RU2522927C1 - Flocculant for water purification and method of obtaining thereof - Google Patents
Flocculant for water purification and method of obtaining thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522927C1 RU2522927C1 RU2012151207/05A RU2012151207A RU2522927C1 RU 2522927 C1 RU2522927 C1 RU 2522927C1 RU 2012151207/05 A RU2012151207/05 A RU 2012151207/05A RU 2012151207 A RU2012151207 A RU 2012151207A RU 2522927 C1 RU2522927 C1 RU 2522927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flocculant
- water
- water purification
- acrylic
- hydrophobic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки бытовых и промышленных сточных вод, а также водоемов и морских акваторий от загрязнений, в частности, реагентами, используемыми в качестве флокулянтов, и способам их получения.The invention relates to the field of purification of domestic and industrial wastewater, as well as water bodies and marine areas from pollution, in particular, reagents used as flocculants, and methods for their preparation.
В настоящее время для очистки сточных вод широко используется процесс флокуляции, заключающийся в обработке сточных вод, содержащих мелкодисперсные загрязнения, а также эмульгированные примеси водонерастворимых веществ - углеводородов и нефтепродуктов - специальными реагентами, которые способствуют агрегации и коалесценции примесей. Также флокулирующие реагенты вводят для ускорения процесса коагуляции при очистке воды от взвешенных примесей путем совместного осаждения с гидроксидами железа или алюминия. В последнем случае данные реагенты способствуют быстрой агрегации частиц коагулянта, росту их массы и ускорению процесса очистки. В качестве таких флокулирующих реагентов выступают обычно полимеры, содержащие в составе своих молекул ионогенные группы, например акриламид, с различной степенью гидролиза.Currently, the flocculation process is widely used for wastewater treatment, which consists in treating wastewater containing fine contaminants, as well as emulsified impurities of water-insoluble substances - hydrocarbons and oil products - with special reagents that contribute to the aggregation and coalescence of impurities. Flocculating reagents are also introduced to accelerate the coagulation process when purifying water from suspended impurities by co-precipitation with iron or aluminum hydroxides. In the latter case, these reagents contribute to the rapid aggregation of coagulant particles, their mass growth and accelerate the cleaning process. Typically, such flocculating reagents are polymers containing ionic groups, for example acrylamide, with varying degrees of hydrolysis in their molecules.
Наиболее распространенным флокулянтом, используемым в настоящее время, является сополимер акриламида и акриловой кислоты с мономерным сотношением 3:7. Данный реагент, как и другие, получившие широкое распространение флокулянты, предназначенные для совместного использования с гидроксидом железа и гидроксидом алюминия, представляют собой амфотерные полиэлектролиты и малопригодны для очистки воды от загрязнений нефтепродуктами и другими гидрофобными органическими веществами (Куренков В.Ф. Полиакриламидные флокулянты. -М.: Химия. - 1997. - с.27-30.)The most common flocculant currently in use is a copolymer of acrylamide and acrylic acid with a monomer ratio of 3: 7. This reagent, like other widely used flocculants intended for use with iron hydroxide and aluminum hydroxide, are amphoteric polyelectrolytes and are unsuitable for purifying water from pollution with oil products and other hydrophobic organic substances (Kurenkov V.F. Polyacrylamide flocculants. - M .: Chemistry. - 1997. - p. 27-30.)
Весьма часто при ликвидации аварий с разливами нефти или нефтепродуктов, а также при очистке промышленных сточных вод нефтехимических производств возникает задача поиска доступного биоразлагаемого флокулирующего агента с регулируемыми гидрофильно-гидрофобными свойствами.Quite often, during the elimination of accidents with oil or oil products spills, as well as in the treatment of industrial wastewater from petrochemical plants, the task arises of finding an affordable biodegradable flocculating agent with controlled hydrophilic-hydrophobic properties.
Известен флокулянт для очистки воды и способ его получения (CN1869088A, 2006). Флокулянт получают путем сополимеризации итаконовой кислоты или ее солей с четвертичными аммониевыми соединениями, содержащими два аллильных заместителя. Последние при полимеризации образуют внутримолекулярные 5- или 6-членные циклы с четвертичным атомом азота. Данный сополимер является амфифильным, т.е. содержит как анионогенные, так и катионогенные группировки. В качестве отрицательно заряженных противоионов могут выступать хлорид-анионы или бромид-анионы, в качестве положительно заряженных - ионы калия или натрия. Данный флокулянт предназначен для работы с загрязнениями, образующими мицеллы или частицы с поверхностными заряженными группами. Недостатками такого рода флокулирующих агентов являются в первую очередь его низкая эффективность в отношении эмульгированных углеводородов, а также высокие затраты на получение описанных сополимеров ввиду высокой стоимости сомономеров - четвертичных аммониевых солей.Known flocculant for water purification and method for its production (CN1869088A, 2006). A flocculant is obtained by copolymerization of itaconic acid or its salts with quaternary ammonium compounds containing two allyl substituents. The latter during polymerization form intramolecular 5- or 6-membered rings with a quaternary nitrogen atom. This copolymer is amphiphilic, i.e. contains both anionic and cationogenic groups. Chloride anions or bromide anions can act as negatively charged counterions, and potassium or sodium ions can act as positively charged counterions. This flocculant is designed to work with contaminants that form micelles or particles with surface charged groups. The disadvantages of this kind of flocculating agents are primarily its low efficiency in relation to emulsified hydrocarbons, as well as the high cost of obtaining the described copolymers due to the high cost of comonomers - quaternary ammonium salts.
