DE2248360B2

DE2248360B2 - Klaeren von trueben oder industrieabwaessern durch verwenden eines wasserloeslichen vinyladditionspolymeren

Info

Publication number: DE2248360B2
Application number: DE19722248360
Authority: DE
Inventors: Frank Steven Oak Lawn; Palmer Elmer Wayne Woodridge; Nielsen Ralph Roger Chicago; Busler William Ralph Park Forest; 111. Spoerle (V.StA.)
Original assignee: Nalco Chemical Co, Chicago, 111. (V.St.A.)
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1977-10-06
Also published as: JPS4872085A; IT972357B; AU444072B2; FR2160814B1; BE789420A; GB1401307A; AU4668472A; NL7213266A; SE390957B; FR2160814A1; ES407179A1; DE2248360C3; DE2248360A1; JPS5147156B2

Description

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Abwasser enthält häufig suspendierte Feststoffe, die entfernt werden müssen, bevor dieses abgeleitet wird. Die Natur und Konzentration der suspendierten Feststoffe variiert stark. Ein übliches Verfahren zur Entfernung suspendierter Feststoffe aus verschiedenen Arten von Abwasser besteht in dem allgemein bekannten chemischen Verfahren der Flockung oder Fällung.

Erhebliche Anstrengungen sind von der Industrie unternommen worden, um ein technisches und wirksames Verfahren zur Reinigung von Abwasser, welches Netzmittel enthält, zu entwickeln. Bisherige Versuche zur Optimierung dieses Verfahrens haben zur Verwendung verschiedener anionischer und kationischer Polymerisate geführt (vgl. zum Beispiel DT-AS 1068 892, so »Wasserwirtschaft-Wassertechnik«, 8, 1958, 12, 561 — 564 und »Wasser, Luft und Betrieb«, 13, 1969, 4, 129-133).

Diese Polymerisate sind in der Technik allgemein bekannt und wurden in zahlreichen Veröffentlichungen und Patenten beschrieben. Die für viele Abwasser- und Industriezwecke üblicherweise am meisten verwendeten Polymerisate sind wasserlösliche Homo- und Copolymerisat-Dcrivate des Acrylamids. Brauchbar sind auch Homopolymerisate und Copolymerisate anderer Vinyl-Monomerer, wie Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure, das Dimcthylsulfat-Quaternisierungsprodukt des Dimethylaminoäthyl-methacrylats, Dimethylaniinoäthyl-methacrylat, Acrylnitril, Styrol und ähnlicher. Andere wasserlösliche Vinyl-Polymcrisate wer- ds den im einzelnen in den folgenden US-Palentschriften beschrieben: 34 18237, 32 59570 und 3171805.

Bis heute lagen die meisten der oben beschriebenen Polymerisate in Form von festen trockenen Pulvern vor, welche vor Verwendung für spezielle Zwecke in Wasser gelöst wurden.

Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Klären von Trüben oder Induslrieabwässern durch Verwenden eines wasserlöslichen Vinyladditionspolymeren in Form einer wäßrigen Lösung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Trübe oder das Abwasser mit einer durch Inversion eines Latex dieses Polymers hergestellten wäßrigen Lösung behandelt, wobei dieser polymere Latex durch die folgenden Schritte hergestellt worden ist:

A) Bildung einer Wasser-in-OI-Emulsion-aus (I) Wasser, das ein wasserlösliches, äthylenisch ungesättigtes Monomeres gelöst enthält, eine Monomerphase bildet und eine Konzentration von 30 bis 70Gew.-% dieser Emulsion aufweist, (2) einer inerten hydrophoben Flüssigkeit, (3) einem Wasser-in-Öl-Emulgiermittel in einer Konzentration von0,1 bisl0Gew.-% und (4) einem freie Radikale erzeugenden Initiator,

B) Erhitzen dieser Emulsion unter Bedingungen, bei welchen sich freie Radikale bilden, und das wasserlösliche, äthylenisch ungesättigte Monomer zu einem in der Emulsion enthaltenen Polymeren polymerisiert und

C) Polymerisieren dieses Monomeren in der Wasserin-Öl-Emulsion unter Herstellung des polymeren Latex.

Techniken zum Invertieren der Emulsionen sind die Verwendung von Rührung, elektrischen Hochspannungsfeldern, Wärme und pH-Verschiebung, wie auch das Einbringen bestimmter Elektrolyte in das Wasser, in welchem die Polymerisat-enthaltende Emulsion gelöst worden soll.

Aus den obengenannten Vorveröffentlichungen ist nur zu entnehmen, daß durch Ausprobieren verschiedener Marken und verschiedener Konzentrationen von Flockungsmitteln deren Wirkung optimiert werden kann. Die Verwendung von polymeren Flockungsmitteln im statu nascendi, wie sie durch die Maßnahme der Inversion des Polymerlatex gemäß der Erfindung gegeben ist, geht daraus jedoch nicht hervor.

Der invertierte polymere Latex wird zu dem Abwasser in der allgemein aus der Technik bekannten Weise zugegeben. Man sollte natürlich beachten, wie dem Fachmann ersichtlich sein wird, daß die optimale Dosierung chemischer Koaguliermittel für ein besonderes Abwasser, das zu behandeln ist, ein entschieden individuelles Problem darstellt und am besten nur durch tatsächliche Tests ermittelt werden kann. Es wurde jedoch allgemein gefunden, daß die optimale Dosierung im Bereich von 0,088 bis 9,00 kg/ Tonne an aktivem polymeren! Latex, bezogen auf die Abwasserfeststoffe, liegt.

Beispiel 1

Zur Erläuterung der bemerkenswerten Verbesserung dieser Erfindung wurde das Eindickungsvermögen des invertierten polymeren Latex gemessen und mit demjenigen von in Wasser gelösten, trockenen, festen Polymerisaten verglichen. Die Filtertest-Versuche erfolgten mit städtischen Abwasserproben. Die Abwasserbchandlungsfiiierbogen-Teslprozedur wird in der technischen Literatur der Nalco Chemical Company, bezeichnet mit Technifax TF 52, beschrieben. Behan-

delt werden bei diesem Test 800 ml einer Probe einer Abwassersuspension mit annähernd 6% Feststoffen. Die richtige chemische Dosierung wird zu der Abwasserschlammprobe gegeben und 30 Sekunden bei 100 Upm gemischt. Ein rundes Filtcrblatl mit einer Fläche von 92,9 enr wird dann in die Abwasscrprobe gesetzt und ein Vakuum von 381 Torr an das Filter ungelegt. Das Filter wird 60 Sekunden eingetaucht. Nach dieser Zeit wird es aus der Abwasserschlammprobe entfernt. Das Vakuum wird zusätzlich 120 Sekunden beibehalten, um eine zusätzliche Trocknung zu ermöglichen. Der nasse Kuchen wird dann gewon-

Tabelle ί

(4%ige Suspension)

nen und das Filtrat abgetrennt. Die Gewichte werden aufgezeichnet.

Die zur Testung verwcndeien besonderen Abwassersuspensionen hatten 4 bis 8 Gew.-% suspendierte Feststoffe; die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen angegeben.

Fs sollte vermerkt werden, daß alle Dosierungen sich auf das aktive Polymerisat beziehen. So hatten zum Beispiel bei einem Behandlungsspiegel von 0,18 kg/Tonne sowohl die Festpolymerisat-Lösung als auch die Proben des invertierten Latex jeweils 0,18 kg Polymerisat je Tonne Abwasser.

Polymerisat	Typ	Typ	Dosierung	Kuchen gewicht	Fillrat	(kg/nr/h	Ausbeute- verbesserunt;
			(kg/Tonne)	(6)	(ml)	12,1
Acrylamid-DMAEM	trocken	trocken	0,18	30	150	16,7	_
Acrylamid-DMAEM	trocken	trocken	0,36	40	172	23,9	-
Acrylamid-DMAEM	invertierter Latex	invertierter Latex	0,18	59	180	33,6	96 %
Acrylamid-DMAEM	invertierter Latex	invertierter Latex	0,36	83	242		100 %
DMAEM ist Dimethylaminoüthyl-mclhacrylat.
Tabelle H
(6%ige Suspension)	Typ
Polymerisat		Dosierung	Kuchen gewicht	Filtrat	(kg/m^:/h)	Ausbeute- verbesserung
	(kg/Tonne)	(g)	(ml)	14.0
Acrylamid-DMAEM	0,18	34,6	120	17,4	-
Acrylamid-DMAEM	0,27	43,0	128	21,6	-
Acrylamid-DMAEM	0,18	53,6	170	29,8	54 %
Acrylamid-DMAEM	0,27	73,7	208		71 %
Tabelle III
(8%ige Suspension)
Polymerisat	Dosierung	Kuchen- Gewicht	Filtral	(kg/nr/h	Ausbeute- verbcsseaing
	(kg/Tonne)	(g)	(ml)

