RU2288181C1 - Method of preparing water-soluble reagent to clean natural and waste waters and to separate phases - Google Patents

Method of preparing water-soluble reagent to clean natural and waste waters and to separate phases Download PDF

Info

Publication number
RU2288181C1
RU2288181C1 RU2005117496/15A RU2005117496A RU2288181C1 RU 2288181 C1 RU2288181 C1 RU 2288181C1 RU 2005117496/15 A RU2005117496/15 A RU 2005117496/15A RU 2005117496 A RU2005117496 A RU 2005117496A RU 2288181 C1 RU2288181 C1 RU 2288181C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
water
reagent
polyacrylamide
molar ratio
Prior art date
Application number
RU2005117496/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Сергеевич Радченко (RU)
Станислав Сергеевич Радченко
Иван Александрович Новаков (RU)
Иван Александрович Новаков
Филипп Станиславович Радченко (RU)
Филипп Станиславович Радченко
Тать на Валерьевна Мельникова (RU)
Татьяна Валерьевна Мельникова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2005117496/15A priority Critical patent/RU2288181C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288181C1 publication Critical patent/RU2288181C1/en

Links

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

FIELD: water treatment processes.
SUBSTANCE: invention relates to method of preparing water-soluble reagents to remove suspended particles and mineral- and organic-origin contaminants. Reagent can be used both to treat moderately turbid waters for domestic and drinking demands and to clean industrial and domestic effluents. Reagent is prepared by interaction of (i) aluminum salt, in particular aluminum pentahydroxochloride with molar ratio Cl-/Al3+ = 0.46-0.52, and (ii) polyacrylamide with molecular mass 3·105-2·106. Interaction is accomplished by mixing aqueous colloidal solution of aluminum pentahydroxochloride with 0.1-1.0% aqueous solution of polyacrylamide at molar ratio Al3+ to polyacrylamide unit (2-4):1 and temperature 20-30°C.
EFFECT: increased activity in separation of both moderately turbid dispersions and high-concentration suspensions.
2 cl, 1 dwg, 5 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к способам получения водорастворимых реагентов, используемых для очистки природной и сточных вод от взвесей, нефтепродуктов, жировых, белковых и других загрязнений минерального и органического происхождения. Предполагаемый реагент может применяться как для очистки маломутных вод, например при подготовке воды хозяйственно-питьевого назначения из природных поверхностных источников, так и при очистке сточных вод с высоким содержанием дисперсной фазы, например при очистке промышленных сточных вод и при очистке хозбытовых сточных вод. В реагентной технологии водоподготовки и водоочистки эффективность процесса определяется степенью очистки воды от примесей, длительностью процесса осаждения примесей, продолжительностью цикла фильтрования очищаемой воды и другими факторами. Одним из основных является доза реагента, которая должна быть минимальной для достижения достаточной степени очистки, что определяется не только экономическими соображениями, но и требованиями инспектирующих органов к качеству очищенной воды как хозяйственно-питьевого назначения, так и к водам оборотного цикла, а также направляемых на биологическую очистку.The invention relates to methods for producing water-soluble reagents used for purification of natural and wastewater from suspensions, petroleum products, fatty, protein and other pollution of mineral and organic origin. The proposed reagent can be used both for the treatment of low-turbid waters, for example, for the preparation of household water from natural surface sources, and for the treatment of wastewater with a high content of the dispersed phase, for example, for the treatment of industrial wastewater and for the treatment of domestic wastewater. In the reagent technology of water treatment and water purification, the efficiency of the process is determined by the degree of purification of water from impurities, the duration of the process of sedimentation of impurities, the duration of the filtering cycle of purified water and other factors. One of the main ones is the reagent dose, which should be minimal in order to achieve a sufficient degree of purification, which is determined not only by economic considerations, but also by the requirements of the inspecting authorities for the quality of purified water for drinking and household purposes, as well as for waters of the reverse cycle, as well as those directed to biological treatment.

Величина потребной дозы реагента зависит от его активности, связанной с химическим строением реагента и с механизмом его взаимодействия с коллоидными примесями. К наиболее распространенным водорастворимым реагентам относятся неорганические соли железа и алюминия, а также водорастворимые полимеры органической природы [Запольский А.К., Баран А.Л. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л.: Химия, 1987].The magnitude of the required dose of the reagent depends on its activity associated with the chemical structure of the reagent and the mechanism of its interaction with colloidal impurities. The most common water-soluble reagents include inorganic salts of iron and aluminum, as well as water-soluble polymers of organic nature [Zapolsky AK, Baran A.L. Coagulants and flocculants in water purification processes. L .: Chemistry, 1987].

