DE2206564B2 - Verwendung wasserlöslicher Polymerisate als Flockungsmittel für wäßrige Suspensionen - Google Patents

Verwendung wasserlöslicher Polymerisate als Flockungsmittel für wäßrige Suspensionen

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DE2206564B2 DE19722206564 DE2206564A DE2206564B2 DE 2206564 B2 DE2206564 B2 DE 2206564B2 DE 19722206564 DE19722206564 DE 19722206564 DE 2206564 A DE2206564 A DE 2206564A DE 2206564 B2 DE2206564 B2 DE 2206564B2
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Description

— CH5 — C —
R,
IO
CONHCH2N-R3 -X--
I z
R4
bestehen, in der R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt, R2 eine niedermolekulare Alkylgruppe bedeutet, die Symbole R3 und R4, die gleich oder verschieden sind, für niedermolekulare Alkylgruppen oder niedermolekulare Hydroxyalkylgruppen stehen oder zusammengenommen unter Einbeziehung des Stickstoffatoms, an das sie gebunden sind, ein Ringsystem bilden können, und in der X ein Anion der Wertigkeit ζ bedeutet, die weiterhin im wesentlichen aus Einheiten bestehen, die von Vinylmonomeren stammen, und die eine Grenzviskositätszahl, bestimmt in 3molarer Natriumchloridlösung, von wenigstens 0,5 dl g aufweisen, als Flockungsmittel für wäßrige Suspensionen.
2. Verwendung von Polymerisaten der allgemeinen Formel gemäß Anspruch 1, in der X einen Methylsulfat-. Äthylsulfat- oder Chloridrest bedeutet, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung von Polymerisaten der allgemeinen Formel gemäß Anspruch 1, die durch Polymerisieren von Acrylamid und/oder Methacrylamid, insbesondere unter Einpolymerisieren von wenigstens einem anderen mischpolymcrisierbaren Monomeren, Aminomethylieren des Polymerisates durch Umsetzung mit einem sekundären Amin und Formaldehyd und Quaternisieren wenigstens eines Teiles der entstandenen aminomethylierten Amidgruppen hergestellt worden sind, für den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung von Polymerisaten nach Anspruch I als Flockungsmittel für Abwasserschlammsuspensionen.
564
Trennungen, z. B. durch Filtration, Flotation oder Sedimentation, erforderlich ist. Diese Schwierigkeiten treten besonders augenfällig in Erscheinung, wenn größere Mengen suspendierter Stoffe von 0,5 Gewichtsprozent aufwärts vorhanden sind, wobei die Suspensionen bereits pastenartige Konsistenz annehmen und gemeinhin als Schlämme bezeichnet werden.
Es ist an sich bekannt, daß man die Entwässerung von Abwasserschlämmen und ähnlichen organischen Suspensionen durch Einmischen chemischer Reagenzien fördern kann, um eine Koagulierung oder Flockung auszulösen. Zu diesem Zweck werden außer Kalk oder Eisen- oder Aluminiumsalztn seit neuestem auch synthetische Polyelektrolyte, insbesondere gewisse kationische Mischpolymerisate des Acrylamids, verwendet.
In der USA.-Patentschrift 3409 546 ist die Verwendung von N-(Aminomethyl)-polyacrylamiden zusammen mit anderen kationischen Polymerisaten zur Behandlung \on Abwasserschlamm und in der IISA,-Patentschnft 34 14 514 die Verwendung eines Mischpolymerisates aus Acrylamid und einem quatemisierten kationischen Methucrylatester für diesen Zweck beschrieben. Es ist ferner bekannt. Polyäthylenimine und Homopolymerisate von kationischen Acrylaten und Methacrylaten und andere kationische Polymerisate, wie Polyvinylpyridine, zu verwenden.
Die Brauchbarkeit solcher Polymerisate zur Flokkung und Koagulation von organischen Schlämmen wird jedoch durch zahlreiche Umstände eingeschränkt. Beispielsweise sind manche Schlämme durchaus mit diesen Reagenzien ausllockbar, andere erfordern jedoch eine außerordentlich hohe Dosierung der Reagenzien. Die Ausflockung kann weite·· durch Änderungen der Zusammensetzung des Schlammes, z. B. infolge von Schwankungen der Zuführung von Material zum schlammbildenden Prozeß und b/w oder der Oxidationsbedingungen, die /um Schlammbildungspro/eß gehören, erschwert werden.
