專利名稱：：一種用于污水處理的化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于污水處理的化合物，具體地說是一種陽離子聚合物，用于污水處理的除磷化合物，屬于污水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，
背景技術(shù)：
：城市污水處理工藝在七、八十年代中期，以傳統(tǒng)的活性污泥法居多，主要以除去化學需氧量(COD)為對象，對處理后出水中的氮、磷指標要求不高。近年來，伴隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，工業(yè)污水量以及城市生活污水量正以驚人的速度猛增，這些污水或已經(jīng)或正在污染著人類賴以生存的江、河及湖泊，已構(gòu)成威脅人類生存環(huán)境的原因之一，污水的治理已成為環(huán)境保護最重要的課題之一?，F(xiàn)有的污水處理技術(shù)主要采用生物法、化學處理法、物理處理法。污水物理處理法因成本過高、技術(shù)復雜而很少應用?；瘜W處理法是最早采用的一種除磷方法，它是以磷酸鹽能和某些化學物質(zhì)如鐵鹽、鋁鹽、石灰等反應生成不溶的沉淀物為基礎(chǔ)進行的，其產(chǎn)物常具有絮凝的作用，有助于磷酸鹽的分離，此過程通常投加高分子絮凝劑來強化。污水生物處理是污水脫氨除磷廣泛應用的技術(shù)之一，其除磷原理是將活性污泥在厭氧好氧環(huán)境中交替，使具有較強吸收磷的一類細菌成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌種，磷被微生物大量吸收轉(zhuǎn)化為固態(tài)，從而通過沉降實現(xiàn)泥水分離，排除剩余活性污泥，從污水中除去磷。生物除磷工藝象其它污水生化處理工藝一樣，對工藝條件的變化較化學除磷工藝更為敏感。另一方面，必須保持非常低的出水懸浮物濃度，因為富集磷的活性污泥磷含量可達6%，而一般活性污泥中的含磷量僅為2%。舉例來說，如果生化除磷工藝的出水懸浮物濃度為20mg/l，這就意味著懸浮物己帶出1.2mg/l的磷，而溶解性磷通常很難降到0.7mg/1以下，因此正常情況出水磷濃度一般要達到2mg/1。而化學除磷通常可將溶解性磷濃度降到0.lmg/1以下，出水懸浮物帶走的磷為0.4mg/1，出水總磷濃度可降到0.5mg/lo生物除磷工藝的污泥并不太好處理。污泥一旦厭氧，磷即發(fā)生釋放，因此要避免重力濃縮，盡管可采取氣浮濃縮后迅速脫水或直接脫水，但初沉污泥與剩余污泥最好是分開進行濃縮脫水直到泥處理末端再混在一起。應避免采用厭氧硝化進行污泥穩(wěn)定，應采取好氧硝化或堆肥等污泥穩(wěn)定措施。濃縮脫水的清液在回到水處理段前均需化學沉淀除磷。目前國內(nèi)各設(shè)計單位在對城市污水處理選擇處理方案時一般選擇生物除磷脫氮工藝，對化學除磷一般不予考慮。因為較普遍的看法是"生物法"工藝簡單、運行成本低，污泥量少且易于處理；"化學法"則工藝復雜、運行成本高、污泥量多且難于處理，另外在感情上"化學法"較"生物法"更難于被人們所接受。據(jù)分析，就一般的城市污水水質(zhì)，按現(xiàn)在普遍采用的生物除磷脫氮工藝，實際很難達到GB8978—1996中的二級標準，更不用說一級標準了，且生物除磷和化學除磷之間的投資與運行費差異并不如一般人想象的那么大。生物除磷的厭氧池一般要求有一個小時以上的停留時間，池內(nèi)攪拌器耗能大約在5Wh/m3，這些投資和運行成本并不比投加化學混凝劑的成本低很多。對于一般城市污水僅僅采用單純的生物除磷，特別目前普遍采用的單級生物脫氮與除磷相結(jié)合的工藝，難于滿足目前國家污水綜合排放標準的要求，因此，有必要考慮采取化學除磷或化學輔助除磷的方法，以解決日趨嚴重的污水排放問題。當前我國水處理劑的生產(chǎn)正面臨著挑戰(zhàn)一是來自國外絮凝劑的競爭越來越激烈，二是人們對環(huán)境質(zhì)量的客觀要求越來越高，新型絮凝劑的開發(fā)已顯得越來越重要。大多數(shù)廢水的膠體帶負電性，對這類廢水的膠體懸浮物采用有機陽離子絮凝劑一般能直接起到固液分離的效果。