[发明专利]一种阳离子型高分子聚合物的制备方法和阳离子型高分子絮凝剂及其应用

说明书

本发明涉及絮凝剂领域，尤其涉及一种阳离子型高分子聚合物的制备方法以及一种阳离子型高分子絮凝剂及其应用。本发明在所述阳离子型高分子聚合物中引入高支化度的疏水单元，即含烯基聚氧乙烯醚单元，使本发明提供的阳离子型高分子聚合物同时具有阳离子带电基团的电中和性以及高支化聚氧乙烯醚带来的弱疏水性，一方面使得絮凝剂的亲水性降低，更容易吸附污泥；另外一方面，高枝化单元的引入使得存在高空间位阻，使絮凝剂分子链舒展，增强了高分子内刚性，促进了架桥作用，并可降低比阻。

技术领域

本发明涉及絮凝剂领域，尤其涉及一种阳离子型高分子聚合物的制备方法以及一种阳离子型高分子絮凝剂及其应用。

背景技术

在污水处理技术中，关键是污水处理絮凝剂，其不仅需要起到改善水质的作用，而且不能在处理过程中对水质造成二次污染，因此絮凝剂在水处理中起着重要作用。由于污泥中的微细颗粒带负电，互相排斥，还有部分污泥与表面附着水结合成凝胶体，所以污泥能在水中稳定分布，沉降性能较差，靠重力沉降只能将污泥与游离水分开。当向污泥中加入絮凝剂后，絮凝剂使带负电的污泥颗粒脱稳，并使表面附着水可以转化成游离水除去，进而降低滤饼的含水率。因此在相同的过滤条件下，对比滤饼的含水率，可作为衡量絮凝剂性能的一个指标。

絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂，其中无机絮凝剂所得到的絮体比较重，容易沉降，但往往所需要的用量比较大，显著增加了排放的污泥量，并对污泥的后续处理带来不利的影响。有机絮凝剂特别是有机高分子絮凝剂逐渐起到主导作用。目前，应用最广泛的有机高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺(PAM)，但是现有絮凝剂的性能仍无法满足人们的使用需求。

发明内容

为了提高絮凝剂的性能，本发明提供了一种阳离子型高分子聚合物的制备方法，本发明提供的方法制备得到的阳离子型高分子聚合物对污泥的絮凝效果较好。

本发明提供了一种阳离子型高分子聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将有机单体、含烯基聚氧乙烯醚、分散稳定剂和反应溶剂混合后，在保护气氛下加入引发剂，进行聚合反应，得到阳离子型高分子聚合物；

所述有机单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、对乙烯基苄基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵硫酸甲酯、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺-β-羟丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺-β-羟基丙酯基三甲基氯化铵和甲基丙烯酰胺丁基三甲基氯化铵中的一种或多种；

所述含烯基聚氧乙烯醚包括烯丙基聚氧乙烯醚和/或甲基烯丙基聚氧乙烯醚。

优选的，所述有机单体和含烯基聚氧乙烯醚的摩尔比为5～50:1。

优选的，所述聚合反应的温度为20～80℃，时间为4～10h。

优选的，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钾和亚硫酸钠的混合物、过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物、过氧化二苯甲酰和N,N二甲基苯胺的混合物、偶氮二异丁腈中的一种或多种。

优选的，所述引发剂的质量为有机单体质量的0.1-0.8％。

优选的，所述反应溶剂为水和/或醇类有机溶剂。

本发明还提供了一种阳离子型高分子絮凝剂，包括水和阳离子型高分子聚合物，所述阳离子型高分子聚合物的质量分数为30～50％；所述阳离子型高分子聚合物为上述技术方案所述方法制备得到的阳离子型高分子聚合物。

本发明还提供了上述技术方案所述阳离子型高分子絮凝剂作为絮凝剂的应用，包括以下步骤：

将污泥与聚合氯化铝和阳离子型高分子絮凝剂，搅拌混合。

优选的，所述聚合氯化铝占污泥绝干量的1～10％；所述阳离子型高分子絮凝剂占污泥绝干量的0.1～0.3％。