水溶性高分子絮凝剂及其在污泥脱水方面的应用

水溶性高分子絮凝剂及其在污泥脱水方面的应用

US 200502300319

发明背景及摘要

本发明涉及一种新型水溶性共聚物，可有效用作助留剂、纸张增强剂、稠化剂，特别是用作高分子絮凝剂，本发明将叙述该类物质的制备工艺及其在以上几方面的应用。

这种水溶性聚合物包括由一种阴离子单体如（甲基）丙烯酸盐聚合而成的均聚物，或者是由阳离子单体如二甲氨基乙基（甲基）丙烯酸酯的季铵盐聚合而成的产物，再或者由非离子单体如（甲基）丙烯酰胺聚合而成的产物，另外也可能是各种类型单体的共聚物。

有多种高分子絮凝剂被广泛用于污水处理过程中产生的污泥的絮凝脱水处理。例如，日本专利JP58-51988用聚合硫酸铁作为无机絮凝剂并单独加入一种高分子有机絮凝剂来对污泥进行絮凝脱水处理。日本专利JP56-16599用一种无机絮凝剂和一种两性高分子絮凝剂对污泥进行处理。另外，人们为了改进聚合物的性能，也作了许多尝试，日本专利JP11-156400开发了一种新的污泥脱水剂，主要成分为一种两性高聚物，是由一种阳离子单体、阴离子单体，及一种水溶性非离子单体和一种溶解度不超过1g的疏水性丙烯酸衍生物共聚反应制备而成的。

上述专利文献中开发的聚合物可有效用作污泥脱水剂，但问题却发生在单体的聚合过程中，主要是有凝胶的现象。如果想在聚合过程中避免凝胶现象的发生，结果却只能制得低分子量的聚合物。再者，由于各单体的共聚反应活性差别较大，按照单体的初始配比进行共聚反应后，所得产物并不是理想的结果。所以，很难达到预期的改进效果，即使得到了想要的共聚物，在处理污泥时也无法达到充分的效果。

而且，由于生活环境的变化，市政及工业废水产生的污泥量越来越多，随之絮凝剂的消耗量越来越大，人们对絮凝剂效能的要求越来越高，要求能用少量的药剂达到较好的处理效果。

鉴于上述情况，本发明研究了一种高聚物可用作絮凝剂，并且在污泥脱水处理中生成的矾花有良好的性能，包括絮凝强度、过滤速度及含水率。通过以上研究，发明们开发了一种嵌段共聚物，是由一种水溶性单体与一种含有聚环氧烷基团的混合物共聚反应而成的。

而且，发明者们继续研究了一种能够提供优秀絮凝效果的水溶性共聚物。该聚合物具有极佳的絮凝特性并且对各种类型的污泥均有良好的脱水性能，即使是处理剩余污泥也可获得满意效果。

再者，发明者们还发现了一种新型高分子量水溶性聚合物，其基本组成为一种端基带有烯类不饱和基的聚环氧烷低聚物，该产品在生产过程中不会出现诸如凝胶此类的问题。当用于污泥脱水处理，该水溶性聚合物可以使生成的矾花在絮凝强度、含水率及过滤速率个方面表现极佳。而且该聚合物还可有效用作助留剂、纸张增强剂、增稠剂。

同样，本发明也制备了带有不同阳离子度的上述新型水溶性共聚物，并且发现混合使用可以获得更佳的污泥脱水效果。换句话说，发明者们发现在对含有原泥与剩余污泥的混合污泥进行脱水处理时可获得更加充分的效果。

发明的最佳实施方案

下面将详细介绍一种由水溶性共聚物组成的高分子絮凝剂及其在污泥脱水

中的应用。

本发明的水溶性共聚物是由一种水溶性单体与一种端基带有乙烯类不饱和基的聚环氧烷低聚物共聚而成。聚环氧烷低聚物中的乙烯类不饱和基可用通式（1）表示：

R1CH-C(R2)-X- （1）

其中R1与R2代表H原子或1～3个碳原子的烷基；X代表-R3O-、-O-，或者是-R4NHCOO-；R3及R4代表1～4个碳原子的烯类基团，-Ph-或-Ph-R5-；Ph 指带有取代基的次苯基；R5指1～4个碳原子的烯类基团。R1与R2如果是烷基则最好是甲基，X最好是-R3O-、-O-。R3及R4所代表的烯类基团可以是对苯基或间苯基，取代基可以是烷基或烷基酯。R5所指的烷基可以是线型或枝状的。特别的，R3及R4最好是亚甲基或是亚苯基。

乙烯类不饱和基团包括烯丙氧基、烯丙基甲基氧、烯丙基乙基氧、烯丙基丙基氧、烯丙基丁基氧、乙烯基苄基及丙烯基氧。为了达到较好的反应活性，一般选用烯丙氧基、烯丙甲基氧及丙烯基氧。

合成聚环氧烷低聚物所用的环氧烷单体包括亚环氧乙烷、环氧丙烷，及环氧丁烷。聚环氧烷低聚物可以是由两种或多种聚环氧烷组成的嵌段结构，例如聚环氧乙烷/聚环氧丙烷嵌段低聚物。

聚环氧烷结构中烯化氧单元的个数最好在5～80个。如果少于5个，则制得的絮凝剂就无法获得充分的脱水效果。另一方面，如果超过80，则产物中未聚合物质的含量增加，同样会使制得的产品无法拥有最佳的性能。

聚环氧烷低聚物另一端的结构不做特别限定，为了达成本发明的目的，上述结构最好为1～8个碳原子的烷氧基，包括甲氧、乙氧或丁氧基团。这种情况下，可以使聚合物的生产比较稳定，避免了凝胶现象。

为了制备上述结构的聚环氧烷低聚物，可以用普通的聚环氧烷与乙醇或异腈酸酯进行酯化、醚化或聚氨脂化反应。有一些这样的聚环氧烷低聚物可以在市场上买到，可以直接用于本发明的生产。

与聚环氧共聚的水溶性单体包括各种工业上用的阳离子单体、阴离子单体及非离子单体。根据本发明我们一般使用一种阳离子单体或是阳离子与阴离子单体的混合物。选用何种阳离子单体无特殊限制，只要该单体能够进行自由基聚合反应即可。例如，二甲氨基乙基（甲基）丙烯酸酯，二乙氨基乙基（甲基）丙烯酸酯，及二乙氨基-2-羟丙基（甲基）丙烯酸酯；还包括卤代烷加合物的季铵盐，如氯甲基加合物及卤代烷加合物，如二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酸酯的苯酰氯加合产物；根据本发明最好是选用二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酰胺的叔铵盐或季铵盐。

可选用的阴离子单体包括任意可进行聚合反应的单体，如不饱和羧酸及其盐，例如，（甲基）丙烯酸、马来酸、柠檬酸以及亚甲基丁二酸。根据本发明，最好是选用（甲基）丙烯酸。其盐包括铵盐或碱金属盐（Na、K）。

非离子单体包括（甲基）丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、羟乙基丙烯酸酯、甲氧乙基丙烯酸酯等，本发明中最好是选用（甲基）丙烯酰胺。

非离子单体包括（甲基）丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、羟乙基丙烯酸酯、甲氧乙基丙烯酸酯等，本发明中最好是选用（甲基）丙烯酰胺。

