本發(fā)明涉及一種脫水劑及脫水方法，更特別地涉及一種含油污泥脫水劑及其制備方法和含油污泥的脫水方法，屬于環(huán)境保護(hù)和污染防治與治理領(lǐng)域領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，隨著我國(guó)長(zhǎng)達(dá)幾十年的石油開采和原油加工，在石油勘探、開采、加工、運(yùn)輸、使用等過程中都不可避免地產(chǎn)生含油污泥。這些含油污泥中，都含有大量的烷烴、芳香烴、瀝青質(zhì)、非烴化合物等多種污染物，從而對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。另外，這些含油污泥一般含水率較高，在處理過程中需要進(jìn)行脫水、濃縮等復(fù)雜操作，也加重了防治負(fù)擔(dān)。

由于成本的關(guān)系，很多含油污泥都未經(jīng)處理而露天堆放，經(jīng)常隨著雨水流走，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的二次污染，對(duì)土壤、水體等造成污染。因此，如何對(duì)含油污泥進(jìn)行脫水處理，是目前環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要內(nèi)容和研究課題。目前，人們含油污泥的脫水方法進(jìn)行了大量的

深入研究，并取得了諸多成果，例如：

cn104261651a公開了一種聚丙烯酰胺污泥脫水劑及其制備方法，其包括如下重量份的組成：丙烯酰胺40-50份、醋酸乙烯4-8份、二甲基二烯丙基氯化銨3-5份、環(huán)氧乙烯2-4份、順丁烯二酸酐2-4份、妥爾油酸4-5份、丙烯酸2-4份，無機(jī)堿4-9份、促進(jìn)劑2-3份、螯合劑2—3份、表面活性劑2-4份和水60-80份，所述污泥脫水劑在生產(chǎn)過程中不使用有毒原料，所制得的脫水劑性能優(yōu)異。

cn101050050a公開了一種陽離子污泥脫水劑的合成方法，是在兩種反應(yīng)單體丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨水溶液中，先通過緩沖溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph值，再用氧化還原復(fù)合引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)，在一定溫度下經(jīng)聚合反應(yīng)而成。其具有方法簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)成本低、無二次污染、有利于保護(hù)環(huán)境等特點(diǎn)，所制得的聚合物分子量高達(dá)300-400萬，陽離子度為10-30%，脫水效果好，可廣泛應(yīng)用于化工、石油等行業(yè)的污水、污泥處理。

cn101239775a公開了一種用于污泥脫水的兩性型聚合物的制備方法。其以陰離子或非離子聚丙烯酰胺、甲醛、有機(jī)胺、亞硫酸氫鈉、新鮮水為原料，輔以少量助劑，在一定的溫度下反應(yīng)而得到的磺甲基聚丙烯酰胺和胺甲基聚丙烯酰胺為主要成分的膠體水溶液，具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、反應(yīng)過程平穩(wěn)、易于操作、所需時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，通過脫水實(shí)驗(yàn)表明，處理效果要好于現(xiàn)有藥劑，處理后的濾后液cod基本低于2000mg/l，油含量低于1000mg/l，可以應(yīng)用在石油、化工等行業(yè)的污水、污泥處理。

cn101239774a公開了一種復(fù)合型污泥脫水聚合物的制備方法。它是以陰離子或非離子聚丙烯酰胺、甲醛、有機(jī)胺、亞硫酸氫鈉、新鮮水為原料，輔以少量助劑，在一定的溫度下反應(yīng)而得到的磺甲基聚丙烯酰胺和胺甲基聚丙烯酰胺為主要成分的膠體水溶液，其具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、反應(yīng)過程平穩(wěn)、易于操作、所需時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，通過脫水實(shí)驗(yàn)表明，處理效果要好于現(xiàn)有藥劑，處理后的濾后液cod基本低于2000mg/l，油含量低于1000mg/l，可以應(yīng)用在石油、化工等行業(yè)的污水、污泥處理。

