DE2758540B2 - Process for removing and preventing biological sludge and silt formation - Google Patents

Process for removing and preventing biological sludge and silt formation

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DE2758540B2
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung und Verhinderung von Schlick- und Schlammbildung auf Flächen von Kühlsystemen.The invention relates to a method for removing and preventing the formation of silt and sludge Cooling system surfaces.

Kühlsysteme der Industrie wie Kühltürme und Wärmeaustauschkühler mit einem einmaligen Durchsatz entwickeln häufig große Mengen biologischer Schlickmaterialien, die an den Wärmeübertragungsflächen haften. Diese Schlickmaterialien vermindern den Wasserfluß in Wärmeaustauschern. Auch die Wärmeüberführungs-Gesamteffizienz dieser Einheiten ist vermindert. Industrial cooling systems such as cooling towers and heat exchange coolers with a single throughput Often develop large amounts of biological silt materials on the heat transfer surfaces be liable. These silt materials reduce the flow of water in heat exchangers. Also the overall heat transfer efficiency of these units is diminished.

Eine klassische Methode zur Verhinderung der Schlickbildung war bisher die Behandlung des Wassers in diesen Systemen mit industriellen Bioziden. Obgleich diese Methode gewisse Erfolge zeitigte, bot sie dennoch keine Lösung des Problems der Entfernung bestehender Ablagerungen. In gewissen Fällen ist es auch nicht durchführbar, diese Systeme mit großen Dosen von Bioziden zu behandeln. In einigen Fällen sind Biozide auch nicht so weitgehend wirksam, daß sie das Wachstum von schlickbildenden Mikroorganismen verhindern.Up until now, a classic method of preventing silt formation has been the treatment of the water in these systems with industrial biocides. Although this method had some success, it still worked does not solve the problem of removing existing deposits. In certain cases it is not feasible to treat these systems with large doses of biocides. In some cases they are biocides also not so largely effective as to encourage the growth of silt-forming microorganisms impede.

Aus der US-PS 35 62423 ist ein Verfahren zur Dampfbefeuchtung über einem mit Wasser gefüllten Reservoir bekannt, das ein als Docht funktionierendes Verdampfungsglied aufweist wobei dem Reservoirwasser Kondensationsprodukte des Polyoxypröpylenglykols mit Äthylenoxid ausgewählter Verhältnisse von Molekulargewicht zu Polyoxyäthylengehalt zugesetzt werden. Diese Zusätze dienen lediglich der Verhinderung von Ausfällungen der die Wasserhärte bedingenden Salze.From US-PS 35 62423 a method for steam humidification over a filled with water Reservoir known, which has an evaporation element functioning as a wick, the reservoir water Condensation products of polyoxypropylene glycol with ethylene oxide in selected proportions of Molecular weight to be added to polyoxyethylene content. These additives are only used for prevention of precipitations of the salts that cause the hardness of the water.

Wäre es möglich, diese Schlickmassen unter Verwendung einfacher Chemikalien bei niedrigen ökonomischen Dosen rasch aus Kühlsystemen der Industrie zu entfernen und den erneuten Aufbau rasch und einfach zu verhindern, könnte ein wertvoller Beitrag zur Bereicherung der Technik geleistet werden.Would it be possible to produce these silt masses using simple chemicals at low economic costs Quickly remove cans from industrial cooling systems and reassemble them quickly and easily prevent, a valuable contribution to the enrichment of technology could be made.

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Entfernung und Verhinderung des Aufbaus von biologischem Schlick auf den Flächen technischer und industrieller Kühlsysteme u. dgl. vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das beim Betrieb dieser Kühlsysteme, z. B. Kühltürme, verwendete Wasser mit 04—50 ppm eines Propylenoxid-Äthylenoxid-Copolymerisats behandelt, wobei dieses Polymerisat aus einem Polyoxypropylenglykol-Polymerisat mit einem Molekulargewicht von 1500—2000, das mit 5 bis 30 Gew.-% Äthylenoxid umgesetzt worden ist, besteht
ί Anspruch 2 beinhaltet eine Ausgestaltung der Erfindung.The invention proposes a method for removing and preventing the build-up of biological silt on the surfaces of technical and industrial cooling systems and the like. B. Cooling towers, water used is treated with 04-50 ppm of a propylene oxide-ethylene oxide copolymer, this polymer consisting of a polyoxypropylene glycol polymer with a molecular weight of 1500-2000 which has been reacted with 5 to 30% by weight of ethylene oxide
ί Claim 2 includes an embodiment of the invention.

Diese Copolymerisate können in Kombination mit Bioziden, insbesondere oxidierenden Bioziden, verwendet werden, um die Verhinderung von erneut auftreten-These copolymers can be used in combination with biocides, in particular oxidizing biocides to prevent recurrence-

lu dem mikrobiologischen Wachstum zu unterstützen und Flächenbereiche zu sterilisieren, die durch die Einwirkung der Copolymerisate ablagerungsfrei gemacht worden sind. In bestimmten Fällen wirken die Copolymerisate vermutlich mit den oxidierendenlu to support microbiological growth and To sterilize areas that have been made free of deposits by the action of the copolymers have been. In certain cases the copolymers presumably act with the oxidizing ones

r> Bioziden zusammen und liefern nicht nur eine verbesserte Dispergierbarkeit vorhandener biologischer Ablagerungen, sondern ermöglichen es auch, daß das Biozid seine volle Wirksamkeit entfaltetr> Biocides together and not just deliver one improved dispersibility of existing biological debris but also enable that the biocide is fully effective

Erfindungsgemäß wird es möglich, mikrobiologischeAccording to the invention it is possible to microbiological

Ablagerungen zu behandeln, die auf Wärmeaustauschflacher, sowohl von Kühlturmsystemen auf Rczirkulationsbasis als auch von Kühleinheiten mit einmaligem Durchsatz auftreten. Die letzteren Einheiten beziehen normalerweise ihr Kühlwasser aus einem großen VorratTo treat deposits on heat exchange surfaces, both of cooling tower systems based on recirculation and of cooling units with one-off Throughput occur. The latter units normally draw their cooling water from a large supply

.'5 vorhandenen Wassers wie einem See, Fluß oder Teich, führen selbiges in Wärmeaustauschbeziehung mit einer Flüssigkeit oder einem Gas, wonach es wieder ohne erneute Verwendung zu seiner ursprünglichen Quelle zurückgeführt wird..'5 existing water such as a lake, river or pond, perform the same in heat exchange relation with a liquid or a gas, after which it again without reuse is returned to its original source.

jo Bevorzugte Vertreter der oben beschriebenen Copolymerisate sind im Handel erhältlich. Zwei besonders brauchbare Vertreter, die bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendet werden können, besitzen ein Polyoxypropylenglykol-Grundmolekül, das ein Mo-jo Preferred representatives of the copolymers described above are commercially available. Two particularly useful representatives in the practical execution of the invention can be used, have a polyoxypropylene glycol basic molecule, which is a mo-

J3 lekulargewicht von etwa 1750 aufweist Im Falle (A) ist dieses Polyoxypropylenglykol-Grundgerüst mit 10 Gew.-°/o Äthylenoxid umgesetzt und hat ein mittleres Molekulargewicht von etwa 2000. Im Falle (B) wird das Polyoxypropylenglykol-Grundgerüst umgesetzt mit 20J3 has a gross weight of about 1750. In case (A) it is this polyoxypropylene glycol basic structure reacted with 10 wt .-% ethylene oxide and has a medium Molecular weight of about 2000. In case (B) the polyoxypropylene glycol basic structure is reacted with 20

w Gew.-% Äthylenoxid und hat ein mittleres Molekulargewicht von etwa 2500. Eine weitergehende Beschreibung dieser Materialien und ihrer Herstellungsmethoden findet sich in der US-PS 26 74 619. w wt .-% ethylene oxide and has an average molecular weight of about 2500. A more detailed description of these materials and their production methods can be found in US Pat. No. 2,674,619.

Beispiel 1example 1

Zur Bestimmung der Wirksamkeit verschiedener Materialien bei Dispergierung vorhandener biologisch erzeugter Schlickmaterialien wurde ein Einzellen-Kühlturm von Labormaßstab mit Druckluftstrom benutzt. Die Grunddaten dieses Kühlturms und seiner Umgebung sind:To determine the effectiveness of various materials when dispersed biologically A single-cell cooling tower was used to produce silt materials used on laboratory scale with compressed air flow. The basic data of this cooling tower and its surroundings are:

>r> Kühlprozeß:> r > cooling process:

Gesamtkapazität:Total capacity: Rezirkulations-Recirculation

geschwindigkeit:
<·<> Abblasgeschwindigkeit:speed:
<· <> Blow-off speed:

Beschickungswasser:Feed water:

Δ Τ:Δ Τ:

Konzentrationsfaktor:Concentration factor:

pH Turmwasser:
f> Härte:pH tower water:
f> hardness:

Temperatur:
Wasserbeschickung:Temperature:
Water supply:

experimentelle
Wärmeaustauscherrohre
20 Literexperimental
Heat exchanger tubes
20 liters

7,57 Liter pro Min.7.57 liters per min.

70 cm3 pro Min.70 cm 3 per min.

Chicago-LeitungswasserChicago tap water

40C4 0 C

8,58.5

4,5 ppm4.5 ppm

(als Calciumcarbonat)(as calcium carbonate)

38" C38 "C

45,4 Liter pro 24 Stdn.45.4 liters per 24 hours.

Der Konzentretionsfaktor 3 gibt an, daß das Wasser in dem System um einen Faktor 3 konzentriert worden ist.The concentration factor 3 indicates that the water has been concentrated in the system by a factor of three.

Zum Beschickungswasser des Turms wurden je 50 ppm Äthylenglykol und eine Quelle organischen Phosphors in Form eines Phosphatesters gegeben. Der Turm wurde 4 Tage betrieben, was eine wesentliche Bildung von Schlickmassen auf den metallischen Wärmeaustauscherflächen hervorrief.50 ppm ethylene glycol and an organic source were added to the tower's feed water Phosphorus given in the form of a phosphate ester. The tower was in operation for 4 days, which is an essential one Caused the formation of silt masses on the metallic heat exchanger surfaces.

