CS251732B1 - Způsob úpravy a čištění vod anorganickými koagulanty - Google Patents

Abstract

Způsob úpravy a čištění vod anorganickými koagulanty za přídavku, jako pomocného organického flokulantu, disperzního kopolymerů, získaného emulzní kopolymeraci 20 až 30 % kyseliny akrylové s neiontovým monomerem, jako jsou styren nebo estery kyseliny akrylové a/nebo metakrylové, převedeného do koloidního roztoku úpravou pH zředěné disperze přidáváním roztoků hydroxidu sodného, draselného nebo amonného na hodnoty 7-9,5, a účinnou dávkou v rozsahu 0,05 - 2,0 mg.I“1 100 % substance.

Description

Vynález se týká způsobu úpravy a čištění vod anorganickýřni koagulanty za přídavku roztoků emulzních kopolymerů kyseliny akrylové a/ nebo metakrylové.

V současné době je k dispozici velké.množství různých typů makromolekulárních látek s flokulačními účinky. Tyto jsou v odborné praxi nazývány podle způsobu použití i působení, různými souhrnnými názvy, např. polykoagulanty, polyelektrolyty, polymerni flokulanty ap«, nejčastěji organické flokulanty. Při úpravě a čištění vod anorganickými solemi (koagulanty) se ve vodě rozpuštěné vysokoraolekulární organické polymery - organické flokulanty, dávkované obvykle po anorganickém koagulantu, používají již delší dobu. Přídavek těchto látek zvětšuje velikost vloček, vzniklých anorganickými solemi, příp. zvyšuje jejich měrnou hmotnost a tím zrychluje sedimentaci vzniklých aglomerátů a zlepšuje kvalitu odsazené kapaliny; zvyšují též odolnost vloček vůči smykovým silám, působících v upravárenském, příp. čistírenském zařízeni.

Nej rozšířenější syntetické organické flokulanty jsou na bázi polyákrylamidu. Nejvíce populární typy aniontových flokulantů v praxi jsou hydrolýzované polyakrylamidy nebo kopolymery akrylamidu a akrylové kyseliny. Organicky flokulant s dobrými flokulačními vlastnostmi má makromolekulu téměř lineární nebo málo větvené struktury, dostatečně dlouhou, aby vazebná síla byla účinná, úzkou distribuci molekulových hmotností a jisté množství aktivních skupin. Komerční deriváty polyakrylamidu maji praktický rozsah molekulové hmotnosti 10 - 10 , Polymery s lineární strukturou jsou účinnější flokulanty než polymery s rozvětvenou strukturou o stejné molekulové hmotnosti; velké rozvětveni polymeru vytváří barieru k mezičásticovému mostění.

251 732

Účinné organické flokulanty mají dostatečně velkou molekulu s jistým počtem skupin schopných vazby. Porovnáním flokulačních skupin - CONHg a C00 se ukázalo, že karboxylová skupina má v četných případech větší adsorpční schopnost než skupina C0NH₂. Nejúčinnější aniontové flokulanty obsahují ve své struktuře směs ionisace schopných a ionisace neschopných skupin*

Většina organických flokulantů, hlavně aniontové a neiontové, se vyrábějí jako tuhé látky (prášky, granule, vločky ap.), jejichž převádění do pracovního roztoku je velmi obtížné, doba rozpouštění dlouhá (někdy více jak 120 min) a vyžaduje ve většině případů komplikované zařízení. Dokonalé rozpuštění polymerních organických flokulantů ve vodě je důležitým předpokladem jejich úspěšné aplikace při čištění vod. Toto často vyžaduje u pevných látek intenzivní mícháni, které sebou nese nebezpečí rozbíjení polymerního řetězce do malých neúčinných jednotek smykovými silami při přípravě; flokulační účinnost polymerů se snižuje.

Nyní jsme zjistili, že jako aniontové flokulanty, pomocná flokulační činidla lze s výhodou používat disperzní polymerni produkty, obsahující v makromolekule kopolymerů styrenu nebo esterů kyseliny akrylové a/ nebo metakrylové vysoké procento' organické, karboxylová skupiny obsahující kyseliny, schopné polymerace nebo kopolymerace, např. kyseliny akrylové nebo metakrylové. Osou to průmyslově vyráběné produkty k jinému průmyslovému využití, např. šlichtovaci prostředky, záhustky apod. Tyto produkty, vyráběné ve formě jemných disperzi emulzní polymerací nebo kopolymerací, mají obvykla relativně vysoké procento účinné látky při nízké viskozitě disperze, což usnadňuje výrazně manipulaci, snadno se rozpouštějí úpravou pH disperze na hodnoty nad 7,0, přičemž přecházejí na čiré, koloidnx a velmi viskozní roztoky. Tyto lze lehce ředěním vodou upravit na koncentrace, vhodné pro dávkování v procesech urychleně separace, na rozdíl od polymerů a kopolymerů ve formě prášků nebo past, které vyžadují speciální strojní zařízení, aby bylo dosaženo rychlého a dokonalého smáčení, podmiňujícího rychlé rozpuštění na homogenní roztok, bez tvorby zvolna se rozpouštějících zbobtnalých malých shluků polymerů.

·*

251 732

Emulzni kopolymerace je technika polymerační, která zabezpečuje vznik polymerů nebo kopolymerů a vysokou molekulovou hmotnost, což je pro úspěšný proces mostěni a flokulace suspendovaných částic v upravované vodě podmiňujícím faktorem.

