RU2648437C1 - Modified flocculant on the basis of polyacrylamide - Google Patents
Modified flocculant on the basis of polyacrylamide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648437C1 RU2648437C1 RU2016145974A RU2016145974A RU2648437C1 RU 2648437 C1 RU2648437 C1 RU 2648437C1 RU 2016145974 A RU2016145974 A RU 2016145974A RU 2016145974 A RU2016145974 A RU 2016145974A RU 2648437 C1 RU2648437 C1 RU 2648437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paa
- polyacrylamide
- flocculant
- modified
- flocculants
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения модифицированных флокулянтов на основе полиакриламида (ПАА), которые успешно применяются для флокуляции суспензий в различных отраслях промышленности: химической, коксохимической, целлюлозно-бумажной, нефтехимической и горнорудной, в коммунальном хозяйстве и водоснабжении и др., за счет их невысокой стоимости, низкой токсичности, достаточно высокой эффективности, во многих флокуляционных процессах [2].The invention relates to a method for producing modified polyacrylamide (PAA) flocculants, which are successfully used for flocculation of suspensions in various industries: chemical, coke, pulp and paper, petrochemical and mining, in public utilities and water supply, etc., due to their low cost, low toxicity, high enough efficiency, in many flocculation processes [2].
Известен способ получения флокулянта на основе ПАА, когда в качестве модифицирующего агента используют продукт реакции эпихлоргидрина и смеси солей высших жирных кислот C16-С20 [5].A known method for producing PAA-based flocculant, when the reaction product of epichlorohydrin and a mixture of salts of higher fatty acids C 16 -C 20 are used as a modifying agent [5].
Недостатком данного технического решения является то, что данную смесь необходимо диспергировать в растворе привитого сополимера ПАА с карбоксиметилцеллюлозой, а взаимодействие между ними происходит при достаточно высокой температуре (60-80°C). При этом достигается относительно небольшое повышение эффективность работы флокулянта.The disadvantage of this technical solution is that this mixture must be dispersed in a solution of a graft copolymer of PAA with carboxymethyl cellulose, and the interaction between them occurs at a fairly high temperature (60-80 ° C). This achieves a relatively small increase in the efficiency of the flocculant.
Известен способ получения модифицированных образцов флокулянта серией многокомпонентных смесей органических кислородсодержащих веществ, содержащих пропиленгликоль, этилцеллозольв, пропиленхлоргидрин [6].A known method of producing modified flocculant samples by a series of multicomponent mixtures of organic oxygen-containing substances containing propylene glycol, ethyl cellosolve, propylene chlorohydrin [6].
Несмотря на повышенную осадительную способность полученных модифицированных флокулянтов при использовании выбранных модификаторов, недостатком данного технического решения является дефицитность компонентов предлагаемых смесей модификаторов, т.к. их производственный материальный ресурс невысок. По этой причине невозможно рекомендовать предлагаемый модифицированный флокулянт для массового использования в промышленности.Despite the increased sedimentation ability of the obtained modified flocculants when using the selected modifiers, the disadvantage of this technical solution is the lack of components of the proposed mixtures of modifiers, because their production material resource is low. For this reason, it is impossible to recommend the proposed modified flocculant for mass use in industry.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является описание флокулянта, включающий полиакриламид, модифицирующий агент и воду, в котором в качестве модифицирующего агента используют мочевину при следующем соотношении компонентов, вес. %: полиакриламид 0,5-0,7; мочевина 0,15-0,3; вода - остальное (прототип) [8].Closest to the claimed technical solution is the description of the flocculant, including polyacrylamide, a modifying agent and water, in which urea is used as a modifying agent in the following ratio of components, weight. %: polyacrylamide 0.5-0.7; urea 0.15-0.3; water - the rest (prototype) [8].
При явном преимуществе доступности предлагаемого модификатора (основное азотное минеральное удобрение) недостатком данного технического решения является невысокая флокулирующая способность полученного модифицированного раствора ПАА.With a clear advantage of the availability of the proposed modifier (basic nitrogen fertilizer), the disadvantage of this technical solution is the low flocculating ability of the obtained modified PAA solution.
