FI116790B - Menetelmä polyelektrolyyttikäsittelyaineen annostuksen optimoimiseksi vedenkäsittelyprosessissa - Google Patents

Description

11

Menetelmä polyelektrolyyttikäsittelyaineen annosti timoimiseksi vedenkäsittelyprosessissa

Keksintö kuuluu tekniikan alaan, jossa seu: 5 säädellään sellaisten kationisesti varautuneiden r i s t en vedenkäs i 11 e1ykemikaalien annos tus ta, joit tään neste/kiintoaine- ja neste/neste-erotusmenete]

Kationisesti varautuneita vesiliukoisia te dispergoituvia polymeerejä käytetään monenlaisissa 10 missä, joihin sisältyy kiintoaineiden tai veteen d tuneiden tai suspendoituneiden kiintoaineiden tai : mattomien nesteiden erottaminen vedestä sekä ved* vettä sisältävistä kiintoaineista. Tämän tyyppisiä rejä, jotka voivat olla luontaisia tai synteettisi. 15 taan laajalti koagulointiaineiksi ja flokkulointi· Näitä polymeerejä voidaan käyttää sellaisissa vaih menetelmissä kuin emulsion rikkoutumisessa, liettf poistossa, raakaveden kirkastamisessa, kuivaus- j tioapuaineina massan ja paperinvalmistuksessa, kel 20 aineina kaivosprosesseissa sekä värinpoistossa.

Tämän tyyppiset polymeerit toimivat yleens; *· " loiden suspendoituneiden kiintoaineiden tai pois « · * * nesteiden anionisen varauksen. Nämä kiintoaineet teet voivat olla jätettä, joka on poistettava vedi 25 haluttuja tuotteita, jotka on määrä ottaa talteen • sältävistä systeemeistä kuten esimerkiksi hiilihi· ·*· · tapauksessa, joka voidaan koaguloida tai flokku myydä polttoaineeksi.

: Vedenkäs it telyn alalla kiintoaine/neste-er • · · [V./ 30 suspendoituneet kiintoaineet poistetaan vedestä er * · 11 2 poistoa varten käsitellyissä nesteissä on usein ni hän kuin useita miljardisosia suspendoituneita kii ta tai dispergoituneita öljyjä tai ne voivat sisä ria määriä suspendoituneita kiintoaineita tai öljy 5 toaineet, joista vesi poistetaan, voivat sisältää la 0,25 - 40 tai 50 paino-% kiintoainetta. Niin neste/kiintoaine-erotukset on suunniteltu kiint poistamiseksi vedestä tai, kääntäen ja halutusta tista riippuen, nesteiden poistamiseksi kiintoaine' 10 Vaikka ankaria mekaanisia tapoja onkin käy hostamaan kiintoaine/neste-erotusta, nykyaikaiset mät perustuvat usein mekaanisiin erotusmenetelmii: on lisätty synteettisiä ja luontaisia kationisia p materiaaleja kiihdyttämään nopeutta, jolla kii 15 voidaan poistaa vedestä. Nämä menetelmät vaihtelev veden käsittelystä kationisilla koagulointipolym jotka laskeuttavat suspendoituneet epäorgaaniset lit ja tekevät veden käyttökelpoiseksi teollisuus louskäyttöön. Muita esimerkkejä näistä menetelmä 20 värillisten liukoisten aineiden poisto paperiteht, . . vesistä, orgaanisten flokkulointipolymeerien käytt • · * suus- ja talousjätemateriaalien f lokkuloinnissa, * · *** * talteenotossa ja emulsion rikkomisessa.

·« * * • ** Mitä tulee erotusmenetelmän mekanismiin ·** :...i 25 leiliä ovat luonnostaan joko kationinen tai anioni • « ·β· · us. Näin ollen nämä partikkelit poistetaan use :*·*: liukoisella koagulointi- tai flokkulointipolymeeri la on vastakkainen varaus kuin partikkeleilla. Tä' :.·. taan elektrolyyttitehostetuksi neste/kiintoaine-er .···[ 3 0 telmäksi, joissa vesiliukoinen tai dispergoituva • « 3 liikaa, polymeeriä tuhlautuu tai mikä pahempaa se < itsessään tai itsestään ongelmia.

Jos lisätty polyelektrolyytti tai ionisest tunut polymeeri on hyvin tehokas tietyssä menetelmä 5 sifraktion mukaan poistuvaa polyelektrolyyttiä jäi yliannos. Polyelektrolyyttiä on lisätty enemmän ku: taan. Jos lisätty polyelektrolyytti ei ole erittäii tietyssä menetelmässä, merkittäviä määriä polyme poistua prosessista vesifraktion mukana osoitukse 10 meerien toiminnan vaj avuudesta. Kummassakin ta] erotusmenetelmästä suodoksen tai vesifraktion muka] vän polyelektrolyytin määrän määrittäminen olisi edullista. Tehokasta polyelektrolyyttiä tulisi lis tusmenetelmään juuri sen verran kuin kiintoaineen 1 15 pintojen liittymiseen kuluu tai hieman enemmän. V< määrittää, saavuttaako valittu annostus tämän opt: annostuksen ja säätää annostusta tarvittaessa, j elektrolyytin pitoisuutta suodoksessa voitaisiin seurata. Tehottomampi polyelektrolyytti voitaisiir 20 helposti ja polyelektrolyytin valintaa muuttaa, j , , elektrolyytin pitoisuutta suodoksessa voitaisiin • « · • ·* . _ ·#>· helposti.

• * ’·’ * Polyelektrolyytin pitoisuuden seuranta su< * * on vaikea tehtävä, joka ei sovellu hyvin teollisuui ·...· 25 tuksiin. Analyyttiset menetelmät kuten kolloiditit] ♦ · j monimutkaisia ja aikaa vieviä eivätkä anna tosiaik; lV: losta. Elektronilaitteistoja varauksen määrittämi saatavilla, mutta laitteet ovat kalliita eivätkä : polymeeriin liittyvän varauksen ja muista varausl; *** * .···. 3 0 mukaan luettuina vesi, kiintoaineesta tai jätevede • · * * * <» . .

m 3 1 Π Cl Ί C* Ώ a a n m m λ 1 ai t A a f r ^ ^ 1 r·^ λπ tta Ί ι Ί 1 n 7V A Tr * 4 soivia. Tyypillinen polyelektrolyytti ei ole fli tai ei ole tarpeeksi fluoresoiva seurattavaksi emi; troskopialla. Koska polyelektrolyyttiä sen toimies siinä mielessä, että se kiinnittyy kiintoaineisii 5 öljyihin ja erottuu vedestä niiden mukana, flu< merkintäkemikaalin eli merkintäaineen, joka seura lisääminen ei paljastaisi, mikä osuus polyelektrol’ kulunut vaikka merkintäaineen pitoisuus voidaankii polyelektrolyyttiannostusta vastaavaksi.

10 Vaikka polyelektrolyyttiannostuksen määr: esimerkiksi merkintäainetta lisäämällä tunnettuina na polyelektrolyyttiin ja merkintäaineen pitoisuu raaminen sen määrittämiseksi, onko tavoiteannoi -syöttönopeus saavutettu, voi itsessään olla m< 15 apu, vesiliukoinen täysin inertti merkintäaine on : torina vain suodoksessa olevan polyelektrolyytin t( sesta nollakulutuskonsentraatiosta eikä polyelekl todellisesta suodoskonsentraatiosta. Merkintäkemik merkintäaine, joka itse mieluummin seuraa kiintoaii 20 öljyä ei myöskään ole indikaattori polyelektroly . . tuksesta ja siis polylelektrolyytin toiminnasta.

» * « ** Keksinnön kohteena on siis menetelmä to: *«· • * · kuluvan polyelektrolyyttivedenkäsittelykemikaalin i m seksi edullisesti yksifaasi- tai monifaasisysteemi ·,..ϊ 25 tyneenä.

