CN1447838A - 用于污水污泥脱水的聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

含有聚合物共混物的组合物，其含有特性粘度为8－17dl/g和阳离子含量为20－100％的阳离子聚合物，该组合物可用于嗜温污泥的脱水。

Description

用于污水污泥脱水的聚合物组合物
本发明涉及包括聚合物共混物的组合物，它可用于污泥的脱水。
在许多年内已经开发出许多工艺用于废水处理，这些工艺利用微生物来破坏由废水携带的各种污染物，特别是有机污染物。微生物以废水中的污染物为食并因此破坏废水中的污染物，形成生物质，其后生物质在体系中过量，从而必须除去其中的一部分。因此，必须定期从过程中除去生物质与伴随数量的淤泥等。此生物质通常称为污泥，并通常含有各种微生物。
一些微生物可能对人有害，并包括病原菌、肠道病毒和某些原生动物有机体。根据定义，致病生物是可能对人有害的生物，因此，重要的是控制含有这些有机体的物质(污泥)的最后处理。一般说来，政府的规定对排放含有致病生物的污泥做出各种限制。尽管此类规定经常改变，但通常来说，其惯例是不能简单地在地表上排放，或以可能使人类或用于人类的供水系统与污泥中的病原体接触的一些其它方式处理污泥。
污泥也包含其它物质，其它物质包括本质上不是致病的微生物。典型地，污泥包括在通常称为嗜温温度范围中繁衍的一族微生物。这些嗜温微生物通常对人体无害，有在嗜温范围内繁衍的需氧菌和厌氧菌两种。
尽管细菌的高活性温度范围多少会有些改变，但嗜温活性通常出现在50-70摄氏度范围内。病原菌通常生活在称为中温范围的范围内，即约37摄氏度或人的正常体温。
高度减少病原体的一种有效技术是自热嗜温需氧消化，或“ATAD”。ATAD工艺是在嗜温温度范围(40-80摄氏度)内操作而没有补充加热的需氧消化工艺。嗜温细菌在这些高温下繁衍，并具有更高的新陈代谢率。与常规需氧消化相比，这导致更快的溶解有机物的破坏速率。这些细菌破坏挥发性有机物时，它们以热量的形式释放能量，溶解的有机物被还原成其最低级的组分：二氧化碳和水。此工艺也具有减少生物质体积的优点。在ATAD体系中一周之后有高达45％的固体受到破坏。在常规厌氧消化池中为时三周之后或在常规需氧消化器中为时两个月之后才能有此固体减少度。
每个国家均有自己的执行法规，且除非污泥满足这些关于病原体含量等的要求，否则在它用于农业用途时就会受到限制。
一些消化系统，如ATAD的主要缺点是它们的使用成本。来自嗜温消化工艺的污泥难以脱水，与常规的中温厌氧消化污泥相比，其要求非常高的聚合物絮凝剂量，如Burnett等，在“ATAD污泥的脱水能力(Dewaterability of ATAD Sludges)”，WEFTEC′97，残余和生物固体管理的会议录，第2卷，299-309页(1997)中描述的那样。
因此，需要一种对难以脱水的污泥，如产生于高温消化工艺(例如ATAD)的污泥的改进的脱水方法，尽管产生于其它嗜温消化工艺的污泥也需要这种方法。
意外地发现，本发明提供的组合物能降低污泥脱水所需聚合物絮凝剂的剂量，特别是在嗜温污泥中所需的剂量。与已知处理方法相比，这些组合物的使用也会产生优良的固体饼、絮凝物结构和自流排水。
本发明涉及含有聚合物共混物的组合物，它可用于污泥的脱水。
本发明的第一方面涉及一种组合物，其含有：
a)特性粘度为0.01-5dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
b)特性粘度为8-17dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物。
组合物可以为固体的形式。组分a)和b)  的一种或两种可以为固体形式，如珠状或粉末，并且可以通过混合组分a)和b)而生产共混物。
优选组合物是液体，如含有非水液体和如下物质的组合物：
a)特性粘度为0.01-5dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
