Патент на изобретение №2174104
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ
(57) Реферат: Изобретение относится к способам очистки природных и сточных вод водорастворимыми реагентами, полученными полимеризацией акриламида в растворе высокоосновного гидроксохлорида алюминия, обладающими свойствами как флокулянта, так и коагулянта. Способ очистки природных и сточных вод от взвешенных частиц включает введение водорастворимого реагента, перемешивание и отделение образующегося осадка отстаиванием, причем в качестве реагента используют продукт взаимодействия, полученный путем радикальной полимеризации акриламида в гидроксохлориде алюминия, взятых в массовом соотношении (0,033 – 0,533) : 1 в присутствии оксиалкил-трет-бутилпероксида при содержании Al (III) и полиакриламида во вводимом продукте (0,5 – 50) : (0,14 – 235) мг/л соответственно. Техническим результатом является повышение степени очистки от твердых диспергированных веществ, ускорение времени седиментации. 2 табл. Изобретение может быть использовано при очистке природных и сточных вод от твердых диспергированных веществ, в частности в водоподготовке питьевой воды, на лесоперерабатывающих, резинотехнических и металлообрабатывающих предприятиях, а также при очистке хозбытовых сточных вод. Известен способ очистки сточных и природных вод, содержащих твердую фазу, путем добавления в них коагулянтов сульфата алюминия, хлорида железа и гидроксохлорида алюминия (Родионов А. И. и др. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989, с. 222). Однако при использовании этих компонентов для очистки маломутных вод требуется дополнительное применение флокулянтов. Известно совместное применение гидроксохлорида алюминия (ГОХА) и флокулянта для очистки природных и сточных вод (Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л.: Химия, 1987, с.204). Но при совместном использовании ГОХА и флокулянта рекомендуют их раздельное введение, что, во-первых, усложняет технологическую схему очистки воды, во-вторых, введение флокулянта в камеру смешения требует дополнительного перемешивания, что приводит к разрушению сетки продуктов гидролиза ГОХА и, как следствие, к прекращению седиментации. Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата способа очистки по прототипу, является использование двух компонентов, что экономически не выгодно как на стадии их получения и транспортировки, так и на стадии применения. В предлагаемом изобретении решается важнейшая задача – разработка экономически выгодного способа очистки природных и сточных вод от твердых диспергированнных веществ и уплотнение выделенной дисперсной взвеси, что может быть использовано на предприятиях лесоперерабатывающей, бумажной, резиновой промышленности, а также при очистке хозбытовых стоков и в водоподготовке. При реализации предлагаемого способа очистки сточных вод получают следующий технический результат: повышается степень очистки от твердых диспергированных веществ, ускоряется время седиментации в 2-5 раз. Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе очистки сточных и природных вод от взвешенных частиц, заключающемся в добавлении водорастворимого реагента, перемешивании и отстое, в качестве реагента используют продукт взаимодействия, полученный путем радикальной полимеризации акриламида в гидроксохлориде алюминия, взятых в массовом соотношении (0,033-0,533): 1 в присутствии оксиалкил-трет-бутилпероксида при содержании Al (III) и полиакриламида в готовом продукте (0,5 -5,0):(0,14-235) мг/л соответственно. Эффект улучшения технико-экономических показателей процесса очистки природной и сточной воды, содержащей твердые диспергированные вещества, происходит за счет ГОХА и полиакриламида (ПАА), продуктов их взаимодействия, входящих в полученный реагент, который способен выступать как продукт, обладающий как свойствами коагулянта, так и флокулянта для очистки воды. Наличие электролита (ГОХА) в полученном продукте улучшает флокулирующие действия водорастворимых полимеров. При этом уменьшается доза реагента, которая необходима для достижения определенной степени флокуляции; одновременно с этим расширяется зона флокуляции. Применение предлагаемых реагентов для очистки природной и сточной воды определяется соотношением Al (III): ПАА в готовом продукте, причем при низшем значении содержания алюминия Al (III) не проявляется преимуществ ГОХА и начинается стабилизация дисперсий в воде за счет большой концентрации ПАА, а при высоком содержании Al (III) практически не проявляются флокулирующие свойства ПАА. Эффект улучшения технико-экономических параметров очистки природной и сточной воды с помощью продукта, полученного полимеризацией АА в ГОХА, происходит за счет использования одного вещества, обладающего свойствами как коагулянта, так и флокулянта. Кроме того, применение такого продукта не требует отдельного узла ввода флокулянта. Выбранные дозировки продукта полимеризации обусловливаются их исходным составом и максимальной степенью очистки природной и сточной воды от взвешенных примесей. Известно, что в высококонцентрированных дисперсных системах, примером которых могут служить сточные воды производств и хозбытовые стоки, эффективнее использовать флокулянты типа полиакриламида. В маломутных же дисперсных системах, примером которых служит природная вода, лучше работают алюминийсодержащие коагулянты. Поэтому эффективность применения продукта полимеризации АА в ГОХА определяется не только соотношением содержащихся в нем компонентов Al3+ и ПАА, но и характером дисперсионной системы, для очистки которой он используется, что иллюстрируется примерами 1 – 4. Пример 1 В этом примере обусловлено применение в качестве коагулянта и флокулянта продукта полимеризации акриламида (АА) в растворе гидроксохлорида алюминия в присутствии оксиалкил-трет-бутилпероксида в соотношении ГОХА:АА = 1:0,033 массовых частей. Полученный продукт имел молярную массу 2,12  105 г/моль и представлял собой вязкий, хорошо растворимый гель. В 1,0 г полученного продукта содержится 108,4 мг Al (III) и 31,85 мг ПАА. Из полученного продукта готовили рабочий раствор путем растворения продукта в дистиллированной воде из расчета, что в 1 мл раствора содержится 1 мг Al (III) и 0,29 мг ПАА.
