專利名稱：懸浮液絮凝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含水懸浮液的絮凝工藝，以期進行所述懸浮液中固體的分離。
眾所周知，為了分離懸浮液中的固體，要向含水懸浮液中施用聚合物絮凝劑。例如，慣例是使要么含有懸浮固體有機物要么含有礦物質(zhì)固體的懸浮液絮凝，然后脫水。例如，慣例是使下水污泥等污泥、廢水、紡織工業(yè)排水、拜耳礬土法赤泥、煤炭尾礦懸浮液等絮凝。絮凝劑通常也用于造紙工藝，即向纖維素懸浮液中添加聚合物絮凝劑。絮凝作用通常是通過向懸浮液中混入聚合物絮凝劑、使懸浮微粒得以絮凝、然后使絮凝的懸浮液脫水來實現(xiàn)的。在造紙中，纖維素懸浮液中水的這種脫除往往簡稱瀝水(draining)。
高分子量聚合物絮凝劑常常用于這一目的。高分子量絮凝劑在性質(zhì)上可以是陽離子型、陰離子型、非離子型或兩性的。聚合物絮凝劑的選擇大部分取決于正在處理的基質(zhì)。例如，慣例是使用高分子量陽離子型絮凝劑處理包含懸浮有機物質(zhì)的含水懸浮液例如下水污泥。在造紙中，已知的是使用要么陽離子型、非離子型、陰離子型要么兩性的絮凝劑。礦物質(zhì)懸浮液的絮凝作用往往是用陰離子型絮凝劑進行的。
也已知的是，在同一工藝中使用兩種不同的聚合物絮凝劑。這些絮凝劑可以有同種電荷(同離子型)。例如，在下水污泥脫水的商業(yè)實踐中，這些可以是同離子型的。在其它工藝中，已知的是施用兩種有相反電荷的聚合物(相反離子型)。在向含水懸浮液中施用兩種聚合物絮凝劑的情況下，它們可以同時添加，或更經(jīng)常的是按順序添加。
標準實踐是以水溶液形式施用聚合物來使含有懸浮有機物質(zhì)的懸浮液絮凝。一般地說，聚合物溶液是相當稀的，例如低于0.5％、往往低于0.3％、通常0.1％～低于0.2％(重量)。
聚合物通常是作為固體顆粒狀產(chǎn)品或作為反相分散液或乳液提供的。標準實踐是，在固體顆粒狀產(chǎn)品的情況下，通過把聚合物微粒分散在一股水流中而使該聚合物溶解到水中；而在乳液或分散液的情況下通過使用活化劑表面活性劑使之反轉(zhuǎn)到水中。這樣形成的聚合物溶液的濃度往往在0.3％以上，濃度范圍經(jīng)常在0.4％～1％，通常是約0.5％。這種較濃的聚合物溶液在很多情況下可能太濃而不能直接添加到該懸浮液中，因為得到的智慧表明，該絮凝劑在整個懸浮液中的分布會不均勻，結(jié)果，絮凝過程會受到損害。
因此，通常的做法是，首先提供一種較濃的聚合物溶液，然后在施用前稀釋該聚合物溶液。通常，該稀釋的溶液的濃度會低于0.2％，例如在0.05～0.2％(重量)范圍內(nèi)，且往往在0.1～0.2％(重量)之間。這種稀的聚合物溶液通常在脫水階段之前直接計量到該懸浮液中。
目前，人們希望提高絮凝工藝的效率，以要么帶來更高的脫水效果例如更高的濾餅固體，要么替而代之地達到恒定可接受水平的脫水效率但使用較低劑量的絮凝劑。就包括下水污泥脫水、煤炭尾礦漿狀物、赤泥和造紙在內(nèi)的各種各樣絮凝工藝而言，確實如此。
因此，提供一種改進的含水固體懸浮液絮凝和脫水方法，尤其提供等效劑量絮凝劑的脫水固體的更高干度，或提供相同程度的脫水固體干度但使用較低劑量的絮凝劑，會是理想的。提供一種能提供更快脫水的工藝也會是理想的。
本發(fā)明涉及一種懸浮固體的含水懸浮液的絮凝與脫水工藝，包含向該懸浮液中導(dǎo)入(a)一種濃聚合物溶液和(b)一種稀聚合物溶液，其特征在于該濃的和稀的聚合物溶液是實質(zhì)上同時導(dǎo)入該基質(zhì)中的。