Первые, нейтрализуя поверхностный заряд коллоидных частиц, дестабилизируют дисперсную систему, которой являются природные поверхностные воды и большинство сточных вод, что приводит к образованию "первичных" частиц в очищаемой воде.The former, by neutralizing the surface charge of colloidal particles, destabilize the disperse system, which is natural surface water and most wastewater, which leads to the formation of "primary" particles in the water being treated.

Вторые, водорастворимые органические полимеры объединяют частицы в крупные флокулы, способствуя ускорению их оседания. Однако раздельное применение этих двух реагентов в процессе очистки связано с рядом технических трудностей и может сопровождаться как синергетическим, так и антагонистическим эффектом при очистке [В.А.Мягченков, Г.В.Булидорова. Хим. и технол. воды. 1997. Т.17. №5. С.583]. Одним из путей решения этой проблемы является создание композиционных реагентов, сочетающих в себе свойства неорганического коагулянта и органического полимерного флокулянта.The second, water-soluble organic polymers combine particles into large flocs, helping to accelerate their sedimentation. However, the separate use of these two reagents in the purification process is associated with a number of technical difficulties and may be accompanied by both a synergistic and antagonistic effect during purification [V. A. Softenkov, G. V. Bulidorova. Chem. and technol. water. 1997.V.17. No. 5. S.583]. One way to solve this problem is to create composite reagents that combine the properties of an inorganic coagulant and an organic polymer flocculant.

Известен способ получения композиционного реагента путем добавления водного раствора соли железа или алюминия к водному раствору органического катионактивного полимера, перемешивания при повышенной температуре реакционной массы в течение определенного времени и последующего охлаждения продукта взаимодействия [Pat. 2322128 GBC 02 F 1/56 1998].A known method of producing a composite reagent by adding an aqueous solution of an iron or aluminum salt to an aqueous solution of an organic cationic polymer, stirring at an elevated temperature of the reaction mass for a certain time and then cooling the reaction product [Pat. 2322128 GBC 02 F 1/56 1998].

Недостатками способа являются проведение процесса в заданных технологических параметрах, неопределенность химического состава композиционного реагента, неустановленная активность его в процессах очистки воды. Заявленное содержание катионного полимера в композиции - 0,1-10% позволяет предположить, что данный реагент может работать только в маломутных дисперсиях, т.е. как коагулянт. Взаимодействие же положительно заряженного катиона металла из состава неорганической соли с цепью катионного полимера приводит к компактизации макромолекул полимера, что приведет к снижению активности при использовании реагента в качестве флокулянта для концентрированных дисперсий.The disadvantages of the method are the process in the given technological parameters, the uncertainty of the chemical composition of the composite reagent, its unknown activity in the processes of water purification. The claimed content of cationic polymer in the composition is 0.1-10%, which suggests that this reagent can work only in low-dispersion dispersions, i.e. as a coagulant. The interaction of a positively charged metal cation from the inorganic salt with the cationic polymer chain leads to the compaction of polymer macromolecules, which will lead to a decrease in activity when using the reagent as a flocculant for concentrated dispersions.

Известно использование композиций хлористого алюминия с одним из водорастворимых катионоактивных полимеров аминного типа для очистки воды с низким содержанием взвеси (менее 0,1%) [Pat. 341357 EPO С 02 F 1/52 1989].It is known to use compositions of aluminum chloride with one of the water-soluble cationic amine-type polymers for treating water with a low suspension content (less than 0.1%) [Pat. 341357 EPO C 02 F 1/52 1989].

Недостатком способа является использование хлорида алюминия и органического полимера, которые по токсическим свойствам не могут применяться для подготовки воды хозпитьевого назначения, а отмеченный синергетический эффект при коагуляции наблюдается только в случае маломутных дисперсий (4,0-4,5 единиц мутности).The disadvantage of this method is the use of aluminum chloride and an organic polymer, which by toxic properties cannot be used to prepare household water, and the marked synergistic effect during coagulation is observed only in the case of low turbidity dispersions (4.0-4.5 turbidity units).

