[发明专利]基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物及其制备方法和应用以及处理含油污水的方法

说明书

本发明涉及絮凝剂领域，公开了一种基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物及其制备方法和应用以及处理含油污水的方法。本发明提供的絮凝聚合物具有吸附性强，能够高效去除污水中的含油物质和悬浮物等特点。并且，该絮凝聚合物少量使用即可达到较好的絮凝除油效果，还能够结合磁分离器进行回收重复使用。将其应用于例如原油污水等含油污水的处理中，能够实现高效、低成本、可持续化污水处理。

技术领域

本发明涉及絮凝剂领域，具体地，涉及一种基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物及其制备方法和应用以及处理含油污水的方法。

背景技术

随着石油产业的发展，油田污水的处理量逐渐增加，并且其中的成分越来越复杂，处理难度逐步增大。目前油田污水处理过程中存在的主要问题是药剂投加量大，污泥产量高，絮体沉降速度慢，处理成本居高不下等。开发沉降速度快、投药量小、处理效率高的絮凝剂能够有效解决上述问题。

磁分离技术是近年来开发的最有前途的污水处理技术之一，其主要方法为采用具有磁性并且能够吸附污水中的污染物的磁种加入污水中，通过磁分离器对吸附后的磁种进行回收，不仅实现了高效污水处理，并且还能够实现磁种的循环使用，更利于可持续发展的实现。

Fe₃O₄磁性纳米粒子是一类重要的絮凝磁种，具有独特的磁性、化学稳定性、生物无毒性以及兼容性，适合于含油污水，尤其是油田污水的磁分离处理中使用。而通过表面修饰能够进一步地提高Fe₃O₄磁性纳米粒子的吸附性能，赋予其新的物理化学性质，使其能够更适应油田污水处理的需要。然而，现有的表面修饰方法存在诸多弊端，例如对Fe₃O₄磁性纳米粒子的磁性产生不利影响，修饰效率低，处理效果不理想等。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在上述的问题，提供一种基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物及其制备方法和应用以及处理含油污水的方法。该絮凝聚合物具有吸附能力强，在水中形成的胶体稳定性好，能够高效去除污水中的含油物质和悬浮物等特点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物，所述基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物包括改性纳米Fe₃O₄提供的结构单元；

其中，所述改性纳米Fe₃O₄包括包覆聚多巴胺层的纳米Fe₃O₄粒子与接枝于所述聚多巴胺层上的阳离子聚合物。

本发明第二方面提供一种基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

在自由基聚合的条件下，将改性纳米Fe₃O₄与引发剂混合；

其中，所述改性纳米Fe₃O₄包括包覆聚多巴胺层的纳米Fe₃O₄粒子与接枝于所述聚多巴胺层上的含双键的阳离子单体。

本发明第三方面提供上述方法制备获得的基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物。

本发明第四方面提供如前所述的基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物在含油污水处理中的应用。

本发明第五方面提供一种处理含油污水的方法，所述方法包括将所述含油污水与如前所述的基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物接触。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明提供的基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物吸附能力强，能够高效去除污水中的含油物质和悬浮物；

(2)本发明提供的基于磁性纳米粒子的絮凝聚合物可用于处理油田含油污水，并且具有絮体沉降速度快、处理效率高、用量少等优点；