Флокулянт

Флокулянт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 149875 (21) 2165385/05 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 340378.Бтоллетень .% 12

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (11) 600147 (51) М. Кл.

С 08 Р 220/06

С 08 Х 220/10

Гоаудвратввнный яаяятвт

Оаввта Мяняатров CCGP оа даная язабрвтвня1 я атяаытяй (53) УДК 678. 744 ° 3 (088.8) (45) Дата опубликования опнсания100478

В. В. Работнов, M.М.Медников, Б . К. Басов, Б.И.Германов и К.Н.Павлова (72) Авторь| изобретения (71) Заявитель (54) ФЛОКУЛЯНТ

В

1 ,-с

Н !

CH -С г

15

Изобретение относится к флокулян- там гетерогенных систем и может быть применено при флокуляции и сгущении осадков дисперсий, содержащих полимерные продукты.

Известно применение полиакриламида и электролитов в качестве флокулянтов при сгущении осадков и взвесей различных водных дисперсий и гетерогенных систем 11).

Полиакриламид в виде водных растворов является прекрасным флокулянтом водных дисперсий, в частности сточных вод, содержащих взвеси неорганических веществ, минеральные осадки, примеси растительного происхождения.

Однако такой флокулянт крайне мало эффективен при сгущении осадков дисперсий, содержащих полимерные вещества органического характера, например сточных вод полимерного производства, дисперсий синтетических полимеров. Кроме того, известные флокулянты электролитов необходимо применять в большом количестве, что приводит к значительному загрязнению сточных вод и целевых продуктов.

Известно также использование в качестве флокулянтов водорастворимых сополимеров акриловой кислоты t2) Однако такой сополимер недостаточно эффективен в качестве флокулянта полимерсодержащих дисперсий.

Цель изобретения — использование в качестве флокулянтов водорастворимых сополимеров общей формулы где Кв- водород, метил;

Кя- алкил; х — 70-90 вес.%; ц — 10-30 вес.%.

Эффективность действия предлагаемого флокулянта зависит не только от

его количества, но и условий применения, в частности природы полимера водной дисперсии, температуры и солесодержания среды. C повышением темпе ратуры и солесодержания в водной дисперсии продолжительность флокуляции и требуемое количество флокулянта уменьшаются.

600147 тный

110 i 0

0,05

0,60

3,0

Время флокуляции, мин

5,3

2,70

11,0

4,80

0,5

0t10

Пример 1. К 100 мл водной дисперсии полистирола, содержащей 10 вес.% полимера с диаметром частиц 1600 K

0,4 вес.% калиевого мыла синтетических жирных кислот фракции С®- С@, 0,2вес.% минеральных олей, при 60 С и слабом перемешивании приливают 1,6 мл 10%ного водного раствора флокулянта - полимера на основе 90% бутилакрилата и

10% метакриловой кислоты. При этом расход флокулянта составляет 1,6% от 10 веса полимера дисперсии, После перемешивания в течение 5 мйн на поверхности жидкости всплывает крошка полимера, а жидкость полностью осветляется. Содержание полимера в слое освет- 15 ленной сточной воды 0,05 вес.%.

Для сравнения к такой же пробе исходной дисперсии добавляют 3%-ный водный раствор известного флокулянтаголиалкриламида в количестве 27 мл, gp что составляет 10% от веса полимера.

После перемешивания з течение 7-10мин на поверхности жидкости выделяется основное количество очень мелкой крошки полиме1.а, но жидкость не, осветля- д5 ется полностью. Содержание полимера в жидкости после флокуляции с помощью полиакриламида 1,5 вес.%.

Таким образом, эффективность предложенного флокулянта при осаждении дис- З персии полистирола значительно выше эффективности известного флокулянта— полиакриламида.: при применении флоку лянта в количестве в 5 раз меньше имеет место практически полное выделение

Полимера, тогда как после обработки полиакриламидом в сточной воде остается 1,5 вес.% взвеси полимера.