Darüber hinaus sind Schlämme keineswegs ungewöhnlich, die aus irgendwelchen Gründen einer Flockung durch irgendwelche bekannte polymere Flockungsmittel nicht zugänglich sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von wasserlöslichen Polymerisaten als Flockungsmittel für wäßrige Suspensionen, insbesondere für organische Schlämme mit größerer Wirksamkeit und größerer Wirkungsbreitc als die meisten bekannten Flockungsmittel.
Diese neuen wasserlöslichen Polymerisate bestehen zu mindestens 60% aus wiederkehrenden Einheiten der allgemeinen Formel
Die vorliegende hrfindung betrifft die Verwendung neuer wasserlöslicher Polymerisate als Flockungsmittel für wäßrige Suspensionen, insbesondere von Suspensionen von organischen Stoffen eiweißartiger ©der celluloscartiger Natur, wie sie als Ablaugen bei der Abwasseraufbereitung anfallen.
Es ist bekannt, daß solche suspendierten Stoffe, die üirer Natur nach hydrophil sind und häufig spezifische Ciewichte aufweisen, die den spezifischen Gewichten <ler wäßrigen Flüssigkeiten, in denen sie suspendiert iind. außerordentlich nahekommen, im Gegensatz Iu mehr hydrophoben Mineral-Suspensionen außerordentlich schwer mit chemischen Ausflockungsmit-IeIn auszuflocken sind, was vor physikalischen
55
60 CH, C
T*
CONHCH2N
X-"
in der R, ein WasserstolTalom oder eine Melhylgruppe darstellt, R1 eine iiiedermolckulareAlkylgruppe bedeutet, die Symbole R, und R4, die gleich oder verschieden sind, für niedermolekulare Alkylgruppen oder niedermolekulare Hydroxyalkylgruppcn stehen oder zusammengenommen unter Einbeziehung des Stickstoffatoms, an das sie gebunden sind, ein Ringsyslem
bilden können und in der X ein Anion der Wertigkeit ζ bedeutet.und bestehen weiterhin im wesentlichen aus Einheiten, die von Vinylmonomeren stammen, und weisen eine ürenzviskositätszahl, bestimmt in 3molarer Natriumchioridlösung, von wenigstens 0,5 dl/g auf. Der Ausdruck »niedermolekulare Alkylgruppe« soll eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bezeichnen' Beispiele für den Rest R, sind die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, n- oder Isobutylgruppen. Solche Reste können auch als Vertreter der Symbole R3 und R4 angeführt werden und ebenso die entsprechenden hydroxysubstituierten Reste. Geeignete niedermolekulare Hydroxyalkylreste entsprechen der Formel CnH2nOH, in der η gleich 2, 3 oder 4 ist. Die bevorzugt in Frage kommenden Polymerisate sind diejenigen, in dem-n die Reste R2, R3 und R4 sämtlich Methyl- oder Äthylgruppen darstellen.
Das aus R3 und R4 unter Einbeziehung des Stickstoffatoms gebildete Ringsystem weist vorzugsweise 5 bis 8 Kohlenstoffatome auf. Fin geeignetes Ringsvsiem entspricht z. B. der Formel
CH2-CH2
CH, - -CH,
in der N das quaternare Stickstoffatom der kationischen Gruppe darstellt und M für ein Sauerstoffa'· m. die Nil-Gruppe oder für einen AlkyJenrest, ζ. Η du C'Hi-Gruppe, steht.
Die positiven lonenladungen der l'ilymerisatkelte werden elektrisch ausgeglichen durch eine äquivalente Zahl von Gegenanionen X . die organischer oder anorganischer Natur sein können. X besieht am besten aus einem einwertigen Anion, kann aber auch ein zweiwertiges oder mehrwertiges Anion sein, vorausgesetzt, daß das Vorhandensein eines solchen Anions nicht Anlaß zur Entstehung von Produkten gibt, die im Wasser unlöslich sind. Typische Anioncn. die Anwendung finden können, sind das Sulfat. Chlorid, Jodid und Bromid. Zu den in Frage kommenden geeigneten organischen Anionen gehören das Acetat, Methylsulfal oder Äthylsulfat. Bevorzugte Reste X sind der Melhylsulfal-, Äthylsulfat- oder Chloridrest.
