專利名稱：一種污泥調質脫水的有機復合絮凝劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于污泥脫水領域，具體涉及一種用于污泥脫水的高分子聚合物。
背景技術：
隨著污水處理設施的普及和處理率的提高，污水廠的污泥產生量有較大的增長。 污水處理所產生的污泥具有較高的含水量，一般污泥中的水分含量達到95% 99. 5%,由于水分與污泥顆粒結合非常緊密，使得污泥中的水分難以低成本高效分離，需要添加絮凝劑一改善污泥的膠體特性，中和污泥表面電荷，使得污泥凝聚成大的顆粒，同時使得水分從污泥顆粒中分離出來，強化污泥的脫水作用。由于污泥處理處置的費用占污水處理廠營運費用的20 % 50 %，因而如何有效地提高污泥脫水絮凝劑的效率、降低營運費用，成為業內關注的重點問題。目前，污水處理廠的污泥脫水主要采用陽離子聚丙烯酰胺，對于離心脫水機而言， 需要分子量高的陽離子絮凝劑，其對污泥的脫水作用主要在于利用高分子的吸附架橋作用，使得污泥的絮體增大，從而在離心過程中將水分從污泥絮體中分離出來。而帶式污泥脫水機則主要利用絮凝劑的陽離子特性，中和污泥所帶的負電荷，使得污泥凝聚，再利用高分子絮凝劑的吸附架橋作用使得污泥礬花顆粒增加，從而在帶式機上壓濾脫水。由于目前采用的陽離子絮凝劑聚丙烯酰胺分子量較高，長鏈吸附架橋易形成團狀而使得絮體內部包裹一定的水分，且藥劑的單體具有毒性，所以需要研發一種提高污泥脫水效率且能降低污泥脫水成本的污泥脫水絮凝劑。國內申請號為200810198538. 2的專利采用表面活性劑十二烷基二甲基芐基氯化銨(1227)對污泥處理，盡管可降低污泥的比阻，但研究者試驗發現單一使用十二烷基二甲基芐基氯化銨則存在污泥絮體凝聚顆粒較小，容易粘濾布而使得虛體難以過濾等缺點， 并且該表面活性劑添加量較大情況下才會有明顯效果。國內申請號為200810048825.5 和申請號為200710150706.6的專利采用無機復合調理劑對污泥進行處理，處理效果較好，但存在無機絮凝劑添加量較高而導致處理后污泥的熱值下降等問題。國內申請號為 200810046020. 7的專利提供了一種無機絮凝劑與有機絮凝劑復合的污泥脫水劑，盡管有效地降低污泥的比阻，但存在干污泥增量的缺點，并且因為添加了金屬離子而可能限制脫水后污泥(或污水)的后續利用途徑。鑒于上述分析，需要研發一種效果更好污泥調質脫水有機復合絮凝劑。

發明內容
本發明的目的是在現有技術的基礎上提供一種污泥調質脫水的有機復合絮凝劑。本發明的目的可以通過以下措施達到—種污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其有效物質主要由陽離子有機化合物A和高分子有機絮凝劑B組成，其中陽離子有機化合物A與高分子有機絮凝劑B的質量比為1 20 1。
本發明中的有效物質是指起主要起絮凝作用的物質，其不包括水、助劑等其他輔助物質。本發明中的陽離子有機化合物A的離子度大于95%，重均分子量在300萬以下。 高分子有機絮凝劑B的重均分子量在800萬以上。本發明中的陽離子有機化合物A可以是水溶性的陽離子有機化合物，優選是聚乙烯胺、聚N-乙烯基甲酰胺、聚乙烯基丙烯酰胺以及乙烯胺/N-乙烯基甲酰胺/乙烯基丙烯酰胺單體(其中兩種或者三種)的共聚物，季銨鹽或者聚季銨鹽，如聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，十二烷基二甲基芐基溴(氯)化銨，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，(聚)二甲基二丙烯基氯化銨，聚-β-羥基多胺，聚雙分子烯丙基季銨陽離子聚合物等。作為其他絮凝劑的例子，可以采用的是甲基丙烯酸酯季銨鹽與丙烯酰胺的高分子共聚物，聚乙烯亞胺，聚乙烯多胺，殼聚糖等。本發明中的高分子有機絮凝劑B可選自水溶性陽離子絮凝劑或非離子絮凝劑中的一種或幾種。