10 ppm der speziell zu testenden Chemikalie wurden10 ppm of the specific chemical being tested

zum Turmwasser gegeben und 1 Std. zirkulieren gelassen. Gegen Ende dieser Zeitspanne wurde eine Biomasse-Analyse des Basinwassers unter Verwendung eines Biometers (von DuPont) vorgenommen; das Biometer wird in der Publikation »DuPont 760 Luminescence Biometer«, Dezember 1970, und auch in der US-PS 33 59 973 beschrieben.added to the tower water and allowed to circulate for 1 hour. Towards the end of this period, a Biomass analysis of the basin water made using a biometer (from DuPont); the Biometer is in the publication "DuPont 760 Luminescence Biometer", December 1970, and also in the US-PS 33 59 973 described.

Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tab. I zusammengestellt. The results of this test are summarized in Tab.

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Tabelle ITable I.

10 ppm mit 1 stündigem Kontakt (Daten mit Biometer ermittelt)10 ppm with 1 hour contact (data determined with biometer)

Chemikaliechemical

Biomasse-Änderung Biomass change

1. nichtionisches (Polyol)Kondensat
d. Äthylenoxids mit hydrophobem
Grundgerüst (Propylenoxid mit
Propylenglykol),(A) 66,4%1. Nonionic (polyol) condensate
d. Ethylene oxide with hydrophobic
Basic structure (propylene oxide with
Propylene glycol), (A) 66.4%

2. nichtionischer polyätho icyIierter
geradkettiger Alkohol 58,5%2. non-ionic polyether iced
straight-chain alcohol 58.5%

3. Triscyanoäthylkokosdisimin 473%3. Triscyanoethyl coconut disimine 473%

4. Polyoxyäthylensorbitanester von
Fett- und Harzsäuren und Alkylarylsulfonat, Gemisch (nichttonisch) 45,8%4. Polyoxyethylene sorbitan ester of
Fatty and resin acids and alkylarylsulfonate, mixture (non-tonic) 45.8%

5. Kationische Äthylenoxid-Kondensationsproduktc: von
N-Taljroropylendiamin 35,8%5. Cationic ethylene oxide condensation products: of
N-Taljroropylenediamine 35.8%

6. nichtionisches
Ν,Ν-Dimethylstearamid 34,7%6. non-ionic
Ν, Ν-dimethylstearamide 34.7%

7. Monoamin (kationisch)
(Kokosmononitril) 313%7. Monoamine (cationic)
(Coconut mononitrile) 313%

8. Natriumpolyacryiat j 31,1%8. Sodium polyacrylate j 31.1%

9. nichtionisches Aminopolyglykol-9. nonionic aminopolyglycol

Kondensatcondensate 30,0%30.0% 10.10. kationisches Kokosdiamincationic coconut diamine 25,6%25.6% 11.11th nichtionischer äthoxylierternonionic ethoxylated Alkoholalcohol 2U%2U% 12.12th Lignosulfonat, anionischLignosulfonate, anionic 103%103% (30 ppm/
9 CtHn >(30 ppm /
9 CtHn> 13.13th Natriumsalz eines amphoterenSodium salt of an amphoteric oberflächenaktiven Mittelssurfactant 5,8%5.8% 14.14th Polyacrylsäure (Homopolymerisat)Polyacrylic acid (homopolymer) 4,7«/o4.7 "/ o 15.15th nichtionisches Octylphetioxypoly-nonionic octylphetioxypoly- äthoxyäthanolethoxyethanol 4,1%4.1%

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Entfernung und Verhinderung von biologischer Schlick- und Schlammbildung auf den Rächen technischer und industrieller Kollisysteme, dadurch gekennzeichnet, daß man das beim Betrieb dieser Kühltürme verwendete Wasser mit 0,5—50 ppm eines Propylenoxid-Äthylenoxid-Copolymerisats aus einem Polyoxypropylenglykol-Polymerisat mit einem Molekulargewicht von 1500—2000, das mit 5 bis 30 Gew.-% Äthylenoxid umgesetzt worden ist, behandelt1. Process for removing and preventing biological silt and sludge formation the revenge of technical and industrial collision systems, characterized by the fact that water with 0.5-50 ppm of a propylene oxide-ethylene oxide copolymer used in the operation of these cooling towers from a polyoxypropylene glycol polymer with a molecular weight of 1500-2000, which has been reacted with 5 to 30 wt .-% ethylene oxide treated 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Propylenoxid-Äthylenoxid-Copolymerisat ein Polyoxypropylenglykol-Polymerisat mit einem Molekulargewicht von etwa 1750 verwendet, welches Polymerisat mit 10 bis 20 Mol Äthylenoxid umgesetzt worden ist2. The method according to claim 1, characterized in that that the propylene oxide-ethylene oxide copolymer is a polyoxypropylene glycol polymer used with a molecular weight of about 1750, which polymer with 10 to 20 mol Ethylene oxide has been implemented
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