专利名称：用于处理含水介质的处理添加剂和方法
技术领域：
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。
背景技术：
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Klaraid PCl 192P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-Cltl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°C至约 150°C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 IOOppm0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。可将常规添加剂加入反应内以促进反应或提高交联的二烯丙基二烷基卤化铵的 收率。在一个实施方案中，可加入螯合剂与反应中可能抑制聚合的金属络合。在一个实施 方案中，螯合剂是二亚乙基三胺五乙酸钠盐。在一个实施方案中，基于二烯丙基二烷基卤化铵的重量计，可加入约0.05至约 10%重量的量的螯合剂。在另一个实施方案中，基于二烯丙基二烷基卤化铵的重量计，可加 入约0. 1至约5%重量的量的螯合剂。处理添加剂是水溶性、交联聚合物。在一个实施方案中，处理添加剂具有结构I或 结构II
权利要求
1.一种用于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，所述交联剂为约0.001摩尔％至小于0. 1摩尔％。
2.权利要求1的方法，其中所述二烯丙基二烷基卤化铵聚合物具有C1-Cltl烷基。
3.权利要求2的方法，其中所述烷基选自甲基、乙基、丙基和丁基。
4.权利要求1的方法，其中所述二烯丙基二烷基卤化铵具有选自氯化物、溴化物和碘 化物的卤化物。
5.权利要求1的方法，其中所述二烯丙基二烷基卤化铵聚合物是聚二烯丙基二甲基氯 化铵。
6.权利要求1的方法，其中所述交联剂是三烯丙基氯化铵或四烯丙基氯化铵。
7.权利要求1的方法，其中所述引发剂选自过硫酸盐、偶氮二异丁腈、氧气与亚硫酸 钠、焦亚硫酸钠、2，2-偶氮双甲基-2-脒基丙烷)二盐酸盐、过硫酸铵和六水合硫酸亚 铁铵。
8.权利要求1的方法，其中所述水溶液是水。
9.权利要求1的方法，其中所述共混物在约25°C至约150°C的温度下聚合。
10.权利要求1的方法，其中所述处理添加剂具有结构I或结构II
11.权利要求1的方法，其中基于二烯丙基二烷基卤化铵的重量计，加入约0.05至约 10%重量的量的螯合剂。
12.权利要求1的方法，其中所述处理添加剂是交联的聚二烯丙基二甲基氯化铵。
13.一种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，使悬浮物质凝固和絮凝，然后将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商化铵聚合物，所述聚合物通过溶液 聚合制备，并具有约0. 001摩尔％至小于0. 1摩尔％的交联剂。
14.权利要求13的方法，其中所述二烯丙基二烷基卤化铵聚合物是聚二烯丙基二甲基氯化铵。
15.权利要求13的方法，其中所述含水介质是水。
16.权利要求15的方法，其中所述水是废水或来自河、湖或地下来源的原水。
17.权利要求13的方法，其中所述悬浮物质是有机或无机固体。
18.权利要求17的方法，其中所述悬浮物质包括脂肪和蛋白质物质、油、油脂、油性废 物、沉淀金属、悬浮粘土、泥浆或淤泥。
19.权利要求13的方法，其中所述烷基是C1-Cltl烷基。
20.权利要求19的方法，其中所述烷基选自甲基、乙基、丙基和丁基。
21.权利要求13的方法，其中所述卤化物选自氯化物、溴化物和碘化物。
22.权利要求13的方法，其中所述处理添加剂具有结构I或结构II其中m为约10至约100，η为约1000至约1，000, 000。
23.权利要求13的方法，其中所述交联的二烯丙基二烷基卤化铵具有约5000至约 800，OOOamu的重均分子量。
24.权利要求13的方法，其中所述交联的二烯丙基二烷基卤化铵具有约500至约2500 厘泊的特性粘度。
25.权利要求13的方法，其中使所述处理添加剂溶于含水介质中。
26.权利要求13的方法，其中将所述处理添加剂与含水介质一起搅拌约10秒至约5分钟。
27.权利要求13的方法，其中基于含水介质的重量计，所述处理添加剂以约Ippm至约 IOppm重量的量加入。
28.权利要求13的方法，其中将所述凝固的物质通过沉降或过滤与含水介质分离。
29.权利要求13的方法，其中所述交联的二烯丙基二烷基卤化铵具有约0.001摩尔％ 至约0. 09摩尔％的交联剂。
30.一种处理添加剂组合物，所述处理添加剂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。
31.权利要求30的组合物，其中所述二烯丙基二烷基卤化铵聚合物是聚二烯丙基二甲基氯化铵。
32.权利要求30的组合物，其中所述烷基是C1-Cltl烷基。
33.权利要求32的组合物，其中所述烷基选自甲基、乙基、丙基和丁基。
34.权利要求30的组合物，其中所述卤化物选自氯化物、溴化物和碘化物。
35.权利要求30的组合物，其中所述交联剂为约0.001摩尔％至约0. 09摩尔％。
36.处理添加剂在净化含有悬浮物质的含水介质中的用途，其中使所述处理添加剂分 散在含有悬浮物质的含水介质中，使悬浮物质凝固和絮凝，然后将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商化铵聚合物，所述聚合物通过溶 液聚合制备，并具有约0.001摩尔％至小于0. 1摩尔％的交联剂。
37.权利要求36的用途，其中所述处理添加剂具有结构I或结构II
38.权利要求36的用途，其中基于含水介质的重量计，所述处理添加剂以约Ippm至约 IOppm重量的量加入。
全文摘要
提供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，使悬浮物质凝固和絮凝，然后将悬浮物质与处理的含水介质分离。处理添加剂包括交联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。还提供处理添加剂组合物和制备处理添加剂的方法。
文档编号C02F1/68GK102089248SQ200980128063
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月10日 优先权日2008年7月11日
发明者F·邓, G·C·沃特里克, W·S·凯里 申请人:通用电气公司