[发明专利]一种改性玉米芯粉污泥脱水剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种改性玉米芯粉污泥脱水剂的制备方法及应用，首先用氢氧化钠溶液将玉米芯粉进行碱化，后加入十六烷基三甲基溴化铵进行醚化反应，过滤干燥后，研磨成粉末状，即得改性玉米芯粉污泥脱水剂。将改性玉米芯粉污泥脱水剂加入经过重力浓缩的污泥中，搅拌静置，过滤所得固体物质为污泥泥饼。本发明工艺简单易行，成本低，以废治废，在提高污泥处理效率的同时，为农业废弃物的资源化利用提供了新的途径，应用前景广阔、市场前景好，无二次污染。

技术领域

本发明涉及一种改性玉米芯粉污泥脱水剂的制备方法及应用，属于废弃玉米芯的资源化应用领域和污泥减量化生产工艺技术领域。

背景技术

玉米是世界主要的粮食作物之一，占世界粮食总产量的25%左右。我国是农业大国，玉米产量位居世界第二位。玉米芯是玉米脱去籽粒后的穗轴，占玉米的20-30%左右。长期以来，废弃的玉米芯大部分弃于田间或者直接焚烧，造成了严重的环境污染，也是很大的资源浪费。若能将废弃的玉米芯作为可再生的资源进行利用，将对玉米芯资源化利用和改善环境有着重要的现实意义。

随着我国城市化建设进程的加快，产生了越来越多的城市污染问题。其中，污水污染对人们的生产生活产生了巨大的影响。污水处理的过程中会产生大量污泥，污泥组成复杂，含有大量有机物、病原微生物等，特别是其中的重金属和有毒有机物质，极易对环境造成二次污染，对污泥堆放周围环境中的动物、植物和人类造成极大的危害。污泥絮体结构松散，比表面积和孔隙率极高，亲水性强，导致其不易脱水；且污泥容积庞大，不便于后期的运输和处置。目前，通常采用的方法是用一种或几种化学药剂对污泥进行调理，从而改变污泥颗粒的性质，便于污泥中所含水分的去除。其中，最常用的污泥脱水剂是阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM），虽然具有较好的脱水效果，但其在自然条件下很难降解，会对环境造成二次污染，且CPAM的合成过程中使用了大量的有机溶剂，也会对环境造成污染。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种改性玉米芯粉污泥脱水剂的制备方法及应用，以玉米芯粉作为原料制备改性玉米芯粉脱水剂，用于促进污泥中水分脱除，达到改善污泥脱水效果的目的。

本发明的技术方案如下：首先利用氢氧化钠溶液对玉米芯粉进行碱化，后加入十六烷基三甲基溴化铵进行醚化反应，过滤干燥后，研磨成粉，即得改性玉米芯粉污泥脱水剂。将改性玉米芯粉污泥脱水剂加入经过重力浓缩的污泥中，搅拌静置，过滤所得固体物即为脱水后泥饼。

一种改性玉米芯粉污泥脱水剂的制备方法，具体步骤如下：

（1）制备质量分数为5-15%的氢氧化钠溶液；

（2）在粉碎后的玉米芯粉中加入步骤（1）制备的氢氧化钠溶液，在室温下碱化0.5-1h；加入十六烷基三甲基溴化铵，在55-65℃进行醚化反应2-3h，过滤，干燥研磨后即为改性玉米芯粉污泥脱水剂。玉米芯粉与氢氧化钠溶液的质量体积比为1g:6-9mL，十六烷基三甲基溴化铵:玉米芯粉（重量比）=0.5-1:1。

所述改性玉米芯粉污泥脱水剂的应用，具体方法如下：将改性玉米芯粉污泥脱水剂加入经过重力浓缩的污泥中，搅拌15-20min，静置1-2h后，过滤所得固体物质为污泥泥饼。其中改性玉米芯粉污泥脱水剂的投加量为污泥干重的20-25%，搅拌速度为400-450r/min。

原理：用氢氧化钠溶液对玉米芯粉进行碱化处理，之后加入十六烷基三甲基溴化铵进行醚化反应，使其表面带正电，通过过滤干燥，得到改性玉米芯粉脱水剂；将该脱水剂投入污泥中，经搅拌沉淀，经过一系列的物理化学过程，固体颗粒聚集下沉，达到了与液相分离的效果。

本发明的有益效果：