CN117447034B - 用于造纸污泥回用的污泥包裹剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于造纸污泥回用的污泥包裹剂，各组分按质量份数计为，改性多阳离子无机絮凝剂15‑20份、胍盐聚合物15‑18份、阳离子表面活性剂10‑15份、改性膨润土8‑12份、羧甲基壳聚糖8‑12份和甲苯磺酸钠5‑8份。本发明采用上述配方的用于造纸污泥回用的污泥包裹剂及其制备方法，双子阳离子表面活性剂的亲水头基之间距离大大缩短，导致亲水头基正电荷密度增加，使其能够更加紧密地吸附在细菌表面，大大提升杀菌效果。
Description
技术领域
本发明涉及污泥包裹剂技术领域，特别是涉及用于造纸污泥回用的污泥包裹剂及其制备方法。
背景技术
造纸生产过程中，大量细小纤维被流失后成为污泥，流失量约占造纸产量的6-6.5％，而这些小纤维表面积大，都是有机物，长时间在水体中就会被厌氧菌污染而变成污泥，形成固废，使大量的原材料被浪费，更重要的是固废还严重污染环境。
木浆造纸污泥中生物质含量丰富，重金属含量很低，是一种宝贵的有机质资源。因此，造纸污泥进行资源化利用具有十分重要的现实意义和推广应用价值。为了降低焚烧污泥对环境产生的危害，通常会在初沉池中添加污泥包裹剂，通过污泥包裹剂把细小污泥进行絮聚包裹留在造纸纤维中，减少一沉池和二沉池中沉积污泥的可能性，以降低污水处理时产生大量污泥。但造纸污泥中细菌滋生，在后续造纸工艺中微生物生长后往往附着于物体表面形成生物膜，当生物膜体积达到一定程度后，由于浆料的冲涮及生物膜的重量大于生物膜本身的附着力时，大块的生物膜就会脱落、分散到整个系统中，制得的纸张表面存在这种沉淀物，因此，需提供一种可灭菌的污泥包裹剂。
发明内容
本发明的目的是提供用于造纸污泥回用的污泥包裹剂及其制备方法，双子阳离子表面活性剂的亲水头基之间距离大大缩短，导致亲水头基正电荷密度增加，使其能够更加紧密地吸附在细菌表面，大大提升杀菌效果。
为实现上述目的，本发明提供了用于造纸污泥回用的污泥包裹剂，各组分按质量份数计为，改性多阳离子无机絮凝剂15-20份、胍盐聚合物15-18份、阳离子表面活性剂10-15份、改性膨润土8-12份、羧甲基壳聚糖8-12份和甲苯磺酸钠5-8份。
优选的，阳离子表面活性剂为胺盐型阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂、杂环型表面活性剂、双子阳离子表面活性剂中的一种或多种。
优选的，改性多阳离子无机絮凝剂为聚合硫酸氯化铁铝、聚合聚铁硅絮凝剂、铝铁共聚复合絮凝剂中的一种或多种。
优选的，胍盐聚合物为聚六亚甲基双胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍盐、聚胺丙基双胍、聚六亚甲基双胍磷酸盐中的一种或多种。
优选的，双子阳离子表面活性剂为N,N-长链烷基-2-羟丙基-N,N,N’,N’-甲基二溴化物、N,N'-长链烷基-2-羟基N,N,N’,N’-甲基二氯化物中的一种或多种。
优选的，双子阳离子表面活性剂和甲苯磺酸钠的浓度比为1:0.3-0.5。
用于造纸污泥回用的污泥包裹剂的制备方法：
S1、将甲苯磺酸钠5-8份与去离子水混合得到甲苯磺酸钠溶液，向甲苯磺酸钠溶液中加入双子阳离子表面活性剂10-15份混合后磁力搅拌，得到混合体系；
S2、向S1中的混合体系中加入改性多阳离子无机絮凝剂15-20份、胍盐聚合物15-18份、改性膨润土8-12份混合，搅拌得到混合溶液；
S3、将S2中得到的混合溶液冷却至室温后加入羧甲基壳聚糖8-12份，搅拌均匀得到污泥包裹剂。
因此，本发明采用上述配方的用于造纸污泥回用的污泥包裹剂及其制备方法，其有益效果为：
1、改性多阳离子无机絮凝剂能够提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、架桥、交联作用而使胶体凝聚，拥有多核络离子结构，不仅具有低分子絮凝剂的特征，而且电中和能力好、吸附架桥作用明显；
2、甲苯磺酸钠加入到N,N'-长链烷基-2-羟基N,N,N’,N’-甲基二氯化物溶液中促进胶束的生长，由球状转变为棒状，继续长成蠕虫状胶束，胶束又相互缠绕，形成网络结构后通过阳离子将絮凝后的污泥包裹与污水分离；
3、双子阳离子表面活性剂的亲水头带正电，可以吸附在带有负电荷的细菌的表面，这改变了细菌细胞壁的通透性，使细菌体内组分泄露出来；其次，双子阳离子表面活性剂的疏水碳链可以和细菌细胞的类脂层发生疏水相互作用而插入其中，导致细菌的酶失活和蛋白质变性，且亲水头基之间的距离大大缩短，导致亲水头基正电荷密度增加，使其能够更加紧密地吸附在细菌表面，大大提升杀菌效果；