上述各种单体可以单独使用或者是混合多种使用，如上文所述，水溶性单体

的基本组成最好为单独的阳离子单体或是阳离子单体与阴离子单体的混合物。有时还要向单体中加入非离子单体（甲基）丙烯酰胺以改进产物的性能。当（甲基）丙烯酰胺与阳离子单体合用时，水溶性单体中（甲基）丙烯酰胺的比例为1～90mol%。当其与阴、阳离子单体合用时，（甲基）丙烯酰胺所占的比例最好在5～80mol%之间。

聚环氧烷低聚物在聚合单体总量中所占比例为0.05～10mol%。如果比例小于0.05%，聚环氧烷共聚物所得产物的絮凝特性无法得到改进。而当比例超过10%时，产物中就会出现大量未聚合物质，导致所得的共聚物无法溶于水。

当混合使用阴离子单体及阳离子单体作为水溶性单体时，其中阳离子单体所占比例在1～85mol%之间，最好是5～50mol%。阴离子单体所占的比例为1～40mol%，最好是1～30mol%。

特别地，根据本发明，一种较好的水溶性共聚物是由两种聚合产物组成的混合物，其中一种聚合产物是由含阳离子单体60～100mol%的水溶性单体聚合而成的，另一种聚合产物是由含阳离子单体10～50%的水溶性单体聚合而成的。

为了制备本发明的水溶性共聚物，需要将一种含乙烯类不饱和基的聚环氧烷低聚物，一种水溶性单体及另一种可聚合单体混合进行共聚得到所需产物，一般采用水溶液聚合的方法。例如，水溶液中含有10～80wt%，最好是25～60%的聚合单体，在无氧条件下用引发剂引发聚合反应，反应起始温度为0～35℃，反应温度为100℃或略低。

聚合反应引发剂包括过硫酸盐如过硫酸纳及过硫酸钾；有机过氧化物如过氧化苯酰；偶氮化合物如2,2-偶氮双（脒基丙烷）二盐酸，偶氮双氰基戊酸、偶氮二异丁腈、以及2,2-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)-丙酰胺]。

聚合反应可以在紫外光照射的情况下进行，例如，可以在聚合过程中使用一种由缩酮或苯乙酮组成的光引发剂。

聚合引发剂的用量主要依所需共聚物的聚合度或黏度而定。引发剂的用量占反应物总量的比例最好在10～20000mg/L之间。

共聚物的分子量可以通过改变反应单体的类型及配比，或改换聚合引发剂来调整。另外，如果使用链转移剂，则可以通过改变链转移剂的类型及配比来调整共聚物的分子量。常用的链转移剂包括硫醇类化合物如巯基乙醇、巯基丙酸；还原性无机盐如亚硫酸钠，亚硫酸氢钠，及次磷酸钠。

制备高分子量共聚物作为絮凝剂时，聚合引发剂的含量最好为10～2000mg/L，当制备共聚物用作造纸助剂时，聚合引发剂的含量最好为100～20000mg/L。

根据前文所述的水溶性共聚物的组成，我们分别通过聚合反应制备具有高的正电性的聚合物及较低正电性的聚合物，然后将二者混合配成混合物。二者可以在使用前混合，也可在使用时再混合。

根据本发明共聚物的组成，浓度为20wt%的该共聚物水溶液的粘度为10000mPa·s或更大（用布氏粘度计测定）。如此高的粘度就是该共聚物用途广泛的原因之一。例如，本发明的共聚物可有效用作高分子絮凝剂、造纸助剂、稠化剂等。

根据本发明可以制备出平均分子量超过106的共聚物。这样一种浓度20%的该共聚物水溶液呈胶体状，因此无法测定其粘度，但该共聚物依然可以用在以上各方面而不会出现问题。

本发明的共聚物在用作絮凝剂是特别有效，下面我们就将讨论该高分子共聚

物絮凝剂的用法。

平均分子量在1千万～2千万的共聚物特别适合用作絮凝剂。特别地，盐化后浓度为0.5%的该共聚物溶液的粘度按如下方法测得为5～200mPa·s，浓度为0.1%时的不溶残留物体积按如下方法测得为5mL或更少。

浓度0.1%时的不溶残留物体积：

将共聚物溶解在纯净水中配成质量浓度0.1%的溶液（400mL）。然后用直径20cm的83目的筛网对溶液进行过滤，回收筛网上不溶残留物并测定其体积。

盐化后浓度为0.5%时该共聚物溶液的粘度：

将共聚物溶解在质量浓度4%的氯化钠溶液中制成共聚物浓度0.5%的溶液。5min后用布氏粘度计在25℃、60r/min的搅拌下测定该共聚物溶液的粘度。

由水溶液聚合制备的共聚物通常是胶体。将产物切成条状，然后进行干燥，例如用带式干燥或远红外干燥的方法，干燥温度60℃～100℃。对干燥后的共聚物进行研磨制成粉末状产品。接着，对粉末状共聚物的粒径进行校正，通过加入添加剂的方法。因此，最终得到的产品可以有效用作高分子絮凝剂。

本发明絮凝剂在使用时可与一种已有的添加剂混合使用，如硫酸氢钠、硫酸钠等，只要该添加剂对脱水处理没有任何反作用即可。

当用于处理各种污泥时，本发明絮凝剂在絮凝强度、过滤速度及含水率各方面均体现出优秀的性能。该高分子絮凝剂适用范围广，可用于各种类型的污泥处理，例如，市政污水产生的污泥，食品工业废水处理中产生的污泥，化工行业废水处理中产生的污泥，造纸业中产生的污泥。

尽管本发明的高分子絮凝剂可以单独使用，但最好能够与一种无机混凝剂或有机阳离子化合物配合使用。例如，无机混凝剂包括硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁；有机阳离子化合物包括聚胺及阳离子表面活性剂。

特别地，当本发明的高分子絮凝剂为两性絮凝剂时，在使用时最好先加入一种无机混凝剂，这样的脱水方法显得更为有效。这种情况下，在加入无机混凝剂后，应调整污泥的pH值为4～8，最好是5～7。

该高分子絮凝剂的用量一般为污泥中干固含量的0.1%～3%，最好是0.2～2%。用量过少或过高都无法获得满意的效果。

当用一种高正电性的聚合物与一种低正电性的聚合物组成的混合物作为水溶性共聚物时，两种组分的配比主要取决于待处理污泥中纤维含量及所需正电荷的密度。例如，前后两者聚合物的配比最好在10∶90～50∶50（质量比）之间。如果高电性聚合物的比例小于10，脱水效果就会下降，而另一方面如果其比例超过90，则所生成的矾花就不够充分。

尽管我们还未了解污泥脱水的详细机理，但笔者认为其主要机理如下：带有较高正电性的聚合物组分主要起到中和污泥电性的角色。另一方面，低电性的聚合物组分主要起到交联吸附以形成絮体的作用。使用这样两种聚合物可以在污泥脱水处理中获得优秀的效果。

生成的矾花可以用脱水设备进行脱水，如螺旋压滤脱水机、带式压滤脱水机等。最终制成脱水泥饼。

本发明的絮凝剂也可用在用絮凝器进行脱水的方法中。首先向污泥中加入无机混凝剂，然后加入本发明高分子絮凝剂，再将污泥引入絮凝器，或是污泥与絮凝剂同时加入到絮凝剂中，絮凝及过滤处理在设备中同时进行，生成的矾花用脱水机处理后成为泥饼。

