DE1920590A1

DE1920590A1 - Verfahren zur Ausflockung von Feststoffen und Entwaesserung von Abwasserschlaemmen

Info

Publication number: DE1920590A1
Application number: DE19691920590
Authority: DE
Inventors: Olgard Dr Gunnar; Dolby Dr Carl Ingemar; Jernqvist Ake Sven-Henrik
Original assignee: Rederi Nordstjernan AB
Current assignee: Rederi Nordstjernan AB
Priority date: 1968-04-23
Filing date: 1969-04-23
Publication date: 1969-12-04
Also published as: SE331979B; NL6906296A; FR2013320A1

Description

Verfahren zur Ausflockung von Feststoffen und Entwässerung von Abwasserschlämmen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausflockung von fein zerteilten Feststoffen, die in einem flüssigen Medium dispergiert sind. Insbesondere betrifft die Erfindung die Abtrennung von Feststoffen aus Dispersionen von Abwasserschlämmen; sie kann aber auch in Verbindung mit anderen fein zerteilten Dispersionen, zum Beispiel von Mineralien, wie Calciumkarbonat , oder bei Dispersionen von Fasern verwendet werden.

Es ist bereits bekannt, daß die Abtrennung von Feststoffen aus Dispersionen, insbesondere wässrigen Dispersionen, durch die Verwendung von Eoagulierüngsmitteln und Hilfsausflockungsmitteln erleichtert werden kann, Koagulierungsmittel, wie Aluminiumsulfat und Eisenchlorid₉ bewirken eine Agglomeration der suspendierten Teilchen zu Mikroflocken. Die/Verwendung von HilfSausflockungsmitteln bewirkt im allgemeinen, daß diese Mikroflocken größere Flocken bilden, die leichter von der Flüssigkeit zu trennen sind. Zu den üblichen.Hilfsausflockungsmitteln zählen natürlich vorkommende organische Verbindungen,wie

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Stärke oder Leim; anorganische Verbindungen höheren Molekulargewichts» wie aktivierte Kieselsäure; und synthetische organische. Polymerisate, die in wässriger Lösung einer Ionisierung unterliegen können, die Polyelektrolyte.

Die US-Patentschrift'3 259 570 und die "britische Patentschrift 967 607 betreffen beide die Verwendung von PoIyelektrolyten in Verfahren zur Abtrennung von Teilchen. In beiden Verfahren v/ird eine Kombination von kationischen und anionischen Polymerisaten verwendet und eine beträchtliche Verbesserung der Filtrationsgesehwindigkeit erzielt.

Bei diesen beiden Verfahren tritt Jedoch lediglich ein rein physikalisches Ineinandergreifen oder Verfilzen der Polymerisatketten ein , wobei die ausgefällten Feststoffe in die Zwischenräume der verknäulten Ketten gelangen. Das erhalbene Produkt schließt ein beträchtliches Volumen an Wasser ein und ist relativ gallertartig* Es ist physikalisch schwach und verhältnismäßig unbeständig in dem Sinn, daß es bei relativ schwachem Rühren dispergiert werden kann. Darüber hinaus sind im allgemeinen die zugegebenen Mengen' an Polyelektrolyt verhältnismäßig gering.

In der britischen Patentschrift 1 003 594 wird ein Verfahren zur Konsolidierung von Schlämmen, die bereits durch Polymerisation monomererMaterialien in der Masse des niedergeschlagenen Schlamms ausgefällt wurden, beschrieben. Durch dieses Verfahren wird selbstverständlich das Problem der Entfernung gallertartiger· Peststoffe:. aus der Dispersion nicht gelöst.

Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung eines Verfahrens, mit dem Feststoffdispersionen , einschließlich Feststoffe_> z.B, aus Abv/a s 3 er schlämmen, die nur sehr schwierig filtriert ,. werden können, von dem dispergierenden Medium abgetrennt werden könnei , und zwar in Form eines fest en, dichten lilz&er-

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schlags mit vergleichsweise großer physikalischer Festigkeit, der auch kräftiges Rühren ohne Zerstörung und Wiederherstellung des dispergierten Zustande aushält.