* Keksinnön kohteena on seurata polyelektrc :T: joka edullisesti liittyy yksifaasi- tai monifaai miin, määrittämällä tällaisen edullisen liittymi : ruus.

··· i .···. 3 0 Keksinnön kohteena on määrittää polyelekt * ♦ pHill 1 1 ΟΡΠ faao-i 1 -i -it* t-irm-l 0 on 01111 vi 1110 ηΐΛΠ i f Ί ni oire 5

Keksinnön kohteena on määrittää polyelekl edullisen faasiliittymisen suuruus monifaasisyj käyttäen tekniikkaa, jota voidaan käyttää yhteydes* koneeseen. Keksinnön kohteena on määrittää polyel< 5 tin edullisen faasiliittymisen suuruus monifaasisyi käyttäen tekniikkaa, joka määrittää polyelektroly} sentraation epäedullisessa faasissa. Keksinnön muita kohteita on esitetty yksityiskohtaisesti seui Näiden tavoitteiden mukaisesti keksintö ke 10 netelmää polyelektrolyyttikäsittelyaineen annostuks moimiseksi vedenkäsittelyprosessissa, joka suoritel laisen poistoveden tuottamiseksi, joka on oleellis paa kontaminanteista. Menetelmälle on tunnusomais se käsittää vaiheet, joissa: 15 a) lisätään tunnettu määrä polyelektrolyyl telyainetta kontaminantteja sisältävään veteen koni tien poistamiseksi mainitussa vedenkäsittelyprosess b) lisätään veteen noin 0,001 - 750 000 m: osaa, laskettuna prosessiin myös lisättävän polyels 20 tin tunnetusta määrästä, fluoresoivaa ainetta, vastakkainen sähkövaraus kuin polyelektrolyytillä; • · 1 fluoresoiva aine ja polyelektrolyytti muodostavat J V· kompleksin, joka ei alenna tai huononna polyelekt ***** aktiivisuutta tai varauksen neutralointikykyä; 25 c) tehdään vedenkäsittely poistoveden sai joka poistovesi sisältää mainittua kompleksia; d) tutkitaan fluoresoivan aineen määrä pois tä; ja j e) säädetään veteen lisättävän polyelekt β··*# 3 0 annostusta poistovedessä havaitun varautuneen f lue • · *;* aineen määrän nernst-eelle 6 tuneiden värillisten epäpuhtauksien sähkövaraus, j rannettaisiin värillisten runkojen erottumista ve tuotettaisiin vähemmän värillisiä epäpuhtauksia i poistovesi. Menetelmälle on tunnusomaista, että r 5 käsittää vaiheet, joissa: a) lisätään jäteveteen noin 0,001 - 750 00( nasosaa, laskettuna prosessiin lisättävän kationis elektrolyytin määrästä, vesiliukoista anionisesti nutta fluoresoivaa ainetta; 10 b) lisätään veteen noin 0,001 - 750 000 mj osaa, laskettuna prosessiin myös lisättävän polyel* tin tunnetusta määrästä, fluoresoivaa ainetta, vastakkainen sähkövaraus kuin polyelektrolyytillä; fluoresoiva aine ja polyelektrolyytti muodostavat } 15 kompleksin, joka ei alenna tai huononna polyelekt aktiivisuutta tai varauksen neutralointikykyä; c) tehdään vedenkäsittely poistoveden sa* joka poistovesi sisältää mainittua kompleksia; d) tutkitaan fluoresoivan aineen määrä poii 20 tä; ja e) säädetään veteen lisättävän polyelekt • m V': annostusta poistovedessä havaitun varautuneen f lue ··· : aineen määrän perusteella.

Yhteenveto keksinnöstä 25 Keksinnön kohteena on menetelmä polyelekt: ; käsittelyaineen annostuksen optimoimiseksi vedenki #** » menetelmässä. Menetelmässä lisätään tunnettu mää ♦ · · » elektrolyyttikäsittelyainetta veteen, joka käsitel ; denkäsittelymenetelmässä. Sitten vedenkäsittelymei • * * *!!/ 30 lisätään fluoresoivaa ainetta, jolla on vastakkain* • · » · Λ * Λ m 1 * .. *1 _ _ Ί _ 1_ J Π _ _1_ J T Ί t* _ __ _T _ T ^ Λ Λ Λ «i 7 rataan sitten poistovedessä polyelektrolyyttiam säätämiseksi poistovedessä olevan varautuneen flu< aineen määrästä laskettuna.

Piirustusten kuvaus 5 Kuvio 1 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri Kuvio 2 on käyrä, j ossa verrataan polymer tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri Kuvio 3 on käyrä, jossa verrataan polymei 10 tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri Kuvio 4 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri Kuvio 5 on käyrä, jossa verrataan polyme< tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri 15 Kuvio 6 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri Kuvio 7 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri Kuvio 8 on käyrä, jossa verrataan polymei 20 tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri Kuvio 9 on käyrä, j ossa verrataan polymei * · · *· "! tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri ·.1 · Kuvio 10 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri ··1 25 Kuvio 11 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri *»· · ·1·1· Kuvio 12 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri : .·. Kuvio 13 on käyrä, jossa verrataan polymei • · · ***/ 30 tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri ♦ »

Ml ». _ J _ ri 4 ___ - 1 _____ „ ^ 8

Kuvio 17 on käyrä, jossa verrataan polymei tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri

Kuvio 18 on käyrä, jossa verrataan polymee: noetusta värinpoiston määrään.

5 Kuvio 19 on käyrä, jossa verrataan polymee: noetusta värinpoiston määrään.

Kuvio 20 on käyrä, jossa verrataan polymee: nostusta värinpoiston määrään.

Kuvio 21 on käyrä, jossa verrataan polymee] 10 nostusta värinpoiston määrään.

Kuvio 22 on käyrä, jossa verrataan polymee: nostusta värinpoiston määrään.

Kuvio 23 on käyrä, jossa verrataan polymee] nostusta värinpoiston määrään.

15 Kuvio 24 on käyrä, jossa verrataan polymee: nostusta värinpoiston määrään.

Kuvio 25 on käyrä, jossa verrataan polymee: nostusta värinpoiston määrään.

Kuvio 26 on käyrä, jossa verrataan polymei 20 tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri

Kuvio 27 on käyrä, jossa verrataan polymei • * :/*i tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri V ' Kuvio 28 on käyrä, jossa verrataan polymei *:**: tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri 25 Kuvio 29 on käyrä, jossa verrataan polymei l tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri • k# ·

Kuvio 30 on käyrä, jossa verrataan polymei * tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri . β·β Kuvio 31 on käyrä, jossa verrataan polymei • * * 30 tusta vedenpoistoon ja adsorptio-osuuteen polymeeri • « 9

Keksinnön edulliset toteutukset

Eräänä kohteena keksinnössä on menetelmä p< rolyytin toiminnan seuraamiseksi käyttäen merkintä joka on polyelektrolyyttiin verrattuna vastakkais 5 rautunut. Keksinnön eräässä toteutuksessa merkint vuorovaikutuksessa polyelektrolyytin kanssa ja jac dessä polyelektrolyytin kanssa kiinteiden hiukka öljyn ja suodoksen väliin. Arvellaan, että merki] ja polyelektrolyytin välinen vuorovaikutus muodost 10 leksin elektrostaattisesti toisiaan puoleensa v<

Keksinnön yllättävä etu on se, että optimaalinen p< rolyyttiannostus voidaan nähdä selkeänä taitteena i ainesuodos-konsentraatioarvokäyrällä. Toinen yllät keksinnöllä on se, että oli arveltu, että vastakk< 15 rauksen omaavan yhdisteen lisääminen polyelektr< vaikuttaisi deaktivoiden polyelektrolyytin sitä os toimii merkintäaineen neutraloijana. Tosiasiassa keksineet, että näin ei ole laita ja vastakkaiser sen omaavan merkintäaineen lisääminen polyelektrc 20 kompleksin muodostekniseksi ei alenna tai huonon elektrolyytin aktiivisuutta tai varauksen neutral V·: kyä.