b)特性粘度为8-17dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
其中组分a)和b)分散在非水液体中，组分a)对组分b)的比为90∶10-10∶90，组合的聚合物组分的特性粘度为4-15dl/g。
组合物的形式可以是含水组合物如含水聚合物分散体。
优选组分a)对组分b)的比为25∶75-75∶25。更优选组分a)对组分b)的比为25∶75-50∶50。
组分a)的特性粘度优选为0.01-4dl/g，特别是0.5-3.5dl/g，更优选1-2dl/g。
组分a)可以从如下物质制备：一种或多种已知的带正电荷的单体，如选自如下的那些：二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯，包括其酸加成和季铵盐，(甲基)丙烯酰胺基烷基三烷基铵盐，其二烯丙基二烷基铵盐、2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶。优选组分a)是均聚物。
组分a)可以是从如下物质制备的聚合物：一种或多种已知的带正电荷的单体，如选自如下的那些：二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯，包括其酸加成和季铵盐，(甲基)丙烯酰胺基烷基三烷基铵盐，其二烯丙基二烷基铵盐、2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶和一种或多种已知的非离子单体。这样的非离子单体可包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲基丙烯酰胺、甲酰胺、醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯或丙烯腈。特别有兴趣的非离子单体是丙烯酰胺。
组分a)可以是直链、支链或交联聚合物。组分a)的阳离子含量可以为20-100％，或优选70-100％。
组分b)通过在这样的条件下聚合形成，所述条件要使得它的分子量足够高而使得当用于处理悬浮液时它有益于桥接絮凝性能。
组分b)的特性粘度优选为8-17dl/g，特别是10-16dl/g，更优选12-15dl/g。
形成组分b)的单体可仅由阳离子单体组成，这样聚合物可以是阳离子均聚物，或从两种或多种不同阳离子单体制备的共聚物。单体通常是一种或多种阳离子烯属不饱和单体与一种或多种其它烯属不饱和单体的共混物。共混物通常由丙烯酰胺或其它水溶性烯属不饱和非离子单体形成。非离子单体可包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲基丙烯酰胺、甲酰胺、醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯或丙烯腈。
组分b)可以是阳离子两性聚合物，在该情况下烯属不饱和阴离子单体以不大于阳离子数量的量包括在单体共混物中，以得到阳离子两性聚合物。阴离子单体可以是羧酸类单体或磺酸类单体，如丙烯酸或AMPS。
如果包括阴离子单体，则阴离子单体的量小于50％，并通常为0.5-25wt％，但其通常是零。
阳离子单体可以是二烯丙基季化单体，一般情况下是二烯丙基二甲基氯化铵DADMAC，但优选是二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺，其中烷基一般包含1-4个碳原子。实例是二甲基或二乙基氨乙基或丙基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺，或二甲基或二乙基氨甲基(甲基)丙烯酰胺。单体可以作为酸加成盐或季铵盐引入或聚合物可以在聚合之后转化成这样的盐。季化基团通常是氯甲烷或其它脂族季化基团。优选组分b)在季氮或其它位置上基本不含疏水性、溶解度降低基团如C4或更高级烷基(如大于C8)或芳基(如苄基)，这是由于这样的物质在本发明中不是必要的并且会降低产物的性能价格比。
组分b)可以是直链、支链或交联聚合物。组分b)可以在少量(典型地为5-1，000ppm，通常为5-100ppm)多烯属不饱和单体或其它交联剂存在下制备，以得到离子范围至少为20％的产物。
