RU2648437C1 - Модифицированный флокулянт на основе полиакриламида - Google Patents
Модифицированный флокулянт на основе полиакриламида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648437C1 RU2648437C1 RU2016145974A RU2016145974A RU2648437C1 RU 2648437 C1 RU2648437 C1 RU 2648437C1 RU 2016145974 A RU2016145974 A RU 2016145974A RU 2016145974 A RU2016145974 A RU 2016145974A RU 2648437 C1 RU2648437 C1 RU 2648437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paa
- polyacrylamide
- flocculant
- modified
- flocculants
- Prior art date
Links
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 title claims abstract description 35
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- VZIQXGLTRZLBEX-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-1-propanol Chemical compound CC(Cl)CO VZIQXGLTRZLBEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения модифицированных флокулянтов на основе полиакриламида (ПАА), которые успешно применяются для флокуляции суспензий в различных отраслях промышленности: химической, коксохимической, целлюлозно-бумажной, нефтехимической и горнорудной, в коммунальном хозяйстве и водоснабжении и др., за счет их невысокой стоимости, низкой токсичности, достаточно высокой эффективности, во многих флокуляционных процессах. Описан способ получения модифицированных флокулянтов на основе полиакриламида, в котором готовят водный раствор полиакриламида с добавлением смеси модификаторов пропилегликоля и мочевины. 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения модифицированных флокулянтов на основе полиакриламида (ПАА), которые успешно применяются для флокуляции суспензий в различных отраслях промышленности: химической, коксохимической, целлюлозно-бумажной, нефтехимической и горнорудной, в коммунальном хозяйстве и водоснабжении и др., за счет их невысокой стоимости, низкой токсичности, достаточно высокой эффективности, во многих флокуляционных процессах [2].
Известен способ получения флокулянта на основе ПАА, когда в качестве модифицирующего агента используют продукт реакции эпихлоргидрина и смеси солей высших жирных кислот C16-С20 [5].
Недостатком данного технического решения является то, что данную смесь необходимо диспергировать в растворе привитого сополимера ПАА с карбоксиметилцеллюлозой, а взаимодействие между ними происходит при достаточно высокой температуре (60-80°C). При этом достигается относительно небольшое повышение эффективность работы флокулянта.
Известен способ получения модифицированных образцов флокулянта серией многокомпонентных смесей органических кислородсодержащих веществ, содержащих пропиленгликоль, этилцеллозольв, пропиленхлоргидрин [6].
Несмотря на повышенную осадительную способность полученных модифицированных флокулянтов при использовании выбранных модификаторов, недостатком данного технического решения является дефицитность компонентов предлагаемых смесей модификаторов, т.к. их производственный материальный ресурс невысок. По этой причине невозможно рекомендовать предлагаемый модифицированный флокулянт для массового использования в промышленности.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является описание флокулянта, включающий полиакриламид, модифицирующий агент и воду, в котором в качестве модифицирующего агента используют мочевину при следующем соотношении компонентов, вес. %: полиакриламид 0,5-0,7; мочевина 0,15-0,3; вода - остальное (прототип) [8].
При явном преимуществе доступности предлагаемого модификатора (основное азотное минеральное удобрение) недостатком данного технического решения является невысокая флокулирующая способность полученного модифицированного раствора ПАА.
Задачей, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является получение модифицированного флокулянта, имеющего более высокую флоккулирующую способность, за счет нескольких сшивающих агентов, обладающих различными механизмами соединения макромолекулярных цепей используемого полимерного продукта (ПАА).
Данная задача решается с помощью модификацииисходного ПАА, который растворяется необходимыми технически вспомогательными материалами: 1) пропиленгликоля (ПГ) СН3-СН(ОН)-СН2ОН; содержащего две гидроксильные группы с подвижными атомами водорода; 2) мочевины (NH2)2CO, содержащей две аминогруппы, имеющих у атомов азота химически активные неподеленные пары электронов, которые способны вступать в химические взаимодействия с функциональными группами макромолекул ПАА, при этом возникают необходимые условия для модификации (сшивки) отдельных макромолекул и образования структур ПАА с повышенной молекулярной массой. Выбор таких модификаторов неслучаен, т.к. они приводят к кислотно-основным взаимодействиям с карбоксильными и аминными группами ПАА с одновременной организацией сетки водородных связей за счет присутствия ПГ.