Известен флокулянт для очистки воды и способ его получения, описанные в патенте ЕР1329250А1, 2003. Флокулянт получают путем сополимеризации стирол-пара-сульфокислоты или ее солей, а также сложных эфиров 2-алкилакриловой кислоты со спиртами, содержащими четвертичный атом азота. Недостаток способа заключается в сложности технологии.A flocculant for water purification and a method for its preparation are known, described in patent EP1329250A1, 2003. A flocculant is obtained by copolymerization of styrene-para-sulfonic acid or its salts, as well as 2-alkylacrylic acid esters with alcohols containing a quaternary nitrogen atom. The disadvantage of this method is the complexity of the technology.
Недостаток флокулянта заключается в наличии в нем большого количества амидных группы, приводящих к отрицательному воздействию на жизнедеятельность микроорганизмов и к осложнению процессов очистки сточных вод с использованием активного ила, а также процессов самоочистки водоемов.The disadvantage of the flocculant is the presence of a large number of amide groups in it, leading to a negative impact on the vital activity of microorganisms and to complicating the processes of wastewater treatment using activated sludge, as well as the processes of self-cleaning of water bodies.
При этом необходимо заметить, что четвертичные соли аммония весьма токсичны для рыб, что может отрицательно сказываться на экологическом состоянии водоемов, в которые вода поступает после очистки. Также при очистке от нефтяных загрязнений водоемов может наблюдаться отрицательный эффект, обусловленный подавлением механизмов самоочищения природных водоемов за счет биодеструкции нефти алканотрофными микроорганизмами. Кроме того, флокулянту свойственна высокая стоимость вследствие использования для его получения мономеров с четвертичным атомом азота.It should be noted that quaternary ammonium salts are very toxic to fish, which can adversely affect the ecological state of water bodies into which water enters after treatment. Also, when cleaning water reservoirs from oil pollution, a negative effect can be observed due to the suppression of self-cleaning mechanisms of natural water bodies due to biodegradation of oil by alkanotrophic microorganisms. In addition, the flocculant is characterized by a high cost due to the use of monomers with a quaternary nitrogen atom for its preparation.
Более близким к описываемой группе изобретений является флокулянт для очистки воды и способ его получения, описанные в RU2026867, 1995. В соответствии с описанным способом флокулянт получают полимеризацией анионного водорастворимого мономера с двойной связью или его сополимеризацией с неионным мономером с двойной связью в присутствии разветвляющего соединения. При этом разветвляющее соединение используют в количестве 4-80 мол.ч. на 1 млн в пересчете на начальное содержание мономеров с двойной связью. Сополимеризацию проводят в присутствии переносчика кинетической цепи, взятого в количестве, обеспечивающем вязкость сополимера в растворе по меньшей мере 3 мПа при измерении в вискозиметре Брукфидда с UL-переходником при 25°С, концентрации полимера 0,1 мас.% в 1 М NaCl при 60 об/мин.Closer to the described group of inventions is a flocculant for water purification and the method for its preparation described in RU2026867, 1995. In accordance with the described method, the flocculant is obtained by polymerization of an anionic water-soluble monomer with a double bond or its copolymerization with a nonionic monomer with a double bond in the presence of a branching compound. When this branching compound is used in an amount of 4-80 mol.h. per 1 million in terms of the initial content of monomers with double bond. The copolymerization is carried out in the presence of a kinetic chain carrier, taken in an amount that ensures the viscosity of the copolymer in a solution of at least 3 MPa when measured in a Brookfield viscometer with an UL adapter at 25 ° C, a polymer concentration of 0.1 wt.% In 1 M NaCl at 60 rpm
При этом в качестве анионных водорастворимых мономеров с двойной связью используют соединения, выбранные из группы, содержащий (мет)акриловую кислоту, сульфоалкил(мет)акриловую кислоту, стиролсульфокислоту, ненасыщенную дикарбоновую кислоту, сульфоалкил (мет)акриламид, соли указанных кислот, в качестве неионного мономера используют соединение, выбранное из группы, содержащей (мет)акриламид, N-алкилакриламид, N,N-диалкилакриламид, винилацетат, алкил(мет)акрилат, акрилонитрил, N-винилметилацетамид, N-винилпирролидон.In this case, as anionic water-soluble monomers with a double bond, compounds selected from the group comprising (meth) acrylic acid, sulfoalkyl (meth) acrylic acid, styrene sulfonic acid, unsaturated dicarboxylic acid, sulfoalkyl (meth) acrylamide, salts of these acids are used as nonionic monomers use a compound selected from the group consisting of (meth) acrylamide, N-alkyl acrylamide, N, N-dialkyl acrylamide, vinyl acetate, alkyl (meth) acrylate, acrylonitrile, N-vinyl methylacetamide, N-vinyl pyrrolidone.
