FI91770B - Cationic tannin useful as flocculant and composition useful as flocculant in wastewater purification - Google Patents

Cationic tannin useful as flocculant and composition useful as flocculant in wastewater purification Download PDF

Info

Publication number
FI91770B
FI91770B FI912967A FI912967A FI91770B FI 91770 B FI91770 B FI 91770B FI 912967 A FI912967 A FI 912967A FI 912967 A FI912967 A FI 912967A FI 91770 B FI91770 B FI 91770B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cationic
tannin
flocculant
extract
useful
Prior art date
Application number
FI912967A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI912967A0 (en
FI91770C (en
FI912967A (en
Inventor
Erkki Pulkkinen
Hannu Mikkonen
Rauni Seppaenen
Original Assignee
Kaukas Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaukas Oy filed Critical Kaukas Oy
Priority to FI912967A priority Critical patent/FI91770C/en
Publication of FI912967A0 publication Critical patent/FI912967A0/en
Priority to DE4219343A priority patent/DE4219343C2/en
Priority to SE9201850A priority patent/SE506142C2/en
Publication of FI912967A publication Critical patent/FI912967A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI91770B publication Critical patent/FI91770B/en
Publication of FI91770C publication Critical patent/FI91770C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5263Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using natural chemical compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07GCOMPOUNDS OF UNKNOWN CONSTITUTION
    • C07G99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Description

9177091770

Flokkulointiaineena käyttökelpoinen kationinen tanniini ja jätevesien puhdistamisessa flokkulanttina käyttökelpoinen koostumus 5 Tämä keksintö koskee havupuiden kuoriuutteista val mistettuja flokkulointiaineena käyttökelpoisia kationisia tanniineja sekä jätevesien puhdistamisessa flokkulanttina käyttökelpoisia koostumuksia.This invention relates to cationic tannins useful as a flocculant in conifer bark extracts and to compositions useful as a flocculant in wastewater treatment.

Suomessa kasvavien havupuiden, kuusen (Picea abies) 10 ja männyn (Pinus sylvestris), kuorta voidaan uuttaa erilaisilla vesipohjaisilla ja orgaanisilla liuottimilla ja ohjata saatu uute hyötykäyttöön. Suotuisissa olosuhteissa kuusen kuoresta uuttuu kuumalla vedellä 14 - 16 % ja männyn kuoresta noin 6 % laskettuna kuivan kuoren painosta.The bark of conifers growing in Finland, spruce (Picea abies) 10 and pine (Pinus sylvestris), can be extracted with various aqueous and organic solvents and the obtained extract can be used for recovery. Under favorable conditions, 14 to 16% of spruce bark is extracted with hot water and about 6% of pine bark, based on the weight of the dry bark.

15 Kuusen kuoren kuumavesiuute on hyvin heterogeeninen ja usein vesiliukoisen tanniinin osuus siinä on vain noin 50 % (Stiasny-luku 50). Jos kuusen kuorta uutettaessa vedellä mukana on alkalia ja sulfiittia, saadaan huomattavasti korkeampia uutesaantoja kuin jos olisi uutettu vain 20 kuumalla vedellä (kuusi noin 25 %, mänty noin 8 %). Etanoli-vesi (60:10 tilavuus-%) ja asetoni-vesi (50:50 tila-vuus-%) liuottavat 140 °C:ssa kuusen kuoresta noin 28 % ja vastaavasti 30 %. Männyn kuoresta vastaavat uutesaannot ovat alhaisempia (18 - 20 %). Kuusen ja männyn kuoriuut-25 teiden tanniineilla onkin potentiaalista käyttöä puulii-moissa varsinkin, jos uutteita fraktioidaan esimerkiksi ultrasuodattamalla. Tällöin tosin saadaan ei-tanniineja sisältäviä jakeita, joille tulisi löytyä muuta kuin liima-ainekäyttöä.15 The hot water extract of spruce bark is very heterogeneous and often contains only about 50% water-soluble tannin (Stiasny number 50). If the extraction of spruce bark with water contains alkali and sulphite, significantly higher extraction yields are obtained than if only 20 had been extracted with hot water (spruce about 25%, pine about 8%). Ethanol-water (60:10% by volume) and acetone-water (50:50 by volume) dissolve about 28% and 30% of the spruce bark at 140 ° C, respectively. The extract yields corresponding to pine bark are lower (18 - 20%). The tannins of spruce and pine bark extracts have a potential use in wood glues, especially if the extracts are fractionated by ultrafiltration, for example. In this case, however, non-tannin-containing fractions are obtained, for which non-adhesive use should be found.

30 Aikaisemmin on osoitettu, että kuusen ja männyn ·· kuoren uutteista, riippumatta niiden tanniinipitoisuudes- ta, voidaan valmistaa kationisia tuotteita, jotka flokkaa-vat hyvin kolloidista silikaa ja ruoppauslietettä (julkaisu Pulkkinen E. ja Seppänen R., "Preparation and testing 35 of cationic flocculants from agueous extracts of conifer tree barks", Forest Products Research Society, 40th Annual Meeting, 22. - 26.6.1986, Washinton, USA, tiivistelmä 8; 2 91770 sekä julkaisu Seppänen R., Mäkelä A. ja Pulkkinen E., "Use of cationic derivatives of tree bark extracts and lignins as flocculant for wastewater treatment", Kemian Päivät 5. - 6.11.1986, Helsinki, tiivistelmä 6.26, Kemia-Kerni 11, 5 1986) . Aikaisemmin kationisia tanniineja ei ole kuitenkaan käytetty jätevesien sisältämien kolloidisten aineiden flokkaamiseen ja valkaisujätevesien orgaanista klooria sisältävien jakeiden saostamiseen.30 It has previously been shown that extracts of spruce and pine bark, regardless of their tannin content, can be used to produce cationic products which flocculate colloidal silica and dredging sludge well (Pulkkinen E. and Seppänen R., "Preparation and testing 35 of cationic flocculants from agueous extracts of conifer tree barks ", Forest Products Research Society, 40th Annual Meeting, June 22-26, 1986, Washinton, USA, Abstract 8; 2 91770 and Seppänen R., Mäkelä A. and Pulkkinen E., "Use of cationic derivatives of tree bark extracts and lignins as a flocculant for wastewater treatment", Chemistry Days 5 - 6 November 1986, Helsinki, abstract 6.26, Kemia-Kerni 11, 5 1986). However, in the past, cationic tannins have not been used to flocculate colloidal substances in wastewater and to precipitate organic chlorine fractions in bleaching wastewater.

. Tässä keksinnössä osoitetaan, että kuoriuutteiden 10 kationisoimistapaa ja flokkaustehoa voidaan vielä oleellisesti parantaa. Myös paljon ei-tanniineja sisältävistä fraktioista on yllättävästi voitu valmistaa tehokkaita flokkulanttej a.. The present invention shows that the cationization method and flocculation efficiency of the shell extracts 10 can be further substantially improved. Surprisingly, it has also been possible to prepare effective flocculants from fractions rich in non-tannins.

Keksintö koskee siten flokkulointiaineena käyttö-15 kelpoista kationista tanniinia, jolle on tunnusomaista, että tanniinipitoinen havupuun kuoriuute on poikkisidos-tettu ennen sen kationisoimista glysidyylitrimetyyliammo-niumkloridi- tai N-(3-kloori-2-hydroksipropyyli)trimetyy-liammoniumkloridireagenssilla. Poikkisidostuksen ansiosta 20 kationisten tanniininen flokkauskyky selvästi paranee.The invention thus relates to a cationic tannin useful as a flocculant, characterized in that the tannin-containing softwood bark extract is cross-linked before cationization with glycidyltrimethylammonium chloride or N- (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethylammonium. Thanks to cross-linking, the tannin flocculation ability of the 20 cationic ones is clearly improved.

Keksinnön mukaisten kationisten tanniinien avulla saadaan kuusen ja männyn kuoriuutteita modifioimalla halpoja polykationeja, jotka neutraloivat saastehiukkasten negatiivisia varauksia ja flokkaavat epäorgaanisia ja or-• 25 gaanisia yhdisteitä, kuten valkaisujätevesien orgaanisia klooriyhdisteitä, sekä edelleen typpeä ja fosforia sisältäviä ravinneyhdisteitä jätevesistä.The cationic tannins of the invention provide spruce and pine bark extracts by modifying inexpensive polycations that neutralize the negative charges of contaminants and flocculate inorganic and organic compounds, such as organic chlorine compounds from bleach effluents, and further nitrogen and phosphorus.

Pienetkin erot flokkaustehossa tulevat selvästi näkyviin laboratoriotesteissä (astiatesti tai fotometri-30 sellä dispersioanalysaattorilla (PDA) suoritettava testi, kun kolloidisena referenssinä on esim. mikrokiteinen sili-ka tai selluloosa). Suuressa mittakaavassa tapahtuvissa jätevesien puhdistusprosesseissa kationisten kuoriuutteiden tehokkuus kolloidisen kiintoaineen ja valkaisujäteve-35 sien orgaanisten klooria sisältävien yhdisteiden poista- li 3 91770 misessa näkyy mm. laskeuttamisessa, flotaatiossa ja lietteiden väkevöimisessä (veden poistuminen).Even small differences in flocculation power become clear in laboratory tests (dish test or photometer-30 dispersion analyzer (PDA) test with, for example, microcrystalline silica or cellulose as a colloidal reference). In large-scale wastewater treatment processes, the efficiency of cationic shell extracts in the removal of colloidal solids and bleach effluents from organic chlorine-containing compounds 3,91770 can be seen e.g. landing, flotation and sludge concentration (water removal).

Tässä keksinnössä kuusen ja männyn kuoriuutteita on kationisoitu seuraavilla epoksiammonium- ja kloorihydrii-5 niammoniumsuolareagensseilla:In the present invention, spruce and pine bark extracts have been cationized with the following epoxyammonium and chlorohydrin-5 ammonium salt reagents:

NaOHNaOH

teaniini- OH i CH^CHCH^CH^CI9 -Vtheanine-OH i CH 2 CHCH 2 CH 2 Cl 9 -V

10 glysidyylitrimetyyliammoniumkloridi GTAK-reagenssi tanniini- OCf^CHCH^tCHy^CI010 glycidyltrimethylammonium chloride GTAK reagent tannin OCf ^ CHCH ^ tCHy ^ Cl0

OHOH

15 f15 f

N* OMN * OM

nopex Γ NSCI * H2°nopex Γ NSCI * H2 °

CHgCHCHjN^CHjJjCft NaOHCH 2 CHCH 3 N 2 CH 2 CH 2 NaOH

Cl OH N(3-kloori-2-hydrokeipropyyli)trimetyylienii»oniumkloridi 20 GTAK-HCl-reagenssi (kloorihydriinireagenssi)Cl OH N- (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethylenium chloride 20 GTAK-HCl reagent (chlorohydrin reagent)

Tanniinien aminometylointi formaldehydillä ja dime-25 tyyliamiinilla tulee myös kysymykseen (Tappi-julkaisu Voi.Aminomethylation of tannins with formaldehyde and dime-25 amine is also possible (Tappi Vol.

61, nro 5, toukokuu 1978). Keksinnöstä edelleen ilmenee, että GTAK-reagenssi ja GTAK-HCl-reagenssi kiinnittyvät suurella saannolla (noin 90 %) kuoriuutteeseen. Tämä vähentää reagensseista syntyvien sivutuotteiden määrää ja 30 oleellisesti parantaa raaka-ainekustannuksia aktiivituo-tetta kohti.61, No. 5, May 1978). It is further apparent from the invention that GTAK reagent and GTAK-HCl reagent adhere to the shell extract in high yield (about 90%). This reduces the amount of by-products generated from the reagents and substantially improves the raw material cost per active product.

Jos kuoriuutteen tanniinipitoisuus on korkea, sitä voidaan poikkisidostaa ennen eetteröintiä (kationisointia) pienellä määrällä formaldehydiä ja saada erittäin tehok-35 kaasti flokkaava kationinen tanniini. Jos taas kuoriuutet- 4 91770 ta poikkisidostetaan epikloorihydriinillä ennen kationi-sointia, myös paljon ei-tanniineja sisältävästä kuoriuut-teesta tai sen fraktiosta (Stiasny-luku esim. 40) voidaan valmistaa tehokas flokkulantti.If the tannin content of the shell extract is high, it can be crosslinked with a small amount of formaldehyde before etherification (cationization) and a highly efficient cationic tannin can be obtained. If, on the other hand, the shell extract is crosslinked with epichlorohydrin before cationization, an effective flocculant can also be prepared from the shell extract containing a high amount of non-tannins or a fraction thereof (Stiasny number e.g. 40).

5 Valmistetut kationiset tanniinit kuuluvat kationis- ten polymeerien ryhmään, joiden vaikutuksesta tiedetään, että ne yksinään tai epäorgaanisten koagulanttien kanssa tarttuvat jäteveden sisältämien, negatiivisesti varautuneiden hiukkasten pintaan, neutraloivat pinnan negatiivi-10 sen varauksen ja näin saostavat jäteveden kolloidisen kiintoaineen. Jos kationisella tanniinilla neutraloitujen hiukkasten flokkikokoa halutaan kasvattaa, hienojakoiseen flokkiin lisätään suurimolekyylipainoista kationista, anionista tai neutraalista lineaarista polymeeriä, jolloin 15 sen pitkät taipuista molekyyliketjut kytkevät saastehiuk-kasia hyvin laskeutuviksi kimpuiksi.The cationic tannins produced belong to a group of cationic polymers which, alone or with inorganic coagulants, are known to adhere to the surface of negatively charged particles in waste water, neutralize the negative charge of the surface and thus precipitate a colloidal solid in the waste water. If it is desired to increase the floc size of the particles neutralized with cationic tannin, a high molecular weight cationic, anionic or neutral linear polymer is added to the fine floc, whereby its long flexible molecular chains connect the contaminant particles into highly descending bundles.

Eräänä keksinnön tarkoituksena on löytää tietyssä käyttötilanteessa yhdistelmäannos, jossa neutraloijana on kationinen tanniini ja silloittajana suurimolekyylipainoi-20 nen lineaarinen polymeeri, sekä tutkia tällaisen kaksikom-ponenttiannoksen suhteellista määrää ja syöttämistapaa parhaan flokkulointituloksen aikaansaamiseksi.It is an object of the invention to find a combination dose in a specific application in which the neutralizing agent is a cationic tannin and the crosslinking agent is a high molecular weight linear polymer, and to study the relative amount and method of feeding such a two-component dose to obtain the best flocculation result.

Kationisten polyelektrolyyttien ja kationisten tan-niinien flokkaustehokkuutta voidaan verrata toisiinsa esi-25 testeillä. Astiatestissä seostetaan kolloidista dispersiota (silika, selluloosa) eri suurin flokkulanttiannostuk-sin, jolloin sakan laskeutumisen jälkeen sarjan kirkasteen alhaisin jäännössameus ilmoittaa optimiflokkausannoksen käytetyn dispersion suhteen. Sovellettaessa astiatestiä 30 jäteveteen sameutta on usein mahdoton mitata. Sen sijaan sarjan kirkasteiden kemiallinen hapen kulutus (COD), fosfori tai orgaanisen kloorin määrä vastaavalla tavalla arvioituna antaa optimiannoksen. PDA:11a suoritetut kokeet ilmoittavat flokin suhteellisen koon ja myös kestävyyden, 35 jos testi suoritetaan erilaisilla kierrosnopeuksilla. PDA- i.The flocculation efficiencies of cationic polyelectrolytes and cationic tannins can be compared by pre-25 tests. In the vessel test, the colloidal dispersion (silica, cellulose) is mixed with different maximum flocculant dosages, whereby, after settling of the precipitate, the lowest residual turbidity of the series clarifier indicates the optimum flocculation dose for the dispersion used. When applying the vessel test 30 to wastewater, it is often impossible to measure turbidity. Instead, the chemical oxygen demand (COD), phosphorus, or amount of organic chlorine in the series of brighteners, as estimated, gives the optimal dose. Tests performed on the PDA indicate the relative size of the flock and also the durability, 35 if the test is performed at different speeds. PDAs.