Задачей, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является получение модифицированного флокулянта, имеющего более высокую флоккулирующую способность, за счет нескольких сшивающих агентов, обладающих различными механизмами соединения макромолекулярных цепей используемого полимерного продукта (ПАА).The problem to which the invention is directed is to obtain a modified flocculant having a higher flocculating ability due to several crosslinking agents having different mechanisms for connecting the macromolecular chains of the polymer product (PAA) used.
Данная задача решается с помощью модификацииисходного ПАА, который растворяется необходимыми технически вспомогательными материалами: 1) пропиленгликоля (ПГ) СН3-СН(ОН)-СН2ОН; содержащего две гидроксильные группы с подвижными атомами водорода; 2) мочевины (NH2)2CO, содержащей две аминогруппы, имеющих у атомов азота химически активные неподеленные пары электронов, которые способны вступать в химические взаимодействия с функциональными группами макромолекул ПАА, при этом возникают необходимые условия для модификации (сшивки) отдельных макромолекул и образования структур ПАА с повышенной молекулярной массой. Выбор таких модификаторов неслучаен, т.к. они приводят к кислотно-основным взаимодействиям с карбоксильными и аминными группами ПАА с одновременной организацией сетки водородных связей за счет присутствия ПГ.This problem is solved by modifying the initial PAA, which is dissolved by the necessary technical auxiliary materials: 1) propylene glycol (PG) CH 3 —CH (OH) —CH 2 OH; containing two hydroxyl groups with mobile hydrogen atoms; 2) urea (NH 2 ) 2 CO containing two amino groups having reactive lone electron pairs at the nitrogen atoms that are able to enter into chemical interactions with the functional groups of PAA macromolecules, while the necessary conditions arise for the modification (crosslinking) of individual macromolecules and the formation PAA structures with increased molecular weight. The choice of such modifiers is not accidental, because they lead to acid-base interactions with the carboxyl and amine groups of PAA with the simultaneous organization of a network of hydrogen bonds due to the presence of PG.
Предлагаемый способ получения модифицированных флокулянтов на основе ПАА из его товарных форм, необходимых для повышения молекулярной массы флокулянта, включает в себя ряд необходимых технологических стадий:The proposed method for producing modified PAA-based flocculants from its commodity forms necessary for increasing the molecular weight of the flocculant includes a number of necessary technological stages:
1) смешение выбранных модификаторов с водой до полного их растворения;1) mixing the selected modifiers with water until they are completely dissolved;
2) добавка в полученный водный раствор согласно технологического регламента определенные порции исходного товарного ПАА и перемешивание полученной смеси до полного растворения ПАА и прохождение процесса модификации;2) adding to the resulting aqueous solution, according to the technological regulations, certain portions of the initial PAA commodity and mixing the resulting mixture until the PAA is completely dissolved and undergoing the modification process;
3) дополнительная выдержка полученного раствора в течение 60 мин, приводящая к созреванию раствора.3) additional exposure of the resulting solution for 60 minutes, leading to the maturation of the solution.
Водные растворы ПАА имеют большую вязкость, которая возрастает с ростом молекулярной массы полимера [4]. Чем выше молекулярная масса флокулянта, тем выше его эффективность при осаждении твердой фазы в суспензиях [1]. Промышленный способ получения ПАА с повышенной молекулярной массой имеет свои технологические ограничения: получение макромолекул с чрезвычайно высокой молекулярной массой (ММ) невозможно за счет деструкции углеводородных цепей [3]. Одним из известных способов повышения молекулярной массы ПАА является процесс его модификации (сшивка макроцепей) за счет использования различных модификаторов [7]. Однако получение образцов новых высокоэффективных флокулянтов ограничивается наличием эффективных модификаторов. Их поиск в настоящее время постоянно продолжается.PAA aqueous solutions have a high viscosity, which increases with increasing polymer molecular weight [4]. The higher the molecular weight of the flocculant, the higher its efficiency in the precipitation of the solid phase in suspensions [1]. The industrial method for producing high molecular weight PAA has its technological limitations: it is impossible to obtain macromolecules with an extremely high molecular weight (MM) due to the destruction of hydrocarbon chains [3]. One of the known methods for increasing the molecular weight of PAA is the process of its modification (crosslinking of macrochains) through the use of various modifiers [7]. However, obtaining samples of new highly effective flocculants is limited by the presence of effective modifiers. Their search is currently ongoing.