Недостатками данного способа является его сложная технология, связанная с использованием дополнительно разветвляющего соединения и переносчика кинетической цепи, что приводит к недостаточной эффективности процесса в целом.The disadvantages of this method is its complex technology associated with the use of an additional branching compound and a kinetic chain carrier, which leads to insufficient efficiency of the process as a whole.
Недостаток флокулянта заключается в его низкой селективности по отношению к эмульгированным углеводородам и другим гидрофобным загрязнениям, следовательно, не может быть эффективно использован при очистке сточных вод предприятий нефтехимических производств, нефтехранилищ и т.д. Кроме того, недостатки данного флокулянта заключаются в его токсичности, связанной с используемыми весьма токсичными четвертичными солями аммония, в частности для рыб, что отрицательно сказывается на экологическом состоянии водоемов, в которые вода поступает после очистки. Также при очистке от нефтяных загрязнений водоемов может наблюдаться отрицательный эффект, обусловленный подавлением механизмов самоочищения природных водоемов за счет биодеструкции нефти алканотрофными микроорганизмами. Вышесказанное приводит к недостаточно высокому качеству флокулянта, а также недостаточно широкому кругу его использования.The disadvantage of the flocculant is its low selectivity with respect to emulsified hydrocarbons and other hydrophobic contaminants; therefore, it cannot be effectively used in wastewater treatment of petrochemical enterprises, oil storage facilities, etc. In addition, the disadvantages of this flocculant are its toxicity associated with the highly toxic quaternary ammonium salts used, in particular for fish, which negatively affects the ecological state of water bodies into which water enters after treatment. Also, when cleaning water reservoirs from oil pollution, a negative effect can be observed due to the suppression of self-cleaning mechanisms of natural water bodies due to biodegradation of oil by alkanotrophic microorganisms. The foregoing leads to insufficiently high quality flocculant, as well as insufficiently wide range of its use.
Задачей описываемой группы изобретений в части способа получения флокулянта для очистки воды является повышение его эффективности, в части флокулянта - повышение его качества и расширение сферы использования.The objective of the described group of inventions in terms of a method for producing a flocculant for water purification is to increase its effectiveness, in terms of a flocculant - to increase its quality and expand the scope of use.
Поставленная задача группы изобретений в части способа достигается описываемым способом получения флокулянта для очистки воды путем сополимеризации смеси мономеров - итаконой кислоты или ее ангидрида, алкилового эфира итаконовой кислоты и амида акриловой или метакриловой кислот, при содержании каждого компонента в смеси, равном 10-80%мол.The task of the group of inventions in terms of the method is achieved by the described method for producing a flocculant for water purification by copolymerization of a mixture of monomers — itaconic acid or its anhydride, itaconic acid alkyl ester and acrylic or methacrylic acid amide, with each component in the mixture equal to 10-80 mol% .
При этом в качестве амидов акриловой или метакриловой кислот используют акриламид, метакриламид, N-алкилакриламид.In this case, acrylamide, methacrylamide, N-alkyl acrylamide are used as amides of acrylic or methacrylic acids.
Сополимеризацию возможно проводить в присутствии растворителя.The copolymerization may be carried out in the presence of a solvent.
Поставленная задача в части флокулянта достигается флокулянтом для очистки воды, полученным вышеописанным способом.The task in terms of flocculant is achieved by the flocculant for water purification obtained by the above method.
Технический эффект группы изобретений в части способа заключается в упрощении технологии процесса, в части флокулянта - в повышении его качественных характеристик. Так, последний обладает большей селективностью по отношению к эмульгированным углеводородам и другим гидрофобным веществам, большей скоростью осаждения, способностью к биоразложению. Описываемый флокулянт может быть использован для очистки воды при различных значениях кислотности, солености, концентрации широкого круга загрязнителей и обладает низкой стоимостью.The technical effect of the group of inventions in terms of the method is to simplify the process technology, in terms of the flocculant - to increase its quality characteristics. So, the latter has greater selectivity with respect to emulsified hydrocarbons and other hydrophobic substances, a greater deposition rate, and biodegradability. The described flocculant can be used for water purification at various values of acidity, salinity, concentration of a wide range of pollutants and has a low cost.
