專(zhuān)利名稱(chēng)：一種污泥脫水劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污泥脫水劑的制備方法，具體地說(shuō)是陽(yáng)離子聚合物型污泥脫水劑的制備方法，特別是針對(duì)石油、化工行業(yè)用于含油污泥脫水的陽(yáng)離子型聚合物脫水劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在石油加工及其廢水處理過(guò)程中，有大量的含油污泥產(chǎn)生，如API隔油池底泥、溶氣浮選浮渣、電脫鹽污油、油罐底泥及剩余活性污泥等。由于含油污泥產(chǎn)生的工藝過(guò)程不同，其含油、含水差別較大，其中油是由數(shù)百種不同類(lèi)型的有機(jī)化合物組成，多數(shù)是有毒有害及難于生物降解的物質(zhì)。含油污泥中固體顆粒以極小粒子分布于污泥中，油—水—固三者混合呈乳化狀態(tài)，對(duì)環(huán)境具有極大的危害性。
污泥的體積與含水率有著直接關(guān)系，當(dāng)污泥含水率為98.8％時(shí)，污泥體積為100立方米，當(dāng)含水率降到80％時(shí)，污泥體積只有6立方米。因此在污泥最終處理之前進(jìn)行脫水處理是必不可少的。脫水劑的作用就是中和固體顆粒所帶的電荷，使高度分散的污泥微粒、油珠或乳化油間網(wǎng)聯(lián)架橋，從而使污泥的微小顆粒間發(fā)生凝聚，最終變成大顆粒，從而改善其固液分離性能。
CN1247838A披露了用于污水處理方面的一種陽(yáng)離子型高分子絮凝劑，它是采用將反應(yīng)器內(nèi)的空氣由氮?dú)庵脫Q后，在2～3kg/cm2的氮?dú)獗Ｗo(hù)下完成反應(yīng)的。而且反應(yīng)原料甲醛、二甲胺采用分段加入的方式，工藝過(guò)程煩瑣。CN1305976A披露了一種污泥的處理方法。它是采用在污泥中加入硫酸亞鐵后，再加入陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺絮凝劑，并將絮凝后的污泥通過(guò)壓濾分離機(jī)。經(jīng)過(guò)分離的泥塊自然風(fēng)干后，用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎，并在其中加入一定量的氮、磷、鉀肥后，作為肥料使用。該方法會(huì)造成環(huán)境二次污染。CN1248173A用磺化苯乙烯聚合物和/或其鹽與陽(yáng)離子聚合物絮凝劑或無(wú)機(jī)絮凝劑結(jié)合使用，作為污泥脫水劑。CN1464887A用聚亞烷基亞胺的改性物為脫水劑，主要用于制紙?jiān)锨疤幚韯?。上述脫水劑的脫水性能需進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于污泥脫水的陽(yáng)離子型聚合物的制備方法，在污泥處理時(shí)，可以有效地去除渣中的縫隙水，渣的成團(tuán)性好，從而提高污泥的脫水效果。本發(fā)明得到的污泥脫水的陽(yáng)離子型聚合物，在相同藥劑投加量的條件下，處理效果要好于現(xiàn)有藥劑；其處理后的濾后液COD基本低于2000mg/L，油含量在1000mg/L以下。本發(fā)明污泥脫水的陽(yáng)離子型聚合物制備過(guò)程簡(jiǎn)單，需要時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。
本發(fā)明污泥脫水陽(yáng)離子聚合物的制備過(guò)程如下將新鮮水加入反應(yīng)釜中，在攪拌的情況下，加入無(wú)機(jī)堿，調(diào)整溶液的PH值。然后加入螯合劑、反應(yīng)促進(jìn)劑，控制反應(yīng)溫度，將甲醛、有機(jī)胺加入反應(yīng)釜中，再均勻地將陰離子或非離子聚丙烯酰胺加入反應(yīng)釜中。在反應(yīng)一定時(shí)間后，加入終止劑停止反應(yīng)，即可得到此產(chǎn)品。其反應(yīng)式如下 其中各反應(yīng)原料的最佳配比為陰離子或非離子聚丙烯酰胺∶甲醛∶有機(jī)胺∶新鮮水∶螯合劑∶反應(yīng)促進(jìn)劑∶終止劑為＝1∶0.5～2.5∶0.5～2.5∶100～5000∶0.005～0.05∶0.005～0.05∶10～500(mol比)，優(yōu)選為1∶0.5～2.0∶0.5～2.0∶500～4000∶0.005～0.01∶0.005～0.01∶10～500(mol比)。