Das erfindungsgenäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man zu einer Dispersion von Peststoffen ein erstes polymeres Material, aas in dem Dispersionsmedium löslich ist, eine verzweigtkettige Struktur, eine starke Affinität*und eine Mehrzahl von reaktionsfähigen Stellen aufweist, zugibt, ein polyfunktionelles Vernetzungsmittel der Dispersion hinzufügt und dieses Vernetzungsmittel mit dem polymeren Material reagieren laßt. - Die /beiden Substanzen werden in solchen Mengen zugegeben, daß das Reaktionsprodukt ein makroskopisches tfetzyerk bildet, das einer beträchtlichen Volumensreduktion unterliegt und große,leicht abtrennbare Flocken oder Agglomerate bildet, in. denen die suspendierten Pest- · stoffteilchen eingeschlossen werden.

Der Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bemerkenswert. Das gebildete iietzwerk aus den Substanzen hohen Molekulargewichts ist mit dem bloßen Auge sichtbar und erstreckt sich durch die ganze Suspension. Es haftet den Peststoffteilchen an oder umschließt diese und kontrahiert sich zu kleinen, relativ kompakten !!lumpen oder Kugeln, die 'sichtbar sind, wenn die Mischung gerührt wird«

Das eriindungsgemäSe Verfahren ist für konzentrierte Systeme nit einen Pests^offgehalt von wenigstens 0,01 Gew.-£o (trocken) gux anwendbar. Die Suspensionen können ausgeflockt -rsein , bevor sie behandelt werden* In diesem Zusammenhang sind Schlämme von besonderen Interesse, einschließlich'Schlämme aus Abwasseranlagen, obwohl auch Pasersuspensionen, Suspensionen von chemischen Niederschlägen und Suspensionen von Sqndteilchen, Glas oder Plastikteilchen verschiedener Größe behandelt werden körnen. 3s ist nicht möglich, hinsichtlich des Peststoffgehalts der Suspensionen eine eindeutige obere

*· zu den Feststoffen

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Grenze zu ziehen, da es erfindungsgemäß möglich ist, Materia- · lien, in welchen das Suspensionsmedium (zum Beispiel Wasser) vollständig absorbiert ist, zu entwässern, so daß das System nicht länger als Suspension in der eigentlichen Bedeutung des Wortes angesehen werden kann«, Jedoch in Fällen einer Behandlung von ausgefaulten Schlämmen wird gewöhnlich ein Peststoffgehalt zwischen etwa 0·, 5 und etwa 10$, vorzugsweise etwa zwischen 3 und 5 Gew.-%, verwendet. Abwasser der Zelluloseindustrie wird gewöhnlich bei Konzentrationen von etwa 0,01 bis 5 Gew.-^ behandelt? Der Gegenstand der Erfindung findet seine größte Anwendung bei der Behandlung von wässrigen Dispersionen, aber er kann auch bei Dispersionen von Peststoffen in anderen flüssigen Medien, angewendet werden«

Im allgemeinen sind Dispersionen dem erfindungsgemäßen Verfahren am meisten zugänglich, in denen die suspendierten Teilchen eine Größe zwischen etwa 1/u und etwa 2 mm besitzen. Das Material selbst kann entweder eine, positive oder negative^ elektrostatische Ladung besitzan, oder es kann elektrostatisch neutral sein. Es kann im wesentlichen hydrophob oder hydrophil sein . .