Высокая селективность флокулянта по отношению к гидрофобным взвесям и эмульсиям обеспечивается наличием гидрофобных групп - звеньев алкиловых эфиров итаконовой кислоты в молекуле сополимера. Гидрофильные анионогенные звенья - звенья итаконовой кислоты, а также гидрофильные неионогенные группы - звенья амида акриловой или метакриловой кислот, например акриламида, обуславливают высокую растворимость флокулянта в воде.The high selectivity of the flocculant with respect to hydrophobic suspensions and emulsions is ensured by the presence of hydrophobic groups — units of itaconic acid alkyl esters in the copolymer molecule. Hydrophilic anionic units — units of itaconic acid, as well as hydrophilic nonionic groups — units of acrylic or methacrylic acid amide, such as acrylamide, cause the high solubility of the flocculant in water.
Неожиданным эффектом является достижение биоразлагаемости описываемого флокулянта, что позволяет использовать описываемый флокулянт при очистке воды, содержащей различные загрязнители, с получением очищенных сточных вод, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к ним в настоящий момент. При этом количество используемого флокулянта, оставшегося в очищенной воде, в сравнении с известным флокулянтом резко сокращается.An unexpected effect is the achievement of biodegradability of the described flocculant, which allows the use of the described flocculant in the treatment of water containing various pollutants, with the receipt of treated wastewater that meets the requirements for them at the moment. Moreover, the amount of flocculant used remaining in purified water, compared with the known flocculant is sharply reduced.
При этом для наилучшей очистки воды с различной соленостью и кислотностью подбирают реагент с определенным соотношением гидрофильных и гидрофобных звеньев.At the same time, for the best water purification with different salinity and acidity, a reagent with a certain ratio of hydrophilic and hydrophobic units is selected.
Описываемые флокулянты могут быть использованы, в том числе, как для очистки воды при разливах нефти и нефтепродуктов в пресных водоемах или в море, так и для очистки сточных вод на очистных сооружениях предприятий от углеводородных загрязнений.The described flocculants can be used, inter alia, for both water purification during oil and oil product spills in fresh water bodies or at sea, as well as for wastewater treatment at hydrocarbon treatment plants of enterprises.
Важным показателем описываемого флокулянта, характеризующим его гидрофильно-гидрофобные свойства, является содержание гидрофобных звеньев в структуре флокулянта. Варьирование данного показателя позволяет получать флокулянт для очистки воды, имеющей различные значения солености и кислотности, а также при различной природе загрязняющего вещества.An important indicator of the described flocculant, characterizing its hydrophilic-hydrophobic properties, is the content of hydrophobic units in the structure of the flocculant. Varying this indicator allows you to get a flocculant for water purification, which has different values of salinity and acidity, as well as with different nature of the pollutant.
Также путем варьирования соотношения анионогенных и неионогенных звеньев можно изменять его флокулирующую активность по отношению к устойчивым эмульсиям и диспергированным твердым гидрофильным частицам. При повышенном содержании анионогенных звеньев флокулянт обладает свойствами полиэлектролита и способностью эффективно разрушать двойной электрический слой, следовательно, способствовать коагуляции загрязнителей указанной природы.Also, by varying the ratio of anionic and nonionic units, it is possible to change its flocculating activity with respect to stable emulsions and dispersed solid hydrophilic particles. With a high content of anionic units, the flocculant has the properties of a polyelectrolyte and the ability to effectively destroy the double electric layer, therefore, contribute to the coagulation of pollutants of this nature.
Способ проводят следующим образом.The method is as follows.
Проводят сополимеризацию блочную или в среде растворителя, например, диоксана, смеси итаконой кислоты или ее ангидрида (анионный мономер), алкилового эфира итаконовой кислоты (гидрофобный мономер) и амида акриловой или метакриловой кислот (неионный мономер). При этом мольное содержание каждого из мономеров в смеси мономеров колеблется в интервале от 10,0 до 80,0%. Конкретное содержание мономеров выбирают таким образом, чтобы получить заданное содержание гидрофобных мономерных звеньев. Блочную полимеризацию ведут в запаянной ампуле в присутствии инициатора в интервале температур 60-80°С. В качестве инициатора используют, например, диазосоединения, в частности, 1,1'-азобисциклогексанкарбонитрил (ABCN), органические пероксиды, например пероксид бензоила. Конкретное количество мономеров выбирают таким образом, чтобы получить заданное содержание гидрофобных мономерных звеньев в целевом продукте - флокулянте, и тем самым обеспечить наилучшую его флокуляционную активность в зависимости от характера загрязнений и свойств среды. Продукты полимеризации растворяют затем в растворителе, например ацетоне, и осаждают из диэтилового эфира, добавляя образованный раствор к диэтиловому эфиру, после чего фильтруют и высушивают в лиофильной сушке. Полученный продукт растворяют в воде при нагревании. При этом происходит гидролиз ангидридных групп до карбоксильных. Полученные рабочие растворы флокулянтов хранят в плотно закрывающейся таре.Block copolymerization or in a solvent medium, for example, dioxane, a mixture of itaconic acid or its anhydride (anionic monomer), itaconic acid alkyl ester (hydrophobic monomer) and acrylic or methacrylic acid amide (nonionic monomer) is carried out. Moreover, the molar content of each of the monomers in the mixture of monomers ranges from 10.0 to 80.0%. The specific content of monomers is selected so as to obtain a given content of hydrophobic monomer units. Block polymerization is carried out in a sealed ampoule in the presence of an initiator in the temperature range of 60-80 ° C. As the initiator, for example, diazo compounds, in particular 1,1'-azobiscyclohexanecarbonitrile (ABCN), organic peroxides, for example benzoyl peroxide, are used. A specific amount of monomers is chosen in such a way as to obtain a given content of hydrophobic monomer units in the target product, a flocculant, and thereby ensure its best flocculation activity, depending on the nature of the contaminants and the properties of the medium. The polymerization products are then dissolved in a solvent, for example acetone, and precipitated from diethyl ether, adding the resulting solution to diethyl ether, after which it is filtered and dried in a freeze dryer. The resulting product is dissolved in water with heating. In this case, hydrolysis of the anhydride groups to carboxylic groups occurs. The resulting working solutions of flocculants are stored in a tightly closed container.