Предлагаемый способ получения модифицированных флокулянтов на основе ПАА из его товарных форм, необходимых для повышения молекулярной массы флокулянта, включает в себя ряд необходимых технологических стадий:
1) смешение выбранных модификаторов с водой до полного их растворения;
2) добавка в полученный водный раствор согласно технологического регламента определенные порции исходного товарного ПАА и перемешивание полученной смеси до полного растворения ПАА и прохождение процесса модификации;
3) дополнительная выдержка полученного раствора в течение 60 мин, приводящая к созреванию раствора.
Водные растворы ПАА имеют большую вязкость, которая возрастает с ростом молекулярной массы полимера [4]. Чем выше молекулярная масса флокулянта, тем выше его эффективность при осаждении твердой фазы в суспензиях [1]. Промышленный способ получения ПАА с повышенной молекулярной массой имеет свои технологические ограничения: получение макромолекул с чрезвычайно высокой молекулярной массой (ММ) невозможно за счет деструкции углеводородных цепей [3]. Одним из известных способов повышения молекулярной массы ПАА является процесс его модификации (сшивка макроцепей) за счет использования различных модификаторов [7]. Однако получение образцов новых высокоэффективных флокулянтов ограничивается наличием эффективных модификаторов. Их поиск в настоящее время постоянно продолжается.
Пример 1 (исходный ПАА). По точной навеске готовился 0,5%-ный водный раствор ПАА объемом 100 мл из порошка флокулянта марки Магнафлок-345 английской фирмы Ciba и определяли скорость осаждения модельной глиняной суспензии и степень ее осветления.
Пример 2 (прототип). Готовили из порошка водный раствор ПАА 0,5%-ный. Добавляли композицию на основе ПАА, включающую воду и модифицирующий агент - мочевину, при следующем соотношении компонентов, вес. %: полиакриламид 0,5-0,7; мочевина 0,15-0,3; вода - остальное.
Добавляли 2 мл 0,15%-ного раствора флокулянта и размешивали суспензию шестикратным опрокидованием цилиндров.
Определяли скорость осаждения флокулированной суспензии и степень ее осветления.
Пример 3 (по предлагаемому способу). Готовился 0,5%-ный водный раствор ПАА марки Магнафлок-345 английской фирмы Ciba с добавлением смеси модификаторов ПГ и мочевины. Соотношение компонентов, %: флокулянт 0,5; ПГ 0,1; мочевина 0,05; вода - остальное.
Добавляли 0,5 мл модифицированного раствора флокулянта (0,1%) в модельную глиняную суспензию и проводили трехкратное перемешивание раствора в цилиндре.
Определяли скорость осаждения модельной глиняной суспензии, степень ее осветления и остаточное содержание твердой фазы в сливе.
Результаты проведенных испытаний представлены в таблице.
Из данных эксперимента следует, что скорость осаждения модельной глиняной суспензии модифицированным ПАА в 2 раза больше, чем в прототипе. Степень осветления раствора увеличивается на 1%, а остаточное содержание твердой фазы в сливе понижается на 1%, тем самым свидетельствует, что использование модифицированного ПАА в процессе очистки дает несомненный положительный эффект как для ускорения процесса флокуляции, так и для улучшения качества осветления сточных вод.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вейцер, Ю.И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод / Ю.И. Вейцер, Д.М. Минц. - М.: Стройиздат, 1984. - 200 с.
2. 3апольский, А.К. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Свойства. Получение. Применение / А.К. Запольский, А.А. Баран. - Л.: Химия, 1987. - 167 с.
3. Липатов, Ю.С. Коллоидная химия полимеров / Ю.С. Липатов. - Киев: Наук. думка, 1984. - 344 с.
4. Мягченков, В.А. Полиакриламидные флокулянты / В.А. Мягченков, А.А. Баран. - Казань: Изд-во технол. ун-та, 1998. - 288 с.
5. Авторское свидетельство СССР №1595850, кл. C08F 220/56, c02F 1/56, опубл. 1990, бюл. №36.
6. Пат. RU №2330814 С2, МКЛ3 C02F 1/56, C08L 33/26 Флокулянт на основе полиакриламида / Шевченко Т.В., Ульрих Е.В., Яковченко М.А., Амеленко В.П., Чуйков А.С., опубл. 10.08.2008, Бюл. №1 смесь ПГ ЭЦ; ПГ ПХГ; ПГ ЭЦ ПХГ
7. Шевченко, Т.В. Прикладная коллоидная химия. Флокулянты и флокуляция: монография / Т.В. Шевченко. КемТИПП. - Кемерово, 2004. - 146 с.
8. Патент RU №2350635 С2, МКЛ3 C08L 33/26, C08J 3/205, C02F 1/56, B01D 21/01, C08F 20/56, Флокулянт на основе полиакриламида / Шевченко Т.В., Ульрих Е.В., Яковченко М.А. опубл. 27.03.2009, Бюл. №9 (прототип).