Пример 2. К 150 мл дисперсии, содержащей 30 вес.% дивинилстирольного полимера СКС-30 ОХ с диаметром

40 частиц 800 А, 2,5 вес.% олеата калия, 0,15 вес.% минеральных солей, при

70 С и перемешивании добавляют 6 мл

15%-ного водного раствора флокулянта (2 вес.% в расчете на полимер диспер- 46 сии) - полимер на основе 57% бутилакрилата, 13% метилметакрилата и 30%

Количество флокулянта, r на 100 г полимера латекса

Объем сточных вод пос,ле флокуляции, л

Содержание минеральных солей в сточной воде после флокуляции, %

Содержание золы в сухом полимере, % метакриловой кислоты. После перемешивания в течение 2 мин на поверхности жидкости собирается плотный ком дивинилстирольного полимера, а жидкость осветляется. Содержание полимера в нижнем слое жидкости 0,2 вес.%.

Для сравнения к такой же исходной пробе дисперсии добавляют 110 мл 4%ного водного раствора полиакриламида (10% от веса полимера в дисперсии) и перемешивают 10 мин при 70 С. В результате имеет место наполная флокуляция полимера в виде всплывающей сметанообразной массы, мутная жидкость в нижнем слое содержит 2 вес.% полимера.

Пример 3. К 3,2 л латекса, содержащего 15,7 вес .% бутадиеннитриль; ного каучука CKH-40 С в виде частиц диаметром 800-1300 А, 0,5 вес.% алкилсульфоната натрия ° 0,3 вес.% калиевого мыла диспропорционированной канифоли, 4,7 вес.%.хлористого натрия, при 50 С и леремешивании добавляют

5 мл 5%-ного водного раствора флокулянта — полимера на основе 80% бутилметакрилата, 20% метакриловой кислоты (ТУ-6-01-626-71). В результате выделяются крошки каучука с размером зерна 1-5 мм, а жидкость полностью осветляется. Крошку каучука отфильтровывают на сите, промывают 20 л воды с температурой 40 С, сушат при 105 С и характеризуют по содержанию золы.

Для сравнения к аналогичной исходной пробе латекса при 50 Ñ и перемешивании добавляют 2,5 л 20%-ного водного раствора известного флокулянтаэлектролит хлористого натрия. Через некоторое время выделяется крошка полимера в виде комьев размером 10-25мм, а жидкость неполностью осветляется.

Полимер отфильтровывают на сите, промывают 20 л воды с температурой 40 С, сушат ." ч при 105 С и анализируют.

В табл. 1 приведена сравнительная характеристика предложенного флокулянта и известного — полиакриламида.

Т а б л и ц а 1

600147

Пример 4. К 5-ти пробам по

2,5 л латекса, содержащего 14 вес.% бутадиеннитрильного каучука СКН-26 в виде частиц со средним диаметром

950 Е, 0,8 вес.% алкилсульфата натрия, 0,1 вес.% минеральных солей, при пе- 6 ремешивании добавляют 16%-ный раствор хлористого натрия, подогретый до 55 С в количестве, 650, 850, 950, 3300, 5500 мл и по 10 мл 3%-ного водного раствора флокулянта - сополимера бутил- 0 акрилата и акриловой кислоты. Причем в добавляемом флокулянте содержание акриловой кислоты возрастает соответственно указанной выше последовательности - 10, 20, 30, 50, 70 вес.%, а количество вводимого раствора хлористого натрия является минимально неТ а

Количество добавленного флокулянта, г на 100 r полимера латекса

0,08

0,08 0,08 0,08 °

0,08

38,00 41,00 150,00 250,00

0,70 0 80 5 00 9,00

30,00

0,70

Содержание полимера в сточной воде после флокуляции, мг/л

Нет

Нет

Содержание минеральных солей в сточной воде после флокуляции, %

12,80

10,50

5,00

4,60

3,90

Содержание золы в полимере, %

0,70

0,50

0,17

0,12

0,10

Объем сточных вод после флокуляции, л

6,77

4,95

2,90 3,00

2,70

Hs TROJI 2 видно, что эффективность флокулянта определяется со- Е держанием акриловой кислоты в его составе. При увеличении содержания акриловой кислоты более 30% резко ухудшается все характеристики, процесса флокуляции: воэ- М растает расход мин ральной соли иа флокулядию, значительно увеличи ваются продолжительность процесса, содержание полимера и минеральннх .солей s сточной ваде, эолы в поли-, мере, объем сточных вод.

