可直接回流入废水系统，对废水系统无影响，使用方便。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种功能型污泥用复合絮凝剂，其特征在于，所述功能型污泥用复合絮凝剂由以下质量比的成分组成：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：对苯乙烯磺酸钠：交联复合乳液：钠基膨润土：引发剂：蒸馏水＝1：1.15～1.75：0.15～0.25：0.8～1.1：0.06～0.08：10；
其中，所述交联复合乳液为：二甲基二烯丙基氯化铵、二乙烯苯与十二烷基苯磺酸钠以质量比1：0.8～1.25：0.55～0.75混合；
其中，所述引发剂为：过硫酸钾与亚硫酸钠以质量比4：3混合。
2.如权利要求1所述的功能型污泥用复合絮凝剂，其特征在于，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.20：1～1.05，且交联复合乳液中的二甲基二烯丙基氯化铵含量占比为33％～35％时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理工业有机污泥。
3.如权利要求1所述的功能型污泥用复合絮凝剂，其特征在于，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.22：0.85～0.88，且交联复合乳液中的二甲基二烯丙基氯化铵含量占比为40％-43％时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理无机污泥。
4.如权利要求1所述的功能型污泥用复合絮凝剂，其特征在于，所述功能型污泥用复合絮凝剂在交联复合乳液：钠基膨润土＝0.24：1.08～1.09，且交联复合乳液中二甲基二烯丙基氯化铵的含量占比为39％-42％时，所述功能型污泥用复合絮凝剂用于处理餐厨垃圾污泥。
5.一种功能型污泥用复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照质量比配备以下组成成分；
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸：对苯乙烯磺酸钠：交联复合乳液：钠基膨润土：引发剂：蒸馏水＝1：1.15～1.75：0.15～0.25：0.8～1.1：0.06～0.08：10；
其中，交联复合乳液为：二甲基二烯丙基氯化铵、二乙烯苯与十二烷基苯磺酸钠以质量比1：0.8～1.25：0.55～0.75混合；
其中，引发剂为：过硫酸钾与亚硫酸钠以质量比4：3混合；
2)共聚反应
按所述组成配比将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及蒸馏水混合，用氢氧化钠溶液调节pH＝6-7，搅拌；然后按成分配比加入对苯乙烯磺酸钠、交联复合乳液、钠基膨润土，继续搅拌至混合均匀；升温，通氮气，然后按配比加入引发剂，进行接枝共聚反应，得到所述污泥用复合絮凝剂。
6.如权利要求5所述的功能型污泥用复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液为：氢氧化钠与蒸馏水以质量比1：3.0～4.0进行混合。
7.如权利要求5所述的功能型污泥用复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中升温为升温至65℃。
8.如权利要求5所述的功能型污泥用复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中通氮气30min后加入引发剂。
9.如权利要求5所述的功能型污泥用复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述接枝共聚反应进行5-8小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210102808.5A CN114436500A (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种功能型污泥用复合絮凝剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210102808.5A CN114436500A (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种功能型污泥用复合絮凝剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114436500A true CN114436500A (zh) | 2022-05-06 |
Family
ID=81369219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210102808.5A Pending CN114436500A (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种功能型污泥用复合絮凝剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114436500A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115231789A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-10-25 | 东南大学 | 一种印染生化污泥复合脱水剂的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104004130A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-27 | 华南理工大学 | 一种复合高分子污泥脱水剂及其制备方法 |
| CN108409104A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-17 | 东莞市顶盛环保科技有限公司 | 一种新型污泥脱水剂 |
| CN109734145A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-10 | 新乡学院 | 一种印染废水处理用复合絮凝剂 |
| CN111807748A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 高密度水泥浆用高温稳定剂及其制备方法 |
| CN113402682A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-17 | 华中科技大学 | 一种聚合物网络改性膨润土及其原位聚合制备方法 |
-
2022
- 2022-01-27 CN CN202210102808.5A patent/CN114436500A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104004130A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-27 | 华南理工大学 | 一种复合高分子污泥脱水剂及其制备方法 |
| CN108409104A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-17 | 东莞市顶盛环保科技有限公司 | 一种新型污泥脱水剂 |
| CN109734145A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-10 | 新乡学院 | 一种印染废水处理用复合絮凝剂 |
| CN111807748A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 高密度水泥浆用高温稳定剂及其制备方法 |
| CN113402682A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-17 | 华中科技大学 | 一种聚合物网络改性膨润土及其原位聚合制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115231789A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-10-25 | 东南大学 | 一种印染生化污泥复合脱水剂的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zheng et al. | UV-initiated polymerization of hydrophobically associating cationic flocculants: Synthesis, characterization, and dewatering properties | |
| CN101037492A (zh) | 反相乳液法制备规则分枝结构的丙烯酰胺共聚物的方法 | |
| CN100497415C (zh) | 一种阳离子型脱水剂的制备方法 | |
| CN102250291A (zh) | 一种两性接枝改性淀粉絮凝剂 | |
| CN103319653A (zh) | 一种疏水改性阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备方法 | |
| CN107601820B (zh) | 一种阳离子聚丙烯酰胺污泥脱水剂的制备方法 | |
| CN102659297A (zh) | 微波与pam絮凝剂联用的污泥脱水方法 | |
| CN108083614B (zh) | 一种水分散型硅藻土复合絮凝脱水剂及其应用 | |
| CN101613435A (zh) | 一种含疏水基团的阳离子型三元共聚物及其制备方法与应用 | |
| CN114436500A (zh) | 一种功能型污泥用复合絮凝剂及其制备方法 | |
| KR100949051B1 (ko) | 수용성 공중합체, 고분자 응집제 및 오니의 탈수방법 | |
| CN109575182A (zh) | 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺共聚物及制备方法 | |
| US6872779B2 (en) | Polymeric flocculant and method of sludge dehydration | |
| CN113512143A (zh) | 一种温敏响应型超支化絮凝剂的制备方法 | |
| CN103204975A (zh) | 改性天然高分子聚合物白水絮凝剂的制备方法 | |
| CN116333212B (zh) | 一种针对盾构泥浆脱水专用阴离子聚合物及其制备方法 | |
| CN113104900A (zh) | 一种复合型聚合氯化铝铁絮凝除磷剂及其制备方法 | |
| CN112457446A (zh) | 一种污泥脱水用微交联星型絮凝剂及其制备方法、应用 | |
| JP2007268414A (ja) | 有機性汚泥の脱水方法 | |
| CN1824682A (zh) | 特高分子阳离子聚丙烯酰胺制备方法 | |
| WO2022233094A1 (zh) | 一种疏水改性阳离子淀粉絮凝剂及其制备方法和应用 | |
| CN113354770A (zh) | 一种液体有机脱水剂及其制备方法 | |
| CN109553170B (zh) | 一种无机-有机复合高分子除磷絮凝剂及其制备方法 | |
| CN105504161A (zh) | 一种阴离子型高分子絮凝剂及其制备方法 | |
| CN113754832B (zh) | 一种固体有机脱水剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |