[go: up one dir, main page]

RU2079443C1 - Method of preparing cation-active flocculant - Google Patents

Method of preparing cation-active flocculant Download PDF

Info

Publication number
RU2079443C1
RU2079443C1 RU95107111A RU95107111A RU2079443C1 RU 2079443 C1 RU2079443 C1 RU 2079443C1 RU 95107111 A RU95107111 A RU 95107111A RU 95107111 A RU95107111 A RU 95107111A RU 2079443 C1 RU2079443 C1 RU 2079443C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flocculant
latex
vinylpyridine
methyl
alkylation
Prior art date
Application number
RU95107111A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95107111A (en
Inventor
П.Т. Полуэктов
В.Г. Филь
Н.А. Матвеева
Л.В. Чернякова
Е.И. Кривошеева
А.В. Молодыка
Е.В. Воробьев
А.Ф. Назаров
Original Assignee
Воронежский филиал Государственного предприятия "НИИ синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воронежский филиал Государственного предприятия "НИИ синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева" filed Critical Воронежский филиал Государственного предприятия "НИИ синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева"
Priority to RU95107111A priority Critical patent/RU2079443C1/en
Publication of RU95107111A publication Critical patent/RU95107111A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2079443C1 publication Critical patent/RU2079443C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

FIELD: reagents for waste water purification. SUBSTANCE: invention concerns preparing cation-active flocculant intended to be used for cleaning waste water from suspended materials, anion-active surfactants, petroleum derivatives, and other organic impurities, and also for dehydration of sediments. Method includes alkylation with halogenorganic compounds of polymerized 2-methyl-2-vinylpyridine. The latter is first subjected to water-emulsion polymerization and resultant latex having molecular weight 100-300 thousand is treated at 45-65 C with benzyl chloride in presence of stabilizing additive such as polymeric quaternary ammonium base in amount 6-8 weight parts per 100 weight parts of latex. EFFECT: improved synthetic procedure. 4 tbl

Description

Изобретение относится к технологии получения катионоактивного флокулянта, предназначенного для многократного повышения эффективности очистки сточных вод от взвешенных веществ, анионоактивных ПАВ, нефтепродуктов и других органических загрязнений, а также для использования в процессах механического обезвоживания иловых осадков. The invention relates to a technology for the production of a cationic flocculant intended to repeatedly increase the efficiency of wastewater treatment from suspended solids, anionic surfactants, oil products and other organic contaminants, as well as for use in the processes of mechanical dewatering of sludge.

Известен способ получения полиэлектролита ВПК-402, который получают полимеризацией диметилдиаллиламмонийхлорида (ТУ 6-05-2009-86). Полиэлектролит ЮПК-402 имеет в своем составе до 10% хлористого натрия, что вызывает вторичные загрязнения водоемов при использовании его в качестве флокулянта. A known method of producing polyelectrolyte VPK-402, which is obtained by polymerization of dimethyldiallylammonium chloride (TU 6-05-2009-86). The YuPK-402 polyelectrolyte contains up to 10% sodium chloride, which causes secondary pollution of water bodies when it is used as a flocculant.

Известен способ получения флокулянта ППС, который представляет собой гель. Для его получения полимеризуют 55-60%-ный раствор мономерной четверичной соли, приготовленной из 2-метил-5-винилпиридина и диметилсульфата (Вейцер Ю. И. Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод, М. 1984, с. 41). A known method of producing a PPP flocculant, which is a gel. To obtain it, a 55-60% solution of the monomeric quaternary salt prepared from 2-methyl-5-vinylpyridine and dimethyl sulfate is polymerized (Weizer Yu. I. Mints D.M. High molecular weight flocculants in the processes of purification of natural and waste waters, M. 1984 , p. 41).