如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中公開了報(bào)道了多種用于污泥處理的脫水劑，但對(duì)于新型的脫水劑及其脫水方法仍存在需求，這是目前本該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)所在，更是本發(fā)明稃以完成的基礎(chǔ)和動(dòng)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種用于含油污泥脫水用的脫水劑，為了研發(fā)新型的用于污泥處理的脫水劑及其脫水方法，本發(fā)明人在付出了大量的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)探索后，經(jīng)過深入研究而得到了一類全新的用于含油污泥處理的脫水劑及其脫水方法，從而完成了本發(fā)明。

具體而言，本發(fā)明涉及如下幾個(gè)方面。

第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于含油污泥處理的脫水劑，其包括甲基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲醛、乙二胺、過硫酸銨、亞硫酸氫鈉、乙二胺四乙酸鈉、月桂醇聚氧乙烯(20)醚、偶氮二異丁腈、丙烯酸和去離子水。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，以重量份計(jì)，其包括如下組分：

甲基丙烯酰胺30-40；

丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨2-5；

甲醛4-6；

乙二胺1-2；

過硫酸銨0.6-1.2；

亞硫酸氫鈉1.2-1.8；

乙二胺四乙酸鈉1.5-2.5；

月桂醇聚氧乙烯(20)醚2-4；

偶氮二異丁腈0.4-0.8；

丙烯酸3.5-4.5；

去離子水50-60。

在一個(gè)實(shí)施例中，還包括有表面乙烯基改性介孔二氧化鈦4-10。

所述的表面乙烯基改性介孔二氧化鈦的制備方法包括如下步驟：

第1步，鹽溶液輔助的介孔二氧化鈦的制備：配制6～8wt%的mgcl2溶液，再按照體積比7：2～3將無水乙醇與mgcl2溶液混合，攪拌均勻，作為混合液；再滴加鈦酸正丁酯，滴加重量是混合液重量的5～7%，當(dāng)產(chǎn)生白色渾濁之后停止攪拌，陳化12～24h，再將產(chǎn)物離心分離，依次通過無水乙醇和去離子水洗滌，再經(jīng)過烘干之后，得到介孔化的二氧化鈦；

第2步，介孔二氧化鈦的表面接枝處理：按重量份計(jì)，取3～6份介孔化的二氧化鈦、12～20份的乙烯基三甲氧基硅烷，加入至80～110份二甲苯中，進(jìn)行回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，離心過濾出固體，再經(jīng)過乙醇洗滌、真空干燥后，得到氨基化介孔二氧化鈦；

所述的第1步中，滴加時(shí)的混合液溫度控制在32～38℃。

所述的第2步中，回流反應(yīng)的溫度是80～90℃，反應(yīng)時(shí)間是2～5h。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，涉及組成的“包括”，既包含了開放式的“包括”、“包含”等及其類似含義，也包含了封閉式的“由…組成”等及其類似含義。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，甲基丙烯酰胺的重量份為30-40份，例如可為30份、35份或40份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的重量份為2-5份，例如可為2份、3份、4份或5份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，甲醛的重量份為4-6份，例如可為4份、5份或6份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，乙二胺的重量份為1-2份，例如可為1份、1.5份或2份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，過硫酸銨的重量份為0.6-1.2份，例如可為0.6份、0.8份、1份或1.2份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，亞硫酸氫鈉的重量份為1.2-1.8份，例如可為1.2份、1.4份、1.6份或1.8份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，乙二胺四乙酸鈉的重量份為1.5-2.5份，例如可為1.5份、2份或2.5份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，月桂醇聚氧乙烯(20)醚的重量份為2-4份，例如可為2份、3份或4份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，偶氮二異丁腈的重量份為0.4-0.8份，例如可為0.4份、0.6份或0.8份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，丙烯酸的重量份為3.5-4.5份，例如可為3.5份、4份或4.5份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，去離子水的重量份為50-60份，例如可為55份、60份或65份。

在本發(fā)明的所述用于含油污泥處理的脫水劑中，表面乙烯基改性介孔二氧化鈦改性介孔二氧化鈦的重量份為4-10，例如可以為5份、7份或者9份。

如上所述，本發(fā)明提供了一種用于含油污泥處理的脫水劑，所述用于含油污泥處理的脫水劑通過獨(dú)特的組合選擇和相互之間的效果協(xié)同，從而取得了良好的多種性能，具有良好的應(yīng)用潛力和工業(yè)化生產(chǎn)前景。

