一种工业污泥调理剂及其生产工艺的制作方法

本发明属于污泥处理，具体地，涉及一种工业污泥调理剂及其生产工艺。

背景技术：

1、随着工业化进程的加快，污水处理成为环境保护的重要环节，污泥作为污水处理过程中的副产物，含有大量的有机物、病原菌、重金属等有害物质，如果处理不当，将对环境造成严重污染，因此，污泥的处理和资源化利用已成为环保领域亟待解决的问题。

2、污泥在自然状态下通常带有负电荷，这种负电荷是由污泥中的有机物质和微生物产生的胞外聚合物所携带的，其是微生物在生长过程中分泌到细胞外的多聚体，它们在污泥颗粒之间形成网络，增强颗粒之间的静电吸引力，导致污泥颗粒带有负电荷，这种负电荷使得污泥颗粒之间容易发生排斥，从而阻碍了污泥的絮凝和脱水过程。为了改善污泥的脱水性能，常常需要使用化学调理剂来中和污泥颗粒的负电荷，从而促进絮凝和脱水。常用的化学调理剂包括阳离子聚丙烯酰胺、季铵盐等，它们通过提供正电荷来中和污泥颗粒的负电荷，促进颗粒之间的相互吸引和絮凝，这类污泥调理剂面临的的最大问题是分散性和渗透性不足，导致调理效率不高，调理效果有限。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种工业污泥调理剂及其生产工艺。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种工业污泥调理剂，由主剂和辅剂组成，其中，主剂为如下组分：淀粉衍生物28-35wt％、混凝剂3.5-5.5wt％、助凝剂1.5-2wt％和分散剂1-1.4wt％，余量为水；辅剂为过氧化氢溶液。

4、所述淀粉衍生物由以下方法制备：

5、步骤a1：将硅烷偶联剂kh550和乙醇溶液混合，加入醋酸调节ph值为3.5-4.5并搅拌水解1-1.3h，加入淀粉混匀，之后用氨水中和，静置24h，取底层沉淀真空干燥，得到中间体1；

6、进一步地，淀粉、硅烷偶联剂kh550和乙醇溶液的用量比为50g：1.5-2ml：55-70ml，乙醇溶液的体积分数为30％，硅烷偶联剂kh550水解后与淀粉分子中丰富的羟基缩合，向淀粉分子中引入硅烷结构和活性氨基修饰。

7、步骤a2：将1-氯丙醇、碳酸钾和丙酮预混，再加入中间体1混匀，通入氮气保护，升温至45-55℃，施加120-150rpm搅拌回流反应4-5h，反应结束旋蒸脱除丙酮，得到中间体2；

8、进一步地，中间体1、1-氯丙醇、碳酸钾和丙酮的用量比为50g：8-12ml：0.1-0.15g：60-80ml，在碳酸钾的促进下，1-氯丙醇与中间体1分子中接枝的氨基取代，形成含多元羟基的季铵结构。

9、步骤a3：将中间体2、氯化铝和二氧六环混合，通入氮气保护，水浴控制温度为50-60℃，施加180-240rpm搅拌，缓慢加入乙酸酐反应1.5-2.2h，反应结束旋蒸脱除二氧六环，得到淀粉衍生物；

10、进一步地，中间体2、乙酸酐、氯化铝和二氧六环的用量比为50g：2.2-2.8ml：15-20mg：40-50ml，乙酸酐与中间体2分子中引入的羟基反应进行乙酰化处理。

