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Verfahren zur Herstellung von aktivierten Entschäumungsmitteln Die
Schaumbekämpfung, insbesondere in Abwässern und Rückwässern, bringt auf vielen Gebieten,
insbesondere in Zellstoff-, PapIer-und Textilfabriken, besondere Probleme mit sich.
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In den zuletzt genannten Industriezweigen ist es für einen gleichmäßigen
Produktionsfluß, z.B. hinsichtlich der Pumpenleistung oder der Dosierung von Chemikalien,
unerläßlich, dem Rückwasser entsprechende Mengen Entschäumungsmittel zuzusetzen.
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Zur Entschäumung von Abwässern und Rückwässern sind im Handel verschiedene
Entschäumungsmittel auf der Basis von Fetten und/oder Fettderivaten, z.B. Fettsäurederivaten
oder Fettalkoholderlvaten, erhältlich.
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Da für die Schaumbekämpfung in Abwässern und Rückwässern erhebliehe
Mengen an Entschäumungsmitteln eingesetzt werden müssen, was eine entsprechende
Kostenbelastung mit sich bringt, ist es seit langem das Bestreben der Fachwelt,
wirksamere und/oder billigere Entschäumungsmittel zur Verfügung zu stellen. Diese
Bemühungen blieben jedoch bis heute ohne wesentlichen Erfolg.
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Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß es gelingt, ein erheblich
aktiveres Entschäumungsmittel zu erhalten, wenn man die herkömmllehen
Entschäumungsmittel
auf der Basis von Fetten und/oder Fettderivaten einer Behandlung mit Reduktionsmitteln
unterwirft.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von
aktivierten Entschäumungsmitteln, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Entschäumungsmittel
auf der Basis von Fetten und/oder Fettderivaten der Behandlung mit Reduktionsmitteln
unterwirft.
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Durch das Verfahren der Erfindung ist es möglich, die Aktivität herkömmlicher
Entschäumungsmittel ganz erheblich, z.B. um den Faktor 10, zu steigern.
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Als Ausgangs-Entschäumungsmittel für das Verfahren der Erfindung können
die verschiedensten herkömmlichen Entschäumungsmittel auf der Basis von Fetten und/oder
Fettderivaten verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Entschäumungsmittel stellt
das Handelsprodukt Repriman 580 der Firma Henkel & Cie. GmbH. Düsseldorf dar.
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Bei Repriman 580 handelt es sich gemäß Firmenprospekt (6-72/6-74)
um ein Gemisch aus verschiedenen Fetten und Fettderivaten mit 40 Prozent Aktivsubstanz.
Die Aktivitätssteigerung läßt sich jedoch auch bei anderen, ähnlichen Handelsprodukten
erzielen.
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Weiterhin ist das Verfahren der Erfindung auch mit Fetten durchführbar,
soweit diese vorher einer Behandlung mit starken Laugen unterworfen werden, wodurch
eine Solubilisierung eintritt. Ein Beispiel hierfür ist Staufferfett, das sich mit
heißer Natron-oder Kalilauge oder Ammoniak in Wasser homogen verteilen läßt.
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Für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung sind die verschiedensten
Reduktionsmittel geeignet. Bevorzugte Reduktionsmittel sind SnC12 und S02, wobei
S02 wegen seiner Wohlfeilheit, insbesondere in der Zellstoffindustrie, besonders
bevorzugt wird.
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Die Aktivierung kann sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter
Temperatur durchgeführt werden. Im allgemeinen ist ein einfaches Zusammengeben der
Komponenten bei Raumtemperatur ausreichend, wobei die Aktivierung in kurzer Zeit
beendet ist.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß es ohne besondere Investitionen und vorbereitende Maßnahmen in jedem Betrieb
durchgeführt werden kann. Hierzu wird das Ausgangs-Entschäuinungsmittel in einem
Behälter mit dem Reduktionsmittel verrührt. Ist, wie bei "Repriman", die Ausgangsviskosität
zu hoch, so verdünnt man das Ausgangs-Entschäunungsmittel zunächst. mit entsprechenden
Wassermengen auf die gewünschte Viskosität und versetzt dann mit dem Reduktionsmittel.
Das Reduktionsmittel kann ebenfalls in gelöster Form zugesetzt werden; im Fall der
Verwendung von S02 erfolgt die Zugabe in den Rührbehälter vorzugsweise in Form von
S02-Wasser, d.h. als wässrige schweflige Säure.
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Bei Kenntnis der vorliegenden Beschreibung liegt es im Vermögen des
Fachmanns, durch Reihenversuche die optimalen Bedingungen hinsichtlich des Ausgangs-Entschäumungsmittels,
des Reduktionsmittels, der .Mengenverhältnisse> sowie der Zeit- und Temperaturbedingungen
zu ermitteln.