Acrylamid-Acrylamid-
Acrylamid-AcrylamidAcrylamid·
Acrylamid·
Acrylamid-Acrylamid-

DMAEM

DMAEM
DMAEM
DMAEM
DMAEM
DMAEM
DMAEM
DMAEM

trocken trocken trocken trocken

invertierter Latex invertierter Latex invertierter Latex invertierter Latex

0,09	32,0	120
0,18	35,0	124
0.27	44,4	135
0,36	39,6	162
0,09	53	!53
0,18	68,3	161
0,27	78,0	179
0,36	90,0	193

12,9 14,2 17,9 16,0 21,4 27,6 31,5 36,4

65 %

95 %

78 %

130%

Die in den Tabellen i bis UI aufgeführten Daten ,-,., gegenüber dem trockenen festen Polymerisat beträgt

zeigen die Verbesserung mit dem invertierten poly- in den meisten Fällen mehr als 70%. Unter Beachtung

nieren Latex gegenüber dem trockenen Standardpoly- dessen und angesichts der Tatsache, daß die Aus-

merisat. Die Verbesserung mit den polymeren Lalices beuten von annähernd 40 auf 70% verbessert wurden.

erlauben diese unerwarteten Ergebnisse den Schluß, daß die durch Inversion des polymeren Latex hergestellte wäßrige Lösung /u einer verbesserten Eindickung des Abwassers und Entwässerung des Abwasserschlammes führt.

Beispiel 2

Zur Erläuterung der bemerkenswerten Verbesserung dieser Erfindung wurde das Eindickungs- und Entw'isserungsvermögen des invert.crlen polymeren La ex r_cmc sen und mit demjenigen von m Wasser gelösten tockenen festen Polymerisaten verglichen. D-ese lrocKuiiL.il, j verschiedenen I vpe η

dS .bitm durchgerührt, einer Kohlemmunernit 5 % suspendierten Feststoffen und e?nl pSpmÄchlamm mit 4% suspendierten ^FC£?e^lSbni_Ssc sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Tabelle IV	Polymerisat

Kohle-Aufschlämmung	Acrylamid- Acrylamid-
Versuch	Aerylamid-
Nr.	Acrylamid-
1 2	Acrylamid
3	Acrylamid
4	Acrylamid
5	Acrylamid
6
7
8

DMAEM DMAEM DMAEM -DMAEM -DMAEM -DMAEM -DMAEM -DMAEM

Polvmerisul-Tyi"'

fest

Latex (invertiert)

Latex (invertiert) Dosierung

0,05
0,10
0,30
0,70
0,05
0,10
0,30
0,70

Aus diesen Ergebnissen kann die Wirkung des invertierten polyme Lösung des trockenen Feststoffs, entnommen werden.

Abgesetzte	Verbesserung
Feststoffe	(Vo)
19 %	-
28 %	-
39 %	-
52 %	-
31 %	65
49 %	75
62 %	58
85 %	63

Latex, verglichen mit der wäßrigen

Claims

Patentanspruch:

Klären von Trüben oder Industrieabwässem durch Verwenden ehes wasserlöslichen Vinyladditionspolymeren in Form einer wäßrigen Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trübe oder das Abwasser mit einer durch Inversion eines Latex dieses Polymers hergestellten wäßrigen Lösung behandelt, wobei dieser polymere Latex durch die folgenden Schritte hergestellt worden ist:

A) Bildung einer Wasser-in-ül-Emulsion aus (1) Wasser, das ein wasserlösliches, äthylenisch ungesättigtes Monomeres gelöst enthält, eine is Monomerphase bildet und eine Konzentration von 30 bis 70Gew.-% dieser Emulsion aufweist, (2) einer inerten hydrophoben Flüssigkeit, (3) einem Wasser-in-Öl-Emulgiermittel in einer Konzentration von OJ bis 10Gew.-% und (4) einem freie Radikale erzeugenden Initiator,

B) Erhitzen dieser Emulsion unter Bedingungen, bei welchen sich freie Radikale bilden, und das wasserlösliche, äthylenisch ungesättigte Monomer zu einem in der Emulsion enthaltenden Polymeren polymerisiert und

C) Polymerisieren dieses Monomeren in der Wasser-in-ÖI-Emulsion unter Herstellung des polymeren Latex.