Wenigstens 60% der wiederkehrenden Einheiten des Polymerisates müssen der angegebenen allgemei- jo nen Formel entsprechen. Am besten beträgt dieser Anteil mindestens 80%. Ein Teil oder die Gesamtheit der übrigen wiederkehrenden Einheiten im Polymerisat können aus Acrylamid- oder Methacrylamid-Einheiten bestehen. Das Polymerisat kann ferner weitere Einheiten enthalten, die von anderen Vinylmonomeren stammen. Die Einführung dieser Einheiten kann in erster Linie zum Zweck der Herabsetzung der Herstellungskosten des Produktes erfolgen. Derartige Einheiten können aus verschiedenen wasserlöslichen Monomeren stammen, z. B. aus Acrylsäure oder Methacrylsäure, oder aus wasserunlöslichen Monomeren, wie Vinylacetat, Mcthylacrylat, Acrylnitril oder Styrol. Geeignete Ausgangsmonomeigemisehe bestehen z. B. aus Acrylamid und Methacrylamid im Verhältnis 50:50 oder aus Acrylamid und Vinylacetat im Verhältnis 90:10. Das Einpolymerisicren von manchen dieser anderen Einheilen kann eine Herabsetzung der Wasserlöslichkeit des Polymerisates zur Folge haben, und demzufolge muß sorgfältig darauf geachtet werden, sicherzustellen, daß Art und Menge solcher Comonomeren derart gewählt werden, daß das Polymerisat eine für den angestrebten Verwendungszweck ausreichende Wasserlöslichkeit aufweist.
Das Polymerisat wird vorzugsweise in der Weise hergestellt, daß man Acrylamid oder Methacrylamid oder Gemische davon gegebenenfalls zusammen mit anderen geeigneten mischpolymerisierbaren Comonomeren in Gegenwart eines freie Radikale liefernden Katalysators polymerisiert und danach zumindest 60%, vorzugsweise alle dieser Einheiten, z. B. durch Umsetzung mit Formaldehyd und einem geeigneten sekundären Amin, wie Dimethylamin, Diäthylamin, Piperidin oder Di-(/f-hydroxyäthyl)-amin aminomethyliert und durch Umset2.en, z. B. mit einem Alkylierungsmittel, wie Dimethylsulfat, Methylchlorid, Methyljodid, Methylbromid oder entsprechenden Alkylverbmdungen qualernisiert. Das Polymerisat kann jedoch z. B. auch durch Hydrolysieren eines geeigneten Acrylnitril-Polymerisates hergestellt werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polymerisate sollen sich bei der Konzentration und unter den Bedingungen, unter denen sie zum Flocken von Suspensionen verwendet werden, vollständig in Wasser lösen, d. h . sie sollen unter Praxisbedingungen in den Wässern, die einen pH-Wert zwischen 1 und 14 aufweisen, bei der Temperatur der umgebenden Atmosphäre in einer Konzentration von wenigstens 5% löslich sein.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polymerisate müssen ein hohes Molekulargewicht aufweisen, das der Grcnzviskositätszahl von wenigstens 0,5 dl g entspricht, bestimmt an einer Lösung des Polymerisates in 3molarer Natriumchloridlösung. Vorzugsweise beträgt diese Zahl jedoch 1 dl g oder mehr.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polymerisate stellen vorzugsweise im wesentlichen lineare Polymerisate dar.
Wenn auch die neuen Polymerisate dazu verwende! werden können, um die Entwässerung einer großen Vielzahl von Suspensionen zu fördern, so zeigen sie doch die größte Überlegenheit gegenüber den zum Stand der Technik gehörigen Materialien bei Schlämmen eiweißartiger oder celluloseartiger Natur oder die durch biologischen Abbau solcher Stoffe erhallen worden sind.