該濃的和稀的溶液可以作為各自獨立的溶液直接計量到該懸浮液中。所謂“實質(zhì)上同時”，系指應(yīng)當在大約相同的投藥時點添加這兩種溶液。在該濃的和稀的溶液分別添加到該懸浮液中的情況下，它們可以以任意順序添加。例如，如果先添加稀溶液，則該濃聚合物可以在絮凝已經(jīng)開始之后添加，但應(yīng)當在脫水階段之前和任何高剪切力階段例如泵送階段或篩選階段之前添加。替而代之，在濃聚合物溶液添加之后添加稀聚合物溶液，可能是理想的。當該稀的和濃的聚合物溶液分別添加時，在兩個投藥階段之間允許或施用某種程度的混合以期使第一聚合物劑量能充分分布到該懸浮液固體上，可能是適當?shù)?。這種混合可以諸如包括讓處理過的懸浮液沿流線經(jīng)過一段距離，該流線任選地包含彎頭、擋板、收縮或其它能誘發(fā)緩慢混合的特色。
較好，該濃的和稀的聚合物溶液是同時導(dǎo)入的。
更好的是，該濃的和稀的聚合物溶液是作為一種含水組合物導(dǎo)入該懸浮液中，所述組合物包含一種稀的聚合物水溶液和一種濃的聚合物溶液。該含水組合物應(yīng)當同時包含該稀的和濃的聚合物溶液作為分立的成分。因此，希望的是，該稀溶液和濃溶液是作為該含水組合物的實質(zhì)上分立成分存在的。
該含水組合物較好包含以聚合物重量為基準數(shù)量為20～99％的稀聚合物水溶液，和以聚合物重量為基準數(shù)量為1～80％的濃聚合物水溶液。對于一些用途來說，例如對于煤炭尾礦漿狀物的旋轉(zhuǎn)真空過濾來說，使用濃溶液與稀聚合物溶液之比為大約75∶25可能是適當?shù)?。然而，在大多?shù)其它用途上，濃聚合物溶液與稀聚合物溶液之比一般應(yīng)當在1∶99～40∶60范圍內(nèi)。
包含濃溶液和稀溶液的含水組合物可以具有任何顯著不同的濃度，先決條件是，各自的濃度并非實質(zhì)上如此相同，以致這兩種溶液會立即形成一種均勻的單一溶液。較好，該濃溶液應(yīng)當是該稀溶液濃度的至少兩倍。更好的是，該濃溶液應(yīng)當是該稀水溶液濃度的至少4或5倍。
該稀的聚合物水溶液理想地具有低于0.5％、較好低于0.3％(重量)的聚合物濃度。更好的是，該稀溶液的濃度在0.05～0.2％范圍內(nèi)、最好是約0.1％(重量)。
按照本發(fā)明，溶解于該稀聚合物水溶液中的聚合物既可以是陽離子型的、陰離子型的、也可以是非離子型的。
按照本發(fā)明的濃水溶液成分理想地具有0.3％(重量)以上、較好在0.4～1.0％(重量)之間的聚合物濃度。更好的是，該濃溶液的濃度是在0.5～1.0％范圍內(nèi)。按照本發(fā)明，溶解于該濃聚合物水溶液中的聚合物既可以是陽離子型的、陰離子型的，也可以是非離子型的。溶解于該濃聚合物溶液中的聚合物較好要么是與溶解于該稀溶液中的聚合物同離子型的，要么是非離子型的。在另一種較好形式中，溶解于該稀溶液中的聚合物是非離子型的，而溶解于該濃聚合物溶液中的聚合物是陽離子型、陰離子型或非離子型的。
當溶解于要么稀溶液要么濃溶液中的聚合物是陽離子型的時，所述陽離子型聚合物可以通過至少一種陽離子型單體單獨聚合或與其它單體一起聚合來生成。適用的陽離子型單體包括含有胺基的單體季銨鹽或酸鹽。較好，該陽離子型聚合物是從一種單體或單體共混物生成的，其中包含至少一種選自下列組成的一組的陽離子型單體(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的季銨鹽或酸鹽，二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺的季銨鹽和酸鹽，和氯化二烯丙基二甲銨。該陽離子型單體可以均聚，也可以與其它單體例如丙烯酰胺共聚。除乙烯基加成聚合物外，該陽離子型聚合物還可以包括通過縮合或加成反應(yīng)得到的聚合物。例如，適用的陽離子型聚合物包括胺類與表鹵醇或二鹵烷的加成物、聚酰胺和聚乙烯亞胺。