陰離子或非離子聚丙烯酰胺可以是市售普通商品。無(wú)機(jī)堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀的一種或兩種；有機(jī)胺是二甲胺、二乙胺、雙氰胺的一種或幾種；螯合劑是乙二胺四乙酸及其鈉鹽、亞乙基二胺四乙酸及其鈉鹽和二亞乙基二胺五乙酸及其鈉鹽中的一種或幾種；反應(yīng)促進(jìn)劑是過(guò)硫酸鹽和水溶性偶氮類(lèi)物質(zhì)中一種或幾種，其中過(guò)硫酸鹽是過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉的一種或幾種，水溶性偶氮類(lèi)物是N，N-二羥基乙基偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮雙脒基丙烷二鹽酸鹽、2，2-偶氮雙(2-甲基2-脒基丙烷)-鹽酸鹽的一種或幾種。終止劑是鹽酸、硫酸的一種或兩種。
加入無(wú)機(jī)堿，調(diào)整溶液的pH值，控制在7～14之間，最好是在8～13之間；反應(yīng)溫度，控制在20℃～80℃之間，最好是在20℃～70℃之間；陰離子或非離子聚丙烯酰胺的加入溶解時(shí)間，控制在1h～6h，最好控制在2h～5h；溶解后繼續(xù)反應(yīng)0.1h～10h，最好繼續(xù)反應(yīng)0.5h～5h。
本發(fā)明方法制備的污泥脫水劑是具有如下結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子聚合物的膠體水溶液 n的范圍為1萬(wàn)～28萬(wàn)，陽(yáng)離子聚合物的濃度為0.05％～3％，脫水劑的運(yùn)動(dòng)粘度為100mm2/s～600mm2/s，陽(yáng)離子度為10mmol/g～30mmol/g。
制備過(guò)程中加入的未反應(yīng)的物質(zhì)可以作為脫水劑的一部分，不必分離。
本發(fā)明方法制備的陽(yáng)離子聚合物與中國(guó)專(zhuān)利98121074.0的有機(jī)絮凝劑按體積比5～50∶1，優(yōu)選20～40∶1混合即為本發(fā)明復(fù)合型脫水劑。當(dāng)然，還可以添加本領(lǐng)域其它常規(guī)的有機(jī)和無(wú)機(jī)絮凝劑。
98121074.0的有機(jī)絮凝劑具有如下結(jié)構(gòu)
其中R1、R2、R4、R6分別是H或者C1～3的羥烷基其中的任何一個(gè)；R3是胺基或帶有羥烷基取代的胺基；R5、R8分別是亞烷基；R7是羰基氧或羥基烷基氧；m＝5～15，n＝10～20。具體制備過(guò)程和條件可以參照該專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例。
本發(fā)明方法制備的陽(yáng)離子型聚合物污泥脫水劑或復(fù)合型污泥脫水劑在污泥脫水中的應(yīng)用，特別是含油污泥脫水中的應(yīng)用。將上述脫水劑加入需處理的污泥中，攪拌均勻即可，脫水劑在污泥中的加入量一般為3～1000μg/g，優(yōu)選為5～500μg/g。
本發(fā)明方法制備的陽(yáng)離子型聚合物污泥脫水劑使用性能好，復(fù)合一定的有機(jī)絮凝劑后的使用性能更佳。本發(fā)明陽(yáng)離子型聚合物制備工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)，易于操作等特點(diǎn)。特別是本發(fā)明方法所需的時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。通過(guò)對(duì)煉油廠污泥的實(shí)驗(yàn)室燒杯評(píng)價(jià)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，本發(fā)明得到的污泥脫水的陽(yáng)離子型聚合物，陽(yáng)離子度高，處理效果好，污泥成團(tuán)性好，且密實(shí)。此陽(yáng)離子型聚合物與中國(guó)專(zhuān)利98121074.0破乳型有機(jī)絮凝劑配合使用效果更佳。它可以應(yīng)用在石油、化工等行業(yè)的污水、污泥處理。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明污泥脫水劑的制備過(guò)程和使用性能。