组分b)的阳离子含量可以为20-100％，或优选30-70％，更优选40-60％。
组合物的活性聚合物组分的组合特性粘度为5-11dl/g。
组合物可以是分散体或乳液。组合物可是油包水乳液或液体分散体聚合物，如在油乳液中的聚合物。
组合物的组分a)可以由任何已知的加成聚合方法制备，然而优选的方法包括：制备含有二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯单体的水相，然后与包括乳化剂的非水相混合并均化。在将获得的乳液脱气之后，可以将链转移剂加入到乳液中。聚合工艺包括含水反应介质，优选去离子水，它可以包含螯合剂和缓冲剂。
加入溶于水的合适聚合引发剂。可以使用氧化还原引发剂体系，如用于与焦亚硫酸钠结合的过氧化氢叔丁基。任何存在的游离单体的还原也是优选的，可以采用2，2′-偶氮二(2-甲基丁腈)加热进行。
组合物的组分b)可以由任何已知的加成聚合方法制备，然而优选的方法包括：制备含有二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯单体的水相，然后与含有乳化剂的非水相混合并均化。聚合工艺包括含水反应介质，优选去离子水，它可以包含螯合剂和缓冲剂。
加入溶于水的合适聚合引发剂。可以使用氧化还原引发剂体系，如用于与焦亚硫酸钠结合的过氧化氢叔丁基。任何存在的游离单体的还原也是优选的，可以采用2，2′-偶氮二(2-甲基丁腈)加热进行。
根据本发明的组合物的制备方法可包括制备组分a)和b)，然后混合各组分。
本发明进一步提供一种液体组合物，其包括如下物质的共混物：
b)特性粘度为8-17dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
c)水溶性的低IV阳离子凝结剂，该凝结剂的IV不大于1.5dl/g和优选包括数量小于25％的多元胺，和组合物的粘度(BrookfieldRVT，转子6，20rpm，25℃)小于30,000cps，并且是组分b)和组分c)在包含水溶性无机盐的水相中的分散体，称为低IV凝结剂聚合物。
此方面的优选实施方案描述如下：
组分b)通过在这样的条件下聚合形成，所述条件使得它的分子量足够高而使得当用于处理悬浮液时它有益于桥接絮凝性能。
组分b)的特性粘度优选为8-17dl/g，特别是10-16dl/g，更优选12-15dl/g。
形成组分b)的单体可仅由阳离子单体组成，这样聚合物可以是阳离子均聚物或从两种或多种不同阳离子单体制备的共聚物。单体通常是一种或多种阳离子烯属不饱和单体与一种或多种其它烯属不饱和单体的共混物。共混物通常是由丙烯酰胺或其它水溶性烯属不饱和非离子单体形成的。非离子单体可包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲基丙烯酰胺、甲酰胺、醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯或丙烯腈。
组分b)可以是阳离子两性聚合物，在该情况下烯属不饱和阴离子单体以不大于阳离子数量的量包括在单体共混物中以得到阳离子两性聚合物。阴离子单体可以是羧酸类单体或磺酸类单体，如丙烯酸或AMPS。
如果包括阴离子单体，则阴离子单体的数量小于50％，并通常为0.5-25wt％，但其通常是零。
阳离子单体可以是二烯丙基季化单体，一般情况下是二烯丙基二甲基氯化铵DADMAC，但优选是二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺，其中烷基一般包含1-4个碳原子。实例是二甲基或二乙基氨乙基或丙基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺，或二甲基或二乙基氨甲基(甲基)丙烯酰胺。单体可以作为酸加成盐或季铵盐引入或聚合物可以在聚合之后转化成这样的盐。季化基团通常是氯甲烷或其它脂族季化基团。优选组分b)在季氮或其它位置上基本不含疏水性、溶解度降低基团如C4或更高级烷基(如大于C8)或芳基(如苄基)，这是由于这样的物质在本发明中不是必要的，并且会降低产物的性能价格比。