Наиболее близким является способ получения водорастворимого реагента путем полимеризации акриламида под действием радикального инициатора в водном растворе гидроксохлорида алюминия. Процесс проводится при температурах 60-90°С в определенном интервале отношений оксиалкил-трет-бутилпероксид-железо и при содержании акриламида в растворе оксихлорида алюминия от 3,2% мас. до 34,9% мас. [Пат. 2174105 РФ С 02 F 1/52 2001]. К недостаткам данного способа относятся следующие:The closest is a method of obtaining a water-soluble reagent by polymerization of acrylamide under the action of a radical initiator in an aqueous solution of aluminum hydroxochloride. The process is carried out at temperatures of 60-90 ° C in a certain range of hydroxyalkyl-tert-butylperoxide-iron ratios and with an acrylamide content of aluminum oxychloride from 3.2% wt. up to 34.9% wt. [Pat. 2174105 RF C 02 F 1/52 2001]. The disadvantages of this method include the following:

во-первых, реакция получения реагента проводится при повышенной температуре, что требует применения теплообменного оборудования, использование теплоносителя, а сам процесс является энергозатратным;firstly, the reaction of obtaining the reagent is carried out at elevated temperature, which requires the use of heat exchange equipment, the use of heat carrier, and the process itself is energy-intensive;

во-вторых, реакция полимеризации акриламида чувствительна к содержанию железа, определяющего скорость распада инициатора, и таким образом зависит от качества гидроксохлорида алюминия, состав которого может меняться в зависимости от исходного материала для получения гидроксохлорида алюминия;secondly, the polymerization reaction of acrylamide is sensitive to the content of iron, which determines the decay rate of the initiator, and thus depends on the quality of aluminum hydrochloride, the composition of which may vary depending on the starting material to obtain aluminum hydrochloride;

в-третьих, реакция полимеризации виниловых мономеров и акриламида, в частности очень чувствительна к присутствию примесей, которые могут быть в составе водного раствора гидроксохлорида алюминия, что может привести к образованию низкомолекулярных продуктов полимеризации;thirdly, the polymerization reaction of vinyl monomers and acrylamide, in particular, is very sensitive to the presence of impurities, which can be in the composition of an aqueous solution of aluminum hydroxychloride, which can lead to the formation of low molecular weight polymerization products;

в-четвертых, образующийся полимерный продукт имеет невысокую молекулярную массу, о чем свидетельствует значение характеристической вязкости [η]≤2,85;fourthly, the resulting polymer product has a low molecular weight, as evidenced by the value of the characteristic viscosity [η] ≤2.85;

в-пятых, недостаточно высокая молекулярная масса продукта может быть причиной малой эффективности реагента в процессах флокуляции суспензий.fifthly, insufficiently high molecular weight of the product may be the reason for the low efficiency of the reagent in the process of flocculation of suspensions.

В предлагаемом изобретении решается важная задача получения водорастворимого реагента технически простым способом, без энергозатрат, без использования вспомогательных реагентов, обладающего высокой активностью в процессах очистки маломутных водных дисперсий, типа природной воды, а также при разделении концентрированных суспензий в виде сточных вод различного происхождения.The present invention solves the important task of obtaining a water-soluble reagent in a technically simple way, without energy consumption, without the use of auxiliary reagents, which is highly active in the purification of low-turbid aqueous dispersions, such as natural water, as well as in the separation of concentrated suspensions in the form of wastewater of various origins.

При реализации предлагаемого способа получения водорастворимого реагента получают следующий результат:When implementing the proposed method for producing a water-soluble reagent, the following result is obtained:

во-первых, реакция образования водорастворимого реагента - полимер-коллоидного комплекса (ПКК) происходит при механическом смешении раствора высокоосновного пентагидроксохлорида алюминия (ПГХА) с водным раствором полиакриламида (ПАА) за счет кооперативных взаимодействий функциональных групп полимера с гидратированными ионами алюминия в составе полиядерного комплекса (коллоидной частицы) ПГХА;firstly, the reaction of the formation of a water-soluble reagent - polymer-colloidal complex (PAC) occurs during mechanical mixing of a solution of highly basic aluminum pentahydroxochloride (PHCA) with an aqueous solution of polyacrylamide (PAA) due to cooperative interactions of the polymer functional groups with hydrated aluminum ions in the polynuclear complex ( colloidal particles) PGA;

во-вторых, реакция между водорастворимым полимером и ПГХА протекает при нормальных условиях в гомогенной среде без образования новой фазы и практически без теплового эффекта, т.е. не требует подвода или отвода тепла;secondly, the reaction between the water-soluble polymer and PHCA proceeds under normal conditions in a homogeneous medium without the formation of a new phase and practically without a thermal effect, i.e. does not require supply or removal of heat;

в-третьих, в реакции образования водорастворимого реагента можно использовать полиакриламид с высокой молекулярной массой, что способствует получению реагента с повышенной флокулирующей способностью;thirdly, in the reaction of formation of a water-soluble reagent, high molecular weight polyacrylamide can be used, which contributes to the production of a reagent with increased flocculating ability;