5 91770 testi tulee erikoisen arvokkaaksi kun sitä sovelletaan jäteveteen. Jätevettä tiirataan laitteen astiassa tietyn väkevyisellä flokkulantti- tai koagulanttiliuoksella, todetaan millä annoksella flokin muodostuminen alkaa, mikä 5 on optimiannos ja kuinka flokin lujuuteen voidaan vaikuttaa silloittavalla polymeerillä.The 5,91770 test becomes especially valuable when applied to wastewater. The effluent is circulated in the vessel of the device with a flocculant or coagulant solution of a certain concentration, it is determined at which dose the formation of the floc begins, what is the optimum dose and how the strength of the floc can be influenced by the crosslinking polymer.

Paitsi jäteveden kolloidista jaetta, myös sen sisältämiä orgaanisten happojen suoloja voidaan saostaa riittävän suurilla kationisen tanniinin annoksilla. Täl- 10 löin flokkulantin tai koagulantin kulutus usein on liian suuri ollakseen taloudellinen, joten saostimen talteenotto lietteestä tulee harkittavaksi.Not only the colloidal fraction of the wastewater, but also the salts of organic acids it contains can be precipitated with sufficiently high doses of cationic tannin. In this case, the consumption of flocculant or coagulant is often too high to be economical, so recovery of the precipitant from the slurry becomes considered.

Keksintöä kuvaavat seuraavat esimerkit.The following examples illustrate the invention.

Esimerkki 1 15 Tässä esimerkissä esitetään yksityiskohtaisesti, kuinka kuusen kuoren kuumavesiuutteen tanniinista (Stias-ny-luku 84) GTAK-reagenssilla saadaan kationinen eetteri, jonka valmistaminen ja flokkausteho optimoidaan.Example 1 This example details how to obtain a cationic ether from the tannin of a hot water extract of spruce bark (Stias-ny Chapter 84) with GTAK reagent, the preparation and flocculation efficiency of which are optimized.

Taulukosta 1 ilmenee kationisoinnin lähtötilanne.Table 1 shows the initial state of cationization.

2020

Taulukko 1table 1

Kationisen tanniinin valmistus GTAK-reagenssilla _Grammaa_ 25 _Märkänä Kuivana Moolia MoolisuhdePreparation of cationic tannin with GTAK reagent _Grams_ 25 _Wet Dry Moles Mole ratio

Kuusen kuoren kuumaves iuute Stiasny-luku 84, ka. 47,5 % 653 310 30 GTAK-reagenssi, M 151,64Spruce bark hot water extract Stiasny Chapter 84, ka. 47.5% 653 310 30 GTAK reagent, M 151.64

Aktiivisuus 70 %Activity 70%

Kuiva-aine 79 % 454 317,8 2,10 1 100 % epoksidi 35 40,9 (ei-epoksidi)Dry matter 79% 454 317.8 2.10 1 100% epoxy 35 40.9 (non-epoxy)

NaOH, M 40,01 15 0,37 0,18 6 91770NaOH, M 40.01 15 0.37 0.18 6 91770

Merkittävää lähtötilanteessa on korkea kuiva-ainepitoisuus (61,8 %) ja NaOH:n moolinen ylimäärä GTAK-rea-genssin suhteen. Reagenssi oli saatu Raisio Oy:Itä.Significant in the initial situation is the high dry matter content (61.8%) and the molar excess of NaOH relative to the GTAK reagent. The reagent had been obtained from Raisio Oy.

Eetteröintiä varten vesipitoinen tanniini (ka.Aqueous tannin for etherification (ca.

5 47,5 %) homogenisoitiin Baker-Perkins-tyyppisessä ruuvise- koittajassa (tilavuus noin litra), jonka jälkeen reaktoriin lisättiin kiinteä NaOH ja sekoitettiin huoneenlämpö-tilassa 2 tuntia. Tämän jälkeen lisättiin reagenssi ja sekoitusta jatkettiin huoneenlämpötilassa. Reaktioseok-10 sesta otettujen näytteiden flokkauskyky astiatestissä si-likadispersiossa (270 mg/600 ml) testattiin 14, 17, 40 ja 52 tunnin kuluttua. Reaktio pysäytettiin neutraloimalla reaktioseos 2 M suolahapolla. Tulokset on esitetty kuviossa 1. Tulokset ilmoitetaan prosentuaalisina formatsiinin 15 sameusyksikköinä (% FTU) ja flokkulantin annos ilmaistaan prosentteina silikan painosta.47.5%) was homogenized in a Baker-Perkins screw mixer (volume about 1 liter), after which solid NaOH was added to the reactor and stirred at room temperature for 2 hours. The reagent was then added and stirring was continued at room temperature. Samples taken from the reaction mixture were flocculated in a vessel test in a silica dispersion (270 mg / 600 ml) after 14, 17, 40 and 52 hours. The reaction was quenched by neutralizing the reaction mixture with 2 M hydrochloric acid. The results are shown in Figure 1. Results are expressed as percent turbidity units (% FTU) and the dose of flocculant is expressed as a percentage by weight of silica.

Kuviosta 1 on nähtävissä, että kationisointi on tapahtunut täydellisesti huoneenlämpötilassa 40 tunnissa.It can be seen from Figure 1 that the cationization has taken place completely at room temperature in 40 hours.

Näyte näin saatua raakatuotetta laimennettiin ja 20 ultrasuodatettiin Diaflo YM2 -kalvon läpi (Amicon Corp., eksluusioraja 1000). Puhdistettu ja kuivattu tuote sisälsi typpeä 4,4 % (määritetty Kjeldahl-menetelmällä).A sample of the crude product thus obtained was diluted and ultrafiltered through a Diaflo YM2 membrane (Amicon Corp., exclusion limit 1000). The purified and dried product contained 4.4% nitrogen (determined by the Kjeldahl method).

Reagenssisaannon laskeminen 100 g:sta ultrasuodatettua kationista kuoriuutetta 25 löytyi: = 0,3143 x 151,64 = 47,66 g GTAK-reagenssia ja 14 52,34 g tanniinia.Calculation of Reagent Yield From 100 g of ultrafiltered cationic shell extract 25 was found: = 0.3143 x 151.64 = 47.66 g of GTAK reagent and 14 52.34 g of tannin.

GTAK-reagenssia on sitoutunut tanniiniin siten: 30 0.3143 X 310,0 = 88 6 % 52,34GTAK reagent is bound to tannin as follows: 30 0.3143 X 310.0 = 88 6% 52.34

FlokkauskokeetFlokkauskokeet

Astiatestit suoritettiin (6-paikkaisessa) laitteistossa (Phipps & Bird) ja kolloidisena dispersiona oli mik-35 rokiteinen silika (Min-U-Sil 5, Pennsylvania Glass and h 7 91770Vessel tests were performed on (6-well) equipment (Phipps & Bird) and the colloidal dispersion was microcrystalline silica (Min-U-Sil 5, Pennsylvania Glass and h 7 91770

Sand Corp.)/ jota lietettiin 1,800 g 4 litraan vettä pH-arvossa 4,0 - 4,1 tunnin ajan. Saostimet lisättiin nopean sekoituksen aikana 600 ml silikadispersiota (270 mg sili-kaa) sisältäviin 800 ml:n dekantterilaseihin ja sekoitet-5 tiin peräkkäin seuraavasti: 20 min nopeudessa 65 rpm, 20 min nopeudessa 30 rpm, minkä jälkeen selkeytettiin 30 min. Jäännössameudet mitattiin Hach'in turbidometrillä 25 ml:n näytteistä, jotka oli otettu 2 cm nestepinnan alapuolelta. Tulokset on esitetty kuviossa 2.Sand Corp.) / which was slurried in 1,800 g of 4 liters of water at pH 4.0 to 4.1 hours. The precipitators were added to 800 ml beakers containing 600 ml of silica dispersion (270 mg of silica) with rapid stirring and stirred successively as follows: 20 min at 65 rpm, 20 min at 30 rpm, followed by clarification for 30 min. Residual turbidity was measured with a Hach turbidometer from 25 ml samples taken 2 cm below the liquid surface. The results are shown in Figure 2.