实例

下面将根据例与比较例对本发明进行更为详细的说明。

例1

反应物包括烯丙基聚环氧乙烷甲基醚（烯化氧单元的个数为9，商品名PKA-5010，分子量1500，由NOF公司生产，下文中将用PKA-5010代表该反应物），一种二甲氨乙基丙烯酸酯的氯甲烷季铵盐的水溶液（下文用DAC代表），一种丙烯酰胺水溶液（AM），将三者按1.0∶85.0∶14.0的摩尔比置于不锈钢反应器中。然后向混合物中加入蒸馏水至溶液总重为1kg，单体质量浓度为55wt%。

接下来，控制溶液温度在20℃，并向其中充氮60min。这样就制成了用于聚合反应的单体混合物。然后，偶氮双（脒基丙烷）二盐酸（下文用V-50代表）及亚硫酸氢钠分别以1000mg/L及20mg/L的质量浓度加入到单体溶液中。用辐射强度为6.0mw/cm2的红外线对溶液进行辐射60min，使其反应物进行聚合，最终制得水溶胶态的水溶性共聚物。

将产物从反应器中取出并切成条状，在80℃下干燥5h，然后进行研磨制成粉末状水溶性共聚物。该共聚物具有很高的分子量，并且由于浓度为20wt%的该共聚物溶液为胶状，所以无法测得其粘度。

这种水溶性共聚物被命名为高分子絮凝剂P1，测定其浓度0.1%时的不溶物残留量及浓度0.5%时的粘度，结果列于表1。

例2及比较例1和2

按例1的方法生产粉末状水溶性共聚物，但是反应单体、引发剂等有所改变，见表1。制成的共聚物具有很高的分子量，但由于浓度为20%的该共聚物溶液为胶状，所以无法测得其粘度。

上述几种水溶性共聚物被命名为高分子絮凝剂P2、R1及R2，测定其不溶物残留量及粘度，结果列于表1。

表中，PKA-5015指烯丙氧基聚（乙二醇/丙二醇）丁基醚，其中乙二醇/丙二醇为摩尔比为75∶25的嵌段共聚物，PKA-5015分子量为1600，由NOF公司生产。表1中，MEA代表甲氧乙基丙烯酸酯。

污泥试验：工业废水污泥（SS：10000mg/L，VSS：8100mg/L）置于500mL 烧杯中。向污泥中加入例及比较例中的絮凝剂。接着，混合搅拌90s以形成矾花。测定矾花的粒径。

然后，用80目的筛网对矾花进行重力过滤，10s后侧滤过液体积。该值表明了过滤速率。

对得到的泥饼用带式压滤机（压力：0.5kg /cm2）进行压力脱水，以测定含水量。结果见表1。

有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中的应用

有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中 的应用 关键词：有机高分子絮凝剂污水处理PAM 应用展望 摘要：絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中 有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。絮凝剂是一种带有正性集团中和水中的带电集团。以降低其电势，使其处于不稳定的状态，然后利用一些聚合的性质利用各种理化方法从中分离出来。而为了达到这种效果使用的药剂一般称为絮凝剂。絮凝剂主要用于污水处理。 我国的无机絮凝剂品种开发较齐全，应用也很广泛，石化企业的炼厂污水处理中，目前普遍采用的絮凝剂为聚合氯化铝等无机絮凝剂。而在有机高分子絮凝剂的品种开发上不如国外齐全，国外研究了各种用途的系列高分子絮凝剂，而国内我们在实际应用中可供筛选的有机絮凝剂不多。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小、生成污泥量少、并且容易处理等优点,因而有着广阔的应用前景。今后有待于加强开发、应用。 无机高分子絮凝剂。 近年来,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成系列:阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PPS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等;阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASL)、聚合硅酸铁(PFSB、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。⑽ 有机高分子絮凝剂用于污水处理始于50年代末。有机高分子絮凝剂比无机絮凝剂有用量小、絮凝能力强、反应速度快、受外界环境影响小、产生废渣少易处理等优点在发达国家已得到迅速发展，近年来，有机高分子絮凝剂新产品不断问世，产品类型、规格更加齐全;功能也逐步多样化。 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型：聚胺型-低分子量阳离子型电解质；季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。⑴ 加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。 天然有机高分子絮凝剂 在近代水处理中，天然高分子絮凝剂由于电荷密度较小，分子量较低，但容易发生生物降解而失去其絮凝活性，所以很少直接应用。所以要对其进行改性七十年代以来，美、英、法、日和印度等国结合本国的天然高分子资源，重视化学改性有机高分子絮凝剂的研究。目前国外大的商品高分子絮凝剂公司近130家.约生产400种不同牌号的商品絮凝剂，其中20%为

生物基高效污泥脱水剂

生物基高效污泥脱水剂 一、技术概述 本技术以自主研发的酶学方法合成多糖生物絮凝剂，经膜纯化后，与阳离子单体进行水溶液聚合，形成类梳型接枝共聚物，根据需要复配表面活性剂后形成生物基高效污泥脱水剂。适合于产品的规模化生产，产品可适用于工业或生活污水处理中产生的污泥，采用板框压滤机进行深度脱水。工艺流程为：多糖酶液的制备→多糖生物絮凝剂粗产品→膜纯化→多糖生物絮凝剂纯品→阳离子型多糖接枝共聚物→复配形成生物基污泥脱水剂。产品能使污泥迅速脱水，具有较强的可滤性，明显提升污泥的处理效率，产品本身无毒无二次污染，而且能在一定程度上钝化污泥中的重金属、杀死病原微生物及有害菌等，减少滤液的盐度和有机物的残留量，污泥减量化效果明显，有利于泥饼的回收和资源化再利用。 二、技术优势 1、采用酶法合成具有独特结构和不同分子量范围（1000—2000万）的多糖生物絮凝剂，并实现工业化生产和不同范围分子量絮凝剂的分离； 2、将该多糖生物絮凝剂经过改性后应用于污泥脱水，与其他多糖基絮凝剂（淀粉基、纤维素基、壳聚糖基等）相比，能更迅速的与污泥发生反应，除了能电中和、吸附架桥和网捕卷扫污泥胶体颗粒，还能有效的实现胞外聚合物的凝聚和原生物细胞的破壁，释放内部水，泥水分离效果更佳明显。 3、本污泥脱水剂尤其适用于板框压滤机，与其他常用的污泥脱水剂相比，进泥量提高了近50%，产物无毒环保而且在压滤过程中不产生异味，无二次污染，不含重金属，而且还能增加泥饼的肥力。 三、适用范围 药剂的制备可适用于工业化生产，药剂的应用可适用于工业或生活污水处理中产生的污泥，采用板框压滤机进行深度脱水，可适用于小型及大型设备等，药剂的添加可直接采用管道加药的方式。 四、技术指标 酶活力：＞400 DSU/ml 粘度：2000-10000 cps 接枝共聚物接枝效率：≥200% 五、经济指标 泥饼含水率：50-65% 滤液滤饼毒性：无 滤液含盐量：增加0-5% 滤液碱度：基本不变 滤液COD：不增加

