Водорастворимые катионактивные сополимеры акриламида в качестве флокулянтов при осветлении водных суспензий
Изобретение относится к катионоактивным сополимерам акриламида фор мулы СНг-СНс о I HK-CHj-H п -СНг-снС-0 I ИН2 m где R - -N(qHy)5 ОН, -К() ОН, -N((;HJ),,, молярное соотношение n:m 91-95:5-9, мол.м. 1, ,5-Ю , которые могут быть использованы при флокуляции осадков водных взвесей глинистого типа без использования коагулянтов и при флокуляции осадков водных промстоков стекольного производства в присутствии пониженных количеств неорганического коагулянта. 2 табл. а С
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) 1) 4 С 08 F 120/60, 8/32
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
4"з A I < «1 .. 1 ! „„d .ч. -,, «айеааг .
-СН,-СН—
С О
I ин мулы
СН -СН-!
С О
1 нм-сн -в
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3969793/31-05 (22) 25.10.85 (46) 15.09.88. Вюл. 11 34 (72) И.Л.Лапенко, А.И.Сливкин, Л.А.Мазаева, Л.Г.Зобнина, Д.П.Смирнов и Л.А.Дмитриев (53) 678.745.842-9 (088.8) (56) Вейцер 10.È. и Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод, М.: 1984, с. 52.
Патент США )) 4138446, кл. 260-875, опубл. 1979.
Авторское свидетельство СССР
l1 1085983, кл. С 08 F 220/56, 1984. (54) ВОДОРАСТВОРИМЪ1Е KATHOHAKTHBHbK
СОПОЛИМЕРЪ1 АКРИЛИЯДА В КАЧЕСТВЕ
ФЛОКУЛЯНТОВ ПРИ ОСВЕТЛЕНИИ ВОДНЪ|Х
СУСПЕНЗИИ (57) Изобретение относится к катионоактивным сополимерам акриламида форгде R — -N(C Н,)> ОН, -М(С,Н4ОН) ОН, -N(C,Н ) молярное соотношение n:m=91-95:5-9, мол.м. 1,1 ° 10 -1,5 10, которые моd 6 гут быть использованы при флокуляции осадков водных взвесей глинистого ти- па без использования коагулянтов и при флокуляции осадков водных промстоков стекольного производства в присутствии пониженных количеств неорганического коагулянта. 2 табл.
1423553
Изобретение относи вся к новым химическим соединениям — полиэлектролитам., обладающим флокулирующей,осадительной и ионообменной способностью.
Цель изобретения — получение флокулянтов с повышенной эффективностью ITpи флокуляции осадков ВодHъ<х суспензий (в частности модельных водных взвесей глинистого типа без использования коагулянтов и при <<<локуляции осадков водHb :õ промстоков стекольного производства в присутствии пониженных кот.ичеств неорганического коягулянта), <5
П р и и е р 1. 1,0 г (0,017моль) полиякрилямидя (ПАА), растворенного в 1000 мл воды, 0,53 г (0,017 моль) формальдегида (водный 30-40%-ный раствор), 1,28 г (0,017 моль) диэтил- 20 амина., 0.,15 мл 50%-ный раствора NaOH (0,,002 моль) перемешивают при 5055 С в течение 4 ., после чего раствор концентрируют до 1/4 объема методом ультряфильтрации с использова- 25 нием мембраны УПР с диаметром пор от 300 до 500 А. С целью удаления низкомолекулярных веществ сконцентрированный ояствор трижды разбавляют пятикратным объемом нодь1 и снова 30 концентрируют методом ультряфильтряции до 2,0--2,.5%-ной концентрации.
Целевой продукт осаждают из раствора ацетоном„ сушат в вакууме растирают в порошок, экстрягируют ацетоном, этянолом, сушат н вакууме.
Получают бесцветный порошок, растворимый в воде — И-,пиэтиляминометилполиякриламид. Выход: 1,93 r (82%).
