[发明专利]用于处理含水介质的处理添加剂和方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于处理含水介质的方法和处理添加剂，更具体来讲涉及用于净化含水介质的方法和处理添加剂。

发明背景

原水，如来自河、湖或地下来源的水，通常包含悬浮物。必须除去悬浮物以提供适合用于家庭和工业用途的水。悬浮物可包含通过沉降很容易除去的大块固体，和通过沉降不容易除去且通常具有胶体性质的其它悬浮物质。通常通过净化除去悬浮物质，包括凝固、絮凝和沉积步骤。天然存在的悬浮颗粒主要带负电荷，通常用水溶性有机阳离子聚合物，如聚二烯丙基二甲基氯化铵(购自GE Betz，Inc.的KlaraidPC1192P或购自Pearl River Polymers，Inc.的PRP 4420)除去。

期望提供改进的净化方法，用于从含水介质中除去悬浮物质。

发明概述

在一个实施方案中，为用于净化含有悬浮物质的含水介质的方法，所述方法包括使处理添加剂分散在含有悬浮物质的含水介质中，以使悬浮物质凝固和絮凝，然后使悬浮物质与处理的含水介质分离，所述处理添加剂包含交联的二烯丙基二烷基卤化铵聚合物，所述聚合物通过溶液聚合制备，具有约0.001摩尔％至小于0.1摩尔％的交联剂。

在另一个实施方案中，为水溶性处理添加剂组合物，该组合物由以下物质的溶液聚合反应产物组成：

(a)二烯丙基二烷基卤化铵；

(b)基于交联聚合物计约0.001摩尔％至小于0.1摩尔％的交联剂；

(c)引发剂；和

(d)任选的螯合剂。

在另一个实施方案中，为制备包含交联聚合物的水溶性处理添加剂的方法，所述方法包括使由二烯丙基二烷基卤化铵、交联剂和引发剂和任选的螯合剂组成的共混物在水溶液中聚合，其中基于交联聚合物计，交联剂为约0.001摩尔％至小于0.1摩尔％。

各种实施方案提供各种改进的方法，用于制备水溶性处理添加剂和使含水介质中的悬浮物质凝固和絮凝以及用于净化含水介质。

发明详述

单数形式“一”、“该”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外明确表示。描述相同特征的所有范围的端点可独立组合，并包括描述的端点在内。所有参考文献通过引用结合到本文中。

与数量联合使用的修饰词“约”包括所述数值在内，具有上下文描述的含义(如包括与具体数量测量相关的容许范围)。

“任选的”或“任选地”指其后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，或者其后鉴定的物质可能存在或可能不存在，描述包括其中事件或情况发生或者其中物质存在的实例，和其中事件或情况不发生或者物质不存在的实例。

在一个实施方案中，为包含交联聚合物的水溶性处理添加剂的制备方法，所述方法包括使由二烯丙基二烷基卤化铵、交联剂和引发剂和任选的螯合剂组成的共混物在水溶液中聚合，其中基于交联聚合物计，交联剂为约0.001摩尔％至小于0.1摩尔％。

在一个实施方案中，二烯丙基二烷基卤化铵具有C₁-C₁₀烷基。

在另一个实施方案中，烷基可以是甲基、乙基、丙基或丁基。在一个实施方案中，卤化物是氯化物、溴化物或碘化物。

交联剂可以是任何合适的交联剂。在一个实施方案中，交联剂可以是三烯丙基氯化铵(A₃ACl)或四烯丙基氯化铵(A₄ACl)。

引发剂可以是过硫酸盐、偶氮二异丁腈、氧气与亚硫酸钠或焦亚硫酸钠、2，2-偶氮双(2-甲基-2-脒基丙烷)二盐酸盐、过硫酸铵或六水合硫酸亚铁铵。

使二烯丙基二烷基卤化铵、交联剂和引发剂在水溶液中共混。在一个实施方案中，水溶液可以是水。在另一个实施方案中，水溶液可以是去离子水。在一个实施方案中，共混物可在适合共混物反应的任何温度下聚合。在一个实施方案中，共混物在约25℃至约150℃的温度下聚合。在一个实施方案中，聚合反应时间是适合共混物聚合的任何时间。在另一个实施方案中，聚合反应时间是约1至约5小时。

基于交联聚合物计，可加入适合制备交联聚合物的约0.001摩尔％至小于0.1摩尔％的任何量的交联剂。在另一个实施方案中，基于交联聚合物计，交联剂为约0.001摩尔％至约0.09摩尔％。在另一个实施方案中，基于交联聚合物计，交联剂为约0.0025至约0.08摩尔％。在另一个实施方案中，基于交联聚合物计，交联剂为约0.005至约0.05摩尔％。在一个实施方案中，基于二烯丙基二烷基卤化铵计，交联剂为每摩尔约25至约100ppm。

在一个实施方案中，基于二烯丙基二烷基卤化铵的重量计，引发剂的量为约2％重量至约3％重量。