10 Kuviosta 2 nähdään, että ultrasuodatuksella puhdis tettu kationinen tanniini saostaa kolloidista silikaa huomattavasti tehokkaammin kuin kaupallinen kationinen polymeeri Fennopol 194 K, Kemira Oy (voimakkaasti kationinen polyakryyliamidi; M on noin 4 miljoonaa). Testeissä foto-15 metrisellä dispersioanalysaattorilla (PDA 2000, Rank Brothers Ltd) kyvetti oli yhdistetty 3 mm:n letkulla 1,5 litran reaktioastiaan, jossa oli kierrosnopeusmittarilla (stroposkooppi) varustettu moottorisekoittaja (lapasekoi-tin). Näytteenotto kyvettiin tapahtui reaktioastian poh-20 jasta, johon oli etäisyyttä 15 cm. Virtausnopeus säädet tiin LKB 12000 Variopres peristalttisella pumpulla. Tulostus tapahtui piirturille. Herkkyys säädettiin PDA-2000-analysaattorilla (Gatin RMS, DC) , joten etuvastusta ei tarvittu. Virtausnopeus kaikissa olosuhteissa oli 1,22 25 ml/min.It can be seen from Figure 2 that the cationic tannin purified by ultrafiltration precipitates colloidal silica much more efficiently than the commercial cationic polymer Fennopol 194 K, Kemira Oy (highly cationic polyacrylamide; M is about 4 million). In tests with a photo-15 meter dispersion analyzer (PDA 2000, Rank Brothers Ltd), the cuvette was connected by a 3 mm hose to a 1.5 liter reaction vessel equipped with an engine stirrer (paddle stirrer) equipped with a tachometer. Sampling into the cuvette took place from the bottom of the reaction vessel at a distance of 15 cm. The flow rate was controlled by an LKB 12000 Variopres peristaltic pump. Printing took place on a plotter. Sensitivity was adjusted with a PDA-2000 analyzer (Gatin RMS, DC), so no front resistor was required. The flow rate under all conditions was 1.22 25 ml / min.

Koeolosuhteet:Test conditions:

Silika: 450 mg/1 000 mlSilica: 450 mg / 1,000 ml

Mikrokiteinen selluloosa: 450 mg/1 000 ml pH: 4,0 - 4,1 30 Sekoitus alussa: 65 rpmMicrocrystalline cellulose: 450 mg / 1000 ml pH: 4.0 - 4.1 30 Initial mixing: 65 rpm

Sekoitus testin aikana: 65 rpm Virtaus: 1,22 ml/minStir during test: 65 rpm Flow: 1.22 ml / min

Analysaattorin herkkyys: RMS 1,07 Filter on DS 5,4 Limit on 8 91770Analyzer Sensitivity: RMS 1.07 Filter on DS 5.4 Limit on 8,91770

Optimiannoksen määrääminen dispersioanalysaattoril- la (PDA) PDA tulostaa piirturin vaakasuoralle akselille ajan, joka on kulunut flokkulanttiannoksen injektoinnista.Determining the Optimal Dose with a Dispersion Analyzer (PDA) The PDA prints on the horizontal axis of the plotter the time that has elapsed since the flocculant dose was injected.

5 Pystysuoralta akselilta näkyy suhteellinen flokkikoko (voltteina). Optimiannoksella suhteellisessa flokkikoossa ja nopeudessa, jolla se saavutetaan on maksimi. Taulukon 2 perusteella kationisen tanniinin optimiannos, eli 0,058 % silikasta, saavutetaan, kun suhteellinen flokkikoko on 10 3,95 V ja flokin kasvunopeus 9,22 volttia/min.5 The vertical axis shows the relative floc size (in volts). The optimum dose at the relative flock size and the rate at which it is reached is the maximum. Based on Table 2, the optimum dose of cationic tannin, i.e. 0.058% silica, is achieved when the relative floc size is 10 3.95 V and the floc growth rate is 9.22 volts / min.

Taulukko 2Table 2

Kationisen tanniinin optimiannoksen PDA-määritys kolloidisen silikan suhteen 15 _PDA determination of the optimal dose of cationic tannin for colloidal silica 15 _

Annostus Suhteellinen Flokin kasvunopeus % silikasta flokkikoko (volttia) voltti/min_ 0,023 1,35 0,75 0,029 2,65 3,55 20 0,035 3,10 6,15 0,046 3,55 8,55 0,058 3,95 9,22 0,070 3,95 5,56 0,081 2,95 3,70 25 _Dosage Relative Floc growth rate% of silica flock size (volts) volts / min_ 0.023 1.35 0.75 0.029 2.65 3.55 20 0.035 3.10 6.15 0.046 3.55 8.55 0.058 3.95 9.22 0.070 3.95 5.56 0.081 2.95 3.70 25 _

Todetaan, että PDA:11a saatu optimiannos (0,058 % silikasta) on suurempi kuin astiatestissä saatu vastaava annos (0,035 % silikasta).It is noted that the optimum dose obtained with PDA (0.058% silica) is higher than the corresponding dose obtained in the vessel test (0.035% silica).

30 Esimerkki 2 Tässä esimerkissä kuvataan kokeita, joissa kuusen kuoresta kuumavesiuutolla saatua tanniinia on poikkisi-dostettu formaldehydillä ennen kationisointia. Tulokset osoittavat, että poikkisidostuksen ansiosta vastaavan ka- li 9 91770 tionisen tanniinin optimiflokkausannos kolloidisen sili-kan suhteen alenee ja ilokin kestävyys kasvaa.Example 2 This example describes experiments in which tannin obtained from spruce bark by hot water extraction has been cross-linked with formaldehyde before cationization. The results show that, due to cross-linking, the optimum blocking dose of the corresponding potassium 9 91770 thionic tannin with respect to colloidal silica is reduced and the durability of the joy is increased.

Esimerkissä lähdetään kuoriuutteesta, jonka liukoisten tanniinien pitoisuus oli alhaisempi kuin esimer-5 kissä 1 käytetyllä kuoriuutteella (Stiasny-luku 70 vs. 84). Kuoriuute ensin poikkisidostetaan formaldehydillä ja sen jälkeen kationisoidaan GTAK-reagenssilla.The example starts from a bark extract with a lower soluble tannin content than the bark extract used in Example 5 (Stiasny number 70 vs. 84). The shell extract is first crosslinked with formaldehyde and then cationized with GTAK reagent.

a) Kuoriuutteen geeliintymisherkkyyden määräämiseksi suoritettiin ensin geeliintymisaikamääritys.a) To determine the gelation sensitivity of the shell extract, a gelation time determination was first performed.

10 Geeliintymisaikakoe 30 g kuusen kuoren kuumavesiuutetta (Stiasny-luku 70 ) liuotettiin 100 ml:aan vettä, joka sisälsi 3,36 g NaOH:a. 45,1 g tätä liuosta (sisältää 10,4 g uutetta) poikkisidostettiin 1,5 ml:11a 37-prosenttista formaldehy- 15 diä 50 °C:ssa Tecan-geeliintymisaikamittarissa (GT 3 kiekon halkaisija 14 mm). Geeliintymisaika oli 138 min. Ennen geeliintymistä liuos sisälsi 22,3 % kuivaa uutetta. NaOH:n määrä laskettuna kuivasta uutteesta oli 11,5 % ja CH20-pi-toisuus kuivaa uutetta kohti oli 0,178 moolia/100 g.Gel Time Assay 30 g of hot water extract of spruce bark (Stiasny number 70) was dissolved in 100 ml of water containing 3.36 g of NaOH. 45.1 g of this solution (containing 10.4 g of extract) was cross-linked with 1.5 ml of 37% formaldehyde at 50 ° C on a Tecan gel time meter (GT 3 disc diameter 14 mm). The gel time was 138 min. Prior to gelation, the solution contained 22.3% dry extract. The amount of NaOH calculated from the dry extract was 11.5% and the CH 2 O content per dry extract was 0.178 mol / 100 g.