在溶于要么稀溶液中要么濃溶液中的聚合物是陰離子型的情況下，所述陰離子型聚合物可以通過至少一種陰離子型單體單獨聚合或與其它單體聚合來生成。適用的陰離子型單體包括含有羧酸或磺酸基團的烯鍵不飽和單體。較好的陰離子型聚合物是從一種單體或單體共混物生成的，其中包含至少一種選自下列組成的一組的陰離子型單體(甲基)丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、其堿金屬鹽和銨鹽。
如果溶于要么稀溶液要么濃溶液中的聚合物是非離子型的，則所述非離子型聚合物可以通過適用非離子型單體例如丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的聚合來生成。
對濃水溶液和稀水溶液兩者均適用的聚合物可以通過任何方便的聚合工藝例如凝膠聚合、反相懸浮聚合、反相乳液聚合、溶液聚合等來制備。因此，適用的聚合物可以以造粒粉末、珠狀物、反相乳液、反相分散液或水溶液的形式提供。
濃水溶液可以通過把任何適用的水溶性聚合物溶解到水中來形成。稀的聚合物水溶液也可以通過把任何適用的水溶性聚合物溶解到水中或替而代之通過稀釋該聚合物溶液的一種更濃溶液來制備。用已知的溶解、反轉(zhuǎn)、或稀釋技術(shù)(以適合為宜)，就可以從它分別產(chǎn)生濃水溶液和稀水溶液。例如，固體顆粒狀陽離子型聚合物可以通過把聚合物微粒分散到一股水流中加以溶解。陽離子型聚合物的反相乳液或反相分散液可以通過使用活化劑表面活性劑反轉(zhuǎn)到水中，以形成各自的水溶液。較好，溶于稀溶液和濃溶液兩者中的聚合物基本上是相同的聚合物。
按照本發(fā)明的聚合物可以制備成實質(zhì)上直鏈聚合物或制備成支鏈的或結(jié)構(gòu)性的聚合物。結(jié)構(gòu)性的或支鏈的聚合物通常是通過把多烯鍵不飽和單體例如亞甲基二丙烯酰胺納入單體混合物中來制備，例如EP-B-202780中所給出的。然而，較好，該聚合物是實質(zhì)上直鏈的而且是以珠狀或粉狀產(chǎn)品的形式制備的。
一組特別好的聚合物包括丙烯酰胺與至少一種選自下列組成的一組的陽離子型單體的共聚物(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的季銨鹽和酸鹽，二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺的季銨鹽和酸鹽，和氯化二烯丙基二甲銨；其特性粘度為至少4dl/g。該陽離子型丙烯酰胺聚合物可以包含10～90％(重量)丙烯酰胺和10～90％(重量)陽離子型單體。
包含稀的陽離子型聚合物水溶液和濃的陽離子型聚合物溶液的含水組合物，可以通過把該濃的陽離子型聚合物溶液導(dǎo)入一股稀的陽離子型聚合物水溶液流中來形成。例如，在一種含水組合物的制備方法中，一種濃的陽離子型聚合物水溶液是直接導(dǎo)入一根正在把該稀的陽離子型聚合物水溶液輸送到投藥點的導(dǎo)管中的，在投藥點，把包含兩種聚合物濃度的含水組合物計量到該固體懸浮液中以進行絮凝。
