[发明专利]一种改性壳聚糖‑超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含油污泥脱水性能改善技术领域，尤其是一种改性壳聚糖-超声波改善含油污泥脱水性能的方法。

背景技术

含油污泥是一类含有石油等有机质与水、泥沙等组成的稳定胶状体系，其中的有机质除含有重质化原油、半成品渣油及成品油外还含有大量稠环芳烃及有害微生物，含油污泥伴随着原油采、炼、集、输各个环节。其数量巨大且其中含有苯、酚、蒽、苯并芘等具有恶臭味和毒性的物质，直接排放，会占用大量土地，污染周围的土壤、水体和空气，对人体造成危害。因此，含油污泥已经被列入《国家危险废弃物目录》中的废油废物类，《国家清洁生产促进法》要求必须对其进行无害化处理。

甲壳素是一种天然多糖资源，其衍生物壳聚糖具有天然、安全等优点，但因其水溶性较差、分子量低等缺点，使得它在使用中受到了限制。改性壳聚糖采用天然高分子壳聚糖为接枝骨架，用不饱和单体与其接枝共聚，对其进行化学改性，使得其水溶性得到了提高，且降解性能比有机合成高分子要好。

现阶段的含油污泥的脱水处理方法分为物理方法和化学方法。物理法是对含油污泥进行离心、压滤及冷热处理，但成本贵、能耗高、处理要求高。化学法是投加化学药剂进行脱水，但有些药剂投加量过大，有些药剂反应所需时间较长，且会带来二次污染。

在投加改性壳聚糖的基础上，加入超声处理技术，能够对其脱水性能有所改善，单独超声处理效果不明显，且超声时间过长，会降低其脱水性能。此外，超声的引入可以减少化学药品的使用量，且超声处理不会带来新的污染，具有较好的环境和经济优势。

因此，为改善含油污泥脱水性能，本专利在投加化学药剂的基础上，引入超声波处理，以改性壳聚糖-超声组合的方法改善含油污泥的脱水性能，以期对含油污泥除油脱水的工程应用提供实验基础。同时，改性壳聚糖-超声组合的方法处理含油污泥的研究很少，未见文献公开。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性壳聚糖-超声波改善含油污泥脱水性能的方法，尤其对高含水低含油的含油污泥效果显著，操作过程简单、成本低、能耗低、前景广阔。其中，含水量＞90％，含油量＜3％的污泥为高含水低含油污泥。

本发明的技术方案是：含油污泥经pH调节后，投加改性壳聚糖并磁力搅拌，经超声波作用后，再进行离心脱水，可使含油污泥的含水率降低至50-70％。

所述改性壳聚糖由1g壳聚糖、3g丙烯酰胺、1mL二甲基二烯丙基氯化铵以及Ce⁴⁺的浓度是0.8mmol/L的硝酸铈铵制备；

所述的改性壳聚糖的投加量为30mg/L。

所述的搅拌为采用磁力搅拌器先快速搅拌1～3min，再慢速搅拌5～10min。

所述的调节含油污泥的pH为5～6.5、超声处理时间为1～10min、超声频率为10-100kHz以及离心脱水的转速为3000～5000r/min。

本发明将改性壳聚糖与超声波组合联用对含油污泥进行脱水处理，其原理为：改性壳聚糖以壳聚糖为骨架主链，以阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵、非离子单体丙烯酰胺为接枝侧链合成的，因此，改性壳聚糖具有天然高分子和合成高分子絮凝剂的双重特点。壳聚糖的分子结构中含油氨基、羟基和乙酰胺基，壳聚糖与单体接枝共聚后，不但分子量显著增大，且可解离的基团增多，这些基团可与许多物质亲和、吸附，使它能在多个被吸附的粒子之间吸附架桥，有利于粒子下沉。同时，这些基团的加入，改善了壳聚糖的分子结构，减小了壳聚糖本身的氢键作用力，使得壳聚糖的溶解性能大大改善，使得适用范围大大增加。含油污泥的脱水性能在很大程度上决定于污泥本身的结构，而细胞内絮体具有良好的保水性，利用超声可以破坏絮体，以将其内部水释放出来，便于含油污泥的脱水。

本发明的有益效果是：本发明一种改性壳聚糖-超声波组合改善含油污泥脱水性能的方法，尤其对高含水低含油的含油污泥效果显著，最终可使含油污泥的含水率降低至50％～70％，且操作过程简单、成本低、能耗低、前景广阔。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

单独采用改性壳聚糖改善含油污泥脱水性能的方法，含油浮渣含水率94.2％，含油2.3％，包括以下步骤：