无机絮凝剂

分类和性质 无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最 早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝 盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O，另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4.17H2O和硫酸铁。 无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是 20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。目 前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流 程自动化的程度，加上产品质量稳定，无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝 剂总产量30%～60%。 简单的无机聚合物絮凝剂，这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐 的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通 过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化， 中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状 混凝沉淀，沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。 改性的单阳离子无机絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力， 引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的 原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是 两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便，原料来源广泛，成本低，是一种 新型的无机高分子絮凝剂，对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力，故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂， 发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子 引到聚硅酸中，得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105，有可能在水处 理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力，对Fe3+的水解溶液有较大的影响，能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥，形成多核络合物；对水中带负电的硅 藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强，同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)

水溶性高分子絮凝剂及其在污泥脱水方面的应用

水溶性高分子絮凝剂及其在污泥脱水方面的应用 US 200502300319 发明背景及摘要 本发明涉及一种新型水溶性共聚物，可有效用作助留剂、纸张增强剂、稠化剂，特别是用作高分子絮凝剂，本发明将叙述该类物质的制备工艺及其在以上几方面的应用。 这种水溶性聚合物包括由一种阴离子单体如（甲基）丙烯酸盐聚合而成的均聚物，或者是由阳离子单体如二甲氨基乙基（甲基）丙烯酸酯的季铵盐聚合而成的产物，再或者由非离子单体如（甲基）丙烯酰胺聚合而成的产物，另外也可能是各种类型单体的共聚物。 有多种高分子絮凝剂被广泛用于污水处理过程中产生的污泥的絮凝脱水处理。例如，日本专利JP58-51988用聚合硫酸铁作为无机絮凝剂并单独加入一种高分子有机絮凝剂来对污泥进行絮凝脱水处理。日本专利JP56-16599用一种无机絮凝剂和一种两性高分子絮凝剂对污泥进行处理。另外，人们为了改进聚合物的性能，也作了许多尝试，日本专利JP11-156400开发了一种新的污泥脱水剂，主要成分为一种两性高聚物，是由一种阳离子单体、阴离子单体，及一种水溶性非离子单体和一种溶解度不超过1g的疏水性丙烯酸衍生物共聚反应制备而成的。 上述专利文献中开发的聚合物可有效用作污泥脱水剂，但问题却发生在单体的聚合过程中，主要是有凝胶的现象。如果想在聚合过程中避免凝胶现象的发生，结果却只能制得低分子量的聚合物。再者，由于各单体的共聚反应活性差别较大，按照单体的初始配比进行共聚反应后，所得产物并不是理想的结果。所以，很难达到预期的改进效果，即使得到了想要的共聚物，在处理污泥时也无法达到充分的效果。 而且，由于生活环境的变化，市政及工业废水产生的污泥量越来越多，随之絮凝剂的消耗量越来越大，人们对絮凝剂效能的要求越来越高，要求能用少量的药剂达到较好的处理效果。 鉴于上述情况，本发明研究了一种高聚物可用作絮凝剂，并且在污泥脱水处理中生成的矾花有良好的性能，包括絮凝强度、过滤速度及含水率。通过以上研究，发明们开发了一种嵌段共聚物，是由一种水溶性单体与一种含有聚环氧烷基团的混合物共聚反应而成的。 而且，发明者们继续研究了一种能够提供优秀絮凝效果的水溶性共聚物。该聚合物具有极佳的絮凝特性并且对各种类型的污泥均有良好的脱水性能，即使是处理剩余污泥也可获得满意效果。 再者，发明者们还发现了一种新型高分子量水溶性聚合物，其基本组成为一种端基带有烯类不饱和基的聚环氧烷低聚物，该产品在生产过程中不会出现诸如凝胶此类的问题。当用于污泥脱水处理，该水溶性聚合物可以使生成的矾花在絮凝强度、含水率及过滤速率个方面表现极佳。而且该聚合物还可有效用作助留剂、纸张增强剂、增稠剂。 同样，本发明也制备了带有不同阳离子度的上述新型水溶性共聚物，并且发现混合使用可以获得更佳的污泥脱水效果。换句话说，发明者们发现在对含有原泥与剩余污泥的混合污泥进行脱水处理时可获得更加充分的效果。 发明的最佳实施方案 下面将详细介绍一种由水溶性共聚物组成的高分子絮凝剂及其在污泥脱水

水溶性高分子简介

水溶性高分子简介 摘要：本文介绍了水溶性高分子的分类，物理性能，制造以及未来的发展前景。关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙二醇 引言 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。是一种亲水性的高分子材料，在水中能够溶解或溶胀而形成溶液或分散液。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。这些集团不但使得高分子有亲水性，而且还带来很多宝贵的性能，如粘合性，成膜性，润滑性，分散性，减磨性等等。 1水溶性高分子的分类 1.1天然水溶性高分子。 以天然动植物为原料，通过物理过程或者物理化学的方法提取而成。最常见的如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。天然高分子虽然受到合成高分子的不断冲击，产量逐渐下降，但是仍然有很大一部分市场被其牢牢统治着。 1.2改性天然高分子。 主要有改性纤维素和改性淀粉两大类。如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。这类高分子兼有天然高分子和合成高分子的优点，拥有广泛的市场，因此产量很大。 1.3合成高分子。 合成高分子材料分为聚合类和缩合类两类，如聚丙烯酰胺（PAM）、水解聚丙烯酰胺（HPAM））、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。按大分子链连接的水化基团分为：非离子型和离子型。按荷电性质分为：非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子，其中后三类为聚电解质。按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。 2水溶性高分子的物理性能 2.1溶解性 溶解性是达到平衡的溶液便不能容纳更多的溶质，在特殊条件下，溶液中溶解的溶质会比正常情多，这时它便成为过饱和溶液。每份溶剂所能溶解的溶质的最大值就是“溶质在这种溶剂的溶解度”。 为了提高水溶性，一是在分子中引入足够的亲水基团到大分子上面变为水溶性高分子。二是降低聚合物的结晶度。三是利用聚电解质的反离子力作用促进溶解。

有机高分子絮凝剂的研究与发展

有机高分子絮凝剂的研究与发展 摘要：有机高分子絮凝剂的研究、生产和应用已成为一门迅速发展的科学和技术。对絮凝机理进行了系统的总结，并分析了有机高分子絮凝剂在废水处理中的有关应用以及发展前景。 关键词：，絮凝化学，絮凝机理，污水处理， 1简介 絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。 有机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。有机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。加上产品质量稳定，有机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量30%～60%。 某些天然的高分子有机物例如含羧基较多的多聚糖和含磷酸基较多的淀粉都有絮凝性能。用化学方法在大分子中引入活性基团可提高这种性能，如将一种天然多糖进行醚化反应引入羧基、酰胺基等活性基团后，絮凝性能较好，可加速蔗汁沉降。 将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。国内研制的一些产品，主要应用于污水处理和污泥脱水。 由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒，且合成用丙烯酰胺单体有毒，能麻醉人的中枢神经，应用领域受到一定限制，迫使絮凝剂向廉价实用、无毒高效的方向发展。 2絮凝机理 目前，认为絮凝作用机理是凝聚和絮凝两种作用过程的总和。在对高分子的絮凝

