一种电镀污水污泥脱水固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种电镀污水污泥脱水固化剂及其制备方法，固化剂包括复合水泥、石灰、粉煤灰、硫酸铝、氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化‑聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物、纳米钙材料和聚天冬氨酸。固化剂中的几种物质与复合水泥的量之间存在着一个最佳的配比，在粉煤灰和石灰中含有一定量的氧化钙，在固化过程中，使固化污泥的体积产生一定的膨胀，当其膨胀量适宜时可以促进固化土的强度，当膨胀作用过大时，又破坏水化硅酸钙在污泥间已形成的胶结作用，反而使强度下降；本发明专利技术提供的固化剂能够起到去除污泥中的有机有毒化学物质、固化截留重金属离子得到具有良好力学性能的可废物利用的建筑材料。

【技术实现步骤摘要】
一种电镀污水污泥脱水固化剂及其制备方法
本专利技术属于水处理污泥固化剂
，具体涉及一种电镀污水污泥脱水固化剂及其制备方法。
技术介绍
电镀污水污泥成分复杂，含有大量微生物、病原体、重金属及有机污染物等。污泥质量通常占污水量的0.3％-0.5％，深度处理，污泥量会增加0.5-1倍。目前我国电镀污水处理厂每年排放干泥30×104吨，并以每年10％左右的速度增长。由于这些污泥或淤泥颗粒小，不易脱水，承载力低，有机物含量高，流动性大等缘故，无法直接用作填海工程、堤防工程、道路工程中的工程填土。将污泥通过固化处理技术进行资源利用成为土工材料或作为填埋处置的预处理手段能够解决污泥处理中的一系列难题。开发高效污泥固化剂是该处理过程的关键。国内外常规做法是在污泥填埋过程中添加大量的砂土等填充料，但这样做不仅使污泥填埋成本大大增加，同时也降低填埋场的有效利用率。近年来研究发现，在电镀污水污泥中添加复合水泥、粉煤灰、石灰可较好地改善其填埋土力学性质，电镀污水污泥固化预处理后，经过一段时间的养护即可进行填埋，能大大提高其填埋处置的安全性。对于污泥、淤泥的固化处理，目前普遍采用水泥、石灰等作为固化剂，如中国专利201510874164.1。普通水泥、石灰凝结硬化慢，它们在高水固比情况下将出现未凝结之前部分沉降，且污泥有机物含量高，会阻碍水泥的水化反应，固化效果差甚至无法进行。此外，水泥作为固化剂掺入量高。
技术实现思路
本专利技术针对上述缺陷，提供一种渗透力强、速度快、药剂用量少，形成的固化物快硬早强、固化效果好，同时保证后期强度不会降低，可去除污泥臭味；减少重金属及氮磷向环境中的释放的电镀污水污泥脱水固化剂及其制备方法。本专利技术提供如下技术方案：一种电镀污水污泥脱水固化剂，包括质量比为1:(0.222～0.556):(0.444～0.778):(0.111～0.333):(0.022～0.111):(0.007～0.022):(0.0002～0.0009)的复合水泥、石灰、粉煤灰、硫酸铝、氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物、纳米钙材料和聚天冬氨酸，所述氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物按重量组份计，包括以下组分：所述氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：S1：将所述重量组分的聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈、所述重量组分的过氧化苯甲酰、所述重量组分的二甲苯混合，于28℃～35℃下以30rpm～60rpm转速搅拌均匀，于25℃～27℃下静置30min～40min，然后加入100份～200份去离子水，至于80℃～85℃下水浴进行聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈的进一步接枝共聚0.5h～1h，然后采用蒸馏水清洗1次～2次，再采用二甲基甲酰胺浸泡2h～3h以去除杂质均聚物，得到聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物；S2：将所述重量组分的NH2OH·HCl溶于去离子水中，形成浓度为30g/L～50g/L的NH2OH·HCl溶液，采用浓度为0.1M的Na2CO3溶液调节所述NH2OH·HCl溶液的初始pH值为6.5～7.5，将所述步骤S1得到的聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物所述初始pH为6.5～7.5的NH2OH·HCl溶液，采用50Hz～100Hz的频率超声波振动5min～10min后，于70℃～80℃下、以200rpm～250rpm转速水浴加热40min～50min，得到氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈预聚体；S3：将所述步骤S2得到的氨基肟化-磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈预聚体采用去离子水清洗至pH为7后，于真空、50℃～60℃下干燥得到所述氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物；S4：将所述重量组分的氨基官能化磁性多壁碳纳米管、所述S3步骤得到的述氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物与所述重量组分的戊二醛混合，于40℃～50℃下超声波加热溶解1.5h～1.8h，所述溶解过程中不断加入所述重量组分的O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐，采用pH为7～8、浓度为40mM～50mM的Tris-HCl溶液或pH为9～10的甘氨酸-氢氧化钠溶液于60℃～70℃下清洗，以确定固定化的最佳pH值，形成醛基活化端的磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]溶液；S5：将所述重量组分的水解酶与所述S4步骤得到的醛基活化端的磁性多壁碳纳米管溶液混合，于30rpm～50rpm转速下轻微振荡1h，然后采用乙醇和蒸馏水交替清洗3次后，过滤得到氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物。进一步地，所述水解酶为杂色云芝漆酶、硫氰酸水解酶、联苯水解酶、磷酸酶、硫基酰胺酶中的一种或几种。进一步地，所述聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈，按重量组份计，包括以下成分：进一步地，所述磺化高分子聚合物为磺化聚醚砜、磺化聚苯乙烯、磺化聚芳醚苯甲腈或磺化聚醚醚酮中的一种或几种。进一步地，所述聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈的制备方法，包括以下步骤：A1：将所述重量组分的聚乙二醇与所述重量组分的二甲基甲酰胺混合，形成高分子聚合物溶剂；A2：将所述重量组分的聚丙烯腈与所述步骤A1得到的所述高分子聚合物溶剂混合，于65℃～85℃下以500rpm～600rpm转速搅拌1.5h～1.8h，于25℃～27℃下脱气3h～4h；A3：将所述步骤A2得到的混合物与所述重量组分的磺化高分子聚合物混合，于50℃～70℃下搅拌均匀，于28～30℃形成网状薄膜，将所述网状薄膜于25℃下浸入体积比为1:1的异丙醇与去离子水中静置凝固，形成磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈网状薄膜；A4：将所述A3步骤得到的磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈网状薄膜浸入40℃～45℃下的浓度为1.0M的LiOH溶液来水解磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈网状薄膜0.5h～1h，形成表面官能化带负电荷羧基的磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈网状薄膜；A5：将所述重量组分的均苯三甲酰氯溶于所述重量组分的正己烷中，形成均苯三甲酰氯溶液；将所述重量组分的聚乙烯亚胺溶于50份～100份的蒸馏水中，形成表面带正电荷的聚乙烯亚胺溶液，将所述步骤A4得到的所述表面官能化带负电荷的羧基磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈网状薄膜浸入所述表面带正电荷的聚乙烯亚胺溶液2min～4min后，再浸没于所述均苯三甲酰氯溶液1min～3min，得到聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈。进一步地，所述氨基官能化的磁性多壁碳纳米管，按重量组份计，包括以下成分：磁性纳米粒子15本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电镀污水污泥脱水固化剂，其特征在于，包括质量比为1:(0.222～0.556):(0.444～0.778):(0.111～0.333):(0.022～0.111):(0.007～0.022):(0.0002～0.0009)的复合水泥、石灰、粉煤灰、硫酸铝、氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物、纳米钙材料和聚天冬氨酸，所述氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物按重量组份计，包括以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种电镀污水污泥脱水固化剂，其特征在于，包括质量比为1:(0.222～0.556):(0.444～0.778):(0.111～0.333):(0.022～0.111):(0.007～0.022):(0.0002～0.0009)的复合水泥、石灰、粉煤灰、硫酸铝、氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物、纳米钙材料和聚天冬氨酸，所述氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物按重量组份计，包括以下组分：