Die auszudockende organische Suspension kann aus rohem oder verarbeitetem Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie oder Gärungsindustrie stammen oder aus anderen verdünnten organischen Suspensionen bestehen, die gegebenenfalls bereits ein- oder mehrmals absitzen gelassen und einer biologischen anaeroben Faulung unterworfen worden sind. Der Faulschlamm weist für gewöhnlich einen Fcststoffgehalt von etwa 1 bis 8 Gewichtsprozent auf.
Der Zusatz der erfindungsgemäß verwendeten Polymerisate erfolgt für gewöhn I ich in Form einer wäßrigen Lösung des Polymerisates, einer Konzentralion von /. B. 0,01 bis I Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,05 bis 0,2 Gewichtsprozent. Die Gesamtmenge des zugesetzten Polymerisates kann beträchtlich schwanken, und zwar je nach der Suspension, die zu behandeln ist, und je nach dem Enlwässcrungsgrad. der erforderlich ist. Typische Dosierungsmengen für einen
Abwasserschlamm liegen zwischen 0,1 und 0.5% Polymerisat, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schlammfeststoffe. Die Zugabe erfolgt in üblicher Weise unter Durchrühren des Gemischesaus Schlamm »nd Flockungsmittel, um die F'ckung herbeizuführen. Danach kann die Abtrennung der abgesetzten Feststoffe von der Flüssigkeit mit Hilfe an sich üblicher Methoden erfolgen, z.B. durch I ütralioi und b/w. oder Sedimentation.
Dk Erfindung ist insbesondere für die Papier-Industrie bei der Behandlung von wäßrigen Ablaugen, die Ccllulosefasern enthalten, von Bedeutung, vor allem bei solchen cellulosehattigen Abwässern, die auf Grund der Anwesenheit von alkalischen Papicrbeslandteilen oder Verarbeitungshilfsstoffen einen pH-Wert von über 8 aufweisen Solche Abwasser können eine Konzentration an suspendierten Stoffen !wischen 50TeHe1I pro Million Teile bis zu 1 oder 2% oder noch mehr aufweisen.
Da die erfindungsgemäß verwendeten neuen Flokkungsmittcl wirksamer als die meisten bei Abwässern und anderen organischen Schlämmen anwendbaren bekannten Flockungsmittel sind, liegen die Behandlungskosten bei ihrer Verwendung weit niedriger als die Kosten, die man bei den bekannten Flockungsmitteln aufwenden muß. Sie sind außerdem innerhalb eines breiteren Bereiches von Schlamm-Zustandsformen wirksam, insbesondere bei solchen mit stark alkalischem Charakter, der die bisher bekannten Flockungsmittel wirkungslos machte.
Obwohl die Polymerisate für gewöhnlich als 0,01-bis l%ige Lösungen angewendet werden, ist es häufig zweckmäßig, sie als stärker konzentrierte Lösungen <z. B. 5- bis 50%ige, vorzugsweise 10- bis 30%igc) Lösungen in Wasser zu formulieren und sie vor Gebrauch zu verdünnen.
Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.
Beispiel 1
40 einer Entwässerungsbehandlung unterworfen, bei der als Flockungsmittel das Produkt A oder das Produkt B verwendet wurde. Bei jedem Test betrug die Menge des Produktes A oder des Produktes B 0,2%, berechnet als festes Polymerisat und bezogen auf die Schlamm-Feststoffe, und die Produkte wurden in Form einer 0,5%igen Lösung in Wasser zugesetzt. Der Zusatz erfolgte unter mäßig schnellem Rühren. Nach der Zugabe des Abwasser-Flockungsmittels wurde das Gemisch durchgerührt, und es wurden die Kennzahlen für tiie Entwässerung des Schlammes an Hand der Kapillar-Saugzeit gemäß der Vorschrift (Techlink) Nr. 632 vom August 1970 des »Ministry of Technology« bestimmt. Hierbei wird die Zeit, die zum Aufziehen der Flüssigkeit aus der Schlammasse vermittels der Kapillarwirkung eines absorbierenden Filterpapiers benötigt wird, bestimmt. Für gewöhnlich werden sehr gute Übereinstimmungen zwischen diesem Labortest und den Ergebnissen im praktischen Betrieb erzielt. Bei diesem Schlamm ist eine Kapillar-Saugzeit von 100 Sekunden oder weniger ein Anzeichen für eine ausgezeichnete Konditionierung des Schlammes. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Tabelle I
Dauer des
Luflblasens
(Minuten)
Produkt A
Produkt B
Kapillar-Saug/eit (Sekunden) nach der
K nhlcndioxid-Ausi reibung
5 Min.
70 40
10 Mm. 20Min
150
55
830
53
3(1 Min.