模式及作用机理进行大量研究后，主要提出了“架桥”絮凝模式并加以解释，但仅仅是定性地解释了高聚物的“架桥”絮凝机理。电子显微镜技术的不断发展促使人们从絮体的真实结构去研究絮凝过程。Attia，采用染色法、包埋法、投影法等在透射电子显微镜下观察了孔雀石在PAM作用下的絮团，由于浓度高，所得图像并不十分清晰和直观。宋少先等，采用沉降分析法，以Stoks直径来表征絮团的粒度，但所获得的粒度并不是絮团真正意义上的粒度。Ching等人，采用流动脉动絮凝检测技术，检测絮体颗粒瞬时增长状态及其变化，所获得的絮凝指数仅是个参数，不能表示絮团的真实粒度。郭玲香、胡明星，采用透射电子显微镜拍摄煤泥“架桥”絮凝图像，并应用数学形态学图像处理理论，提取与煤泥絮凝过程相关的微观结构参数，定量地研究了高聚物的絮凝作用机理。 2.1非离子有机高分子絮凝剂 非离子有机高分子絮凝剂包括常用的聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。通过分子链中 -CONH2官能团与悬浮物发生吸附架桥作用，增大絮体矾花的尺寸，有利于其快速沉降而除去，其絮凝效果与聚合物的相对分子质量密切相关。提高聚合物相对分子质量，有利于增大絮凝剂在水相的流体力学尺寸或体积，从而提高其絮凝网捕能力，有效降低絮凝剂的使用浓度，提高絮凝效率。长春应用化学研究所研制的优质聚丙烯酰胺相对分子质量已达12×106。，游离丙烯酰胺含量低于0.05％，产品水溶性良好，逐步缩小了与国外同类产品的差距。该类絮凝剂是一种无机物或悬浮物的絮凝助剂，具有明显的非选择性。 2.2阴离子有机高分子絮凝剂 阴离子絮凝剂既可以是非离子絮凝剂聚丙烯酰胺的水解产物，也可以是丙烯酰胺与乙烯类磺酸盐或丙烯酸盐、马来酸盐等的共聚产物。絮凝剂分子中存在适量的阴离子基团，有利于絮凝剂分子链的伸展，提高其网捕絮体的能力，增强其絮凝效果；该作用与絮凝剂对混凝絮体的吸附作用及方式相互制约，阴离子有机高分子絮凝剂中阴离子基团含量存在最佳值。但阴离子有机高分子絮凝剂相对分子质量增加，往往使其最佳用量增加。由于阴离子有机高分子絮凝剂本身带负电，所以仍主要用作无机混凝剂的絮凝助剂，且受介质的pH值、矿化度、高价金属离子含量影响较大；介质pH值下降、矿化度和高价金属盐含量增加，则其絮凝效果明显变差，甚至失效。所以阴离子型聚丙烯酰胺主要用于选矿、冶金、洗煤、食品行业和石油钻井过程中的固液分离或其他中、碱性条件下高浊度水的处理。

污泥脱水剂项目规划方案

污泥脱水剂项目 规划方案 规划设计/投资分析/实施方案

摘要 随着水体污染的日益严重和人们环保意识的逐渐提高，我国建成了大 量的污水处理厂来对工业废水和城市生活污水进行集中处理，极大的提高 了工业废水和生活污水的处理率，降低了其对自然水体的污染。与此同时，作为污水处理厂处理污水的副产物，污泥的产量也急剧增大。 该污泥脱水剂项目计划总投资12793.18万元，其中：固定资产投 资10747.91万元，占项目总投资的84.01%；流动资金2045.27万元，占项目总投资的15.99%。 本期项目达产年营业收入18956.00万元，总成本费用14826.62 万元，税金及附加214.93万元，利润总额4129.38万元，利税总额4913.88万元，税后净利润3097.03万元，达产年纳税总额1816.85万元；达产年投资利润率32.28%，投资利税率38.41%，投资回报率 24.21%，全部投资回收期5.63年，提供就业职位264个。

污泥脱水剂项目规划方案目录 第一章项目概论 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标

第二章项目背景、必要性 一、项目承办单位背景分析 二、产业政策及发展规划 三、鼓励中小企业发展 四、宏观经济形势分析 五、区域经济发展概况 六、项目必要性分析 第三章项目规划分析 一、产品规划 二、建设规模 第四章选址可行性分析 一、项目选址原则 二、项目选址 三、建设条件分析 四、用地控制指标 五、用地总体要求 六、节约用地措施 七、总图布置方案 八、运输组成 九、选址综合评价

絮凝剂的种类及作用

絮凝剂的种类及作用 1 无机絮凝剂无机絮凝剂也称凝聚剂,主要应用于饮用水、工业水的净化处理以及地下水、废水淤泥的脱水处理等。无机絮凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类, 按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系, 按相对分子量又可分为低分子体系和高分子体系两大类。 1.1 无机低分子絮凝剂 传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层吸附[4]。铝盐中主要硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差[5～9]。无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低 1.2 无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型水处理药剂。其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%～60%[10]。近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。生物聚合铁(BPFS) 2

水溶性高分子增稠剂综述

1 绪论 增稠剂实质上是一种流变助剂，加入增稠剂后能调节流变性，使胶黏剂和密封剂增稠，防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液)，还能起着降低成本的作用。特别对于胶黏剂和密封剂的制造、储存、使用都很重要，能够改进和调节黏度，获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。 1.1定义 能明显增加胶黏剂和密封剂黏度的物质称为增稠剂(chickening agent)，有水性和油性之分。尤其是水相增稠剂应用更为普遍。在水体系中，当增稠剂达到一定浓度后，亲油端基缔合形成胶束；在水基高分子体系中，增稠剂的亲油基团主要与聚合物粒子缔合,以这种方式完成增稠特性的高分子化合物称为水性增稠剂。 1.2分类及机理 水溶性高分子增稠剂的分类有以下几种： 1.2.1纤维素类[1] 纤维素类在水基体系中是一类非常有效的增稠剂,广泛应用于化妆品的各种领域。纤维素是天然有机物, 它含有重复的葡萄糖苷单元,每个葡萄糖苷单元含有3 个羟基, 通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠,纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。使用量一般质量分数为1%左右。

纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高，表现为在静态和低剪切有高黏度，在高剪切下为低黏度。这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪切速度时，分子平行于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系黏度下降。 1.2.2 聚丙烯酸类 聚丙烯酸类增稠剂[2]自1953 年Goodrich 公司将Carbomer934引入市场至今已有40年的历史了, 现在这系列增稠剂已经有了更多的选择(见表1) 。 聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有2 种, 即中和增稠与氢键结合增稠。中和增稠是将酸性的聚丙烯酸类增稠剂中和, 使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷, 同性电荷之间的相斥促使分子伸直张开形成网状结构达到增稠效果; 氢键结合增稠是聚丙烯酸类增稠剂先与水结合形成水合分子, 再与质量分数为10 %～ 20 %的羟基给予体(如具有5个或以上乙氧基的非离子表面活性剂)结合, 使其卷曲的分子在含水系统中解开形成网状结构达到增稠效果。 1.2.3 天然胶及其改性物 天然胶主要有胶原蛋白类和聚多糖类,但是作为增稠剂的天然胶主要是聚多糖类( 见表1) 。 增稠机理是通过聚多糖中糖单元含有3个羟基与水分子相互作用形成三维水化网络结构,从而达到增稠的效果。它们的水溶液的流变形态大部分是非牛顿流体, 但也有些稀溶液的流变特性接近牛顿流体。 1.2.4无机高分子及其改性物 无机高分子类增稠剂一般具有三层的层状结构或一个扩张的格子结构,最有商业用途的两类是蒙脱土和水辉石。 其增稠机理是无机高分子在水中分散时,其中的金属离子从晶片往外扩散,随着水合作用的进行,它发生溶胀,到最后片晶完全分离,其结果形成阴离子层状结构片晶和金属离子的透明胶体悬浮液。在这种情况下,片晶带有表面负电荷,它的