组分b)可以是直链、支链或交联聚合物。组分b)可以在少量(典型地为5-1,000ppm，通常为5-100ppm)多烯属不饱和单体或其它交联剂存在下制备，以得到离子范围至少为20％的产物。
组分b)的阳离子含量可以为20-100％，或优选30-70％，更优选40-60％。
组分b)的量通常大于15％，优选至少为17％一般至少为20％。优选的组合物一般包含从20％或25％至30％或35％，但本发明的组合物可包含差不多40％的组分b)或更多。这些百分比以组合物的总重量计。
水溶性的低IV阳离子凝结剂的IV不大于1.5dl/g，该IV是在25℃下，使用悬浮水平粘度计对单独在缓冲到pH7.5的1摩尔氯化钠中的凝结剂聚合物溶液测量的。它的存在量一般为组合物重量的至少2％或3％，通常为至少5％。阳离子凝结剂优选包括多元胺凝结剂聚合物，例如由如下物质缩合制备的聚合物：胺/或二元胺或更高级胺(如乙二胺或四亚乙基五胺)与环氧氯丙烷或其它环氧卤丙烷或与二氯乙烷或其它二卤化烷烃。优选的聚合物是由环氧氯丙烷与二甲胺和少量乙二胺或其它多胺的缩合以引起交联而形成的。
通常多元胺凝结剂用作唯一的低IV阳离子凝结剂，但如果需要，可以使用它与其它低IV阳离子凝结剂的共混物。如果要使用凝结剂聚合物的共混物，多元胺通常为共混物的50％以上(且一般大于80％)。多元胺的总量(通常为低IV阳离子凝结剂的总量)小于25％，但通常至少为总组合物重量的2％或3％。一般情况下它不大于15％，优选不大于10％。
一种可以用作凝结剂聚合物一部分的、适用的其它阳离子凝结剂是阳离子双氰胺聚合物。另一种适用的凝结剂聚合物是聚乙烯亚胺。另一种是水溶性烯属不饱和阳离子单体任选与共聚单体，通常不大于30wt％的丙烯酰胺的均聚物或者是高阳离子共聚物。阳离子单体可以是任何以上所述用于高IV聚合物的那些，但优选是DADMAC。
当提及水溶性单体时，我们意指在25℃下在去离子水中具有常规高溶解度，一般为大于5或10％的单体，相似地，水溶性聚合物在去离子水中的常规高水溶解度典型地大于5％或10％，在该浓度下当IV较高时它可形成凝胶。
组合物优选包含比凝结剂聚合物更多的组分b)，如1∶0.1-1，一般情况下为1比小于1，通常约1∶0.15-0.5的重量比。
组合物中水的量通常为组合物总重量的30-70％，优选约40-60％，特别地，它一般为45-55％。
必须在组合物中包括水溶性无机盐。其用量一般至少为组合物的10wt％，通常为15wt％，它可多达30％或甚至35％。上限主要由具体的盐在组合物中，特别是在组合物水相中的溶解度确定，这是由于它不是必须的，因此不需要在组合物中含有大量的不溶解盐。优选基本上所有的盐均在溶液中。优选盐的浓度基本上是该盐在组合物中的饱和浓度，例如为饱和浓度的80-105％，优选90-100％。
所述盐优选是在水中具有高溶解度的盐，其可以是铵、碱金属或碱土金属氯化物、溴化物或碘化物，如氯化铵、氯化钠或氯化镁，或者可以是硫酸盐如硫酸铵。
可以使用水溶性多价盐，如聚氯化铝，其具有的优点是它们的存在可然后有益于组合物的性能，这是由于这样的多价盐通常自身具有凝结性能。盐的混合物通常是优选的，特别是硫酸铵和氯化钠。
一般通过如下方式制备组合物：在多元胺的水溶液(任选与其它聚合物凝结剂共混)中溶解大多数或所有的盐，优选提供基本为盐饱和的溶液，和然后加入单体或单体共混物。通常需要单体或单体共混物以水溶液的形式加入，然后一般优选此溶液包含无机盐，优选无机盐的数量使得溶液基本为盐饱和的。可以使用热引发剂或氧化还原引发剂引发单体或单体共混物在水相中的聚合。可以在反应开始时和在反应期间两种情况下加入引发剂。它的加入量和加入时间会导致产生具有选择IV的聚合物。
如需要，可以在凝结剂溶液中包括聚乙二醇或其它多羟基化合物，以提高稳定性和降低粘度，但这通常是不必要的。多羟基化合物可以是二羟基、三羟基或更多羟基化合物，如甘油，或聚合物，如聚乙烯醇。当使用聚乙二醇时，分子量优选小于1000，如约200，但可以更高，如高到4000或甚至10000。
