DE2639085A1

DE2639085A1 - Tensidfreies flockungsmittelkonzentrat

Info

Publication number: DE2639085A1
Application number: DE19762639085
Authority: DE
Inventors: Thomas R Tutein
Original assignee: Chemed Corp
Current assignee: Dearborn Chemical Co
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1977-03-17
Also published as: ES451166A1; GB1510930A; CA1064182A; JPS5232039A; FR2322832A1; US4010135A; IT1065119B; FR2322832B1; SE7609716L

Description

Tensidfreies Flockungsmittelkonzentrat

Die Erfindung betrifft eine neue verbesserte Zusammensetzung sowie ein Verfahren zum Dispergieren hochmolekularer Flockungsmittel in Wasser.

Verschiedene hochmolekulare Polymere mit Molekulargewichten von meist 1 bis 20 Millionen sind als Flockungsmittel zum Klären von Industriegebrauchswasser oder Abwasser bekannt. Für die Behandlung des Wassers ist es wünschenswert, das polymere Flockungsmittel in Form einer wässrigen Lösung oder Dispersion zusetzen zu können. Unglücklicherweise sind jedoch die Polymeren in Wasser äußerst schwer dispergierbar oder lösbar, so daß die Herstellung derartiger flüssiger Wcisserbehandlungsmittel Schwierigkeiten bereitet. Üblicherweise werden diese Polymeren in dem als Verdünnungsmittel dienenden Wasser in der Weise gelöst, daß man das pulverförmige Polymere langsam und unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen in den Strudel einleitet, welchen man durch

709811/0960

kräftiges Rühren in dem Wasser erzeugt. Aus einer Reihe von Gründen ist es jedoch in der Praxis häufig schwierig, in dieser Weise zu verfahren. Oft" neigt beispielsweise das Personal dazu, das Pulver einfach in das Wasser zu werfen und anschließend den Rührer anzustellen in der Hoffnung, daß sich das Material auflösen wird. Unter derartigen Bedingungen quellen jedoch die Polymeren und klumpen zu äußerst viskosen Massen zusammen, welche trockenes und nicht gequollenes Material einschließen, an welches das Wasser für eine Auflösung überhaupt nicht herankommt. Viele ungelöste sogenannte "Fischaugen" bilden sich auf diese Weise, welche man in dem Wasser herumschwimmen sehen kann. Unter normalen Bedingungen ist es unmöglich, selbst durch stunden- oder tagelanges Rühren eine derartige schwimmende Masse vollständig aufzulösen. Aus diesen Gründen sind viele Bemühungen auf den Versuch verwandt worden, verbesserte und brauchbare Methoden zur Herstellung von flüssigen Flockungsmitteln, d.h. Dispersionen oder Lösungen hochmolekularer polymerer Flockungsmittel in Wasser zu entwickeln. Gelegentlich wird das trockene gepulverte Polymer mit einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel befeuchtet, oder es kann mit einem oberflächenaktiven Material benetzt werden, um auf diese Weise die Penetration der Teilchen zu verbessern und gleichzeitig deren Trennung voneinander zu erreichen (vgl. z.B. US-PS 3 839 500 und 3 817 891). Erhebliche Mengen

70981 1/0960

an wasserlöslichen inerten Salzen können dem festen Konzentrat als inerte Verdünnungsmittel zugesetzt werden, um die Polymerteilchen voneinander zu trennen und deren Neigung zum Verklumpen zu unlöslichen Massen entgegenzuwirken. Mechanische Einspeisvorrichtungen und mit Hilfe strömenden Wassers betriebene Eduktoren sind beschrieben worden und finden für den genannten Zweck auch in der Praxis Anwendung. Manchmal arbeiten derartige Vorrichtungen zufriedenstellend mit kaltem Wasser, führen jedoch zu erheblichen Schwierigkeiten, wenn man heißes Wasser verwendet.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, daß sich untereinander durch Brücken verbundene Netzwerke aus Polymer und festem Verdünnungsmittel bilden, wenn man die Polymerteilchen und das inerte feste Verdünnungsmittel zusammen mit kleinen Mengen eines weiteren Bestandteils, welcher im folgenden als "Bindemittel" bezeichnet wird, zu einem Konzentrat verarbeitet. Diese verbundenen Teilchen sind in Wasser unlöslich bis die Brückenbindungen zwischen den Polymerteilchen und dem festen Verdünnungsmittel aufgebrochen sind und die Bindungen brechen erst, wenn die Teilchen in Wasser vollständig dispergiert sind. Diese hervorragende Wirkung wird ohne Verwendung eines Tensides erreicht.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein tensidfreies, ein teilchenförmiges Polymer enthaltendes Flockungsmittel-

709811/0960

konzentrat, welches mit Wasser zu einem flüssigen Wasserbehandlungsmittel verdünnbar ist, und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es ferner"ein festes teilchenförmiges Verdünnungsmittel, welches eine Agglomeration der Polymerteüchen durch Erhöhung der physikalischen Trennung der Teilchen voneinander vermindert, sowie 0,1 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Polymer, Äthylen- und/oder Propylen- und/oder Diäthylenglykol und/oder Essigsäure als Bindemittel enthält. Gegenstand der Erfindung ist selbstverständlich weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigen Flockungsmittels durch Verdünnen des Konzentrats mit Wasser sowie ein Verfahren zur Behandlung von Industriegebrauchswasser und Abwasser, welche durch Zugabe des flüssigen Flockungsmittels geklärt werden.

Der Zusatz des Bindemittels und des inerten Materials (inerten Verdünnungsmittels)· zu den Polymerteüchen führt zu einer vorübergehenden Zunahme von deren Teilchengröße. Die sich bildenden größeren Teilchen sind zu Beginn vollständig unlöslich, so daß sich die darin enthaltenen Polymerteilchen vollständig auftrennen und in Wasser dispergieren lassen, bevor der Lösungsvorgang einsetzt. Die Polymerteilchen beginnen nicht sich aufzulösen, bevor sie in dem Wasser vollständig dispergiert und für die Auflösung verteilt worden sind. Die langsamere Auflösegeschwindigkeit für die Polymerteilchen gemäß Erfindung führt demgemäß zu einem geringeren Anteil an unlöslichen Polymerklumpen in dem flüssigen Flockungsmittel.

709811/0960

Die verwendbaren Polymeren können kationisch, anionisch
oder nicht-ionisch sein. Im Handel erhältliche Homopolymere und Copolymere des Acrylamids, Polystyrolsulf onats, Polyäthylenoxids und dergleichen mit einem
Molekulargewicht von etwa 0,1 bis 20 Millionen sind
besonders geeignet.

Brauchbare feste Verdünnungsmittel sind u.a. Verbindungen wie Natriumchlorid, wasserfreies oder Hydratwasser enthaltendes Natriumsulfat, wasserfreie Soda, Natriumsulfit, Magnesiumsulfat, Natriumbisulfat, Natriumhydrogensulfit und Kalk.

Im Rahmen der Erfindung geeignete polymere Flockungsmittel sind z.B. Homopolymere und Copolymere von Salzen der
Acryl- und/oder Methacrylsäure, Copolymere von Aminoalkylacrylaten oder -methacrylaten oder quaternisierte Dialkylaminoalkylacrylate oder -methacrylate und ferner Copolymere mit Vinylmonomeren. Die polymeren quaternisierten
Dialkylaminoalkylacrylate und -methacrylate sind kationisch.

Die Copolymeren aus "Acrylamid und Acrylaten können durch
Copolymerisation der Monomeren oder durch teilweise Hydrolyse von Polyacrylamid erhalten werden. Andere polymerisierbare Vinylverbindungen wie Vinylacetat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylalkyläther, Vinylhalogenide und dergleichen können als zweite oder dritte Komponenten für die Copolymeren Verwendung finden.

709811/0960

Bezogen auf das Gewicht an polymerem Flockungsmittel beträgt der Gehalt an festem Verdünnungsmittel vorzugsweise etwa 10 bis 80 Gew.%, insbesondere etwa 40 bis 60 Gew.%. Bezogen auf die gleiche Basis beträgt der Gehalt an Bindemittel in dem Konzentrat zwischen etwa 0,1 und 20 Gew.%, vorzugsweise etwa 1 bis 10 Gew.%.

Zur näheren Erläuterung sollen die nachfolgenden Beispiele dienen, in welchen alle Angaben auf das Gewicht bezogen sind, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.

Beispiel 1

50 Gewichtsteile eines kationischen Acrylamide (Reten der Hercules, Inc.) wurden mit 46 Gewichtsteilen Natriumchlorid solange vermischt, bis die Mischung einheitlich war. Anschließend wurden 4 Gewichtsteile Äthylenglykol zugesetzt, worauf erneut gemischt wurde, bis vollständige Gleichförmigkeit erreicht war. Das auf diese Weise erhaltene Endprodukt erwies sich als vollständig dispergierbar in Wasser.