В цилиндр емкостью 1,5 л наливали 1 л природной воды с мутностью 25 мг/л и добавляли рабочий раствор в количествах, указанных в табл. 1. После отстоя в течение 1,5 ч измерялась мутность надосадочной жидкости.
Пример 2В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта и флокулянта продукта полимеризации АА в ГОХА в присутствии оксиалкил-трет-бутилпероксида, взятых в соотношении ГОХА:АА = 1:0,266 массовых частей. Полученный продукт имеет молярную массу 4,5 105 г/моль и представлял собой каучукоподобный гель, набухающий в воде до полного растворения в течение суток. В 1 г полученного продукта содержится 88,7 мг Al (III) и 208,3 мг ПАА. Из полученного продукта готовится рабочий раствор путем растворения его в дистиллированной воде из расчета, что в 1 мл раствора содержится 1мг Al (III) и 2,3 мг ПАА.
В цилиндр емкостью 1,5 л наливали 1 л природной воды с мутностью 25 мг/л и добавляли рабочий раствор в количестве, указанном в табл. 1. После отстоя в течение 1,5 ч измерялась мутность надосадочной жидкости.
Пример 3В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта и флокулянта продукта полимеризации АА в ГОХА в присутствии оксиалкил-трет-бутилпероксида, взятого в соотношении ГОХА: АА= 1:0,533 маc. ч. Полученный продукт имеет молярную массу 6,60 105 г/моль и представляет собой каучукоподобный гель, труднонабухаемый и растворяющийся в течение двух суток. В 1 г полученного продукта содержится 73,4 мг Al (III) и 344,8 мг ПАА. Из полученного продукта готовится раствор путем растворения его в дистиллированной воде из расчета, что в 1 мл раствора содержится 1 мг Al (III) и 4,70 мг ПАА. В цилиндр емкостью 1,5 л наливали 1 л природной воды с мутностью 25 мг/л и добавляли рабочий раствор в количестве, указанном в табл. 1. После отстоя в течение 1,5 ч измерялась мутность надосадочной жидкости.
Пример 4В этом примере обосновывается применение в качестве коагулянта и флокулянта продуктов полимеризации АА в ГОХА в присутствии оксиалкил-трет-бутилпероксида с различной молекулярной массой полученного продукта (табл. 2) для очистки сточной воды производства диэлектрических перчаток, получаемых отложением латексной композиции на формах, покрытых фиксатором, содержащим 40,0 мас.% каолина. Характерной особенностью данной сточной воды является большая концентрация дисперсной фазы, сложность ее состава и в силу этого относительно высокая седиментационная устойчивость дисперсной системы. В цилиндр емкостью 1,5 л наливали 1 л сточной воды, образующейся от производства диэлектрических перчаток, содержащей дисперсию каолина, латекс и ингредиенты латексной смеси, не растворимые в воде. После внесения продукта взаимодействия АА и ГОХА в количествах, указанных в табл. 2, измеряли скорость седиментации по движению границы осветления и мутность над осадком через 1,5 ч. Рабочие растворы готовили как в примерах 1-3. Концентрацию вводимого продукта коагулянта и флокулянта по прототипу выбирали таким образом, чтобы степень очистки сточной воды была максимальной для данной системы. Из приведенных примеров следует, что использование предлагаемого способа очистки сточных и природных вод с помощью продуктов полимеризации акриламида в ГОХА в присутствии инициирующих систем радикального характера по сравнению с прототипом дает лучшую степень очистки и более высокую скорость седиментации дисперсной фазы. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.06.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 32-2003
Извещение опубликовано: 20.11.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