Недостатком является высокая вязкость продукта за счет наличия в нем сшитых структур, что обусловливает плохую растворимость полимера в воде. The disadvantage is the high viscosity of the product due to the presence of crosslinked structures in it, which leads to poor solubility of the polymer in water.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения катионоактивного полиэлектролита марки ВПС (Вейцер Ю.И. Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод, М. 1984, с. 40). Полиэлектролит получают алкилированием 2-метил-5-винилпиридина галоидалкилами с последующей полимеризацией мономерной соли. Молекулярная масса недостаточно регулирована и может достигать нескольких миллионов. Это вызывает высокую вязкость продукта в воде, что в свою очередь усложняет процесс его растворения и затрудняет дозировку разбавленных рабочих растворов флокулянта в поток очищаемой воды или осадок. Closest to the proposed invention is a method for producing a cationic polyelectrolyte of the VPS brand (Weizer, Yu.I. Mints, D.M. High-molecular flocculants in the processes of purifying natural and waste waters, M. 1984, p. 40). The polyelectrolyte is obtained by alkylation of 2-methyl-5-vinylpyridine with haloalkyls followed by polymerization of the monomer salt. The molecular weight is not well regulated and can reach several million. This causes a high viscosity of the product in water, which in turn complicates the process of its dissolution and complicates the dosage of diluted working solutions of flocculant into the stream of purified water or sediment.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение катионоактивного флокулянта с заданной молекулярной массой, обладающего высокой технологичностью водных растворов и повышенной коагулирующей способностью и эффективностью при очистке сточных вод и обработке иловых осадков. The technical task of the invention is to obtain a cationic flocculant with a given molecular weight, having high adaptability of aqueous solutions and increased coagulating ability and efficiency in wastewater treatment and sludge treatment.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения катионоактивного флокулянта, включающем алкилирование галоидорганическими соединениями и полимеризацию 2-метил-5-винилпиридина, сначала осуществляют водно-эмульсионную полимеризацию 2-метил-5-винилпиридина, затем полученный латекс молекулярной массы 100-300 тыс. ат. единиц обрабатывают бензилхлоридом, реакцию алкилирования латекса осуществляют со стехиометрическим количеством бензилхлорида в присутствии стабилизирующей добавки, в качестве которой используют полимерное четвертичное аммониевое основание в количестве 6-8 мас. частей на 100 массовых частей полимера, процесс ведут при температуре 45-65oC.This result is achieved by the fact that in the method for producing a cationic flocculant, including alkylation with organohalogen compounds and polymerization of 2-methyl-5-vinylpyridine, water-emulsion polymerization of 2-methyl-5-vinylpyridine is first carried out, then the resulting molecular weight latex is 100-300 thousand. at. units are treated with benzyl chloride, the latex alkylation reaction is carried out with a stoichiometric amount of benzyl chloride in the presence of a stabilizing additive, which is used as a polymer quaternary ammonium base in an amount of 6-8 wt. parts per 100 mass parts of polymer, the process is carried out at a temperature of 45-65 o C.

Использование стабилизирующей добавки в количестве 6-8 мас. частей является необходимым и достаточным, потому что позволяет получать водный раствор полиэлектролита заданного качества. The use of a stabilizing additive in an amount of 6-8 wt. parts is necessary and sufficient, because it allows you to get an aqueous solution of a polyelectrolyte of a given quality.

В количестве ниже 6 мас. частей процесс образования флокулянта протекает через стадию крупнодисперсной коагуляции, а это затрудняет перемешивание реакционной массы и ведение процесса. Использование стабилизирующей добавки более 8 мас. частей нецелесообразно, т.к. состав полиэлектролита не улучшается. In an amount below 6 wt. parts of the process of flocculant formation proceeds through the stage of coarse coagulation, and this complicates the mixing of the reaction mass and the process. The use of a stabilizing additive of more than 8 wt. parts impractical because the composition of the polyelectrolyte does not improve.

Температура 45-65oC является оптимальной для получения катионоактивного флокулянта.The temperature of 45-65 o C is optimal for obtaining a cationic flocculant.

При температуре ниже 45oC переход латекса в раствор полимера значительно растягивается во времени.At temperatures below 45 o C the transition of latex into the polymer solution is significantly stretched over time.

