AT394543B

AT394543B - Verwendung von aminoaldehydpolymeren zur reinigung von abwaessern

Info

Publication number: AT394543B
Application number: AT0271888A
Authority: AT
Inventors: Fritz Dr Pittner; Peter Dr Turecek; Friedrich Dr Birkner; Thomas Dr Schalkhammer
Original assignee: Steirische Magnesit Ind Ag
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1992-04-27
Also published as: FI903350A7; WO1990005116A1; EP0397824A1; FI903350A0; ATA271888A

Description

AT 394 543 B

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines durch Umsetzung von Glutardialdehyd mit einem Diamin der allgemeinen Formel NI^KCI^n-N^, worin n 2 bis 12 bedeutet, und/oder einem aromatischen

Diamin, wie z. 6. Phenylendiamin, Diaminodiphenylether oder Diamindiphenylmethan, erhaltenen Amino-aldehydpolymeren als Gel zur Reinigung von kommunalen oder industriellen Abwässern, insbesondere zur Immobilisierung von in biologischen Kläranlagen oder Reaktoren enthaltenen Mikroorganismen unter gleichzeitiger Adsorption von phenolischen Komponenten des Abwassers.

Aus der AT-PS 341 781 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensationsproduktes aus 1,3-Phenylen-diamin und Glutardialdehyd sowie der Einsatz des erhaltenen Reaktionsproduktes als Trägermaterial in Chromatographiesäulen bekanntgeworden.

Gemäß einem älteren Vorschlag wird ein Aminoaldehydpolymer aus einem Di- oder Polyamin mit Glutardialdehyd hergestellt, wobei bevorzugt Diaminohexan als Diamin eingesetzt wurde. Prinzipiell konnten gemäß diesem bekannten Vorschlag eine Reihe derartiger Diamine oder auch Polyamine für die Klärung und Entfärbung von flüssigen Nahrungs- oder Genußmitteln, wie z. B. von Fruchtsäften, Bier od. dgl. eingesetzt werden. Aus dem älteren Vorschlag ist es weiters bereits bekannt, daß derartige Aminoaldehydpolymere sich für die Abtrennung von phenolischen Komponenten aus derartigen Flüssigkeiten eignen.

Die nunmehr vorgeschlagene Verwendung eines derartigen Aminoaldehydpolymers für die Reinigung kommunaler oder industrieller Abwässer macht sich die überraschende Erkenntnis zu nutze, daß durch Einsatz derartiger Aminoaldehydpolymere nicht nur phenolische Komponenten abgetrennt werden können, sondern auch der Zusatz von Bakterien in biologischen Kläranlagen wesentlich herabgesetzt werden kann. Aminoaldehydpolymere der eingangs genannten Art eignen sich hervorragend dazu, Mikroorganismen, vornehmlich Bakterien, unter aeroben und anaeroben Bedingungen anwachsen zu lassen, so daß derartige Mikroorganismen, wie es einer bevorzugten Verwendung im Rahmen der Erfindung entspricht, in Festbettreaktoren oder als Tropfkörper eingesetzt werden können. Die Immobilisierung von Mikroorganismen hat nun überraschenderweise zur Folge, daß das Wachstum der Mikroorganismen gehemmt werden kann, ohne daß die biologische Umsetzung darunter leidet. Die Begrenzung des Wachstums im Rahmen von Belebtschlammverfahren, insbesondere im Rahmen von Kläranlagen, führt hiebei zu einer deutlichen Verringerung des Überschußschlammes, ohne daß hiebei die biologische Wirksamkeit gehemmt würde. Im einzelnen hat sich gezeigt, daß die nachfolgend genannten Bakterien, welche in Belebtschlämmen von Kläranlagen identifiziert werden konnten, ausgezeichnet an Aminoaldehydpolymeren der eingangs genannten Art anwachsen.

Pseudomonas sp.

Alcaligenes sp.

Comomonas sp.

Lyphomonas sp.

Nitrosomomas sp.

Zooglea sp.

Sphaerotilus sp.

Azotobacter sp.

Flavobacterium sp.

Coli und Verwandte

Chromobacterium sp.

Achromobacter sp.

Micrococcus sp.

Bacillus sp.

Arthrobacter sp.

Nocardiasp.

Mycobacterium sp.

Zum Abbau von phenolischen Komponenten (z. B. Thymol, Rresol, Chlorphenole, Nitrophenole, Lignine, Gerbstoffe,...) tragen primär Pseudomonaden bei. Daneben wurden auch Hefen, z. B. Candida tropicalis, die ebenso an der Polymeroberfläche kultivierbar sind, zum biologischen Abbau von Phenolen eingesetzt.

Durch den Einsatz derartiger Milcroorganismen tragender Gele lassen sich insbesondere auch industrielle Abwässer hervorragend reinigen, wobei mit Rücksicht auf die teilweise sehr selektive Anlagerung der Mikroorganismen an den Aminoaldehydpolymeren die unmittelbar in den Abwässern enthaltenen Bakterien ohne zusätzliche Zudosierung von biologischem Material zur Reinigung herangezogen werden können. Die elektropositive Geloberfläche führt hiebei offensichtlich zu einer selektiven Anlagerung der elektronegativen Membranwände, wobei trotz einer zunehmenden Belegung der Oberfläche der Aminoaldehydpolymere die Phenoladsorption weiterhin ungestört vor sich geht, da derartige Substanzen in die Oberfläche hineindiffundieren.