• «« V · Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettä1 * kintäaineiden varaus on vastakkainen kuin seuratta1 »#* 25 elektrolyyttipolymeerin kantama varaus. Esimerk: : tionisia koagulointiaineita ja flokkulointiaineit »M · taan anionisesti varautuneella merkintäaineella. E< ti merkintäaineet fluoresoivat laitteiston reaalia; : vaitsemilla aallonpituuksilla, osittuvat kationis * · i *··.’ 30 elektrolyytin kanssa ja liukenevat tai dispergoitu'' ........ . . . _ .

10 resoivat, anioniset materiaalit, jotka ovat ole veteen liukenevia, voisivat olla käyttökelpoisia t sinnössä. Vaikka keksinnössä materiaaleja käy edullisesti aikaiimetailisuoloina ja edullisesti 5 suolamuodossa, niitä voidaan käyttää myös vapaasi muodossa.

Keksinnössä käyttökelpoisia anionisia me: neita käytetään tyypillisesti pienimpinä määrin ovat mitattavissa fluorometreillä. Siten aineita 10 käyttää niin pienistä pitoisuuksista kuin muutamc disosa yhtä suuriin osiin laskettuna menetelmässä kationisen polyelektrolyytin painosta. Edullisesti non mukaisia anionisia vesiliukoisia merkintäainei tään noin 10 miljardisosaa - noin 500 000 miljo* 15 menetelmässä käytetystä polyelektrolyytistä la,

Edullisimmin keksinnön mukaisia anionisia vesi merkintäaineita käytetään noin 100 miljardisos 200 000 miljoonasosaan menetelmässä käytetystä kat polyelektrolyytistä laskettuna.

20 Keksinnön erään toisen edullisen toteutuks* keksinnön toteutuksessa käytettävä merkintäaine • · * ' " seuraavista merkintäaineista; resatsuriini, Tinop *.' * (distyryylibifenyylijohdannainen) ja Tinopal rbs-i 9 atsolistilbeeni). Yllättäen olemme keksineet, ette ·]**: 25 anionisen merkintäaineen lisääminen ei näytä va • :*; polymeerin kat ioni seen varaukseen tai kuluttavan i ··· · ;*·*· että polymeeri on kokonaan käyttökelpoinen aiotuss.

tuksessaan. Siitä huolimatta anionista merkintääii : sätään edullisesti merkittävästi pienempinä annoki *11·* 30 polymeeriä.

__________ ____________... .

11 lisuus- ja talouskoagulointi- ja -flokkulointimen yhä laajeneva tekniikan ala. Nämä polymeerit oval vesiliukoisia tai ainakin veteen dispergoituvia k sentraatioissa, ne sisältävät elektrolyyttisiä ta: 5 erittäin polaarisia ryhmiä ja usein, joskaan ei v tä, ne ovat täysin synteettisiä polymeerejä, luon: meerien ja/tai biologisesti tuotettujen polymeerie naisia.

Luonnon kiintoaineet ovat tavallisesti n 10 sesti varautuneita niin kuin emulgoituneet pisai vesiemulsioissa. Kiinteän hiukkasen tai pisaran oleva elektrostaattinen varaus vaikuttaa vahvasti pumukseen agglomeroitua tai yhtyä viereisten hiukk pisaroiden kanssa. Muita agglomeroitumis- tai yhty 15 mukseen vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa r joittamatta partikkeli/pisarakoko ja/tai tiheys, nestefaasin tiheys, mekaaniset voimat, joille li/pisara altistuu, kuten sekoitus- ja leikkausvoi pötila ja vastaavat.

20 Perinteisesti koagulointi on määritelty p . uksen pelkistysmenetelmäksi (elektrostaattisten vo • **· J./ nimoimiseksi) kiintoaineilla pisteeseen, jossa * * * *** | Waalsin voimat voivat vallita ja saada aikaan sus * neiden partikkeleiden agglomeroitumisen. Emulsion 25 misessa koaguloituminen on pintavarauksen neutralo • · ·*· · telmä emulgoiduilla pisaroilla ja/tai emulsion epä ϊ#ί : minen muutoin pisteeseen, jossa pisarat yhtyvät.

sesti flokkuloituminen määritellään suspendoituneb • toaineiden aggl omeroint imenet e lmäks i, jossa ei tai *·* * .·*·, 3 0 tään oleellista muutosta pintavarauksessa. Emulsio: 12

Koagulointlaineet eli koagulantit ovat use: sitiivisesti varautuneita {kationisia) kemiallisia esimerkkinä kationinen polyelektrolyytti. Flokku! neet (flokkulantit) ovat useimmin negatiivisesti 5 neita (anionisia) kemiallisia aineita, esimerkkini nen polyelektrolyytti, tai kationisesti varautuneil kulointiaineiden arvellaan parantavan agglome: ta/yhtymistä silloitusmekanismilla, adsorboitumalle partikkeleihin/pisaroihin ja pitämällä ne yhdessä. 10 useampi adsorptiomekanismi voi tulla toimintaan f! tumisprosessissa. Perinteisesti polyelektrolyyttikc tiaineilla on suhteellisen alhainen molekyylipaino, kiksi painokeskimääräinen molekyylipainoalue 200 -kun taas polyelektrolyyttiflokkulointiaineiden pa: 15 määräinen molekyylipaino on vähintään 1 ( 5 000 000, ajoittain paljon korkeampi, vesiliukoisi -dispergoituvuuden ollessa rajoittava tekijä. Suhl korkean molekyylipainon omaavan kationisen polyele tin käyttö on nykyisin lisääntynyt kiintoaine/ne 20 neste/neste-erotusmenetelmissä, joita kationisia pc , # rolyyttejä kutsutaan toisinaan kationisiksi flokku! « * i *'e*: neiksi. Nykyisin on yleisesti hyväksyttyä, että « * » kationiset polyelektrolyytit eivät ainoastaan i * * pintavarauksia vaan tarjoavat myös jonkin verran s: 2 5 mistä partikkeleiden/pisaroiden välille ellei pol} • · ; lyytin molekyylipaino ole erittäin alahainen ja ke ΓΓ: polyelektrolyytin kaksoiskoagulointi/flokkulointior det ovat vain vähemmän silmiinpistävät polyelekt : ·*. ollessa perinteisellä koaguloinnin molekyylipainoal »»» ft ,···, 30 Kationisia polyelektrolyyttej ä käytetään - a 1 Ί a t mn Qri "L^ r* n -h 4- a "1 i m fä 1 Ί ΐ λλλ «ι *1 λ ^ 4- n 13 edeltämättä kationinen koagulointiaine. Perinteiste tyksien hämärtyminen koagulointi- ja flokkuloint: välillä voi osoittaa, että polyelektrolyytin aien kittelut olivat polymeeritieteen nykytason alapuole 5 Vesiliukoiset kationiset koagulointiainee taan hyvin ja niitä on saatavana kaupallisesti. Moi liukoiset kationiset koagulointiaineet muodostetaai saatiopolymeroimalla. Esimerkkejä tämän tyyppisis meereistä ovat epikloorihydriinidimetyyliamiini s 10 kloorihydriinidimetyyliamiiniammoniakkipolymeerit, ovat esimerkein valaistu julkaisuissa US-patente 28 807 ja 28 808, jotka molemmat mainitaan viittei hakemukseen. Lisäksi kationiset koagulointiainee sisältää polymeerejä etyleenidikloridista ja amme 15 tai etyleenidikloridista ja dimetyyliamiinistä amme tai ilman. Muita polymeerejä, joita voidaan käy tionisina koagulointlaineina, ovat kondensaatiopt monifunktionaalisista amiineista, kuten dietyleen: nista, tetraetyleenipentamiinista, heksametyleenid: 20 ta ja vastaavista etyleenidikloridin kanssa tai k< , . tuneina itseensä. Esimerkkejä tämän tyyppisistä · * *· *· reistä tunnetaan alalla. Muita kondensaatioreaktio: ··· • · » *·* * mistettuja polymeerejä, kuten me 1 amiini formaldehydi ***** * · voidaan myös käyttää kationisinä koagulointiainei *** ·„,· 25 keksinnössä.