按照本發(fā)明對懸浮固體的含水懸浮液進行絮凝和脫水的一種較好形式，把一種含水組合物導(dǎo)入該懸浮液中。該含水組合物包含濃和稀的陽離子型聚合物水溶液，其中，這兩種溶液是作為該組合物的分立成分存在的。認為理想的是，濃溶液和稀溶液的混合物是作為一種非均勻組合物共存的。因此，為了防止該濃溶液耗散和稀釋從而形成一種單一濃度的均勻聚合物溶液，理想的是在導(dǎo)入該懸浮液中之前實質(zhì)上減少該含水組合物的任何混合。可以避免該含水組合物的不理想混合的一種辦法是確保該濃溶液和稀溶液合并之后沒有混合或泵送階段。此外，可能更加理想的是該導(dǎo)管有相對光滑的內(nèi)表面和規(guī)避短半徑彎頭，例如正在審查的國際專利申請No.PCT/GB 99/00990中所給出的?？梢员苊獠焕硐牖旌系牧硪环N辦法是，在相對接近投藥點的位置合并該濃溶液和稀溶液，以縮短該含水組合物必須移動的距離。
理想的是，包含稀溶液和濃溶液的含水組合物不含有實質(zhì)性數(shù)量的不溶解聚合物，例如，較好的是，該含水組合物中所含的聚合物總量的5％以下、更好2％以下是不溶解的。在許多脫水情況下，該聚合物的最高效率使用是當不溶解聚合物的數(shù)量低于1％、尤其低于0.5％時達到的。
稀的陽離子型聚合物溶液可以方便地通過稀釋該聚合物的一種更濃的溶液來制備。這可以通過向一股更濃的聚合物溶液流中添加稀釋水來實現(xiàn)。例如，可能理想的是，讓該更濃的陽離子型聚合物溶液沿導(dǎo)管流到一個稀釋階段，在此，將稀釋水導(dǎo)入該濃溶液中。為了達到該濃溶液與水的充分混合從而得到一種均勻一致的稀溶液，可能有必要引進一個混合階段。該混合階段可以是諸如一個在線混合階段，例如在線靜態(tài)混合機、泵送階段、篩選階段或一些能確保充分混合的其它手段。較好，一旦充分混合，該稀溶液就是實質(zhì)上均勻的。
本發(fā)明的一個特別好的方面涉及通過向該懸浮液中導(dǎo)入一種包含濃聚合物溶液和稀聚合物溶液的含水組合物使懸浮固體水懸浮液絮凝和脫水的工藝，其中，該含水組合物是通過如下步驟形成的(a)使一種濃聚合物溶液流到一個稀釋階段，在此，該溶液與稀釋水合并，形成一種稀溶液，(b)使該稀溶液通過一個選自在線混合機、泵送階段和篩選階段中選擇的混合階段，和(c)將一種濃聚合物溶液導(dǎo)入該稀水溶液中。
為形成該稀聚合物溶液而稀釋的濃聚合物溶液，可以抽自隨后要與該稀溶液合并以形成按照本發(fā)明的所述含水組合物的同一種濃聚合物溶液的儲槽。該稀的和濃的聚合物溶液可以有某種混合，只要這不導(dǎo)致該含水組合物變得實質(zhì)上均勻即可。
因此，在該含水組合物的一種特別好的制備工藝中，讓儲槽中容納的一種濃陽離子型聚合物水溶液經(jīng)由導(dǎo)管流到一個稀釋階段和隨后的混合階段，從而提供該稀水溶液。該儲槽中容納的陽離子型聚合物的濃水溶液，借助于第二導(dǎo)管從所述儲槽送到該陽離子型聚合物的稀水溶液中。按照本發(fā)明的這個方面進行該含水組合物的制備的一種典型安排顯示于

圖1中。
在圖1中，運用了下列代號〔1〕容納濃陽離子型聚合物溶液的儲槽〔2〕將濃陽離子型聚合物溶液輸送到稀釋階段的導(dǎo)管〔3〕稀釋水管線〔4〕泵
〔5〕輸送稀陽離子型聚合物溶液的導(dǎo)管〔6〕輸送濃聚合物溶液的導(dǎo)管〔7〕包含濃的和稀的陽離子型聚合物水溶液的含水組合物〔8〕下水污泥管線〔9〕脫水階段〔10〕含水組合物進入該污泥中的投藥點〔11〕稀釋階段〔12〕泵因此，在圖1所示的方案中，濃陽離子型聚合物水溶液盛放在儲槽〔1〕中。濃聚合物溶液沿導(dǎo)管〔2〕送到稀釋階段〔11〕，然后，該聚合物水溶液和稀釋水通過泵〔4〕，在此它們混合在一起以確保形成一種一致的稀聚合物溶液。該稀聚合物水溶液沿導(dǎo)管〔5〕送到濃聚合物溶液添加點。來自儲槽〔1〕的第二導(dǎo)管〔6〕把濃陽離子型聚合物溶液輸送到該稀聚合物溶液中，形成含水組合物〔7〕，將后者送到投藥點〔10〕，在此將濃的和稀的陽離子型聚合物溶液的混合物計量到下水污泥管線〔8〕中。然后，將處理過的下水污泥送到脫水階段〔9〕。
