CN114735789B - 一种含油乳化液污水处理用破乳剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含油乳化液废水处理用破乳剂、制备方法及应用，所述含油乳化液废水处理用破乳剂，含有二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝。所述制备方法为：将二甲基二烯丙基氯化铵在惰性气体保护下加热搅拌，首先加入丙烯酰胺搅拌，然后加入丙烯酸钠搅拌，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚搅拌，最后加入聚合氯化铝搅拌反应，冷却到室温。本发明的破乳剂使用量小、处理效果好，同时，配制原料种类少、配制反应条件温和、简单易操作，应用本发明破乳剂处理后的污水中污染物浓度大大降低，不需要再作为危险废物进行处置，从而极大的降低企业的处置费用。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体来说，涉及一种含油乳化液污水处理用破乳剂、制备方法及应用。
背景技术
机械加工的原料切割过程中需要使用润滑油、切削液、研磨液等进行辅助，从而降低切割、研磨设备的磨损，延长使用寿命。加工和切割后的产品进行进一步表面处理前，需要使用脱脂剂水溶液进行清洗，洗去产品附着的油、辅助药剂等。脱脂剂一般长时间循环使用，期间不断添加新的脱脂剂原液以保证脱脂效果。当清洗效果下降时，此脱脂清洗水需要定期排放，此污水含有大量的脱脂清洗下来的乳化态油，这些乳化态油与辅助药剂及原材料本身带有的一些油类和水混合形成了状态稳定的乳化液。这类乳化液中油类完全溶解在水中，形成悬浊液，COD含量一般高达10000mg/L左右。目前常规的水处理药剂无法将这类乳化液污水中乳化态的油、悬浊物与水分离，只能作为危险废物处置。危险废物处置费用高达每吨数千元，处置成本高昂。
CN106587396A公开了一种焦化含油工业污水破乳剂及其制备方法，所述焦化含油工业污水破乳剂由以下重量份的原料组成：阳离子表面活性剂30-50份、多亚乙基多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚20-40份、聚对苯二甲酸二烯丙酯10-30份、聚乙烯醇5-10份、贝母提取液10-20份、分散剂3-5份、缓蚀剂3-5份、絮凝剂2-4份、助凝剂1-3份、磁性粉末2-4份。该发明破乳剂组合物水溶性好，能与含硫污水快速互溶，破乳效果好，显著降低排水中的含油量；破乳后水体清澈；同时可以降低水体对设备的腐蚀。但是该发明配制复杂，原料种类繁多，需要较高的反应温度，同时，该发明对机械加工行业和表面处理行业脱脂清洗产生的含油污水处理效果差，对污水处理中的主要考虑指标COD的降低没有显著效果。
机械加工和表面处理行业的含油乳化废水中混有大量的化学脱脂剂、络合剂、稳定剂等，这些化学药剂可以使产品表面附着的油类物质快速剥离乳化于水中，这些乳化液状态更稳定，油和水的分子键结合紧密，而且废水中的脱脂剂等会严重破坏现有技术的聚合物的结构，使聚合物失效，导致现有技术中破乳剂的效果无法有效发挥。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种含油乳化液废水处理用破乳剂、制备方法及应用，该发明针对机械加工和表面处理行业产生的含油乳化液废水，可以直接作用于油水乳化界面，乳化层被破坏、从而使油和水分离。乳化液污水中的悬浊物被药剂吸附、捕捉后形成胶体，通过压缩双电层和架桥作用变成大颗粒的絮体，絮体在聚合氯化铝的协同作用下，将分离后的油类吸附包裹后，共同上浮于污水表面，从而达到将污染物从水中分离的目的。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种含油乳化液废水处理用破乳剂，含有二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝。
优选地，所述二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝的体积比为0.8-1.2：0.7-1.1：1：0.9-1.3：1。
优选地，所述二甲基二烯丙基氯化铵的质量分数为5-25％。
优选地，所述丙烯酸钠的质量分数为2-10％。
优选地，所述丙烯酰胺的质量分数为1-5％。
优选地，所述聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚的质量分数为4-20％。
优选地，所述聚合氯化铝的质量分数为5-25％。
本发明还提供了上述含油乳化液废水处理用破乳剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二甲基二烯丙基氯化铵，在氮气保护下加热搅拌，加入丙烯酰胺，搅拌反应，得到聚合物反应液；
(2)向步骤(1)得到的聚合物反应液中加入丙烯酸钠，搅拌反应，得到反应液2；
(3)向步骤(2)得到的反应液2中加入聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，搅拌反应，得到反应液3；