в-четвертых, полимер-коллоидный комплекс ПГХА и полиакриламида, получаемый при определенном мольном отношении, является гибридным реагентом, сочетающим свойства неорганического коагулянта и высокомолекулярного флокулянта и в силу этого проявляет высокую эффективность при разделении как низкоконцентрированных дисперсий, так и высококонцентрированных суспензий;fourthly, the polymer-colloidal complex of PHA and polyacrylamide, obtained at a specific molar ratio, is a hybrid reagent combining the properties of an inorganic coagulant and a high molecular weight flocculant and, therefore, is highly effective in the separation of both low-concentration dispersions and highly concentrated suspensions;

Поставленный технический результат достигается в способе получения водорастворимого реагента для очистки природных и сточных вод и разделений фаз при использовании соли алюминия, причем в качестве соли алюминия берут пентагидроксохлорид алюминия в виде водного коллоидного раствора и осуществляют взаимодействие ее с полиакриламидом с молекулярной массой 3·105-2·106, взятом в виде водного 0,1-1,0%-ного раствора, путем их смешения при мольном отношении Al3+: звено полиакриламида, равном (2÷4):1 при температуре 20-30°С. При этом берут пентагидроксохлорид алюминия состава, в котором мольное отношение Cl-/Al3+ равно 0,46-0,52.The technical result achieved is achieved in a method for producing a water-soluble reagent for purifying natural and waste waters and phase separation using an aluminum salt, moreover, aluminum pentahydroxochloride is taken as an aluminum salt in the form of an aqueous colloidal solution and it is reacted with polyacrylamide with a molecular weight of 3 · 10 5 - 2 · 10 6 , taken in the form of an aqueous 0.1-1.0% solution, by mixing them with a molar ratio of Al 3+ : polyacrylamide unit equal to (2 ÷ 4): 1 at a temperature of 20-30 ° C. In this case, aluminum pentahydroxochloride of the composition in which the molar ratio Cl - / Al 3+ is equal to 0.46-0.52 is taken.

Причиной образования полимер-коллоидного комплекса (ПКК) являются донорно-акцепторные кооперативные связи, возникающие между атомами AI3+ в составе ПГХА и атомами азота в макромолекуле ПАА. Прочность подобных комплексов объясняется кооперативным (суммированным) характером такого взаимодействия, что связано с полимерной природой частиц ПГХА. Другие соли алюминия или низкоосновные хлориды алюминия не способны к образованию прочных самостоятельно существующих поликомплексов.The reason for the formation of the polymer-colloidal complex (PAC) is the donor-acceptor cooperative bonds arising between the AI 3+ atoms in the composition of PGA and the nitrogen atoms in the PAA macromolecule. The strength of such complexes is explained by the cooperative (summarized) nature of such an interaction, which is associated with the polymer nature of PHCA particles. Other aluminum salts or low-basic aluminum chlorides are not capable of forming strong independently existing polycomplexes.

Причиной высокой эффективности и гибридного характера полимер-коллоидного комплекса при разделении дисперсий является то, что в образующемся поликомплексе положительно заряженные частицы ПГХА располагаются по периферии макромолекулярного клубка ПАА. Увеличение мольного отношения Al3+:звено ПАА приводит к тому, что количество частиц ПГХА, связанных с макромолекулой ПАА, возрастает и силы кулоновского отталкивания между частицами ПГХА увеличиваются, следствием чего является рост размеров макромолекулярных клубков полимер-коллоидного комплекса.The reason for the high efficiency and hybrid nature of the polymer-colloidal complex in the separation of dispersions is that in the resulting polycomplex positively charged PHCA particles are located on the periphery of the PAA macromolecular coil. An increase in the molar ratio Al 3+ : PAA unit leads to an increase in the number of PHA particles bound to the PAA macromolecule and increase in the Coulomb repulsion forces between the PHA particles, which leads to an increase in the size of macromolecular tangles of the polymer-colloidal complex.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:The invention is illustrated by the following examples:

Пример 1. В этом примере обусловлено влияние природы соли на возможность образования полимер-коллоидного комплекса с ПАА.Example 1. In this example, due to the influence of the nature of the salt on the possibility of the formation of a polymer-colloidal complex with PAA.

В колбу на 500 мл помещали 100 мл 1%-ного водного раствора ПАА ([η]=5,07 дл/г) и добавляли при перемешивании навеску соли алюминия в виде 3%-ного водного раствора. Использовали соли: нитрат алюминия, сульфат алюминия, 1/3-оксихлорид алюминия, 2/3-оксихлорид алюминия и 5/6-оксихлорид алюминия (ПГХА).In a 500 ml flask was placed 100 ml of a 1% aqueous solution of PAA ([η] = 5.07 dl / g) and a portion of an aluminum salt in the form of a 3% aqueous solution was added with stirring. Salts used were: aluminum nitrate, aluminum sulfate, 1/3-aluminum oxychloride, 2/3-aluminum oxychloride and 5/6-aluminum oxychloride (PHCA).