• * ϊ Muita kationisia koagulointiaineita ovat sesti varautuneet vinyyliadditiopolymeerit kuten pc ja kopolymeerit diallyylimetyyliammoniumkloridistä :tyyliaminoetyylimetakrylaatista, dimetyyliaminomet} ··· » .···. 3 0 krylaattimetyylikloridi kvaternaareista, metakryj • * *·* , p * / 14 metakryyliamidista, joka on saatettu reagoimaan tai kvaternäärisen mannich-johdannaisen valmisti Näiden kationisten polymeerien, sekä vinyyliaddit kondensaatiopolymeerien molekyylipainot vaihteleval 5 alhaisesta kuin muutamasta sadasta niin korkeis miljoonaan. Edullisesti molekyylipainon tulisi oi] masta tuhannesta 750 000:teen. Usein ylemmän mole] non valinta tehdään kustannuspäätösten perusteen korkeamman molekyylipa!non omaavat vinyyliadditiop< 10 ovat usein kalliimpia. Ylemmän molekyylipainorajan si olla rajoitettu niin kauan kuin polymeeri pysy; sena tai osittain liukoisena veteen, jonne se Edullisia polymeerejä keksinnön toteutuksissa käyt< ovat dimetyyliamiiniepikloorihydriinikopolymeerit, fj 15 huomata, että edellinen luettelo polymeereistä, jc daan käyttää keksinnössä synteettisinä kationisinä sinä polyelektrolyyttikoagulointiaineina, eivät mii pauksessa ole täydellinen eikä keksinnön soveltaa tarkoitettu rajoittuvan niihin.

20 Kuten edellä esitettiin keksinnön totei käyttökelpoiset polyelektrolyyttiflokkulointiainee ·./ olla anionisia tai kationisia. Edullisia flokkuloii * * * *·* [ ta keksinnössä käytettäväksi, vaikka flokkulointia: " * linta on usein menetelmästä riippuvainen ja on he] 25 rittaa yksinkertaisesti testaamalla käsiteltävä • · emulsio. Keksinnössä käytettävien sopivien flokku! :βΓ: neiden molekyylipaino on yleensä yli 1 000 000 20 000 000. Tämän tyyppisiä polymeerejä valmisteta^ • ·*; lisesti kationisista vinyylimonomeereista vinyyliac .*··. 3 0 lymeroimalla tai kopolymeroimalla kationinen »»» 15

Sopivia kationisia vinyyliadditiomonomeere diallyylidimetyyliammoniumkloridi, dimetyyliamino1 takrylaatti, dime tyy 1 i aminoetyyl imet akryl aa tt imetys di kvaternaari, metakryyliamidopropyyli tr ime tyylit 5 kloridi, dime tyyliaminometyyl ime takrylaatti ja mu oniset vinyyliadditiomonomeerit. Vaikka polymeeri kin muodostaa kationisena polymeerinä, usein on mal myös saattaa se reagoimaan tiettyjen ei-ionisten vd ditiopolymeerien kanssa kationisesti var au tiine iden 10 rien valmistamiseksi. Tämän tyyppisiä polymeerejä c laiset, jotka on valmistettu polyakryyliamidin r« dimetyyliamiinin ja formaldehydin kanssa niin kutsi nich-johdannaisen valmistamiseksi.

Sopivia anionisia flokkulointiaineita käyt2 15 keksintöä toteutettaessa ovat akryylihapon, metaJ pon, akryyliamidometyylipropaanisulfonihapon, N-vii mamidin, akryyliamidin polymeerit ja kopolymeerit.

Kuten aiemmin esitettiin keksintöä so\ kiintoaine/neste- tai neste/neste-erotusmenetelmiss 20 sa erotusta autetaan luontaisella tai synteettisel elektrolyyttikoagulointlaineella, flokkulointiaine » i · · 1· molemmilla. Edullisesti keksintöä sovelletaan: vär ··· V · tossa ja veden kirkastamisessa, veden poistossa Id ***** ja emulsion rikkomisessa.

:3: 25 Värinpoistoon ja veden kirkastamiseen sisä ; mankaltaisia menetelmiä. Väri on yksi epäsuora ja € ·· · finen mitta vedessä olevista orgaanisista aineisl ' 1 ilmoitetaan APHA-yksiköissä platinastandardin suht riarvo on karkea tai likimääräinen mitta tanniini-, » · 1 2 30 ni- ja muista humusaineista (tavallisesti peräisin 3 ♦ · 11 16

Enimmäkseen vedessä oleva väri on seos sus] neista kiintoaineista, kolloidisista kiintoaineista neina), joilla on värjäysominaisuuksia, toisin s emittoivat ja/tai heijastavat valoa näkyvällä aall< 5 alueella. Jäteveden värilliset aineet ovat suureks orgaanisia yhdisteitä, jotka edustavat elävien tuottamien korkean molekyylipainon omaavien aine jaantumistuotteita. Nämä aineet ovat pääasiassa < tai ei-ionisia polymeerejä ja niitä ovat humusha 10 lysakkaridit, polypeptidit, ligniinit ja tanniinit la 1 - 50 tai enemmän olevat väriarvot eivät ole < lisiä pintavesissä ja paljon korkeampia väriarvoj vanomaan nähtävissä paperitehtaiden jätevesissä näistä orgaanisista aineista ovat oikeasti vesiliu] 15 niiden poisto vedestä edellyttää saostamista, liuej neen muuntamista kolloidiseen ja/tai suspendoitune toaineen muotoon (muotoihin). Osa värillisestä air yleensä kaikki humusmateriaali on vedessä kolloid; ja se poistetaan koaguloimalla. Värilliset suspenc 20 kiintoaineet poistetaan laskeutuksella.

, * Jätevesivirroissa on tavallisesti suuremme • · · **e*! suudet suspendoituneita kiintoaineita kuin raak< * * · *·* * Suodosstandardit jäteveden värinpoistoprosesseja # *** ' * ovat usein vähemmän ankarat kuin kiintoainejäämil] *** 2 5 ympäristön suojelemiseksi ja kierrätysmahdollisuul·; • * !#· · säämiseksi pyritään koko ajan korkeampiin stand; ί*Γ: Ennen käytettiin hydraulisekoitusta jäteveden värii sa ja nykyisin käytetty sekoituslaitteisto on lähe j kaveden kirkastuslaitosten laitteita. Värinpoisto ··· · .···, 30 kemiallisessa ohjelmassa määritellään tavallisesti • * , Ί , <( ( 11 17 lyytti ja merkintäaine muodostavat kompleksin. S mitata polyelektrolyyttipolymeeriä, joka poistuu p ta poistovetenä. Merkintäaine/polymeerikompleksin minen poistovedessä on osoitus polyelektrolyyttip 5 yliannostuksesta tai polymeeristä, joka ei koagul< kaasti vedessä olevia värillisiä aineita.

Kun kiintoaine on vallitsevana tai lähes vana kiintoaine/neste-seoksessa, käytettyä erotusm kutsutaan neste/kiintoaine-erotusmenetelmäksi ja n 10 rajoittamatta kiintoaineen paksuntaminen ja vede painovoiman, laskeutuksen, flotaation, sentrifugc suodatuksen avulla. Näitä neste/kiintoaine-erotusm käytetään veden poistoon lietteestä. Liete on väke tevesi, jota syntyy veden ja viemäreiden käsittel 15 missä.

