一种全有机复合絮凝剂及其应用

技术领域

本发明涉及絮凝剂技术领域，具体涉及一种用于处理水中有机物(如油)组分、悬浮物、浊度等的多种分子结构表面活性剂、多种分子结构和电荷密度的有机胺、多种分子量和电荷密度分布的高分子聚合物的复合物。广泛应用于各行业生产工艺流程的各个工艺和工艺水处理阶段。

背景技术

国家对节能和环境保护工作日益重视，污染物资源化和排放标准日益规范，环境污染处罚日益严格，企业对污染物的资源化应用日益重视，同时企业承担的环保处理成本日益增长，环保压力日益增重。

现阶段，污水处理过程中使用的多数絮凝剂种类多不胜数，但总体上也可分为无机和有机两种絮凝剂。其中无机絮凝剂主要是氯化铝、硫酸铁、硫酸铝、硫酸铝铁及其聚合物等，而聚丙烯酰胺和聚季铵盐就是有机絮凝剂的典型代表，如单一絮凝剂，以及聚丙烯酰胺和聚季铵盐与无机絮凝剂的复合絮凝剂，聚丙烯酰胺和聚季铵盐组成的有机絮凝剂在现实应用中处理效果差，处理成本高。

水中的有机物种类较多，分离困难，由于回收技术原因，分离效果不如意，即使分离回用了不少有机成分，水中也仍含量可观的有机物被视为污染物需要进行处理，处理工艺流程长，设备投资和运营成本高，处理效率不理想，排放水质量(水中油，COD，悬浮物，浊度等)经常徘徊在控制指标附近，运营管理压力大，严重影响水的重复利用。

通常在浮选和污泥沉降工艺中为保证处理效果，主要依靠投加大剂量的无机絮凝剂。虽然降低了污水中有机物含量，但为此加入的大剂量的无机絮凝剂作为高含水污泥的主要组成成分，显著提高了含水污泥量，显著增加了污泥脱水，污泥干化，污泥处理费用。

而在回收的有机物中，因为絮凝剂中含有无机盐，影响了回收物品质，作为危废处理，处理成本高，且浪费了资源。因而如何有效地提高水中有机物的絮凝分离的效率，提高有机回收物的品质和资源化率，降低污水处理难度和营运费用，成为业内关注的重点和难点问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种全有机复合絮凝剂及其应用，其目的在于解决现有无机絮凝剂虽然降低了污水中有机物含量，但显著提高了含水污泥量，显著增加了污泥脱水，污泥干化，污泥处理费用以及提高有机回收物的品质和资源化率，降低污水处理难度和营运费用等问题。

技术方案：

一种全有机复合絮凝剂，该絮凝剂的有效物质包括复合絮凝剂和有机化合物A，复合絮凝剂为低分子量聚合物有机絮凝剂B、低分子量高分子有机絮凝剂C、中分子量高分子有机絮凝剂D、高分子量高分子有机絮凝剂E和超高分子量高分子有机絮凝剂F中的三种或三种以上的组合；有机化合物A重均分子量在100000以下，低分子量聚合物有机絮凝剂B的重均分子量在10000～50万，低分子量高分子有机絮凝剂C的重均分子量在50万～500万，中分子量高分子有机絮凝剂D的重均分子量在500万～1000万，高分子量高分子有机絮凝剂E的重均分子量在1000万～1500万，超高分子量高分子有机絮凝剂F的重均分子量在1500万～4500万。

优选的，该絮凝剂包括0.1～55质量份数的有机化合物A和复合絮凝剂，复合絮凝剂为0.01～50质量份数的低分子量聚合物有机絮凝剂B、0.01～45质量份数的低分子量高分子有机絮凝剂C、0.01～40质量份数的中分子量高分子有机絮凝剂D、0.001～35质量份数的高分子量高分子有机絮凝剂E、0.001～30质量份数的超高分子量高分子有机絮凝剂F中的三种或三种以上的组合。