國外有機陽離子絮凝劑研究在近年來發(fā)展很快且正朝著開拓它在水處理領(lǐng)域應用范圍的方向發(fā)展。我國在此方面的研究雖然近年來也取得了一定的進展，但還遠遠不能滿足實際需要。除了聚丙烯酰胺的曼尼希反應產(chǎn)生的有機陽離子絮凝劑外，能真正工業(yè)化并具有工業(yè)潛力的水溶性有機陽離子高分子絮凝劑幾乎沒有，而曼尼希反應所產(chǎn)生的有機陽離子絮凝劑由于單體的毒性問題，不能用于水的處理，它的發(fā)展受到限制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種用于污水處理的化合物，其是一種陽離子聚合物，它所攜帶的多個氨基可以與污水中的酸形成陽離子，增加了陽離子的數(shù)量，也可以與大量的陰離子親水基團結(jié)合在一起，起到絮凝的作用；生產(chǎn)成本低廉，工藝簡單，使用方便；在城市污水處理中使用，能有效去除污水中的磷，進一步可提高污水處理的效果。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種用于污水處理的化合物包括以下組份，其組份比例按重量份數(shù)計酸3050份，烯丙胺2030份，引發(fā)劑26份，有機溶劑300700份，交聯(lián)劑l份5份，水200600份。取酸裝入容器中攪拌，用冰浴將容器冷卻，將烯丙胺滴加到正在攪拌的酸中制成溶液；在溶液中加入水攪拌均勻，并加入引發(fā)劑總量的一半攪拌均勻，再加入引發(fā)劑總量乘余的一半繼續(xù)攪拌均勻后冷卻至室溫，加入水攪拌均勻，過濾；將濾液加入到有機溶劑中，混合成白色固體；將白色固體加入到冰水中攪拌至全溶，調(diào)PH值，加入交聯(lián)劑進行室溫反應再加入水，攪拌、抽濾；濾餅加入水，攪拌，抽濾；將濾餅加入水，攪拌，抽濾；再將濾餅加入有機溶劑中，攪拌，抽濾，經(jīng)真空干燥即得化合物。本發(fā)明一種用于污水處理的化合物的生產(chǎn)方法釆用以下工藝步驟其組份比例按重量份數(shù)計先將酸30-50份(質(zhì)量百分濃度36-38%)裝入5升的圓底三頸瓶，并且用機械攪拌器攪拌。用冰浴將三頸瓶冷卻到5'C以下，將烯丙胺20-30份滴加到正在攪拌的酸中制成溶液，溶液的溫度保持在1(TC以下。加入水1-3份，攪拌均勻，加入引發(fā)劑總量的一半(1-3)份作為1%-40%水溶液添加進去，當溫度在5(TC-7(TC條件下攪拌12-24小時后，加入引發(fā)劑總量乘余的一半(1-3)份作為1%-40%水溶液添加進去，當溫度在5(TC-70'C條件下繼續(xù)攪拌12-48小時后，冷卻至室溫加入水8-15份，攪拌均勻，過濾，濾液加入到有機溶劑200-400份中，制成白色固體，將白色固體加入到冰水30-50份，攪拌至全溶，加入氫氧化鈉，調(diào)PH值至9-12，加入交聯(lián)劑1-5份，室溫反應2325h，加入水80-120份，攪拌0.9l.lh，抽濾，濾餅加入50-150份水，攪拌0.91.1h，抽濾，濾餅加入50-200份水中，攪拌O.91.1h,抽濾，再將濾餅加入有機溶劑100-300份中，攪拌0.91.lh，抽濾，當溫度在50。C條件下真空干燥2325h，真空度為0.08MPa0.lMPa;即得化合物，其結(jié)構(gòu)式如下a，b-主要胺基數(shù)目，a+b=9;c-表示交聯(lián)基團c的數(shù)目，c=l;n-可質(zhì)子化胺基數(shù)目，n=0.4;m-表示聚合物網(wǎng)狀交聯(lián)數(shù)目，X是酸。本發(fā)明所述酸的可選用鹽酸、碳酸、重碳酸、硫酸、硝酸、過硫酸、亞硫酸、乙酸、抗壞血酸、苯甲酸、檸檬酸、二氫檸檬酸、甘膽酸、一氫檸檬酸、膽酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、葡糖醛酸或?；悄懰嶂械囊环N。