Lietteiden vedenpoistomenetelmissä käytetä, lisesti polymeerisiä veden poistoa parantavia li kuten koagulointlaineita ja flokkulointiaineita ainepitoisuuden ja tämän pitoisuuden saavuttami 20 nostamiseksi ja siis veden erottumiseen kiinto , , Kiintoainepartikkeleilla on yleensä negatiiviset p *ββ· ukset, mikä saa ne hylkimään vieruspartikkeleita j.

« I · *·1 2 3 1 suurempien partikkeli massojen muodostusta. Massani™ 4 1 ja laskehtimisvastus on erityisen vakava onge 2 ··· ·...· 25 loideilla. (Kolloidit ovat kiintoaineita, jotka e • 1 •Jj 0,45 mikronin suodatuskalvolle verrattuna sille :]Γ: suspendoituneisiin partikkeleihin, ja liuenneita jotka ovat liuenneina eikä niillä siis ole mitään : .1· pintaa ennen saostamista) . Koagulointiaineet toimi1 ·· 4 .···. 3 0 raloiden negatiivisia pintavarauksia, epästabiloim; * i 3 _ 1 „ . , __ „ . . .

18

Polyelektrolyyttiparannetussa lietteen ved menetelmässä se osa polyelektrolyytistä, joka or parantamaan vedenpoisto-ominaisuuksia, on osa, jc nittyy kiinteisiin partikkeleihin. Polyelektrolyyl 5 lähtee vedenpoistoprosessista vesifraktion mukana parantanut prosessin tehoa. Jos lisätty polyelek on hyvin tehokas tietylle lietteelle, vesifraktic poistuva polyelektrolyytti edustaa tavallisesti yl Polyelektrolyyttiä on lisätty yli tarpeen. Jos lii 10 lyelektrolyytti ei ole kovin tehokas tietylle li merkittävä määrä, joka tyypillisesti poistuu pr vesifraktion mukana, on osoitus polyelektrolyytin vajavuudesta. Kummassakin tapauksessa vedenpoistop ta suodoksen (vesifraktion) mukana poistuvan pol 15 lyytin määrä olisi erittäin hyvä tietää. Tehokas elektrolyyttiä tulisi lisätä vedenpoistoprosessiin määrä, joka kuluu kiintoainepintoihin kiinnittymis· hieman yli. Voitaisiin määrittää, saavuttaako vai nostus tämän optimaalisen annostuksen ja säätää a 20 tarvittaessa tutkimalla polyelektrolyytti/merkint . . pieksin pitoisuutta suodoksessa.

** ** Emulsio on kahden tai useamman toisiinsa • · · * mattoman nestefaasin dispersio, esimerkiksi veden 11 19 kuten bensiini, kerosiini ja suihkutuspolttoaine j< vat. Niiden pitoisuus öljyisessä jätevedessä voi 1 vain muutamasta miljoonasosasta niin suuriin tili kuin 5-10 tilavuus-%. Jotkut jäteemulsiot voivat 5 suudessa sisältää yli 10 tilavuus-% öljyä. Öljyjei tyypillisiä kontaminantteja näissä emulsioissa oval aalit, joita on liukenemattomana kiintoaineena, lii ja/tai kolloidimuodossa mukaan luettuna mutta rajo hiesu, metallipartikkelit, jauhe, metallihienoainc 10 maalipigmentit, noki, korroosiotuotteet, saippua gointiaineet, puhdistusaineet, pinta-aktiiviset y] liuottimet ja muut jäämät. Stabiili ö/v-emulsio loidisysteemi sähköisesti varautuneista öljypisarc nisen ympäristön ympäröimänä. Emulsio voidaan s 15 sekoittamalla ja leikkaamalla pinta-aktiiviset a hienot, kiinteät partikkelit.

Öljyisten jätevesien käsittelyyn sisältyy i kä koagulointi että flokkulointi. Koagulointi emulsiota stabiloivan pinta-aktiivisen aineen < 20 tiominaisuudet ja/tai varautuneen öljypisaran neu misen. Flokkulointi agglomeroi neutraloituneet pis; • riksi erottuviksi rakeiksi eli höytäleiksi. Joit *·« V : emulsiokäsittelyohjelmissa käytetyistä orgaanisis *:*·: meerisistä emulsion rikkojista ovat rajoittamatta 25 set polyamiinit, kationiset polyakrylaatit ja nii : ;\ stituoidut kopolymeerit.

IM *

Riippumatta varsinaisesta käytetystä men • i i yhdistävä piirre, joka sallii tätä keksintöä kä; . . monenlaisissa menetelmissä, on se, että jos katioi lii ···/ 30 anioninen polyelektrolyytti on oikein annosteltu, • · • * . ...... 4 , 20 emulsioissa polyelektrolyytti jää jäljelle talteen öljyyn. Se, onko poistovedessä jäljellä polyelektr< määritetään seuraamalla polyelektrolyytti/merkintä pieksin esiintymistä poistovedessä. Jos komplek 5 esiintyy liikaa, prosessiin lisätään polyelektr< tai polyelektrolyytti ei reagoi kuten oli tarkoiti elektrolyyttilajien kanssa, jotka veden käsitteli; poistaa prosessista. Muut polyelektrolyyttejä s: menetelmät ovat tietysti analogisia ja keksinnön 10 menetelmän tulisi myös toimia muissa sovellutuksisi sa kuluu kationista polymeeriä.

Seuraavat esimerkit esitetään keksinnön e< toteutusten ja käytön kuvaamiseksi ja niiden ei ole tus rajoittaa keksintöä ellei patenttivaatimuksis 15 esitetä.

Esimerkki 1

Vedenpoisto lietteestä

Kolme pyreenisulfonihappoyhdistettä ti lietteestä, joka oli peräisin luoteisen Tyynen v; 20 paperitehtaasta. Yhdisteet olivat 1,3,6,8-pyreenil . . fonihapon natriumsuola (PTSA), 8-hydroksi-l, 3,6-py] «ti "[· sulfonihapon natriumsuola ja pyreenisulfonihapon (r * * e *** * riumsuola. Kutakin näistä yhdisteistä arvioitiin j ^ * ' * jatkuvatoimisesessa menetelmässä 20 mol-% kanssa to *** ·.„· 25 tua dimetyyliaminoetyyliakrylaattimetyylikloridi : DMAEM.MCQ/akryyliamidikopolymeeriä (kopolymeeri A) menetelmässä aine sekoitettiin jäteveden kanssa e sittelyä polymeerin kanssa. Jatkuvatoimisessa men* : aine sekoitettiin tuoteliuoksen kanssa. Tulokset or • « · «*· · .·**. 3 0 ty kuvioissa 1-6. Kuten voidaan havaita kaikki 5 • * . hni mi vä h Ttvtti *n 1“ l 1“ Pön m-i nn^n οαιντοοητί ocigoo r 21

Useita erilaisen kemian omaavia fluoresoiv: ta tutkittiin yhdyskuntajätelietteestä, joka oli £ dyskuntajäteveden käsittelylaitoksesta. Tutkittava olivat: 5 fluoreseiini, antraseenisulfonihappo, resatsuriini,

Tinopal CBS-X (distyryylibifenyylijohdanna: 7-amino-1,3-naftaleenidisulfonihappo (amii 10 po), 3,4,9,10-peryleenitetrakarboksyylihappo, Tinopal RBS-200 (triatsolistilbeeni). Kaikkia aineita tutkittiin jatkuvatoimises telmässä sekoittamalla koenäyte 1 % polymeeri B 15 kanssa. Tulokset on esitetty kuvioissa 7-13. Kai] lä olevat aineet lukuunottamatta 3,4,9,10-perylei karboksyylihappoa, 7-amino-1,3-naftaleenidisulfoi antraseenisulfonihappoa ja fluoreseiinia osoittiv vedenpoistotuloksia polymeerin B kanssa. Tulokset 20 vät, että monia muita aineita voidaan käyttää liet , . denpoiston säätelyssä eivätkä ne rajoitu PTSA:han.