替而代之，與該稀聚合物水溶液合并的濃聚合物溶液可以抽自一個用來稀釋以形成該稀聚合物水溶液的濃聚合物溶液的單獨儲槽。因此，在本發(fā)明的這種替代形式中，該濃聚合物有機會成為一種與該稀水溶液中的聚合物不同的聚合物。例如，可能理想的是合并一種特性粘度低于3dl/g的低分子量陽離子型聚合物的濃溶液與一種特性粘度為至少4dl/g的高分子量陽離子型聚合物的稀溶液。該低分子量聚合物可以是一種混凝劑，例如氯化二烯丙基二甲銨的均聚物。該高分子量聚合物可以是一種架橋絮凝劑，例如丙烯酰胺與一種適用陽離子型單體例如(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的季銨鹽的一種共聚物。
實施本發(fā)明的這個替代方面的一種典型安排顯示于圖2中。
在圖2中，運用了下列代號〔1〕容納濃陽離子型聚合物溶液的儲槽〔2〕將濃陽離子型聚合物溶液輸送到稀釋階段的導(dǎo)管〔3〕稀釋水管線〔4〕泵〔5〕輸送稀陽離子型聚合物溶液的導(dǎo)管
〔6〕濃陽離子型聚合物溶液的第二儲槽〔7〕輸送濃聚合物溶液的導(dǎo)管〔8〕包含濃的和稀的陽離子型聚合物水溶液的含水組合物〔9〕下水污泥管線〔10〕脫水階段〔11〕含水組合物進入該污泥中的投藥點〔12〕泵〔13〕稀釋階段因此，在圖2所示的方案中，濃陽離子型聚合物水溶液容納于儲槽〔1〕中。濃聚合物溶液沿導(dǎo)管〔2〕輸送到稀釋階段〔13〕中，然后，讓該聚合物水溶液和稀釋水通過泵〔4〕，在此它們混合在一起以確保形成一種一致的稀聚合物溶液。讓該稀聚合物水溶液沿導(dǎo)管〔5〕送到濃聚合物溶液的添加點。第二導(dǎo)管〔7〕把來自儲槽〔6〕的濃陽離子型聚合物水溶液送到稀聚合物溶液中以形成含水組合物〔8〕，并將后者送到投藥點〔11〕，在此，將濃的和稀的陽離子型聚合物溶液的混合物計量到下水污泥管線〔9〕中。然后，將處理過的下水污泥送到脫水階段〔10〕。
本發(fā)明適合于各種各樣涉及絮凝和脫水的工藝。特別有關(guān)的工藝包括下水污泥脫水、礦物質(zhì)懸浮液脫水、造紙廠污泥脫水、諸如來自紙脫墨裝置以及造紙工藝的脫墨纖維素污泥的脫水。
以下實施例用來說明本發(fā)明。
實施例1以0.1、0.125和0.5％濃度制備特性粘度至少10dl/g的、丙烯酰胺與丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基氯季銨鹽(40/60重量比)共聚物的水溶液。
組合物1是，以50/50重量比為基準，通過向0.5％溶液中導(dǎo)入0.1％溶液制備的。組合物2是，以75/25重量比為基準，以類似于組合物1的方式，把0.1％溶液與0.5％溶液合并來制備的。
每份200ml的若干份Rotherham(英格蘭約克郡)下水污泥用稀聚合物(0.1％)和(0.125％)、濃聚合物(0.5％)以及組合物1和組合物2各以不同的陽離子型聚合物劑量處理。處理過的污泥以2000rpm混合15秒。絮凝效率是用10cm直徑篩網(wǎng)通過自由瀝水測定的。自由瀝水結(jié)果列于表1中。表1
這些結(jié)果清楚地顯示使用包含濃的和稀的陽離子型聚合物溶液的混合物的組合物的優(yōu)點。