Účinnost organických emulzních kopolymerů kyseliny akrylové a/·nebo metakrylové se styrenem jsou stejně účinné jako flokulanty získané blokovou nebo roztokovou polymerační technikou, a dodávané ve formě prášků, např. na bázi polyakrylamidu používaný Purifloc N 17, při čemž však poskytují jednak uvedené výhody snadného převedení do aplikované formy homogenního roztoku alkalizací.

Průmyslovými výrobky, použitelnými podle vynálezu jako aniontové pomocné flokulační činidlo, mohou být např. emulzní kopolymery s obsahem 20 - 30% hm, kyseliny akrylové nebo metakrylové, ve formě vodné disperze o sušině 25 - 30% hm., používané jako záhustek. Úpravou pH na hodnotu 7,2 - 8,5 přimíšením roztoku louhu nebo čpavku, se původní disperze bílé barvy, s viskozitou okolo 40 - 70 mPa.s, zrněni v čirý, průsvitný, koloidní roztok s viskozitou 10 - 100 násobně vyšší, podle hodnoty pH a zředění. Tento roztok se snadno mísí a ředí vodou na potřebnou koncentraci.

Takovým průmyslovým produktem je akrylátová disperze, získaná emulzni kopolymerací kyseliny akrylové a/ nebo metakrylové obchodního názvu SOKRAT, např, 1025. Další výhoda použití organického polymeru dle vynálezu jako pomocného organického flokulantu spočívá v tom, že se na rozdíl od roztoků připravených z pevných flokulantů využívají k flokulaci molekuly připravené v původním stavu. Takto připravené flokulanty mají na molekulu vyšší aktivitu než odpovídající práškovité produkty.

Kopolymery podle vynálezu se při úpravě a čištění vod používají hlavně j&o pomocná flokulační činidla, která se přidáVáji po(organickém koagulantu. Dávky polymeru jsou v závislosti na množství vznikající vločkovité suspenze a teplotě upravované vody v rozmezí 0,05 - 2,0 mg.I*¹ 100% substance.

251 732

Přiklad využití výrobků dle vynálezu jako pomocných flokulačních činidel je na obr. 1-3. Upravuje se říční surová voda z řeky Svratky koagulací chloridem železitým v dávce 55 mg.l“ ·

Obr. 1 ukazuje vliv přídavku organického polymeru Sokrat 1025 (dávka 0,2 mg.!¹, pH 8,0) - křivka C a organického flokulantu na bázi polyakrylamídu - Purifloc N 17 (0,2 mg.l¹)

- křivka B na separaci suspenze železítých vloček v obdáníkové lamele (dálka 1,5 m - světlost 0,5 m - úhel sklonu 60°) při různých středních rychlostech prouděni. Křivka A znázorňuje % zachycení zákalotvorných látek pouze přídavkem samotného FeClg . 6 H₂0.

Obr. 2 znázorňuje závieloet zbytkového zákalu v upravené vodě na vzestupné rychlosti vody v úrovni hladiny vločkového mraku, ftični voda z řeky Svratky je čiřena chloridem železitým na čiřiči s kyvným pádlem o výkonu 200 l.h¹, opatřeným narážkami v prostoru vločkového mraku: Organický polymer Sokrat 1025 i Purifloc N 17 byly dávkovány do vytvořené suspenze hydroxidu železitého ve spodní části flokulačni komory. Označeni křivek je shodné jako na obr. 1. Největší sníženi zákalu se získá při úpravě vody chloridem železitým za přídavku organického polymeru dle vynálezu.

Sedimentační křivky na obr. 3 ukazují charakter usazování koagulaci vzniklých suspenzi. Křivka A - koagulace chloridem železitým, křivka B - koagulace chloridem železitým a Puriflocef N 17, křivka C - koagulace chloridem železitým a polymerem dle vynálezu (dávky chemikálii jako na obr. 1). Příkře klesající osa suspenze křivky C je spojena s nízkým zbytkovým zákalem, krátkou dobou usazovánij charakterizuje rychlou sedimentační rychlost této vytvořené suspenze a větší tendenci částic téhož tvaru, velikosti a sedimentační rychlosti. Pozvolně klesající osy (křivky A, B), představuji dalěi dobu usazování, nižší sedimentační rychlost vloček a zpravidla větěi zbytkový zákal.

Příznivý vliv přidávaného organického polymeru dle vynálezu ee zřetelně projevuje v separačnim zařízení úpravy vody při vyěěich rychlostech prouděni. Umožňuje nejen zvýšeni výkonu úpraven vod, ale i snížit náklady na tuto operaci.

Claims (3)

1. Způsob úpravy a čištění vod anorganickými koagulanty,vyznačený tím* že se jako pomocný o'rganický flokulant použije disperze kopolymerů připravitelná emulzni kopolymeraci 20 - 30% kyseliny akrylové a/ nebo metakrylové se styrenem a převedená do homogenního koloidního roztoku úpravou pH nad hodnotu 7,0 roztokem alkalického hydroxidu sodného, draselného nebo amonného·

2· Způsob podle bodu l.vyznačený tím, že pomocný organický flo¹ „i kulant se dávkuje v množství 0,05 - 2,0 mg.l 100% substance v jednom nebo více bodech systému· «

3· Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že se pomocný organický flokulant přidává při pH upravované vody v rozmezí 7 až 9,5.