860
55
hin Verglcichsfiockungsmittcl Λ. hergestellt durch Erhitzen von 71 g einer 10%igen I sung eines Acrylamidhomopolymerisatcs mit einer i'iundmolarcn Viskositätszahl von 2.3 in Wasser, mit 9 g einer 36%igen Formaldehydlösung und 8 g Diäthylamin 4 Stunden auf 70 C in einem Kolben unter Rühren und Kühlen am Rückfluß mit im wesentlichen unveränderter Grenzviskositäts/ahl und etwa 15 Molprozent nicht umgesetzten Amidgruppen und clwr 80 Molprozent in Aminomcthylamidgruppcn und etwa 5 Molprozcnt in Hydroxymelhylamidgruppen übergeführten Amidgruppen sowie ein erfindungsgemäß zu verwendendes Flockungsmittel B, hergestellt durch Erwärmen der Lösung des Produktes A mit 14 g Dimethylsulfat 4 Stunden auf 30" C und danach Abkühlen mit einer Grenzviskositätszahl von 2,3 dl/g und etwa 15 Molprozent Amidgruppen, 5 Molprozent Hydroxymethyl- · amidgruppen und 80 Molprozcnt quaternisicrle Aminomethylgruppcn (R2, R3 und R4 = sämtlich Methylgruppen und X = Mcthylsulfat) wurden als Flockungsmittel bei Haushaltsabwässerschlämmen getestet, die bei einem anaeroben Faulungsprozcß anfielen. Das störende, noch im Schlamm gelöste durch den Faulungsprozeß gebildete Kohlendioxid wurde durch Lufteinblasen entfernt. Es wurden in gewissen Zeitabständen Proben des Abwassers entnommen und Die Ergebnisse zeigen, daß bei Zusatz des Produktes B nach der Lehre der Erfindung eine schnelle Entwässerung bei allen Stadien der Kohlendioxid-Austreibung bewirkt wurde, wohingegen das Vcrgleichsprodukt A zu Beginn weniger gut wirksam ist und seine Wirksamkeit mit Fortschreiten der Kohlendioxid-Austreibung schnell abnimmt.
Beispiel 2
Es wurde ein Vergleichs-Flockungsmittel C, hergestellt wie das Produkt A mit der Abänderung, daß die Grcnzviskosilätszahl des Polyacrylamidharzes und des aminomethylicrten Polyacrylamids 1,0 dl g anstalt 2,3 dl/g betrug, sowie ein Flockungsmittel D, das erfindungsgemäß verwendet wurde und durch Erhitzen des Produkts C in Form einer 10%igen Lösung in Wasser 48 Stunden lang mit einer äquimolaren Menge Methylchlorid in einem Autoklav auf 50 C hergestellt wurde und eine Grenzviskositätszahl 1,0 dl/g hatte (X = Chlorid) sowie ein im Handel erhältliches Polyäthylenimin vom Molekulargewicht 100 000, als Produkt E bezeichnet, und ein im Handel erhältliches Mischpolymerisat, das aus Acrylamid und Dimcthylaminoälhylmethacrylat im Verhältnis 50: 50 hergestellt und mit Mcthylchlorid quatcrnisicrl worden war, als Produkt F bezeichnet, gemäß Beispiel 1 bei einem Faulschlamm mit einem Feststoffgchalt von 2,1% und einem pH von 7,3 aus einer Abwasscrkläranlage geprüft. Nach der Belüftung zum Austreiben des Kohlendioxids stieg der pH-Wert auf 7,8. Es wurde der Originalschlamm und der
belüftete Schlamm verwendet. Die erhaltenen Hrgcbnissc sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt. Die Produkte wurden in einer Dosierung von 0,25% Polymerisat, bezogen auf die Schlamm-Feststoffe, angewendet. Bei dieser Anwendungs-Dosierung wurde eine Kapillar-Saugzeil von 50 Sekunden oder weniger als ein technisch befriedigendes Ergebnis angesehen.