優選是水溶性的重均分子量在800萬以上的高分子量聚丙烯酰胺，它包括丙烯酰胺的均聚物和單體是甲基丙烯酰胺的共聚物等物質。本發明中的陽離子有機化合物A與高分子有機絮凝劑B的質量比進一步優選為 5 20 1。本發明的有機復合絮凝劑可以為有效物質的質量濃度為0. 1%。 的水溶液， 其優選濃度為0. 2%。 0. 5%的水溶液。也可以在前述水溶液中加入助劑等其他輔助性的物質。本發明將陽離子有機化合物A與高分子有機絮凝劑B兩種有機物依比例混合后， 配置成所需濃度的液體，可直接添加到污水或者排放的高含水率的污泥中，復合藥劑應用時有效物質的添加量為IOOppm 500ppm，攪拌10分鐘后(攪拌強度漸減)即可進行脫水。本發明的復合藥劑與僅使用低分子量絮凝劑或高分子量絮凝劑聚合物之一，或者兩者分別使用的工藝相比，本發明的方法提供更加成本有效的處理。此外，絮狀膠體形成過程中，塊狀的絮凝物形成量及形成傾向性較小，可獲得更加流暢的排水和更高的干燥固體餅狀物。本發明中，有機物A因為離子度較高，可在溶液中形成較高的陽離子濃度，它主要通過吸收到懸浮顆粒表面上并改變顆粒的表面負荷，來壓縮顆粒表面的雙電層實現顆粒的脫穩進而實現顆粒的脫“水合化”。高分子聚合物B，因其分子量較高，可將水中“脫穩”的懸浮顆粒連接和橋接，進而聚集濃縮并因此將污泥絮凝和脫水；而二者組合使用更可進一步起到協同作用。本發明通過兩種藥劑的組合可在不增加污泥處理絮凝劑費用的基礎上得到出人意料的協同效果，它使得污泥的絮凝過程中形成的絮體密實，避免了高分子絮凝劑的加入導致的大凝膠狀絮體的形成，可將絮體中水分最優釋放從而降低污泥中的最終含水率，同時可顯著改善污泥的比阻抗性，從而改善污泥的過濾特性。藥劑A和B的組合的使用其改善了污泥的過濾特性，用量少，相同用量下更可達到遠超現有其他藥劑的效果，其處理后污泥比阻抗值低，脫水后污泥含固率高。
具體實施方式
一般地，采用污泥比阻實驗以確定污泥的脫水性能。根據卡門公式，在壓力一定的條件下過濾時，濾液體積和過濾時間之間有量化的關系。一般認為，比阻大于1013m/kg的污泥是難以過濾的污泥，比阻小于lO^m/kg的污泥易脫水。實施例1取乙烯胺/N-乙烯基甲酰胺/乙烯基丙烯酰胺的共聚物(離子度100%，分子量小于100萬)與聚丙烯酰胺(重均分子量800萬)按照9 1的質量比例混合。取某污水處理廠濃縮池污泥，含水率為97%，測定其比阻為1. 36X1013m/kg，屬于難以過濾脫水的污泥。取該泥直接添加500ppm的陽離子聚丙烯酰胺后(重均分子量800萬，先溶解為 1%。濃度后添加，攪拌10分鐘，攪拌強度遞減)測定其比阻為s.esxionm/kg，污泥的過濾特性得到改善。取該泥直接添加500ppm十二烷基二甲基芐基溴(氯)化銨(先溶解為濃度后攪拌添加)后，測得污泥的比阻為2. UXlO1VZkg,污泥的過濾特性得到改善。取該泥添加本例混合聚合物300ppm(wt，復合藥劑先用水溶解為1%。質量濃度后攪拌添加，攪拌10分鐘，攪拌強度遞減)后，測定污泥的的比阻為8. 17X109m/kg，污泥的比阻顯著下降，采用本專利藥劑可有效改善污泥的過濾特性，由于采用的是有機復合藥劑，污泥脫水后的熱值不受影響。同時，采用本藥劑的成本比采用陽離子聚丙烯酰胺藥劑成本的降低了約25%。同時，將上述污泥用同一個帶式壓濾機在同等條件下壓濾，添加500ppm的陽離子聚丙烯酰胺后壓濾的污泥其含固率達到0. 173，而添加本專利混合聚合物300ppm后壓濾的污泥，其含水率達到0. 215，有效提高了污泥的含固率。實施例2取聚二甲基二丙烯基氯化銨(離子度100%，分子量小于50萬)與聚丙烯酰胺(重均分子量800萬)按照9. 5 0.5的質量比例混合，取某污水處理廠濃縮池污泥，含水率為 97%，測定其比阻為1.36X1013m/kg，屬于難以過濾脫水的污泥。取該泥直接添加500ppm的陽離子聚丙烯酰胺后(重均分子量800萬，溶解后添力口，攪拌10分鐘，攪拌強度遞減)測定其比阻為5. esxio^m/kg，污泥的過濾特性得到改善。取該泥添加本例混合聚合物500ppm(wt，先用水溶解成質量濃度為1%。后攪拌添力口，攪拌10分鐘，攪拌強度遞減)后，測定污泥的比阻為1. 21 X 109m/kg,屬于過濾特性較好的污泥，由于采用的是有機復合藥劑，污泥脫水后的熱值不受影響。可見，本藥劑可有效降低污泥的比阻抗值，改善污泥的過濾特性。同時，采用本藥劑的成本比采用陽離子聚丙烯酰胺藥劑成本的便宜了約30%。
