一种有机污泥调理剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及污泥调理技术领域，具体涉及一种有机污泥调理剂、制备方法及应用，包括高阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂A和低阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂B，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料包括丙烯酰胺、阳离子单体、聚丙烯酸钠，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料包括丙烯酰胺、阳离子单体。发明专利技术创造性地采用高阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂A和低阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂B，使得本发明专利技术整体而言具有适当的阳离子度，吸附桥接作用和吸附电中和作用达到较好的均衡。但是本发明专利技术的复配模式会比直接合成中等阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂的污泥调理效果更显著。酰胺剂的污泥调理效果更显著。

【技术实现步骤摘要】
一种有机污泥调理剂、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及污泥调理
，具体涉及一种有机污泥调理剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着经济社会的快速发展以及水处理覆盖率的增加，城市污水处理厂每天都会产生大量的剩余污泥。污泥是含水(95%～99.5%)丰富的带负电荷的粒子群，污泥处理是整个废水处理中最重要的环节之一，为了提高污泥的固含量，污泥经常需要经过脱水处理，以降低污泥含水率，减少污泥的质量和体积，以便于进一步处理。迄今为止，污泥脱水比较有效的方法是使用阳离子絮凝剂，该法不但污泥产量少且后续的机械脱水更容易，对提高污水处理效果和废水回用具有重要的作用。目前国内对于阳离子絮凝剂的研究主要集中在阳离子聚丙烯酰胺衍生、环氧氯丙烷胺类聚合和天然高分子改性等方面。阳离子聚丙烯酰胺性能的主要因素为分子量和阳离子度，阳离子度越高，电性中和能力更强，吸附负电荷的污泥颗粒更强，但是阳离子度越高意味着昂贵的阳离子单体的需求量越大，成本较高，而且过高的阳离子度也会降低污泥的可压缩性，因此目前主流采用的均是低阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺，吸附污泥的效果有限。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种吸附作用强的有机污泥调理剂、制备方法及应用。
[0004]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种有机污泥调理剂，包括阳离子聚丙烯酰胺剂A和阳离子聚丙烯酰胺剂B，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料包括丙烯酰胺、阳离子单体、聚丙烯酸钠，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料包括丙烯酰胺、阳离子单体，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料中的丙烯酰胺和阳离子单体的摩尔比为1:0.8
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1.2，所述阳离子聚丙烯酰胺剂B的合成原料中的丙烯酰胺和阳离子单体的摩尔比为1:0.1
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0.2，控制阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料中的丙烯酰胺与阳离子聚丙烯酰胺剂B的合成原料中的丙烯酰胺的摩尔比为1:2
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4以配比阳离子聚丙烯酰胺剂A和阳离子聚丙烯酰胺剂B的用量。
[0005]如前文所述，阳离子聚丙烯酰胺性能的主要因素为分子量和阳离子度，前者决定了其吸附桥接作用，后者决定了其吸附电中和作用，但是在保持一定阳离子度的情况下，分子量的提升也意味着阳离子单体用量的同步提升，因此分子量和阳离子一般需要有取舍地进行着重优化。本专利技术创造性地采用高阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂A和低阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂B，使得本专利技术整体而言具有适当的阳离子度，吸附桥接作用和吸附电中和作用达到较好的均衡。但是本专利技术的复配模式会比直接合成中等阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂的污泥调理效果更显著，原因如下：1、本专利技术的阳离子聚丙烯酰胺剂A采用的合成法中加入了模板剂聚丙烯酸钠，因此在同等阳离子度的情况下，本专利技术的阳离子聚丙烯酰胺剂A中阳离子单体具有更好的集中程度，通过对负电荷的污泥颗粒吸附作用更强；2、本
专利技术的阳离子聚丙烯酰胺剂B的合成法中并未加入模板剂聚丙烯酸钠，因此相对而言阳离子单体的分散程度更高，虽然对从单独颗粒的电荷吸附作用来看是降低了，但是阳离子单体可捕获的污泥范围更大了，配合阳离子聚丙烯酰胺剂A可以形成阳离子聚丙烯酰胺剂A
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污泥颗粒
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阳离子聚丙烯酰胺剂B的架桥结构，从而提高吸附桥接作用，同时因为阳离子单体集中程度低，与阳离子聚丙烯酰胺剂A的阳离子单体排斥作用较小，更有利于三者架桥结构的形成，因此阳离子聚丙烯酰胺剂A主电荷吸附作用，但污泥颗粒进行强吸附，而阳离子聚丙烯酰胺剂B通过弱吸附对各个阳离子聚丙烯酰胺剂A进行桥接，从而显著提成桥接吸附作用，相对于阳离子聚丙烯酰胺剂A与非离子型聚丙烯酰胺剂的复配模式，阳离子聚丙烯酰胺剂A
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污泥颗粒
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阳离子聚丙烯酰胺剂B的架桥结构比单纯的污泥颗粒
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非离子型聚丙烯酰胺剂的架桥效率更高，可以提高捕获范围，从而显著提升絮凝效果；3、一般来说，模板剂的残留会降低阳离子聚丙烯酰胺剂A的吸附电中和作用，虽然可以模板剂是可以通过乙醇洗涤等方式去除，但是成本较高，对吸附电中和作用相对于成本而言不值一提，然而模板剂与污泥颗粒本质而言均是带有负电荷的物质，因此本专利技术也可以通过形成阳离子聚丙烯酰胺剂A
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模板剂
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阳离子聚丙烯酰胺剂B的架桥结构，从而相当于增加了阳离子聚丙烯酰胺剂A的分子量，提高架桥吸附作用。综上所述，本专利技术通过特定用量的高阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂A和低阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺剂B进行复配使用，显著了提升了阳离子聚丙烯酰胺的污泥调理效果，处理后的污泥脱水效率更高。
