絮凝處理懸浮物us2004149630

1、絮凝處理懸浮物US2004149630發(fā)明背景本發(fā)明涉及到絮凝處理水體中的懸浮固體顆粒。特別提供了一套處理污水污泥的工藝，可以有效分離污泥中的懸浮固體顆粒。眾所周知，人們經(jīng)常使用高分子絮凝劑來處理水體中的懸浮體系以分離其中的固體顆粒，例如通常的做法就是絮凝，然后對含有懸浮有機(jī)固體顆粒的懸浮體系進(jìn)行脫水。高分子量的高聚物絮凝劑通常被用于上述目的。高分子絮凝劑可以是陽離子型、陰離子型、非離子型或是兩性的，選用何種絮凝劑主要取決于待處理污泥的

2、底質(zhì)。例如通常的做法是用陽離子型高分子絮凝劑來處理含懸浮有機(jī)物的懸浮體系，如污水污泥。在絮凝工藝中還可以使用兩種不同的高分子絮凝劑。它們可能帶有相同的電性，例如在污水污泥脫水中通常用到的就是相同電性的絮凝劑。在其它的工藝中一般使用電性相反的高分子絮凝劑。這兩種高分子絮凝劑可以同時投加到水體的懸浮物中，而更經(jīng)常的做法是依次投加。非離子型高分子絮凝劑應(yīng)用于其它各種絮凝處理中。例如在美國專利US4690752中，一套分離并回收非金屬礦物的工藝

3、，特別是磷酸鹽。加入一種浮選劑，并使混合物與一種疏水高分子量的非離子高聚物接觸反應(yīng)，絮凝其中的細(xì)小顆粒，使其可以滿足下一步的浮選條件。GBA1579007描述了一種陽離子絮凝劑，是由二甲基氨基乙基丙烯酸酯的氯甲基季銨化鹽與丙烯酰胺共聚而成的，當(dāng)高聚物中陽離子單元含量占至少90%時會有最佳的處理效果。盡管已經(jīng)有了傳統(tǒng)的處理工藝，但仍然有必要提供一種改進(jìn)的工藝用來絮凝處理懸浮體系。特別是有必要提供一種改進(jìn)的方法來處理固含量較高的懸浮體系，如

4、污泥，而且脫水的速率和泥餅的質(zhì)量也有待于進(jìn)一步提高。發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明，我們提供了一套方法用來對水體中的懸浮體系進(jìn)行脫水處理，包括向懸浮物中加入一系列的絮凝劑，主要有：a)一種非離子水溶性高分子絮凝劑和b)一種特性黏度至少4dlg的陽離子高分子絮凝劑，以次使固體顆粒絮凝，然后將生成的絮體與水分離，并且組分a)和b)是以混合溶液的形式加入到懸浮物中，或者組分a)是一種平均分子量低于750000的非離子型高聚物，組分a)和b)以混合溶液的形

5、式投加到懸浮物中或者單獨投加。該陽離子高聚物應(yīng)具有足夠高的分子量從而使其特性黏度超過4dlg。這樣的特性黏度值表明高聚物的分子量應(yīng)達(dá)到數(shù)百萬，例如一般超過5000000，并且大都在700000以上。一般的，該陽離子高聚物的特性黏度最好大于6dlg，往往都在8或9dlg以上。特性黏度可以高達(dá)30dlg甚至更高。在許多情況下，合適的陽離子高聚物呈現(xiàn)的特性黏度在7～25dlg范圍內(nèi)，特別是10～20dlg，最好在14dlg或15dlg左右。該

6、陽離子高聚物可以是天然的或是合成的，但最好還是合成的并且可以通過至少一種陽離子單體單獨或是與其它水溶性單體聚合反應(yīng)生成。水溶性是指該單體的溶解度在25℃下至少50gL。這樣合適的陽離子單體包括含有氨基的季銨鹽或是各種酸鹽的單體。最好該陽離子高聚物由一種單體或混合幾種單體組成，其中含有至少一種陽離子單體，可以從以離子高聚物與高分子量的非離子高聚物時達(dá)不到上述最佳的協(xié)同作用效果。當(dāng)組分a)和b)以混合水溶液的形式加到懸浮物中時，非離子型高聚