Tabelle 11
Produkt
Kapillar-Saugzcit (Sekunden)
Oriyinal-SchlaiTiiTi belüfteter Schlamm
C 20 122
D 14 30
E 120 179
F 24 86
das Produkt H ein im Handel erhältliches kaiionisches Abwasscr-Kondilioniermiitel des Polyamid ■'Epichlorhydrinharz-Typs. das Produkt 1 ein im Handel erhältliches Λ minomethy !-polyacrylamid.
Die Reagenzien wurden in Dosierungsmengen von 0,3. 0.4 und 0,5% angewendet, bezogen auf die Trockenstoffe des Schlammes.
Bei diesen Schlämmen wurden Kapillar-Saugzeitcn von 100 Sekunden oder darunter einer technisch befriedigenden Schlamm-Konditionierung entsprechen. Die erhaltenen Kapillar-Saugzciten sind in Tabelle III zusammengestellt.
Tabelle III
Hs ist erkennbar, daß das erlindungsgemäü verwendete Produkt D die besten Resultate ergab. Das Produkt F, das gleichfalls quaternäre Gruppen enthielt, wirkte bei diesem Schlamm nicht besonders gut.
Beispiel 3
Es wurde eine Probe aus einer Abwasser-Aufbereitungsanlage entnommen, bei der ein Gemisch aus Primärschlamm und belebtem Schlamm zwecks Herabsetzung des Gehaltes an organischen Stoffen vor der Entwässerung einer mesophilen Faulung unterworfen worden war. Eine zweite Probe wurde aus dem gleichen Faulsehlammbchältcr 2 Wochen später entnommen. Es wurden mehrere kanonische chemische Abwasserbehandlungsmittcl auf ihre Wirksamkeit bei der Konditionierung dieses Schlammes durch Bestimmung der Kapillar-Saugzeit untersucht. Die erste Schlammprobc wies einen Feststoffgehall von 2.8% auf, und der Gehalt der Feststoffe an organischer Substanz betrug 49%. Die zweite Schlammprobe wies einen Feststoffgehalt von 4,0% auf, und der Gehalt der Feststoffe an organischer Substanz betrug 60%. Es wurden die folgenden Reagenzien untersucht:
das Produkt B des Beispiels 1,
die Produkte E und F des Beispiels 2.
das Produkt G — ein im Handel erhältliches Mischpolymerisat aus Acrylamid und einem quaternären Alkylaminoäthylacrylat im Gewichtsverhältnis 30 : TO.dascineGrcnzviskositätszahl von 6.5 dl g aufwies.
Tabelle IV
Produkt Ursle S ehumimprohc· 0.5» „ /weile Scnl iiiimprolu O.S",
0.3",, 0.4% Il O..V0 0.4" 0 Il
B 55 843 53 23 9d|
E 1392 9"6 36 1397 1045 224
F 297 KO 56 966 663 50
G 372 56 623 401 64 547
H 1164 723 26 1066 841 800
I 217 5 s 961 843
Die ausgesprochene Überlegenheit des Produktes B gegenüber den bekannten Flockungsmitteln ist deutlich erkennbar.
Beispiel 4
Die Produkte B von Beispiel I und G von Beispiel 3 wurden einem Test im Großmaßstab bei unterirdischen Trockenbeeten einer kommunalen Abwasscraufbercitungsanlage an zwei verschiedenen Tagen unterworfen.