實施例2重復(fù)實施例1，所不同的是使用0.1％、0.167％和0.5％聚合物溶液以及0.1％和0.5％(50/50)的混合組合物，和使用每份250ml的若干份Rotherham下水污泥，并使處理過的污泥進行7000rpm的混合15秒。絮凝效率是用8cm篩網(wǎng)通過自由瀝水測定的。每個試驗都測定濾液體積并加以調(diào)整，以考慮每個聚合物水溶液劑量的體積。
調(diào)整的自由瀝水結(jié)果列于表2中。
表2
這些結(jié)果清楚地顯示，與其它任何一種處理相比，使用0.1％和0.5％聚合物溶液的共混物的較低劑量就達到了最佳瀝水。
實施例3重復(fù)實施例2，但使用丙烯酰胺與丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基氯季銨鹽(80/20重量比)的共聚物，其特性粘度為至少10dl/g并制備成反相乳液，并進行了脫水以形成一種液態(tài)分散體產(chǎn)品，再反轉(zhuǎn)到水中以形成各種濃度的聚合物水溶液。這些聚合物溶液用每份500ml已經(jīng)用水稀釋的Rotherham下水污泥(2份污泥對3份水)試驗，并使處理過的污泥進行1000rpm(低剪切力)的混合15秒。絮凝效率是通過用8cm直徑篩網(wǎng)自由瀝水測定的。調(diào)整的自由瀝水結(jié)果列于表3。
表3
這些結(jié)果清楚地證實，聚合物溶液的共混物，與其它處理相比，給出了提高的最佳瀝水。這可以從圖3中所示的這些結(jié)果的作圖看出。
實施例4重復(fù)實施例3，所不同的是，該聚合物是按照EP-A-202780公開的方法，通過包括約20ppm亞甲基二丙烯酰胺與該單體制備的，從而得到一種顯示出40％離子回收率的交聯(lián)聚合物。處理像實施例3中所述的那樣進行，所不同的是，處理過的污泥進行4000rpm的混合，絮凝效率是通過用8cm篩網(wǎng)自由瀝水測定的。
按劑量體積調(diào)整的自由瀝水結(jié)果列于表4中。
表4
這些結(jié)果清楚地證實，聚合物溶液的共混物以及不同濃度的分別處理和順序處理，與其它處理相比，顯示出總體上改善的瀝水。這些結(jié)果的作圖顯示在圖4中。
實施例5重復(fù)實施例3，所不同的是，包含0.1％和0.5％聚合物溶液的混合物的處理代之以0.1％和0.5％聚合物溶液的順序投藥，其中，先添加0.1％溶液，隨后以4000rpm混合5秒，然后施用0.5％聚合物溶液，隨后以4000rpm進一步混合15秒，然后通過一個8cm篩網(wǎng)瀝水。
按照劑量體積調(diào)整的自由瀝水結(jié)果列于表5中。
表5
這些結(jié)果清楚地證實，與采用單一濃度聚合物溶液的其它處理相比，通過施用稀的和濃的聚合物溶液，用較低的總聚合物劑量就能達到該污泥的有效脫水。因此，混合濃度投藥能提高該聚合物的投藥效率。
實施例6以0.1、0.125％和0.5％濃度制備特性粘度至少10dl/g的、丙烯酰胺與丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基氯季銨鹽(75/25重量比)的共聚的水溶液。也制備重量比為75∶25的0.1％和0.5％溶液的混合物。
用該聚合物溶液以各種不同劑量評估一種脫墨紙廠污泥(0.91％固體)的脫水。每個試驗都將該聚合物投藥到600ml污泥中，隨后用一種4槳葉攪拌器以2000rpm攪拌15秒。絮凝效率是用通過8cm篩網(wǎng)的自由瀝水并記錄5秒后的濾液體積來測定的?？紤]到劑量體積而調(diào)整的自由瀝水結(jié)果列于表6中。
表6
如同從本試驗的結(jié)果可以看出的，稀的和濃的聚合物溶液的混合物提供改善的最佳自由瀝水。
