[发明专利]一种应用于污泥调理的絮凝剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种应用于污泥调理的絮凝剂及其合成方法。絮凝剂为通式（1）所表示的聚合物；絮凝剂的合成方法是通过木质素和2‑溴异丁酰溴与有机离子溶液中在4℃的冰水浴下合成大分子引发剂；在4℃冰水浴和氮气保护下，在溴化铜和反应配体催化下，大分子引发剂与反应单体聚合得到最终絮凝剂。本发明得到的新型木质素阴离子絮凝剂具有强大吸附功能，可广泛应用于污泥中无机胶体和重金属阳离子的絮凝；其制备合成的分子结构可控，反应条件温和，环境友好，适合大量应用。

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种应用于污泥调理的絮凝剂及其合成方法。

背景技术

污泥一般是城市污水处理好后的副产物，其仍然含有大量的水分，固含物中含有大量的病菌、寄生虫、有机毒性物质、无机重金属和泥沙等等，时常还伴有臭气，若任意堆放，或处理不当，往往造成二次污染。由于污泥中含水量往往达到90%以上，其中的固体物絮体结构输送，造成运输费用高、占地面积大等问题，而直接经过一般的脱水处理也难以达到理想的效果。常见的污泥脱水处理方式有污泥浓缩、污泥脱水、污泥温度和污泥调理。污泥浓缩往往存在功耗大、浓缩比不高等问题。通过自然干化和机械脱水处理方式后的污泥含水率地，但是缺点是脱水时间长，维护成本高，机械脱水的功耗高。污泥稳定一般是经过厌氧消化处理，可以产生可利用的沼气，但是投入资金成本高，产气时间长，运营管理成本高，且易受到环境影响。

通过污泥处置实现污泥的减量化和资源化再生利用是污泥合理处置的较优解决方案。污泥中含有大量的微生物EPS、有机营养和各种微量元素，经过脱水减量化处理后的污泥经过堆肥发酵，可以用作植被土壤，进一步加工提取其中如腐殖酸等可以直接用作肥料。但是堆肥中的还含有大量的无机重金属和毒素，不经过处理直接堆肥，往往造成重金属的植物富积，最终通过食物链进入人体，因此，施用堆肥需要经过无害化和温度化的处理。而且，经过脱水的污泥直接经过堆肥发酵，营养物利用不高，且脱水后的也造成大量的有机营养物损失。

为了对污泥进行减量化和无害化处理，常常需要进行污泥调理。常见的污泥调理方法有化学调理、物料调理和微生物调理。物理调理有超声波调理和微波调理，超声波调理可使污泥胞外聚合物解体，污泥颗粒分散，比表面积增大，但导致污泥脱水性能恶化；微波调理具有加热速度快、易于操作控制和节省能量，但其穿透污泥的深度有限，调理效果不理想。微生物调理是通过微生物细胞用作絮凝剂，改善污泥的脱水性能，但是往往处理周期长，处理效果不明显。

常见的化学调理是使用无机物、有机高分子物或者天然改性有机高分子作为絮凝剂对污泥进行调理。无机调理剂往往用量大，造成污泥脱水后体积较大，且对pH和离子强度的要求较高。有机高分子调理剂逐渐取代了无机调理剂，其用量少，受pH和离子强度影响小，且调理后的污泥量小，但往往合成工艺复杂，工艺要求高难以控制，成本高。天然改性高分子絮凝剂大多有淀粉、纤维素、甲壳素和木质素等做改性和接枝共聚，其合成原材料廉价，调理效果高效。但常见的天然改性高分子有机物一般是通过Mannich接枝共聚，或用高锰酸钾做引发剂接枝共聚，反应调节苛刻，收率不高。ATRP为美国卡内基-梅隆大学的Matyjaszewski开发出的一种原子转移自由基聚合方法，已经被广泛应用在木质素的改性和接枝上，具有反应条件温和，合成聚合物分子可控等优点，而其应用于污泥絮凝剂的木质素改性接枝反应还未见报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种应用于污泥调理的絮凝剂及其合成方法。

所述技术方案如下：

一种应用于污泥调理的絮凝剂，絮凝剂为通式（1）所表示的化合物。