本发明的组合物可用作脱水助剂。分离可以由沉降但优选由离心或过滤进行。固液分离的优选方法是离心增稠或脱水、带压挤、带增稠和压滤。本发明的一种优选方法包括将获得的组合物用于絮凝悬浮固体的悬浮液，特别是污水污泥。
组合物一般可作为悬浮液脱水工艺的一部分使用，这样，絮凝的悬浮液通常要进行脱水。可以使用压滤。此压滤可以是任何高压过滤，例如在压滤机上，在5-15巴下，典型地为1/2-6小时，或低压过滤，例如在带压机上，一般在0.5-3巴的压力下，典型地为1-15分钟。
通过如下方式使用组合物：采用或不采用搅拌情况下计量加入悬浮液中，随后进行悬浮液的脱水。最优的结果要求精确的计量和在絮凝期间的精确搅拌程度。如果剂量太低或太高，絮凝就会变差。最优剂量依赖于悬浮液的含量，因此，其变化，例如工业污泥流出物中金属含量的变化可极大地影响性能。絮凝物对于剪切和搅拌非常敏感，特别是如果剂量不是最佳时，可能将固体再分散为离散固体。当要在剪切下，例如在离心机上对絮凝的固体脱水时，这就是一个特别的问题，因为如果剂量和其它条件不是最优，浓缩物可能具有高的离散固体含量。组合物可絮凝废物或有助于废物的脱水，以使水从固体废物中快速而有效地脱除出来。
其它加入方法包括在运行中加入、直接加入、间歇加入和与其它澄清剂和精制剂一起加入。这些加入方法对本领域技术人员是已知的。
处理特定含水体系所需最优数量依赖于所存在的固体废物的特性。本领域技术人员能够根据经验确定在实际废物的等分试样上进行的测试所需的最优数量。例如，使用不同数量组合物从等分试样沉淀固体废物通常会揭示哪个浓度会产生澄清的水。在引入组合物之后，可以通过虹吸、过滤、离心或通过使用其它通用技术分离处理的微粒物质和废物。
本发明的组合物用于脱水或絮凝有机和无机物的含水悬浮液或混合物或完全由有机物质组成的悬浮液。这种含水悬浮液的实例包括来自乳牛场、罐头厂的废物、化学品制造废物、酿酒废物、发酵废物、来自造纸厂的废物、来自印染厂的废物，污水悬浮液，如产生于污水处理厂的任何类型污泥，包括消化污泥、活性污泥、原污泥或生污泥或其混合物。除存在的有机材料以外，含水悬浮液也可包含洗涤剂和阻碍沉淀过程的聚合物材料。考虑这些因素的改进处理方法对本领域技术人员是已知的。
本发明的组合物可用于许多不同类型污水污泥，包括原污泥、生污泥和活性污泥的脱水，可以在中温厌氧消化之后采用本发明的组合物处理这些污泥。然而优选嗜温厌氧消化污泥或嗜温需氧消化污泥，如ATAD和TAND(嗜温厌氧消化的)污泥。
用于液体组合物的典型剂量为8-20kg/t活性聚合物，以干燥固体计，通常为10-15kg/t，以干燥固体含量计。
如下实施例进一步说明本发明：
实施例1
组分a)的制备.
水相制备如下：将40％的EDTA钠盐(0.6g)，己二酸(3.7g)和二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯季铵盐(217.8g)搅拌入足够量的水中以得到363g的总水相并直到酸被溶解。
油相制备如下：在烧杯中将脱水山梨醇单油酸乳化剂(8.7g)，2∶1摩尔比甲基丙烯酸硬脂酰酯∶甲基丙烯酸稳定剂(2.9g)和足够量的挥发性烃搅拌在一起以得到187g的总油相。
将水相和油相转移到容器中并使用Silverson均化器，在最大速度下均化2.5分钟每升。
将获得的单体乳液转移到合适的树脂瓶中和使用氮气脱气至少三十分钟。
通过在200ppm每小时的进料速率下向聚合混合物中加入在挥发性烃中的过氧化氢叔丁基和焦亚硫酸钠以得到2℃每分钟的温升而引发自由引发聚合。
通过加热乳液到85℃，加入133ppm以乳液重量计的2，2′偶氮二(2-甲基丁腈)和将温度保持在85℃下45分钟而减少游离单体。然后加入另外67ppm以乳液重量计的2，2′-偶氮二(2-甲基丁腈)，然后将温度在85℃下保持另外三十分钟。
然后将乳液冷却到小于40℃和加入载体油(156g)。之后使用旋转蒸发器进行共沸蒸馏。
然后采用基于聚合物产物重量的6％的脂肪醇乙氧基化物型活化剂活化分散在矿物油中的所得聚合物。
实施例2
组分b)的制备.
