Мар 02 2004

обезвоживание скопа поликатионитными флокулянтами

Опубликовано в 10:38 в категории Сбор и переработка отходов

обезвоживание скопа поликатионитными флокулянтами

Н. Д. Гомеля, Т. В. Крысенко

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт», г. Киев

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности характеризуются высокими концентрациями примесей. При их осветлении образуются значительные объемы осадков, так называемого скопа, содержащего мелкие целлюлозные волокна, минеральные и другие примеси. Эти осадки характеризуются высокой влажностью и гидрофильностью, плохо обезвоживаются. Поэтому актуальной является проблема разработки технологии обезвоживания скопа. Обычные процессы

его обезвоживания с использованием различных фильтров и центрифуг неэффективны без применения флокулянтов. Полиакриламид, выпускаемый на Украине, не достаточно эффективен, импортные реагенты достаточно дорогие, что препятствует их широкому применению в отрасли.

Целью данной работы была разработка новых  катионных флокулянтов путем модификации отечественного полиакриламида (ПАА) с использованием доступных на Украине реагентов, оценка их эффективности при обезвоживании скопа.

 Одним из наиболее распространенных методов получения поликатионитов из полиакриламида является модификация  ПАА по реакции Манниха [1,2] с использованием диметиламина или других вторичных аминов. Однако на Украине данные реагенты не производятся и поставляются небольшими партиями по довольно высоким ценам. Наиболее доступными аминами являются полиэтиленполиамины, из которых самым простым является этилендиамин (ЭДА). Еще более доступным (дешевым) является аммиак.

В работе использовали гель полиакриламида, содержащий 7 % основного вещества со средним молекулярным весом ~ 1.5 · 106 у. е. После смешения геля ПАА с 25 %-ным раствором аммиака или 50 %-ным раствором этилендиамина в реакцию вводили формальдегид в виде 20 %-го раствора. При перемешивании температуру смеси поднимали до 75 оС. При этой температуре смесь перемешивали в течение 8 часов, поднимая в течении последних 2-х часов температуру до 85 оС.

Изменяя соотношение реагентов можно изменять степень катионирования ПАА. Для этилендиамина эквивалентное соотношение реагентов (ПАА и амина) изменялось от 1:0.5 до 1:1, аммиак использовали в соотношениях от 1:0.5 до 1:2. Поэтому катионированный ПАА типа Іа - это продукт, полученный при соотношении ПАА и ЭДА 1:0.5, Іб - 1:0.70, а  Ів – 1:1. Флокулянт ІІа получен при соотношении ПАА и аммиака в соотношении 1:0.5, ІІб – 1:0.7, IІв – 1:1; флокулянт ІІІа - 1:1.5,ІІІб – при соотношении 1:2. Кроме того, для сравнения была произведена модификация ПАА диметиламином. Флокулянты ІVа,б,в получены соответственно при соотношениях ПАА и диметиламина 1:0,5; 1:0,7 и 1:1.

Для сравнения использовали ПАА и флокулянт фирмы «Штокгаузен» «Праэстол 650 ВС». Все полученные, а также упомянутые флокулянты использовали в процессах фильтрования скопа, полученного с Киевского картонно-бумажного комбината, с концентрацией твердой фазы 16,2 г/л, зольностью твердой фазы 37 %. Удельное сопротивление фильтрованию скопа  определяли, как описано в работах [3,4].

При использовании этилендиамина для модификации ПАА получены флокулянты, которые более эффективны, чем немодифицированный ПАА и близки по эффективности к использованным в работе импортным флокулянтам (таблица). Катионированные формы ПАА, полученные при использовании аммиака,  также   достаточно     эффективно     снижают удельное сопротивление фильтрованию. В целом, эффективность флокулянтов возрастает с повышением степени катионирования. Особенно эффективны формы IІв и ІІІа. При использовании двухкратного избытка аммиака и формальдегида по отношению к эквиваленту ПАА, очевидно, происходит поперечное сшивание молекул, что снижает растворимость продукта в воде. Поэтому его не удалось испытать.

          Флокулянты, полученные при использовании аммиака и этилендиамина,  мало отличаются по своей эффективности при обезвоживании скопа от диметиламинных производных (ІVа,б,в), аналогов импортных флокулянтов.

          Таким образом, в результате проведенных исследований было показано, что при катионировании ПАА по реакции Манниха при использовании этилендиамина и аммиака были получены флокулянты, которые существенно снижают удельное сопротивление фильтрованию при обезвоживании скопа.

Таблица. Влияние флокулянтов на обезвоживание скопа фильтрованием

Флокулянт

Доза,

мг/г с. в.

Мутность фильтрата, мг/л (SiO2)

Влажность осадка, %

b·10-12, сек/м3

r · 10-8,

м/кг

-

-

950

85.9

1.25

65.62

Праэстол

 650 ВС

2

5

500

275

81.8

80.4

4.50

1.21

17.10

 4.56

ПАА

2

5

200

175

81.9

83.2

4.16

3.50

15.8

13.3

ПАА модифиц.:

І а

2

5

217

255

1.26

0.94

 4.77

 3.58

І б

2

5

227

275

1.57

0.95

 5.97

 3.60

І в

2

5

265

270

1.21

0.78

4.59

2.98

IІ a

2

5

225

275

1.54

1.58

  5.87

 6.01

IІ б

2

5

350

345

1.38

1.36

5.25

5.15

IІ в

2

5

230

190

1.24

1.26

  4.70

 4.77

ІІІ а

2

5

188

152

1.39

1.10

  5.27

 4.17

ІV а

2

5

232

239

1.88

2.20

 7.16

 8.35

ІV б

2

5

240

247

1.03

0.94

 4.06

 3.56

ІV в

2

5

215

220

1.44

0.94

  5.49

 3.58

1. А. с. 952856 СССР, МКИ С 08 F 8/28; С 08 F 8/32; 220/56. Способ получения флокулянта. Соколов В.П., Кораблева Г.Р., Чикунова Л.А., Семенов К.Ф. – Горьковский институт по проэктированию предприятий нефтепереработки и нефтехимической промышленности - № 3224841; Заявл. 09.10.80; Опубл. 23.05.82; Бюлл. № 31.

2. Пат. 57-5566 Япония, МКИ В 01 Д 21/01. Получение катионных высокомолекулярных коагулянтов. Ибуки Манабу. – Конан кагаку когё к. к. - № 53-161979; Заявл. 29.12.78; Опубл. 30.01.82.

3. Туровский И. С. Обработка осадков сточных вод – М.: Стройиздат, 1988. – 256 с.

4. Утилизация скопа. Влияние реагентов на эффективность фильтрования скопа / Н. Д. Гомеля, А. В. Превер, С. Ф. Примаков и др. // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 1999. - № 5. – С. 47 – 50.

DEHYDRATION OF A SAVINGS BY POLYCATION FLOCCULENT

N. D. Gomelya, T. V. Krysenko

National technical university of Ukraine "The Kiev polytechnic institute "

The processes of cationization of polyacrylamide with using of ammonia and ethylenediamine on reacting Manniha are investigated. Influencing the obtained products of cationization on efficiency of dehydration of savings by method of filtrating is determined. Is showed, that the products of cationization , obtained with using of ammonia and ethylenediamine, on the efficiency do not succumb to products obtained with using of a dimethylamine. On the efficiency at dehydration of savings the obtained flocculents do not succumb to the best import flocculents.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.