В случае проведения сополимеризации в присутствии растворителя к смеси мономеров добавляют растворитель. Процесс проводят вышеописанным путем, за исключением того, что из продуктов полимеризации предварительно перед растворением в ацетоне отгоняют растворитель.In the case of copolymerization in the presence of a solvent, a solvent is added to the monomer mixture. The process is carried out as described above, except that the solvent is previously distilled off from the polymerization products before being dissolved in acetone.
В качестве алкилового эфиров итаконовой кислоты возможно использовать, в частности, такие, как диметиловый, диэтиловый, дипропиловый, диизопропиловый эфиры.As alkyl esters of itaconic acid, it is possible to use, in particular, such as dimethyl, diethyl, dipropyl, diisopropyl ethers.
В качестве амида акриловой или метакриловой кислот используют акриламид, метакриламид, N-алкилакриламид.Acrylamide, methacrylamide, N-alkyl acrylamide are used as amide of acrylic or methacrylic acid.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие, но не ограничивающие описываемую группу изобретений.The following are examples illustrating but not limiting the described group of inventions.
Приведенные данные иллюстрируют описываемую группу изобретений примерами с использованием следующих мономеров: итаконовый ангидрид, акриламид и диэтилитаконат.The data presented illustrate the described group of inventions with examples using the following monomers: itaconic anhydride, acrylamide and diethyl lithaconate.
Примеры 1-7Examples 1-7
Для приготовления флокулянтов с различными гидрофильно-гидрофобными свойствами готовят смесь итаконового ангидрида, акриламида и диэтилитаконата, взятых в различных количествах. В таблице 1 приведены данные по количеству исходных мономеров и содержанию гидрофобных групп в полученных флокулянтах.To prepare flocculants with various hydrophilic-hydrophobic properties, a mixture of itaconic anhydride, acrylamide and diethyl lithaconate is taken, taken in various quantities. Table 1 shows data on the number of starting monomers and the content of hydrophobic groups in the obtained flocculants.
Полученные смеси помещают в стеклянные ампулы, тщательно продувают сухим аргоном и вносят по 30 мг инициатора 1,Г-азобисциклогексанкарбонитрила (ABCN) (0,5% мол.). Ампулы запаивают в токе аргона и термостатируют при 70°С 24 ч.The resulting mixtures were placed in glass ampoules, thoroughly flushed with dry argon and 30 mg of initiator 1, G-azobiscyclohexanecarbonitrile (ABCN) (0.5 mol%) were added. Ampoules are sealed in a stream of argon and thermostated at 70 ° C for 24 hours.
Продукты полимеризации растворяют в ацетоне и осаждают из диэтилового эфира, после чего высушивают в лиофильной сушке.The polymerization products are dissolved in acetone and precipitated from diethyl ether, and then dried in freeze drying.
По 1 г каждого сополимера растворяют в 100 мл воды при нагревании, при этом происходит гидролиз ангидридных групп до карбоксильных. Вязкость растворов увеличивается. Полученные рабочие растворы флокулянтов хранят в плотно закрывающейся таре в холодильнике в течение месяца.1 g of each copolymer is dissolved in 100 ml of water when heated, while the anhydride groups are hydrolyzed to carboxylic groups. The viscosity of the solutions increases. The resulting working solutions of flocculants are stored in a tightly closed container in the refrigerator for a month.