Aufgabe des ersten, stark verzweigten Polymerisats ist es, an den dispergierten Teilchen zu haften, um Brenn- oder Knotenpunkte für das polymere Netzwerk zu schaffen. Es sollte im Dispersionsmedium Löslich sein und einige Eigenschaften besitzen, die eine starke Affinität des Polymerisats bewirken. In anderen Worten, äas Polymerisat nuß einige Eigenschaften aufweisen, die bewirken, daß es an den suspendierten Teilchen anhaftet und nicht einheitlich in der kontinuierlichen Phase dispergiert bleibt. In den Fällen, in denen die Teilchen eine elektrostatische Ladung besitzen, kann die Affinität der Dispersion durch entgegengesetzte Ladung, der Polymerisatmoleküle bewirkt werden. So ist zum Beispiel ausgefaulter Abwasserschlamm allgemein negativ geladen. Es haben daher kationische Polyelektrolyte eine elektrische Affinität zu dem' Allgemein können Dispersionen bis zu etwa 15% behandelt werden.

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dispergierten Schlamm. Andererseits kann auch adsorptive Affinität ausgenutzt werden. Eine wässrige Dispersion eines relativ hydrophoben Materials kann zum "Beispiel in zufriedenstellender Weise mit einem ungeladenen Polymerisat oder sogar einem Polymerisat gleicher Ladling wie das fein zerteilte Material' (wenn diesesMaterial eine Ladung aufweist) behandelt werden, wenn das Polymerisat selbst große hydrophobe Gruppen besitzt, Die hydrophoben Bestandteile werden sich selbst um die dispergierten Teilchen anordnen und die hydrophilen Gruppen, die notwendigerweise anwesend sind, um Wasserlöslichkeit zu gewährleisten, werden das PöLymerisat an der Oberfläche der !Teilchen halten.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Polymerisate Gruppen enthalten, die mit reaktiven Gruppen der dispergierten Teilchen eine chemische Kombination eingehen. . .

Das erste polymere Material sollte auch verzweigt sein, eine Eigenschaft, die als wünschenswert dafür angesehen wird, daß das Polymerisatmolekül an den dispergierten Peststoff— . teilchen anhaftet^und zwar zum Teil wenigstens aufgrund der großen Wahrscheinlichkeit des Kontaktes mit den Feststoffteilchen. Die Verzweigungen sind vorzugsweise gleichmäßig über die Kohlenstoffkette verteilt. Geeignete Polymerisate besitzen gewöhnlich ein Molekulargewicht..von etwa 1200 bis 100.000, Bei einem gegebenen Molekulargewicht ist die Viskosität umgekehrt proportional au dem Grad der Verzweigung, und für den genannten Bereich der Molekulargewichte haben . geeignete Polymerisate Brookfield-Viskositäten zwischen etwa 3 und etwa 1200 cP, gemessen mit einer 5$igen Lösung in V/asser bei 25⁰C. . . . ' . · . ':---.■·.■ · "

Schließlich sollte das erste Polymerisat reaktiver Gruppen, -■ aufweisen, mit denen eine Verknüpfung mit dem zweiten--p.oly^... meren Material möglich ist. Die Hatür-.derartiger .Gruppen♦•^.jjv^ kann stark ■.unterschiedlich sein, Beispiele, s

sind -ιίΗρ, =Jffi, -COOH, -OH,' -SH, -DJOO, -BCS, aber auch : ' ■■ . ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen,wie -CH=CHx, die mit verschiedenen unschädlichen Gruppen, einschließlich Halogen, Estergruppen oder dgl., substituiert sein können.

Beispiele geeigneter. Polymerisate sind kationische Polyelektrolyte, wie wasserlösliche Polymerisate, deren Kette eine Mehrzahl von Amino-, Imino- oder quaternären Ammoniumgruppen enthält oder mit diesen substituiert ist. Dazu zählen Homo- - ^; und Mischpolymerisate von Vinylpyridin, Mono-, Di- oder Tri— alkyl-ammoniumsalze, wie Vinylbenzyltrimethyl-amiaoniumohlorid, Allylamin und Aminoäthylacrylat-Hydrochlorid. Derartige Polymerisate können natürlich gegebenenfalls unschädliche Substi- ^; tuenten enthalten. Zu besonders bevorzugten Substanzen gehören■ z.B. hochmolekulare wasserlösliche Polyäthylenimine, substituierte Polyäthylenimine und quarternäre Ammoniumsalze davon. · · .....:.

