Способ получения полимера для флокуляции осадков сточных вод

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРА ДПЯ ФЛОКУЛЯЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД взаимодействием полиакриламйда с фор.: гйльдегидом и вторичным амином в присутствии растворителя при нагрекакии с последующим подкислением готового продукта до рН 2,5-2,7, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности продукта , упрощения и Сокращения продолжительности процесса, вкачестве растворителя используют воду, взаимодействие компонентов начинают при рН 12,1-12,5, нагревание осуществляют в течение 30-40 мин до 60-70 0 i и затем подкисляют готовый продукт. 2. Способ по п. 1, отлиW чающийся тем, что взаимодействие осуществляется при мольном соотношении полиакриламйда, формальдегида и вторичного амина, соответственно равном 1:1-1,1:0,95-1,05.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :,/

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3485126/23-05 (22) 18.08.82 (46) 15.04.84. Бюл. У 14 (72) Ю.И. Вейцер, З.А. Колобова, P.ß. Аграноник, С.В. Фирсина, Е.E. Дорофеев, А.Г. Михальченко, Г.П. Медведев, Г.П. Григорьев, А.П. Киримитчиев и Л.M. Ясман (71) Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова (53) 678.745(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 689220, кл. С 08 F 265/10, 1977.

2. Патент Румынии Р 68481, кл. С 08 F 20/56, опублик. 1971.

3. Патент США У 4013606, кл. С 08 L 61/20, опублик. 1977.

4. Патент США У 4179424, кл. С 08 L б1/20, опублик. 1979.

5. Патент СССР И - 5 11016, кл. С 08 F 8/32, 1972 (прототип).,SU„„A

ЗФЮ С 08 F 8/32; С 08 F 220/56!/

С 02 F 1/56 (54)(57) 1 °

ДЛЯ ФЛОКУЛЯЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД взаимодействием полиакриламида с фор..-:.зльдегидом и вторичным амином в присутствии растворителя при нагревании с последующим подкислением готового продукта до рН 2,5-2,7, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности продукта, упрощения и сокращения продолжительности процесса, в качестве растворителя используют воду, взаимодействие компонентов начинают при рН,2,1 — 12,5, нагревание осуществляют в течение 30-40 мин до 60-70 С и затем подкисляют готовый продукт.

2. Способ по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что взаимодействие осуществляется при мольном соотношении полиакриламида, формальдегида и вторичного амина, соответственно равном 1: i-1, 1:0,95-1,05.

1 1085

Изобретение относится к получению реагентов, используемых для флокуляции осадков, образующихся при механической, биологической и физикохимической очистке городских и промышленных сточных вод, перед их обезвоживанием на механических аппаратах: центрифугах, фильтр-прессах и вакуум-фильтрах.

Известны способы получения полимера для флокуляции осадков сточных вод взаимодействием.полиакриламида с формальдегидом и вторичным амином.

Взаимодействие осуществляют поэтапно с различными на каждом этапе условиями (11 и (2).

Недостатком этих способов является сложность технологического процесса.

Известны способы получения поли2О мера для флокуляции осадков сточных вод взаимодействием полиакриламида с формальдегидом и вторичным амином.

Взаимодействие всех компонентов осуществляют одновременно с применением

25 органических растворителей, создающих эмульсию типа вода-масло, в водной фазе которой находится полиакриламид (3 3 и (4 1.

Недостатками указанных способов являются сложность технологического процесса, необходимость приготовления эмульсии и применения органических растворителей.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения полимера для флокуляции осадков сточных вод взаимодействием полиакриламида с формальдегидом и вторичным амином в присутствии растворителя при нагревании с последующим подкислением готового продукта до рН 2,5-2,7. Способ заключается во взаимодействии суспензии полиакриламида с формальдегидом и вторичным45 амином при соотношении реагентов

1 0,1-1:0,1-1 в течение 1-5 ч при

20-50 С в среде, состоящей из смеси воды с полярным растворителем, отделении черастворимых частиц реаген-- О га фильтрованием, промывки осадка органическим растворителем и сушки (5 )а

Недостатками известного способа являются малая эффективность реагента, 55 содержащего аминогрупп не более

17-25Х (2-2,5 мг-экв/г) и сложность технологического процесса, в котором

983 2 используются органические растворители.

Низкое содержание аминогрупп обусловлено тем, что полиакриламид нерастворим в смеси воды и полярного растворителя и в реакцию с формальдегидом и вторичным амином вступает только часть макромолекул полимера, расположенных на поверхности частиц твердой фазы, а также проведением процесса при неоптимальных условиях: рН меньше 10, температура ниже 50 С, когда реакция аминоалкилирования протекает с малой скоростью и полностью не завершается.

