DE3315508A1

DE3315508A1 - Aktivkohleprodukt

Info

Publication number: DE3315508A1
Application number: DE19833315508
Authority: DE
Inventors: Walter Lotz; Günter 6000 Frankfurt Tüffers; Helmut Dr. 6073 Egelsbach Winkler; Johann Dr. 6868 Bad Vilbel Wirth
Original assignee: Laboratorium fuer Adsorptionstechnik GmbH
Current assignee: Laboratorium fuer Adsorptionstechnik GmbH
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1984-10-31

Description

Aktivkohleprodukt
Die Erfindung betrifft ein Aktivkohleprodukt für die Reinigung und Klärung von Wasser oder überwiegend aus Wasser bestehenden Flüssigkeiten.
Es ist bekannt, pulverförmige Aktivkohle zur Reinigung von Flüssigkeiten, z.B. von Lösungen in der chemischen Industrie, in der Lebensmittelindustrie oder aber auch zur Reinigung von Trinkwasser oder Abwasser einzusetzen. Hierbei macht man sich die Tatsache zunutze, daß die Adsorptionsgeschwindigkeit bei pulverförmigen Kohlen viel größer ist als bei sogenannten Kornkohlen, weil die Aasorptionsgeschwindigkeit im allgemeinen etwa der äußeren Oberfläche proportional bzw. dem Quadrat des Korndurchmessers umgekehrt proportional ist. Der Nachteil der Pulverkohle-Anwendung besteht jedoch darin, daß eine Abtrennung von der zu behandelten Flüssigkeit durch Sedimentation oder Filtration erforderlich ist. Insbesondere die sehr feinen Kornanteile unter l0#m Korndurchmesser sedimentieren langsam oder erfordern besondere Maßnahmen bei der Filtration. Der schwer sedimentierbare oder filtrierbare Feinanteil der Aktivkohle ist aber meistens in seiner Adsorptionsleistung besonders aktiv. Die Menge dieses Anteils hängt von verschiedenen Bedingungen der Herstellung, wie z.B. vom Mahlvorgang, vom verwendeten Hohnaterial usw., ab. Gerade sehr gute hochaktive Kohlen haben oftmals diese bei der Anwendung hinderlichen Ligenschaften.
Es ist auch bekannt, die Sedimentation durch Zugabe von Hilfsmitteln zu erleichtern. Dies erfordert jedoch die Dosierung eines Hilfsmittels und damit einen zusätzlichen Arbeitsgang. Man kann z.B. die Sedimentation von Feststoffpartikeln durch Dosierung von Eisen-III-Chlorid, Polyaluminiumclorid, Aluminiumsulfat oder von organischen Flockungsmitteln verbessern. Es wäre jedoch erwünscht, diesen Dosierungsschritt einzusparen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einer feinpulverigen Aktivkohle ein onwendungstechnisch # leicht handhabbares Produkt zu machen, das ohne zusätzliche Maßnahme einer zu reinigenden wäßrigen Lösung zugesetzt erden kann, nach dem Verrühren schnell sedimentiert und keine Trübung hinterläßt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Aktivkohleprodukt aus einem Gemisch aus pulverförmiger Aktivkohle und Flockungsittel auf anionischer oder kationischer Polyacrylamid-Basis besteht, wobei der Anteil des Flockungsmittels im Gemisch 0,1 bis 10 Gew.-% beträgt und mindestens 5 Gew.-% der 7Aktivkohle aus Feinkorn mit einer Korngröße von höchstens lOjim bestehen. Es wurde gefunden, daß andere Flockungsmittel, wenn sie mit der pulverförmigen Aktivkohle gemischt sind, ihre Wirksamkeit verlieren. So wirkt Fell3 nur dann als das bekannt gute Flockungsmittel, wenn es gesondert der trüben Lösung zudosiert wird. Flockungsmittel auf Stärkebasis haben, auch wenn sie gesondert zugesetzt werden, für die sehr feinkörnige Aktivkohle nur eine sehr mäßige sedimentierende Wirkung. Versuche zeigten auch, daß die Filtrierbarkeit wäßriger Lösungen durch das Aktivkohlrodukt etwa um einen Faktor 2 verbessert wird.
Das im gebrauchsfertigen Aktivkohleprodukt enthaltene Flockungsmittel kann zu mindestens 10 Gew.-% aus Acrylamid-Copolymer bestehen. Das Acrylamid-Copolymer kann 10 bis 30 Mol. % (bezogen auf Gesamtmonomere) anionaktive Gruppen, wie etwa Carboxylgruppen, z.B. Acrylsäure, enthalten. Auch kann das Acrylamid-Copolymer ilndestejis 10 Mol. % (bezogen auf Gesamtmonomere) an kationaktiven Gruppen, wie z.B. anionyruppenhaltige Acrylsäureester enthalten.