3、胍盐聚合物主要是通过分子中的阳离子与双子阳离子表面活性剂的正电荷对纤维进行吸附，提高污泥包裹剂对细小纤维的留存率的同时去除阴离子垃圾；
4、改性膨润土将污泥中的异味进行吸附，避免后续制备出的纸张具有不令人愉悦的臭味。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例。
实施例1
S1、将甲苯磺酸钠5份与去离子水混合得到甲苯磺酸钠溶液，向甲苯磺酸钠溶液中加入N,N'-长链烷基-2-羟基N,N,N’,N’-甲基二氯化物10份混合后磁力搅拌，得到混合体系。
S2、向S1中的混合体系中加入改性多阳离子无机絮凝剂15份、胍盐聚合物15份、改性膨润土8份混合，搅拌得到混合溶液。
S3、将S2中得到的混合溶液冷却至室温后加入羧甲基壳聚糖8份，搅拌均匀得到污泥包裹剂。
S4、将S3中的污泥包裹剂加入沉淀池中搅拌均匀，最终制得纸张。
实施例2
S1、将甲苯磺酸钠8份与去离子水混合得到甲苯磺酸钠溶液，向甲苯磺酸钠溶液中加入N,N'-长链烷基-2-羟基N,N,N’,N’-甲基二氯化物15份混合后磁力搅拌，得到混合体系。
S2、向S1中的混合体系中加入改性多阳离子无机絮凝剂20份、胍盐聚合物18份、改性膨润土12份混合，搅拌得到混合溶液。
S3、将S2中得到的混合溶液冷却至室温后加入羧甲基壳聚糖12份，搅拌均匀得到污泥包裹剂。
S4、将S3中的污泥包裹剂加入沉淀池中搅拌均匀，最终制得纸张。
实施例3
S1、将甲苯磺酸钠6份与去离子水混合得到甲苯磺酸钠溶液，向甲苯磺酸钠溶液中加入N,N'-长链烷基-2-羟基N,N,N’,N’-甲基二氯化物12份混合后磁力搅拌，得到混合体系。
S2、向S1中的混合体系中加入改性多阳离子无机絮凝剂18份、胍盐聚合物16份、改性膨润土10份混合，搅拌得到混合溶液。
S3、将S2中得到的混合溶液冷却至室温后加入羧甲基壳聚糖10份，搅拌均匀得到污泥包裹剂。
S4、将S3中的污泥包裹剂加入沉淀池中搅拌均匀，最终制得纸张。
实施例4
S1、将甲苯磺酸钠7份与去离子水混合得到甲苯磺酸钠溶液，向甲苯磺酸钠溶液中加入N,N'-长链烷基-2-羟基N,N,N’,N’-甲基二氯化物14份混合后磁力搅拌，得到混合体系。
S2、向S1中的混合体系中加入改性多阳离子无机絮凝剂17份、胍盐聚合物16份、改性膨润土12份、季铵盐型阳离子表面活性剂3份混合，搅拌得到混合溶液。
S3、将S2中得到的混合溶液冷却至室温后加入羧甲基壳聚糖10份，搅拌均匀得到污泥包裹剂。
S4、将S3中的污泥包裹剂加入沉淀池中搅拌均匀，最终制得纸张。
实施例5
S1、将甲苯磺酸钠7份与去离子水混合得到甲苯磺酸钠溶液，向甲苯磺酸钠溶液中加入N,N'-长链烷基-2-羟基N,N,N’,N’-甲基二氯化物14份混合后磁力搅拌，得到混合体系。
S2、向S1中的混合体系中加入改性多阳离子无机絮凝剂16份、胍盐聚合物17份、改性膨润土9份混合，搅拌得到混合溶液。
S3、将S2中得到的混合溶液冷却至室温后加入羧甲基壳聚糖9份，搅拌均匀得到污泥包裹剂。
S4、将S3中的污泥包裹剂加入沉淀池中搅拌均匀，最终制得纸张。
实施例6
对加入实施例1-5中污泥包裹剂制得的纸张进行性能测试，得到的耐折度和耐磨性如表1所示。
对加入实施例1-5中污泥包裹剂后制得的纸张进行灰分保留测试：采用MutekDFR05测试仪测试成纸灰分保留，结果如表1所示。
表1、实施例1-5中污泥包裹剂制得纸张性能表
；
对实施例1-5中的沉淀后污泥的含水率进行测量，结果如表2所示。
表2、实施例1-5中沉淀后污泥含水率
；
可知，本发明提供的污泥包裹剂在灰分保留和脱水方面具有优秀表现，制得的纸张耐折度和耐磨性较好。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.用于造纸污泥回用的污泥包裹剂，其特征在于：各组分按质量份数计为，改性多阳离子无机絮凝剂15-20份、胍盐聚合物15-18份、双子阳离子表面活性剂10-15份、改性膨润土8-12份、羧甲基壳聚糖8-12份和甲苯磺酸钠5-8份。