优选的，该絮凝剂还包括有机表面活性剂G，添加有机高分子表面活性剂G的质量分数为0.001～10；有机高分子表面活性剂G是水溶性的重均分子量在1000～40万的高分子表面活性剂，包括表面活性剂的均聚物、共聚物和缩聚物，单体是多种具有侧枝状分子结构接枝能共聚成为树型，或多种具有环状嵌段分子结构能嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物的物质。

优选的，有机化合物A离子度大于30％，有机化合物A选自水溶性的阳离子、阴离子有机化合物的一种或多种；有机化合物A为阳离子有机化合物时，其通式为R(NH

优选的，有机化合物A为阳离子有机化合物时，有机化合物A选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、吗啉、环己胺、甲氧基丙烷、乙二胺、丙二胺二甲基丙胺、己二胺、羟乙基乙二胺、十八胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、季铵盐、聚季铵盐、N-乙烯基甲酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或多种；有机化合物A为阴离子有机化合物时，有机化合物A选自丙烯酸钠、丙烯酰胺与烷基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯磷酸钠或者烷基膦酸钠中的一种或多种。

优选的，低分子量聚合物有机絮凝剂B选自水溶性的阴离子、阳离子和非离子的聚合物、两性离子低分子量聚合物有机絮凝剂的一种或多种；当低分子量聚合物有机絮凝剂B为阳离子时，其分子结构通式为R(NH

优选的，当低分子量聚合物有机絮凝剂B为阳离子时，低分子量聚合物有机絮凝剂B具有季铵盐基、喹啉鎓离子基、吡啶鎓离子基结构，或具乙烯胺、N-乙烯基甲酰胺、乙烯基丙烯酰胺结构的单体，由具有其中一种或者两种或者三种基团或结构的单体组成的共聚物；例如：二甲基二烯丙基氯化铵的均聚物以及与丙烯酰胺的共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷与DADMAC的共聚物，乙烯基三甲氧基硅烷与DADMAC和AM的三元共聚物，聚亚胺聚季铵盐，聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯丙烯酰胺聚合物，十二烷基二甲基苄基溴(氯)化铵，(聚)二甲基二丙烯基氯化铵，聚-β-羟基多胺，聚双分子烯丙基季铵阳离子聚合物，甲基丙烯酸酯季铵盐与丙烯酰胺的高分子共聚物，聚环氧丙基三甲基氯化铵，甲基丙烯酸-丙烯酰胺-二甲氨基乙酯聚合物，聚乙烯亚胺，聚乙烯多胺，壳聚糖中的一种或多种；

当低分子量聚合物有机絮凝剂B为阴离子时，低分子量聚合物有机絮凝剂B的结构具有聚丙烯酸钠、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物、聚苯乙烯磺酸钠聚苯乙烯磷酸钠；

当低分子量聚合物有机絮凝剂B为非离子时，低分子量聚合物有机絮凝剂B的结构具有非离子型聚丙烯酸胺或者聚氧化乙烯。

优选的，低分子量高分子有机絮凝剂C、中分子量高分子有机絮凝剂D、高分子量高分子有机絮凝剂E和超高分子量高分子有机絮凝剂F均选自水溶性的阴离子、阳离子、非离子和两性离子结构聚合有机絮凝剂的一种或多种。

优选的，低分子量高分子有机絮凝剂C为重均分子量在50万～500万的高分子有机絮凝剂，中分子量高分子有机絮凝剂D为重均分子量在500万～1000万的高分子有机絮凝剂，高分子量高分子有机絮凝剂E为重均分子量在1000万～1500万的高分子有机絮凝剂，超高分子量高分子有机絮凝剂F为重均分子量在1500万～4500万的高分子有机絮凝剂，高分子有机絮凝剂包括高分子有机絮凝剂的均聚物、共聚物和缩聚物，单体是多种具有侧枝状分子结构接枝能共聚成为树型，或多种具有环状嵌段分子结构能嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物的物质。

一种全有机复合絮凝剂在制备有效物质的质量浓度为0.1‰～60％的药剂水溶液的应用，或者质量浓度为1‰～99.9％的干燥固体药剂的应用，所述药剂中加入助剂或者不加入助剂。