2020

Taulukko 3Table 3

Kuusen kuoren kuumavesiuutteen poikkisidostaminen ja kationisointi 25 _Grammaa_ __Märkänä Kuivana MooliaCross-linking and cationization of hot water extract of spruce bark 25 _Grams_ __Wet Dry Moles

Poikkisidostaminen 50 °C/30 h Kuusen kuoren kuumavesiuutteen (Stiasny-luku 70) 30 alkaliliuos 50 16,7Crosslinking 50 ° C / 30 h Alkaline solution of spruce bark hot water extract (Stiasny number 70) 30 16.7

Orgaaninen osa 15,0Organic part 15.0

NaOH 1,67 0,042 CH20 37 % 1,24 0,46 10 91770NaOH 1.67 0.042 CH 2 O 37% 1.24 0.46 10 91770

Liuos sisälsi 11,1 % NaOH:a kuivasta uutteesta ja 0,103 moolia CH20:ta/100 g kuoriuutetta.The solution contained 11.1% NaOH from the dry extract and 0.103 moles of CH 2 O / 100 g of shell extract.

_Grammaa_ 5 Märkänä Kuivana_Moolia_Grams_ 5 Wet Dry_Moles

Eetteröinti 50 °C/20 hEtherification 50 ° C / 20 h

Reagenssi GTAK (M 151,64)Reagent GTAK (M 151.64)

Reagenssin kuiva-aine 10 oli 79 % ja se sisälsi epoksidia 66,2 % 19,1 15,1 12,6 0,083 (100 % epoksidia) 15 _ Näyte raakatuotteesta suodatettiin Diaflo YM2 (Ami-con Corp., eksluusioraja M 1000) läpi, jolloin puhdistetusta tuotteesta löytyi typpeä 3,9 %.Reagent dry matter 10 was 79% and contained epoxide 66.2% 19.1 15.1 12.6 0.083 (100% epoxide) A sample of the crude product was filtered through Diaflo YM2 (Ami-con Corp., exclusion limit M 1000) , in which case 3.9% of nitrogen was found in the purified product.

20 Reagenssisaannon laskeminen 100 g:sta ultrasuodatettua kationista kuoriuutetta löytyi = 0,2786 x 151,64 = 42,25 g GTAK-reagenssia ja 14 57,75 g kuoriuutetta.Calculation of Reagent Yield 100 g of ultrafiltered cationic shell extract was found = 0.2786 x 151.64 = 42.25 g of GTAK reagent and 14 57.75 g of shell extract.

25 GTAK-reagenssia on sitoutunut tanniiniin siten: 0,279 moolia N_ 15 g kuoriuutetta_ 57,75 g kuoriuutetta 0,083 moolia reagenssia °>279_x 15- % = 87 3 % 30 57,75 x 0,083 b) Toisessa kokeessa kuoriuute poikkisidostettiin 0,154 moolilla formaldehydiä 100 g kohti tanniinia ja saatettiin sitten reagoimaan GTAK-reagenssin kanssa 50 °C:ssa 3 tuntia Berghoff-autoklaavissa, jolloin puhdistetun tuot-35 teen typpipitoisuus oli 3,5 %. Vertailukokeessa ilman I; 11 91770 poikkisidostamista kationisoitiin samoissa olosuhteissa, jolloin puhdistetun tuotteen typpipitoisuus oli 3,6 %.25 GTAK reagents are bound to tannin as follows: 0.279 moles N_ 15 g bark extract_ 57.75 g bark extract 0.083 moles reagent °> 279_x 15-% = 87 3% 30 57.75 x 0.083 b) In the second experiment, the bark extract was cross-linked with 0.154 moles of formaldehyde per 100 g per tannin and then reacted with GTAK reagent at 50 ° C for 3 hours in a Berghoff autoclave to give a purified product nitrogen content of 3.5%. In a comparative experiment without I; 11,91770 crosslinks were cationized under the same conditions, giving a purified product nitrogen content of 3.6%.

Taulukko 4Table 4

Poikkisidostuksen vaikutus kationisten tanniinien 5 molekyylipainojakautumaan geelisuodatuskromato- grammeissaEffect of crosslinking on the molecular weight distribution of cationic tannins in gel filtration chromatograms

Kationisoitu _Molekvvlimassa_ tanniini_10 000 5 000 3 000 1 500 1 000 10 Poikkisidostamaton 36 56 68 82 89Cationized _Molecular mass_tannin_10,000 5,000 3,000 1,500 1,000 10 Non-crosslinked 36 56 68 82 89

Poikkisidostettu 50 66 74 84 89 (0,103 moolia CH20/100 g) 15Cross-linked 50 66 74 84 89 (0.103 moles of CH 2 O / 100 g) 15

Geelisuodatusmenetelmä on kuvattu julkaisussa Forss K., Kokkonen R. ja Sägfors P-E., "Determination of molar mass distribution of lignins by gel permeation chromatography", 1989, American Chemical Society, Symposium Series 20 397, luku 9, 125 - 133. Geelinä oli Sephadex G-50 ja eluenttina 0,5 M NaOH.The gel filtration method is described in Forss K., Kokkonen R. and Sägfors PE., "Determination of molar mass distribution of lignins by gel permeation chromatography", 1989, American Chemical Society, Symposium Series 20 397, Chapter 9, 125-133. Sephadex G-50 and 0.5 M NaOH as eluent.

Flokkaustehon paraneminen poikkisidostamisen ansiosta näkyy taulukosta 5.The improvement in flocculation efficiency due to crosslinking is shown in Table 5.

25 Taulukko 525 Table 5

Tanniinin poikkisidostamisen (CH20) vaikutus siitä valmistetun kationisen eetterin silikasaostuskykyyn astiatestissä 30 Poikkisidostusaste Annostus Suhteellinen moolia CH20/100 g silikasta, flokkikoko _%_J[_%_100 rpm_ 0 3,6 0,17 - 0,20 1,2 0,154 3,5 0,07 - 0,11 2,8 35 _ 12 91770Effect of tannin cross-linking (CH 2 O) on the silica precipitation of the cationic ether prepared from it in a vessel test 30 Cross-linking degree Dosage Relative moles of CH 2 O / 100 g of silica, flock size _% _ J [_% _ 100 rpm_ 0 3.6 0.17 - 0.20 1.2 0.154 3.5 0.07 - 0.11 2.8 35 _ 12 91770

Esimerkki 3 Tässä esimerkissä kuvataan edelleen tanniinin CH20-poikkisidostamisen vaikutusta siitä valmistetun kationisen eetterin flokkaustehoon.Example 3 This example further describes the effect of CH 2 O crosslinking of tannin on the flocculation efficiency of the cationic ether prepared therefrom.

5 Lähtötanniini on sama kuin esimerkissä 1 (Stiasny- luku 84). Poikkisidostusvaiheeseen tanniinia punnittiin märkänä 278,7 g (ka. 43,3 %), jolloin kuivaa kuoriuutetta oli 120,7 g, jonka suhteen laskettuna formaldehydiä käytettiin 0,46 % (0,0153 moolia CH20:ta/100 g kuoriuutetta).5 The starting tannin is the same as in Example 1 (Stiasny number 84). For the crosslinking step, 278.7 g (ca. 43.3%) of tannin was weighed wet to give 120.7 g of dry bark extract, based on which 0.46% (0.0153 moles of CH 2 O / 100 g of bark extract) was used.

10 CH20 lisättiin 37 % vesiliuoksena ja NaOH 5 M liuoksena, kunnes reaktioseoksen pH oli 12. Poikkisidostaminen tapahtui 1,5 litran tasohioskolvissa antaen reaktioseoksen te-hosekoitukeen jälkeen seisoa huoneenlämpötilassa 2 tuntia ja sen jälkeen 45 eC:ssa 4 tuntia.CH 2 O was added as a 37% aqueous solution and NaOH as a 5 M solution until the pH of the reaction mixture was 12. Cross-linking took place in a 1.5 L flat plate flask, allowing the reaction mixture to stand at room temperature for 2 hours and then at 45 ° C for 4 hours.