Beispiel In allen Fällen wird eine extrem fein gemahlene Aktivkohle verwendet, die einen Feinkornanteil von 30 Gew.-%# < lOjim besitzt und normalerweise sehr schwer absetzbar bzw. filtrierbar ist. Diese Aktivkohle wird mit verschiedenen Flockungsmitteln gemischt. Nach einer Lagerungszeit von 8-10 Tagen werden mit den fertiggestellten Mischungen Versuche durchgeführt. Die hierzu verwendete Apparatur besteht aus einem Reihenrührgerät, wobei für alle Versuche die gleiche Rührgeschwindigkeit eingestellt wird.
In zylindrischen Glasgefäßen wird je 1 Liter Leitungswasser vorgelegt. Sodann werden von den verschiedenen Aktivkohle-ischungen jeweils 100 mg pro Liter in die vorgelegte Wassermenye eingetragen. Zum Vergleich wird in einem Gefäß ein Parallelversuch mit Aktivkohle ohne Flockungsmittel durchgeführt. Nach dem Eintragen der Aktivkohlemischungen wird 1 Min. lang mit ca. 300 UpM, dann 5 Min.
lang mit 60 UpM gerührt. Danach werden die Rührer hochgezogen und das Absitzen der Suspension beobachtet. Folgende Flockungsmittel wurden verwendet: A = FeCl3 . 6 H2O B = A12 (SO4 ) ~ 18 2 C = Wisprofloc (Stärkebasis) D = Hydropur 2463 (nichtionische Polyacrylamid-Basis) E = Synthofloc 8031 N/DS (anionisches Acrylamid-Acrylsäure-Copolymer) F = Synthofloc 80 K (kationisches Acrylamid-Copolymer mit aminogruppenhaltigem Acrylsäureester als Comonomer) Die Versuche erbrachten folgende Ergebnisse: 1. Versuch mit Flockungsmittel A, wobei dessen Anteil im Aktivkohleprodukt 25 Gew.-% beträgt: Keine Flockung, die überstehende Flüssigkeit zeigt eine starke Trübung.
2. Versuch mit Flockungsmittel B, wobei dessen Anteil im Aktivkohleprodukt 10 Gew.-% beträgt: Sehr schlechte Flockung, überstehende Flüssigkeit ist trüb.
3. Versuche mit Flockungsmittel C, wobei dessen Anteile im Aktivkohleprodukt zuerst 2, dann 5 und schließlich 10 Gew -% betragen: mäßige Flockung, überstehende Flüssigkeit ist trüb.
4. Versuche mit Flockungsmittel D, wobei dessen Anteile im Aktivkohleprodukt zuerst 1 und dann 5 Gew.-t betragen: sehr schlechte Flockung, überstehende Flüssigkeit ist trüb.
5. Versuche mit Flockungsmittel E, wobei dessen Anteile im Aktivkohleprodukt zuerst 0,1 und dann 0,5 Gew.-% betragen: sehr gute Flockung, überstehende Flüssigkeit ist völlig klar.
6. Versuche mit Flockungsmittel F, wobei dessen Anteile im Aktivkohleprodukt zuerst 1 und dann 5 Gew.-% betragen: gute Flockung, überstehende Flüssigkeit nur schwach trüb.
7. Vergleichsversuch mit Aktivkohle ohne Flockungsmittel: Nach 3 Stunden Standzeit nur teilweises Absitzen; in der überstehenden Flüssigkeit starke schwarze Trübung.
Die Anteile der Flockungsitittel im Aktivkohleprodukt wurden so gewählt, daß bei dessen Anwendung in der Lösung etwa die von den Herstellern der Flockungsmittel empfohlenen Konzentrationen vorliegen.
Wie man aus den Versuchen entnehmen kann, eignen sich die Flockungsmittel E und F zur Lösung der eingangs erläuterten Aufgabenstellung am besten. Nur mit den Mitteln E und F ist es möglich, durch Vermischen mit feinpulveriger Aktivkohle ein Produkt herzustellen, das nach dem Eintragen in eine wäßrige Lösung nach kurzem Rühren flockt und einwandfrei sedimentiert, so daß in kurzer Zeit die überstehende Flüssigkeit völlig klar ist.

Claims

PATENTANSPRUCHE 1. Aktivkohleprodukt für die Reinigung und Klärung von Wasser oder überwiegend aus Wasser bestehenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Gemisch aus pulverförmiger Aktivkohle und Flockungsmittel auf anionischer oder kationischer Polyacrylamid-Basis besteht, wobei der Anteil des Flockungsmittels im Gemisch 0,1 bis 10 Gew.-% beträgt und mindestens 5 Gew.-% der Aktivkohle aus Feinkorn mit einer Korngröße von höchstens 10 um bestehen.
2. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 20 Gew.-% der pulverförmigen Aktivkohle aus Feinkorn mit einer Korngröße von höchstens 10 Aim bestehen.
3. Produkt nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, das Flockungsmittel zu mindestens 10 Gew.-% aus Acrylamid-Copolymer besteht.
4. Produkt nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Flockungsmittel 10 bis 30 Mol. % (bezogen auf Gesamtmonomere) anionaktive Gruppen enthält.
5. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flockungsmittel mindestens 10 Mol.-% (bezogen auf Gesamtmonomere) an kationaktiven Gruppen enthält.