Пример 1 (исходный ПАА). По точной навеске готовился 0,5%-ный водный раствор ПАА объемом 100 мл из порошка флокулянта марки Магнафлок-345 английской фирмы Ciba и определяли скорость осаждения модельной глиняной суспензии и степень ее осветления.Example 1 (source PAA). A 0.5% PAA aqueous solution with a volume of 100 ml was prepared from a Magnaflock-345 flocculant powder of the British company Ciba using an exact weighed sample and the sedimentation rate of the model clay suspension and its clarification degree were determined.
Пример 2 (прототип). Готовили из порошка водный раствор ПАА 0,5%-ный. Добавляли композицию на основе ПАА, включающую воду и модифицирующий агент - мочевину, при следующем соотношении компонентов, вес. %: полиакриламид 0,5-0,7; мочевина 0,15-0,3; вода - остальное.Example 2 (prototype). An aqueous PAA solution of 0.5% was prepared from the powder. A PAA-based composition was added, including water and a urea modifying agent, in the following ratio of components, weight. %: polyacrylamide 0.5-0.7; urea 0.15-0.3; water is the rest.
Добавляли 2 мл 0,15%-ного раствора флокулянта и размешивали суспензию шестикратным опрокидованием цилиндров.2 ml of a 0.15% flocculant solution was added and the suspension was stirred six times overturning the cylinders.
Определяли скорость осаждения флокулированной суспензии и степень ее осветления.The deposition rate of the flocculated suspension and the degree of its clarification were determined.
Пример 3 (по предлагаемому способу). Готовился 0,5%-ный водный раствор ПАА марки Магнафлок-345 английской фирмы Ciba с добавлением смеси модификаторов ПГ и мочевины. Соотношение компонентов, %: флокулянт 0,5; ПГ 0,1; мочевина 0,05; вода - остальное.Example 3 (by the proposed method). A 0.5% aqueous PAA solution of the Magnaflock-345 brand of the British company Ciba was prepared with the addition of a mixture of GHG modifiers and urea. The ratio of components,%: flocculant 0.5; PG 0.1; urea 0.05; water is the rest.
Добавляли 0,5 мл модифицированного раствора флокулянта (0,1%) в модельную глиняную суспензию и проводили трехкратное перемешивание раствора в цилиндре.0.5 ml of the modified flocculant solution (0.1%) was added to the model clay suspension and the solution was stirred three times in the cylinder.
Определяли скорость осаждения модельной глиняной суспензии, степень ее осветления и остаточное содержание твердой фазы в сливе.The sedimentation rate of the model clay suspension, the degree of clarification, and the residual solids content in the discharge were determined.
Результаты проведенных испытаний представлены в таблице.The results of the tests are presented in the table.
Из данных эксперимента следует, что скорость осаждения модельной глиняной суспензии модифицированным ПАА в 2 раза больше, чем в прототипе. Степень осветления раствора увеличивается на 1%, а остаточное содержание твердой фазы в сливе понижается на 1%, тем самым свидетельствует, что использование модифицированного ПАА в процессе очистки дает несомненный положительный эффект как для ускорения процесса флокуляции, так и для улучшения качества осветления сточных вод.From the experimental data it follows that the deposition rate of the model clay suspension with modified PAA is 2 times higher than in the prototype. The degree of clarification of the solution increases by 1%, and the residual solids content in the discharge decreases by 1%, thereby indicating that the use of modified PAA in the cleaning process gives an undoubted positive effect both to accelerate the flocculation process and to improve the quality of wastewater clarification.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Вейцер, Ю.И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод / Ю.И. Вейцер, Д.М. Минц. - М.: Стройиздат, 1984. - 200 с.1. Weizer, Yu.I. High-molecular flocculants in the processes of purification of natural and waste waters / Yu.I. Weizer, D.M. Mintz - M.: Stroyizdat, 1984. - 200 p.