Значения навесок солей соответствовали мольному отношению Al3+: звено ПАА, равному 2:1, и представлены в таблице 1.The values of the salt weights corresponded to a molar ratio of Al 3+ : PAA unit equal to 2: 1, and are presented in table 1.

Таблица 1.
Значения навесок солей алюминия, взятых в реакцию комплексообразования с ПАА.
Table 1.
The values of the weights of aluminum salts taken in the complexation reaction with PAA.
№№ пп№№ pp СольSalt ФормулаFormula Масса, гMass g 1.one. Сульфат алюминияAluminum sulphate Al2(SO4)3 Al 2 (SO 4 ) 3 4,814.81 2.2. Нитрат алюминияAluminum nitrate Al(NO3)3 Al (NO 3 ) 3 5,995.99 3.3. 1/3 оксихлорид алюминия (ОХА)1/3 aluminum oxychloride (OXA) Al(OH)Cl2 Al (OH) Cl 2 8,948.94 4.four. 2/3 оксихлорид алюминия(ОХА)2/3 aluminum oxychloride (OXA) Al(OH)2ClAl (OH) 2 Cl 7,247.24 5.5. 5/6 оксихлорид алюминия(ПГХА)5/6 aluminum oxychloride (PHCA) Al2(OH)5ClAl 2 (OH) 5 Cl 6,336.33

Полученные смеси были высажены в 2-кратный избыток метанола и высушены до постоянного веса. Метанол был выбран в качестве осадителя потому, что в его водных растворах растворимы все вышеназванные соли. Переосажденные образцы анализировали на содержание алюминия и хлора (табл. 2).The resulting mixtures were planted in a 2-fold excess of methanol and dried to constant weight. Methanol was chosen as a precipitant because all of the above salts are soluble in its aqueous solutions. Redeposited samples were analyzed for aluminum and chlorine (Table 2).

Таблица 2.
Элементный анализ продуктов взаимодействия растворов ПАА с солями алюминия
Table 2.
Elemental analysis of the products of the interaction of PAA solutions with aluminum salts
№№ пп№№ pp СольSalt Элементный составElemental composition ОтношениеAttitude AlAl ClCl Cl/Al3+ мольн.Cl / Al 3+ mol. 1.one. Al2(SO4)3 Al 2 (SO 4 ) 3 00 00 -- 2.2. Al(NO3)3 Al (NO 3 ) 3 00 00 -- 3.3. Al(OH)Cl2 Al (OH) Cl 2 00 00 -- 4.four. Al(OH)2ClAl (OH) 2 Cl 00 00 -- 5.5. Al2(OH)5ClAl 2 (OH) 5 Cl 14,414,4 8,718.71 0,46-0.520.46-0.52

Из данных таблицы 2 следует, что полимер-коллоидный комплекс образуется только с ПГХА, а мольное отношение Cl-/Al3+ близко к данному отношению в самом ПГХА, что свидетельствует о взаимодействии ПАА с полимерными частицами ПГХА - [Al2(OH)5Cl]n.From the data in Table 2 it follows that the polymer-colloidal complex is formed only with PHCA, and the Cl - / Al 3+ molar ratio is close to this ratio in the PHCA itself, which indicates the interaction of PAA with the polymer particles of PHCA - [Al 2 (OH) 5 Cl] n.

Пример 2. В этом примере обусловлено влияние соотношения реагентов на состав образующегося полимер-коллоидного комплекса ПГХА с ПАА. Реакцию образования полимер-коллоидного комплекса проводили аналогично примеру 1, изменяя мольное отношение Al3+:звено ПАА в исходной смеси реагентов.Example 2. In this example, the influence of the ratio of reagents on the composition of the resulting polymer-colloidal complex of PHA with PAA is determined. The reaction of the formation of the polymer-colloidal complex was carried out analogously to example 1, changing the molar ratio of Al 3+ : unit PAA in the initial mixture of reagents.

Полученные поликомплексы высаживали в метанол, высушивали и анализировали на содержание алюминия, хлора и азота (табл.3).The obtained polycomplexes were planted in methanol, dried, and analyzed for the content of aluminum, chlorine, and nitrogen (Table 3).