[0006]其中，所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。优选地，阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。因为不同的阳离子单体分子量不同，因此本专利技术以丙烯酰胺作为基础的对比计量单位，可以更好地控制每个聚丙烯酰胺剂中的阳离子度以及二者的复配比例。
[0007]其中，所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐VA
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044和/或偶氮二异丁脒盐酸盐V
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50。优选地，所述引发剂由偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐VA
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044和偶氮二异丁脒盐酸盐V
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50按重量比2:1的比例组成，引发效率更高，合成的聚丙烯酰胺分子量更大。
[0008]其中，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成方法包括如下步骤：A1、取丙烯酰胺和阳离子单体加入去离子水中，搅拌溶解，然后加入聚丙烯酸钠和尿素，搅拌均匀，调节pH至3.0
‑
4.0，通入氮气后加入引发剂，得到预聚溶液A；A2、将预聚溶液A置于紫外线照射下进行聚合反应，聚合反应的时间为30
‑
70min，然后静置熟化1
‑
2h，得到阳离子聚丙烯酰胺胶体A；A3、将阳离子聚丙烯酰胺胶体A进行干燥制粒，即得到所述的阳离子聚丙烯酰胺剂A。
[0009]本专利技术利用紫外引发聚合方法合成聚丙烯酰胺，合成效率高，制得的聚丙烯酰胺分子量大，稳定性好。
[0010]其中，所述聚丙烯酸钠的分子量为4000
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7000。
[0011]其中，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成方法中，所述丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、尿素、引发剂和去离子水的重量比为15
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25:3
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4:0.1
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0.3:0.05
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0.07:100。
[0012]其中，所述阳离子聚丙烯酰胺剂B的合成方法包括如下步骤：B1、取丙烯酰胺和阳离子单体加入去离子水中，搅拌溶解，然后加入聚丙烯酸钠和尿素，搅拌均匀，调节pH至3.0
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4.0，通入氮气后加入引发剂，得到预聚溶液B；
B2、将预聚溶液B置于紫外线照射下进行聚合反应，聚合反应的时间为40
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机污泥调理剂，其特征在于：包括阳离子聚丙烯酰胺剂A和阳离子聚丙烯酰胺剂B，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料包括丙烯酰胺、阳离子单体、聚丙烯酸钠，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料包括丙烯酰胺、阳离子单体，所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料中的丙烯酰胺和阳离子单体的摩尔比为1:0.8
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1.2，所述阳离子聚丙烯酰胺剂B的合成原料中的丙烯酰胺和阳离子单体的摩尔比为1:0.1
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0.2，控制阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成原料中的丙烯酰胺与阳离子聚丙烯酰胺剂B的合成原料中的丙烯酰胺的摩尔比为1:2
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4以配比阳离子聚丙烯酰胺剂A和阳离子聚丙烯酰胺剂B的用量。2.根据权利要求1所述的一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐VA
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044和/或偶氮二异丁脒盐酸盐V
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50。4.根据权利要求1所述的一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成方法包括如下步骤：A1、取丙烯酰胺和阳离子单体加入去离子水中，搅拌溶解，然后加入聚丙烯酸钠和尿素，搅拌均匀，调节pH至3.0
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4.0，通入氮气后加入引发剂，得到预聚溶液A；A2、将预聚溶液A置于紫外线照射下进行聚合反应，聚合反应的时间为30
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70min，然后静置熟化1
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2h，得到阳离子聚丙烯酰胺胶体A；A3、将阳离子聚丙烯酰胺胶体A进行干燥制粒，即得到所述的阳离子聚丙烯酰胺剂A。5.根据权利要求4所述的一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述聚丙烯酸钠的分子量为4000
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7000。6.根据权利要求4所述的一种有机污泥调理剂，其特征在于：所述阳离子聚丙烯酰胺剂A的合成方法中，所述丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、尿素、引发剂和去离子水的重量比为15
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0.07:100。7.根据权利要求1所述的一种有机污泥调理剂的制备方法，其特征在于：所述阳离子聚丙烯酰胺剂B...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃苏，
申请(专利权)人：南京迪海智科精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：