Unter jeder Bedingung wurden zwei mit Abwasserschlamm gefüllte benachbarte Beete in einer Dosierunt von 0,3% Flockungsmittel, bezogen auf die Trockenstoffe des Schlammes, behandelt, und zwar mittel: Durchflußmischung des Flockungsmittels. Ein Beei wurde mit dem Produkt B und das andere mit derr Produkt G behandelt. Mit den behandelten Schläm men wurden die Kapillar-Saugzeiten gemessen, unc die Messungen zur Bestimmung des Schlamm-Fest sloffgehaltes wurden in wöchentlichen Zeitabständer durchgeführt, um den Grad der Entwässerung z\ überprüfen. Die Länge der Trocknuugszeit. die ver strich, ehe das Beet für eine Abhebung trocken genuj war, wurde gleichfalls vermerkt. Die Ergebnisse sin< in Tabelle IV zusammengestellt.
Produkt
G
B
G
B
1.1 L
Kiipillai-
Saug/eit tSck (
des bchiindcl
len Sehliim U^		 ■> Schlamm-1 cslslot
O I		 9.0 Tc in Abhu UllML'kcH \ on del /eil ι
4		 W οι iK-ii
S7 3.1 10.2 10.9 12.1 16.2 17.6
42 3.1 9.2 12.7 26.2 35.8 40.6
62 2.9 10.4 10.0 15.4 23.7 M) 2
3d 2.9 12.5 16.3 42.''
.ib'jehi'beii
null
509 S?l 3:
Das technisch vorteilhafte Ergebnis, das bei Anwendung des Produktes B erzielt wird, ist deutlich zu erkennen.
Beispiel 5
Ein Schlammgemisch aus Primärschlamm und Humusschlamm mit einem Feslstoffgehalt von 4 bis 8% wurde in einer kommunalen Abwasseraufbereitungsanlage auf Komlinc-Sanderson-Spiralfillern unter Anwendung von Kalk und einem weiteren Material als Konditioniermittel entwässert. Die Ergebnisse, die bei Verwendung von drei derartigen Kombinationen erhalten wurden, sind in Tabelle V ;zu-•ammengestellt.
Tabelle V
Konditioniermittel Dosie Filter Filler-Durch.,11/
rung in kuchen kg trockene
%. bezo Feuchtig Feststoffe
gen auf keitsgehalt m2S!d.
die trok- in %
kcncn
Fest
stoffe des
Schlam
mes
Kalk 15 20 11,2-12,2
Eisen( 11 (-sulfat 7,5
Kalk 10 19--20 19,5 29,3
Hydrolysiertes 0,15
Polyacrylamid
Kalk 3 20 34,2—46,4
Produkt B von 0,15
Beispiel t
IO
35
Eisen(ll)-sulfal und hydrolysiertes Polyacrylamid Hellen bei diesem Prozeß konventionelle Mittel dar. Aus diesen Testergebnissen geht hervor, daß es als Folge der erfindungsgemäßen Arbeitsweise möglich war, die Anzahl der Filtereinheiten, die für die Behandlung def Schlammes erforderlich ist, herablusetzen, und zusätzlich zu der Senkung der Gesamtkosten für das Flockungsmittel B konnte auch eine «ignifikante Herabsetzung der laufenden Betriebskosten erzielt werden.
Beispiel 6
Das Abwasser aus einer Gemüse verarbeitenden Nahrungsmitlclfabrik wurde, ehe es in die Kanalisalion abgelassen wurde, einer Oberflächenbelüftung unterworfen und dann absetzen gelassen. Die abgesetzten Feststoffe bildeten einen Schlamm einer Feststoff-Konzentration von annähernd 2%, der mit Kalk auf einen pH-Wert von 11,0 eingestellt wurde. bevor er auf einer Zentrifuge entwässert wurde.
Im Laboratorium wurden nun Kapillar-Saugzeiten gemessen, wobei die Produkte A und B des Beispiels I gegenübergestellt wurden. In diese Tests wurden auch das Produkt F des Beispiels 2 und das Produkt (i des Beispiels 3 einbezogen.
Die Dosierung aller getesleten Produkte war einet Mcnue von KMIg festes Flockungsmittel pro Kubikmeter Schlamm äquivalent. Die Produkte wurden als 0.l"oi!?e lösungen in W.isser /ugesei/t. und ilei hs Schlamm wurde wiUivhI oVs /usat/os »lot Reatvn/ mittel-l osiiii'.' nut ι inci > i.siliwndiükeii »on 250 I 111-drehunuen pr.< \liniii<■ tliinJn.vnihrt
Das erlindungsgemäß verwendete Produkt B ergab die sehr niedrige Kapillar-Saugzcit von 11 Sekunden, was als Beweisanzeichen für einen technisch äußerst befriedigenden Entwässerungsgrad anzusehen ist. Sämtliche anderen getesteten Produkte ergaben Kapillar-Saugzeiten über 830. Demzufolge war nur das Produkt B bei diesem Schlamm in der angegebenen Dosierungsmenge wirksam.