Тек перятуря размягчения 128-138 C.
< р<<ь 5 1 д
Найдено, %: N 17 „11. f Ся N,Ì.,5 10 и Вычислено ня 100% конверсии, %: N 17,93. Конверсия ямидных групп ПАА составляет 95Х. Количественное определение анионных групп осуществляют титрованием на универсальном иономере ЭВ-74. Для титрования берут навески 0,147 и 0,151 г. Израсходовано на титрование НС1 0,0327 и 0,0331 г соответственно. Вычислено НС1 на 95Х конверсии 0,0336 и 0,.0327 r Пример 2,. 1,0 i (0,017моль) ПАА, растворенного в 1000 мл воды, 0,53 г (0.,017 моль) формяльдегипа (водный 30-40%-ный раствор) 3,1 г (0,020 моль) тригидроксиэтиламина, 0,15 мл 50%-ного раствора НяОН (0,002 моль) перемешивают при 5055 С в течение 4 ч. Затем раствор концентрируют по примеру 1. Целевой продукт осаждают из раствора ацетоном, сушат в вакууме, растирают в порошок, экстрагируют ацетоном, этанолом, сушат в вакууме. Получают с желтоватым оттенком порошок, растворимый в воде — N-тригидроксиэтиламинометилполиакрилямид. Выход: 3,1 г (82%). Т р<,з 132-145 С. f 48 дл/г (0,05 вода). Наидено,,-.: II 10,87. <С, ц, 0 <<Д И N. 1,1 10 Вычислено на 100% конверсии, Х: N 12,00. Конверсия амидных групп РАА составляет 91%,. Количественное определение анионных групп осуществляют титрованием 0,1 н НС1 на универсальном иономере ЭВ-74. Для титрования берут навески 0,148 и 0,155 r. Израсходование НС1 ня титрование 0,0212 и 0,0221 r соответственно. Вычислено НС1 íà 91Х кон" версии 0,0209 и 0,02t9 ã. Пример 3. 1 r (0,017 моль) ПАА, растворенного в 1000 мл воды, 0,53 r (0,017 моль) формальдегида (водный 30-40Х-ный раствор), 3,1 г (0,02 моль) раствора NaOH 1,77 r (0,017 моль) триэтиламина перемешивают при 50-55 С в течение 4 ч. Далее раствор концентрируют по примеру t. Целевой продукт осаждают из раствора ацетоном, сушат в вакууме, растирают в порошок, экстрагируют ацетоном, сушат в вакууме. Получают бесцветный порошкообразный продукт, растворимый в воде — N-триэтиламинометилполиакриламид. Вьгход: 2,34 г (78%) . Тр(, <„130-143 С. ори в 53 дл/г (<, 05 вода) . Найдено, %: N 13,87. (С<, H«ОНД„ М.И, 1 3.10б Вычислено на 100% конверсии,. Х: N 15,12. Конверсия амидных групп составляет 92%. Количественное определение анионных групп осуществляют титрованием 0,1 н НС1 на универсальном иономере ЭВ-74. Для титрования берут навески 0,149 и 0,162 r. Израсходовано НС1 0,0273 и 0,0292 r соответственно. 1423553 I сн,-снI С=О 1 нн — сн -в -СН -СН1 СО БН Таблица 1 Мутность мг/л Концентрация полимера мг/л ОптичесрН раст вора Полимерный флокулянт кая плотност Предлагаемый по примерам.0,2 0,073 128 0,025 45 0,5 0,0022 0,0040 1,0 2,0 Вычисление НС1 для титрования на 92Х конверсии 0,0270 r и 0,0293 г. Флокулирующая способность предлагаемых соединений исследована на каолиновой суспензии в отсутствии неорганического коагулянта и на стоке, .