7、物可以是低分子量的也可以是高分子量的，二者均能達(dá)到與陽離子型高聚物較好的協(xié)同作用。因此該陽離子型高聚物（IV≥4dlg）與非離子高聚物的水溶液混合物極大地改進(jìn)了固液分離的速率。本發(fā)明一種較好的形式下，該水溶液混合物是由陽離子高聚物與低分子量（≤750000）的非離子高聚物組成的。另一種較好的形式是水溶液混合物中非離子高聚物的特性黏度至少為4dlg。典型地，該非離子高聚物的分子量為幾百萬，特性黏度至少8或9dlg，例如高達(dá)10或12dlg

8、或更高。無論何種情況，合成物中非離子高聚物應(yīng)是微電性的。一般地，非離子高聚物中含有的帶電單元不超過10%（摩爾分?jǐn)?shù)）。因此該高聚物只能含有最多10%的陰離子基團(tuán)或陽離子基團(tuán)。當(dāng)非離子高聚物中確實含有帶電基團(tuán)時，這可能是非離子單體與少量離子性單體聚合反應(yīng)的結(jié)果?；蛘咧苽湓摳呔畚飼r使用的非離子單體在反應(yīng)過程中可以轉(zhuǎn)化為離子性單體，在這種情況下，非離子單體在聚合過程中就可能有少量轉(zhuǎn)化為離子性基團(tuán)。例如當(dāng)該非離子單體為丙烯酰胺時，反應(yīng)過程中可能

9、有少量水解為丙烯酸單體。雖然非離子高聚物可以允許為微電性的，但最好使其電性基團(tuán)含量低于5%，并已完全非電性為最佳或者其中電性單元不超過2%。該非離子單體最好是由非離子水溶性乙烯類不飽和單體制備而成。這種高聚物可以由制備高聚物的任意標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)化工藝制成，如水溶液聚合，反相懸浮聚合或反相乳液聚合。該高聚物可以是粉末狀，顆粒狀或乳液形式的。典型地，該非離子高聚物可以從以下物質(zhì)中選取，包括丙烯酰胺聚合物，聚乙烯吡咯烷酮，及聚環(huán)氧乙烷。最好該非離子

10、高聚物是一種丙烯酰胺的均聚物。本發(fā)明的合成物有上述陽離子高聚物與上述非離子高聚物以合適比例配成。陽離子高聚物與非離子高聚物的質(zhì)量比為1090～7525時可以獲得較好的效果。當(dāng)二者的使用量比較接近時（質(zhì)量比6040～4060）可以得到更好的處理效果。因此最佳的配比為50∶50。本發(fā)明適用于各種涉及絮凝及脫水處理的工藝。相關(guān)的工藝包括污水污泥脫水，造紙廢水污泥脫水，造紙黑液污泥脫水，選礦等。本發(fā)明尤其適用于污水污泥脫水。所以當(dāng)所用的非離子高

11、聚物為低分子量高聚物時，陽離子高聚物與非離子高聚物應(yīng)分別投加。兩種高聚物一般是以水溶液的形式計量加入到懸浮體系中，所以這兩種高聚物的水溶液既可以依次計量投加到懸浮物中，也可以同時計量加入到懸浮物中。同時加入是指這兩種溶液初始投加時的計量點相同。如果這兩種高聚物溶液分別單獨投加到懸浮物中，那么投加次序可以是人意的。例如如果首先投加陽離子高聚物溶液，那么非離子高聚物榮也可以在絮凝反應(yīng)開始后投加，但必須是在脫水階段前以及任何的對污泥有高剪切力