有益效果：

本发明的复合药剂与无机絮凝剂，或者与仅使用低分子量絮凝剂或高分子量絮凝剂聚合物之一，或者与多种分子量絮凝剂复合，或者与有机无机絮凝剂的复合剂相比，本发明的全有机絮凝剂絮凝效果非常明显，能得到更低成本更高效率的处理效果。此外，絮状胶体形成过程中，块状的絮凝物形成量及形成倾向性较小，可获得更加迅速和流畅的絮凝、沉降、排水效果以及更高干燥度的污泥。有效的解决了无机絮凝剂产生污泥含水高，污泥量大以及污泥脱水，污泥干化，污泥处理费用高等问题。

具体实施方式

以下结合说明书附图更详细的说明本发明。

传统的絮凝理论是应用相反电荷离子中和悬浮粒子的双电层离子打破双电层离子结构(聚合铝盐、聚合铁盐、聚合硅盐，复合盐等无机盐等)，利用高分子聚合物(直链)的吸附架桥作用，线性长链连结、凝聚，增大悬浮粒子的聚集、沉降效果，达到澄清作用。大量实践情况证明，仅依靠离子中和，打破双电层，直链聚合物吸附架桥，线性长链连结，聚集，卷扫，沉降理论进行絮凝剂的筛选，效果差，成本高，产品性能的抗冲击能力弱。

本发明为打破上述局限，设计了两条数理模型以期找到解决问题的路径：

其中一种数理模型是建立在传统离子中和，打破双电层的条件下，通过不同分子量的有机物建立具有树干、树杈、树枝、树梢、树叶的树冠状结构形态使之具有坚实粗壮的树干骨架结构和大量有力树杈、树枝支撑结构以及密集树枝、树叶的密实的吸附捕捉比表面，犹如树木组成大规模森林吸附空中粉尘一样吸附、抓捕、漫卷扫除水中各种化学结构的粒子。优选具有分子支化结构的超高分子量高分子聚合物作为树干，同样具有支化结构的高分子量高分子聚合物作为树杈，具有支化结构中分子量的高分子聚合物作为树枝，具有支化结构的低分子量高分子聚合物作为树梢，具有支化结构的低分子量聚合物为树叶，具有支化结构的聚合物之间靠氢键结合力、范德华吸附力、以及SP轨道的配位键结合力扩链接枝共聚，链接为体型结构。

另一种数理模型途径仍是在传统离子中和，打破双电层的情况下，通过不同分子量的有机物建立具有根纲、引纲、叉纲、经纲、纬纲、网目的网状结构形态使之具有坚实粗壮的网根骨架结构和大量有力引纲、叉纲支撑结构以及密集的经纲、纬纲、网目密实的立体多重网型吸附捕捉比表面，犹如水中组网组成大规模捕鱼一样吸附、漫卷、网捕水中各种化学结构的粒子。优选具有嵌段环形分子体型结构的超高分子量高分子聚合物作为强壮的根网，同样具有嵌段体型结构的高分子量高分子聚合物作为坚强的引纲，以具有嵌段体型结构中分子量的高分子聚合物作为壮实的叉纲，具有嵌段体型结构的低分子量高分子聚合物作为坚韧的经纬纲，具有嵌段体型结构的低分子量聚合物为密实的网目，具有嵌段体型结构的聚合物之间靠氢键结合力、范德华吸附力、以及SP轨道讲的配位键结合力嵌段共聚、交替共聚，链接为多重网型的蜂窝状体型结构。

