一种两性污泥脱水剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及海上钻井废液处理技术领域，特别涉及一种两性污泥脱水剂及其制备方法。


背景技术：

2.海上钻井废液经一系列工艺预处理后需再经生化环节作进一步处置，而由于在钻井时会加入大量化学药剂和聚合物，导致废液经生化处置后会产生大量活性污泥，含水率高达95％以上，同时污泥中含有各类高度分散和粘稠的阴、阳离子颗粒，组分复杂，固液难以分离。
3.生化后活性污泥处置的关键是解决污泥脱水的问题，脱水后的污泥含水率低，体积大幅度降低，后续污泥运输、堆肥、填埋或干化、焚烧的规模和费用也大幅度降低。但由于污泥具有高度亲水性，其包含的水分很难直接通过机械进行脱除，而通过污泥脱水剂，即通过化学的或者物理的方法对污泥进行预处理是一项行之有效的方法。污泥脱水剂是通过改变污泥颗粒的物理、化学性质，破坏污泥的胶体结构，使更多的结合水、自由水份从污泥颗粒中分离出来，改善脱水性能。具有操作简易、经济有效的特点，成为国内外常用的方法。
4.目前，污水处理厂使用的大多为单一离子型有机高分子污泥脱水剂，无法满足水质比较复杂，污染物种类繁多，含有阴、阳离子污泥脱水的需求，而两性有机高分子聚电解质性质独特，因为其具有阴离子型及阳离子型有机高分子絮凝剂的共同特性，从而适于处理带不同电荷的污染物。因此，研制高性能的两性污泥脱水剂是污泥脱水技术发展的现实需求，具有良好的应用前景。