15 Poikkisidostettuun seokseen lisättiin kationisoin- tireagenssia (GTAK, ka. 70 %, aktiiviainetta 60 %) 80,19 g (0,529 moolia aktiiviaineeksi laskettuna) ja reaktioseos homogenisoitiin tehosekoittajalla (Braun). Seos seisoi 2 tuntia 20 °C:ssa ja 22 tuntia 40 °C:ssa.To the crosslinked mixture was added 80.19 g (GTAK, ca. 70%, active ingredient 60%) of cationization reagent (GTAK, ca. 70%, active ingredient) and the reaction mixture was homogenized with a blender (Braun). The mixture was allowed to stand for 2 hours at 20 ° C and 22 hours at 40 ° C.

20 Formaldehydin jäykistävä vaikutus reaktioseokseen näkyi jo huoneenlämpötilassa, mutta lähes kiinteä massa notkistui eetteröinnin aikana viskoosiseksi nesteeksi. Neutraloidusta raakatuotteesta ultrasuodatuksen jälkeen löytyi typpeä 3,6 %.The stiffening effect of formaldehyde on the reaction mixture was already visible at room temperature, but the almost solid mass flexed during etherification to a viscous liquid. After ultrafiltration, 3.6% of nitrogen was found in the neutralized crude product.

25 Seuraavanlaisesti laskettu reagenssisaanto oli huo mattavan korkea: ^ = 0,257 x 151,64 = 39,0 g GTAK-reagenssia ja 14 100 g - 39,0 g * 61,0 g tanniinia.The reagent yield calculated as follows was remarkably high: ^ = 0.257 x 151.64 = 39.0 g of GTAK reagent and 14,100 g to 39.0 g * 61.0 g of tannin.

30 GTAK-reagenssia on sitoutunut tanniiniin: 0,257 x 120f7_ = g61 61,0 x 0,529 13 9177030 GTAK reagents are bound to tannin: 0.257 x 120f7_ = g61 61.0 x 0.529 13 91770

Poikkisidostamisen vaikutus flokkaustehokkuuteenEffect of crosslinking on flocculation efficiency

Vaikka poikkisidostamattomassa kationisessa tan-niinissa typpeä oli 4,4 % (esimerkki 1) ja poikkisidoste-tussa tanniinissa 3,6 %, molemmat kationisoinnit oli suo-5 ritettu samaan kuoriuutteeseen, joten flokkaustuloksia voidaan verrata toisiinsa, jos annokset lasketaan kationi-sen tanniinin typpeä kohti. Kuviossa 3 esitetyistä tuloksista käy selvästi ilmi, että formaldehydillä poikkisidos-taminen pienentää optimiannosta astiatestissä ja nostaa 10 suhteellista flokkikokoa PDA:ssa suoritetussa testissä.Although the crosslinked cationic tannin contained 4.4% nitrogen (Example 1) and the crosslinked tannin 3.6%, both cationizations were performed on the same bark extract, so the flocculation results can be compared if the doses are calculated on the cationic tannin nitrogen. towards. It is clear from the results shown in Figure 3 that cross-linking with formaldehyde reduces the optimum dose in the vessel test and increases the relative floc size in the test performed on the PDA.

Esimerkki 4 Tässä esimerkissä osoitetaan, että epikloorihydrii-ni poikkisidostaa paljon ei-tanniineja sisältävää kuusen kuoren kuumavesiuutetta (Stiasny-luku 40), jolloin katio-15 nisoidun tuotteen flokkausteho on huomattavasti parantunut poikkisidostamisen ansiosta.Example 4 This example shows that epichlorohydrin cross-links a non-tannin-containing hot water extract of spruce bark (Stiasny number 40), whereby the flocculation efficiency of the cation-15 product is significantly improved due to cross-linking.

2 g kuusen kuoren kuumavesiuutetta (Stiasny-luku 40) liuotettuna väkevään NaOH-liuokseen (0,3 g NaOH ja 2 ml H20) sekoitettiin 50 °C:ssa lasiastiassa noin tunnin 20 ajan. Poikkisidostus suoritettiin lisäämällä reaktioas-tiaan 0,1 g epikloorihydriiniä (ECH)ja sekoitusta jatkettiin samassa lämpötilassa 10 min.2 g of spruce bark hot water extract (Stiasny number 40) dissolved in concentrated NaOH solution (0.3 g of NaOH and 2 ml of H 2 O) was stirred at 50 ° C in a glass vessel for about 1 hour. Cross-linking was performed by adding 0.1 g of epichlorohydrin (ECH) to the reaction vessel and stirring was continued at the same temperature for 10 min.

Kationisointia varten poikkisidostettuun reak-tioseokseen lisättiin 1 g GTAK-reagenssia (laskettuna 25 100 %:ksi epoksisisällön suhteen, 6,7 moolia) ja kuumen nusta jatkettiin 50 °C:ssa 2,5 tuntia. Reaktio pysäytettiin neutraloimalla seos 2 N HCl:llä. Raakatuote kuivattiin vakiopainoon 50 eC:ssa. Osa kuivasta tuotteesta (1 g) lietettiin huoneenlämpötilassa 160 ml:aan 94-prosenttista 30 etanolia, suodatettiin ja sakka pestiin dietyylieetterillä ja kuivattiin vakiopainoon vakuumieksikaattorissa. Puhdistettua epikloorihydriinillä poikkisidostettua kationista kuusen kuoriuutetta saatiin etanolipesulla 61 % kuivasta raakatuotteesta ja sen typpiprosentti oli 2,6.For cationization, 1 g of GTAK reagent (calculated as 100% epoxy content, 6.7 moles) was added to the crosslinked reaction mixture and heating was continued at 50 ° C for 2.5 hours. The reaction was quenched by neutralizing the mixture with 2 N HCl. The crude product was dried to constant weight at 50 ° C. A portion of the dry product (1 g) was slurried at room temperature in 160 ml of 94% ethanol, filtered and the precipitate was washed with diethyl ether and dried to constant weight in a vacuum desiccator. The purified epichlorohydrin-crosslinked cationic spruce bark extract was obtained by ethanol washing from 61% of the dry crude product and had a nitrogen content of 2.6%.

14 91770 Lähtötilanne14 91770 Baseline

Grammaa Grammaa mmoolla Mooli- ___suhdeGrams Grams in mmoles Molar ___ ratio

Kuoriuute 5 Stiasny-luku 40 2 2Bark extract 5 Stiasny chapter 40 2 2

NaOH (40) 0,3 0,3 7,5 1,12 7 ECH (92,53) 0,1 0,1 1 GTAK (151,64) 1 1,0 6,6 1 H20 _2_ _ 10 5,4 3,4 kuiva- aine 63 % Lähtötilanne laskettuna 100 g kohti kuoriuutetta: 15NaOH (40) 0.3 0.3 7.5 1.12 7 ECH (92.53) 0.1 0.1 1 GTAK (151.64) 1 1.0 6.6 1 H2O _2_ _ 10 5, 4 3.4 dry matter 63% Initial situation calculated per 100 g of shell extract: 15

Grammaa Grammaa moolia Mooli- _suhde_Grams Grams Moles Mole _Ratio_

Kuoriuutebark Extract

Stiasny-luku 40 100 100 20 NaOH (40) 15 15 0,375 1,14 7 1 ECH (92,53) 5 5 0,054 1 0,14 GTAK (151,64) 50 50 0,330 1Stiasny number 40 100 100 20 NaOH (40) 15 15 0.375 1.14 7 1 ECH (92.53) 5 5 0.054 1 0.14 GTAK (151.64) 50 50 0.330 1

HjO 100 _ 270 170 kuiva- 25 aine 63 %HjO 100 _ 270 170 dry matter 63%

Kuviosta 4 ilmenee kuoriuutteen poikkisidostamisen vaikutus vastaavan kationisen eetterin silikasaostuskykyyn 30 (Min-U-Sil-5, silikaa 150 mg/1) astiatestissä. Poikkisi-dostetusta kuoriuutteesta valmistettu kationinen tanniini (typpeä 2,6 %) antoi huomattavasti alhaisemman optimian-noksen kuin poikkisidostamaton kationinen tanniini (typpeä 2,7 %).Figure 4 shows the effect of crosslinking the shell extract on the silica precipitation capacity of the corresponding cationic ether 30 (Min-U-Sil-5, silica 150 mg / l) in a vessel test. The cationic tannin (2.6% nitrogen) prepared from the cross-linked shell extract gave a significantly lower optimum dose than the non-cross-linked cationic tannin (2.7% nitrogen).