содержащем до 2500 мг/л взвешенных частиц, включающих смеси Si0, СаО, Ре О, TiO<, A1 0>, ИяО, С, Окислов редкоземельных элементов. Пример 4, Исследование флокулирующей эффективности. 4.1. Модельный сток, содержащий 500 мг/л каолиновой пудры (дистиллированная вода) объемом по 0,5 л помещают в 4 цилиндра на 0,5 л. Во все цилиндры, не прекращая перемешивания, вводят флокулянты в дозах от 0,2 до" 5 мг/л, перемешивание продолжают в течение 5 мин. Через 15 мин отстаивания оптическую плотность осветленных шдкостей отбирают стеклянной Пипеткой, погружаемой на глубину 15 см. Оптическую плотность осветленных жидкостей определяют на ФЖК-60 с ф. 1 4 520 нм на фоне дистиллированной воды. Зависимость оптической плотности (степени осветления) от дозы флокулянта представлена в табл . 1. 4.2. Промсток технологической линии производства цветных кинескопов, содержащий 2500 мг/л взвешенных примесей помещают в цилиндры емкостью 0,5 л объемом по 0,5 л. Раствором Ca(OH) рН стока доводят до 8,5. Через 20 мий во все цилиндры вводят по 100 мг/л Al>(S04)> 18Н„О. Не прекращая перемешивания, в сток вводят флокулянты в дозах 1,0, 2,0, 3,0, 4 ° 0 мг/JI Один цилиндр контрольный. Через 15 мин отстаивания пробы осветленной жидкости отбирают стеклянной пипеткой, погружаеиой на глубину Ъ 15 см. Оптическую плОтность Опреде10 ляют по методу, описанному в примере 4.1. Зависимость степени осветления от дозы флокулянта представлена в табл,2. Применение предлагаемых флокулян15 тов на промьппленных объектах при значительном возрастании качественных показателей очищаемых вод (мутности) одновременно приводит к двукратному снижению потребления неор20 ганических коагулянтов, и соответственно уменьшению вероятности загрязнения окружающей среды. Формула изобретения Водорастворимые катионактивные сополимеры акриламида общей формулы Ф rpe R — - (С,Н,), ОН, -й(С,Н,ОН) ОЙ, И(Савз) при молярном соотношении n:m = 91-95:5-9, с мол. м. (1,1-1,5) 10 в качестве Алокулянтов при Осветлении водных суспензий. 1423553 3,0 0,0040 0,0057 5,0 0,2 0,5 0,033 1,0 0,0022 2,0 3,0 5,0 0,2 132 0 5 1,0 2,0 0 0051 Известный 0,2 172 0,5 101 1,0 24,0 2,0 47,0 3,0 57,10 5 0 66,0 137 0,2 130 0 5 126 1,0 0,046 2,0 0,033 0,029 3,0 5,0 3 3,0 3 . 5 0 Полиакриламид 3 Продолжение табл .1 0,066 116 0,0034 0,0034 0 0051 0,075 0,053 0,014 0,0028 0,0040 0,098 0,057 0,014 0,026 0,032 0,037 0,078 0,074 0,072 1423553 Таблнца2 Полимер ный флокулянт Оптическая плотность мг/л 1,0 7,5 2,0 4,3 0,0018 3 2 3,0 4,0 3,5 7,2 1,0 2,0 0,0020 3,0 0,0016 3,5 2,9 4,0 0,0018 3 2 0,0045 1,0 8,0 2,0 0,0021 3,7 3 5 3,0 4,0 3 5 0,0114 20 Известный 1,0 2,0 3,0 4,0 0,0069 12 0,049 87,0 Полиакриламид 1,0 2,0 39,6 37,5 3,0 4,0 34,5. 3HHHIIH Заказ 4604/28, Тиразк 434 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Укгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемьй по примерам Концентрация полимера,мг/л 0,042 0 0024 0,0020 0,0041 0,0020 0,0020 0,0057 0,0051 0,023 0,021 0,019 утость, г/л