實施例7重復(fù)實施例6，所不同的是不測定自由瀝水，而將處理過的污泥轉(zhuǎn)移到一臺活塞式壓濾機上。以2分鐘增量施加20、40、60和80磅/平方英寸(psi)的壓力。
然后，所產(chǎn)生的濾餅秤濕重和干重，以計算濾餅固體。
結(jié)果列于表7中。
表7
實施例6和7的結(jié)果顯示，混合的稀和濃聚合物溶液提供自由瀝水和濾餅固體的最佳總體組合。
實施例8制備一種陶土懸浮液，并以4％(重量/體積比)用于2g/l氯化鈉溶液中。對每份500ml陶土懸浮液進行試驗，并與各種不同劑量的規(guī)定濃度聚合物溶液以500rpm葉輪速度混合?；旌铣掷m(xù)時間對單一劑量和同時劑量均為15秒。
每個試驗都在混合階段結(jié)束時立即將絮凝的陶土轉(zhuǎn)移到一個500ml量筒中。測定固液界面(泥漿線)通過3cm和8cm水平所需要的時間。對每個總聚合物劑量的沉降速率(cm/分鐘)進行計算，并列于表8中。
在每個試驗中，聚合物都是單體重量比為70∶30的丙烯酰胺與丙烯酸鈉的共聚物。
表8
這些結(jié)果顯示，混合的濃和稀聚合物溶液提供最佳沉降速率。這清楚地顯示于圖5中實施例9重復(fù)實施例8，比較稀的和濃的聚合物溶液的兩級添加與同時添加、兩種稀溶液的兩級添加和一種稀溶液的單一階段添加。
混合持續(xù)時間，對于單一劑量和同時劑量都是15秒，而對于濃的和稀的聚合物溶液的兩級投藥來說，施用第一劑量后混合5秒，隨后第二劑量，然后再混合15秒。
對每個總聚合物劑量都計算沉降速率(cm/分鐘)并列于表9中。
表9
這些結(jié)果顯示，混合的濃和稀聚合物溶液以及稀和濃聚合物溶液的兩級添加表現(xiàn)優(yōu)于稀聚合物溶液的單一劑量或稀聚合物溶液的兩級劑量。這可以清楚地從圖6中所示的曲線圖看出。
權(quán)利要求
1.一種懸浮固體的含水懸浮液的絮凝與脫水工藝，包含向該懸浮液中導(dǎo)入(a)一種濃聚合物溶液和(b)一種稀聚合物溶液，其特征在于該濃的和稀的聚合物溶液是實質(zhì)上同時導(dǎo)入該基質(zhì)中的。
2.按照權(quán)利要求1的工藝，其中，該濃聚合物溶液和稀聚合物溶液是作為一種含水組合物導(dǎo)入該懸浮液中，所述組合物包含(a)一種稀聚合物水溶液和(b)一種濃聚合物溶液，其中，該稀溶液和濃溶液是作為實質(zhì)上分立的成分存在的。
3.按照權(quán)利要求2的工藝，其中，該含水組合物包含(a)25～99％(重量)的稀聚合物水溶液和(b)1～75％(重量)的濃聚合物溶液。
4.按照權(quán)利要求2的工藝，其中，該含水組合物包含(a)40～99％(重量)的稀聚合物水溶液和(b)1～60％(重量)的濃聚合物溶液。
5.按照權(quán)利要求1～4中任何一項的工藝，其中，該稀水溶液的聚合物濃度低于0.3％(重量)。
6.按照權(quán)利要求1～5中任何一項的工藝，其中，該稀聚合物水溶液包含一種陽離子型聚合物、一種陰離子型聚合物或一種非離子型聚合物。
7.按照權(quán)利要求1～6中任何一項的工藝，其中，該濃水溶液的聚合物濃度在0.4～1.0％(重量)之間。
8.按照權(quán)利要求1～7中任何一項的工藝，其中，該濃水溶液包含一種陽離子型聚合物、一種陰離子型聚合物或一種非離子型聚合物。
9.按照權(quán)利要求1～8中任何一項的工藝，其中，溶解于該濃溶液中的聚合物要么是與溶解于該稀溶液中的聚合物同離子的，要么是非離子型的。