» li 15 91770»Li 15 91770

Esimerkki 5 Tässä esimerkissä on astiatestein kolloidisen sili-kan ollessa vertailuaineena osoitettu, että kun kationisen tanniinin liuokseen lisätään pieni määrä Al3+- tai Fe3+-suo-5 laa, kationisen tanniinin flokkauskyky paranee. Tämä käy ilmi kuviosta 5.Example 5 In this example, vessel tests with colloidal silica as a reference have shown that when a small amount of Al 3+ or Fe 3+ salt is added to a solution of cationic tannin, the flocculation capacity of cationic tannin is improved. This is shown in Figure 5.

Esimerkki 6 Tässä esimerkissä kuvataan kationisen tanniinin ja lineaarisen kationisen polymeerin yhteisvaikutusta mikro-10 kiteisen selluloosan flokkulointiin astiatestissä. Tulokset on esitetty kuviossa 6.Example 6 This example describes the interaction of a cationic tannin and a linear cationic polymer on the flocculation of microcrystalline cellulose in a vessel test. The results are shown in Figure 6.

Tässä kokeessa valittu annos kationista tanniinia (0,25 ppm) ei yksistään kirkasta selluloosadispersiota, mutta lisättäessä tähän määrään lineaarista kationista 15 polymeeriä Fennopol K211, Kemira Oy (lievästi kationinen polyakryyliamidi; M on noin 8 miljoonaa) jäännössameus saavuttaa minimiarvonsa yhteisannoksen määrässä noin 0,13 ppm. Tässä kokeessa optimiyhteisannos oli 0,38 ppm (kationisen tanniinin (typpeä 3,9 %) ja Fennopol K2li:n 20 prosentuaalinen suhde 66:34).The dose of cationic tannin (0.25 ppm) selected in this experiment is not a clear cellulose dispersion alone, but when added to this amount of linear cationic polymer Fennopol K211, Kemira Oy (slightly cationic polyacrylamide; M is about 8 million) the residual turbidity reaches its minimum value in a total dose of about 0.3 ppm. In this experiment, the optimum total dose was 0.38 ppm (20% ratio of cationic tannin (3.9% nitrogen) to Fennopol K2li 66:34).

Esimerkki 7 Tässä kokeessa kationista tanniinia sekä kationisen tanniinin ja epäorgaanisen koagulantin (Al-sulfaatti, Fe-kloridi) muodostamaa yhdistelmää lisättiin sellutehtaan 25 jäteveteen, joka oli käsitelty biologisesti ja joka näin oli tarkoitettu päästettäväksi purkuvesistöön. Astiatesti suoritettiin 600 ml:11a jätevettä, johon lisättiin em. flokkulantteja, seosta sekoitettiin ja tietyn ajan kuluttua annettiin laskeutua. Supernatantista otetuista näyt-30 teistä määritettiin kiintoainepitoisuus, COD, AOX (orgaa ninen kloori), väri, kokonaisfosfori ja kokonaistyppi. Tulokset on esitetty taulukossa 6. Tuloksista on nähtävissä mm., että fosfaatin määrää voidaan vähentää huomattavasti lisättäessä kationista tanniinia joko yksinään tai yhdessä 35 koagulanttien kanssa. Tulokset osoittavat edelleen, että kationinen tanniini vähentää liukoisen alumiinin määrää • käytettäessä sitä saostimena yhdessä Al-sulfaatin kanssa.Example 7 In this experiment, cationic tannin and a combination of cationic tannin and inorganic coagulant (Al sulfate, Fe chloride) were added to pulp mill 25 wastewater that was biologically treated and thus intended to be discharged into a discharge water. The vessel test was performed on 600 ml of wastewater to which the above flocculants were added, the mixture was stirred and after a certain time was allowed to settle. Samples taken from the supernatant were assayed for solids, COD, AOX (organic chlorine), color, total phosphorus, and total nitrogen. The results are shown in Table 6. It can be seen from the results, among other things, that the amount of phosphate can be significantly reduced by adding cationic tannin either alone or in combination with 35 coagulants. The results further show that cationic tannin reduces the amount of soluble aluminum when used as a precipitant with Al sulfate.

16 91770 •h tn 4J :0 oo vo σν vo vo16 91770 • h tn 4J: 0 oo vo σν vo vo

tn Ctl) «.«.*· «... o o (Ntn Ctl) «.«. * · «... o o (N

tl) C EP fO (N ·*Τ ΓΟ tN(N ·« h « Itl) C EP fO (N · * Τ ΓΟ tN (N · «h« I

tn :<o —. E cn >-h ro rH od n h •H i(Ö rH \ CP ro < tri otn: <o -. E cn> -h ro rH od n h • H i (Ö rH \ CP ro <tri o

rHrH

oo

HB

X) Γ'Πι-ΗιΗνΟ VO θ' LO 00 r~ ro v1 « « « « « «. «. « « « « C O lo io o lo io ro cm t-toroi—i rö λ; ro ro r- vo r-~ rovor~-oo <0 2 + +X) Γ'Πι-ΗιΗνΟ VO θ 'LO 00 r ~ ro v1 «« «« ««. «. «« «« C O lo io o lo io ro cm t-toroi — i rö λ; ro ro r- vo r- ~ rovor ~ -oo <0 2 + +

PP

.e tl) P X ovor^rHO ovo vo vo ro cn eJ o « « « « « «. « « « « « ιΗ X n* lo n· i-h ro voo oi o vf ve i—l ¢1( ro ro m oo oo νοσν ro οι σι oi Q) tn e Q) tntl) -h vo Ldooro νοσν lo lo en n· 9 tl) P - « « « «.» « « « « -P -P :r0 cn cn o ro cn ro cn vo io cn vo 3 g > r- oo oo ai σι ^σν (N oo o σι X 3.e tl) P X ovor ^ rHO ovo vo vo ro cn eJ o «« «« ««. «« «« «ΙΗ X n * lo n · ih ro voo oi o vf ve i — l ¢ 1 (ro ro m oo oo νοσν ro οι σι oi Q) tn e Q) tntl) -h vo Ldooro νοσν lo lo en n · 9 tl) P - «« ««. » «« «« -P -P: r0 cn cn o ro cn ro cn vo io cn vo 3 g> r- oo oo ai σι ^ σν (N oo o σι X 3

•P -P• P -P

to tn > -P c#> χ <n rovooo oo o ror^roov O O « «. «. « . « «to tn> -P c #> χ <n rovooo oo o ror ^ roov O O ««. «. «. ««

CC1| O e O VO LO f' 00 LO Ό* (TitNvOOOCC1 | O e O VO LO f '00 LO Ό * (TitNvOOO

VOI) Ή Ν' Ν' ro LO LO r- '^•νΟΓ'VOI) Ή Ν 'Ν' ro LO LO r- '^ • νΟΓ'

H e -PH e -P

O -P 0) XO -P 0) X

X -P T3 3 X C -P T3Q ocmooooo uotN -sr en ro cn ¢3(0(1) DO « « « « «- «.«. « « « « rH 1—1C Ph u Vf ^ O OI Oi LO ^ γ-η lo ro vo C ¢3 -P vf vf (O VO LT) 00 rH VO 0- 00 ro Oo röX -P T3 3 XC -P T3Q ocmooooo uotN -sr en ro cn ¢ 3 (0 (1) DO «« «« «-«. «.« «« «RH 1—1C Ph u Vf ^ O OI Oi LO ^ γ-η lo ro vo C ¢ 3 -P vf vf (O VO LT) 00 rH VO 0- 00 ro Oo rö

Eh 3 lEh 3 l

O (0 IO (0 I

X -P OX -P O

-P -P-P -P

C -H CD vo r-'^cNcTi D <Ö -H C I II *· ·. ^ v -p ,C -h -h vo il incnr-r" tn X rö r- oi to oo σC -H CD vo r - '^ cNcTi D <Ö -H C I II * · ·. ^ v -p, C -h -h vo il incnr-r "tn X rö r- oi to oo σ

•H C• H C

C 0)C 0)

rö Crö C

rö -Hrö -H

. Cn g p :rö to o σ o :rö -P tn (N to 00 ^. Cn g p: rö to o σ o: rö -P tn (N to 00 ^

ClirH O ro .—t n H1 Oi D:rö CE o o o oo vo oo \ \ \ \ tn e o ro o oo o oo LOLOroio lö-rl <;&> (N rv) LO VO CV OI (N (Ί (N H «.ClirH O ro. — Tn H1 Oi D: rö CE ooo oo vo oo \ \ \ \ tn eo ro o oo o oo LOLOroio lö-rl <; &> (N rv) LO VO CV OI (N (Ί (NH « .