第二個(gè)方面，本發(fā)明涉及所述用于含油污泥處理的脫水劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

s1、分別稱取組成所述脫水劑的各個(gè)組分；

s2、室溫下，向去離子水中加入甲基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、甲醛、乙二胺和亞硫酸氫鈉，然后攪拌下升溫至50-60℃，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)30-50分鐘，得到反應(yīng)液；

s3、向所述反應(yīng)液中加入乙二胺四乙酸鈉、月桂醇聚氧乙烯(20)醚和丙烯酸，攪拌均勻，然后自然冷卻至室溫，即得所述用于含油污泥處理的脫水劑。

其中，還可以在步驟s2中加入乙烯基改性介孔二氧化鈦。

第三個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種含油污泥的脫水方法，其具體為：將脫水劑加入到干燥的含油污泥中，在40-50℃下充分?jǐn)嚢?-3小時(shí)，然后靜置20-30小時(shí)，從而完成脫水。

其中，所述脫水劑與含油污泥的重量比為1:70-90，例如可為1:70、1:80或1:90。

其中，為了攪拌均勻的目的，攪拌的速度可為200-300rpm/分鐘，例如可為200rpm/分鐘、250rpm/分鐘或300rpm/分鐘。

含油污泥的質(zhì)量百分比含油率為2-6%，質(zhì)量百分比含水率為80-95%。

其中，為了進(jìn)一步減少含油量對(duì)于脫水劑的脫水效果的影響，還可以在攪拌時(shí)附加紫外光照射，使二氧化鈦發(fā)揮光催化降解效應(yīng)，減小油含量對(duì)于脫水劑的表面電荷消除過程中的影響。

第四個(gè)方面，本發(fā)明涉及所述脫水劑在含油污泥的脫水處理中的用途。

所述脫水劑具有良好的脫水能力和脫油能力，從而在含油污泥的處理中具有良好的應(yīng)用前景。

如上所述，本發(fā)明提供了一種用于含油污泥處理的脫水劑、其制備方法和含油污泥的脫水方法，所述脫水劑通過特定組分的選擇與協(xié)同作用，以及通過特定的制備方法，從而具有了良好的多種性能，可用于含油污泥的脫水處理，具有良好的應(yīng)用價(jià)值和推廣潛力。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但這些例舉性實(shí)施方式的用途和目的僅用來例舉本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本發(fā)明的保護(hù)范圍局限于此。

制備例1脫水劑的制備

s1、分別稱取30重量份甲基丙烯酰胺、5重量份丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、4重量份甲醛、2重量份乙二胺、0.6重量份過硫酸銨、1.8重量份亞硫酸氫鈉、1.5重量份乙二胺四乙酸鈉、4重量份月桂醇聚氧乙烯(20)醚、0.4重量份偶氮二異丁腈、4.5重量份丙烯酸和50重量份去離子水；

s2、室溫下，向去離子水中加入甲基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、甲醛、乙二胺和亞硫酸氫鈉，然后攪拌下升溫至50℃，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)50分鐘，得到反應(yīng)液；

s3、向所述反應(yīng)液中加入乙二胺四乙酸鈉、月桂醇聚氧乙烯(20)醚和丙烯酸，攪拌均勻，然后自然冷卻至室溫，即得用于含油污泥處理的脫水劑，將其命名為t1。

制備例2脫水劑的制備

s1、分別稱取40重量份甲基丙烯酰胺、2重量份丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、6重量份甲醛、1重量份乙二胺、1.2重量份過硫酸銨、1.2重量份亞硫酸氫鈉、2.5重量份乙二胺四乙酸鈉、2重量份月桂醇聚氧乙烯(20)醚、0.8重量份偶氮二異丁腈、3.5重量份丙烯酸和60重量份去離子水；

s2、室溫下，向去離子水中加入甲基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、甲醛、乙二胺和亞硫酸氫鈉，然后攪拌下升溫至60℃，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)30分鐘，得到反應(yīng)液；

s3、向所述反應(yīng)液中加入乙二胺四乙酸鈉、月桂醇聚氧乙烯(20)醚和丙烯酸，攪拌均勻，然后自然冷卻至室溫，即得用于含油污泥處理的脫水劑，將其命名為t2。