(4)向步骤(3)得到的反应液3中，加入聚合氯化铝，搅拌反应，冷却到室温，即得到所述含油乳化液废水处理用破乳剂。
优选地，步骤(1)所述加热搅拌为：在氮气保护下加热至45-50℃并搅拌。
本发明还提供了上述含油乳化液废水处理用破乳剂在机械加工和表面处理行业污水处理中的应用。
本发明的有益效果为：
(1)本发明针对机械加工和表面处理行业产生的含油乳化液废水，可以直接作用于油水乳化界面，乳化层被破坏、从而使油和水分离。乳化液污水中的悬浊物被药剂吸附、捕捉后形成胶体，通过压缩双电层和架桥作用变成大颗粒的絮体，絮体在聚合氯化铝的协同作用下，将分离后的油类吸附包裹后，共同上浮于污水表面，从而达到将污染物从水中分离的目的。应用本发明破乳剂通过将污水中的乳化态的油和悬浊物从水中分离出来，使处理后的污水中污染物浓度大大降低，不需要再作为危险废物进行处置，从而极大的降低企业的处置费用。
(2)本发明使用量小、处理效果好，同时，配制原料种类少、配制反应条件温和、简单易操作，具有极高的应用价值。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品。
实施例1
一种含油乳化液废水处理用破乳剂及其制备方法
所述含油乳化液废水处理用破乳剂，含体积比为1.2：1.1：1：1.3：1的二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝；
上述含油乳化液废水处理用破乳剂的制备方法为：
(1)将质量分数5％的二甲基二烯丙基氯化铵置于反应釜中，在氮气保护下加热至45-50℃并不断搅拌，加入质量分数1％的丙烯酰胺，搅拌反应6h，得到聚合物反应液；
(2)向步骤(1)得到的聚合物反应液中加入质量分数2％的丙烯酸钠，搅拌反应2h，得到反应液2；
(3)向步骤(2)得到的反应液2中加入质量分数4％的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，搅拌反应2h，得到反应液3；
(4)向步骤(3)得到的反应液3中，加入质量分数5％的聚合氯化铝，搅拌反应1h，冷却到室温(15-25℃)，即得到所述含油乳化液废水处理用破乳剂。
实施例2
一种含油乳化液废水处理用破乳剂及其制备方法
所述含油乳化液废水处理用破乳剂，含体积比为0.8：0.7：1：0.9：1的二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝；
上述含油乳化液废水处理用破乳剂的制备方法为：
(1)将质量分数25％的二甲基二烯丙基氯化铵置于反应釜中，在氮气保护下加热至45-50℃并不断搅拌，加入质量分数5％的丙烯酰胺，搅拌反应6h，得到聚合物反应液；
(2)向步骤(1)得到的聚合物反应液中加入质量分数10％的丙烯酸钠，搅拌反应2h，得到反应液2；
(3)向步骤(2)得到的反应液2中加入质量分数20％的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，搅拌反应2h，得到反应液3；
(4)向步骤(3)得到的反应液3中，加入质量分数25％的聚合氯化铝，搅拌反应1h，冷却到室温(15-25℃)，即得到所述含油乳化液废水处理用破乳剂。
实施例3
一种含油乳化液废水处理用破乳剂及其制备方法
所述含油乳化液废水处理用破乳剂，含体积比为1：1：1：1：1的二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝；
上述含油乳化液废水处理用破乳剂的制备方法为：
(1)将质量分数15％的二甲基二烯丙基氯化铵置于反应釜中，在氮气保护下加热至45-50℃并不断搅拌，加入质量分数5％的丙烯酰胺，搅拌反应6h，得到聚合物反应液；
(2)向步骤(1)得到的聚合物反应液中加入质量分数6％的丙烯酸钠，搅拌反应2h，得到反应液2；
(3)向步骤(2)得到的反应液2中加入质量分数12％的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，搅拌反应2h，得到反应液3；
(4)向步骤(3)得到的反应液3中，加入质量分数15％的聚合氯化铝，搅拌反应1h，冷却到室温(15-25℃)，即得到所述含油乳化液废水处理用破乳剂。
对比例1
一种含油乳化液废水处理用破乳剂及其制备方法
所述含油乳化液废水处理用破乳剂，含体积比为1：1：1：1：1的二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝；
上述含油乳化液废水处理用破乳剂的制备方法为：
(1)将质量分数25％的二甲基二烯丙基氯化铵置于反应釜中，在氮气保护下加热至45-50℃并不断搅拌，加入质量分数5％的丙烯酰胺，搅拌反应6h，得到聚合物反应液；
(2)向步骤(1)得到的聚合物反应液中加入质量分数8％的丙烯酸钠，搅拌反应2h，得到反应液2；
(3)向步骤(2)得到的反应液2中加入质量分数22％的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，搅拌反应2h，得到反应液3；