O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐3份～5份；
所述氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物的制备方法，包括以下步骤：
S1：将所述重量组分的聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈、所述重量组分的过氧化苯甲酰、所述重量组分的二甲苯混合，于28℃～35℃下以30rpm～60rpm转速搅拌均匀，于25℃～27℃下静置30min～40min，然后加入100份～200份去离子水，至于80℃～85℃下水浴进行聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈的进一步接枝共聚0.5h～1h，然后采用蒸馏水清洗1次～2次，再采用二甲基甲酰胺浸泡2h～3h以去除杂质均聚物，得到聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物；
S2：将所述重量组分的NH2OH·HCl溶于去离子水中，形成浓度为30g/L～50g/L的NH2OH·HCl溶液，采用浓度为0.1M的Na2CO3溶液调节所述NH2OH·HCl溶液的初始pH值为6.5～7.5，将所述步骤S1得到的聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物所述初始pH为6.5～7.5的NH2OH·HCl溶液，采用50Hz～100Hz的频率超声波振动5min～10min后，于70℃～80℃下、以200rpm～250rpm转速水浴加热40min～50min，得到氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈预聚体；
S3：将所述步骤S2得到的氨基肟化-磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈预聚体采用去离子水清洗至pH为7后，于真空、50℃～60℃下干燥得到所述氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物；
S4：将所述重量组分的氨基官能化磁性多壁碳纳米管、所述S3步骤得到的所述氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈共聚物与所述重量组分的戊二醛混合，于40℃～50℃下超声波加热溶解1.5h～1.8h，所述溶解过程中不断加入所述重量组分的O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐，采用pH为7～8、浓度为40mM～50mM的Tris-HCl溶液或pH为9～10的甘氨酸-氢氧化钠溶液于60℃～70℃下清洗，以确定固定化的最佳pH值，形成醛基活化端的磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]溶液；
S5：将所述重量组分的水解酶与所述S4步骤得到的醛基活化端的磁性多壁碳纳米管溶液混合，于30rpm～50rpm转速下轻微振荡1h，然后采用乙醇和蒸馏水交替清洗3次后，过滤得到氨基官能化磁性多壁碳纳米管[氨基肟化-聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈]固定水解酶杂化纳米复合物。


2.根据权利要求1所述的一种电镀污水污泥脱水固化剂，其特征在于，所述水解酶为杂色云芝漆酶、硫氰酸水解酶、联苯水解酶、磷酸酶、硫基酰胺酶中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的一种电镀污水污泥脱水固化剂，其特征在于，所述聚乙烯亚胺/磺化高分子聚合物增强聚丙烯腈，按重量组份计，包括以下成分：





4.根据权利要求3所述的一种电镀污水污泥脱水固化剂，其特征在于，所述磺化高分子聚合物为磺化聚醚砜、磺化聚苯乙烯、磺化聚芳醚苯甲腈或磺化聚醚醚酮中的一种或几种。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢传建，
申请(专利权)人：杭州传一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33