絮凝剂在污水处理和污泥脱水中的应用

第２３卷第４期２００６年１２月 吉林建筑工程学院学报 ＪｏｕｍａｌｏｆＪｉｌｉｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｆａｌａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｖ０１．２３Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２００６ 新型絮凝剂在污水处理和污泥脱水中的应用 尹军１焦畅１霍玉丰１（１：吉林建筑工程学院市政与环境工程学院，长春１３００２１；王雪峰１李林１赵可２ ２：哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨１５００９０） 摘要：根据污水和污泥处理中絮凝沉淀的作用机理与特点，针对实际工程应用中存在的问题，阐述了近年来新型絮凝剂在污水处理和污泥脱水中的应用状况，并与传统絮凝剂进行了比较；说明采用天然高分子物质（如淀粉、甲壳素、纤维素）通过改性，可制成高效、无毒、可生物降解、廉价的天然高分子絮凝剂，并与微生物絮凝剂共同逐步取代传统的无机和有机絮凝剂． 关键词：新型絮凝剂；污水处理；污泥脱水；展望 中圈分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａ文章编号：１００９—１２８８（２００６）０４—００１３．０４ Ｏ前言 絮凝沉淀能有效去除水中的重金属离子、悬浮物、有机物和氨氮等，使水质得到进一步净化，已广泛应用于水处理工艺流程中．目前，城市污水和废水的排放规模不断加大，种类不断增加，水中污染物的成分日趋复杂，对环境的危害日益加重．因此，水处理的难度进一步加大，特别是传统的絮凝剂已不能满足现有絮凝技术的需要．另外。城市污水生物处理过程中将产生大量的剩余污泥，剩余污泥经浓缩后，含水率为９５％～９７％左右．为了经济有效地进行生物污泥的干燥、焚烧、堆肥、填埋等进一步处置，必须充分的脱水而减量化．污泥是难脱水物质，需要通过投加絮凝剂来改善污泥的脱水性．无机絮凝剂投加量大，效果不佳，还会把金属带入污泥的最终产物之中，对环境造成危害；有机合成高分子絮凝剂生物难降解，残留单体有毒，会对环境造成二次污染．因此，新型絮凝剂的研究和开发已成为当今世界各国的重要研究课题之一． １天然高分子絮凝剂 天然高分子絮凝剂及其改性制品种类很多，应用于污泥脱水的主要有改性淀粉类、甲壳素／壳聚糖类、纤维素类、木质素类等． 天然高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比，用量少、絮凝速度快、产生的污泥易处理、受ｐＨ值等外界条件影响小…．与有机合成高分子絮凝剂相比，其优点有口】：原料来源广且可再生；制备成本低、价格便宜，易于生物降解，不会造成二次污染；天然高分子种类多，可选择性大，易根据需要采用不同的制备方法进行改性．因此，天然高分子絮凝剂的应用前景广阔，受到国内外众多学者的重视和关注． １．１淀粉及其衍生物 淀粉存在于许多植物中，是一种六元环状的天然高分子．淀粉及其衍生物都具有无毒、可生物降解、价廉等优点．淀粉中含有许多羟基，表现出较活泼的化学性质，通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性，其活性基团大大增加，聚合物呈枝化结构，分散了絮凝基团，对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉作用［３１． 淀粉接枝共聚物是由于在淀粉上接枝了具有絮凝功能的聚合物侧链，侧链基团与许多物质亲和、吸附，形成氢键或这种侧链与被絮凝物质形成物理交联状态，使被絮凝物质沉淀．聚合物应用的关键在于其分子形态、相对分子质量、离子度．当使用小分子絮凝剂时，絮凝物质被吸附在其周围，因絮凝物颗粒之间产生斥力 收稿日期：２００６—０６—２３． 作者简介：尹军（１９５４～），男，吉林省吉林市人，教授，博士生导师

污泥脱水知识

污泥学习资料 第一部分：污泥的种类及特性 一、`污泥的定义及来源 1、污泥是污水处理过程所产生的固体沉淀物质。 2、由于各类污泥的性质变化较大，分类是非常必要的，其处理和处置也是不同的。根据其来源，可以划分为： （1）市政污泥：主要指来自污水厂的污泥，这是数量最大的一类污泥。此外，自来水厂的污泥也来自市政设施，可以归入这一类。（2）管网污泥:来自排水收集系统的污泥。 （3）河湖淤泥：来自江河,湖泊的污泥。 （4）工业污泥：来自各种工业生所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。 3、在非特指环境下，污泥一般指市政排水污泥。 二、污泥的产生 1、废水的处理是由一系列物理化学和生物处理过程组成的： （1）沉淀（使用或不使用化学絮凝剂）、过滤、滤清 （2）通过微生物进行好氧和厌氧处理，产生有机复合物 （3）生化脱氮和脱磷 （4）消化处理并产生沼气 2、在废水净化过程中，废水中的污染物经生化降解集中去除。生物处理可将大部分有机污染物降解为水和气体（好氧处理产生CO2`O2,厌氧处理产生CH4为住的气体），金属污染物（包括重金属）则不能

处理而集中到污泥中。 3、污水中的污染物和营养成分在大量繁殖的细菌作用下，在化学药剂的作用下形成聚集，逐渐增大的团粒结构最终在水中沉淀下来，形成污泥。污泥是经各级污水处理后产生的固形物，是污水处理厂不可避免的副产品。 三、污泥的分类 1、初沉污泥：是一级处理过程中产生的污泥，也就是在初沉池中沉淀下来的污泥。含水率一般为96%——98%。 2、剩余污泥：指生化处理等二级处理过程中排放的污泥，含水率一般为99.2%以上。 3、消化污泥:是指初沉污泥、剩余污泥经消化处理后达到稳定、无害化的污泥，其中的有机物大部分被消化分解，因而不易腐败，同时污泥中的寄生虫卵和病原微生物被杀灭。 4、化学污泥：指絮凝沉淀和化学深度处理过程中的污泥，如石灰法去除磷、酸碱废水中和以及电解法等产生的沉定物。 四、污水污泥的特性 1、物理特性 污泥组成为水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散，形状不规则，比表面积与孔隙率极高（孔隙率大于99%），含水率高，脱水性差。外观上具有类似绒毛的分支于网状结构。 2、化学特性 生物污泥以微生物为主体，同时包括混入生活污水泥沙、纤维、

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用 * 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275 摘要：本实验采用溶液聚合法，以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯，然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解，得到聚乙烯醇5.527 g，产率54.0%，之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。之后利用聚乙 烯醇的缩醛化反应制备胶水，利用聚乙烯醇的性质制备面膜。 关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法 1.引言 水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶胀而形成溶液或分散液。1924年，德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中，得到聚乙烯醇（PV A）。聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体，无毒无味，是使用最广泛的合成水溶性高分子，具有优良的力学性能和可调节的表面活性。PV A具有多羟基强氢键，以及单一的-C-C-单键结构，这样的结构不但使PV A具有亲水性，还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。 PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯，然后将其醇解生成PV A，其反应式如下： PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇，因此，其发生的反应为多元醇反应，如醚化、酯化、缩醛化。聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应，生产聚乙烯醇缩甲醛，作为胶水使用。 2.实验过程 2.1 实验仪器 三颈瓶，回流冷凝管，水浴锅，蒸汽蒸馏装置，滴液漏斗，pH试纸，培养皿，抽滤装置，滤纸，真空烘箱。2.2 实验试剂 偶氮二异丁腈（AIBN），甲醇，乙酸乙烯酯，NaOH，聚乙烯醇，甲酸，40%甲醛水溶液，盐酸，羧甲基纤维素，丙二醇，乙醇。 2.3 实验步骤