Beispiel 7
Ein Papierfabrik-Abwasser enthielt etwa 0,15% filtrierbare, suspendierte Feststoffe, die hauptsachlich aus C'clluloscfasern bestanden, und daneben eine sehr viel kleinere Menge von kolloidal suspendierten Verunreinigungen. Der pH-Wert betrug etwa 10. Das Abwasser wurde zuerst in einer mit Luft betriebenen Flotationsanlage behandelt, in der festes Material dazu gebracht wurde, an die Oberfläche emporzusteigen, wo es sich ansammelte und danach mittels eines mechanischen Schöpfgerätes entfernt wurde. Bei der Durchführung von Flotalionstests wurde gefunden, daß eine gute Übereinstimmung zwischen Laborergebnissen und den im Großbetrieb gewonnenen F.rgebnissen erzielt werden kann, wenn man sich folgender Arbeitsmethode bedient.
Zunächst wird das Flockungsmittel zu einer kleinen Probe des Abwassers unter mäßigem Rühren gegeben. Die Probe wird dann in ein Druckgefäß gefüllt, in welches Luft bis zu einem Druck von 2,45 kg cnr eingeführt wird. Das Gefäß wird 1 Minute lang schwach geschüttelt und der Druck allmählich entspannt. Der Gelaßinhalt wird dann in einen Meßzylinder gegossen, und es wird die Zeit bis zur Entstehung einer Feststoff Flüssigkeits-Grenzfläche gemessen. 5 Minuten später wird eine Probe der überstehenden Flüssigkeit mit einer Pipette abgesaugt, und die darin verbliebenen suspendierten Feststoffe werden nach dem Filtrieren durch eine Glasnutschc ausgewogen.
Bei diesem Test wurden die in den vorangehenden Beispielen verwendeten verschiedenen Flockungsmittel unter Anwendung einer Dosierung von 4 g aktives Flockungsmittel pro Kubikmeter" Schlamm untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt.
Tabelle VI /eil bis /ur
Bilduni! der
Ciren/fluche		 In der übersie-
liendcn I lu·.-
••igkeil suspen
dierte Fest
stoffe		 Visuelle Klarheit
Produkt (Sek ) (Teile pro
Million Teilel
> 500
90		 850
50		 sehr schlecht
gut
A
B		 250 160 schlecht
ι-: 160 SO sehr gut
F 130 HO miißiu
(i
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Win.K- ,)K. .\l-.u.|..serpn>lv ü>i /u; .ihe des Pro-
duktes B mit Aluminiumsulfat behandelt, so wurden noch bessere Ergebnisse erhalten, wie die in Tabelle Vl I zusammengestellten Zahlenwcrtc veranschaulichen.
Tabelle VII Zeit bis In der Visuelle Klarheit
Produkt zur Bil überste
dung der henden
Grenz Flüssig
fläche keit sus
pendierte
Fest
stoffe
(Sek.) (Teile pro
Million
Teile)
110 40 gut
B 300 190 gut
Aluminiumsulfat
(Dosierung:
100 Teile pro
Million Teile)
Produkt
12
Zeit bis In der Visuelle Klarhci
zur BiI- überste-
dung der hcnderi
Grenz- Flüssig-
tliichc keil suspendierte Feststoffe
(Sek.) (Teile pro Million Teile)
Aluminiumsulfat
in einer Dosierung von 100 Teilen pro Million
Teile plus
Produkt B in
einer Dosierung
von 4,0 Teilen
pro Million Teile
90 30 ausgezeichne

Claims (1)

22 Patentansprüche:
1. Verwendung wasserlöslicher Polymerisate, die zu mindestens 60% aus wiederkehrenden Einheiten der allgemeinen Formel
R1
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