實(shí)施例1在反應(yīng)釜中，加入498kg新鮮水，啟動(dòng)攪拌，用氫氧化鈉(化學(xué)純)，調(diào)整溶液的pH值為11～12。然后加入0.5g乙二胺四乙酸二鈉(化學(xué)純)，加入0.8g過(guò)硫酸銨(化學(xué)純)，控制反應(yīng)溫度在30℃，將1000mL甲醛(化學(xué)純)、1500mL二乙胺(化學(xué)純)混和后，加入反應(yīng)釜中。在2h內(nèi)均勻加入并溶解非離子聚丙烯酰胺1.2kg，然后繼續(xù)反應(yīng)5h。最后加入1500mL鹽酸(化學(xué)純)停止反應(yīng)，即可得到此產(chǎn)品。脫水劑-1。
實(shí)施例2
在反應(yīng)釜中，加入499kg新鮮水，啟動(dòng)攪拌，用氫氧化鈉(化學(xué)純)，調(diào)整溶液的PH值為9～10。然后加入0.5g乙二胺四乙酸二鈉(化學(xué)純)，加入1.4gN，N-二羥基乙基偶氮二異丁脒鹽酸鹽(化學(xué)純)，控制反應(yīng)溫度在50℃，將2200mL甲醛(化學(xué)純)、1800mL二甲胺(化學(xué)純)、1200mL二乙胺(化學(xué)純)混和后，加入反應(yīng)釜中。在4h內(nèi)均勻加入并溶解非離子聚丙烯酰胺1.4kg，然后繼續(xù)反應(yīng)1h。最后加入2500mL鹽酸(化學(xué)純)停止反應(yīng)，即可得到此產(chǎn)品。脫水劑-2。
實(shí)施例3在反應(yīng)釜中，加入987kg新鮮水，啟動(dòng)攪拌，用氫氧化鈉(化學(xué)純)，調(diào)整溶液的PH值為11～12。然后加入0.4g乙二胺四乙酸二鈉(化學(xué)純)，加入0.5g過(guò)硫酸銨(化學(xué)純)，加入0.6gN，N-二羥基乙基偶氮二異丁脒鹽酸鹽(化學(xué)純)，控制反應(yīng)溫度在45℃，將2500mL甲醛(化學(xué)純)、4200mL二乙胺(化學(xué)純)混和后，加入反應(yīng)釜中。在5h內(nèi)均勻加入并溶解陰離子聚丙烯酰胺3.2kg，然后繼續(xù)反應(yīng)0.5h。最后加入4000mL鹽酸(化學(xué)純)停止反應(yīng)，即可得到此產(chǎn)品。脫水劑-3。
實(shí)施例4在反應(yīng)釜中，加入986kg新鮮水，啟動(dòng)攪拌，用氫氧化鈉(化學(xué)純)，調(diào)整溶液的PH值為9～10。然后加入0.8g乙二胺四乙酸二鈉(化學(xué)純)，加入0.8g過(guò)硫酸銨(化學(xué)純)，加入0.6gN，N-二羥基乙基偶氮二異丁脒鹽酸鹽(化學(xué)純)，控制反應(yīng)溫度在55℃，將3200mL甲醛(化學(xué)純)、3200mL二甲胺(化學(xué)純)、1800mL二乙胺(化學(xué)純)混和后，加入反應(yīng)釜中。在4h內(nèi)均勻加入并溶解陰離子聚丙烯酰胺3.8kg，然后繼續(xù)反應(yīng)2h。最后加入5200mL鹽酸(化學(xué)純)停止反應(yīng)，即可得到此產(chǎn)品。脫水劑-4。
實(shí)施例5將脫水劑-2與中國(guó)專(zhuān)利98121074.0實(shí)施例3的破乳型有機(jī)絮凝劑，按25∶1(體積比)混合，得到脫水劑-5。
實(shí)施例6將脫水劑-4與中國(guó)專(zhuān)利98121074.0實(shí)施例4的破乳型有機(jī)絮凝劑，按30∶1(體積比)混合，得到脫水劑-6。
表1各實(shí)施例得到脫水劑產(chǎn)品指標(biāo)

實(shí)施例7取某煉油廠含油污泥進(jìn)行脫水試驗(yàn)。
表1處理煉油廠含油污泥實(shí)驗(yàn)結(jié)果

注現(xiàn)有藥劑為ZDMC，即丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨的共聚物，特性粘度430mm2/s，陽(yáng)離子度0.3mmol/g。
權(quán)利要求