權利要求
1.一種污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于其有效物質主要由陽離子有機化合物A和高分子有機絮凝劑B組成，其中陽離子有機化合物A與高分子有機絮凝劑B的質量比為1 20 1。
2.根據權利要求1所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于所述陽離子有機化合物A的離子度大于95%，重均分子量在300萬以下。
3.根據權利要求2所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于所述陽離子有機化合物A選自水溶性的季銨鹽、聚季銨鹽、聚乙烯亞胺、聚乙烯多胺或殼聚糖中的一種或幾種。
4.根據權利要求3所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于所述陽離子有機化合物A選自聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、二甲基二丙烯基氯化銨、聚二甲基二丙烯基氯化銨、聚-β-羥基多胺、聚雙分子烯丙基季銨陽離子聚合物或甲基丙烯酸酯季銨鹽與丙烯酰胺的高分子共聚物中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于所述高分子有機絮凝劑B的重均分子量在800萬以上。
6.根據權利要求5所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于所述高分子有機絮凝劑B選自水溶性陽離子絮凝劑或非離子絮凝劑中的一種或幾種。
7.根據權利要求1所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于所述高分子有機絮凝劑B為重均分子量在800萬以上的高分子量聚丙烯酰胺。
8.根據權利要求1所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于陽離子有機化合物A與高分子有機絮凝劑B的質量比為5 20 1。
9.根據權利要求1所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于該有機復合絮凝劑為有效物質的質量濃度為0. 1%。 的水溶液。
10.根據權利要求1所述的污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其特征在于該有機復合絮凝劑應用時有效物質的添加量為IOOppm 500ppm。
全文摘要
本發明公開了一種污泥調質脫水的有機復合絮凝劑，其有效物質主要由陽離子有機化合物A和高分子有機絮凝劑B組成，其中陽離子有機化合物A與高分子有機絮凝劑B的質量比為1～20∶1。本發明通過兩種藥劑的組合可在不增加污泥處理絮凝劑費用的基礎上得到出人意料的協同效果，它使得污泥的絮凝過程中形成的絮體密實，避免了高分子絮凝劑的加入導致的大凝膠狀絮體的形成，可將絮體中水分最優釋放從而降低污泥中的最終含水率，同時可顯著改善污泥的比阻抗性，從而改善污泥的過濾特性。
文檔編號C02F11/14GK102531329SQ201210004639
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者何堅, 李磊, 范宜東, 許磊 申請人:蘇州格瑞特環保科技產業發展有限公司