Температура выше 65oC нецелесообразна, т. к. при этом в значительной степени происходит гидролиз бензилхлорида с образованием побочного продукта
бензилового спирта, загрязняющего раствор флокулянта.
A temperature above 65 o C is impractical, because in this case, hydrolysis of benzyl chloride to a large extent occurs with the formation of a by-product
benzyl alcohol polluting the flocculant solution.

Сущность предлагаемого изобретения подтверждается примером конкретного выполнения. The essence of the invention is confirmed by an example of a specific implementation.

Пример 1. Example 1

В предварительно вакуумированный аппарат, оснащенный мешалкой и рубашкой для обогрева, подают водную фазу с парафинатом калия (эмульгатором), лейканолом (диспергатором), буферным раствором натрия фосфорнокислого двузамещенного. Включают перемешивание и подают мономер - 2-метил-5-винилпиридин с регулятором процесса третдодецилмеркаптаном. Реакцию полимеризации инициируют персульфатом калия. Процесс ведут при температуре 45-65oC в течение 8-10 часов до конверсии мономера не менее 98-99% Снижение конверсии ниже 98% требует дополнительных энергозатрат на удаление незаполимеризованного мономера из конечного продукта.In the pre-evacuated apparatus, equipped with a stirrer and a heating jacket, the aqueous phase is fed with potassium paraffinate (emulsifier), leucanol (dispersant), and sodium phosphate disubstituted buffer solution. Mixing is turned on and a monomer, 2-methyl-5-vinylpyridine, with a process regulator, tertodecyl mercaptan, is fed. The polymerization reaction is initiated with potassium persulfate. The process is conducted at a temperature of 45-65 o C for 8-10 hours until the conversion of the monomer is not less than 98-99%. Reducing the conversion below 98% requires additional energy to remove unpolymerized monomer from the final product.

В таблице 1 приведено количественное соотношение компонентов на полимеризацию. Table 1 shows the quantitative ratio of the components for polymerization.

Полученный латекс полиметилвинилпиридина кватернизируют хлористым бензилом в течение 6 часов при температуре 50oC в присутствии полиэлектролита, например, полиметилвинилпиридинийбензилхлорида в качестве стабилизатора системы. Количество стабилизирующей добавки составляет 6 массовых частей от веса полимера в латексе.The resulting polymethylvinylpyridine latex was quaternized with benzyl chloride for 6 hours at a temperature of 50 ° C. in the presence of a polyelectrolyte, for example, polymethylvinylpyridinium benzyl chloride as a system stabilizer. The amount of stabilizing additive is 6 parts by weight of the polymer in latex.

Реакцию кватернизации осуществляют со стехиометрическим количеством бензилхлорида по отношению к заполимеризованному 2-метил-5-винилпиридину. По окончании реакции получают конечный продукт водный раствор катионоактивного флокулянта поливинилпиридинийбензилхлорида. The quaternization reaction is carried out with a stoichiometric amount of benzyl chloride with respect to the polymerized 2-methyl-5-vinylpyridine. At the end of the reaction, the final product is an aqueous solution of the cationic flocculant polyvinylpyridinium benzyl chloride.

Контроль за ходом второй стадии процесса ведут по приросту сухого вещества, который в конечном итоге удваивается. Monitoring the progress of the second stage of the process is carried out by the growth of dry matter, which ultimately doubles.

Летучие пиридиновые основания и не полностью вступивший в реакцию хлористый бензил из готового продукта удаляются путем дегазации известным способом. Volatile pyridine bases and incompletely reacted benzyl chloride from the finished product are removed by degassing in a known manner.

Полученный таким образом флокулянт характеризуется следующими параметрами:
массовая доля основного вещества, не менее 20
pH 5-6
вязкость, с-1, для 20%-ного раствора по вискозиметру ВЗ-4 23
остаточное содержание МВП, не более 0,002
Примеры 2-3.
The flocculant thus obtained is characterized by the following parameters:
mass fraction of the main substance, not less than 20
pH 5-6
viscosity, s -1 , for a 20% solution using a VZ-4 viscometer 23
residual content of profit centers, not more than 0.002
Examples 2-3.

Загрузку компонентов и последовательность операций осуществляют аналогично примеру 1, изменяя стабилизирующую добавку, ее количество, используя латекс полимера с различной молекулярной массой. The loading of components and the sequence of operations is carried out analogously to example 1, changing the stabilizing additive, its amount, using latex polymer with different molecular weights.

Данные приведены в таблице 2. The data are shown in table 2.

Полученный полиэлектролит по предлагаемому способу использовался в качестве флокулянта для обработки иловых осадков. Эффективность обработки иллюстрируется примерами 4, 5, данные приведены в таблице 3, 4;
Пример 4.
The obtained polyelectrolyte according to the proposed method was used as a flocculant for the treatment of sludge. The processing efficiency is illustrated by examples 4, 5, the data are given in table 3, 4;
Example 4

Обработке флокулянтом подвергалась нефтесодержащая сточная вода, отобранная после нефтеловушек с содержанием взвешенных веществ 147 мл/л, нефтепродуктов 23,9 мг/л, анионных ПАВ 10,5 мг/л. Oily wastewater taken after oil traps with suspended solids of 147 ml / l, oil products of 23.9 mg / l, anionic surfactants of 10.5 mg / l was subjected to flocculant treatment.

Флокулянт в виде 0,1%-ного рабочего раствора вводили в сточную воду при перемешивании в течение 1 минуты со средним градиентом скорости 300 с-1. Продолжительность отстаивания составляла 20 минут. Полученные после обработки флокулянтом показатели состава сточных вод представлены в таблице 3.A flocculant in the form of a 0.1% working solution was introduced into the wastewater with stirring for 1 minute with an average velocity gradient of 300 s -1 . The settling time was 20 minutes. The wastewater composition indices obtained after flocculant treatment are presented in table 3.

Пример 5. Example 5

Иловый осадок в количестве 12 м3 с влажностью 96-99% обработали 0,18 м3 0,1% рабочего раствора флокулянта ППБХ. После 10-минутного перемешивания скоагулированный осадок подавался на механическое обезвоживание на центрифугу.Silt sediment in an amount of 12 m 3 with a moisture content of 96-99% was treated with 0.18 m 3 of a 0.1% working solution of flocculant PPBH. After stirring for 10 minutes, the coagulated sediment was fed to a mechanical dehydration centrifuge.

В диапазоне производительностей 2-6 м3/ч. были получены следующие результаты (см. табл. 4).In the range of capacities 2-6 m 3 / h. The following results were obtained (see table. 4).

Пример 6 (по прототипу). Example 6 (prototype).

2-метил-5-винилпиридин смешивают в стехиометрическом соотношении с этилбромидом для получения мономерной соли. Затем полимеризуют полученный продукт в водном растворе при T 45oC. Полученный таким образом флокулянт имеет следующий состав.2-methyl-5-vinylpyridine is mixed in a stoichiometric ratio with ethyl bromide to obtain a monomer salt. Then the resulting product is polymerized in an aqueous solution at T 45 ° C. The flocculant thus obtained has the following composition.

Содержание сухого вещества, 40
Молекулярная масса, ат. ед. 5-7 мин.
Dry matter content, 40
Molecular weight, at. units 5-7 minutes

Вязкость, с-1 (по вискозиметру ВЗ-4) 20% раствора, гель не течет - 57-60
pH 3,4-4,5
Таким образом, предлагаемый способ получения катионоактивного флокулянта позволяет получить флокулянт, обладающий высокой технологичностью водных растворов, повышенной коагулирующей способностью, эффективностью при очистке сточных вод и обработке иловых осадков.
Viscosity, s -1 (according to the VZ-4 viscometer) of a 20% solution, the gel does not flow - 57-60
pH 3.4-4.5
Thus, the proposed method for producing a cationic flocculant allows to obtain a flocculant with high adaptability of aqueous solutions, increased coagulating ability, efficiency in wastewater treatment and sludge treatment.