1.一種污泥脫水劑的制備方法，包括以下過(guò)程將新鮮水加入反應(yīng)釜中，在攪拌的情況下，加入無(wú)機(jī)堿，調(diào)整溶液的PH值；然后加入螯合劑、反應(yīng)促進(jìn)劑，控制反應(yīng)溫度，將甲醛、有機(jī)胺加入反應(yīng)釜中，再均勻地將陰離子或非離子聚丙烯酰胺加入反應(yīng)釜中；反應(yīng)一定時(shí)間后，加入終止劑停止反應(yīng)，即可得到此產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的各反應(yīng)原料的摩爾配比為陰離子或非離子聚丙烯酰胺∶甲醛∶有機(jī)胺∶新鮮水∶螯合劑∶反應(yīng)促進(jìn)劑∶終止劑為＝1∶0.5～2.5∶0.5～2.5∶100～5000∶0.005～0.05∶0.005～0.05∶10～500。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的各反應(yīng)原料的摩爾配比為陰離子或非離子聚丙烯酰胺∶甲醛∶有機(jī)胺∶新鮮水∶螯合劑∶反應(yīng)促進(jìn)劑∶終止劑為＝1∶0.5～2.0∶0.5～2.0∶500～4000∶0.005～0.01∶0.005～0.01∶10～500。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀的一種或兩種；有機(jī)胺是二甲胺、二乙胺、雙氰胺的一種或幾種；螯合劑是乙二胺四乙酸及其鈉鹽、亞乙基二胺四乙酸及其鈉鹽、二亞乙基二胺五乙酸及其鈉鹽中的一種或幾種；反應(yīng)促進(jìn)劑是過(guò)硫酸鹽或者水溶性偶氮類(lèi)物質(zhì)，終止劑是鹽酸、硫酸的一種或兩種。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的過(guò)硫酸鹽是過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉的一種或幾種，水溶性偶氮類(lèi)物是N，N-二羥基乙基偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮雙脒基丙烷二鹽酸鹽、2，2-偶氮雙(2-甲基2-脒基丙烷)-鹽酸鹽的一種或幾種。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的調(diào)整溶液的pH值為7～14之間，反應(yīng)溫度控制在20℃～80℃之間，陰離子或非離子聚丙烯酰胺的溶解時(shí)間控制在1h～6h，溶解后繼續(xù)反應(yīng)0.1h～10h。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的調(diào)整溶液的pH值為8～13之間，反應(yīng)溫度控制在20℃～70℃之間，陰離子或非離子聚丙烯酰胺的溶解時(shí)間控制在2h～5h，溶解后繼續(xù)反應(yīng)0.5h～5h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于污泥脫水的陽(yáng)離子型聚合物脫水劑的制備方法。它是以陰離子或非離子聚丙烯酰胺、甲醛、有機(jī)胺、新鮮水為原料，輔以少量的螯合劑、反應(yīng)促進(jìn)劑在一定的溫度下反應(yīng)而得到的胺甲基聚丙烯酰胺為主要成分的膠體水溶液。本發(fā)明具有工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)，易于操作，所需時(shí)間短等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)煉油廠污泥脫水實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的污泥脫水劑在相同藥劑投加量的條件下，處理效果要好于現(xiàn)有藥劑；其處理后的濾后液COD基本低于2000mg/L，油含量在1000mg/L以下。它可以應(yīng)用在石油、化工等行業(yè)的污水、污泥處理。
文檔編號(hào)C02F11/14GK1955126SQ20051004754
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者王有華, 楊麗, 趙景霞, 黃玉洪 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院