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So hat sich .z.B. gezeigt, daß bei Verwendung von Repriman 580 als
Ausgangs-Entschäumungsmittel und S02 als Reduktionsmittel das beste Ergebnis hinsichtlich
der Aktivierung bei einem pH von etwa 3 erzielt wird. Auftretende Koagulationen
können durch Neutralisation mit Laugen bis pH 7 bis 10 wieder beseitigt werden,
wobei dann der Emulsionscharakter wieder hergestellt ist und zusätzlich die potentielle,
durch den sauren Charakter bedingte Korrosionsgefahr, beseitigt wird. Darüber hinaus
wird durch die sehr feine Verteilung der Stoffe der Entschäumungseffekt verbessert.
Es spielen also in Bezug auf die Wirksamkeit kolloidchemisehe Vorgänge neben den
chemischen eine Rolle.
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Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäß aktivierten
Entschäumungsmittel ist die Eigenschaft, in den Lumen der aufgeschlossenen Zellstoffaser
derart oberflächenentspannend zu wirken, daß die nachfolgende Veredelung des Zellstoffs
bzw. die Entfernung von herauszulösenden Stoffen erheblich schonender, d.h. mit
geringerem Chemikalieneinsatz erfolgen kann. So kann man z.B. bei der Entharzung
des Zellstoffs durch Zusatz der erfindungsgemäß aktivierten Entschäumungsmittel
auf zusätzliche EntharzurEsmittel weitgehend verzichten. Die Verseifung des Harzes
(Alkalisierung)
erfolgt in der Wärme innerhalb etwa einer Stunde,
bei 200C etwas langsamer. Eine Verbesserung der Entharzung bzw. Alkalibehandlung
des Zellstoffs ist insbesondere auch hinsichtlich des Weißegrades erkennbar.
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Das Verfahren der Erfindung bietet folgende Vorteile: 1) Der Entschäumungsmittelbedarf
wird erheblich, z.B. um den Faktor 10, herabgesetzt.
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2) Mit der Verminderung der Entschäumungsmittelmenge geht gleichzeitig
eine Verringerung der Umweltverschmutzung einher; sowohl der biologische als auch
der chemische Sauerstoffbedarf in den Abwässern wird erheblich herabgesetzt.
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3) Bei der Zellstoffherstellung erhält man eine vorgegebene Zellstoffqualität
bei gleichzeitig vermindertem Chemikalieneinsatz.
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Die erfindungsgemäß aktivierten Entschäumungsmittel können zur Schaumbekämpfung,
sowohl in saurem als auch alkalischem Milieu, angewendet werden. Bei zu stark oxydierender
Umgebung kann es jedoch vorkommen, daß die aktivierten Entsehäumungsmittel, teilweise
oder vollständig desaktiviert werden. Dies läßt sich zwar durch Erhöhung der Menge
an aktiviertem Entschäumungsmittel umgehen; vorzugsweise geht man jedoch so vor,
daß man vor der Zugabe des aktivierten Entschäumungsmittels zunächst den oxydierenden
Charakter des Abwassers oder Rückwassers beseitigt, z.B. durch Zugabe von SO2.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung, Herstellung und Verwendung
eines aktivierten Entschäumungsmittels bei der Zellstoffherstellung Ein 1,5 m3 fassender
Lösebehälter mit Ekato-Rührer wird zu etwa 1/3 mit kaltem Wasser gefüllt. Nach der
Zugabe von 20 kg flRepri man 580" (in Pastenform) füllt man mit Leitungswasser auf.
Das erhaltene Gemisch wird mit 20 Liter S02-Wasser (2,0 bis 2,5prozentig) versetzt.
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Vom Ansetzbehälter wird die Lösung direkt zur Schaumbekämpfung bei
der Zellstoffherstellung verwendet. Hierbei zeigt sich, daß, im Vergleich zu unaktiviertem
Entschäumungsmittel (Original ~Repriman 580") die Entschäumungsktivität um den Faktor
10 größer ist.
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In Tabelle I sind die Ergebnisse zusammengestellt, die bei der Untersuchung
der Entschäumungswirkung im Abwasser der Chlorierungsstufe bei der Zellstoffbleiche
bei pH 2,0 bis 2,5 erhalten wurden.
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Bei dem zu Vergleichszwecken verwendeten Entschäumungsmittel K1 der
Firma Voitländer handelt es sich um ein anerkannt gut wirkendes Entschäumungsmittel.
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Tabelle I Entschäumungswirkung (100 = völlige; 0 = keine Entschäumung)
von 3 Zusatzstoffen zu einer Abwasserprobe
| Entschäumungs- K 1 Repriman, 1:1000 ver- Mit SO,-Wasser |
| mittel in (Entschäu- dünnt ohne Repriman |
| mg/Liter Ab- mer des |
| wasser Handels) erfindungsgemäß |
| cu |
| mit S02-WassL~r |
| b000 versetzt bis pH |
| oa 3,0 4,0 5,0 |
| 8,0 50 - 100 100 |
| 10,0 55 - 0 |
| 20,0 75 ; 89 0 |
| 30,0 90 100 0 |
| 40,0 100 0 |
Patentansprüche