本發(fā)明所述引發(fā)劑可選用眾所周知的自由基引發(fā)劑，適當?shù)淖杂苫l(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二(4-氰基戊酸)、偶氮二(脒基丙烷)二氫氯化物、過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸氫鉀。本發(fā)明所述有機溶劑可選用異丙醇、甲醇、乙醇或丙酮中的一種或一種以上。本發(fā)明所述的交聯(lián)劑選用環(huán)氧氯丙烷、1，2-乙二醇二縮水甘油基醚、1，4-丁二醇二縮水甘油基醚、1，3-二氯丙垸、1，2-二氯乙烷、1，3-二溴丙垸、1，2-二溴乙垸、琥珀酰氯、二甲基琥珀酸鹽、甲苯雙異氰酸鹽、丙烯酰氯或苯均四酸二酐中的一種。優(yōu)選的交聯(lián)劑是環(huán)氧氯丙垸，因為它可用性高而且成本低。本發(fā)明的用于污水處理的化合物是一種聚合物。本發(fā)明所提供的化合物是含有聚合的烯丙胺單體的重復單元，該重復單元的結(jié)構(gòu)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(I)聚烯丙胺是含有聚合烯丙胺單體重復單元的聚合體，烯丙胺單體的胺基團可以不被取代，或被(例如)l個或2個d-d。直鏈、或帶支鏈的烷基基團取代。烷基基團可任選地被1個或多個羥基、鹵素、氨基、胺基、苯基腈基基團取代。聚烯丙胺可以是含有2個或多個不同聚合丙烯基單體重復單元的共聚物，或者是含有聚合烯丙基單體與聚合非烯丙基單體重復單元的共聚物。適合的非烯丙單體的實例有丙烯酰胺單體、丙烯酸單體、馬來酸、?；蚁┗鶈误w、烷基取代的烯烴。然而，優(yōu)選的是，本發(fā)明的聚烯丙胺聚合物是同聚物。更甚優(yōu)選的是，本發(fā)明的聚烯丙胺聚合物是同聚物。更甚優(yōu)選的是，本發(fā)明的聚烯丙胺聚合物是結(jié)構(gòu)式(I)重復單元的同聚物。聚合物可以通過把氨基基團連接在毗鄰的聚合物鏈上的橋接單元交聯(lián)。適當?shù)臉蚪訂卧ㄖ辨湹幕蛑ф湹?、被取代的或未被取代的亞烷基基團、二酰亞垸基基團、二酰芳烴基團和亞垸基二氨基甲?；鶊F。適當?shù)臉蚪訂卧獙嵗ā?CH2)「，其中n=220;-CH廠CH(OH)-CH2-;-C(0)~CH2CH2(0)C-，其中n二24等單元。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明具有成本低廉，使用方便等特點；在城市污水處理中加入本發(fā)明的化合物，能有效去除污水中的磷，進一步提高污水處理的效果。本發(fā)明用于污水處理的化合物是一種陽離子聚合物，它所攜帶的多個氨基可以與污水中的酸形成陽離子，這就增加了陽離子的數(shù)量，也可以與大量的陰離子親水基團結(jié)合在一起，起到絮凝的作用。本發(fā)明用于污水處理的化合物是一種陽離子聚合物，它所攜帶的多個氨基可以結(jié)合污水中的磷酸根，從而達到除磷的效果。本發(fā)明的化合物與傳統(tǒng)的硫酸鋁、三氯化鐵等無機絮凝劑相比，使用量少，使用后不會因為產(chǎn)生金屬氫氧化物、金屬氧化物等殘余物而造成二次污染。本發(fā)明的聚合物適用于處理城市污水、工業(yè)污水等。具體實施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述實施例一本發(fā)明一種用于污水處理的化合物的生產(chǎn)方法采用以下工藝步驟其組份比例按重量份數(shù)計將濃鹽酸30份裝入5升的圓底三頸瓶并且用機械攪拌器攪拌，濃鹽酸濃度為37.5%。用冰浴將三頸瓶冷卻到5°C以下，將烯丙胺28份滴加到正在攪拌的鹽酸中制成溶液，溶液的溫度保持在1(TC以下。加入水2份，攪拌均勻，加入偶氮二(脒基丙烷)二氫氯化物2份作為20%水溶液添加進去，當溫度在6(TC條件下攪拌15小時后，加入偶氮二(脒基丙烷)二氫氯化物2份作為20%水溶液添加進去，當溫度在6(TC條件下繼續(xù)攪拌48小時后，冷卻至室溫加入水10份，攪拌均勻，過濾，濾液加入到30份甲醇中，將所得白色固體，加冰水50份，攪拌至全溶，加入氫氧化鈉，調(diào)PH值至IO，加入環(huán)氧氯丙烷l份，室溫反應24h，加入水100份，攪拌lh，抽濾，濾餅加入150份水，攪拌lh，抽濾，濾餅加入200份水中，攪拌lh，抽濾，濾餅加入170份異丙醇中，攪拌lh，抽濾，當溫度在50'C條件下真空干燥24h，真空度為0.lMPa，即得交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽(化合物)，交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽應用于工業(yè)污水處理。