Beispiel 2

45 Gewichtsteile eines anionischen Polyacrylamids (Separan MG-700 der Dow Chemical Co.), welches durch Hydrolyse eines Polyacrylamids erhalten wurde, wurden mit 5 Gewichtsteilen

70981 1/0960

Äthylenglykol vermischt, bis die Mischung einheitlich war. Anschließend wurden 50 Gewichtsteile wasserfreien Natriumsulfats zugesetzt und mit dem vorgelegten Material gleichmäßig vermischt.Das erhaltene Endprodukt ließ sich unter Rühren in Wasser innerhalb weniger Sekunden vollständig dispergieren.

Zum Vergleich wurde eine 0,33%ige Lösung desselben anionischen Polyacrylamids in Wasser hergestellt, indem das Pulver einfach unter Rühren in Wasser geschüttet wurde. Es zeigte sich, daß das Pulver zusammenklumpte und große Klumpen und "Fischaugen" bildete, welche sich erst nach Tagen auflösten. Wenn man die gleiche Menge Polyacrylamid langsam und sorgfältig unter starkem Rühren in einem Lösungstank in den Wasserstrudel als staubförmiges Material hineingibt, löst sich das Material erst nach mehreren Stunden.

Die flüssigen Flockungsmittel ("Einspeislösungen"), welche gemäß Erfindung hergestellt werden, lassen sich selbstverständlich für alle Zwecke einsetzen, bei denen PoIyelektrolyte üblicherweise gebraucht werden: Die Schlammentwässerung, die Koagulation oder sonstige Ausflockung usw. Zu den Vorteilen der Erfindung gehören insbesondere 1) eine Verminderung der für die Wartung oder den Betriebs-.stillstand erforderlichen Zeit, weil die Gefahr vermindert ist, daß sich dicke Schichten und Ablagerungen aus unge-

709811/0960

löstem Material in den Lösetanks bilden, welche anderenfalls von Hand gereinigt werden müßten, 2') eine Zunahme der Kapazität aufgrund der Leichtigkeit und Schnelligkeit, mit welcher sich das flüssige Flockungsmittel herstellen läßt, 3) die Möglichkeit, erforderlichenfalls konzentriertere flüssige Flockungsmittel zu erzeugen und 4) niedrigere Kosten für die Zugabe, weil die Arbeitskosten erheblich vermindert werden.

70981 1/0960

Claims

Patentansprüche

1. Tensidfreies, ein teilchenförmiges Polymer enthaltendes Flockungsmittelkonzentrat, welches mit Wasser zu einem flüssigen Wasserbehandlungsmittel verdünnbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner ein festes teilchenförmiges Verdünnungsmittel, welches eine Agglomeration der Polymerteilchen durch Erhöhung der physikalischen Trennung der Teilchen voneinander vermindert, sowie 0,1 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Polymer, Äthylen- und/oder Propylen- und/oder Diäthylenglykol und/oder Essigsäure als Bindemittel enthält.

2. Konzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Flockungsmittel ein Acrylamidpolymer, Polystyrolsulfonat oder Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht von 0,1 bis 20 Millionen ist.

3. Konzentrat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Flockungsmittel ein Copolymer mit Acrylamid- und Acrylateinheiten ist, welches entweder durch Copolymerisation der Monomeren oder durch teilweise Hydrolyse von Polyacrylamid hergestellt worden ist.

4. Konzentrat gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer weiterhin Einheiten enthält, welche von

70981 1 /0960

Vinylacetat, Acrylnitril, Methacrylnitril, einem Vinylalkyläther oder einem Vinylhalogenid abgeleitet sind:

5. Konzentrat gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an festem Verdünnungsmittel, bezogen auf das Gewicht des polymeren Flockungsmittels, bei 10 bis 80 Gew.% liegt.

6. Konzentrat gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an festem Verdünnungsmittel 40 bis 60 Gew.% und der Gehalt an Bindemittel 1 bis 10 Gew.% beträgt, jeweils bezogen auf das Gewicht des polymeren Flockungsmittels.

7. Konzentrat gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Verdünnungsmittel Natriumchlorid, Natriumsulfat, Soda, Natriumsulfit, Magnesiumsulfat, Natriumbisulfit, Natriumhydrogensulfit oder Kalk ist.

8. Verwendung eines Konzentrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung eines flüssigen Flockungsmittels als Zusatz zu Industriegebrauchswasser oder Abwasser bei dessen Klärung.

ugs:cm/13357

709811/0960