[發明專利]一種污水污泥高效脫水劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201711445506.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108083613A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 劉少北
• 申請（專利權）人: 廣州再森新材料科技有限公司
• 主分類號: C02F11/14
• 分類號: C02F11/14;C08F220/56;C08F220/60
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊燕瑞

本發明屬于污水污泥脫水技術領域，公開了一種污水污泥高效脫水劑及其制備方法和應用。本發明脫水劑由包含以下質量份的組分反應得到：殼聚糖10～30份；陽離子聚丙烯酰胺40～80份；二甲基二乙烯丙基氯化銨10～30份；引發劑0.08～0.2份。本發明通過接枝共聚反應對殼聚糖進行改性，以殼聚糖做為接枝骨架合成分子量更大，陽離子濃度更高的污泥脫水劑，其中殼聚糖產量大，無毒無害，對環境友好。本發明殼聚糖接枝共聚物比現有污泥脫水劑具有更好的環境效益，且處理成本低，具有優異的吸水型能，將其作為污泥脫水劑應用于工程實踐中技術、經濟可行，環境效益好，可有效在提高脫水劑脫水性能的同時增加其環境友好性且降低成本。

技術領域

本發明屬于污水污泥脫水技術領域，特別涉及一種污水污泥高效脫水劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著人們對環境污染控制認識的加深，污水處理廠在許多城市陸續建成并運行。污水處理廠是削減水污染物的重要設施，在污水的處理過程中，污泥作為污水處理過程的伴生物，僅在2005年，污水處理廠每年可收集干污泥量已達130萬噸以上，且每年仍以10％左右的幅度增長。大量積累的污泥如得不到妥善處理，其中的有害成分如有機物、重金屬、致病微生物等將對環境造成更為嚴重的二次污染，成為影響城市環境衛生的一大公害。因此，如何妥善、科學地處理處置污泥作為一個待解決的環境問題，越來越受到人們的關注。

污泥脫水劑的原理就是使帶有電荷的無機或有機藥劑在污泥膠體表面起化學反應，中和污泥顆粒電荷，使水從污泥顆粒中分離出來，同時使污泥顆粒凝結成大的顆粒絮體，提高污泥的脫水性能。由于污泥脫水劑主要起到絮凝作用因此也可稱做絮凝劑。污泥脫水是污泥處理處置的關鍵，污泥脫水劑在其中主要起到以下幾種作用：

(1)壓縮雙電層作用：污泥顆粒表面存在著雙電層，即吸附層和擴散層。由于污泥顆粒表面通常帶有負電荷，污泥顆粒之間存在著靜電斥力而相互排斥，使膠體分散體系可以長期處于穩定狀態。同時，膠體顆粒之間還存在著與靜電斥力作用相反的范德華力。膠體顆粒的狀態就取決于這兩種力的合力情況。膠體顆粒之間的距離較小時，范德華力大于靜電斥力，合力表現為引力，膠體顆粒相互凝聚而脫穩。膠體顆粒之間的距離較大時，靜電斥力大于范德華力，合力表現為斥力，膠體顆粒相互排斥而穩定。當向污泥中投加一定量的陽離子污泥脫水劑時，陽離子就會進入膠體顆粒表面的擴散層，進而進入吸附層，使雙電層中的陽離子濃度升高，減小了擴散層的厚度，即壓縮了雙電層，從而減少了膠體顆粒表面的負電荷，使ξ電位降低，膠體顆粒之間的靜電斥力減小，膠體顆粒相互凝聚而脫穩。

(2)吸附電中和作用：由于污泥顆粒表面帶有負電荷，容易與帶有正電荷的離子、膠體顆粒和線型高分子相互吸附，使污泥顆粒表面的負電荷被部分或全部中和，降低了污泥顆粒間的靜電斥力，從而使污泥顆粒更容易發生凝聚而脫穩，這種作用就叫做吸附電中和作用。

(3)吸附架橋作用：吸附架橋作用是指高分子污泥脫水劑通過其分子鏈上的活性基團如-COO-、-CONH2-和-NH-等所產生的配位鍵力、氫鍵力等與膠體顆粒發生作用，使許多膠體顆粒同時吸附在一個線型高分子鏈上，從而增大污泥絮體的體積，使污泥產生絮凝沉降作用。通常在高分子污泥脫水劑的濃度較低時，在污泥脫水劑的線型大分子鏈上會同時吸附兩個或多個膠體顆粒，通過高分子污泥脫水劑的這種“吸附架橋”作用而把多個膠體顆粒連接在一起，形成較大的污泥絮體，從而有利于污泥顆粒的絮凝沉降。

(4)網捕和卷掃作用：網捕和卷掃作用是指污泥顆粒在高分子污泥脫水劑的吸附架橋作用下形成體積較大的污泥絮體后，就會在重力的作用下發生自由沉降，在自由沉降的過程中，污泥絮體的網捕和卷掃作用就會吸附污泥中體積較小的污泥顆粒，從而使污泥顆粒發生絮凝沉降。

污泥脫水劑主要用于污泥脫水前的污泥調理過程中，通過壓縮雙電層作用、吸附電中和作用、吸附架橋作用以及網捕和卷掃作用改變污泥顆粒的性質，使污泥中的水分容易從污泥中分離出來，便于后續的污泥脫水處理。