Claims (1)
- Способ получения модифицированных флокулянтов на основе полиакриламида, отличающийся тем, что готовят водный раствор полиакриламида с добавлением смеси модификаторов пропилегликоля и мочевины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145974A RU2648437C1 (ru) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Модифицированный флокулянт на основе полиакриламида |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145974A RU2648437C1 (ru) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Модифицированный флокулянт на основе полиакриламида |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2648437C1 true RU2648437C1 (ru) | 2018-03-26 |
Family
ID=61708136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016145974A RU2648437C1 (ru) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Модифицированный флокулянт на основе полиакриламида |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2648437C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4010135A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-01 | Chemed Corporation | Composition and method for dispersing high molecular weight flocculant polymers in water |
| SU883079A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1981-11-23 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых | Способ получени флокул нта |
| RU2330814C2 (ru) * | 2004-11-17 | 2008-08-10 | Елена Викторовна Ульрих | Флокулянт на основе полиакриламида |
| RU2350635C2 (ru) * | 2006-11-28 | 2009-03-27 | Татьяна Викторовна Шевченко | Флокулянт на основе полиакриламида |
| RU2529229C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" | Способ модификации флокулянта |
-
2016
- 2016-11-23 RU RU2016145974A patent/RU2648437C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4010135A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-01 | Chemed Corporation | Composition and method for dispersing high molecular weight flocculant polymers in water |
| SU883079A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1981-11-23 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых | Способ получени флокул нта |
| RU2330814C2 (ru) * | 2004-11-17 | 2008-08-10 | Елена Викторовна Ульрих | Флокулянт на основе полиакриламида |
| RU2350635C2 (ru) * | 2006-11-28 | 2009-03-27 | Татьяна Викторовна Шевченко | Флокулянт на основе полиакриламида |
| RU2529229C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" | Способ модификации флокулянта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6378342B2 (ja) | 有機性廃水の処理方法 | |
| JPH02219887A (ja) | 高特性重合体凝結剤 | |
| Grenda et al. | Tannin-based coagulants from laboratory to pilot plant scales for coloured wastewater treatment | |
| Grenda et al. | Up-scaling of tannin-based coagulants for wastewater treatment: performance in a water treatment plant | |
| US5879564A (en) | High performance polymer flocculating agents | |
| Li et al. | Coagulation behavior of kaolin-anionic surfactant simulative wastewater by polyaluminum chloride-polymer dual coagulants | |
| CN104211155A (zh) | 改性淀粉絮凝剂的制备方法 | |
| CN104311812A (zh) | 天然植物单宁季铵盐改性絮凝剂的制备方法 | |
| AU2012364670B2 (en) | Formaldehyde-free lignin-amine coagulants | |
| RU2007141413A (ru) | Способ и устройство для получения концентрированных растворов полимеров | |
| Ali et al. | Flocculation performance of modified chitosan in an aqueous suspension | |
| JP2000500387A (ja) | 高性能のポリマー凝集剤 | |
| Chen et al. | Fabricating a hydrophobic modified flocculant through UVC irradiation initiation for metalworking wastewater treatment | |
| Li et al. | Coagulation behavior and floc structure characteristics of cationic lignin-based polymer-polyferric chloride dual-coagulants under different coagulation conditions | |
| Vijayaraghavan et al. | Effective removal of acid black 1 dye in textile effluent using alginate from brown algae as a coagulant | |
| RU2648437C1 (ru) | Модифицированный флокулянт на основе полиакриламида | |
| Krishnamoorthi et al. | Synthesis, characterization, flocculation, and rheological characteristics of hydrolyzed and unhydrolyzed polyacrylamide‐grafted poly (vinyl alcohol) | |
| Qi et al. | Synthesis and characterization of a novel terpolymer and the effect of its amphoteric property on the sludge flocculation | |
| CN108329432B (zh) | 一种改性环糊精及其制备方法和应用 | |
| CN106008802A (zh) | 一种阳离子聚丙烯酰胺油包水乳液的制备工艺 | |
| US3483120A (en) | Clarification and disinfection of water | |
| SuffianYusoff et al. | Effectiveness of jackfruit seed starch as coagulant aid in landfill leachate treatment process | |
| JP3633726B2 (ja) | 汚泥の処理方法 | |
| JP2020025939A (ja) | 汚泥脱水方法 | |
| JP2011050889A (ja) | 両性有機凝結剤および廃水処理方法 |