Пример 8Example 8
Для выбора реагента с количеством гидрофобных групп, оптимальным для флокуляционной очистки пресной воды от эмульгированных углеводородов, смешивают 8 г вазелинового масла и 80 мл воды, помещают смесь в стеклянный стакан и обрабатывают ультразвуковым диспергатором при мощности, подаваемой на излучатель, не менее 50 Вт в течение 5 минут. В результате получают белую непрозрачную кинетически устойчивую эмульсию, которую разливают по пяти мерным пробиркам или цилиндрам по 11 мл. Затем в пробирки добавляют по 1 мл рабочих растворов флокулянтов, полученных в примерах 1-7, а в одну пробирку известный анионный полимерный флокулянт, полученный известным способом (RU2026867). Встряхивают и оставляют на 20 минут в вертикальном положении. Затем оценивают скорость разрушения эмульсии по объему верхнего слоя вазелинового масла.To select a reagent with the number of hydrophobic groups that is optimal for flocculating purification of fresh water from emulsified hydrocarbons, 8 g of liquid paraffin and 80 ml of water are mixed, the mixture is placed in a glass cup and treated with an ultrasonic disperser at a power supplied to the emitter of at least 50 W for 5 minutes. The result is a white, opaque, kinetically stable emulsion, which is poured into five 11 ml volumetric tubes or cylinders. Then, 1 ml of the working solutions of flocculants obtained in examples 1-7 are added to the tubes, and the known anionic polymer flocculant obtained in a known manner (RU2026867) is added to one tube. Shake and leave for 20 minutes in an upright position. Then evaluate the rate of destruction of the emulsion by the volume of the upper layer of liquid paraffin.
Объем верхнего слоя вазелинового масла для каждой пробирки приведен в таблице 2.The volume of the top layer of liquid paraffin for each tube is shown in table 2.
Как видно из таблицы, в пробирке, в которую был добавлен флокулянт с 80% гидрофобных звеньев, наблюдается наибольшая скорость разрушения эмульсии, следовательно, данный флокулянт является оптимальным.As can be seen from the table, in a test tube in which a flocculant with 80% hydrophobic units was added, the highest rate of destruction of the emulsion is observed, therefore, this flocculant is optimal.
Указанный флокулянт биоразлагаем в отличие от известного. Количество флокулянта в очищенной воде составляет 10-3 г/л (количество известного флокулянта составляет 10-2 г/л). Через час после проведения очистки флокулянт в воде отсутствует. Количество вазелинового масла в очищенной воде составляет 12 мг/л, рН составляет 6,5 единиц, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым, в частности, к качеству очистки сточных вод, используемых в оборотных системах водоснабжения (не более 15 мг/л, рН составляет 6,5-8,5).The specified flocculant is biodegradable, in contrast to the known. The amount of flocculant in purified water is 10 -3 g / l (the amount of known flocculant is 10 -2 g / l). One hour after purification, the flocculant is absent in water. The amount of petroleum jelly in purified water is 12 mg / l, the pH is 6.5 units, which meets the requirements for, in particular, the quality of wastewater treatment used in recycled water systems (not more than 15 mg / l, pH is 6 5-8.5).
Пример 9Example 9
Для выбора реагента, оптимального для очистки морской воды от нефтяного загрязнения, готовят эмульсию нефти в воде, содержащей 35 г/л NaCl, и обрабатывают ее растворами флокулянтов по примерам 1-7 и анионным полимерным флокулянтом, добавляя также 0,1 г гуммиарабика в качестве стабилизатора. Скорость разрушения эмульсии оценивают по степени осветления водного слоя. Данные по степени осветления, измеренные на фотоколориметре, приведены в таблице 3.To select a reagent that is optimal for purification of sea water from oil pollution, an oil emulsion is prepared in water containing 35 g / l NaCl, and it is treated with flocculant solutions according to examples 1-7 and an anionic polymer flocculant, adding 0.1 g of gum arabic as stabilizer. The rate of destruction of the emulsion is evaluated by the degree of clarification of the aqueous layer. Data on the degree of clarification, measured on a photocolorimeter, are shown in table 3.
В пробирке, содержащей флокулянт с 40% гидрофобных групп, наблюдается наибольшее осветление водного слоя, следовательно, указанный реагент является наиболее оптимальным.In a test tube containing a flocculant with 40% hydrophobic groups, the greatest clarification of the water layer is observed, therefore, this reagent is the most optimal.
Указанный флокулянт биоразлагаем в отличие от известного. Количество флокулянта в очищенной воде составляет 1 мг/л. (количество известного флокулянта составляет 12 мг/л). Через час после проведения очистки флокулянт в воде отсутствует. Количество нефти в очищенной воде составляет 5 мг/л, рН составляет 7,0 единиц, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым, в частности, к качеству очистки сточных вод, используемых в оборотных системах водоснабжения (не более 15 мг/л при рН 6,5-8,5).The specified flocculant is biodegradable, in contrast to the known. The amount of flocculant in purified water is 1 mg / L. (the amount of known flocculant is 12 mg / l). One hour after purification, the flocculant is absent in water. The amount of oil in treated water is 5 mg / l, the pH is 7.0 units, which meets the requirements for, in particular, the quality of wastewater treatment used in recycled water supply systems (not more than 15 mg / l at pH 6.5 -8.5).