Um nun die Wirkungsweise insbesondere für hydrophobe phenolische Komponenten, welche in ein etwa 90 % Wassergehalt aufweisendes Gel nur erschwert hineindiffundieren, zu begünstigen, wird mit Vorteil ein Anteil von aromatischen Aminoaldehydpolymeren eingesetzt, wobei die erfindungsgemäße Verwendung hiebei bevorzugt so vorgenommen wird, daß der Anteil von aromatischen Aminoaldehydpolymeren bei wachsendem -2-

Claims

AT 394 543 B Anteil hydrophober phenolischer Komponenten im Abwasser, insbesondere bei zunehmenden Konzentrationen von Chlorphenol, Phenylphenol, Phenol, Kresol oder Thymol, erhöht wird. Für die Adsorption hydrophiler Phenole, wie beispielsweise Nitrophenol, Aminophenol, kann der Anteil aromatischer Aminoaldehydpolymere entsprechend geringer gewählt werden. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß mit Aminoaldehydpolymeren der eingangs genannten Art auch Benzpyrene und aromatische Kohlenwasserstoffe in hohem Maße adsorbiert werden können und bei geeigneter Mikrozönose auch von den am Gel angewachsenen Bakterien umgesetzt werden können. Die Aminoaldehydpolymere können neben der bevorzugten Verwendung in Festbettreaktoren in der Art eines Tropfkörpers im Fall von Spitzenbelastungen einer Abwasserkläranlage auch batchweise zugesetzt oder als rotierende Scheiben eingebracht werden, um Spitzenbelastungen des Abwassers, wie sie beispielsweise nach der Einspeisung von Bleichlaugen aus der Zelluloseindustrie auftreten könnte, als Puffersubstanz abzufangen. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß verwendeten Aminoaldehydpolymere wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In Fig. 1 ist hiebei die Abnahme der Restphenole, u. zw. im besonderen der FeClj-komplexierenden Phenole, bei Zusatz von steigenden Mengen von Aminoaldehydpolymeren ersichüich. Die Kurve (1) in Fig. 1 macht hiebei deutlich, daß bei Zusatz von 4 kg eines Aminoaldehydpolymers gemäß der Erfindung je Hektoliter/Abwasser, ausgehend von einer 0,4 % Phenole enthaltenden Lösung, eine relative Abnahme der Phenole in dieser Lösung auf 25 % des Ursprungswertes ermöglicht wird. Die Kurve (2) zeigt hiebei in Fig. 1 die analogen Verhältnisse für eine 4 % Phenole enthaltende Lösung. Im besonderen konnte in Vergleichsversuchen gezeigt werden, daß die FeCl^-komplexierenden Phenole sich gleich verhalten wie die Gesamtphenole. Für die Versuche in Fig. 1 wurden die jeweils dargestellten Kurvenpunkte durch batchweises Zusetzen der jeweiligen Menge an Aminodialdehydpolymer gewonnen. Solange die Grenzkapazität des Aminoaldehydpolymers für die Adsorption nicht erreicht wird, läßt sich eine besonders rasche Abnahme phenolischer Komponenten erzielen. Die Grenzkapazität liegt hiebei bei einer Adsorption von ca. 35 Gew.-% Phenolen, bezogen auf das Gewicht des Aminoaldehydpolymers. Eine besonders günstige Verfahrensweise unter rascher Abnahme der Konzentration phenolischer Komponenten im Abwasser läßt sich dann erzielen, wenn bei etwa 20 bis 30 % der Grenzkapazität gearbeitet wird, wobei beispielsweise durch einmaligen Zusatz von 4 kg Aminoaldehydpolymer je Hektoliter Abwasser, ausgehend von einer 0,4 % Phenol enthaltenden Lösung, eine Abnahme der Konzentration auf 30 % beobachet werden konnte. Wenn die gleiche Menge Aminoaldehydpolymer in mehrfachen, kleineren Mengen eingesetzt wird, kann der Wirkungsgrad wesentlich erhöht werden, und es hat sich gezeigt, daß durch zweimaligen Einsatz von je 2 kg Aminoaldehydpolymer eine Konzentrationsabnahme auf 18 % des ursprünglichen Wertes an phenolischen Komponenten erzielt werden konnte. Bei viermaliger Anwendung eines Viertels der Menge, welche eine Abnahme auf 30 % ergeben hat, ließ sich die Konzentration an phenolischen Komponenten auf 12 % des ursprünglichen Wertes senken und bei achtmaligem Einsatz von 1/2 kg Aminoaldehydpolymer je Hektoliter wurden Werte von 7 % des ursprünglichen Phenolgehaltes gemessen. Die Verhältnisse für Gesamtphenol sind hiebei in der Fig. 2 dargestellt, wobei die Kurve (3) wiederum eine 0,4 % Phenol enthaltende Abwasserlösung, die Kurve (4) eine 4 % Phenol enthaltende Abwasserlösung betrifft PATENTANSPRÜCHE 1. Verwendung eines durch Umsetzung von Glutardialdehyd mit einem Diamin der allgemeinen Formel NH2-(CH2)n-NH2, worin n 2 bis 12 bedeutet, und/oder einem aromatischen Diamin, wie z. B. Phenylendiamin, Diaminodiphenylether oder Diamindiphenylmethan, erhaltenen Aminoaldehydpolymeren als Gel zur Reinigung von kommunalen oder industriellen Abwässern, insbesondere zur Immobilisierung von in biologischen Kläranlagen oder Reaktoren enthaltenen Mikroorganismen unter gleichzeitiger Adsorption von phenolischen Komponenten des Abwassers.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminoaldehydpolymere in Festbettreaktoren oder als Tropfkörper eingesetzt werden. -3- AT 394 543 B
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von aromatischen Aminoaldehydpolymeren bei wachsendem Anteil hydrophober phenolischer Komponenten im Abwasser, insbesondere bei zunehmenden Konzentrationen von Chlorphenol, Phenylphenol, Phenol, Kresol oder Thymol, erhöht wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen