[发明专利]一种复合高分子污泥脱水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥脱水剂，尤其是一种复合高分子污泥脱水剂及其制备方法。

背景技术

截至2012年年底，我国的城市污水处理率达到77.4％。“十二五”期间，我国政府提出了2015年城市污水处理率要达到80％的目标，其中重点城市要达到85％，中小城市达到70％。由此必将产生大量的污水厂污泥，使污泥处理成为日益突出的重要问题。

在污泥处理工艺中，首先要解决的是污泥脱水的问题。两性有机高分子污泥脱水剂，同时具有阴离子有机高分子絮凝剂和阳离子有机高分子絮凝剂的特性，絮凝主要通过若干个高分子链对悬浮物“桥连”形成粗大絮体，其效果的好坏与阴、阳离子的含量及相互间的协同作用有关。两性有机高分子污泥脱水剂应用于污泥脱水，不但能使处理后的污泥絮体粗大，泥饼含水率低，而且还具有pH使用范围宽，能调理成分复杂污泥等优点；但其仍具有处理工艺较复杂，最佳投药量范围窄，水处理成本高等缺陷。

无机脱水剂中的铁盐由于其pH适用范围广、矾花内聚系数大、低温低浊处理能力强等特点应用最为广泛。其作用机理主要是由于三价铁离子本身具有很大的水解倾向，从而引发一系列水解反应，进而形成一系列不同形态的多核聚合物，这些多核聚合物往往具有较多的正电荷和较大的表面积，能迅速吸附水体中带负电荷的胶体及其他悬浮物。但是无机脱水剂存在分子量和颗粒度不够高、聚集体的吸附架桥能力不强、投药量较多、后处理困难等缺点。

有机、无机脱水剂在性能和成本上具有很强的互补性，因此无机与有机高分子脱水剂的复配已经成为絮凝剂研究的一个重要方向。对无机-有机高分子絮凝脱水剂的研究和开发大多还处于实验阶段，工业化产品很少，且存在种类单一、分子结构不可控、稳定性差和溶解性不好等问题。

发明内容

本发明的目的在于利用无机、有机脱水剂在性能和成本上的互补性，提供一种以两性有机高分子和铁盐为基础的应用在污水污泥处理方面的新型复合高分子污泥脱水剂的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种复合高分子污泥脱水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)以质量百分比计，用去离子水分别将非离子单体、阴离子单体和阳离子单体配成10％-50％的水溶液，将非离子单体、阴离子单体和阳离子单体的水溶液混合，并调节溶液pH值为2-6，通氮，搅拌；配制的混合溶液中，非离子单体占单体总质量的50％-90％，阴离子单体占单体总质量的5％-25％，阳离子单体占单体总质量的5％-25％；

(2)步骤(1)制得的混合溶液中加入相当于单体总质量0.05％-0.5％的过硫酸盐类引发剂、0.05％-0.5％的亚硫酸盐类还原剂、0.05％-0.5％的偶氮引发剂和0.05％-0.5％的EDTA-2Na，控制反应温度，促发链引发和链增长反应；

(3)步骤(2)中的反应在进行到2-4h时，加入占单体总质量为1％-30％的铁盐，充分搅拌，继续通氮反应1-3h，然后升温至70℃，再继续反应40～60min后出料，得到胶体依次经干燥、粉碎、造粒，即得复合高分子污泥脱水剂。

步骤(1)所述非离子单体是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。

所述阴离子单体是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酸或丙烯酸纳。

所述阳离子单体是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、二甲基二烯丙基三甲基氯化铵或三甲胺基丙烯酸甲酯氯化铵。

步骤(2)中所述的过硫酸盐类引发剂是过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾，亚硫酸盐类还原剂是亚硫酸氢钠或亚硫酸钠，偶氮引发剂是偶氮二异丁脒盐酸盐或偶氮二咪唑啉基丙烷二盐酸盐。

步骤(1)中采用盐酸或氢氧化钠调节pH值。

步骤(2)反应温度为25℃-60℃。

步骤(3)所述的铁盐是三氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁或聚合硫酸铝铁。

各原料中无机物总质量与有机物总质量之比为10:1～20:1。