* * 4 *· *· PTSA:ta tutkittiin tekstiilitehtaan jätevec '·* * teelle, joka oli peräisin Etelä-USA:n tekstiilit* * * · PTSA:ta tutkittiin jatkuvatoimisessa menetelmässä * ·„.· 25 pitoisuudella polymeerissä B. Kuviossa 14 esitetyt • · • · : osoittavat, että suodoksen PTSA-konsentraatio seui lietteen kuivumista.

Samanlainen tutkimus PTSA:11a lietteestä, : peräisin eräästä toisesta paperitehtaasta luoteise ··· · .···, 30 neltä Valtamereltä ja Wisconsinin paperitehtaasta, * * rmrÄcs Traafnfha +-1 1* aan enn-ri Uimooa r 22 rfj polymeeriä C (DMAEM.MCQ/akryyliamidikopolymeeriä) tiin Wisconsinin lietteen käsittelyyn.

Esimerkki 2 Värinpoisto 5 Seuraavia aineita tutkittiin jätevesiallas] tä, jotka oli saatu Floridan paperitehtaalta: 1,3,6-naftaleenitrisulfonihappo, natriumsuc 1,5-naftaleenidisulfonihappo, natriumsuola naftaleenisulfonihappo, natriumsuola, 10 1,3,6,8-pyreenitetrasulfonihappo, nat: (PTSA) , 8-hydroksi-l,3,6-pyreenitrisulfonihappo, suola, 1-pyreenisulfonihappo, natriumsuola, 15 resatsuriini,

Tinopal CBS-X (distyryylibifenyylijohdanna:

Kaikki nämä aineet tutkittiin sekoittaman.

ainetta 200 - 2 000 ppm painon mukaan polymeerin DMA-polymeeri) kanssa. 10 % liuosta merkintäainett 20 tävästä tuotteesta käytettiin värinpoistokokeissa.

, , sinäyte sekoitettiin merkintäainetta sisältävän po! * * « *· ]· -liuoksen kanssa dekantterisarjassa eri annoksi • ♦ · '·* * tuote oli lisätty dekantteriin, jätevettä sekoitet peudella 80 rpm käyttäen Phipps and Bird -ryhmäse] • * 9 25 minuutin ajan, mitä seurasi viiden minuutin sekoiti J : della 20 rpm. Kaikkien jätevettä sisältävien dekanl annettiin sitten laskehtia 10 minuuttia (ei sek( Laskeutusjakson lopussa kustakin dekantterista ] .·. päällä olevasta liuoksesta näyte ja suodatettii »M * .··*. 30 suodattimen läpi. Merkintäaineen konsentraatio suo< * * M ^ T rf" 4“ Λ Λ n ^ rtfl "I ^ ^ ^ 1 1 «Λ ΐ Ί 1 1 Λ V rt ¥V% Λ ^ U ·! Ί Ί n T - n ίί 1» ^ -S 4- 23 välillä. Kaikki aineet pyreenisulfonihapon natrium Tinopal CBS-X:ä lukuunottamatta osoittivat erinoma relaatiota värin ja merkintäaineen konsentraation Pyreenisulfonihapon natriumsuolan ja Tinopal CBS-X 5 käsitellyt jätevesinäytteet eivät osoittaneet mil kittävää fluoresointia näille yhdisteille spesifis lonpituuksilla.

Pyreenitetrasulfonihapon natriumsuola t myös Floridan jätevesialtaan sisääntulosta käyttää 10 polymeeriä. DADMAC-polymeeriä, polymeeri E, käyte rinpoistoon polymeerin C tilalla. Kuviossa 25 esi lokset osoittavat, että merkintäaine voi seurata suorituskykyä eikä se ole spesifinen polymeerin kei Nämä tulokset varmistavat, että anionisia 15 aineita voidaan käyttää menestyksellisesti tuotte' tuskyvyn seurantaan värinpoistosovellutuksissa. 1 nilkkaa voidaan käyttää yhteydessä tietokoneeseen annostuksen optimoimiseksi ja säätelemiseksi.

Esimerkki 3 20 Vedenpoisto lietteestä * * Tekstiilitehtaan liete, joka sisälsi ne * * * * kiintoainetta, käsiteltiin useilla annoksilla 1, ( * * *

"·* * tyyliaminoetyyliakrylaattimetyylikloridi kvat.(DMA

* akryyliamidikopolymeeriä, joka sisälsi 20 ppm pyre 25 sulfonihappoa. Käytetty kopolymeeri oli lateksimu< I · ;.f J siinä oli 31 % kiintoainetta, jonka RSV (redusoitu :T: viskositeetti) oli alueella 13 - 21. Pyreenitetr happomerkintäaine sekoitettiin 1 % kopolymeer J kanssa, jolloin liuokseen saatiin 2 0 ppm merkint *·· · .··. 30 Vapaan vedenpoiston standardikoe tehtiin useille a: •e# „ _ 24 lymeeriannoksen, millitraa (ml) 1 % liuosta, funkti lokset osoittavat, että kun polymeeriannos kasvaa litrasta 9 millilitraan, vedenpoistuminen lisääntyy ml:sta 150 ml:aan. Polymeeriannoksen suurempi li 5 vähentää vedenpoistumista. Sen vuoksi optimaalinen riannos oli 9 ml polymeeriliuosta.

Kuviossa 26 esitetty suodoksen merkintäainc raatio heijastaa myös optimaalista annostusta. £ merkintäainekonsentraatio oli minimissään optimiar 10 ja oli merkittävästi korkeampi suuremmilla polymee silla.

Esimerkki 4

Vedenpoisto lietteestä

Yhdyskuntaliete, joka sisälsi noin 2,0 % 15 ainetta, käsiteltiin useilla annoksilla 1,0 % liaminoetyyliakrylaattimetyylikloridi kvat(DMAEA. ryyliamidikopolymeeriliuosta, joka sisälsi 20 ppm c 1ibifenyylijohdannaista (kauppanimi Tinopal CBS-X). ty polymeeri oli lateksimuodossa ja siinä oli 31 % 2 0 ainetta, jonka RSV oli alueella 13 - 21. Merkintä . . koitettiin 1 % kopolymeeriliuoksen kanssa, jolloin Φ 9 m • · · ·,/ täainetta oli liuoksessa 20 ppm. Vapaan vedenpoist • · · *·1 j dardikoe tehtiin useille annoksille tätä polymeerin · aineliuosta ja vedenpoistuminen rekisteröitiin 10 25

Kuviossa 27 esitetty suodoksen merkintäaine raatio heijastaa myös optimaalista annostusta. £ merkintäainekonsentraatio säilyi matalana optimaald nokseen saakka ja nousi merkittävästi suuremmilla 5 riannoks i11a.

