Способ получения полимера для флокуляции осадков сточных вод

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН СЮ С 08 Р 8/32; С 08 Р 220/56/ С 02 Г 1/56 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ"ч;,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьног(71) Научно-исследовательский институт коммунального водоснабженияи очистки воды Академии коммуналхозяйства им, К.Д, Памфилова(54) (. 7) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРА 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности продукта, упрощения и сокращения продолжительности процесса, вкачестве растворителя используют воду, взаимо действие 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 щ и й с я тем, что взаимодействие осуществляется при мольном соотношении полиакриламида, формальдегида и вторичного амина, соответственно равном 1: 1-1, 1:0,95-1,05, 1 1085Изобретение относится к получению реагентов, используемых для флокуляции осадков, образующихся при механической, биологической и физико- химической 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 условиями11 и 23Недостатком этих способов является сложность технологического процесса.Известны способы получения поли 2 О мера для флокуляции осадков сточных вод взаимодействием полиакриламида с формальдегидом и вторичным амином. Взаимодействие всех компонентов осуществляют одновременно с применением25 органических растворителей, создающих эмульсию типа вода-масло, в водной фазе которой находится полиакриламид 33 и 41.Недостатками указанных способов являются сложность технологического процесса, необходимость приготовления эмульсии и применения органических растворителей.Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигае- З 5 мым результатам является способ получения полимера для флокуляции осадков сточных вод взаимодействием полиакриламида с формальдегидом и вторичным амином в присутствии раст- ф ворителя при нагревании с последующим подкислением готового продукта до рН 2,5-2,7. Способ заключается во взаимодействии суспензии полиакриламида с формальдегидом и вторичным 45 амином при соотношении реагентов 1: О, 1-1: О, 1-1 в течение 1-5 ч при 20-50 С в среде, состоящей из смеси воды с полярным растворителем, отделении черастворимых частиц реаген 50 га фильтрованием, промывки осадка органическим растворителем и сушки 5 аНедостатками известного способа являются малая эффективность реагента, 55 содержащего аминогрупп не более 17-257 (2-2,5 мг-экв/г) и сложность технологического процесса, в котором 983 2используются органические растворители.Низкое содержание аминогрупп обусловлено тем, что полиакриламид нерастворим в смеси воды и полярногорастворителя и в реакцию с формальдегидом и вторичным амином вступаеттолько часть макромолекул полимера,расположенных на поверхности частицтвердой фазы, а также проведениемпроцесса при неоптимальных условиях:рН меньше 10, температура ниже 50 С,когда реакция аминоалкилирования протекает с малой скоростью и полностьюне завершается.Проведенные исследования показывают, что для 60 С и соотношенииисходных компонентов ПАА; формальдегид; диметиламин=1: 1: 1 при рН 10,5,11,3 и 12,5 количество аминометилированных амидных групп соответственно составляет 15,4 21,4 и 827,. Спонижением температуры количествопрореагировавших: аминных группуменьшается и составляет 62,77 при50 С, рН 12,5. Меньший расход формальдегида и диметиламина снижаетсодержание в полимере катионныхгрупп и ухудшает его флокулирующеедействие. При больших расходах в растворе остаются не вступившие в реакцию токсичные формальдегид и диметиламин.Выше рН 12,5 и температуре более70 С существенно ускоряется процессгидролиза полиакриламида, что можетпривести к образованию нерастворимыхполимерных комплексов за счет взаимодействия карбоксильных и аминогрупп,1 Цель изобретения - повышение эффективности продукта, упрощение исокращение продолжительности процесса,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияполимера для флокуляции осадков сточных вод взаимодействием полиакриламида с формальдегидом и вторичнымамином в присутствии растворителяпри нагревании с последующим подкислением готового продукта дорН 2,5-2,7, в качестве раство:чт пяиспользуют воду, взаимодействиекомпонентов начинают при рН 12,1-12,5нагревание осуществляют в течение30-40 мин до 60-70 С и затем подкисля-.ют готовый продукт.П р и м е р 1. К 500 мл 1,0 .-ногораствора полиакриламида добавляют6,0 г 37%-ного раствора формальдегида, 10,0 г 33%-ного растворадиметиламина, 2,6 мг 403-ного раствора каустической соды (молярное отношение ПАА:Ф:ДМ = 1:1 1,05), Раствор,зо имеющий рН 12,5, нагревают при переомешивании 30 мин до 60 С, охлаждаюти подкисляют серной кислотой до РН 2,5,Полученный реагент используют для флокуляции сброженного осадка35 перед лабораторным центрифугированием. При расходе реагента 0,4(от массы сухого вещества осадка) эффективность Составитель И.СтояченкоТехрец О.Неце Корректор С.Шекмар Редактор Т.Веселова Заказ 2169/24 Тираж 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 108Взаимодействие предпочтительноосуществлять при мольном соотношенииполиакриламида, формальдегидаи вторичного амина, соответственноравном 1:1-1,1:0,95-1,05.Указанные условия обеспечиваютглубокое и быстрое аминоалкилирование и получение высокоэффективногореагента, содержащего соли третичного амина в количестве 3-3,5 мг-экв/г,Использование воды вместо смесивода - полярный растворитель существенно упрощает процесс. Реагент получают в виде раствора и он можетбыть непосредственно использован дляфлокуляции осадка. Из технологическойсхемы исключаются сложные и энергоемкие стадии: фильтрование, промывкаи сушка осадка и регенерация органического растворителя из отработанного раствора, количество которогодостигает 70 ,5983 4задержания сухого вещества 97,3%.Реагент, полученный по 5 , даеттакую же эффективность задержаниясухого вещества в этих же условияхпри дозе его О,б .П р и м е р 2. К 1,6 м 2,0 -ного3раствора полиакриламида добавляют35 кг 35 -ного раствора формальдегида, 42 кг 45 -ного раствора диметиламина (молярное отношение ПАА::Ф:ДМА = 1:1,1:0,95), 7 л 40%-ногораствора каустической соды, Растворс рН 12,1 нагревают при перемешивании 40 мин до 70 С, охлаждают иподкисляют соляной кислотой дорН 2,7.Полученный реагент используютдля флокуляции смеси аэробно-стабилизированного активного ила иосадка первичных отстойников передобезвоживанием на центрифуге фирмы"Гумбольдт" 8-3-1. При производительности центрифуги 9 мз/ч и дозе флокулянта 0,3 . от массы сухого вещества осадка эффективность задержаниясухого вещества составляет 96,2 ,В этих же условиях при той же производительности для достижения эффективности задержания сухого вещества95,8 потребуется доза флокулянтапо прототипу 0,55 .Таким образом, предложенный способ повышает эффективность полученного продукта, позволяет упроститьи сократить продолжительность процесса его получения.Экономический эффект предложенного способа составляет 95,72 тыс.рубв год.