Расход хлористого натрия на флокуляцию

r на 100 г полимера латекса

Время флокуляции, мин

Таким образом, оптимальное содержание карбоновых кислот в составе обходимым для того, чтобы после добавки полимерного флокулянта в течение

10 мин в пробах наступила флокуляция и выделение полимера. Водный слой s первых 3-х пробах, в которые добавлен флокулянт, содержащий 10, 20, 30 вес.% акриловой кислоты, полностью осветляется, в других пробах водный слой осветляется неполностью. Выделившуюся при флокуляцин полимерную массу отфильтровывают на сите, промывают 15 л воды с температурой 45 С, сушат 2 ч при 105 С и характеризуют по содержанию золы.

В табл. 2 приведена сравнительная характеристика коагуляции 5-ти проб латекса в зависимости от содержания акриловой кислоты в сополимере. е блица 2

Нет 2000,00 5000,00 предлагаемого полимерного флокулянта составляет 10-30 вес. %.

Пример 5. К.З л химэагряэненной сточной воды производства каучуков и латексов добавляют при перемешивании 1 мл 5%-ного водного раствора флокулянта — сополимера на основе 60% бутилакрилата, 15% метилметакрилата и 25% метакриловой кислоты. Смесь подогревают при перемешивании до 45 С и через 15 мин наблюдают отделение полимера на поверхности роды. Полимер отфильтровывают на бумажном фильтре, сушат, взвешивают и собирают в количестве 10 r. Результаты приведены в табл.3.

600147

Таблица 3

Температура, С.Ь

Химическое потребление кислорода, мг/л

320

600

Содержание, мг/л взвешенных веществ 400 сухого остатка 4000 прокаленного остатка 500

Нет

600

450

3200 каучука поверхностно-активных веществ

120

160

Формула изобретения

1

CH -С а

Составитель В.Полякова

Редакто В.Ми эаджанова Тех A.Áîãäàí Ко екто A.ËàêHéà

Заказ 1888/58 Тираж 64 1 Подписное

ЯНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал till!l Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ табл.3, после флокуляции предлагаемым флокулянтом.наблюдается улучшение таких характеристик сточной воды как химическое потребле- 25 ние кислорода, содержание взвешенных веществ, сухого остатка, каучука.

Пример 6. К 2 л водной дисперсии, содержащей 3% олигомеров на основе сополимеров бутадиена, метакри- 30 ловой кислоты и акрилонитрила, 0,6% алкилсульфоната натрия, 3,5% хлористого натрия при 50 С и перемешивании добавляют 20 мл 3%-ного водного раствора флокулянта с рН 9,5 — сополимера на основе 80% бутилакрилата и 20% акриловой кислоты. Через 6 мин на поверхности жидкости образуется слой вязкого олиго ера и нижний водный слой полностью осветляется. Олигомер отделяют, сушат при 105"С и получают полимер с вязкостью 1000 П при 50 С с содержанием 20% акрилонитрила и 5,5% четакриловой кислоты.

Применение водорастворимых сополимеров общей формулы

М где R водород, метил>

R " алкил; х - 70-90 вес.%|

10-30 вес.tk в качестве флокулянта полимерсодержащих дисперсий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Савицкая М.Н. Холодова Ю.Д.

Полиакриламид, Киев, Техника, 1969, с.80-90.

2. Патент Англии 91206711,кл.СЗР, 1970,