11、优选地，混凝剂选自聚合硫酸铁。

12、优选地，助凝剂选自硅酸钠。

13、优选地，分散剂选自聚醚类表面活性剂。

14、一种工业污泥调理剂的生产工艺，具体操作为：将混凝剂、助凝剂、分散剂和水预混，再加入淀粉衍生物混匀制成主剂，过氧化氢溶液作为单组分辅剂。

15、本发明的有益效果：

16、本发明公开一种双组分污泥调理剂，其主剂中引入自主研发的淀粉衍生物和辅剂中的过氧化氢相互作用，有效提升污泥的脱水性，该淀粉衍生物由硅烷偶联剂kh550对淀粉预处理，向淀粉分子中引入硅烷结构抑制淀粉的糊化，同时引入活性氨基改性，即得到中间体1，再由1-氯丙醇对中间体1分子中接枝的氨基结构进行季铵化反应，同时引入多元羟基，即得到中间体2，最后由乙酸酐与中间体2分子中引入的羟基反应进行乙酰化处理，即得到淀粉衍生物；在污泥处理过程中，淀粉衍生物分子中多支季铵阳离子结构打破污泥中稳定的负电荷状态，利于污泥中的水分从负电荷胶质中析出，同时使得淀粉衍生物均匀分散到污泥的胶质中，之后辅剂分解产生的过氧根离子具有强亲核进攻能力，其与淀粉衍生物分子中的乙酰化结构反应产生过氧乙酸，而过氧乙酸具有强氧化性，进一步对污泥的胶质进行氧化，加速淀粉衍生物的深入分散，而乙酰化结构经过氧根进攻后的淀粉分子吸附暴露的污泥微粒重新絮凝沉降，使得水分和污泥微粒分离，进而达到污泥调理的作用，相较于传统的污泥调理剂，本发明研发的淀粉衍生物起到“破胶-氧化-再絮凝”作用，对污泥起到高效调理效果。

技术特征：

1.一种工业污泥调理剂，由主剂和辅剂组成，其特征在于，主剂为如下组分：淀粉衍生物28-35wt%、混凝剂3.5-5.5wt%、助凝剂1.5-2wt%和分散剂1-1.4wt%，余量为水，辅剂为过氧化氢溶液；

2.根据权利要求1所述的一种工业污泥调理剂，其特征在于，淀粉、硅烷偶联剂kh550和乙醇溶液的用量比为50g：1.5-2ml：55-70ml，乙醇溶液的体积分数为30%。

3.根据权利要求2所述的一种工业污泥调理剂，其特征在于，中间体1、1-氯丙醇、碳酸钾和丙酮的用量比为50g：8-12ml：0.1-0.15g：60-80ml。

4.根据权利要求3所述的一种工业污泥调理剂，其特征在于，中间体2、乙酸酐、氯化铝和二氧六环的用量比为50g：2.2-2.8ml：15-20mg：40-50ml。

5.根据权利要求1所述的一种工业污泥调理剂，其特征在于，混凝剂为聚合硫酸铁。

6.根据权利要求1所述的一种工业污泥调理剂，其特征在于，助凝剂为硅酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种工业污泥调理剂，其特征在于，分散剂为聚醚类表面活性剂。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种工业污泥调理剂的生产工艺，其特征在于，具体操作为：将混凝剂、助凝剂、分散剂和水预混，再加入淀粉衍生物混匀制成主剂，过氧化氢溶液作为单组分辅剂。

技术总结本发明涉及一种工业污泥调理剂及其生产工艺，属于污泥处理技术领域。该工业污泥调理剂由主剂和辅剂组成，其中，主剂为如下组分：淀粉衍生物28‑35wt%、混凝剂3.5‑5.5wt%、助凝剂1.5‑2wt%和分散剂1‑1.4wt%，余量为水，辅剂为过氧化氢溶液；淀粉衍生物由硅烷偶联剂KH550对淀粉预处理引入活性氨基改性，再由1‑氯丙醇对接枝的氨基结构进行季铵化反应，同时引入多元羟基，最后由乙酸酐与引入的羟基反应进行乙酰化处理，即得到淀粉衍生物，其与过氧化氢相互作用，起到“破胶‑氧化‑再絮凝”作用，对污泥起到高效调理效果。技术研发人员：刘财岳,刘丽华,刘威受保护的技术使用者：东莞市蓝绅环保有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21