2. 3апольский, А.К. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Свойства. Получение. Применение / А.К. Запольский, А.А. Баран. - Л.: Химия, 1987. - 167 с.2. 3polsky, A.K. Coagulants and flocculants in water purification processes. Properties Receiving. Application / A.K. Zapolsky, A.A. Ram. - L .: Chemistry, 1987 .-- 167 p.
3. Липатов, Ю.С. Коллоидная химия полимеров / Ю.С. Липатов. - Киев: Наук. думка, 1984. - 344 с.3. Lipatov, Yu.S. Colloid chemistry of polymers / Yu.S. Lipatov. - Kiev: Science. Dumka, 1984.- 344 p.
4. Мягченков, В.А. Полиакриламидные флокулянты / В.А. Мягченков, А.А. Баран. - Казань: Изд-во технол. ун-та, 1998. - 288 с.4. Softeners, V.A. Polyacrylamide Flocculants / V.A. Myashenkov, A.A. Ram. - Kazan: Publishing house technol. University, 1998 .-- 288 p.
5. Авторское свидетельство СССР №1595850, кл. C08F 220/56, c02F 1/56, опубл. 1990, бюл. №36.5. Copyright certificate of the USSR No. 1595850, cl. C08F 220/56, c02F 1/56, publ. 1990, bull. Number 36.
6. Пат. RU №2330814 С2, МКЛ3 C02F 1/56, C08L 33/26 Флокулянт на основе полиакриламида / Шевченко Т.В., Ульрих Е.В., Яковченко М.А., Амеленко В.П., Чуйков А.С., опубл. 10.08.2008, Бюл. №1 смесь ПГ ЭЦ; ПГ ПХГ; ПГ ЭЦ ПХГ6. Pat. RU No. 2330814 C2, MKL 3 C02F 1/56, C08L 33/26 Polyacrylamide-based flocculant / Shevchenko T.V., Ulrich E.V., Yakovchenko M.A., Amelenko V.P., Chuikov A.S. publ. 08/10/2008, Bull. No. 1 mixture of PG EC; PG UGS; PG EC UGS
7. Шевченко, Т.В. Прикладная коллоидная химия. Флокулянты и флокуляция: монография / Т.В. Шевченко. КемТИПП. - Кемерово, 2004. - 146 с.7. Shevchenko, T.V. Applied Colloid Chemistry. Flocculants and flocculation: monograph / T.V. Shevchenko. KemTIPP. - Kemerovo, 2004 .-- 146 p.
