【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，具体涉及一种污水絮凝剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着环境污染的日益加剧，水环境污染的控制与治理逐渐引起人们的重视并取得各方面的进展。水处理的方式多种多样，包括物理法、化学法、生物法，其中絮凝沉降工艺操作简便、成本低廉，是一种常规的、处理效果较好的水处理方式，被国内外的水处理公司广泛采用。
2、絮凝沉淀是向污水中投加絮凝剂，通过吸附、网捕、卷扫作用使絮凝剂与废水中的悬浮颗粒聚集成较大絮团，在重力作用下进行沉降分离的废水处理方法。
3、絮凝效果的好坏关键取决于絮凝剂的质量，絮凝剂种类繁多，主要包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂。
4、无机絮凝剂主要是铝盐和铁盐，在污水处理中起着重要的电中和的作用，同时也存在很多的不足，例如用量大、絮体较小、腐蚀装置等，还易引起污泥脱水难、产生的污泥量大等问题。生物絮凝剂是利用生物技术，从微生物或其分泌物提取、纯化而获得的新型水处理剂，微生物絮凝剂是一种无毒的生物高分子化合物，主要有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和dna以及有絮凝活性的菌体，它具有絮凝活性高、无毒无害、安全性高、无二次污染、絮凝范围广、易于固液分离、形成沉淀物少等特点。但是微生物絮凝剂在实际生产中尚未得到推广应用，原材料价格过高及絮凝剂产量低，絮凝活性弱是导致其未能大规模推广根本原因。
5、有机絮凝剂分为合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂，例如聚丙烯酰胺(pam)类絮凝剂和改性淀粉絮凝剂，其中以pam类应用最为广泛，相比之下，有机
技术实现思路
1、本专利技术针对目前现有技术的不足而提供一种污水絮凝剂及其制备方法与应用，该絮凝剂具有来源广泛，合成工艺简单，适应性强、絮凝效果好的特点。用量为2mg/l时，油田污水的絮凝率达到90％以上；用量为5mg/l时，工业污水的絮凝率达到95％以上，cod去除率达到50％以上。
2、为了实现上述目的，本专利技术的第一个方面提供一种污水絮凝剂，所述的絮凝剂分子式如下：
3、
4、其中，a＝20000-100000；
5、b＝5000-50000；
6、c＝5000-50000；
7、d＝2000-20000。
8、优选地，所述的絮凝剂粘均分子量为5000000-20000000。
9、本专利技术另一个目的提供一种污水絮凝剂的制备方法，所述的制备方法包括：
10、(1)反应釜用氮气吹扫5-10min，后期整个合成过程一直缓慢通入氮气，保证微正压，在反应釜里依次加入3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-(3-吡啶)丙烯酸、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、缓冲盐、去离子水，搅拌均匀，用氢氧化钠溶液调节ph 7-8，将混合液重量的70-80％转移到第一高位滴加釜中；
11、(2)在第二高位滴加釜中加入引发剂水溶液，一次性向反应釜内加入引发剂水溶液的重量的30-40％，反应体系自动升温，当温度不再变化后，开启第一高位滴加釜和第二高位滴加釜滴加阀门，液体同时滴加到反应釜，控制两个滴加釜的液体同时滴加完毕，将反应釜加热到55-60℃，保温反应60-90min，投加亚硫酸钠溶液终止反应，用氢氧化钠溶液调节ph7-8，降温到40℃以下，得到粘稠液体产品；
12、(3)将上述粘稠液体烘干造粒，得到0.4-1mm的固体颗粒产品即絮凝剂。
13、在本专利技术中，优选地，所述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-(3-吡啶)丙烯酸、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐的摩尔比为0.2-0.5：0.2-0.5：0.05-0.2：1。
14、优选情况下，步骤(1)中所述的缓冲盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵中的一种，缓冲盐与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐的重量比为0.02-0.05：1。
15、优选情况下，步骤(1)中所述的去离子水与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐的重量比为10-15：1。
16、在本专利技术中，优选地，步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸盐和亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁中的一种按照质量比为1：0.2-0.6的比例混合，其中过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种，引发剂与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐重量比为0.01-0.05：1，所述引发剂水溶液的浓度为10-20wt％。
17、优选情况下，步骤(2)中所述的第一高位滴加釜和第二高位滴加釜的滴加时间均为60-90min。
18、优选情况下，步骤(2)中所述的亚硫酸钠溶液与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐重量比为0.02-0.05：1。
19、本专利技术污水絮凝剂合成的反应方程式如下：
20、
21、
22、本专利技术第三个方面公开了一种污水絮凝剂在工业污水和含油污水中的应用。
23、本专利技术提供的污水絮凝剂是由4个功能单元聚合而成的高分子产品，功能单体为3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-(3-吡啶)丙烯酸、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐。污水中胶体粒子表面所带的负电荷使其形成了稳定的吸附层和扩散层，胶体粒子之间的斥力作用阻止了粒子间的吸附、聚集，无法利用自然沉降的方式去除，本专利技术的分子中含有季铵、咪唑、吡啶等正电荷，中和了悬浮物的负电荷，破坏胶体粒子的稳定性，提高胶体粒子之间碰撞、凝聚的几率从而引起悬浮物的絮凝下沉；本专利技术中含有大量的羧基、氨基、磺酸基等亲水基团，有利于污水污染物进入絮体，从而可以降低污水的cod；本专利技术为高分子聚合物，分子链上的重复单元不断地吸附胶体粒子，像搭桥一样把许多小的胶体粒子链接在一起，逐渐形成较大的颗粒或絮状体，引起污水中悬浮粒子聚结，起到絮凝除浊的作用；在本专利技术的作用下，悬浮物在缓慢下沉的过程中将一些溶液中残留的细小颗粒卷集在絮体内部，起到网捕作用，带着细小颗粒共同下沉，从而达到较好的絮凝效果。
24、本专利技术与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
25、(1)本专利技术的原材料来源广泛、合成工艺简单、不产生任何副产物；
26、(2)本专利技术的絮凝剂适应性强、絮凝效果好，用量为2mg/l时，油田污水絮凝率达到90％以上；用量为5mg/l时，工业污水的絮凝率达到95％以上，cod去除率达到50％以上。
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1.一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
2.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-(3-吡啶)丙烯酸、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐的摩尔比为0.2-0.5：0.2-0.5：0.05-0.2：1。
3.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的缓冲盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵中的一种，缓冲盐与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐的重量比为0.02-0.05：1。
4.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸盐和亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁中的一种按照质量比为1：0.2-0.6的比例混合。
5.如权利要求4所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
6.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于
7.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的第一高位滴加釜和第二高位滴加釜的滴加时间均为60-90min。
8.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的亚硫酸钠溶液与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐重量比为0.02-0.05：1。
9.一种污水絮凝剂，其特征在于，所述的絮凝剂分子式如下：
10.如权利要求9所述一种污水絮凝剂在工业污水和含油污水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
2.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-(3-吡啶)丙烯酸、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐的摩尔比为0.2-0.5：0.2-0.5：0.05-0.2：1。
3.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的缓冲盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵中的一种，缓冲盐与3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐的重量比为0.02-0.05：1。
4.如权利要求1所述一种污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的引发剂为过硫酸盐和亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁中的一种按照质量比为1：0.2-0.6的比例混合。
...【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，王英美，
申请(专利权)人：青岛亿天环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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