Srfindungsgemäß mit sehr gutem Erfolg verwendbare Polyäthylenimine ha'ben ein Molekulargewicht von etwa 30.000 b'is'lOO.OOQ und sind stark verzweigt. ' ' / .

Zu nicht-ionischen Substanzen mit hohem'MolekulargeWicht", die'" erfindungsgemäß mit^:gutem Erfolg'verwendet werden'können; ' " zählen' Polyäther, 'wie P^ölyäthylenöxyd, Pölyv'inyläther, "'* Zelluloseäther'und" hydroxyäthylie'rte" Pdlymeriöate, Von diesen " Polyäthern ist P'olyäthyleno'xyd mit einem Molelailargev/-i*dht von * 10' ganz besonders geeignet,—Unter geeigneten Bedingungen können auch verzweigte anionische Polyelektrolyte als erstes oder einschli-eßendes Polymerisat 'verwendet 'werden. · "-^:-"

Das Vernetzungsmittel ist gev/öhnlich auch v/asserlöslich'i' ~ ^tv""' Es miiß selbstverständlich Gruppen aüfweisen',"die mit den reaktiven Gruppen des ersten polymeren "Materials reagieren kö'nne^;n_e * Diese können gewöhnlich aus derselben Klasse von Gruppen," wie sie oben im Zusammenhang mit dem ernten'polymeren"Material· ■-""

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ORIGINAL INSPECTED

angegeben sind, ausgewählt werden.. Vorzugsweise ist es selbst polymer und kann ein Polyelektrolyt, entweder anionischer oder kationischer ITatür, oder nicht—ionischer Natur sein. Vorzugsweise ist es geradkettig und besitzt ein Molekulargewicht von zwischen etwa 100.000 und etwa 10.000.000, oder sogar höher. Es wurden auch Verbindungen mit niedrigerem Molekulargewicht, einschließlich Malonsäure, verwendet. Obwohl diese auch als Vernetzungsmittel wirken, ist das Produkt'schleimariig und nicht leicht abzutrennen.

Es ist möglich, die als,Vernetzungsmittel wirkende Verbindung in monomere!· ■Form zu der zu behandelnden Dispersion zuzugeben und in situ zu polymerisieren. Auch in diesen Fällen werden übliche Polymerisationskatalysatoren zugegeben,

Beispiele geeigneter Materialien für das zweite Polymerisat sind anionische Polyelektrolyte, wie im wesentlichen geradkettige Polyalkylensäuren und deren Amide. Um genügend wirksam zu sein, sollte das Amid zu etwa 1 bis 50$, vorzugsweise 3 bis 30£, hydrolysiert sein und das höchst mögliche Molekulargewicht besitzen, da gefunden wurde, da3 je höher das Molekulargewicht ist, desto stärker die ausfällende Wirkung ist und desto kleiner die Mengen an Polymerisat sind, die für sehr befriedigende Ergebnisse notwendig sind. Es wird bevorzugt, Polyacrylamide mit Molekulargewichten bis 5 - 10x10 , die leicht erhältliche anionische Polyelektrolyte darstellen, zu verwenden , obwohl diese obere Grenze nicht entscheidend ist. ^ , , .

Andere anionische Substanzen mit hohem Molekulargewicht, die ebenfalls verwendet v/erden können, sind z.B. Mischpolymerisate von Acrylsäure und Mischpolymerisate von Acrylamid, z.B. mit lia triunrvinyl sulphone t, Polymerisaten von anderen Karbonsäuren als Alkensäuren, carboxylgruppenhaltige Derivate von Zellulose und Polymerisate, in denen die anionische. Gruppe eine Sulfonsäure- oder Phosphorig-Säuregruppe ist.