(4)向步骤(3)得到的反应液3中，加入质量分数3％的聚合氯化铝，搅拌反应1h，冷却到室温(15-25℃)，即得到所述含油乳化液废水处理用破乳剂。
对比例2
一种含油乳化液废水处理用破乳剂及其制备方法
所述含油乳化液废水处理用破乳剂，含体积比为0.3：1：1：0.4：1的二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝；
上述含油乳化液废水处理用破乳剂的制备方法为：
(1)将质量分数15％的二甲基二烯丙基氯化铵置于反应釜中，在氮气保护下加热至45-50℃并不断搅拌，加入质量分数5％的丙烯酰胺，搅拌反应6h，得到聚合物反应液；
(2)向步骤(1)得到的聚合物反应液中加入质量分数2％的丙烯酸钠，搅拌反应2h，得到反应液2；
(3)向步骤(2)得到的反应液2中加入质量分数12％的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，搅拌反应2h，得到反应液3；
(4)向步骤(3)得到的反应液3中，加入质量分数30％的聚合氯化铝，搅拌反应1h，冷却到室温(15-25℃)，即得到所述含油乳化液废水处理用破乳剂。
对比例3
CN1106587396A实施例2制备的焦化含油工业污水破乳剂。
一、破乳剂的破乳效果实验
1、取表面处理行业(某电镀企业)碱性除油乳化液1000ml，加入本实例配好的破乳剂6ppm，搅拌反应5分钟，产生大量絮体、絮体快速上浮于水样表面，下层水质清澈，污染物分析结果如下表1所示。
表1
2、取某机械加工行业切削油乳化液1000ml，加入本实例配好的破乳剂8ppm，搅拌反应10分钟。烧杯外壁上的乳化油快速脱离上浮，污水产生大量絮体、絮体伴随破乳后的浮油快速上浮于水样表面，下层水质清澈，污染物分析结果如下表2所示。
表2
上述对比数据表明：相比于同类破乳剂产品，本发明对含油乳化液污水的处理效果更好，同等加药量条件下，处理后的污水中COD更低。而同类破乳剂处理后的污水不清澈，无法进行进一步的深度处理。同时，本发明配制操作简单、合成条件温和，便于大规模生产操作。
以上是结合具体实施例对本发明进一步的描述，但这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种含油乳化液废水处理用破乳剂，其特征在于，含体积比为1.2:1.1:1:1.3:1二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝，其中，二甲基二烯丙基氯化铵质量分数5%，丙烯酸钠质量分数2%，丙烯酰胺质量分数1%，聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚质量分数4%和聚合氯化铝质量分数5%；或
含体积比为0.8:0.7:1:0.9:1二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝，其中，二甲基二烯丙基氯化铵质量分数25%，丙烯酸钠质量分数10%，丙烯酰胺质量分数5%，聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚质量分数20%和聚合氯化铝质量分数25%；或
含体积比为1:1:1:1:1二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸钠、丙烯酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚和聚合氯化铝，其中，二甲基二烯丙基氯化铵质量分数15%，丙烯酸钠质量分数6%，丙烯酰胺质量分数5%，聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚质量分数12%和聚合氯化铝质量分数15%。
2.一种权利要求1所述的含油乳化液废水处理用破乳剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将二甲基二烯丙基氯化铵，在惰性气体保护下加热搅拌，加入丙烯酰胺，搅拌反应，得到聚合物反应液；
(2)向步骤(1)得到的聚合物反应液中加入丙烯酸钠，搅拌反应，得到反应液二；
(3)向步骤(2)得到的反应液二中加入聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，搅拌反应，得到反应液三；
(4)向步骤(3)得到的反应液三中，加入聚合氯化铝，搅拌反应，冷却到室温，即得到所述含油乳化液废水处理用破乳剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述加热搅拌为：在氮气保护下加热至45-50℃并搅拌。
4.权利要求1所述的含油乳化液废水处理用破乳剂在机械加工或表面处理行业污水处理中的应用。
5.采用权利要求2或3所述的制备方法制备的含油乳化液废水处理用破乳剂在机械加工或表面处理行业污水处理中的应用。
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