一种有效去除水中有机物，悬浮物，浊度的全有机复合絮凝剂。其有效物质包括阳离子(阴离子，非离子，两性离子)有机化合物A和复合絮凝剂，复合絮凝剂为阳离子(阴离子，非离子，两性离子)低分子量聚合物有机絮凝剂B、阳离子(阴离子，非离子，两性离子)低分子量高分子有机絮凝剂C、阳离子(阴离子，非离子，两性离子)中分子量高分子有机絮凝剂D、阳离子(阴离子，非离子，两性离子)高分子量高分子有机絮凝剂E、阳离子(阴离子，非离子，两性离子)超高分子量高分子有机絮凝剂F中的三种或者多种，还可以添加阳离子(阴离子，非离子，两性离子)有机表面活性剂G。其中阳离子有机化合物A和低分子量聚合物有机絮凝剂B和低分子量高分子有机絮凝剂C和中分子量高分子有机絮凝剂D和高分子量高分子有机絮凝剂E和超高分子量高分子有机絮凝剂F和有机高分子表面活性剂G的质量份数依次为0.1～55，0.01～50，0.01～45，0.01～40，0.01～35和0.001～30。

优选的，该絮凝剂的有效物质包括复合絮凝剂和有机化合物A，复合絮凝剂为低分子量聚合物有机絮凝剂B、低分子量高分子有机絮凝剂C、中分子量高分子有机絮凝剂D、高分子量高分子有机絮凝剂E和超高分子量高分子有机絮凝剂F中的四种或四种以上的组合。该絮凝剂的有效物质包括复合絮凝剂和有机表面活性剂G，复合絮凝剂为低分子量聚合物有机絮凝剂B、低分子量高分子有机絮凝剂C、中分子量高分子有机絮凝剂D、高分子量高分子有机絮凝剂E和超高分子量高分子有机絮凝剂F中的四种或四种以上的组合。该絮凝剂的有效物质包括复合絮凝剂、有机化合物A和有机表面活性剂G，复合絮凝剂为低分子量聚合物有机絮凝剂B、低分子量高分子有机絮凝剂C、中分子量高分子有机絮凝剂D、高分子量高分子有机絮凝剂E和超高分子量高分子有机絮凝剂F中的三种或三种以上的组合。

本发明中的有效物质是指起主要絮凝作用的物质，其不包括水、助剂等其他辅助物质。本发明中的阳离子有机化合物A的离子度大于30％，重均分子量在100000以下。主要起电荷中和，破坏双电层作用。

低分子量聚合物有机絮凝剂B的重均分子量在10000～50万，主要起树的树叶，网的网目作用。

低分子量高分子有机絮凝剂C的重均分子量在50万～500万，主要起树的树梢，网的经纬网纲作用。

中分子量高分子有机絮凝剂D的重均分子量在500万～1000万，主要起树的树枝，网的扠纲作用。

高分子量高分子有机絮凝剂E的重均分子量在1000万～1500万，主要起树的树杈，网的引纲作用。

超高分子量高分子有机絮凝剂F的重均分子量在1500万～4500万，主要起树的树杆，网的根纲作用。

有机高分子表面活性剂G重均分子量在1000～50万。

有机化合物A离子度大于30％，重均分子量在100000以下，有机化合物A选自水溶性的阳离子、阴离子有机化合物的一种或多种；有机化合物A为阳离子有机化合物时，其通式为R(NH

低分子量聚合物有机絮凝剂B的重均分子量在10000～50万，低分子量聚合物有机絮凝剂B选自水溶性的阴离子(如RCOO

当低分子量聚合物有机絮凝剂B为阳离子时，其分子结构通式为R(NH

优选的，当低分子量聚合物有机絮凝剂B为阳离子时，低分子量聚合物有机絮凝剂B选自季铵盐基、喹啉鎓离子基、吡啶鎓离子基，具体为聚乙烯胺、聚N-乙烯基甲酰胺、聚乙烯基丙烯酰胺以及由乙烯胺、N-乙烯基甲酰胺、乙烯基丙烯酰胺单体(其中两种或者三种组成的)共聚物、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的均聚物以及与丙烯酰胺(AM)的共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)与DADMAC的共聚物、VTMS与DADMAC和AM的三元共聚物、聚亚胺聚季铵盐、聚季铵盐、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯丙烯酰胺聚合物、十二烷基二甲基苄基溴(氯)化铵、(聚)二甲基二丙烯基氯化铵、聚-β-羟基多胺、聚双分子烯丙基季铵阳离子聚合物、甲基丙烯酸酯季铵盐与丙烯酰胺的高分子共聚物、聚环氧丙基三甲基氯化铵(PECHA)、甲基丙烯酸-丙烯酰胺-二甲氨基乙酯聚合物、聚乙烯亚胺、聚乙烯多胺、壳聚糖中的一种或多种；