Пример 10Example 10
При загрязнении воды кислым гудроном оптимальный флокулянт для ее очищения определяют следующим образом. Готовят эмульсию 8 г кислого гудрона в 160 мл воды из-под крана без добавления стабилизатора. Разливают полученную эмульсию равными частями по мерным пробиркам на 25 мл, добавляют по 1 мл рабочих растворов, встряхивают и оставляют в вертикальном положении при температуре не ниже 25°С на 24 часа. В результате наблюдается разрушение эмульсии, причем часть гудрона оседает на дно пробирки, а часть всплывает с образованием органического слоя. Данные по объему осадка и верхнего органического слоя для всех пяти опытов представлены в таблице 4.When water is contaminated with acid tar, the optimal flocculant for its purification is determined as follows. An emulsion of 8 g of acid tar is prepared in 160 ml of tap water without the addition of a stabilizer. The resulting emulsion is poured in equal parts into 25 ml measuring tubes, 1 ml of working solutions are added, shaken and left in an upright position at a temperature of at least 25 ° C for 24 hours. As a result, the destruction of the emulsion is observed, with some of the tar deposited on the bottom of the tube, and some floating up with the formation of an organic layer. Data on the volume of sediment and the upper organic layer for all five experiments are presented in table 4.
Оптимальным флокулянтом является сополимер с 50% содержанием гидрофобных групп, о чем свидетельствует наибольший суммарный объем осадка и верхнего слоя в соответствующей пробирке.The optimal flocculant is a copolymer with a 50% content of hydrophobic groups, as evidenced by the largest total volume of sediment and top layer in the corresponding tube.
Органический слой подвергают разделению с получением водного слоя и слоя кислого гудрона. Указанный флокулянт биоразлагаем в отличие от известного. Количество флокулянта в очищенной воде составляет 1 мг/л (количество известного флокулянта составляет 7 мг/л). Через час после проведения очистки флокулянт в воде отсутствует. Количество кислого гудрона в очищенной воде составляет 6 мг/л, рН составляет 8,5, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым, в частности, к качеству очистки сточных вод, используемых в оборотных системах водоснабжения (не более 15 мг/л, при рН 6,5-8,5).The organic layer is separated to obtain an aqueous layer and a layer of acid tar. The specified flocculant is biodegradable, in contrast to the known. The amount of flocculant in purified water is 1 mg / L (the amount of known flocculant is 7 mg / L). One hour after purification, the flocculant is absent in water. The amount of acid tar in purified water is 6 mg / l, pH is 8.5, which meets the requirements for, in particular, the quality of wastewater treatment used in recycled water supply systems (not more than 15 mg / l, at pH 6, 5-8.5).
Пример 11Example 11
Для разрушения эмульсии n-ксилола в воде, стабилизированной поверхностно-активными веществами, обрабатывают ее флокулянтом, полученным по примеру 2, содержащим 10% гидрофобных групп, 80% неионогенных гидрофильных групп, 10% анионогенных звеньев, а также известным флокулянтом. Скорость разрушения эмульсии при использовании описываемого флокулянта в 5 раз больше, чем при использовании известного флокулянта.To destroy the emulsion of n-xylene in water stabilized by surfactants, it is treated with a flocculant obtained in Example 2 containing 10% hydrophobic groups, 80% nonionic hydrophilic groups, 10% anionic units, as well as a known flocculant. The rate of destruction of the emulsion when using the described flocculant is 5 times greater than when using the known flocculant.
Пример 12Example 12
При очистке воды от взвесей неорганических гидрофобных частиц используют флокулянт, полученный по примеру 1 и содержащий 10% гидрофобных звеньев, 10% неионогенных гидрофильных групп и 80% анионогенных звеньев. Для этого готовят взвесь гидроксида железа в дистиллированной воде путем нагревания 1%-ного раствора хлорида железа в течение 5 минут. Добавляют к полученному раствору флокулянт по примеру 1 и анионный полимерный флокулянт. Скорость осаждения оценивают по массе осадка, образовавшегося по прошествии 20 минут. Масса осадка при использовании описываемого флокулянта в 3,5 раза больше, чем при использовании известного флокулянта, что свидетельствует о большей эффективности первого.When purifying water from suspensions of inorganic hydrophobic particles, the flocculant obtained in Example 1 and containing 10% hydrophobic units, 10% nonionic hydrophilic groups and 80% anionic units is used. For this, a suspension of iron hydroxide in distilled water is prepared by heating a 1% solution of iron chloride for 5 minutes. The flocculant of Example 1 and the anionic polymer flocculant are added to the resulting solution. The deposition rate is estimated by the mass of the precipitate formed after 20 minutes. The mass of sediment when using the described flocculant is 3.5 times greater than when using the known flocculant, which indicates greater efficiency of the first.
Использование в процессе полимеризации иных мономеров, а также проведение полимеризации в присутствии растворителя приводит к получению аналогичных результатов.The use of other monomers in the polymerization process, as well as the polymerization in the presence of a solvent, leads to similar results.
