一种阳离子型高分子絮凝剂的制备方法技术

一种阳离子型高分子絮凝剂，它是以胺甲基聚丙烯酰胺为主成分的无色透明胶体，它是以聚丙烯酰胺、甲醛、二甲胺、去离子水为原料，以过硫酸盐为催化剂，将聚丙烯酰胺溶到水中，用苛性碱调ｐＨ值在８～９，加入催化剂，加入甲醛，于４８～５２℃温度反应１小时，再加入二甲胺，于６８～７２℃温度反应１小时。本发明专利技术产物同液体中颗粒混凝时间短，形成的絮块大，沉降速度快，沉降的污泥脱水彻底，无二次污染。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水处理剂，特别是污水处理剂。考察城市污水处理的效果，最主要的指标是要看污泥的后续处理。如何才能使该泥顺利脱水是城市生活污水和工业废水处理的关键问题。当前国内污水处理厂和工业废水处理站使用的高分子絮凝剂大部分是聚丙烯酰胺(PAM)，它的脱水絮凝作用原理是以架桥吸附为动力，从而使污泥形成絮块沉降下来，但是这样形成的絮块体积小，沉降速度慢、絮凝脱水效果不理想，造成水、电、人工的浪费。本专利技术的目的在于提供一种既有架桥吸附作用，又有电荷中和作用的。本专利技术的目的可通过以下措施来实现一种阳离子型高分子絮凝剂，其特征在于它是以胺甲基聚丙烯酰胺为主要成份的无色透明胶体。上述阳离子型高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于A、反应原料及催化剂间有如下重量比例关系聚丙烯酰胺(含量以100％计)∶甲醛(含量以38％计)∶二甲胺(含量以40％计)∶水∶过硫酸盐＝0.58～1.17∶0.80～0.9∶1∶46～50∶0.0021～0.003，B、操作步骤如下a、将聚丙烯酰胺加到去离子水中搅拌使之完全溶解，b、加入苛性碱水溶液调整溶液的PH值，使之在8～9之间，c、加入过硫酸盐催化剂，d、加入甲醛，控制反应温度在48～52℃，甲醛加完后保温反应1小时，e、加入二甲胺，控制反应温度在68～72℃，二甲胺加完后保温反应1小时。上述的聚丙烯酰胺是采用下述方法制备的，即向含量为30％丙烯酰胺单体中加入去离子水，使丙烯酰胺的含量为8～10％，再加入丙烯酰胺重量的2.1×10-4～3×10-4倍的过硫酸盐催化剂，在60℃温度下，搅拌反应10～60分钟。最好用氮气置换反应容器内的空气，且氮气的压力为2～3kg/cm2。所用的水为去离子水。本专利技术的高分子絮凝剂为无色透明状胶体，易溶于水、分子量1000～1200万，密度为5.4(25℃)，比重0.93(25℃)、PH值8.0±0.1(1％水溶液)。该絮凝剂的主要成份为胺甲基聚丙烯酰胺，其结构式如下 它是以聚丙烯酰胺、二甲胺及甲醛为原料、在有催化剂的条件下制备而成，其化学反应方程式如下 本专利技术的主要原料为聚丙烯酰胺，其分子量为500万以上。本专利技术的原料还有甲醛、二甲胺、水(最好是去离子水)和催化剂。本专利技术采用的催化剂为过硫酸盐，如过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵等。上述原料之间有如下重量比例关系，即聚丙烯酰胺(含量以100％计)∶甲醛(含量以38％计)∶二甲胺(含量以40％计)∶水∶过硫酸盐＝0.58～1.17∶0.80～0.9∶1∶46～50∶0.0021～0.003。本专利技术絮凝剂的制备工艺如下1、将聚丙烯酰胺加入到水或去离子水中，搅拌使之完全溶解。2、加入苛性碱，如苛性钠、苛性钾，调整溶液的PH值，使其在8～9之间。3、加入催化剂过硫酸盐，并搅拌均匀。4、向上述溶液中加入甲醛，控制反应温度在48～52℃，待甲醛加完后保温反应1小时。5、然后升温到68～72℃，加入二甲胺并控制反应在上述温度下进行，待二甲胺加完后保温反应1小时，得到的无色透明胶体溶液即为阳离子型高分子絮凝剂。上述反应最好用氮气置换反应容器内的空气，反应容器内氮气的压力为2～3kg/cm2。最好上述的聚丙烯酰胺采用如下方法制备向含量为30％的丙烯酰胺单体中加入去离子水，使丙烯酰胺的含量为8～10％，再加入丙烯酰胺重量2.1×10-4～3×10-4倍的过硫酸盐催化剂，在60℃温度下搅拌反应10～60分钟，即可得到分子量为1000万以上的聚丙烯酰胺。