当低分子量聚合物有机絮凝剂B为阴离子时，阴离子基团为羧基、硫酸基、磷酸基，低分子量聚合物有机絮凝剂B选自聚丙烯酸钠、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物、聚苯乙烯磺酸钠聚苯乙烯磷酸钠；

当低分子量聚合物有机絮凝剂B为非离子时，低分子量聚合物有机絮凝剂B选自非离子型聚丙烯酸胺或者聚氧化乙烯(PEO)等。这类絮凝剂不具电荷，在水溶液中借质子化作用产生暂时性电荷，其凝集作用是以弱氢键结合。两性离子低分子量聚合物有机絮凝剂B是分子结构中同时含有阴离子和阳离子基团的有机絮凝剂。其阴离子基团一般为羧基、硫酸基、磷酸基，阳离子基团一般为季铵盐基、喹啉鎓离子基、吡啶鎓离子基。

本发明中的低分子量高分子有机絮凝剂C可选自水溶性阳离子絮凝剂或阴离子絮凝剂或非离子絮凝剂或两性离子中的一种或几种，其分子具有侧枝结构或环状嵌段结构。优选是水溶性的重均分子量在50万～500万的高分子量聚丙烯酰胺，它包括丙烯酰胺的均聚物、共聚物、缩聚物、单体是多种具有侧枝状分子结构接枝能共聚成为树型，或多种具有环状嵌段分子结构能嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物的物质。

本发明中的中分子量高分子有机絮凝剂D可选自水溶性阳离子絮凝剂或阴离子絮凝剂或非离子絮凝剂或两性离子中的一种或几种，其分子具有侧枝结构或环状嵌段结构。优选是水溶性的重均分子量在500万～1000万的高分子量聚丙烯酰胺，它包括丙烯酰胺的均聚物、单体是甲基丙烯酰胺的共聚物和多种侧枝状分子结构的接枝共聚成为树型，环状嵌段分子结构嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物等物质。它包括丙烯酰胺的均聚物、共聚物、缩聚物、单体是多种具有侧枝状分子结构接枝能共聚成为树型，或多种具有环状嵌段分子结构能嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物的物质。

本发明中的高分子量高分子有机絮凝剂E可选自水溶性阳离子絮凝剂或阴离子絮凝剂或非离子絮凝剂或两性离子中的一种或几种，其分子具有侧枝结构或环状嵌段结构。优选是水溶性的重均分子量在1000万～1500万的高分子量聚丙烯酰胺，它包括丙烯酰胺的均聚物、共聚物、缩聚物、单体是多种具有侧枝状分子结构接枝能共聚成为树型，或多种具有环状嵌段分子结构能嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物的物质。

本发明中的超高分子量高分子有机絮凝剂F可选自水溶性阳离子絮凝剂或阴离子絮凝剂或非离子絮凝剂或两性离子中的一种或几种，其分子具有侧枝结构或环状嵌段结构。优选是水溶性的重均分子量在1500万～4500万的高分子量聚丙烯酰胺，它包括丙烯酰胺的均聚物、共聚物、缩聚物、单体是多种具有侧枝状分子结构接枝能共聚成为树型，或多种具有环状嵌段分子结构能嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物的物质。

本发明中的有机高分子表面活性剂G重均分子量在1000～50万，选自水溶性阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂或两性离子表面活性剂中的一种或几种，其分子具有侧枝结构或环状嵌段结构。优选是水溶性的重均分子量在1000～40万的高分子表面活性剂，它包括表面活性剂的均聚物、共聚物、缩聚物、单体是多种具有侧枝状分子结构接枝能共聚成为树型，或多种具有环状嵌段分子结构能嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状有机共聚物的物质。