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-β -

Ohne diese Theorie für verbindlich anzusehen^ wird aufgrund von Beobachtungen angenommen, daß sich das erste polymere Material um die suspendierten Feststoffteilchen herumlagert und eine Art von Schale oder Umhüllung wegen der zwischen beiden Materialien bestehenden Affinität gebildet wird. Die Anordnung des die Peststoffteilchen umhüllenden Polymerisats ist derart, daß dessen reaktive Stellen mit den reaktiven "Gruppen des vernetzten Polymerisats in Wechselwirkung treten, wobei die Wahrscheinlichkeit des Eontaktes zwischen diesen Gruppen groß ist und eine Reaktion stattfindet, in der eine Art Pfropfpolymerisat mit netzartigem Aufbau gebildet wird. Auf diese V/eise werden die umhüllten Teilchen miteinander vereinigt und in einem geschlossenen, dichten makroskopischen Netzwerk durch das zweite Polymerisat zusammengezogen. Das Netzwerk versucht das kleinste mögliche "\SLumen - hauptsächlich aufgrund des Entropieeffektes - einzunehmen. In einigen Fällen kann die Kontraktion teilweise durch dieVer-' änderung des'-hohen pH-Wertes zu einem niedrigen oder neutralen pH-Wert bedingt sein, was durch die Kombination einer kationischen oder basischen Substanz mit einer anionischen oder sauren Substanz, die eine Reduktion des Molvolumens verailaßt, wird. Tatsächlich werden,obwohl der pH-Wert nicht entscheidend ist, erfindungsgemäß die besten Ergebnisse erhalten, wenn der pH-Wert neutral oder nahezu neutral ist, nachdem beide Polymerisate zusammen gegeben wurden. Ein anderer', möglicherweisebedeutungsvoller, jedoch nicht kritischer Faktor, der zur Kontraktion des Netzwerks beitragen kann, ist die Größenordnung der Ionenkonzentration, die so niedrig ^wIe möglich gehalten werden sollte. Zum Beispiel sollte die Anwesenheit von Fremdionen, die beispielsweise von mineralischen Verunreinigungen in der Dispersionsflüssigkeit herrühren können, vermieden werden, da diese die Kontraktion des Netzwerks beeinträchtigen. Die Kontraktion geht in bemerkenswerter Geshhwindigkeit vor sich und es wird ein starker kompakter Niederschlag erhalten, der leicht von dem Dispersionsmedium

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durch Filtration, Flotation oder anderen bekannten Verfahren entfernt werden kann.

Allgemein beträgt der Anteil des polymeren Materials, das der Dispersion zugegeben wird, etwa 50 bis etwa 600 Teile pro Million (bezogen auf das Gewicht der Suspension). Das Gewichtsverhältnis des umhüllenden Polymerisats zu dem vernetzenden Polymerisat liegt allgemein zwischen etwa 1:1 und etwa 10:1.

Bei einem speziellen Verfahren zur Entwässerung von Abwasserschlämmen gemäß der vorliegenden Erfindung wird zuerst eine kationische Substanz, die das negative' Zeta-Potential der Teilchen neutralisiert und dafür ein leicht positives Potential schafft, der Schlammsuspension zugegeben. Diese Substanz wird mit der Suspension durch sorgfältiges Rühren vermischt. Es werden Flocken gebildet und obwohl diese durch starkes Rühren dispergiert werden können,., ist der augenblickliche sichtbare Effekt sehr ausgeprägt. Die anfänglich gebildeten Flocken vereinigerfsich zu größeren Flocken, die sich schnell . absetzen. Ohne weitere Behandlung hat der abgesetzte Schlamm jedoch einen-maximalen Gehalt an Trockenstoffen von 7 bis 8$.