制備例3：脫水劑的制備

s1、分別稱取35重量份甲基丙烯酰胺、3.5重量份丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、5重量份甲醛、1.5重量份乙二胺、0.9重量份過硫酸銨、1.5重量份亞硫酸氫鈉、2重量份乙二胺四乙酸鈉、3重量份月桂醇聚氧乙烯(20)醚、0.6重量份偶氮二異丁腈、4重量份丙烯酸和55重量份去離子水；

s2、室溫下，向去離子水中加入甲基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、甲醛、乙二胺和亞硫酸氫鈉，然后攪拌下升溫至55℃，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)40分鐘，得到反應(yīng)液；

s3、向所述反應(yīng)液中加入乙二胺四乙酸鈉、月桂醇聚氧乙烯(20)醚和丙烯酸，攪拌均勻，然后自然冷卻至室溫，即得用于含油污泥處理的脫水劑，將其命名為t3。

制備例4

s1、分別稱取35重量份甲基丙烯酰胺、3.5重量份丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、5重量份甲醛、1.5重量份乙二胺、0.9重量份過硫酸銨、1.5重量份亞硫酸氫鈉、2重量份乙二胺四乙酸鈉、3重量份月桂醇聚氧乙烯(20)醚、0.6重量份偶氮二異丁腈、4重量份丙烯酸、7重量份表面乙烯基改性介孔二氧化鈦和55重量份去離子水；

s2、室溫下，向去離子水中加入甲基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、甲醛、乙二胺、表面乙烯基改性介孔二氧化鈦和亞硫酸氫鈉，然后攪拌下升溫至55℃，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)40分鐘，得到反應(yīng)液；

s3、向所述反應(yīng)液中加入乙二胺四乙酸鈉、月桂醇聚氧乙烯(20)醚和丙烯酸，攪拌均勻，然后自然冷卻至室溫，即得用于含油污泥處理的脫水劑，將其命名為t4。

所述的表面乙烯基改性介孔二氧化鈦的制備方法包括如下步驟：

第1步，鹽溶液輔助的介孔二氧化鈦的制備：配制7wt%的mgcl2溶液，再按照體積比7：3將無水乙醇與mgcl2溶液混合，攪拌均勻，作為混合液；再滴加鈦酸正丁酯，滴加重量是混合液重量的6%，滴加時(shí)的混合液溫度控制在35℃，當(dāng)產(chǎn)生白色渾濁之后停止攪拌，陳化20h，再將產(chǎn)物離心分離，依次通過無水乙醇和去離子水洗滌，再經(jīng)過烘干之后，得到介孔化的二氧化鈦；

第2步，介孔二氧化鈦的表面接枝處理：按重量份計(jì)，取5份介孔化的二氧化鈦、18份的乙烯基三甲氧基硅烷，加入至90份二甲苯中，進(jìn)行回流反應(yīng)，回流反應(yīng)的溫度是82℃，反應(yīng)時(shí)間是4h，反應(yīng)結(jié)束后，離心過濾出固體，再經(jīng)過乙醇洗滌、真空干燥后，得到氨基化介孔二氧化鈦。

對(duì)上述制備得到的脫水劑進(jìn)行含油污泥脫水處理，其中在下面的實(shí)施例1-3中所使用的含油污泥的質(zhì)量百分比含油率為4.98%，質(zhì)量百分比含水率為87.4%。

對(duì)比制備例1

與制備例3的區(qū)別在于：未加入月桂醇聚氧乙烯(20)醚。

s1、分別稱取35重量份甲基丙烯酰胺、3.5重量份丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、5重量份甲醛、1.5重量份乙二胺、0.9重量份過硫酸銨、1.5重量份亞硫酸氫鈉、2重量份乙二胺四乙酸鈉、0.6重量份偶氮二異丁腈、4重量份丙烯酸和55重量份去離子水；

s2、室溫下，向去離子水中加入甲基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、甲醛、乙二胺和亞硫酸氫鈉，然后攪拌下升溫至55℃，并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)40分鐘，得到反應(yīng)液；