阴离子表面活性剂G分子结构通式为RCOO

非离子表面活性剂G优选是聚乙烯醇及其部分酯化或缩醛化产品，如经其改性的聚丙烯酰胺、马来酸酐共聚物、聚丙烯酸酯、聚醚、聚环氧乙烷-环氧丙烷、水溶性酚醛树脂、氨基树脂等。

两性表面活性剂G优选是丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸.阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。

本发明的有机复合絮凝剂可以为有效物质的质量浓度为0.1‰～60％的水溶液，其优选浓度为0.2‰～55％的水溶液，本发明的有机复合絮凝剂可以为有效物质的质量浓度为1‰～99.9％的干化固体及固体混合物，其优选浓度为5‰～99.9％的干化固体及固体混合物。也可以在前述水溶液和固体及混合物中加入助剂等其他辅助性的物质。

本发明将阳离子有机化合物A与高分子有机絮凝剂B、高分子有机絮凝剂C、高分子有机絮凝剂D、高分子有机絮凝剂E、高分子有机絮凝剂F中的三种或多种依比例混合，还可以按比例添加高分子表面活性剂G，配置成所需浓度的液体，可直接添加到污水或者排放的高含水率的污泥中，复合药剂应用时有效物质的添加量为20ppm～600ppm，搅拌5分钟后(搅拌强度不大于每分钟90转)即可进行絮凝、沉降、脱水。

本发明中，有机化合物A因为较高的离子度(阳离子，阴离子，非离子，两性离子)，在溶液中可形成较高(阴离子，非离子，两性离子)离子浓度，它主要通过吸收到悬浮颗粒表面上并改变颗粒的表面负荷，来压缩、破坏颗粒表面的双电层实现颗粒的脱稳进而实现颗粒的脱“水合化”。高分子聚合物B、高分子聚合物C、高分子聚合物D、高分子聚合物E、高分子聚合物F、高分子表面活性剂G通过多种侧枝状分子结构接枝共聚成为树型，或通过多种环状嵌段分子结构嵌段共聚，交替共聚为多重网形蜂窝状的有机共聚物，因其分子量较高体型结构坚固，密实，舒展，占据布满整个液体空间，比表面积巨大，可将水中“脱稳”的悬浮颗粒吸附、连接、桥接、漫卷、网捕，进而聚集浓缩并因此将水中油(有机物)，悬浮物、粒子和污泥絮凝和脱水；而多种组合使用更可进一步起到协同作用。

本发明通过多种药剂的组合可在不增加水和污泥处理絮凝剂费用的基础上得到出人意料的协同效果，它使得絮凝过程中形成的絮体密实，避免了其他方法处理效果不佳而加入大量无机絮凝剂和高分子絮凝剂导致非工艺系统性污泥量剧增，可将絮体中水分最优释放从而降低污水絮凝的污泥量，降低污泥中的含水率，同时可显著改善污泥的比阻抗性，从而改善污泥的透水率。多种药剂的组合使用显著提高污水絮凝效率，显著减少了污泥量，并且明显改善了污泥的过滤特性，用量少，相同用量下更可达到远超现有其他药剂的效果，其处理后污泥比阻抗值低，脱水后污泥含固率高，燃烧热值高，燃烧灰分显著降低。

为考察有机絮凝剂的絮凝效果，本试验采用中国石油股份公司某石化分公司污水处理厂隔油罐的沉降后排放污水。在产品质量检验实验室进行试验。一般情况，采用测量COD衡量有机物的去除性能，测量油含量衡量去油能力，测量悬浮物和浊度衡量微粒的去除能力。采用污泥比阻实验以确定污泥的脱水性能。一般认为，污泥脱水的污泥比阻大于1013m/kg的污泥是难以过滤的污泥，比阻小于1011m/kg的污泥易脱水。污水预处理后，COD≤500ppm，油含量≤20ppm，悬浮物≤20ppm，浊度≤20NTU。排放污水的相关主要指标，COD≤50ppm，油含量≤2.0ppm，悬浮物≤2.0ppm，浊度≤2.0NTU。