本专利技术与现有技术相比具有如下优点1、本专利技术的絮凝剂具有分子量高、带正电荷的特点，因此在给水与污水处理方面的作用原理既有架桥吸附作用，又有电荷中和作用。同液体中的悬浮颗粒混凝时间短，形成的絮块大，沉降速度快，絮块更密实。沉降的污泥脱水更彻底，无二次污染。2、用本专利技术生产的高分子絮凝剂处理的污泥可当复合农家肥使用，不会造成土壤的板结。3、本专利技术絮凝剂制备工艺简单、设备投资小。生产周期短、聚合反应的时间仅是原来的一半，原料易得、生产成本低。4、本专利技术絮凝剂与现有的絮凝剂某些技术指标的对比数据 例1取80公斤丙烯酰胺晶体，溶解于盛有920公斤去离子水的1000立升反应釜中。缓慢升温到50℃，加入40克过硫酸钾催化剂，在60℃温度下搅拌使之充分反应，保温1小时后得到分子量为1000～1200万的聚丙烯酰胺。取850公斤上述聚丙烯酰胺，溶解到内盛4000公斤去离子水的反应釜中，搅拌使之完全溶解。待充分溶解后加入5公斤(以99％计)氢氧化钠调溶液的PH值，使溶液的PH值为8～9。再加入240克过硫酸钾，然后用氮气置换反应容器内的空气，反应容器中氮气的压力为2～3kg/cm2。向上述溶液中加入74.4公斤甲醛、控制反应温度在48～52℃，待甲醛加完后，保温反应1小时。然后继续升温68～72℃加入85公斤二甲胺，并控制反应在该温度下进行，待二甲胺加完后保温反应1小时，得到的无色透明胶体即为阳离子型高分子絮凝剂。例2取250kg含量为30％的丙烯酰胺水溶液，投加到内盛650kg去离子水的1000立升反应釜中，缓慢升温到50℃时，加入32.5克过硫酸铵催化剂，在60℃温度下搅拌，使之充分反应10分钟以后放料，到内衬塑料袋的塑料桶中，封口使之静态聚合，既可得到聚丙烯酰胺胶体。取124公斤上述聚丙烯酰胺，溶解到内盛727.8公斤去离子水的反应釜中，搅拌使之完全溶解。待充分溶解后加入0.8公斤(以99.8％计)氢氧化钠调溶液的PH值，使溶液的PH值为8～9。再加入100克过硫酸铵，向上述溶液中加入13.6公斤甲醛，控制反应温度在48～52℃，待甲醛加完以后保温反应一小时。然后继续升温68～72℃，加入17.2公斤二甲胺，并控制反应在该温度下进行，待二甲胺加完后保温反应一小时，得到无色透明阳离子型高分子絮凝剂胶体。例3重复例2的操作，其中聚丙烯酰胺238公斤，自来水730公斤，氢氧化钾1公斤，过硫酸钾100克，甲醛16.6公斤，二甲胺19.2公斤。例4称取36公斤非离子型聚丙烯酰胺干粉，用投料器缓慢投加到内盛3000公斤去离子水的5000立升反应釜中，使之充分溶解。待充分溶解后加入2.7公斤氢氧化钾(以含量99.8％计)用以调节上述溶液的PH值，使溶液的PH值保持在8～9的范围内。再加入300克过硫酸钠，然后使反应溶液升温到48～50℃时，滴加42公斤的甲醛溶液，然后继续升温到68～72℃，再加入50公斤的二甲胺，加完后保温反应1小时，得到无色透明阳离子型高分子絮凝剂。例5重复例4的操作，其中8％非离子型聚丙烯酰胺750公斤，去离子水2237公斤，氢氧化钠2.5公斤，过硫酸钠180克，甲醛50.8公斤，二甲胺60公斤。例6将含量为8％的丙烯酰胺单体水溶液1000公斤直接用离心泵抽吸到反应釜中，反应温度在60℃左右时，加入32克的过硫酸钠，搅拌使之充分反应，10分钟以后放料到内衬有塑料袋的塑料桶中，封口使之静态自聚，即得到聚丙烯酰胺胶体。称取上述聚丙烯酰胺胶体1230公斤投加到内盛3776.4公斤去离子水的5000立升反应釜中，搅拌使之充分溶解。待溶解充分后加入4.8公斤(以100％计)氢氧化钠水溶液，调整反应液的PH值在8～9之间。再加入240克过硫酸钠。然后充入氮气置换反应釜中的空气，保持反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子型高分子絮凝剂，其特征在于：它是以胺甲基聚丙烯酰胺为主要成份的无色透明胶体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕广明，仲剑初，孙晶，
申请(专利权)人：吕广明，仲剑初，孙晶，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]