2.根据权利要求1所述的用于造纸污泥回用的污泥包裹剂，其特征在于：改性多阳离子无机絮凝剂为聚合硫酸氯化铁铝、聚合聚铁硅絮凝剂、铝铁共聚复合絮凝剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用于造纸污泥回用的污泥包裹剂，其特征在于：胍盐聚合物为聚六亚甲基双胍盐酸盐、聚胺丙基双胍、聚六亚甲基双胍磷酸盐中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用于造纸污泥回用的污泥包裹剂，其特征在于：双子阳离子表面活性剂为N,N-长链烷基-2-羟丙基-N,N,N’,N’-甲基二溴化物、N,N'-长链烷基-2-羟基-N,N,N’,N’-甲基二氯化物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的用于造纸污泥回用的污泥包裹剂，其特征在于：双子阳离子表面活性剂和甲苯磺酸钠的浓度比为1:0.3-0.5。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于造纸污泥回用的污泥包裹剂的制备方法，其特征在于：S1、将甲苯磺酸钠5-8份与去离子水混合得到甲苯磺酸钠溶液，向甲苯磺酸钠溶液中加入双子阳离子表面活性剂10-15份混合后磁力搅拌，得到混合体系；
S2、向S1中的混合体系中加入改性多阳离子无机絮凝剂15-20份、胍盐聚合物15-18份、改性膨润土8-12份混合，搅拌得到混合溶液；
S3、将S2中得到的混合溶液冷却至室温后加入羧甲基壳聚糖8-12份，搅拌均匀得到污泥包裹剂。
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|---|---|---|---|
| CN202311511027.2A Active CN117447034B (zh) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | 用于造纸污泥回用的污泥包裹剂及其制备方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN117447034B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8302375D0 (en) * | 1982-02-01 | 1983-03-02 | Sandoz Ltd | Organic compounds |
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| JP2015150534A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | ハイモ株式会社 | 凝集処理剤及びそれを用いた汚泥の脱水方法 |
| CN106902702A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-30 | 陕西师范大学 | 可形成蠕虫状胶束的光响应型季铵盐类阳离子表面活性剂及其合成方法 |
| CN115028247A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-09 | 齐鲁工业大学 | 一种胍基乙酸改性木素絮凝剂及其制备方法 |
| CN116102093A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-05-12 | 吉林大学 | 一种用于修复含水层中氯代烃污染的复合增溶材料及其制备和应用方法 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2019046409A1 (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | Ecolab Usa Inc. | MOLECULES HAVING A HYDROPHOBIC GROUP AND TWO IDENTICAL HYDROPHILIC IONIC GROUPS AND CORRESPONDING COMPOSITIONS |
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-
2023
- 2023-11-14 CN CN202311511027.2A patent/CN117447034B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116102093A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-05-12 | 吉林大学 | 一种用于修复含水层中氯代烃污染的复合增溶材料及其制备和应用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117447034A (zh) | 2024-01-26 |
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