Таблица 3.
Влияние соотношения реагентов на состав образующегося ПКК.
Table 3.
The effect of the ratio of reagents on the composition of the resulting PAC.
№№ пп№№ pp Отношение Al3+:звено ПАА вAl 3+ Ratio: PAA Link Элементный состав поликомплекса, %The elemental composition of the polycomplex,% исходной смеси, мольн.the initial mixture, moln. AlAl ClCl NN 1.one. 0,50.5 9,19.1 5,55.5 12,112.1 2.2. 1one 14,414,4 8,78.7 8,58.5 3.3. 22 19,119.1 11,511.5 5,55.5 4.four. 4four 23,223,2 13,813.8 5,65,6 5.5. 66 23,123.1 14,014.0 5,65,6 6.6. 88 23,323.3 13,913.9 5,45,4

Из данных таблицы 3 следует, что увеличение содержания ПГХА в исходной смеси при образовании ПКК сопровождается ростом содержания Al и Cl в поликомплексе вплоть до отношения Al3+: звено ПАА=4.From the data in Table 3 it follows that an increase in the content of PHA in the initial mixture during the formation of PAC is accompanied by an increase in the content of Al and Cl in the polycomplex up to the ratio Al 3+ : PAA unit = 4.

Пример 3. В этом примере обусловлено применение полимер-коллоидных комплексов в качестве флокулянтов при разделении концентрированных дисперсий. Для оценки эффективности реагентов применяли спектрофотометрический метод, при котором измеряется оптическая плотность надосадочной жидкости после определенного времени отстоя дисперсии с добавлением флокулянта и без него. После этого рассчитывался безразмерный параметр - эффект осветления - Эосв. [Новаков И.А., Радченко С.С., Радченко Ф.С. Журнал прикладной химии. 2004. Т.77. №10. С.1699].Example 3. In this example, the use of polymer-colloidal complexes as flocculants in the separation of concentrated dispersions is caused. To assess the effectiveness of the reagents, the spectrophotometric method was used, in which the absorbance of the supernatant was measured after a certain dispersion settling time with and without flocculant added. After that, the dimensionless parameter was calculated — the clarification effect — Eosv. [Novakov I.A., Radchenko S.S., Radchenko F.S. Journal of Applied Chemistry. 2004. V.77. No. 10. S.1699].

Флокуляцию каолиновой дисперсии проводили в режиме свободного осаждения (концентрация дисперсной фазы - 0,6 мас.%). Флокуляцию проводили при дозе флокулянта - 6 мг/л.Flocculation of kaolin dispersion was carried out in the free deposition mode (concentration of the dispersed phase — 0.6 wt.%). Flocculation was carried out at a dose of flocculant - 6 mg / L.

Таблица 4.
Зависимость эффекта осветления от состава ПКК
Table 4.
The dependence of the clarification effect on the composition of the PAC
№№ п п№№ p p Отношение Al3+: звено ПАА (мольн.) в ПККThe ratio of Al 3+ : link PAA (mol.) In the PAC ЭосвEosv 1.one. 0,5:10.5: 1 6161 2.2. 1:11: 1 120120 3.3. 2:12: 1 205205 4.four. 4:14: 1 145145

Из данных таблицы 4 следует, что наибольшим эффектом обладают поликомплексы состава 2:1 и 4:1.From the data of table 4 it follows that the greatest effect are polycomplexes with a composition of 2: 1 and 4: 1.

Пример 4. В этом примере обусловлено влияние молекулярной массы полиакриламида на эффективность получаемого на его основе ПКК при флокуляции концентрированной дисперсии. Для получения ПКК состава Al3+:звено ПАА=2:1 использовали ПАА различной молекулярной массы. ПКК получали аналогично примеру 1. Флокуляцию проводили аналогично примеру 3 (табл.5).Example 4. In this example, the effect of the molecular weight of polyacrylamide on the efficiency of the obtained PAC based on flocculation of concentrated dispersion is determined. To obtain the PAC composition Al 3+ : unit PAA = 2: 1, PAA of various molecular weights was used. PAC was obtained analogously to example 1. Flocculation was carried out analogously to example 3 (table 5).

Таблица 5.
Зависимость эффекта осветления каолиновой дисперсии (СD=0,6 мас.%) от молекулярной массы ПАА, использованного для получения ПКК (состава Al3+:звено ПАА-2:1).
Table 5.
Dependence of the clarification effect of kaolin dispersion (С D = 0.6 wt.%) On the molecular weight of PAA used to obtain PAC (composition Al 3+ : PAA-2: 1 unit).
Мол. масса ПАА в составе ПККLike mass of PAA in the composition of the PAC ЭосвEosv 3·105 3 · 10 5 8888 5·105 5 · 10 5 105105 1·106 1 · 10 6 120120 2·106 2 · 10 6 132132

Доза реагента - 4 мг/л.The reagent dose is 4 mg / l.