技术实现要素：

5.本发明为了解决上述技术问题，所提供了一种两性污泥脱水剂及其制备方法。
6.第一方面，本发明提供了一种两性污泥脱水剂，是采用以下技术方案得以实现的。
7.一种两性污泥脱水剂，包括以下重量份的组分：
8.丙烯酰胺(am)单体20-70份；
9.带阳离子单体30-80份；
10.带阴离子单体30-80份；
11.引发剂a0.1-0.5份；
12.引发剂b 0.1-0.5份；
13.引发剂c 0.1-0.5份；
14.聚合助剂0.01-0.1份；
15.表面活性剂0.01-0.1份；
16.分散剂0.02-0.12份；
17.去离子水40-100份。
18.进一步的，所述带阳离子单体选自二甲基二烯丙基氯化铵(dmdaac)、甲基丙烯酰
氧乙基三甲基氯化铵(dmc)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(dac)、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(c18dmaac)、二乙基二烯丙基氯化铵(dedaac)中的一种。
19.进一步的，带阴离子单体选自丙烯酸(aa)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)、丙烯腈(ac)中的一种。
20.进一步的，所述引发剂a为无机引发剂，选用亚硫酸氢钠或过硫酸钠。
21.进一步的，所述引发剂b为有机引发剂，选用过氧化二苯甲酰。
22.进一步的，所述引发剂c为偶氮类引发剂，选用偶氮二异丁腈(abin)或偶氮二异庚腈(abvn)。
23.进一步的，所述表面活性剂为氨基酸型两性表面活性剂，选用十二烷基氨基丙酸钠或十二烷基二亚甲基氨基二甲酸钠。
24.进一步的，聚合助剂选用二亚乙基二胺五乙酸或其钠盐。
25.进一步的，分散剂选用壬基酚聚氧乙烯醚或六偏磷酸钠。
26.第二方面，本技术提供了一种两性污泥脱水剂的制备方法，是采用以下技术方案得以实现的。
27.一种上述两性污泥脱水剂的制备方法，包括以下步骤：
28.s1.将规定量的丙烯酰胺、带阳离子单体、带阴离子单体和分散剂与去离子水混合，在一定的温度下搅拌直至全部溶解，通入一定时间的非活性气体排出氧气；
29.s2.调节步骤s1得到的混合溶液的ph，加入规定量的引发剂a、引发剂b、引发剂c、聚合助剂和表面活性剂，在一定温度下搅拌，反应一定时间后得到固态胶体；
30.s3.将步骤s2得到的固态胶体进行高温干燥，再进行低温干燥，并通过粉碎、过筛得到两性污泥脱水剂粉末。
31.进一步的，步骤s1中，搅拌温度为25-35℃、搅拌速度为300-600rpm；非活性气体的通入时间为30-60min，非活性气体选自氮气、氩气、氖气、氦气中的一种。
32.进一步的，步骤s2中，用磷酸调节步骤s1得到的混合溶液的ph值为4-8；搅拌温度为40-60℃，搅拌速度为500-1000rpm、反应时间为1-3h。
33.进一步的，步骤s3中，高温干燥温度为60-80℃、低温干燥温度为40-60℃；制备得到的两性污泥脱水剂粉末粒径中值小于1mm。
34.本技术制备得到的两性污泥脱水剂可应用于温度为10-30℃、ph为7-12、含水率在85％-99％的污泥的处置。
35.本技术具有以下有益效果。
36.本发明的污泥脱水剂能够满足水质比较复杂，污染物种类繁多，含有阴、阳离子污泥脱水的需求，有效改善污泥性质，破坏污泥的胶体结构，降低污泥亲水性，方便污泥后续的处置，降低处置成本，应用前景广阔。
附图说明
37.图1是本发明实施例1-3制备得到的两性污泥脱水剂的性能检测结果图。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
39.实施例1
40.一种两性污泥脱水剂的制备方法，包括以下步骤：
41.s1.将丙烯酰胺30kg、二甲基二烯丙基氯化铵(dmdaac)70kg、丙烯酸(aa)70kg和壬基酚聚氧乙烯醚0.04kg与去离子水90kg混合，在25℃，搅拌速度为300rpm的条件下缓慢搅拌直至全部溶解，通入30min氮气排出氧气；
42.s2.用磷酸将步骤s1得到的混合溶液的ph调到5，加入亚硫酸氢钠0.2kg、过氧化二苯甲酰0.2kg、偶氮二异丁腈(abin)0.2kg、二亚乙基二胺五乙酸0.02kg和十二烷基氨基丙酸钠0.04kg，在45℃，搅拌速度为600rpm的条件下搅拌，反应2h后得到固态胶体；
43.s3.将步骤s2得到的固态胶体进行80℃高温干燥，再进行45℃低温干燥，并通过粉碎、过筛得到两性污泥脱水剂粉末。
44.实施例2
45.一种两性污泥脱水剂的制备方法，包括以下步骤：
46.s1.将规定量的丙烯酰胺50kg、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(dmc)60kg、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)60kg和六偏磷酸钠0.06kg与去离子水90kg混合，在30℃，搅拌速度为400rpm的条件下缓慢搅拌直至全部溶解，通入40min氩气排出氧气；
47.s2.用磷酸将步骤s1得到的混合溶液的ph调到5，加入过硫酸钠0.4kg、过氧化二苯甲酰0.4kg、偶氮二异庚腈(abvn)0.4kg、二亚乙基二胺五乙酸0.03kg和十二烷基二亚甲基氨基二甲酸钠0.06kg，在55℃，搅拌速度为700rpm的条件下搅拌，反应3h后得到固态胶体；
48.s3.将步骤s2得到的固态胶体进行70℃高温干燥，再进行50℃低温干燥，并通过粉碎、过筛得到两性污泥脱水剂粉末。
49.实施例3
50.一种两性污泥脱水剂的制备方法，包括以下步骤：
51.s1.将丙烯酰胺60kg、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(dac)50kg、丙烯腈(ac)50kg和六偏磷酸钠0.08kg与去离子水90kg混合，在35℃，搅拌速度为500rpm的条件下缓慢搅拌直至全部溶解，通入50min氦气排出氧气；
52.s2.用磷酸将步骤s1得到的混合溶液的ph调到6，加入过硫酸钠0.5kg、过氧化二苯甲酰0.5kg、偶氮二异庚腈(abvn)0.5kg、二亚乙基二胺五乙酸0.04kg和十二烷基二亚甲基氨基二甲酸钠0.08kg，在60℃，搅拌速度为800rpm的条件下搅拌，反应2h后得到固态胶体；
53.s3.将步骤s2得到的固态胶体进行75℃高温干燥，再进行55℃低温干燥，并通过粉碎、过筛得到两性污泥脱水剂粉末。
54.实施例4
55.一种两性污泥脱水剂的制备方法，包括以下步骤：
56.s1.将丙烯酰胺45kg、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(c18dmaac)50kg、丙烯酸(aa)60kg和六偏磷酸钠0.1kg与去离子水80kg混合，在30℃，搅拌速度为300rpm的条件下缓慢搅拌直至全部溶解，通入30min氮气排出氧气；
57.s2.用磷酸将步骤s1得到的混合溶液的ph调到5，加入亚硫酸氢钠0.2kg、过氧化二苯甲酰0.2kg、偶氮二异丁腈(abin)0.2kg、二亚乙基二胺五乙酸0.02kg和十二烷基氨基丙酸钠0.08kg，在55℃，搅拌速度为600rpm的条件下搅拌，反应2h后得到固态胶体；
58.s3.将步骤s2得到的固态胶体进行80℃高温干燥，再进行45℃低温干燥，并通过粉
碎、过筛得到两性污泥脱水剂粉末。
59.实施例5
60.一种两性污泥脱水剂的制备方法，包括以下步骤：
61.s1.将丙烯酰胺40kg、二乙基二烯丙基氯化铵(dedaac)65kg、丙烯酸(aa)80kg和壬基酚聚氧乙烯醚0.03kg与去离子水100kg混合，在30℃，搅拌速度为400rpm的条件下缓慢搅拌直至全部溶解，通入30min氮气排出氧气；
62.s2.用磷酸将步骤s1得到的混合溶液的ph调到6，加入亚硫酸氢钠0.2kg、过氧化二苯甲酰0.2kg、偶氮二异丁腈(abin)0.2kg、二亚乙基二胺五乙酸0.04kg和十二烷基氨基丙酸钠0.05kg，在50℃，搅拌速度为500rpm的条件下搅拌，反应2h后得到固态胶体；
63.s3.将步骤s2得到的固态胶体进行80℃高温干燥，再进行45℃低温干燥，并通过粉碎、过筛得到两性污泥脱水剂粉末。
64.性能检测
65.向某海上油田固废处置厂水处理车间污泥调理池100立方污泥(ph＝7.5、温度为25℃、含水率为95％)中，加入实施例1-5制备的高效两性污泥脱水剂50公斤，搅拌混合均匀后，经一次板框压滤后测定污泥的含水率、浊度；选择常用的阳性污泥脱水剂和阴性污泥脱水剂(阳离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺)作为对比，各检测结果见表1和图1所示。
66.表1
[0067][0068][0069]
从表1和图1中可以看出，本发明所制备的高效两性污泥脱水剂可以极大降低污泥含水率和浊度，且处理效果明显优于单一离子型污泥脱水剂。
[0070]
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。