交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽結(jié)構(gòu)如下a，b-主要胺基數(shù)目，a+b=9;c-表示交聯(lián)基團c的數(shù)目，c=l;n-可質(zhì)子化胺基數(shù)目，n=0.4;m-表示取合物網(wǎng)狀交聯(lián)數(shù)目。將上述的交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽從二沉池的進水處加入，出水處的磷含量可顯著降低。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例二本發(fā)明一種用于污水處理的化合物的生產(chǎn)方法采用以下工藝步驟其組份比例按重量份數(shù)計將濃鹽酸35份裝入5升的圓底三頸瓶并且用機械攪拌器攪拌。用冰浴將三頸瓶冷卻到5t:以下，將烯丙胺30份滴加到正在攪拌的鹽酸中，溶液的溫度保持在l(TC以下。加入水2份，攪拌均勻，加入過硫酸鉀2份作為18%水溶液添加進去，當溫度在6(TC條件下攪拌15小時后，加入過硫酸鉀2份作為18%水溶液添加進去，當溫度在55'C條件下繼續(xù)攪拌48小時后，冷卻至室溫加入水15份，攪拌均勻，過濾，濾液加入到4L丙酮中，將所得白色固體，加冰水50份，攪拌至全溶，加入氫氧化鈉，調(diào)ra值至ii，加入環(huán)氧氯丙烷2份，室溫反應24h，加入水120份，攪拌lh,抽濾，濾餅加入100份水，攪拌lh，抽濾，濾餅加入150份水中，攪拌lh，抽濾，濾餅加入250份異丙醇中，攪拌lh，抽濾，當溫度在5(TC條件下真空干燥24h,真空度為O.lMPa，即得交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽(化合物)。交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽應用于生活污水處理。將其用于污水處理如下典型的生活污水處理完整工藝如下-污水一一前處理一一生化法一一二沉池一一-消毒一一出水II---_一一污泥處理系統(tǒng)前處理也稱為預處理技術(shù)，常用的有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。將上述的交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽從二沉池的進水出加入，出水出的磷含量可顯著降低。進水p出水P去除率％4.Omg/L0.48mg/L88%實施例三本發(fā)明一種用于污水處理的化合物的生產(chǎn)方法采用以下工藝步驟其組份比例按重量份數(shù)計將濃鹽酸32份裝入5升的圓底三頸瓶并且用機械攪拌器攪拌。用冰浴將三頸瓶冷卻到5。C以下，將烯丙胺26份滴加到正在攪拌的鹽酸中，溶液的溫度保持在l(TC以下。加入水3份,攪拌均勻，加入偶氮二(脒基丙垸)二氫氯化物3份作為10%水溶液添加進去，當溫度在55-C條件下攪拌20小時后，加入偶氮二(脒基丙烷)二氫氯化物3份作為10%水溶液添加進去，當溫度在55'C條件下繼續(xù)攪拌40小時后,冷卻至室溫加入水12份，攪拌均勻，過濾，濾液加入到30份無水乙醇中，將所得白色固體，加冰水50份，攪拌至全溶，加入氫氧化鈉，調(diào)PH至12，加入環(huán)氧氯丙烷1.5份,室溫反應24h，加入水100份,攪拌lh,抽濾，濾餅加入110份水，攪拌lh，抽濾，濾餅加入180份水中，攪拌lh,抽濾，濾餅加入150份異丙醇中，攪拌lh,抽濾，當溫度在5(TC條件下真空干燥24h,真空度為0.09MPa，即得交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽(化合物)。