1.现场控制指标要求：COD≤500PPM，悬浮物≤20PPM，油含量≤20PPM；

2.试验用水质：pH值为7.50；悬浮物：44mg/L；COD为382mg/L；浊度为41.6度；

3.实验条件：室温下进行。

②采用以下原料编号并配制成统一的浓度待用：

⑴.配制统一浓度的聚合氯化鋁的标准水溶液；

⑵.配制统一浓度的A(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)标准水溶液；

⑶.配制统一浓度的B(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯丙烯酰胺聚合物)重均分子量50万左右标准水溶液；

⑷.配制统一浓度的C(具有侧枝结构或环状嵌段结构。重均分子量在200万左右的高分子量聚丙烯酰胺)标准水溶液；

⑸配制统一浓度的D(具有侧枝结构或环状嵌段结构。重均分子量在800万左右的高分子量聚丙烯酰胺)标准水溶液；

⑹配制统一浓度的E(具有侧枝结构或环状嵌段结构。重均分子量在1200万左右的高分子量聚丙烯酰胺)标准水溶液；

⑺配制统一浓度的F(具有侧枝结构或环状嵌段结构。重均分子量在2500万左右的超高分子量聚丙烯酰胺)标准水溶液；

⑻配制统一浓度的G(十二烷基二甲基苄基溴氯化铵)表面活性剂标准水溶液；⑼.配制统一浓度的聚合氯化铁标准水溶液；

实验一：对比不同分子量单一絮凝剂不同剂量的絮凝效果筛选

向100ml三组平行污水水样中分别加入剂量为20、50、100份的编号1～9的絮凝剂，搅拌1分钟，静置10分钟，观察现象发现：

表1不同单一絮凝剂不同剂量絮凝效果筛选数据表

实验结论为：

1.使用单一絮凝剂时，絮凝絮体细小，量少，透明度几乎无变化，效果都不明显。

2.使用单一絮凝剂时，聚合氯化铁处理效果稍好。有机聚合物效果不好。高分子重均分子量越高，处理效果越下降。

3.表面活性剂小剂量时有一定处理效果。使用剂量越大，乳化越明显，处理效果下降。

4.测定其COD、悬浮物、浊度，数据见表1。

5.低分子量COD、悬浮物、浊度的处理效果好于高分子量，但到高峰后呈下降趋势。

6.单一絮凝剂絮凝效果不能满足现场实际需要。

7.单一絮凝剂使用剂量大，水处理成本过高。需要实验筛选出低成本、高效果的产品。

实验2：对比多种不同分子量絮凝剂不同剂量的絮凝协同效果筛选

向100ml三组平行污水水样中分别加入0.1～55质量份数的有机化合物A、0.01～50质量份数的低分子量聚合物有机絮凝剂B、0.01～45质量份数的低分子量高分子有机絮凝剂C、0.01～40质量份数的中分子量高分子有机絮凝剂D、0.01～35质量份数的高分子量高分子有机絮凝剂E、0.001～30质量份数的超高分子量高分子有机絮凝剂F、质量分数为0.001～10有机高分子表面活性剂G的任意复合(具体见表2)，搅拌1分钟，静置10分钟，取每组最优的COD和COD去除率以及现象进行分析比较，观察现象发现：