10.按照權(quán)利要求1～9中任何一項的工藝，其中，溶解于要么稀溶液要么濃溶液中的聚合物是陽離子型的，而且是從一種單體或單體共混物生成的，其中包含至少一種從下列組成的一組中選擇的陽離子型單體(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的季銨鹽和酸鹽，二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺的季銨鹽和酸鹽，和氯化二烯丙基二甲銨。
11.按照權(quán)利要求1～10中任何一項的工藝，其中，溶于要么稀溶液要么濃溶液中的一種或多種聚合物是陰離子型的，而且是從一種單體或單體共混物生成的，其中包含至少一種從下列組成的一組中選擇的陰離子型單體(甲基)丙烯酸，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸，其堿金屬鹽和銨鹽。
12.按照權(quán)利要求1～11中任何一項的工藝，其中，溶于要么稀溶液要么濃溶液中的一種或多種聚合物是非離子型的，而且是從丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺生成的。
13.按照權(quán)利要求1～12中任何一項的工藝，其中，溶于稀水溶液和濃水溶液每一種中的陽離子型聚合物是丙烯酰胺與至少一種選自下列組成的一組的陽離子型單體的共聚物(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯的季銨鹽和酸鹽，二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺的季銨鹽和酸鹽，和氯化二烯丙基二甲銨；其特性粘度為至少4dl/g。
14.按照權(quán)利要求2～13中任何一項的工藝，其中，包含該稀聚合物水溶液和該濃聚合物溶液的含水組合物是通過把該濃聚合物溶液導(dǎo)入一股流動著的稀聚合物水溶液流中形成的。
15.按照權(quán)利要求14的工藝，其中，該稀聚合物水溶液是通過用稀釋水稀釋一股流動著的濃聚合物水溶液流形成的。
16.按照權(quán)利要求2～15中任何一項的工藝，其中，該含水組合物是通過如下步驟形成的(a)使一種濃聚合物溶液流到稀釋階段，在此，該溶液與稀釋水合并形成一種稀溶液，(b)使該稀溶液通過一個選自泵送階段和篩選階段的混合階段，和(c)將一種濃聚合物溶液導(dǎo)入該稀水溶液中。
17.按照權(quán)利要求16的工藝，其中，在步驟(a)中被稀釋以形成稀聚合物溶液的濃聚合物溶液抽自與在步驟(c)中導(dǎo)入該稀溶液中的濃聚合物溶液相同的儲槽。
18.按照權(quán)利要求16的工藝，其中，在步驟(a)中的濃聚合物溶液抽自與在步驟(c)中導(dǎo)入該稀溶液中的濃聚合物溶液不同的儲槽。
19.按照權(quán)利要求1～18中任何一項的工藝，其中，脫水工藝選自下列組成的一組下水污泥脫水，礦物質(zhì)懸浮液脫水，紙廠污泥脫水，脫墨纖維素污泥和造紙工藝脫水。
全文摘要
一種懸浮固體水懸浮液的絮凝與脫水工藝,包含向該懸浮液中引進(a)一種濃聚合物溶液和(b)一種稀聚合物溶液,其特征在于該濃的和稀的聚合物溶液是實質(zhì)上同時引進該基質(zhì)中的。較好,該濃的和稀的聚合物溶液是作為一種包含一種稀的聚合物水溶液和一種濃的聚合物溶液的含水組合物引進該懸浮液中的。這種工藝帶來了過濾和濾餅固體方面的改善。
文檔編號B01D21/01GK1361752SQ00810521
公開日2002年7月31日 申請日期2000年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月19日
發(fā)明者S·維爾, M·J·斯特林格 申請人:西巴特殊化學(xué)水處理有限公司