交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽應用于工業(yè)污水處理。將其用于污水處理如下將上述的交聯(lián)多聚烯丙基胺鹽酸鹽從二沉池的進水出加入，出水出的磷含量可顯著降低。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用于污水處理的化合物，其特征是包括以下組份，其組份比例按重量份數(shù)計酸30～50份，烯丙胺20～30份，引發(fā)劑2～6份，有機溶劑300～700份，交聯(lián)劑1份～5份，水200～600份；取酸裝入容器中攪拌，用冰浴將容器冷卻，將烯丙胺滴加到正在攪拌的酸中制成溶液；在溶液中加入水攪拌均勻，并加入引發(fā)劑總量的一半攪拌均勻，再加入引發(fā)劑總量乘余的一半繼續(xù)攪拌均勻后冷卻至室溫，加入水攪拌均勻，過濾；將濾液加入到有機溶劑中，混合成白色固體；將白色固體加入到冰水中攪拌至全溶，調(diào)PH值，加入交聯(lián)劑進行室溫反應再加入水，攪拌、抽濾；濾餅加入水，攪拌，抽濾；將濾餅加入水，攪拌，抽濾；再將濾餅加入有機溶劑中，攪拌，抽濾，經(jīng)真空干燥即得化合物。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的化合物，其特征在于所述酸可選用鹽酸、碳酸、重碳酸、硫酸、硝酸、過硫酸、亞硫酸、乙酸、抗壞血酸、苯甲酸、擰檬酸、二氫擰檬酸、甘膽酸、一氫擰檬酸、膽酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、葡糖醛酸或?；悄懰嶂械囊环N。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的化合物，其特征在于所述引發(fā)劑選用偶氮二異丁腈、偶氮二(4-氰基戊酸)、偶氮二(脒基丙烷)二氫氯化物、過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸氫鉀中的一種。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的化合物，其特征在于所述有機溶劑選用異丙醇、甲醇、乙醇或丙酮中的一種或一種以上。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的化合物，其特征在于所述交聯(lián)劑選用環(huán)氧氯丙垸、1，2-乙二醇二縮水甘油基醚、1，4-丁二醇二縮水甘油基醚、1，3-二氯丙烷、1，2-二氯乙垸、1，3-二溴丙垸、1，2-二溴乙烷、琥珀酰氯、二甲基琥珀酸鹽、甲苯雙異氰酸鹽、丙烯酰氯或苯均四酸二酐中的一種，優(yōu)選的是環(huán)氧氯丙垸。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于污水處理的化合物，特征是取酸裝入容器中攪拌，用冰浴將容器冷卻，將烯丙胺滴加到正在攪拌的酸中制成溶液；在溶液中加入水攪拌均勻，加入引發(fā)劑攪拌均勻，再加入引發(fā)劑繼續(xù)攪拌均勻后冷卻至室溫，加入水攪拌均勻，過濾；將濾液加入到有機溶劑中，混合成白色固體；將白色固體加入到冰水中攪拌至全溶，加入交聯(lián)劑進行室溫反應再加入水，攪拌、抽濾；再將濾餅加入有機溶劑中，攪拌，抽濾，經(jīng)真空干燥即得化合物。本發(fā)明可增加陽離子的數(shù)量，也可以與大量的陰離子親水基團結(jié)合在一起，起到絮凝的作用；生產(chǎn)成本低廉，工藝簡單，使用方便；在城市污水處理中使用，能有效去除污水中的磷，可提高污水處理的效果。文檔編號C02F1/52GK101367573SQ20081019651公開日2009年2月18日申請日期2008年9月8日優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日發(fā)明者賈祥波,陸繼好申請人:賈祥波;陸繼好