Из данных таблицы 5 следует, что использование более высокомолекулярного ПАА для получения ПКК приводит к повышению эффективности последнего при флокуляции.From the data of table 5 it follows that the use of higher molecular weight PAA to obtain PAC leads to an increase in the effectiveness of the latter during flocculation.

Пример 5. В этом примере обусловлено применение ПКК в процессе коагуляции низкоконцентрированной дисперсии, имитирующей природную воду. Дисперсию готовили на основе 0,8%-ной каолиновой дисперсии, которую отстаивали в течение 24 часов. Верхний слой декантировали и проводили седиментационный анализ, по данным которого содержание дисперсной фазы в дисперсии составляло 30-40 мг/дм3, размер частиц дисперсной фазы лежал в интервале 1,6-2,5 мкм. Эффективность коагулянтов оценивали по изменению мутности воды после обработки ее реагентами. Для сравнения использовали наиболее известные реагенты в процессах очистки воды: ПГХА, ПАА, Praestol-650 и Zetag-92. На графике представлены кривые изменения мутности каолиновой дисперсии в зависимости от типа и дозы коагулянта.Example 5. In this example, the use of PAC in the process of coagulation of a low-concentration dispersion that simulates natural water is caused. The dispersion was prepared on the basis of 0.8% kaolin dispersion, which was defended for 24 hours. The upper layer was decanted and sedimentation analysis was performed, according to which the content of the dispersed phase in the dispersion was 30-40 mg / dm 3 , the particle size of the dispersed phase was in the range of 1.6-2.5 μm. The effectiveness of coagulants was evaluated by changing the turbidity of the water after treatment with reagents. For comparison, the most famous reagents in water purification processes were used: PGA, PAA, Praestol-650 and Zetag-92. The graph shows the curves of the turbidity of kaolin dispersion depending on the type and dose of coagulant.

Из данных графика следует, что типичные флокулянты: ПАА-(1), Praestol-650-(2) и Zetag-92-(3) в этих условиях неактивны. ПГХА-(4) является эффективным коагулянтом при дозах 10 мг/л и более. При малом содержании Al3+ полимер-коллоидный комплекс не эффективен (ПКК-0,5)-(5), однако при составе Al3+:звено ПАА=2:1 (ПКК-2)-(6) ПКК является эффективным коагулянтом, превосходящим по результатам очистки известный из практики подготовки воды пентагидроксохлорид алюминия.From the graph it follows that typical flocculants: PAA- (1), Praestol-650- (2) and Zetag-92- (3) are inactive under these conditions. PHCA- (4) is an effective coagulant at doses of 10 mg / l or more. With a low content of Al 3+, the polymer-colloidal complex is not effective (PAC-0.5) - (5), however, with the composition of Al 3+ : PAA unit = 2: 1 (PAC-2) - (6) PAC is an effective coagulant superior to the results of purification known from the practice of preparing water pentahydroxochloride aluminum.

Таким образом, способ получения полимер-коллоидного комплекса, заключающийся во взаимодействии коллоидных частиц полиядерных комплексов алюминия с макромолекулами полиакриламида при мольном их отношении (2:4):1, происходящем при смешении водного раствора пентагидроксохлорида алюминия с мольным отношением Cl-/Al3+=0,46-0,52 с 0,1-1,0%-ным водным раствором полиакриламида при температуре 20-30°С, позволяет получать водорастворимый реагент, обладающий одновременно высокими коагулирующими и флокулирующими свойствами.Thus, the method for producing the polymer-colloidal complex, which consists in the interaction of colloidal particles of polynuclear aluminum complexes with macromolecules of polyacrylamide at their molar ratio (2: 4): 1, which occurs when a water solution of aluminum pentahydroxochloride is mixed with a molar ratio Cl - / Al 3+ = 0.46-0.52 with a 0.1-1.0% aqueous solution of polyacrylamide at a temperature of 20-30 ° C, allows you to get a water-soluble reagent with both high coagulating and flocculating properties.

Claims (2)

