使用聚合物絮凝剂使生物污泥脱水的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于使生物污泥脱水的方法。它包括向包含水相和悬浮的固体有机物质的生物污泥中添加絮凝剂，使污泥絮凝和脱水。絮凝剂包含聚合物组合物，该聚合物组合物包含选自交联聚胺的阳离子交联第一聚合物和阳离子第二聚合物，该阳离子第二聚合物是通过(甲基)丙烯酰胺和阳离子单体的聚合获得的聚合物，第二阳离子聚合物在阳离子第一聚合物的存在下被聚合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用聚合物絮凝剂使生物污泥脱水的方法
本专利技术涉及一种根据所附独立权利要求的前序部分的用于使生物污泥脱水的方法。
技术介绍
城市和工业废水以及污水在生物污泥法中处理，其中微生物降解有机物质并去除废水中存在的营养素以产生具有高质量流出物的流出物。生物污泥含有大量需氧细菌和其他水生生物，它们被悬浮并与曝气池中的废水混合。从过程中去除多余的污泥以进行污泥的后处理。通常，会形成大量的湿污泥，必须先将其脱水才能进行处置。可以通过使用重力、过滤、压力或离心力进行脱水。在脱水和其他后处理步骤期间，污泥暴露于各种力，例如高剪切力。生物污泥通常难以脱水。可在脱水之前通过添加化学物质(例如，铁的无机化合物和石灰)或有机化合物(例如，聚合物凝结剂和絮凝剂)将污泥进行调理。添加化学物质以改善污泥处理，将悬浮物凝结和/或絮凝成更大的团块并提高脱水效果。当通过使用化学添加使生物污泥絮凝时，形成的絮凝物应抵抗各种力，例如剪切力，而不会破坏絮凝物。这将确保从脱水步骤获得具有低浊度的高质量水相，并且确保脱水后污泥的固体含量高。需要新的有效絮凝剂，其可用于将废水纯化中，特别是城市或农业废水或食品或饮料生产中的废水的纯化中的生物污泥脱水。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是最小化或甚至消除现有技术中存在的缺点。目的还在于提供一种聚合物组合物，其可提供生物污泥的有效脱水。本专利技术的另一个目的是提供一种聚合物组合物，其在脱水期间，特别是在高剪切条件下，提供改善的污泥性能。这些目的通过具有在独立权利要求的特征部分中的以下呈现的特征的本专利技术来实现。在从属权利要求中公开了一些优选的实施方式。除非另有明确说明，否则从属权利要求和说明书中的实施方式中叙述的特征可相互自由组合。本文中呈现的示例性实施方式及其优点通过可应用的部分与本专利技术的所有方面相关，即使这并不总是单独提及。根据本专利技术的用于使生物污泥脱水的典型方法包括-向包含水相和悬浮的固体有机物质的生物污泥中添加絮凝剂，并使污泥絮凝，-使污泥脱水，其中絮凝剂包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包含-阳离子交联第一聚合物(cationiccrosslinkedfirstpolymer，交联的阳离子第一聚合物，阳离子交联的第一聚合物)，其选自交联聚胺(crosslinkedpolyamine，交联多胺)，和-阳离子第二聚合物，其是通过(甲基)丙烯酰胺和至少一种阳离子单体的聚合获得的共聚物，第二阳离子聚合物在阳离子第一聚合物的存在下聚合。现在令人惊奇地发现，当絮凝剂包含聚合物组合物时，在生物污泥的脱水方面获得了明显的改善，该聚合物组合物通过在第一聚合物的存在下使第二聚合物聚合获得。因此，第一聚合物充当主体聚合物并且充当第二聚合物的聚合介质。由交联聚胺与(甲基)丙烯酰胺和阳离子单体的阳离子共聚物的组合形成的聚合物组合物为絮凝剂提供了性能，通过该性能可以实现针对污泥的提高的脱水率、滤液质量、剪切阻力(shearresistance，耐剪切性)和干固体含量。据推测，聚合物组合物能够以产生更坚固的絮凝物并增强脱水性能的方式与污泥的固体成分相互作用。此外，包含限定的聚合物组合物的絮凝剂充分耐受工艺变化。在本上下文中，术语“生物污泥”表示源自废水和/或污水的生物处理过程的污泥。生物污泥包含水相和悬浮的固体有机物质，并且它通常富含细菌来源的物质以及其他水生生物。生物污泥可具有>50mg/l的生物需氧量(BOD)，和/或5-80g/l、优选为10-40g/l的干固体含量。根据本专利技术的一个优选的实施方式，待脱水的生物污泥来自处理城市或农业废水的过程。因此，生物污泥可以是城市废水污泥或农业污泥。可替代地，生物污泥可以源自工业过程，特别是源自废水处理或源自食品或饮料生产或源自食品或饮料加工。生物污泥的脱水包括向生物污泥中添加絮凝剂，以在使污泥脱水之前使污泥絮凝。优选地，在脱水之前立即添加絮凝剂。根据一个实施方式，在开始脱水之前30s，优选20s，更优选15s添加絮凝剂。可以将絮凝剂直接添加到管道等中，其中污泥被输送以脱水。污泥的脱水可以通过使用机械脱水装置，例如一个或多个离心机、带式压力机或室式压力机，优选一个或多个离心机来进行。絮凝剂包含聚合物组合物，该聚合物组合物包含选自交联聚胺的阳离子交联第一聚合物。在聚合物组合物的生产过程中，第一聚合物用作第二聚合物的聚合介质，即，将第二聚合物的单体添加到第一聚合物的聚合物溶液中，并且第二聚合物的聚合在第一聚合物的存在下进行。这导致第一和第二聚合物的聚合物链的物理三维缠结。第一聚合物和第二聚合物变得彼此不可分离，而不会破坏聚合物链，即在第二聚合物的聚合过程中，第一聚合物和第二聚合物的聚合物链物理缠结并且不可分离地缠结。然而，优选地，在第一聚合物和第二聚合物之间没有化学键，但是它们的链不可分离地缠绕在一起。第一聚合物优选在其结构中没有反应性可聚合基团，例如碳-碳双键。