申请日2016.09.18
公开(公告)日2016.12.21
IPC分类号C02F1/56
摘要
本发明公开了一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂及其制备方法，所述高分子絮凝剂由丙烯酰胺(X=200~500)、二甲基二烯丙基氯化铵(W=50~290)、甲基丙烯酸甲酯(Z=6~12)、长链甲基丙烯胺酸酯(Y=2~8，R=6~18)单体聚合而成;所述制备方法是：选用水溶液自由基胶束聚合法，原料在氮气保护下，以氧化还原体系为引发剂引发聚合反应，提纯分离，干燥后即得所述高分子絮凝剂。本发明的优点是：高分子絮凝剂合成条件温和，产率高;集破乳、絮凝为一体，沉降的同时能吸附水中很大一部分溶解油;无需添加其他药剂便实现“水、油、渣”分离;除油率高，投药量少，处理效果稳定;絮凝物紧实密集，产生污泥和浮渣少，减轻后续处理成本。
权利要求书
1.一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂，其特征在于，所述高分子絮凝剂包含以下组分：丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、长链甲基丙烯胺酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂，其特征在于：所述高分子絮凝剂由以下份数的单体组分制成：丙烯酰胺200～500份、二甲基二烯丙基氯化铵50～290份、甲基丙烯酸甲酯6～12份、长链甲基丙烯胺酸酯2～8份。
3.根据权利要求1所述的一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂，其特征在于：所述长链甲基丙烯胺酸酯的链数为6～18。
4.一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
(1)按量称取一半的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、尿素溶于去离子水中，倒入四口烧瓶，匀速搅拌;
(2)按量称取并加入表面活性剂、甲基丙烯酸甲酯以及长链甲基丙烯酸酯形成增溶胶束，继续搅拌，通入氮气除氧一段时间， 在一定温度下恒温水浴;
(3)按量称取并加入引发剂，将剩下的一半丙烯酰胺在一定时间内匀速滴完，搅拌至各组分混合均匀，继续通氮气，盖紧瓶塞，开始共聚反应;
(4)由于该反应是放热反应，待体系温度上升到最高，使烧瓶内温度保持在一定范围内，反应一段时间;
(5)关闭反应体系，取出半透明凝胶状聚合体分别用丙酮、乙醇浸泡一段时间，剪碎，研磨并置于真空干燥箱内烘干。
5.根据权利要求4所述的一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中单体质量浓度为10~30%，其中丙烯酰胺单体摩尔分数为60~80%，二甲基二烯丙基氯化铵单体摩尔分数为18~38%，尿素占单体总质量的2~5%，去离子水用量70~90%。
6.根据权利要求4所述的一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵占单体总量的1~3%，甲基丙烯酸甲酯单体摩尔分数为1.2~1.6%，长链甲基丙烯酸酯单体摩尔分数为0.4~0.8%，氮气通入时间为30min，水浴温度为30~40℃。
7.根据权利要求4所述的一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中引发剂占单体总量的0.1~0.2%，剩下的一半丙烯酰胺在1小时内匀速滴完，继续通入氮气时间为20min。
8.根据权利要求4所述的一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中烧瓶内温度保持在60~80℃，反应时间5~8小时。
9.根据权利要求4所述的一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中浸泡时间为24h，烘干温度为60℃。
说明书
一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于煤化工废水除油预处理技术领域，特别涉及一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂及其制备方法。
背景技术
煤化工废水是业界公认的几种难以处理的工业废水之一。水质主要特征为：污染物组成复杂、浓度高、难以生物降解。总体来说，煤化工废水中CODCr一般在10000~30000 mg/L，氨氮含量在200~9000 mg/L，总酚浓度在900~7000 mg/L，总油浓度在200mg/L左右。由于煤化工的生产工艺特殊，废水中的油以乳化油和可溶性油为主，粒径分布在4~200 μm，普通的重力沉淀法很难去除。在现有处理工艺中，煤化工废水中的乳化油主要依靠絮凝法去除，可溶性油则主要依靠生化处理工艺去除。生化处理是煤化工污水治理和控制的一个重要方向，但对于高浓度污染物，其在进行生化处理前，必须进行预处理。
随着新型煤化工产业的发展，生产工艺和产品线持续翻新，废水污染物组分也越来越复杂，常规絮凝药剂(聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺等)已难以满足煤化工废水除油预处理的要求。目前市面上出售的破乳剂或絮凝剂往往针对性强，不适用于煤化工废水独特的水质情况;投加量大，且需要同时添加助凝剂使之达到预期效果，使得处理成本增加，操作过程复杂;产生的污泥和浮渣多，加大后续处理的难度;只对废水中的乳化油具有破乳作用，无法除去溶解油。因此针对上述缺点，本发明旨在开发一种针对煤化工废水，除油率高且普适性强的絮凝剂，解决煤化工废水预处理的瓶颈问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂及其制备方法，该高分子絮凝剂合成条件温和，除油率高，产生污泥和浮渣少。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂及其制备方法。所述高分子絮凝剂由以下份数的单体组分制成：丙烯酰胺200～500份、二甲基二烯丙基氯化铵50～290份、甲基丙烯酸甲酯6～12份、长链甲基丙烯胺酸酯2～8份，所述长链甲基丙烯胺酸酯的链数为6～18;所述高分子絮凝剂制备方法是：选用水溶液自由基胶束聚合法，原料在氮气保护下，以氧化还原体系为引发剂引发聚合反应，提纯分离，干燥后即得所述高分子絮凝剂。
作为优选，所述一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法，依次包括以下步骤：
(1)按量称取一半的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、尿素溶于去离子水中，倒入四口烧瓶，匀速搅拌;
(2)按量称取并加入表面活性剂、甲基丙烯酸甲酯以及长链甲基丙烯酸酯形成增溶胶束，继续搅拌，通入氮气除氧一段时间， 在一定温度下恒温水浴;
(3)按量称取并加入引发剂，将剩下的一半丙烯酰胺在一定时间内匀速滴完，搅拌至各组分混合均匀，继续通氮气，盖紧瓶塞，开始共聚反应;
(4)由于该反应是放热反应，待体系温度上升到最高，使烧瓶内温度保持在一定范围内，反应一段时间;
(5)关闭反应体系，取出半透明凝胶状聚合体分别用丙酮、乙醇浸泡一段时间，剪碎，研磨并置于真空干燥箱内烘干。
作为优选，所述一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法步骤(1)中单体质量浓度为10~30%，其中丙烯酰胺单体摩尔分数为60~80%，二甲基二烯丙基氯化铵单体摩尔分数为18~38%，尿素占单体总质量的2~5%，去离子水用量70~90%。
作为优选，所述一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法步骤(2)中表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵占单体总量的1~3%，甲基丙烯酸甲酯单体摩尔分数为1.2~1.6%，长链甲基丙烯酸酯单体摩尔分数为0.4~0.8%，氮气通入时间为30min，水浴温度为30~40℃。
作为优选，所述一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法步骤(3)中引发剂占单体总量的0.1~0.2%，剩下的一半丙烯酰胺在1小时内匀速滴完，继续通入氮气时间为20min。
作为优选，所述一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法步骤(4)中烧瓶内温度保持在60~80℃，反应时间5~8小时。
作为优选，所述一种含脂肪长链可用于煤化工废水除油的高分子絮凝剂制备方法步骤(5)中浸泡时间为24h，烘干温度为60℃。