Проведенные исследования показывают, что для 60 С и соотношении исходных компонентов ПАА: формальдегид: диметиламин=1:i: 1 при рН 10,5, 11,3 и 12,5 количество аминометилированных амидных групп соответственно составляет 15,4 21,4 и 827.. С понижением температуры количество прореагировавших: аминных групп уменьшается и составляет 62,7Z при

50 С, рН 12,5. Меньший расход формальдегида и диметиламина снижает содержание в полимере катионных групп и ухудшает его флокулирующее действие. При больших расходах в растворе остаются не вступившие в реакцию токсичные формальдегид и диметиламин.

Выше рН 12,5 и температуре более

70 С существенно ускоряется процесс гидролиза полиакриламида, что может привести к образованию нерастворимых полимерных комплексов за счет взаимодействия карбоксильных и аминогрупп, 1

Цель изобретения — повышение эффективности продукта, упрощение и сокращение продолжительности процесса, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения полимера для флокуляции осадков с:o÷ных вод взаимодействием полиакриламида с формальдегидом и вторичным амином в присутствии растворителя при нагревании с последующим подкислением готового продукта до рН 2,5-2,7, в качестве рас..">îðèò "- ê используют воду, взаимодействие компонентов начинают при рН 12,1-12,5, нагревание осуществляют в течение

30-40 мин до 60-7С (и затем подкисля-ют готовый продукт.

Пример 1. К 500 мл 1,0 .-ного раствора полиакриламида добавляют

6,0 r 37 -ного раствора формальдегида, 10,0 г 33Х-ного раствора диметиламина, 2,6 мг 40Х-ного раствора каустической соды (молярное отношение ПАА:Ф:ДМ = 1: 1 1,05) . Раствор, о имеющий рН 12,5, нагревают при перео мешивании 30 мин до 60 С, охлаждают и подкисляют серной кислотой до рН 2,5.

Полученный реагент используют для флокуляции сброженного осадка

35 перед лабораторным центрифугированием.

При расходе реагента 0,4 (от массы сухого вещества осадка) эффективность

Составитель И.Стояченко

Техрец О.Неце Корректор С.щекмар

Редактор Т.Веселова

Заказ 2169/24

Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 108

Взаимодействие предпочтительно осуществлять при мольном соотношении полиакриламида, формальдегида и вторичного амина, соответственно равном 1:1-1,1:0,95-1,05.

Указанные условия обеспечивают глубокое и быстрое аминоалкилирование и получение высокоэффективного реагента, содержащего соли третичного амина в количестве 3-3,5 мг-экв/г.

Использование воды вместо смеси вода — полярный растворитель существенно упрощает процесс. Реагент получают в виде раствора и он может быть непосредственно использован для флокуляции осадка. Из технологической схемы исключаются сложные и энергоемкие стадии: фильтрование, промывка и сушка осадка и регенерация органического растворителя из отработанного раствора, количество которого достигает 70 .

5983 4 задержания сухого вещества 97,3Х.

Реагент, полученный по (5 ), дает такую же эффективность задержания сухого вещества в этих же условиях при .дозе его 0,6 .

Пример 2. К 1,6 м 2,0 -ного

3 раствора полиакриламида добавляют

35 кг 35 -ного раствора формальдегида, 42 кг 45 -ного раствора диметиламина (молярное отношение ПАА:

:Ф:ДМА = 1:1,1:0,95), 7 л 40 -ного раствора каустической соды. Раствор с рН 12,1 нагревают при перемешивании 40 мин до 70 С, охлаждают и подкисляют соляной кислотой до рН 2,7.

Полученный реагент используют для флокуляции смеси аэробно-стабилизированного активного ила и осадка первичных отстойников перед обезвоживанием на центрифуге фирмы

"Гумбольдт" S-3-1. При производительности центрифуги 9 мз/ч и дозе флокулянта 0,3 . от массы сухого вещества осадка эффективность задержания сухого вещества составляет 96,2Х.

В этих же условиях при той же производительности для достижения эффективности задержания сухого вещества

95,8 потребуется доза флокулянта по прототипу 0,55 .

Таким образом, предложенный способ повышает эффективность полученного продукта, позволяет упростить и сократить продолжительность процесса его получения.

Экономический эффект предложенного способа составляет 95,72 тыс.руб в год.