水相制备如下：将40％的EDTA钠盐(0.7g)，己二酸(4.6g)，丙烯酰胺(70.7 g)和亚甲基双丙烯酰胺(3.9g)搅拌入足够量的水中以得到400g的总水相并直到酸被溶解。
油相制备如下：在烧杯中将脱水山梨醇单油酸乳化剂(9.6g)，2∶1摩尔比甲基丙烯酸硬脂酰酯∶甲基丙烯酸稳定剂(5.0g)，载体油(125.7g)和足够量的挥发性烃搅拌在一起以得到273.5g的总油相。
将水相和油相转移到容器中并使用Si1verson均化器，在最大速度下均化2.5分钟每升。
将获得的单体乳液转移到合适的树脂瓶中和脱气至少三十分钟。
通过在10ppm每小时的初始进料速率下向聚合混合物中加入在挥发性烃中的过氧化氢叔丁基和焦亚硫酸钠而引发自由起发聚合，并调节使聚合速率为1-1.5℃每分钟。
通过加热乳液到85℃，加入133ppm以乳液重量计的2，2′-偶氮二(2-甲基丁腈)和将温度保持在85℃下45分钟而减少游离单体。然后加入另外67ppm以乳液重量计的2，2′-偶氮二(2-甲基丁腈)，之后将温度在85℃下保持另外三十分钟。
然后将乳液冷却到小于40℃和加入载体油(156g)。随后使用旋转蒸发器进行蒸馏。然后采用基于聚合物产物重量的6％的脂肪醇乙氧基化物型活化剂活化分散在矿物油中的所得聚合物。
实施例3
样品的评价
使用200ml嗜温消化污泥的等分试样进行标准柱塞压挤测试，使用Citenco混合机组在3000转每分钟的速度下絮凝污泥。采用十秒的混合时间。在将絮凝样品转移到压挤机之前允许絮凝样品自由排水一分钟。使用100psi的最大压力，采用十分钟的压挤循环。结果见表1：
表1：
样品   剂量kg/tDs   5s滤液体积(ml)  絮凝物尺寸  滤液质量  饼脱除    饼固体(％)
  1   14.2     38     小     脏   良好     18.4
  1   14.7     96     大     脏   良好     20.07
  1   15.2     112     大   暗黄色   良好     19.54
  1   15.6     102     大     脏   良好     17.9
  2   12.3     20     小     脏  非常差     14.93
  2   12.7     46    中等     脏   良好     18.22
  2   13.2     90     大   暗黄色   良好     18.67
  2   13.7     80     大   暗黄色   良好     18.75
  3   12.2     34     小     脏   良好     19.31
  3   12.6     80     大   暗黄色   良好     20.67
  3   13.1     80     大   暗黄色   良好     21.35
  3   13.6     90     大   暗黄色   良好     20.9
  3   14.1     90     大   暗黄色   良好     20.8
样品1：如实施例2中制备的组分(b)
样品2：如实施例1中制备的组分(a)和如实施例2中制备的组分(b)(比例为25∶75)
样品3：如实施例1中制备的组分(a)和如实施例2中制备的组分(b)(比例为50∶50)
结果显示，与使用单一聚合物组分，如样品1相比，本发明的组合物显示出改进的滤液质量和改进的剂量效率。
实施例4
水包水乳液产物的制备
向装配有搅拌器、冷凝器、氮气和温度计的1升烧瓶中加入包括如下物质的连续相：
水                                       414.0g
多元胺                                    48.0g
硫酸铵                                   160.0g
氯化钠                                    18.0g将连续相采用氮气净化一小时。从如下物质制备单体相：
二甲基氨乙基丙烯酸酯氯甲烷盐              96.0g
丙烯酰胺                                  56.0g
柠檬酸                                     8.0g
将单体相加入到连续相中，并将烧瓶的内容物采用氮气脱气半小时。除去氮气，然后加入如下引发剂：
250ppm 3％的2，2-偶氮二(2-酰胺基丙烷盐酸盐)
25ppm 0.5％的溴酸钾
25ppm 1.0％的焦亚硫酸钠
允许反应放热，然后将反应在70℃下进行一小时，之后冷却。产物的特性粘度为8.5dl/g。
实施例5
自由排水的实验室规模评价
使用200ml嗜温消化污泥的等分试样进行标准自由排水测试，使用Citenco混合机组在1500转每分钟的速度下絮凝污泥。采用十五秒的混合时间。结果见表2：
表2：
样品  剂量kg/tDs  5s滤液体积(ml)  絮凝物尺寸     滤液质量
  4     11.1     64     小   透明，细粒
  4     12.6     84   小-中等 透明，很少细粒
  4     14.2     84   中等-大 透明，很少细粒
  4     15.9     80   中等-大   透明，细粒
样品4：如在实施例3中制备的组合物
结果显示，本发明的组合物显示出良好的滤液质量和自由排水。
实施例6
自由排水的柱塞压挤评价
使用200ml ATAD污泥的等分试样进行标准柱塞压挤测试，使用Janke Kunkel混合机组在1500转每分钟速度下絮凝污泥。采用12秒的混合时间。
在将絮凝样品转移到压挤机之前允许絮凝样品自由排水一分钟。使用100psi的最大压力，采用10分钟的压挤循环，压挤机装有Saran布。结果见表3。
表3