Esimerkki 5

Vedenpoisto lietteestä

Yhdyskuntaliete, joka sisälsi noin 2,0 % ainetta, käsiteltiin useilla annoksilla 1,0 % dimet 10 noetyyliakrylaattimetyylikloridi kvat(DMAEA.MCQ)/ amidikopolymeeriliuosta, joka sisälsi 20 ppm antras fonihappoa. Käytetty polymeeri oli lateksimuodossa oli 31 % kiintoainetta, jonka RSV oli alueella Merkintäaine sekoitettiin 1 % kopolymeeriliuoksen 15 jolloin merkintäainetta oli liuoksessa 20 ppm. Va denpoiston standardikoe tehtiin useille annoksille lymeerimerkintäaineliuosta ja vedenpoistuminen rel· tiin 10 sekunnin kuluttua käsitellyn jäteveden kaat kangassuodattimen läpi. Suodosnäytteet koottiin j 20 PTSA-konsentraatio analysoitiin fluoresointitekr · Kuvio 28 esittää käyrää vedenpoistumisesta, adsorj • »« ja suodoksen merkintäainekonsentraatiosta polymee • · · *·* j sen, millitraa (ml) 1 % liuosta, funktiona. Tulokse tavat, että kun polymeeriannos kasvaa 2 millili * * ** 25 millilitraan, vedenpoistuminen lisääntyy noin 20 ml • · : ml:aan. Polymeeriannoksen suurempi lisääminen vähe i denpoistumista. Sen vuoksi optimaalinen polymeeriä 4 ml polymeeriliuosta.

: Kuviossa 28 esitetty suodoksen merkintäaine

Ml « ;***. 30 raatio ei osoittanut suuntautumista vedenpoistumis 4 26

Taulukko I

Taulukko 1 on yhteenveto tutkituista merkintäair lietteistä = .....r^==··' ' sa«^sgagasa.i.'A,!.,l,.

Merkintäaine Lietetyyppi Lisäys- Herkkyys/emis- Polymeeri1 tapa sioaallon- pituudet, nm

Pyreenitetra- Paperiteh- Liettee- 365/400 DMAEM.HCQ/akryyLi- sulfonihappo das ft__seen___amidi 20 mol-1

Paperiteh- Polymee- DMAEM.MCQ/akryyli- __das ft__ rl in_ amidl 2P mol-1

Paperi, teh- Liettee- DMAEM.MCQ/akryyli- das B__ seen ai»idi 20 mol-»_

Paperiteh- Polymee- DMAEM.MCQ/akryyli- __das B__riin___amidi 2Q mol·-1

Paperiteh- Liettee- DMAEM.MCO/akryyli- __das C___ seen amidi 34 mol-1 I Tekstiili- Polymee- DMAEM.MCQ/akryylt- tehdas D riin amidi 50 mol-»

Yhdyskunta- Liettee- DMAEM.KCQ/akryyli- jätelaitos seen amidi 50 mol-1 E__

Triatsolistil- Yhdyskunta- Polymee- 363/451 DMAEM.MCQ/akryyli- beeri jätelaitos riin amidi 50 mol-1 E____ D i styryylife- Yhdyskunta- Polymee- 345/427 DMAEM.MCQ/ak ryy11- nyylijohdan- jätelaitos riin amidi 50 mol-1

nainen E

Pyreenisulfani- Paperiteh- Liettee- 342/376 DMAEM.MCQ/akryyli- happo __ ceen amidi 20 mol-1_ .·, J Paperiteh- Polymee- DMAEM.MCQ/akryyli- ·. ·· das A riirt _awid1 20 mol-1_ ;1·1; 8-hydroksi- Paperiteh- Liettee- 454/513 DMAEM.MCQ/akryy11- * l 1.3.6-pyreeni- das K seen amidi 20 mol-1 trisulfonihappo • · ^”““ ' '

Paperiteh- Polymee- DMAEM.MCQ/akryyli- J J das A riin_ amidi 20 mol-1_ • Antraseerisul- Yhdyskunta- Polymee- 258/416 DMAEM.MCQ/ak ryy1i- J^· · fonihappo jätelaitos riin amidi 50 mol-1

-«1 E

• · · "-- - 1 " 1 =^=^== ......

• · · • •dmaem.MCQ 1 diroetyyllamlnoetyyliakrylaattimetyylikloridi kv«t.

DMAEM.MCQ «= dimetyyliaminoetyylImetakrylaattimetyy1ikloridi kvat.

S 2Erinomainen - suodoksen merkintääinekonsentraatio korreloi hyvin lietteen kuivumiset J.· J Heikko 1= Suodoksen merkintäainekonsentraatio el osoittanut mitään suuntausta lietteen ##e suhteen 1 5 2 ··· 11< 27 lehti- ja havupuusellun valkaisulaitosten pesuvesiä teenottoboilerista, mädätyssäiliöstä ja se voi jonkin verran lipeää. Jäteveden pH vaihteli aluee] 11,5. Jäteveden värin osuus tulee pääasiassa org; 5 yhdisteistä kuten ligniinistä.

Testausmenetelmä Värinpoistotestaus 10 % polymeeri liuos, joka sisälsi 200 ppn soivaa merkintäainetta, lisättiin 250 ml:an jäte-v 10 konsentraatioilla. Jätevettä sekoitettiin nopeudu rpm 1 minuutti ja sitten nopeudella 80 rpm 5 r käyttäen Phipps and Bird -ryhmäsekoittajaa. Saoi partikkeleiden annettiin sitten laskehtia 10 m: minkä jälkeen päällä oleva liuos koottiin. Pääll 15 liuoksen ominaisväri määritettiin mittaamalla abs 465 nm kohdalla käyttäen Hach DR-2000 -yksikköä, puolisesta liuoksesta suodatettiin 0,8 mm suodatti ja käytettiin merkintäaineen fluoresointianalyysii yläpuolisen liuoksen pH säädettiin arvoon 7,6 ja £ 20 tiin sitten 0,8 mm suodattimen läpi todellisen vä • . taamiseksi absorbansilla 465 nm kohdalla.

I · · • ··

Fluoresoiva analyysi

• > I

• [ Yläpuolisen liuoksen (ilman pH-säätöä), suodatettu 0,8 mm suodattimen läpi, merkintäainekor *·..· 25 tio analysoitiin käyttäen Giulford Fluoro IV -fluoi • * : Analyysi suoritettiin 10 mm pituisen kvartsikyvett S.J ί merkintäaineelle sopivalla herkkyydellä ja emission tuudella. Laite kalibroitiin 0,1 ppm:llä analysoitu * ·*· tettä. Fluoresoivan näytteen sammumisesta polymeeri ··* * 3 0 tuksesta käytettiin 4 % H2S04:ää tai NaOH:ta sammut • hnVflön VnmA^mi aölro *i 28 1. Polymeeri F (Epi-DMA) - epikloorihydr dimetyyliamiinin kopolymeeri, jonka molekyylipa 2 0 000, rajaviskositeetti 0,08 - 0,14 ja aktiivia: suus 50 %.

5 2. Polymeeri G (PolyDADMAC) - DADMAC {dia! metyyliammoniumkloridi) -homopolymeeri, jonka molel no oli 150 000, rajaviskositeetti 0,9 - 1,2 jc viainepitoisuus 15 %.

Esimerkki 6 10 Värinpoisto Tässä kokeessa käytettiin epi-DMA-polymeer: roksi-l,3,6-pyreenitrisulfonihapon kanssa fluo: merkintäaineena. Käyrä todellisesta väristä ja me: nepitoisuudesta polymeeriannoksen funktiona on esit 15 viossa 29. Todellinen väri laskee alussa ja kasva polymeeriannoksen kasvaessa. Merkintäainekonsent] on samanlainen profiili ja maksimimerkintäainekonsi vastaa siten optimaalista annosta.

Esimerkki 7 20 Värinpoisto * , Tässä kokeessa käytettiin polyDADMAC:ia • * e pyreenitetrasulfonihapon kanssa koenäytteenä. Käyr • · * *·* * lisesta väristä ja merkintäainepitoisuudesta pol} ' * noksen funktiona on esitetty kuviossa 30. Todelli *·· ·...· 2 5 laskee alussa ja kasvaa sitten polymeeriannoksen ke • · *.· ; Minimi väriä vastaava polymeeri annos on optimaaline

Merkintäainekonsentraatio on alussa vakio ja osoit ten äkillistä kasvua polymeeriannoksen kasvaessa.

j riannos, jolla tämä äkillinen muutos ilmenee, on £ ·♦· · .···. 30 saavutetaan minimaalinen todellinen väri.