1. Способ получения водорастворимого реагента для очистки природных и сточных вод и разделения фаз с использованием соли алюминия, отличающийся тем, что в качестве соли алюминия берут пентагидроксохлорид алюминия в виде водного коллоидного раствора и осуществляют взаимодействие с полиакриламидом молекулярной массы 3·105-2·106, взятым в виде водного 0,1-1,0%-ного раствора, путем их смешения при мольном соотношении Al+3: звено полиакриламида, равном (2-4):1, при температуре 20-30°С.1. The method of obtaining a water-soluble reagent for the purification of natural and waste water and phase separation using an aluminum salt, characterized in that the aluminum salt is taken as aluminum pentahydroxochloride in the form of an aqueous colloidal solution and interact with a molecular weight polyacrylamide of 3 · 10 5 -2 · 10 6 , taken in the form of an aqueous 0.1-1.0% solution, by mixing them at a molar ratio of Al +3 : polyacrylamide unit equal to (2-4): 1, at a temperature of 20-30 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что берут пентагидроксохлорид алюминия состава, в котором мольное отношение Cl-/Al3+=0,46-0,52.2. The method according to claim 1, characterized in that they take aluminum pentahydroxochloride composition, in which the molar ratio Cl - / Al 3+ = 0.46-0.52.
RU2005117496/15A 2005-06-07 2005-06-07 Method of preparing water-soluble reagent to clean natural and waste waters and to separate phases RU2288181C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005117496/15A RU2288181C1 (en) 2005-06-07 2005-06-07 Method of preparing water-soluble reagent to clean natural and waste waters and to separate phases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005117496/15A RU2288181C1 (en) 2005-06-07 2005-06-07 Method of preparing water-soluble reagent to clean natural and waste waters and to separate phases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2288181C1 true RU2288181C1 (en) 2006-11-27

Family

ID=37664394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005117496/15A RU2288181C1 (en) 2005-06-07 2005-06-07 Method of preparing water-soluble reagent to clean natural and waste waters and to separate phases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2288181C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529536C2 (en) * 2012-12-21 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing water-soluble reagent for treating natural and waste water and separating phases
RU2661584C1 (en) * 2017-04-04 2018-07-17 Публичное акционерное общество "Аквасервис" Method for producing aluminosilicate hybrid reagent for treating natural and industrial wastewater and method of treating natural and industrial wastewater with this reagent

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529536C2 (en) * 2012-12-21 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing water-soluble reagent for treating natural and waste water and separating phases
RU2661584C1 (en) * 2017-04-04 2018-07-17 Публичное акционерное общество "Аквасервис" Method for producing aluminosilicate hybrid reagent for treating natural and industrial wastewater and method of treating natural and industrial wastewater with this reagent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moussas et al. A study on the properties and coagulation behaviour of modified inorganic polymeric coagulant—Polyferric silicate sulphate (PFSiS)
Lee et al. Flocculation activity of novel ferric chloride–polyacrylamide (FeCl3-PAM) hybrid polymer
Hassan et al. Coagulation and flocculation treatment of wastewater in textile industry using chitosan
Chen et al. Effect of dosing method and pH on color removal performance and floc aggregation of polyferric chloride–polyamine dual-coagulant in synthetic dyeing wastewater treatment
US3994806A (en) Composition and method for flocculating suspended solids
Özacar et al. Enhancing phosphate removal from wastewater by using polyelectrolytes and clay injection
Yang et al. Flocculation kinetics and floc characteristics of dye wastewater by polyferric chloride–poly-epichlorohydrin–dimethylamine composite flocculant
KR100562456B1 (en) Wastewater Treating Agent, Method for Wastewater Treatment, Sludge Dehydrant, and Method for Sludge Treatment
CN104556331B (en) PAC (polyaluminium chloride)-modified sodium alginate inorganic-organic composite flocculant and preparation method thereof
CN105036269B (en) A kind of multiple-effect water treatment agent and preparation method thereof and method for treating water
Ødegaard et al. Coagulation with prepolymerized metal salts
Hassan et al. Pre-treatment of palm oil mill effluent (POME): a comparison study using chitosan and alum
CN101734772B (en) Composite flocculant for treating industrial waste water and preparation method
Nasri et al. Timecourse study of coagulation-flocculation process using aluminum sulfate
Lee et al. Improvement of flocculation efficiency of water treatment by using polymer flocculants
Khan et al. Synthesis and characterization of a novel cationic polyacrylamide-based flocculants to remove Congo red efficiently in acid aqueous environment
RU2288181C1 (en) Method of preparing water-soluble reagent to clean natural and waste waters and to separate phases
KR100331341B1 (en) A method of water treatment using coagulant composition
CN102774946B (en) Preparation method of flocculant for removing low-temperature low-turbidity ammonia nitrogen wastewater
CN101786646B (en) Methods for preparing and applying sedimentation acceleration agent used for removing insoluble substances from polyaluminium chloride
Hassan et al. Removal of boron from industrial wastewater by chitosan via chemical precipitation
Athanasia et al. Synthesis and characterization of a novel composite pre-polymerized coagulant for water and wastewater treatment
CN104085968B (en) A kind of flocculant and preparation method thereof
KR20010103460A (en) Producting Method of Flocculant Composition for Water Treatment and Flocculant Composition Thereby
RU2292309C1 (en) Method of production of the water-soluble reactant for purification of the sewage and for separation of the phases

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100608