Claims (1)

Способ получения катионоактивного флокулянта, включающий алкилирование галоидорганическими соединениями и полимеризацию 2-метил-5-винилпиридина, отличающийся тем, что перед алкилированием проводят водноэмульсионную полимеризацию 2-метил-5-винилпиридина с получением латекса молекулярной массы 100 300 тыс. ат.ед. который подвергают алкилированию стехиометрическим количеством бензилхлорида в присутствии стабилизирующей добавки, в качестве которой используют полимерное четвертичное аммониевое основание в количестве 6 8 мас.ч. на 100 мас.ч. полимеризованного латекса при 45 65oС.A method of producing a cationic flocculant, including the alkylation of organohalogen compounds and the polymerization of 2-methyl-5-vinylpyridine, characterized in that before the alkylation, a water-emulsion polymerization of 2-methyl-5-vinylpyridine is carried out to obtain a molecular weight latex of 100 300 thousand atomic units. which is subjected to alkylation with a stoichiometric amount of benzyl chloride in the presence of a stabilizing additive, which is used as a polymer Quaternary ammonium base in an amount of 6 to 8 wt.h. per 100 parts by weight polymerized latex at 45 65 o C.
RU95107111A 1995-05-16 1995-05-16 Method of preparing cation-active flocculant RU2079443C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107111A RU2079443C1 (en) 1995-05-16 1995-05-16 Method of preparing cation-active flocculant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107111A RU2079443C1 (en) 1995-05-16 1995-05-16 Method of preparing cation-active flocculant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95107111A RU95107111A (en) 1997-05-10
RU2079443C1 true RU2079443C1 (en) 1997-05-20

Family

ID=20167384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95107111A RU2079443C1 (en) 1995-05-16 1995-05-16 Method of preparing cation-active flocculant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2079443C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2146230C1 (en) * 1998-11-30 2000-03-10 Волгоградский государственный технический университет Copolymer 1

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. - М.: 1984, с.40. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2146230C1 (en) * 1998-11-30 2000-03-10 Волгоградский государственный технический университет Copolymer 1

Also Published As

Publication number Publication date
RU95107111A (en) 1997-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK1274652T3 (en) A process for the purification of water by the use of cationic dispersion polymers of low molecular weight
US4444667A (en) Flocculant for sludges
JP2003508221A (en) Anionic and nonionic dispersed polymers for purification and dehydration
EP0624603A2 (en) High molecular weight acrylamide polymers, method of making and use of same
US4104161A (en) Method for treating aqueous wastes containing at least 1% proteinaceous matter
US4089780A (en) Color removal process
IE49221B1 (en) Amine polymers having dewatering activity
US3956122A (en) Cationic arylamide-styrene copolymers and flocculation of sewage therewith
US3210308A (en) Polymeric flocculants
EP0346159A1 (en) Method of coagulating sludge
RU2079443C1 (en) Method of preparing cation-active flocculant
US4038176A (en) Oil soluble polymeric flocculants
EP0406999B1 (en) Method of treating low-concentration turbid water
JP2004059747A (en) Water-soluble polymer emulsion and method for using the same
US4058458A (en) Removal of color from paper mill waste waters
NO791271L (en) PROCEDURE FOR RECOVERY OF DISINFECTED SOLID FROM SEWER SLUDGE
CN108821402A (en) A kind of preparation method of cation collagen flocculant
FI91642C (en) Cationic lignin useful as a flocculant and wastewater purification process
Oelmeyer et al. Combined flocculant systems with cationic starches in the solid/liquid separation of harbor sediments
WO1989002417A1 (en) Improvements in or relating to effluent treatment
JP4177513B2 (en) Emulsion and flocculant compositions
JPH02277597A (en) Treatment of organic sewage
US3741891A (en) Polyquaternary flocculants and processes of preparing them by quaternizing alkylene polyamine resin polymers from epihalohydrin and monoalkylamines
RU2081856C1 (en) Method of active slime treatment
SU1085983A1 (en) Process for producing polymer for flocculating effluent precipitates