表2多种不同分子量絮凝剂不同剂量的絮凝协同效果筛选

通过观察对比筛选试验，可以得到以下结论：

1.低剂量的高分子絮凝剂对污染物的去除存在协同作用；

2.表面活性剂G对污染物的去除有增效作用；

3.根据处理效果和对不同分子量高分子絮凝剂的剂量比例分析，发现剂量比例符合设计的处理树扫和处理网捕数理模型；

4.筛选的絮凝剂随着剂量的增大，处理效果越好；但到一定剂量后，处理效果增幅减小；

5.污染物的除率随着其含量的升高而增大；

6.本发明COD除率不小于66.6％，浊度除率不小于77.6％，悬浮物除率达100％；

实验3复合絮凝剂产品的现场验证试验

现场实验的目的验证有机絮凝剂固定含量在不同水质条件下的不同剂量的絮凝效果，本试验采用中国石油股份公司某石化分公司污水处理厂气浮进口污水。

试剂配制：分别将剂量为6份A，19份B，19份C，8份D，3份E，3份F，15份G高分子表面活性剂和其他助剂配制成产品，搅拌1分钟，静置10分钟后待用。

实验地点：净化水车间现场检测化验室。

实验温度：室温。

实验时间：三天。

第一天实验：

现场取样水质为：一级气浮进口污水：pH值为7.09；COD为464mg/L；浊度为79.0度；油含量：18.95mg/L。

向100ml三组平行污水水样中分别加入1～600ppM配置好的试剂，对应实验顺序编号为31.1-1～31.1-10，搅拌1分钟，静置10分钟，观察现象，检测样品的COD和浊度数据变化。第一天实验数据见列表3-1。

表3-1第一天实验数据

根据COD和浊度的除率数据，筛选的絮凝剂随着剂量的增大，处理效果越好。但到一定剂量后，处理效果增幅减小。在剂量为350ppM时，其COD和浊度除率高于65％，油含量除率高于60％，悬浮物除率达100％。

第二天实验：

现场取样水质为：一级气浮进口污水：pH值为7.63；COD为1190.3mg/L；浊度为69.60度；油含量：50mg/L。

向100ml三组平行污水水样中分别加入1～600ppM配置好的试剂，对应实验顺序编号为3.2-1-～3.2-10，搅拌1分钟，静置10分钟，观察现象，检测样品的COD和浊度数据变化。第二天实验数据见表3-2。

表3-2第二天实验数据

根据COD和浊度的除率数据，筛选的絮凝剂随着剂量的增大，处理效果越好。但到一定剂量后，处理效果增幅减小。污染物的除率随着其含量的升高而增大。在剂量为350ppM时，其COD除率高于74％，浊度除率高于57.6％，油含量除率高于85％，悬浮物除率达100％。

第三天实验：

现场取样水质为：一级气浮进口污水：pH值为7.63；COD为619mg/L；浊度为86.5度；油含量：25.39mg/L。

向100ml三组平行污水水样中分别加入1～600ppM份配置好的试剂，对应实验顺序编号为31.3-1-～31.3-10，搅拌1分钟，静置10分钟，观察现象，检测样品的COD和浊度数据变化。第三天实验数据见列表3-3。

表3-3第三天实验数据

根据COD和浊度的除率数据发现，筛选的絮凝剂仍是随着剂量的增大，处理效果越好。但到一定剂量后，处理效果增幅减小。污染物的除率随着其含量的升高而增大。同样在剂量为350ppM时，其COD除率高于50.3％，浊度除率高于65.9％，油含量除率高于80％，悬浮物除率达100％。

实验结论：

通过观察对比筛选试验和验证实验数据，综上，可以得到以下结论：

1.低剂量的高分子絮凝剂对污染物的去除存在絮凝协同作用；

2.表面活性剂对污染物的去除有增效作用；

3.根据处理效果和对不同分子量高分子絮凝剂的分子量变化梯度分析，发现随着高分子絮凝剂分子量的梯度变化越多，絮凝协同效果越好。三种分子量梯度的协同作用就明显体现。随着高分子絮凝剂分子量的越高，使用剂量越小。三种及以上分子量梯度比例的协同作用符合设计的处理树扫和处理网捕数理模型；

4.根据处理效果和对不同分子量高分子絮凝剂的剂量份数分析，份数比例符合设计的处理树扫和处理网捕数理模型；

5.符合处理树扫和处理网捕数理模型比例的复合絮凝剂随着剂量的增大，处理效果越好；

6.到一定剂量后，处理效果增幅减小；

7.污染物的除率随着其污染物含量的升高而增大；

8.优选比例的复合絮凝剂，低剂量时就有明显效果，在剂量为350ppM时，其COD除率高于50.3％，浊度除率高于65.9％，油含量除率高于80％，悬浮物除率达100％；

9.满足现场控制指标COD≤500PPM,悬浮物≤20PPM，油含量≤20PPM的要求。

10.复合絮凝剂为全有机成分，不含无机质，有利于污染物的资源化利用。