两性高分子絮凝剂

两性高分子絮凝剂 关键词：絮凝剂新进展两性高分子絮凝剂 在广泛的污泥处理系统中，通过输送进行集中处理下水污泥或粪尿污泥。为了改善絮凝脱水性或脱磷而添加了金属凝集剂的各种污泥以及对于传统的阳离子型絮凝剂效果不佳的 难处理污泥，分子内含有阳离子基和阴离子基的分子内两性型絮凝剂表现了优秀的絮凝性能。 两性型絮凝剂有阴离子、阳离子聚合制的的分子内两性型和阴离子型、阳离子型絮凝剂混合制得的混合两性型两类。人们发现，分子内两性型有着混合型所不具备的友谊絮凝性能。 此外，阴离子、阳离子、非离子基的不同比例对于絮凝性能有很大影响。被处理污泥的种类和性状不同，其适应性也是不一样的。目前在脱水处理中使用最多的是阳离子、阴离子两性絮凝剂，离子比例在中等程度的产品推断为阴离子基比阳离子基少的品种。 此外，两性高分子在下水处理中以污泥浓缩为目的的造粒浓缩法中也与金属凝集剂并用，在此使用的是阴离子基比阳离子基多的品种。 1，带有磺酸基团的两性高分子聚合物 将AMPS、N‐乙烯基‐N‐甲基乙酰胺和DADMAC悬浮于丁醇中，在氮气保护下用偶氮二异丁腈于75‐80℃聚合2H，合成了带有磺酸基和强碱性基团的两性高分子聚合物。 2，带羧酸基的两性高分子聚合物 带有季铵盐基团的单体与丙烯酸共聚可合成带有强碱性基团和弱酸性基团的絮凝剂。 丙烯酸在离解的状态下混合时，在聚合以前形成季铵盐和粒子络合物，得不到共聚物，因此，使其在丙烯酸不解离的PH值范围内聚合。 3，两性聚丙烯酰胺的溶液行为 两性聚丙烯酰胺不同于聚丙烯酰胺，除了其分子中含有酰胺基外，还含有正、负电荷基团，因而具有良好的水溶性。但两性聚丙烯酰胺的水溶性还依赖于溶液的PH值，由于其分子链上同时含有正，负电荷基团，使得分子链内的静电作用力即可为排斥力，也可为吸附力。通过调节溶液的PH值可对正、负电荷的相对数目加以控制。在强酸或强碱溶液中，两性高聚物上存在大量静电荷，分子链扩展，其行为与阳离子或阴离子聚电解质相似，聚合物均表现出良好的水溶性。但在等电点时两性聚合物的分子链发生收缩，因而经常出现其在水的溶解性变差的特征。 4，两性聚丙烯酰胺的开发现状 两性聚丙烯酰胺是一类多功能的水溶性高分子材料，可望在水出。石油钻井、造纸、选矿、流体输送和皮革复鞣等方面得到应用。 两性聚丙烯酰胺分子中带有阴离子基团和阳离子基团，其阳离子基团可以捕捉带负电荷的有机悬浮物，阴离子及软可以促进无机悬浮物的沉降。两性聚丙烯酰胺絮凝剂因其结构的特点而比较适宜于处理其他絮凝剂难以处理的场合，而且还可在大范围PH值内使用。采用两性聚丙烯酰胺处理废水，具有较高的滤水量、较低的滤饼含水率，综合性能优于高效粉状阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂。 两性聚丙烯酰胺也可用于矿物的筛选。当用强酸侵提矿石或从含金属的酸性催化剂中回收有价值的金属时，金属成分溶解于酸中，不溶的杂质形成酸性悬浮液。此时，选用两性聚丙烯酰胺絮凝去除杂质具有显著的效果。 以上文章出自https://www.wendangku.net/doc/2611616478.html,转载请注明出处！

污泥脱水药剂的选择

污泥脱水药剂的选择在处理各类污水时，污水中会含有固体物质。例如。城市污水厂的污水中，含有的固体物质主要是胶质微粒物质，其与水的亲和力很强。如果不采取适当的处理措施，脱水将非常的困难。 一、药剂种类 一般水处理药剂分为有机和无机两大类。 有机药剂较适用离心脱水和带式压滤脱水，无机药剂一般适用于真空过滤和板框过滤。 1.无机药剂 无机净水剂药剂包括聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝、碱式氯化铝。其中铁盐是最有效、最便宜的无机药剂。 在投加无机药剂后，可以大大加速污泥浓缩作用，改善过滤脱水的效果。但用量较大，一般均为污泥干固体重量的5%-20%，所以滤饼体积增大。 若用三氯化铁作为药剂时，污泥滤饼焚烧时会腐蚀设备。 2.有机药剂 1）按聚合度分为高聚合度和低聚合度两种。 2）按离子型分为非离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺以及两性离子型聚丙烯酰胺。 有机净水剂药剂与无机的相比，用量较少，使用量一般为0.1%-0.3%，没有腐蚀性。 二、使用注意事项 在使用中，要注意污泥的性质，药剂的品种、投加量以及环境条件等。在药剂投加时，正确的投加顺序也是很重要的。 例如，在选用铁盐及石灰药剂时，正确的顺序是，1.先投加铁盐，2.再投加石灰，这样会使过滤速度快，并且药剂的投加量也比较少。

如若是有机和无机的一起投加，一般正确的顺序是，1.先投加无机药剂，2.在投加有机过药剂，这样的调理效果较好 三、投加量 药剂的投加量，一般根据污泥的性质、品种、固体浓度、消化程度不同而异。一般确定投加量，是根据实验室里的小试投加量，在根据一定的比例进行投加。 例如，城市污水处理厂的污泥处理，一般聚合氯化铝和聚合硫酸铁约为1%-3%，阳离子聚丙烯酰胺为0.1%-0.3%，三氯化铁加量为5%-10%，消石灰投加量为20%-40%。 四、典型药剂介绍 1、硫酸亚铁 硫酸亚铁(II)；绿矾,硫酸亚铁(天然结晶)；绿矾,七水硫酸亚铁；绿矾；铁矾；七水合硫酸亚铁；硫酸铁(Ⅱ)七水；青矾；皂矾；硫酸铁钾；铁甲矾 CAS号：7720-78-7 外观与性状：浅蓝绿色单斜晶体。 熔点(℃)：64（失去3个结晶水） 相对密度（水=1）：1.897(15℃) 分子式：FeSO4 分子量：278.03 溶解性：溶于水、甘油等，不溶于乙醇。 (1)化学性质 易溶于水(1g/1.5ml，25℃或1g/0.5ml沸水)。不溶于乙醇。具有还原性。受高热分解放出有毒的气体。在实验室中，可以用硫酸铜溶液与铁反应获得。在干燥空气中会风化。在潮湿空气中易氧化成难溶于水的棕黄色碱式硫酸铁。10%水溶液对石蕊呈酸性(Ph值约3.7)。加热至70～73℃失去3分子水，至80～123℃失去6分子水，至156℃以上转变成碱式硫酸铁。