样品 剂量kg/tDs 固体饼(％)   絮凝物尺寸   滤液质量
  4     51.0     20.16     中等-大    暗棕色
  4     54.4     17.56       大     棕色
  4     58.8     14.88     非常大     混浊
结果显示本发明的组合物可与ATAD污泥一起使用。

Claims (16)

1.一种组合物，其含有：
a)特性粘度为0.01-5dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
b)特性粘度为8-17dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物。
2.根据权利要求1的组合物，它处于非水液体中，其中组分a)和b)分散在非水液体中，组分a)对组分b)的比为90∶10-10∶90，组合的聚合物组分的特性粘度为4-15dl/g。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中组分a)从至少一种选自如下的单体制备：二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯，包括其酸加成和季铵盐，(甲基)丙烯酰胺基烷基三烷基铵盐，其二烯丙基二烷基铵盐、2-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶。
4.根据权利要求1-3中任一项的组合物，其中组分b)从至少一种选自如下的单体制备：二烯丙基季化单体、二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺，其中烷基包含1-4个碳原子，包括其酸加成盐或季铵盐。
5.根据权利要求1-4中任一项的组合物，其中组合物的活性聚合物组分具有5-11dl/g的组合特性粘度。
6.一种在非水液体中制备组合物方法，该组合物含有：
a)特性粘度为0.01-5dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
b)特性粘度为8-17dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
其中组分a)和b)分散在非水液体中，组分a)对组分b)的比为90∶10-10∶90，组合的聚合物组分的特性粘度为4-15dl/g，该方法包括混合组分a)和b)。
7.根据权利要求1-6中任一项的组合物用于污水污泥脱水的用途。
8.一种液体组合物，包括如下物质的共混物：
b)特性粘度为8-17dl/g和阳离子含量为20-100％的阳离子聚合物，
c)水溶性的低IV阳离子凝结剂，该凝结剂的IV不大于1.5dl/g和优选包括数量小于25％的多元胺，组合物的粘度(Brookfield RVT，转子6，20rpm，25℃)小于30,000cps，并且是组分b)和组分c)在包含水溶性无机盐的水相中的分散体。
9.根据权利要求8的组合物，其中盐的量基本上是盐在水溶液中的饱和浓度。
10.根据权利要求8或权利要求9的组合物，其中组分b)对凝结剂聚合物的重量比为1∶0.1-1∶1。
11.根据权利要求8-10中任一项的组合物，其中组分b)的量大于15％。
12.根据权利要求8-11中任一项的组合物，其中组分b)从至少一种选自如下的单体制备：二烯丙基季化单体、二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯或-丙烯酰胺，其中烷基包含1-4个碳原子，包括其酸加成盐和季铵盐。
13.根据权利要求8-12中任一项的组合物，其中低IV阳离子凝结剂含有多元胺。
14.根据权利要求8-13中任一项的组合物，其中低IV阳离子凝结剂含有数量为3-15％的多元胺。
15.一种根据权利要求8-14中任一项的组合物的制备方法，包括在凝结剂聚合物和用量足以基本饱和所述溶液的无机盐的水溶液中，溶解要聚合以形成高IV聚合物的一种或多种单体，和聚合该一种或多种单体。
16.根据权利要求8-14中任一项的组合物在污水污泥脱水中的用途。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1930090B (zh) * 2004-03-12 2010-06-16 西巴特殊化学水处理有限公司 脱水方法
CN1930093B (zh) * 2004-03-12 2011-05-25 西巴特殊化学水处理有限公司 水性悬浮液脱水方法
CN102272058A (zh) * 2009-01-06 2011-12-07 纳尔科公司 通过利用快速逆转和分散絮凝剂改善固体从液体中的分离
CN102515463A (zh) * 2011-12-30 2012-06-27 兰州邦诚精细化工有限公司 专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱水剂

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1292029C (zh) * 2001-09-04 2006-12-27 东亚合成株式会社 组合物,两性聚合物絮凝剂及其用途
GB0218021D0 (en) * 2002-08-05 2002-09-11 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Production of a fermentation product
GB0405504D0 (en) * 2004-03-12 2004-04-21 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Dewatering process