8. Патент RU №2350635 С2, МКЛ3 C08L 33/26, C08J 3/205, C02F 1/56, B01D 21/01, C08F 20/56, Флокулянт на основе полиакриламида / Шевченко Т.В., Ульрих Е.В., Яковченко М.А. опубл. 27.03.2009, Бюл. №9 (прототип).8. Patent RU No. 2350635 C2, MKL 3 C08L 33/26, C08J 3/205, C02F 1/56, B01D 21/01, C08F 20/56, Polyacrylamide-based flocculant / Shevchenko T.V., Ulrich E.V. ., Yakovchenko M.A. publ. 03/27/2009, bull. No. 9 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145974A RU2648437C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Modified flocculant on the basis of polyacrylamide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145974A RU2648437C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Modified flocculant on the basis of polyacrylamide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2648437C1 true RU2648437C1 (en) | 2018-03-26 |
Family
ID=61708136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145974A RU2648437C1 (en) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Modified flocculant on the basis of polyacrylamide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2648437C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4010135A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-01 | Chemed Corporation | Composition and method for dispersing high molecular weight flocculant polymers in water |
SU883079A1 (en) * | 1980-01-07 | 1981-11-23 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых | Method of producing floculant |
RU2330814C2 (en) * | 2004-11-17 | 2008-08-10 | Елена Викторовна Ульрих | Polyacrylamide-based flocculant |
RU2350635C2 (en) * | 2006-11-28 | 2009-03-27 | Татьяна Викторовна Шевченко | Polyacrylamide flocculant |
RU2529229C1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" | Flocculant modification method |
-
2016
- 2016-11-23 RU RU2016145974A patent/RU2648437C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4010135A (en) * | 1975-09-03 | 1977-03-01 | Chemed Corporation | Composition and method for dispersing high molecular weight flocculant polymers in water |
SU883079A1 (en) * | 1980-01-07 | 1981-11-23 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых | Method of producing floculant |
RU2330814C2 (en) * | 2004-11-17 | 2008-08-10 | Елена Викторовна Ульрих | Polyacrylamide-based flocculant |
RU2350635C2 (en) * | 2006-11-28 | 2009-03-27 | Татьяна Викторовна Шевченко | Polyacrylamide flocculant |
RU2529229C1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" | Flocculant modification method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhao et al. | Evaluation of a novel dextran-based flocculant on treatment of dye wastewater: Effect of kaolin particles | |
JP6378342B2 (en) | Organic wastewater treatment method | |
JPH02219887A (en) | High-quality polymer setting agent | |
Grenda et al. | Tannin-based coagulants from laboratory to pilot plant scales for coloured wastewater treatment | |
Grenda et al. | Up-scaling of tannin-based coagulants for wastewater treatment: performance in a water treatment plant | |
US5879564A (en) | High performance polymer flocculating agents | |
CN104211155A (en) | Preparation method for modified starch flocculating agent | |
Li et al. | Coagulation behavior of kaolin-anionic surfactant simulative wastewater by polyaluminum chloride-polymer dual coagulants | |
CN104311812A (en) | Preparation method for natural vegetable tannin quaternary ammonium salt modified flocculant | |
AU2012364670B2 (en) | Formaldehyde-free lignin-amine coagulants | |
RU2007141413A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING CONCENTRATED POLYMER SOLUTIONS | |
Ali et al. | Flocculation performance of modified chitosan in an aqueous suspension | |
Chen et al. | Fabricating a hydrophobic modified flocculant through UVC irradiation initiation for metalworking wastewater treatment | |
JP2000500387A (en) | High performance polymer flocculant | |
Vijayaraghavan et al. | Effective removal of acid black 1 dye in textile effluent using alginate from brown algae as a coagulant | |
RU2648437C1 (en) | Modified flocculant on the basis of polyacrylamide | |
JP2010089073A (en) | Organic coagulant, waste water treatment method and sludge dewatering method | |
Li et al. | Coagulation behavior and floc structure characteristics of cationic lignin-based polymer-polyferric chloride dual-coagulants under different coagulation conditions | |
Krishnamoorthi et al. | Synthesis, characterization, flocculation, and rheological characteristics of hydrolyzed and unhydrolyzed polyacrylamide‐grafted poly (vinyl alcohol) | |
Qi et al. | Synthesis and characterization of a novel terpolymer and the effect of its amphoteric property on the sludge flocculation | |
CN108329432B (en) | Modified cyclodextrin and preparation method and application thereof | |
US3483120A (en) | Clarification and disinfection of water | |
SuffianYusoff et al. | Effectiveness of jackfruit seed starch as coagulant aid in landfill leachate treatment process | |
JP3633726B2 (en) | Sludge treatment method | |
David et al. | An environmental application of functionalized chitosan: enhancement of the separation of the solid and liquid fractions of digestate from anaerobic digestion |