Eine zweite vernetzende polymere Substanz wird dann mit dem Schlamm vermischt, worauf eine Reaktion stattfindet, bei der sehr große und stabile Flocken gebildet¹ werden, die sich in schneller Geschwindigkeit absetzen. Darüber hinaus verändern sich die Festigkeitseigenschaften der Flocken in ,starkem Maße. Dieses kann dadurch nachgewiesen werden, daß sie einem starken Rühren oder Pressen unterworfen werden können, ohne daß ein Zerfall und eine Verunreinigung des Wassers in 4,er Umgebung stattfindet. ,

Die dem. System zugegebene Menge an Polyelektrolyt hängt. selbstverständlich von dem Trocken-Eeststoff-Gehalt des,:zubehandelnden Schlamms- und der Art des zugegebenen Materials ab,

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- ίο -

Bei bestimmten Kombinationen sollten etwa 250 Teile pro • Million der zugesetzten polymeren Komponenten für einen Peststoffgehalt von Ufo verwendet werden, während für einen Feststoffgehalt von 5$ etwa 560 Teile pro Million an Zusatzstoffen verwendet werden sollte. Werden zu kleine Mengen verwendet, können nicht alle Teilchen in dem Netzwerk gebunden werden, währenimit zu großen Mengen die Komponenten mit dem Schlamm reagieren, was eine Redispersion der Peststoffteilchen bewirken kann. Die Verwendung geeigneter Mengenanteile verhindert auch die Anwesenheit von unverändert gebliebenen Polymeren in dem Eiltrat. ' .

Bei der Behandlung von Abwasserschlämmen, aber auch bei allgemeiner Verwendung, ist es wesentlich, daß die relativen Anteile des ,umhüllenden Polymerisats und des vernetzenden Polymerisats richtig gewählt sind. Pur jedes System gibt es ein optimales Verhältnis, mit dem eine maximale Piltrationsgesohwindigkeit erzielt wird. Dieses kann leicht durch einige einfache Vorversuche bestimmt werden.

Es wird zwar vorgezogen, das umhüllende Polymerisat mit dem Vernetzungsmittel in der Dispersion umzusetzen, jedoch ist es auch möglich, daß die beiden Reaktionsteilnehmer außerhalb des Systems miteinander umgesetzt werden und das Produkt der Dispersion zugesetzt wird.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung\

Beispiel 1

Eine wässrige Suspension von Abwasserschlamm, die 3,5 ^ Peststoffe (Trockengehalt) enthielt, wurde in ein Versuchsrohr gegeben. Zu dieser wurden 10 Vol.?& einer O,l^igen Lösung (spezifisches Gewicht 1,0) von einem Polyäthylenimin mit einem Molekulargewicht von etwa 50»000 und einer Brookfield-

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- Ii -

Viskosität c_vr 5$igen Lösung in 0,05 molarem wässrigem NaCl "bei 25°C von 28 cP gegeben. Die erhaltene Mischung wurde dann mit 3 Vol.-?S einer 0,l$igen (spezifisches Gewicht 1,0) Lösung von einem 2,5$ hydrolysiertem Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht von etwa 2,5 Millionen vermischt. Nachdem das Rohr mehrere Male geschüttelt worden ist, kontrahierten sich die suspendierten Peststoffteilchen zu einem sehr kleinen Volumen, das innerhalb des Polymerisat-Netzwerks, das durch die Umsetzung der beiden Polymeren gebildet wurde, gehalten wurden. Die behandelte Flüssigkeit wurde dann zweimal durch ein 0,25 mm Drahtgewebe filtriert und mit einer, in ähnlicher Weise filtrierten Suspension verglichen, die nicht behandelt worden war. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Filtrationszeit (2 Durchgänge) in Sek.

Tiübung des Piltrats (2 Durchgänge) JTU Einheiten *

Wassermenge im Filterkuchen nach 1 Min. (Vol.%)

Entwässerung nach 1 Min. (VI^)

Suspendiertes Material im Filtrat nach der ersten Filtration (Gew. #)

nach der zweiten Filtration (Gev/. $>)

Behandelt	Unbehandel.t
• 28	315
änge) 15	335
33	65
67	35
rax 0,030	0,20
<0,01	0,17

* JTU Einheiten = Jackson-Trübungseinheiten

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Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde eine andere Kombination an Polymeren verwendet. Das erste Polymerisat war ein Polyamin mit einem Molekulargewicht von etwa 1 Million und einer Brookfield-Yiskosität von.1500 ,cP_f gemessen in einer 5$igen wässrigen Lösung bei 2-5°b. Als zweites Polymerisat wurde dasselbe hydrolysierte Polyacrylamid wie in Beispiel 1 verwendet. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Behandelt ünbehandelt

Filtrationszeit bei 60$iger Entwässerung

in Sek.

Trübung des Filtrats JTU Einheiten

Viassermenge im Filterkuchen nach 1 Min. (Vol.%)

Entwässerung nach 1 Min.

'.15	■ 315
9	335
36	-65 V
64	35 ■■-"'
at C 0,01	0,17

Suspendiertes Material im Filtrat
(Gew. -$)

Beispiel 3 '

Eine Suspension von Zellulosefasern in Wasser mit einem Faser-(Feststoff-) Gehalt von 0,015 Gew.-% wurde, in.ein Versuchsrohr gegeben* Zu dieser wurden 2 Gew.-$ einer 0,025 Gew.-^igen Lösung von Polyäthylenimin, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, zugegeben. Zu der Mischung wur4e 1 Vol.-$ einer 0,025 Gew.-^igen wässrigen Lösung desselben Polyacrylamids wie in Beispiel 1 zugefügt. !Mach 0,1 Min. bildete sich ein Polymerisat-iletzwerk und nach Umdrehen des Rohrs

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kontrahierte sich die Faserraasse zu einem Bruchteil des ursprünglichen Volumens.

Die Suspension wurde zweimal durch ein 0,25 mm Drahtgewebe . ohne Vakuum filtriert, worauf die im Filterkuchen verbliebene Wassermenge nach 1 Minute 5$ des ursprünglichen Volumens betrug. Die Filtration der gleichen Suspension.ohne zugefügte Polymere ergab eine ¥asserretention von 75$. Darüber hinaus war das Filtrat im ersten Fall kristallklar und frei von Fasern, während ohne Polymere: ein undurchsichtiges FiItrat erhalten wurde.

Beispiel 4

Einer v/äs sr igen Suspension von:; einem Abwasserschlamm mit 3,5$ Feststoffen wurden 2 G-ew.r-$ einer l$igen Lösung des gleichen verzweigtkettigen Polyäthylenimins,wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, zugegeben. Die' erhaltene Mischung wurde mit 5 Vol.-$ einer 0,25 Gew.-$igen Lösung von Eisen-II-ammoniumsulfat und 5 Vol.-$ einer 1 Gew.-$igen Lösung von Saliumperoxydisulfat vermischt. Mach dem Mischen wurde

1 VbI.-$ an Acrylsäure zugegeben. Die erhaltene Polyacrylsäure reagierte mit dem , Polyäthylenimin unter Ausbildung ■ eines Netzwerks, das die Schlammteilchen einschloß und leicht durch einfache Filtration abgetrennt werden konnte.

Die Lösung wurde zweimal durch ein 0,25 mm Drahtgewebe ohne Vakuum filtriert. Die gleiche Filtration wurde mit derselben Schlammsuspension ohne zugefügte Polymere durchgeführt. Bei den Filtrationen wurden folgende Ergebnisse erhalten:

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Behandelt

Unbehandelt

Piltrationsaeit bei 60$iger Entwässerung (Sek.)	38	427
Trübung des 3?iltrats- JTU Einheiten	20	240
Wassermenge im Filterkuchen nach 1 Min. (Vol.?*)	31	75
Entwässerung nach 1 Min. (Vol.^)	69.	25
Suspendiertes Material im 3?iltrat (Gew.-^) <0,01	0,17