««· ......

29

Herkkä Emi s s io- Näyte aallonpit. aallonpit. Teh 1,3,6,8-pyreenitetra- 5 sulfonihappo (PTSA) 365 400 1-pyreenisulfonihappo 342 376 8-hydroksi-1,3,6-pyree- nitrisulfonihappo 454 513 naftaleenisulfonihappo 277 334 10 1,5-naftaleenidisulfoni- happo (NDSA) 295 330 1,3,6-naftaleenitrisulfo- nihappo 288 341 resatsuriini 568 578 15 tinopal CBS-X 354 427 tolutriätsoli 280 410

(PH

1-pyreenisulfonihappo ei osoittanut mitään 20 vuutta johtuen näytteen fluoresenssin vakavasta san . . ta polymeerin vaikutuksesta. Happo- tai emäsiisäy • * · *· monnut sammutusvaikutusta.

• •e • · ♦ *·* ' Tinopal CBS-X ei osoittanut mitään vast * * johtuen näytteen hyvin huonosta vesiliukoisuudesta.

**« 25 PolyDADMAC-polymeeri testattiin vain 1,3,6, • * •J j nitetrasulfonihapon kanssa.

: Esimerkit fluoresoivan merkintäaineen käyt jyisen jäteveden kirkastuksessa : Esimerkki 8 « · *

··* · M

,*··. 30 Oljy-vesi-emulsion rikkominen * e ΧΓ A ^ 1 ΐΛν» n f* ä V 1 v-» 7l Ί Is ^ m -s n vs 'svvysv* 4 4“ λ T-* 4» —* —* —I " 30 liuos, joka sisälsi 100 ppm merkintäainetta, lisät teveteen eri konsentraatioilla. Jätevettä sekoitet peudella 100 rpm 5 minuuttia ja sitten nopeudella minuuttia Phipps and Bird -ryhmäsekoittajalla. S; 5 öljyn annettiin laskehtia 5 minuuttia, minkä jälke« oleva liuos koottiin. Yläpuolisen liuoksen sameus i Hach-sameusmittarilla. Yläpuolisesta liuoksesta τ myös merkintäainekonsentraatio käyttäen Gilford F -fluorometriä. Tulokset on esitetty kuviossa 31. 1 10 sen liuoksen sameus laskee alussa polymeeriannokse essa ja pysyy sitten kohtalaisen vakiona. Annos, : meus saavuttaa vakioarvon, on optimaalinen annos. I ainekonsentraatio nousee alussa polymeeriannoksen laskee sitten. Merkintäainekonsentraation maksim 15 optimaalista polymeeriannosta.

Esimerkki 9 Öljy-vesi-emulsion rikkominen

Koe suoritettiin erään Illinoisin jalostan vedestä. Jätevesi oli öljy-vesi-emulsio. Käytetty 20 soiva aine oli 1,3,6,8-pyreenitetrasulfonihappo ja . polymeeri oli polymeeri D, etyleenidikloridin ja at * ** kopolymeeri. Polymeerin molekyylipaino oli 60 000, * * « *' * kositeetti 0,33 ja aktiiviainesisältö 19 %. 10 % p< liuos, joka sisälsi 2 000 ppm merkintäainetta, ! ·"** 2 5 jäteveteen eri konsentraatioilla. Jätevettä sekc • * ·.: ; nopeudella 10 0 rpm 5 minuuttia ja sitten nopeudell : 2 minuuttia Phipps and Bird -ryhmäsekoittajalla. S; öljyn annettiin laskehtia 5 minuuttia, minkä jälkeä ; ♦*; oleva liuos koottiin. Yläpuolisen liuoksen sameus r ··* * 30 Hach-sameusmittarilla. Yläpuolisesta liuoksesta r ··· 31 riannoksen kanssa ja merkintäainekonsentraation mir jastaa optimaalista polymeeriannosta.

Hakemuksessa esitetyn keksinnön mukaisen m€ koostumuksiin, vaiheisiin ja järjestelyihin voida 5 muutoksia poikkeamatta seuraavissa patenttivaatd esitetyn keksinnön aiheesta ja piiristä.

• · · • »« • 1· « » · * · · • « • · • » • 1 · • i • · « ♦ • · » • · « * • 1 • 1 « • · · ft «

Claims (4)

1. 32
2. 1. Menetelmä polyelektrolyyttikäsittelyai nostuksen optimoimiseksi vedenkäsittelyprosessisi 5 suoritetaan sellaisen poistoveden tuottamiseksi, oleellisesti vapaa kontaminanteista, tunnetti että se käsittää vaiheet, joissa: a) lisätään tunnettu määrä polyelektrolyy telyainetta kontaminantteja sisältävään veteen kon 10 tien poistamiseksi mainitussa vedenkäsittelyprosess b) lisätään veteen noin 0,001 - 750 000 m osaa, laskettuna prosessiin myös lisättävän polyel tin tunnetusta määrästä, fluoresoivaa ainetta, vastakkainen sähkövaraus kuin polyelektrolyytillä, 15 fluoresoiva aine ja polyelektrolyytti muodostavat kompleksin, joka ei alenna tai huononna polyelek aktiivisuutta tai varauksen neutralointikykyä; c) tehdään vedenkäsittely poistoveden sa joka poistovesi sisältää mainittua kompleksia; 20 d) tutkitaan fluoresoivan aineen määrä poi tä; ja m » * *. *: e) säädetään veteen lisättävän polyelek * *« ·.· · annostusta poistovedessä havaitun varautuneen flu aineen määrän perusteella. :***: 25 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelm 99 m • nettu siitä, että vedenkäsittely on raakavedenk »·» · ta, vedenpoistoa lietteestä, emulsion rikkomista ti poistoa. • 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelm • * ♦ "··* 30 nettu siitä, että fluoresoiva aine on anioninen • · a* ^ ^ 1 _ j . i 1 l * ♦ i 33
3. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukair telmä, tunnettu siitä, että patenttivaatimukser c suoritetaan jatkuvana käyttäen fluorometriä ja k< polyelektrolyytin optimaalista annostusta säädetää 5 vasti.
4. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tavaksi värinpoistoprosessissa käytettävän vesi! synteettisen kationisen polyelektrolyytin optimiani säätämiseksi, jossa menetelmässä kationista pol^ 10 lyyttiä lisätään vaikuttava määrä neutraloimaan ji suspendoituneiden värillisten epäpuhtauksien sähl jotta parannettaisiin värillisten runkojen erottua destä ja tuotettaisiin vähemmän värillisiä epäpi sisältävä poistovesi, tunnettu siitä, että r 15 käsittää vaiheet, joissa: a) lisätään jäteveteen noin 0,001 - 750 00C nasosaa, laskettuna prosessiin lisättävän kationis elektrolyytin määrästä, vesiliukoista anionisesti nutta fluoresoivaa ainetta; 20 b) lisätään veteen noin 0, 001 - 750 000 md osaa, laskettuna prosessiin myös lisättävän polyele *· βί tin tunnetusta määrästä, fluoresoivaa ainetta, • t· ·.· ♦ vastakkainen sähkövaraus kuin polyelektrolyytillä; fluoresoiva aine ja polyelektrolyytti muodostavat l· 25 kompleksin, joka ei alenna tai huononna polyelekt : aktiivisuutta tai varauksen neutralointikykyä; :*♦*· c) tehdään vedenkäsittely poistoveden saa joka poistovesi sisältää mainittua kompleksia; : .·. d) tutkitaan fluoresoivan aineen määrä pois • · · ί · # A /X j « 30 ta; ]a * · R"l Sflflflphään vphAPn 1 ΐ eaH-ävän nnl iral olrt· 34