s3、向所述反應(yīng)液中加入乙二胺四乙酸鈉和丙烯酸，攪拌均勻，然后自然冷卻至室溫，即得用于含油污泥處理的脫水劑，將其命名為d1。

實(shí)施例1：含油污泥的脫水處理

將脫水劑t1加入到干燥的含油污泥中，在40℃下充分?jǐn)嚢?小時(shí)，然后靜置30小時(shí)，從而完成脫水；

其中，所述脫水劑t1與含油污泥的重量比為1:70，攪拌速度為200rpm/分鐘。

實(shí)施例2：含油污泥的脫水處理

將脫水劑t2加入到干燥的含油污泥中，在50℃下充分?jǐn)嚢?小時(shí)，然后靜置30小時(shí)，從而完成脫水；

其中，所述脫水劑t1與含油污泥的重量比為1:90，攪拌速度為300rpm/分鐘。

實(shí)施例3：含油污泥的脫水處理

將脫水劑t3加入到干燥的含油污泥中，在45℃下充分?jǐn)嚢?.5小時(shí)，然后靜置25小時(shí)，從而完成脫水；

其中，所述脫水劑t1與含油污泥的重量比為1:80，攪拌速度為250rpm/分鐘。

實(shí)施例4：含油污泥的脫水處理

將脫水劑t4加入到干燥的含油污泥中，在45℃下充分?jǐn)嚢?.5小時(shí)，然后靜置25小時(shí)，從而完成脫水；

其中，所述脫水劑t1與含油污泥的重量比為1:80，攪拌速度為250rpm/分鐘。

實(shí)施例5：含油污泥的脫水處理

與實(shí)施例4的區(qū)別是：在加入脫水劑進(jìn)行攪拌和靜置時(shí)，還用紫外光燈進(jìn)行照射，25cm距離下紫外線強(qiáng)660μw/cm2。

對(duì)照例1：含油污泥的脫水處理

與實(shí)施例3的區(qū)別在于，采用脫水劑d1。

對(duì)照例2：含油污泥的脫水處理

與實(shí)施例3的區(qū)別在于，在將脫水劑加入至污泥時(shí)，還加入有二氧化鈦粉體，加入量是脫水劑重量的15%。

對(duì)照例3：含油污泥的脫水處理

與實(shí)施例3的區(qū)別在于，采用cn104276742a實(shí)施例3中公開的脫水劑。

脫水效果測(cè)試

對(duì)上述實(shí)施例1-4完成脫水后，分別測(cè)量脫水后的各個(gè)性能指標(biāo)，結(jié)果如下表1所示。

由上表1數(shù)據(jù)可見：本發(fā)明的脫水劑具有優(yōu)異的脫水率和脫油率，從而在含油污泥處理中具有良好的應(yīng)用前景和工業(yè)化潛力。實(shí)施例4相對(duì)于實(shí)施例3來說，通過將多孔氧化鈦的表面修飾上乙烯基之后，可以在與丙烯酰胺等單體的反應(yīng)過程中參與到聚合反應(yīng)中上，形成聚合物-氧化鈦的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在聚丙烯酰胺消除污泥電荷作用時(shí)，氧化鈦參與到反應(yīng)過程中，將聚合物-水界面上的油污和其它有機(jī)物降解，避免了油污對(duì)聚合物的溶解和包覆，提高了脫水劑的脫水效果；實(shí)施例5相對(duì)于實(shí)施例3來說，通過加入了紫外照射在去除污泥的過程中，可以進(jìn)一步提高降解效果，提高脫水效率；對(duì)照例1中由于未在聚合物的制備中加入月桂醇聚氧乙烯(20)醚進(jìn)行接枝，導(dǎo)致聚合物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不佳，脫水效率不好；對(duì)照例2中的二氧化鈦是直接加入污染中，由于未進(jìn)行改性，使得其表面不能與聚丙烯酰胺較好地嵌使，使其破壞油污對(duì)聚丙烯酰胺影響的作用下降，使脫水效率降低；對(duì)照例3是現(xiàn)有技術(shù)中的脫水劑，其性能低于本發(fā)明提供的脫水劑。

以上所述，僅是本發(fā)明的典型實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可能利用上述闡述的技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明加以修改或?qū)⑵湫薷臑榈韧募夹g(shù)方案。因此，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所進(jìn)行的任何簡(jiǎn)單修改或等同置換，盡屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。