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Ausflockung von in einem flüssigen Medium dispergierten Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man einer Dispersion von Peststoffen ein erstes polymeres Material, das in dem Dispersionsmedium löslich ist, eine verzweigtkettige Struktur, eine starke Affinität zu den Peststoffen und eine Mehrzahl von reaktionsfähigen Stellen aufweist, zugibt, ein polyfunktionelles Vernetzungsmittel der Dispersion hinzufügt und dieses Vernetzungsmittel mit dem polymeren Material reagieren läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dispersion eine wässrige Dispersion, die etwa 0,01 Ms etwa 10$ Peststoffe enthält, eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste polymere Material und das Vernetzungsmittel in einem Verhältnis von etwa 50 bis etwa 600 Gew.-Teilen pro Million Teile Dispersion verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes polymeres Material ein solches mit einem Molekulargewicht von etwa 1200 bis 100,000 und einer Viskosität von etwa 3 bis etwa 1200 cP verwendet wird.

^ *■ ■

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes polymeres Material ein kationischer Polyelektrolyt, der Amino-, Imino-, oder quartäre Ammoniumgruppen enthält, verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel ein Polymerisat mit einem Molekulargewicht von etwa 500,000 bis etwa 10.000.000 verwendet wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Vernetzungsmittel durch Polymerisation in der Dispersion gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel ein anionisches Polyalkylen-•säureamid verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel ein teilweise hydrolysiertes Polyacrylsäureamid verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel zu etwa 1 bis etwa 50$, vorzugsweise etwa 3 bis' etwa 30$,hydrolysiert worden ist,

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste polymere Material zuerst und anschließend das Vernetzungsmittel der Dispersion zugefügt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste polymere Material mit dem Vernetzungsmittel vermischt wird, bevor es der Dispersion zugegeben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes polymeres Material ein solches verwendet wird, in dem die reaktiven Stellen praktisch gleichmäßig entlang den entsprechenden molekularen Ketten verteilt sind.

14. Verfahren nach Anspruch 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel ein solches verwendet wird, in dem die funktionellen Gruppen praktisch gleichmäßig entlang den entsprechenden molekularen Ketten verteilt sind,

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15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch- gekennzeichnet, daß als erstes polymeres Material Polyäthylenimin mit einem Molekulargewicht zwischen etwa 1200 und etwa 100.000 und einer Viskosität von etv/a 3 his etwa 1200 cP, und als Vernetzungsmittel ein Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht von etwa 500_s000 bis etwa 10.000.000, das zur etwa 1 "bis etwa 50$ hydrolysiert worden ist, verwendet wird.

einer wässrigen Dispersion mit etwa 0,5 und etwa Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man zu Dispersion ein verzweigtkettiges polymeres Ma mit einem Molekulargewicht zwischen etwa 120C und etwa 100.000 und einer Viskosität von etwa 3J^s etwa 1200 cP, das auf der polymeren Kette reaktive Jj#ellen und eine Affinität zu den Schlammteilchen ausweist, zugibt, wobei diese Teilchen umhüllt werden; djreser Dispersion ein polymeres polyfunktionelles Vernetzungsmittel mit einem Molekulargewicht von zwiscbim etv/a 500.000 und etwa 10.000.000 -zusetzt, dasyiiit den reaktiven Stellen des ersten polymeren Materials reagieren kann; das Vernetzungsmittel mit de^rpolymeren Material umsetzt und ein dichtes Netzwer}*f das den Schlamm einschließt, bildetj und den eingeschlossenen Schlamm von dem wässrigen gsmedium abtrennt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, das verzweigtkettige polymere Material und das. kernetzungsmittel in einem Verhältnis von zwischen etwa 50 und etwa 500 Gew.-Teilen pro Million Teiie Dispersion

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RederiaktieTDOlaget üiordstjeraan IEO 33 ·

JNeue Ansprüche 16 .und 17

16. Verfahren nach Anspruch 1, 4 iükI 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausflockung ein Abwasserschlamm in 3?orm einer wässrigen Dispersion zwischen etwa 0,5$ und etwa 5$ Feststoffen eingesetzt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis von verzweigtkettigem p.olymereia Material und Vernetzungsmittel zwischen etwa 5Q und etwa 500 Gewichtsteilen pro 1 Million !eile Dispersion verwendet wird.

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