GB0405493D0 (en) * 2004-03-12 2004-04-21 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Dewatering process
GB0601000D0 (en) 2006-01-18 2006-03-01 Ciba Sc Holding Ag Concentration of suspensions
PL2477707T3 (pl) 2009-09-15 2017-10-31 Suncor Energy Inc Sposób osuszania drobnoziarnistych odpadów przeróbczych
US9909070B2 (en) 2009-09-15 2018-03-06 Suncor Energy Inc. Process for flocculating and dewatering oil sand mature fine tailings
AU2009354586A1 (en) 2009-10-30 2012-05-24 Suncor Energy Inc. Depositing and farming methods for drying oil sand mature fine tailings
AR094422A1 (es) 2011-10-25 2015-08-05 Basf Se Concentración de suspensiones
CN104245763A (zh) 2012-04-13 2014-12-24 巴斯夫欧洲公司 新型阳离子聚合物
US20130274369A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Basf Se New cationic polymers
EA201590227A1 (ru) 2012-07-31 2015-07-30 Басф Се Концентрирование суспензий
CN105044248B (zh) * 2015-06-04 2018-06-29 丽珠集团利民制药厂 一种参芪扶正注射液中依地酸二钠和焦亚硫酸钠的定量检测方法
EP3445723A1 (en) 2016-04-21 2019-02-27 Basf Se Amphoteric polymer, process for production thereof, and use thereof, to treat aqueous dispersions

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2585712B1 (fr) 1985-07-31 1989-11-24 Sandoz Sa Melanges de polymeres d'addition vinyliques utilisables comme agents de floculation et de deshydratation
ES2061508T3 (es) * 1986-10-01 1994-12-16 Allied Colloids Ltd Composiciones polimericas solubles en agua.
GB9411444D0 (en) * 1994-06-08 1994-07-27 Cdm Ab Dewatering of suspensions
US5938937A (en) * 1995-08-16 1999-08-17 Nalco Chemical Company Hydrophilic dispersion polymers for treating wastewater
US5906750A (en) * 1996-09-26 1999-05-25 Haase; Richard Alan Method for dewatering of sludge
MY120719A (en) * 1997-01-20 2005-11-30 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Polymeric compositions and their production and uses
MY118538A (en) 1997-01-20 2004-12-31 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Polymeric compositions and their production and uses
JP4201419B2 (ja) * 1999-01-29 2008-12-24 三井化学アクアポリマー株式会社 汚泥脱水剤
GB9919187D0 (en) * 1999-08-14 1999-10-20 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Flocculation of cell material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1930090B (zh) * 2004-03-12 2010-06-16 西巴特殊化学水处理有限公司 脱水方法
CN1930093B (zh) * 2004-03-12 2011-05-25 西巴特殊化学水处理有限公司 水性悬浮液脱水方法
CN102272058A (zh) * 2009-01-06 2011-12-07 纳尔科公司 通过利用快速逆转和分散絮凝剂改善固体从液体中的分离
CN102515463A (zh) * 2011-12-30 2012-06-27 兰州邦诚精细化工有限公司 专用于污泥减量化的环境友好型污泥脱水剂

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