在一个优选的实施方式中，当在第一聚合物的存在下聚合时，第二聚合物的单体彼此反应并且不与作为聚合介质存在的第一聚合物形成共价键。因此，第一聚合物优选基本上仅作为聚合介质存在。第一聚合物和第二聚合物之间的共价键对于向聚合物组合物提供三维结构不是必需的，因为第一聚合物和第二聚合物物理缠结，并且它们的聚合物链彼此不可分离地相互缠绕或交织。第一聚合物和第二聚合物是完全可混溶的(miscible，能混溶，易混溶)并且彼此相容。所得聚合物组合物不是乳液或分散体形式。这意味着所获得的聚合物组合物不包含不同聚合物的两相或更多相。聚合物组合物还优选不含聚合物颗粒，该聚合物颗粒包含大部分(>40％)的仅一种聚合物。聚合物组合物是水溶性的。第一聚合物是交联聚胺，根据本专利技术的一个实施方式，其可以选自包括下述的组：环氧氯丙烷(epichlorohydrin，表氯醇)和二甲胺的交联共聚物；环氧氯丙烷、二甲胺和乙二胺的交联共聚物；交联聚酰胺基胺(polyamidoamine，聚酰胺胺)；和交联聚乙烯胺。优选地，第一聚合物是环氧氯丙烷、二甲胺和乙二胺的交联共聚物。第一聚合物可具有至少10000g/mol、优选在10000-350000g/mol的范围内、更优选为30000-275000g/mol、甚至更优选为50000-250000g/mol的重均分子量。根据本专利技术的一个实施方式，第一聚合物可具有在120000–350000g/mol的范围内、优选为125000–275000g/mol、更优选为135000–250000g/mol的重均分子量。第一聚合物优选具有分子量，已观察到该分子量改善聚合物组合物的性能及其絮凝能力。可以通过缩合聚合获得第一聚合物。根据本专利技术的一个实施方式，聚合物组合物可包含至少1重量-％、优选1-30重量-％、更优选3-20重量-％、甚至更优选5-15重量-％的第一聚合物，由组合物的总干聚合物材料的重量计算。当第一聚合物充当用于第二聚合物的聚合介质时，第一聚合物的量提供合适的粘度，同时提供与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于使生物污泥脱水的方法，包括/n-向包含水相和悬浮的固体有机物质的生物污泥中添加絮凝剂，并使所述污泥絮凝，/n-使所述污泥脱水，/n其特征在于/n所述絮凝剂包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包含/n-阳离子交联第一聚合物，其选自交联聚胺，和/n-阳离子第二聚合物，其是通过(甲基)丙烯酰胺和至少一种阳离子单体的聚合获得的共聚物，第二阳离子聚合物在阳离子第一聚合物的存在下聚合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 FI 201761241.用于使生物污泥脱水的方法，包括
-向包含水相和悬浮的固体有机物质的生物污泥中添加絮凝剂，并使所述污泥絮凝，
-使所述污泥脱水，
其特征在于
所述絮凝剂包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包含
-阳离子交联第一聚合物，其选自交联聚胺，和
-阳离子第二聚合物，其是通过(甲基)丙烯酰胺和至少一种阳离子单体的聚合获得的共聚物，第二阳离子聚合物在阳离子第一聚合物的存在下聚合。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物和所述第二聚合物彼此可混溶。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第二聚合物的聚合过程中，所述第一聚合物和所述第二聚合物的聚合物链物理且不可分离地缠结。


4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的方法，其特征在于，所述聚合物组合物包含至少1重量-％、优选1-30重量-％、更优选3-20重量-％、甚至更优选5-15重量-％的所述第一聚合物。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物选自包括下述的组：
-环氧氯丙烷和二甲胺的交联共聚物，
-环氧氯丙烷、二甲胺和乙二胺的交联共聚物，
-交联聚酰胺基胺，和
-交联聚乙烯胺。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物具有至少10000g/mol、优选在10000-350000g/mol的范围内、更优选在30000-275000g/mol的范围内、甚至更优选在50000-250000g/mol的范围内的重均分子量。


7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一聚合物可以具有在120000-350000g/mol的范围内、优选在125000-275000g/mol的范围内、更优选在135000-250000g/mol的范围内的重均分子量。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物通过(甲基)丙烯酰胺与由用于第二聚合物的单体的量计算的至少10mol-％的阳离子单体、优选10-90mol-％的阳离子单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：约纳斯·利坎德，罗萨·卡塞列尔，
申请(专利权)人：凯米拉公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI