DE2111810A1 - Verfahren zur Steuerung von Schlammbildungen in wasserfuehrenden Anlagen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE _

DBPi,.mG.AMTHOE 21 I 1810

DJPXi₁-ISTG. WOLF

»-β FHANKFITHT A. M., 11.3.71 (0611) St 03 08 λλ λ α η

I/Scnm

W.R. Grace & Co,, 7 Hanover Square, New York, N.Y. 10005 /USA

Verfahren zur Steuerung von Schlammbildungen f

in wasserführenden Anlagen

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung von Schlammbildungen in wasserführenden bzw. auf Verwendung von wasserangewiesenen Anlagen.

Derartige Schlämme oder Schleime bestehen aus gewissen Organismen, von denen einige von mikroskopischer Größe sind; aus {| von Organismen gebildeten Ballungen und anderem, organischen

Material. Die daraus entstandenen Ablagerungen bezeichnet man gemeinhin- als-Schlämme von. unterschiedlichen Eigenschaften, beginnend von faserigen bis freiartigen sowie gelartigen bis au harten und verhornten Massen.

Die Entwicklung von Schlamm stellt ein bedeutendes Problem für _c manche Gebiete industrieller Anlagen dar, in denen Wasser ge- . '--'·

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braucht wird, wie etwa bei Luftaufbereitungsanlagen, bei Wasservorrats- und in Wasserreinigungssystemen. Die von Schlamm gebildete Masse verringert den wirksamen Durchmesser von Rohrleitungen und anderen Teilen von Umlaufsystemen/ In allen Fällen in amen die Masse an Wasser, in der sich Schlamm entwickelt, als solche eingeht in die Herstellung irgendeines Produktes so beispielsweise bei der Herstellung von Papier in der Papier^· indu-strie - verunreinigt der Schlamm das Produkt, verfärbt es und vermittelt ihm unerwünschten Geruch und setzt in charakteristischer Weise dessen Festigkeit herab. Die Bildung von Schlamm vermindert ferner oft die Wirksamkeit eines industriellen Wassers an Mch, wie beispielsweise in lühltürmen und I»uftaufbereitungsiinläSfew» in denen eine Zunahme an Scfilammlnhalt die Wirksaaikei-t des Kühlturmes oder der Wärmeverteilungsänlage ernstlich beeinti'äeihtigen kanrii ' ' '

In solchen Fällen erfordert die Schlammbildung häufig eine φ kostspielige und zeitraubende Arbeit zur Beseitigung des Schlammes. Auar diesen und noch anderen Gründen ist eine Unterbindung von Schiakmentwieklungen von g^?öÖei* Bedeutung* * ^f

Organismen, die typisch beteiligt sind an der Entwicklung' von Schlamm „sind Algen, Bakterien und Pilze. Bie besonders bekannten, schlammblldendeh Vertreter- dieser Gruppen sin«l iiiejenigen> \ die eine gelatinöse Mass® ausscheiden, die die Äelleh wi« %inm '^} Kapsel oder Sehgide umschließt. Solche Organismen bildest da»

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—ι "V —r-

,to Material, «Sas ^bedeutsamem Mäßfe zw Massen von

aus dem . sehiaTiim beitragen» Derartige Sefcre/tbedungen, haken- abei* fepses* necte eine linbetti^ng der Organismen z»r Foi^e, Wodurch; düesei ge:gen eine Besicäflipfung resistenter

einzelnen Cfeganisnifipr die aß di Ixe teil igt sind, erfeefelicfe von Ort ZW Qr t nn<i aii€*t vom 2feit ζλ* ^it ä» einer iD^stiiraitem Stell^^

typisehe Vertreter- seb^aim^biiiiner Oicganismen als f/olgen4e in ; As|»^r„gilltis; app, J Penicilliturt s|»p...i Candiidia spp.;

spp«.j Aerofesteter spp,,; ^scheriqteiav sppv» Alca.Xigenes spp«;: wkI Bacillus^ sp#. Noc^'an<ä^e: Gr^a^isjnen, clie zwr SchiaBuröil<iung; beitrmgien,* sintli ea^lorelleL spp.i iSpirogyra spp.; Oseillcttoria spp.i Vancfter-ia spp* ? PseroctoiaonaiS spp] Ia. spp ν; stai^lojp^CTUiS spjp., ι Fv&lmlMxißi spp, ;< und;

Man sieht danaßk a^sm €a# jedes einiiermaßen gute SehlaHnnhe-

gegp^n 4irä zaeMrich breitest S^el&trum yon Mikr©-

s^

giftig; s^in vm^ soj.1 im l^ss^r iseäer Geruch entificlelen, noch diessjen GeschBäjek; Beein^r^ciitSgeii* auch nicht m VerfSrfeun in d&ri ARlage oder dj^i BroJt*l:te_t die darin eraeiigj-^ werden oder

Nach dem verbesserten Schiammsteuerungsverfahren in Wasseran-

11MlIIi

anlagen; gemäS; der Erfindung wirdj ei» ^organisenesi £at,_s das. lös!ick ist bei den Konzentrationen,, wie: sie in Glien Systemen in dem; Wasser vOrliegen, verwendetv

Mon0$ersulJläifesmlze;,_: wie sjte ftiar data Vfej^ajtepem naclj, der v gendeni SErfinitung, in Betraetot feEanme«.,, -werden , ,die P

worin Μ: durch ^nwioniiiin pFH^+)" oder¹ ei® inonp>_fc da ©der t^i tes Metall;, iwie ^feaäiimetall; _ti Er^daaskälinietall ©der¹ ajaidierjtS; tall, wie Ziinik, 4Zto;) lind Alu^nium» C#;)^; "«©rtreteni istr ΐί®Φ ψ der Viertigifeeit des. lationes. ejnitsprmc&t. Eie HersiteflKnf; biler Mon^erswliatsalze,. diß sißte in\ der Praxis BMm dii#

mmßäMxxg als geeignet erwiesen,, sind; .fe ; in_; der MSHPate^tsGJari£t 2: SSßi ^)>. ©ie l>e\rorzugt i^

und Monit^sal-ze, insbesondere

Eine: 2%s5uiOTenseitzung,. die

als afctiiyejk Bestandteil (zusanunen; mit

und saures K^iuj^ulfat, 4^ '

E. I. ßtüBon* de li!|smo.urs & Co.,, pm*,, ^ unter dem; Handel snamen ^wCAQiiBⁿ> Wacil· xtem, Hersteller folgende

Aussehen:

- 5

weiß, körnig fest

wirksamer Bestandteil Kaliumperoxymonosulfat aktiver Sauerstoff mindestens 4,5%

Geruch

keinen

Teilchengröße (Siebwerte	100%
durch 30 Maschen	maximal
durch 200 Maschen
gehend	1195-12
Schüttgewicht	2-3 >■- ■*-
pH C|%ige Lösung) .--■-* . " . - .-.-..*
- - ..- „ ■-._----- - Löslichkeit	26,8 gr
bei 27°C ,	30.0 gr
bei 49°C

30.0 gr. pro 100 gr. Wasser

Die Hersteller von "OXONE" empfehlen, seine Verwendung entweder allein oder zusammen mit Chloridionen zum Bleichen von Haushaitw^sche, zur Pleckentfernung von Bleichreinigungsmitteln, zum Säubern von Waschschüsseln und.Toilettenschüsseln, zur sanitären Schwimmbeckenreinigung un4 hygienischer pflegemittel, wie für Zajhnputzinittel und Fußpuder.. Die Verwendung von Mpnopersiil^aten in Verbindung mi% jodsalzen für die Behandlung , von Schyinpjbecke_fn^^ ist offenbart in der US-Patent schrift ,, v 3 232 869 (erteilt 1. Februar 1066K _;

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Es wurde; nun gefunden, daß anorganische Monqpersul Fats alze ·. ein breites Spektrum von mikro-biologischen, EigensGhaf ten; aufweisen, das sie zur Steuerung und Beherrschung der: oSjgh bildung in wasserführenden Anlagen befähigt. Es wurde., ferner _;j gefunden, daß die Wirksamkeit einer Schiammbeeinflussung mit-;/ tels Monopersulfatsalze durch gleichzeitige Anwesenheit eines Alkalihalogenides, .insbesondere Alkalichlorides mit etwa Na- tr ium-, Kalium- oder Ammoniumchlorid gesteigert wird. ,.-<

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Das Verfahren nach der. vorliegenden Erfindung der Steuerung, d.h. Beeinflussung durch Unterdrückung der Schlammbildung. · in wasserführenden Anlagen beinhaltet sonach ein schlammver- y nichtendes Mengenanteil an einem oder mehreren löslichen anorganischen Persulfatsalzen. Der Ausdruck "schlammvernichtende¹*: Menge bedeutet dabei eine solche Menge, welche schleimerzeugende Organismen abtötet, behindert oder deren Wachstum hemmt oder verhindert. -> . - '

w Die Mengean Persulfatsalz, die in diesem Sinnscnlämmvernichtend wirkt, schwankt je nach den is eiltet¹ beätimiftt^n masse jeweils vorhandenen spezieileh Organismen der Art Anwendung des Salzes und der Natur und Mfenge wöiterei» 1iegetfder Zusätze. Die Mengö hän^t darüberhinatis ν©ή demGraded bis zu dem ^:i3®$ persulf ät f öi¹^lat^end^ aui^ dem Vässersystearabgeht und von der-HäuTigl^it^ö^^ehänälünp üblicherweise ist "*■-eine Gewichtsmenge -von 50 bis 300 oder mehr Teilen an aktivem

Sn¹ ft ■ - - . ' -JB

dieis ^ssrig^n, Mediums empfehlens wert. Qie^ bfce^en Grenze wdÄ hauptsäcMich feestimmt; von wirtsohäftaiicihen;; Eriragungf^n!; in der Efgel Miete* eine Konzentration von ulbe^4QQ Teäykeni #ro Million: ^ffm); keinen besonderen Vorteil, _:-..:■_■-■■■■-■ ■■■"-"- .·/ :.,-:■: ■" ■- ... ,■ ' .

«tan ein ^kalih^oifendcd^ .ψ-<^*, ifö^iumciporid; mit lfctt,, so i>et3?äg:t dd-e= Mengß: -Äesj - flnioge^sailzes; in

Welses efefe? 1Θ0; biis; 9©Q ppm .nois^saei^ disi sind;· 15Qt i»is ^©(3 gpmt stoereipheßdj.- Höhere . gßm BQG ppm tbr/isnigani imt allfemeinen; keine weiteren

Die bei dem, Verfahren nach der -vorliegenden Erfindung verwendeten Schlammbehandlungsmittel können weiterhin als Zusatz zu dem aktiven Fersulfatsalz und gewünschten Halogensalzen noch ein oder mehrere Hilfsmittel sein ,^ die oberflächenaktive Dispersionsmittel·,. Lösungsmittel, Stabilisatoren, Bindemittel, feinverteilte; inerte Feststoffe, Lösungsmittel oder andere Pittssigkeitsträger darstellenv Je nach Konzentration an Persulfa.tsalz* und djer Art und Weise-, wie man das Verfahren durchführen, will, können solche Zusammenstellungen als solche direkt zur Behandlung verwendet werden.durch Zusetzen als Konzentrate -zu. dem wässrigen System oder auch in Lösungsform derart,, ,daßr sie .die, Behandlungskomposition bilden.

tea ... - ,-

Für das Schlammbekämpfungsverfahren nach der Erfindung sollen nicht-toxische geruchlose, das Wasser nicht verunreinigende Mittel verwendet werden. Die Vorteile eines solchen Verfahrens sind leicht erkennbar. ,

Zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung seien, ohne darauf sich beschränken zu wollen, folgende, aber besonders kennzeichnende Beispiele angeführt .>■----, ;

Beispiel T; Das Verfahren wurde in einer Luftwaschanlage einer Zigarettenfabrik mit einer Wasserkapazität von 132, 486 Litern angewendet. Bis vor dieser Behandlung bestanden hier erhebliche Probleme durch Fäulungsprozesse in den Kondensern und in den Wärmeaustauscherrohren des Systemes; schätzungsweise trat dadurch eine Leistungsminderung von 30% aufgrund dieser Faulschlammbildungen ein.

Für die Behandlung wurde zunächst eine trockene Mischung aus 50 Gew.% Natriumsulfat und 50% Kaiiummonopersulfat (DuPont:, ¹¹OXONE") vorbereitet.

Das Pulver wurde dem Wasser der genannten Luftwaschanlage wöchentlich im Durchschnitt drei Tage pro Woche über eine Zeitdauer von vier Wochen zugesetzt, und zwar in variierenden Mengen, die ausreichten, um zwischen etwa 50 und etwa 170 ppm des Gesamtgemisches (also ungefähr 25 bis ungefähr 85 ppm von

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aktivem KHSO- Bestandteil) in dem Wasser zu erhalten. Nach etwa 8 Tagen dieser Behandlung begannen reichliche Mengen eines stark schleimig sich von den inneren Wandlungen in der Anlage sich abzulösen und im Sumpf anzusammeln. Die mikroskopische Untersuchung zeigte erheblichen Schimmelbefall in durchweg vegetativer Form. Einestags während des Laufes dieser Auswertung stellte man fest, daß der Anteil an Mikroorganismen im Wasser des Luf twaschsystemes um 67%_t von 3 Millionen auf 1 Million innerhalb etwa zwei Stunden nach dem Zusatz von ppm der obengenannten Mischung (75 ppm von aktivem KHSO₁.) zurückgegangen war.

Nach Abschluß dieser Auswertung konnte festgestellt werden, daß das System viel reiner war und daß dessen Arbeiten und Leistung ganz wesentlich verbessert waren.