Содержание каждого из мономеров в смеси мономеров ниже 10,0 и выше 80,0% не приводит к желаемым результатам.The content of each of the monomers in the mixture of monomers below 10.0 and above 80.0% does not lead to the desired results.
Таким образом, описываемая совокупность признаков, характеризующая группу изобретений, позволяет по упрощенной технологии получать флокулянт для очистки воды, содержащей различного рода загрязнители, высокого качества и низкой себестоимости.Thus, the described set of features characterizing the group of inventions allows using a simplified technology to obtain a flocculant for purifying water containing various kinds of pollutants of high quality and low cost.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012151207/05A RU2522927C1 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Flocculant for water purification and method of obtaining thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012151207/05A RU2522927C1 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Flocculant for water purification and method of obtaining thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2522927C1 true RU2522927C1 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012151207/05A RU2522927C1 (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Flocculant for water purification and method of obtaining thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2522927C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026867C1 (en) * | 1988-12-19 | 1995-01-20 | Американ Цианамид Компани | Method of preparing of water-soluble anionic polymeric floculant |
| US5948268A (en) * | 1995-08-11 | 1999-09-07 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for preventing scale formation and corrosion in circulating water |
| EP1403316A1 (en) * | 2001-06-11 | 2004-03-31 | Hymo Corporation | AMPHOTERIC WATER−SOLUBLE POLYMER DISPERSION AND USE THEREOF |
| RU2237024C1 (en) * | 2003-10-21 | 2004-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Вилар-люкс" | Waste water treatment process |
| RU2315060C2 (en) * | 2002-06-26 | 2008-01-20 | Штокхаузен ГмбХ | Copolymers for prevention of deposits in water-bearing systems, their preparing and using |
-
2012
- 2012-11-29 RU RU2012151207/05A patent/RU2522927C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026867C1 (en) * | 1988-12-19 | 1995-01-20 | Американ Цианамид Компани | Method of preparing of water-soluble anionic polymeric floculant |
| US5948268A (en) * | 1995-08-11 | 1999-09-07 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for preventing scale formation and corrosion in circulating water |
| EP1403316A1 (en) * | 2001-06-11 | 2004-03-31 | Hymo Corporation | AMPHOTERIC WATER−SOLUBLE POLYMER DISPERSION AND USE THEREOF |
| RU2315060C2 (en) * | 2002-06-26 | 2008-01-20 | Штокхаузен ГмбХ | Copolymers for prevention of deposits in water-bearing systems, their preparing and using |
| RU2237024C1 (en) * | 2003-10-21 | 2004-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Вилар-люкс" | Waste water treatment process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4141141B2 (en) | Anionic and nonionic dispersion polymers for purification and dehydration | |
| US3994806A (en) | Composition and method for flocculating suspended solids | |
| JP2602239B2 (en) | Water clarification method | |
| KR101846041B1 (en) | Methods of preparing novel halide anion free quaternary ammonium salt monomers, polymerization methods therefor, and methods of use of the resulting polymers | |
| JP2019507198A (en) | Inverse emulsion composition | |
| JP2019506464A (en) | Liquid polymer composition | |
| JP7068773B2 (en) | Water treatment agent, water treatment method and water treatment equipment | |
| Abdullah et al. | Chitosan as a widely used coagulant to reduce turbidity and color of model textile wastewater containing an anionic dye (acid blue) | |
| RU2522927C1 (en) | Flocculant for water purification and method of obtaining thereof | |
| JP2009154081A (en) | Sludge dehydration method | |
| CN106008802A (en) | Preparation technology of cationic polyacrylamide water-in-oil emulsion | |
| JP5952593B2 (en) | Wastewater treatment method | |
| US3483120A (en) | Clarification and disinfection of water | |
| Jackson | Polyelectrolyte polymers—Types, forms, and function | |
| JP2011062634A (en) | Flocculant for service water and method for treating raw water for service water | |
| CN102477122A (en) | Synthesis process for hydrophobic polymeric flocculant with controlled content of hydrophobic monomers | |
| Lourenço | Development of novel flocculants to treat oily waters using health-friendly processes | |
| Solodovnik et al. | Research on the efficiency of use of natural polymer flocculants in the process of water solution purification | |
| RU2275385C1 (en) | High-molecular weight (meth)acrylic anionic flocculant production process | |
| US4676913A (en) | Coal liquor clarification with water-soluble, high molecular weight polymers having low concentration of cationic moieties | |
| JP7553248B2 (en) | Treatment method for removing oil from wastewater | |
| CN106496404A (en) | Polyacrylate polymer dispersion liquid | |
| CN107555566B (en) | Method for treating heavy metal polluted water by using sulfonated graphene and cationic polyacrylamide emulsion in cooperation mode | |
| da Silva Lourenço | Development of Novel Flocculants to Treat Oily Waters Using Health-Friendly Processes | |
| JP2015217343A (en) | Coagulation treatment agent, and dewatering method of sludge using the same |