水溶性高分子及其应用

水溶性高分子及其应用 马建 常州轻工职业技术学院 10线缆331 1013433138 摘要：水溶性高分子材料是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。它具有性能优异、使用方便、有利环境保护等优点，广泛应用于国民经济的各个领域。本文主要论述了水溶性高分子材料的概念、分类、功能和应用、以及研究发展现状及前景。 关键词：水溶性 高分子 发展应用 1、 水溶性高分子的概念 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。通常所说的水溶性高分子是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系”。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；② 阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。 2、分类 a 、按来源分类 1 ）天然水溶性高分子。 天然水溶性高分子以植物或动物为原料，通过物理的或物理化学的方法提取而得。许多天然水溶性高分子一直是造纸助剂的重要组分，例如常见的有表面施胶剂天然淀粉、植物胶、动物胶 （干酪素）、甲壳质以及海藻酸的水溶性衍生物等。 2）半合成水溶性高分子 。 这类高分子材料是由上述天然物质经化学改性而得。用于造纸工业中主要有两类：改性纤维素 （如羧甲基纤维素） 和改性淀粉 （如阳离子淀粉）。 3）合成水溶性高分子。 此类高分子的应用最为广泛，特别是其分子结构设计十分灵活的优势可以较好地满足造纸生产环境多变及造纸工业发展的要求。 b 、按分子量分类 可分为低分子量、高分子量、超高分子量 C 、按用途分类 可分为驱油剂（聚丙烯酰胺、改性淀粉、瓜胶），絮凝剂（聚丙烯酸、改性纤维素、壳聚糖） 3、功能 O OH O OH O CH 2OH OH O OH O CH 2OH OH O OH COOH

(word完整版)高分子絮凝剂MSDS

化学品安全技术说明书 第一部分化学品名称编号： 化学品中文名：聚丙烯酰胺 化学品英文名：polyacrylamide 化学品中文名2：/ 化学品英文名2：/ 第二部分成分/组成信息 纯品√混合物× 有害物成分浓度CAS No. 聚丙烯酰胺≥98.0% 7778-50-9 第三部分危险性概述 危险性类别：无资料 侵入途径：无资料 健康危害：无资料。 环境危害：无资料 燃爆危险：本品易燃。 第四部分急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：无资料。 食入：通过动物实验证明此产品食入后不会中毒。 第五部分消防措施 危险特性：用水灭火时，颗粒遇水后变滑，避免人员滑倒摔伤。 有害燃烧产物：/。 灭火方法：无火灾危险。 第六部分泄漏应急处理

应急处理：颗粒遇水后变滑，避免人员滑倒摔伤。 第七部分操作处置与储存 操作注意事项：无特别要求。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。 第八部分接触控制/个体防护 职业接触限值： MAC(mg/m3)： TWA(mg/m3)： STEL(mg/m3)： 监测方法：/ 工程控制：提供安全淋浴和洗眼设备。 呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，应该佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时，佩戴自给式呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：无特别要求。 手防护：用大量水冲洗洗。 其它防护：工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 第九部分理化特性

第十部分稳定性和反应活性 稳定性：稳定 禁配物：产生放热反应的氧化物。 避免接触的条件: 聚合危害：不聚合 分解产物：热的腐烂物可能产生，氢化合物气体，氮氧化物，碳氧化合物等 第十一部分毒理学资料 急性毒性： LD ：190 mg/kg(小鼠经口) 50 ：无资料 LC 50 刺激性：对皮肤有强烈刺激性。 第十二部分生态学资料 生态毒性：无资料 生物降解性：无资料 非生物降解性：无资料 其它有害作用：该物质对环境可能有危害，对水体应给予特别注意。 第十三部分废弃处置 废弃物性质：无资料 废弃处置方法：在不违反传统处理规则的前提下，用水冲洗包装物，然后用此水来溶解产品进行使用。 废弃注意事项：无资料 第十四部分运输信息 危险货物编号：不适用 UN编号：无资料 包装标志：氧化剂 包装类别：O52 包装方法：编织袋包装或桶包装，每包或桶为20公斤。

污泥脱水药剂的选择

污泥脱水药剂的选择 在处理各类污水时，污水中会含有固体物质。例如。城市污水厂的污水中，含有的固体物质主要是胶质微粒物质，其与水的亲和力很强。如果不采取适当的处理措施，脱水将非常的困难。 一、药剂种类 一般水处理药剂分为有机和无机两大类。 有机药剂较适用离心脱水和带式压滤脱水，无机药剂一般适用于真空过滤和板框过滤。 1.无机药剂 无机净水剂药剂包括聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝、碱式氯化铝。其中铁盐是最有效、最便宜的无机药剂。 在投加无机药剂后，可以大大加速污泥浓缩作用，改善过滤脱水的效果。但用量较大，一般均为污泥干固体重量的5%-20%，所以滤饼体积增大。 若用三氯化铁作为药剂时，污泥滤饼焚烧时会腐蚀设备。 2.有机药剂 1）按聚合度分为高聚合度和低聚合度两种。 2）按离子型分为非离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺以及两性离子型聚丙烯酰胺。 有机净水剂药剂与无机的相比，用量较少，使用量一般为0.1%-0.3%，没有腐蚀性。 二、使用注意事项 在使用中，要注意污泥的性质，药剂的品种、投加量以及环境条件等。在药剂投加时，正确的投加顺序也是很重要的。 例如，在选用铁盐及石灰药剂时，正确的顺序是，1.先投加铁盐，2.再投加

石灰，这样会使过滤速度快，并且药剂的投加量也比较少。 如若是有机和无机的一起投加，一般正确的顺序是，1.先投加无机药剂，2.在投加有机过药剂，这样的调理效果较好 三、投加量 药剂的投加量，一般根据污泥的性质、品种、固体浓度、消化程度不同而异。一般确定投加量，是根据实验室里的小试投加量，在根据一定的比例进行投加。 例如，城市污水处理厂的污泥处理，一般聚合氯化铝和聚合硫酸铁约为1%-3%，阳离子聚丙烯酰胺为0.1%-0.3%，三氯化铁加量为5%-10%，消石灰投加量为20%-40%。 四、典型药剂介绍 1、硫酸亚铁 硫酸亚铁(II)；绿矾,硫酸亚铁(天然结晶)；绿矾,七水硫酸亚铁；绿矾；铁矾；七水合硫酸亚铁；硫酸铁(Ⅱ)七水；青矾；皂矾；硫酸铁钾；铁甲矾CAS号：7720-78-7 外观与性状：浅蓝绿色单斜晶体。 熔点(℃)：64（失去3个结晶水） 相对密度（水=1）：1.897(15℃) 分子式：FeSO4 分子量：278.03 溶解性：溶于水、甘油等，不溶于乙醇。 (1)化学性质 易溶于水(1g/1.5ml，25℃或1g/0.5ml沸水)。不溶于乙醇。具有还原性。受高热分解放出有毒的气体。在实验室中，可以用硫酸铜溶液与铁反应获得。在干燥空气中会风化。在潮湿空气中易氧化成难溶于水的棕黄色碱式硫酸铁。10%水