Beispiel 2: Eine Probe von im Laufe der obigen Behandlung nach 'Beispiel 1 entnommenen Schlammes wurde in einem Laboratoriumsmischer¹ homogenisiert. 5 Portionen von je 100 ml der homogenisierten Probe wurden behandelt wie folgt< mit:

A) 20 mg fOXONE" (200 ppm)

B) 10 mg 4oXONE» (100 ppm)

C) 20 mg ^ΟΧΟΝΕ" + 20 mg NaCl (200 ppm)

D) 20 mg *OXONE" + TO mg NaCl (100 ppm)

E) 10 mg POXONE" + 20 mg NaCl.

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- 10 -

Das verwendete "OXONE" war ein dem Handel entnommenes als Jfoterial aus ungefähr 50 Gew.% Kaliummonopersulfat als wirksamem Bestandteil und 50 Gew.% inerten Verdünnungsmittel (Natriumsulfat). Außerdem wurde ein Versuch bei der Untersuchung mitlaufen lassen. Die sechs Lösungen (einschließlich für den Blindversuch) ließ man 3 1/2 Stunden stehen, dann stellte man je 8 Verdünnungen von jeder Probe her. Alle Proben wurden dann auf einen Nährboden aus einer Agar-Agarmischung gebracht und auf Bakterien und Schimmel nach 48 Stunden Bebrütung ausgezählt. Die Resultate werden in nachstehender Tabelle 1 aufgeführt. Die darin angegebenen Auszählungswerte veranschaulichen in jeder Reihe die durchschnxttliche Zahl aus den 8 Auflösungen von jeder Probe.

Tabelle f

Durchnittliche Auszählwerte (in Tausend pro ml)

Abgetötet in %

Proben	Bakterien	Schimmel	Bakterien	Schimmel
KONTROLLE	4.500	2.100 ..	..	„
2A . . .	100 .	130	98	94
2B	700 _...._.	300	84	86
2C	110	90 .	98	96
2D	100	100	98	95
2E	100	180	98	92

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Beispiel 3: Eine weitere Probe bei dem Vorgehen nach Beispiel 1 gesammelten Schlammes, wurde homogenisiert wie in Beispiel 2. Einzelne wässrige Lösungen, eine (Lösung A) enthaltend 0,5 Gew.% Natriumchlorid und die andere (Lösung B) gleicher Konzentration und aus einer innigen Mischung aus gleichen Teilen von Natriumsulfat und ¹¹OXONE" (mit 0,5 Gew.% aktivem Natriummonopersulfat) wurden vorbereitet.

Getrennte Proben homogenisierten Schlammes wurden behandelt mit diesen Lösungen wie folgt:

Probe:	Milliliter homogenisierter Schaum	Milliliter Lösung A	Milliliter Lösung B
Kontrolle	100	kein	kein
3A	92	kein	8
3B	96	kein	4
3C	84	8	8
3D	88	4	8
3E ': .'...	".:;. se "■	8	4

Diese Proben ließ man 24 Stunden stehen, worauf 8 Auflösungen von jeder hergestellt wurden und auf einen Nährboden gebracht wurden. Die nach 48 Stunden Bebrütung ermittelten Resultate zeigt nachstehende Tabelle 2.

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Tabelle 2

Proben Durchschnittl. Bakterien- Abgetöte Bak-

zahl (in Tausend pro ml) terien in %

Kontrolle 2.000

3A 40 · 98

3B 160 92

3C 10 99i5

3D 10 99.5

3E 30 99.0

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung von Schlammbildungen in wasserführenden Anlagen, gekennzeichnet durch Zusetzen einer schlammvernichtenden Menge eines Monopersulf at sal zes von der Formel

in die Anlage, wobei in der Formel M Ammonium oder ein-, zwei- oder dreiwertiges Metallkation darstellt und χ gleich ist der Wertigkeit des betreffenden Kations.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Menge an Monopersulfatsalz auf die Erzielung eines Anteiles von pro Million Teile der damit versetzten Wassermasse bemißt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2» dadurch g e -

k e η η ζ e lehnet , daß das Metall des Monopersulfat-■ salzes von einem der folgenden Natrium, Kalium, Kalzium, Barium, Zink oder Aluminium dargestellt ist,

4. Verfahren nach Anspruch 3» gekennzeichnet d u r c. h Vervendung von Kaiiummonopersulfat.

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-/- ΛΗ

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Wasser Alkalihalogenid zusetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man Alkalimetallhalogenid in einer Menge zusetzt, die von 100 bis 900 Teile pro Million Teile Wasser ergibt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkalihalogenid Natriumchlorid ist.

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