*( Ί C0 rH «-H »-H CN* (Ί C0 rH «-H» -H CN

pH rHpH rH

e ee e

•H CU -H• H CU -H

C Ό -PC Ό -P

H dl -P -rl -P > rö T3H dl -P -rl -P> rö T3

CD rö -HCD rö -H

C -P 4H pC-P 4 H p

rö :<Ö -H rH Orö: <Ö -H rH O

-P -ro C -H C rH-P -ro C -H C rH

•H -P tn x• H -P tn x

CC -H —. -P -Ή D :rö I ICC -H -. -P -Ή D: rö I I

D >i C<#><0 T3 fc, 6 Ή DD> i C <#> <0 T3 fc, 6 Ή D

tn rH e (O-HiH^Cn •H rH (Ö VO MH pdPD^ \ CD -P » H O -pvo vo Ο-p -¾1 e rH LO tn » -P -H . tn X « -H O' Ν' -P cn -P · i I cn τ) rö :rö rö 2 Ή <D iH ·· ·· . XX X ~ e En ~ tn 2 2 I,tn rH e (O-HiH ^ Cn • H rH (Ö VO MH pdPD ^ \ CD -P »HO -pvo vo Ο-p -¾1 e rH LO tn» -P -H. tn X «-HO 'Ν' -P cn -P · i I cn τ) rö: rö rö 2 Ή <D iH ·· ··. XX X ~ e En ~ tn 2 2 I,

Claims (6)

9177091770 1. Flokkulointiaineena käyttökelpoinen kationinen tanniini, tunnettu siitä, että tanniinipitoinen 5 havupuun kuoriuute on poikkisidostettu ennen sen kationi-soimista glysidyylitrimetyyliammoniumkloridi- tai N-(3-kloori-2-hydroksipropyyli)trimetyyliammoniumkloridirea-genssilla.Cationic tannin useful as a flocculant, characterized in that the tannin-containing bark extract of the coniferous tree is cross-linked before it is cationized with a glycidyltrimethylammonium chloride or N- (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethylammonium chloride reagent. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kationinen tan- 10 niini, tunnettu siitä, että poikkisidostamisessa käytetään formaldehydiä.Cationic tannin according to Claim 1, characterized in that formaldehyde is used in the crosslinking. 3. Patenttivaatimuksen l mukainen kationinen tanniini, tunnettu siitä, että poikkisidostamisessa käytetään epikloorihydriiniä. 15 4. Jätevesien puhdistamisessa flokkulanttina käyt tökelpoinen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaista kationista tanniinia.Cationic tannin according to Claim 1, characterized in that epichlorohydrin is used in the crosslinking. Composition useful as a flocculant in wastewater treatment, characterized in that it contains a cationic tannin according to one of Claims 1 to 3. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen koostumus, 20 tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi epäor gaanista koagulanttia.Composition according to Claim 4, characterized in that it further contains an inorganic coagulant. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi suurimo-lekyylipainoista kationista, anionista tai neutraalista 25 lineaarista polymeeriä. 91770Composition according to Claim 4 or 5, characterized in that it additionally contains a high molecular weight cationic, anionic or neutral linear polymer. 91770
FI912967A 1991-06-18 1991-06-18 Cationic tannin useful as a flocculant and composition useful as a flocculant in wastewater treatment FI91770C (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI912967A FI91770C (en) 1991-06-18 1991-06-18 Cationic tannin useful as a flocculant and composition useful as a flocculant in wastewater treatment
DE4219343A DE4219343C2 (en) 1991-06-18 1992-06-12 Cationic tannin and its use for wastewater treatment
SE9201850A SE506142C2 (en) 1991-06-18 1992-06-16 Cationic tannin and its use in wastewater purification

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI912967A FI91770C (en) 1991-06-18 1991-06-18 Cationic tannin useful as a flocculant and composition useful as a flocculant in wastewater treatment
FI912967 1991-06-18

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI912967A0 FI912967A0 (en) 1991-06-18
FI912967A FI912967A (en) 1992-12-19
FI91770B true FI91770B (en) 1994-04-29
FI91770C FI91770C (en) 1994-08-10

Family

ID=8532737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI912967A FI91770C (en) 1991-06-18 1991-06-18 Cationic tannin useful as a flocculant and composition useful as a flocculant in wastewater treatment

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE4219343C2 (en)
FI (1) FI91770C (en)
SE (1) SE506142C2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU669985B2 (en) * 1993-06-22 1996-06-27 Betz International, Inc. Compositions and methods for water clarification and wastewater treatment
BR9904020A (en) * 1999-08-27 2001-04-24 Tanac S A Use of an organic coagulating / flocculating agent and vegetable origin for the removal of colloidal matter from waters.
EP2239370B1 (en) 2009-04-09 2012-06-20 Kompetenzzentrum Holz GmbH Dry and wet strength improvement of paper products with cationic tannin
DE202019103213U1 (en) 2018-01-16 2019-07-15 helcotec Chemie u. Technik GmbH Wastewater treatment formulations
CN110655161A (en) * 2019-11-20 2020-01-07 上海贤晋质安环保科技有限公司 Preparation method of water treatment modified pine bark flocculant
BR102020005579A2 (en) * 2020-03-20 2020-05-19 Tanac S A process to prepare a coagulant of natural origin for the treatment of water and aqueous effluents, and a coagulant of natural origin.

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4558080A (en) * 1984-01-24 1985-12-10 Dearborn Chemical Company Stable tannin based polymer compound

Also Published As

Publication number Publication date
DE4219343C2 (en) 1996-09-26
DE4219343A1 (en) 1992-12-24
SE9201850D0 (en) 1992-06-16
SE506142C2 (en) 1997-11-17
SE9201850L (en) 1992-12-19
FI912967A0 (en) 1991-06-18
FI91770C (en) 1994-08-10
FI912967A (en) 1992-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0522334B1 (en) A method of treating BCTMP/CTMP wastewater
USRE28808E (en) Polyquaternary flocculants
USRE28807E (en) Polyquaternary flocculants
EP1274652B1 (en) Method of clarifying water using low molecular weight cationic dispersion polymers
US8858803B2 (en) Methods of preparing novel halide anion free quaternary ammonium salt monomers, polymerization methods therefor, and methods of use of the resulting polymers
KR100468554B1 (en) Hydrophilic Dispersion Polymers for the Clarification of Deinking Process Waters
US3894947A (en) Process for treating industrial wastes
FI91770B (en) Cationic tannin useful as flocculant and composition useful as flocculant in wastewater purification
TW202007660A (en) Vorrichtung und verfahren zur reinigung von mit elektrolyten und farbstoffen verunreinigtem abwasser
US5269942A (en) Quaternized polyvinylamines for deinking loop clarification
US5624569A (en) Clarification of deinking process water
EP0590896B1 (en) Method for treating deink wastes melamine aldehyde-type polymers
US5597490A (en) DADMAC/vinyl trialkoxysilane copolymers for treatment of food processing wastes
US5589075A (en) Use of silicon containing polyelectrolytes in wastewater treatment
US3894948A (en) Process for treating sewage sludge
US3498912A (en) Process for the clarification of waste effluents
US5679261A (en) Use of silicon containing polyelectrolytes in wastewater treatment
US3483120A (en) Clarification and disinfection of water
FI91642B (en) Cationic lignin which can be used as a flocculating agent and method for purification of waste water
Oelmeyer et al. Combined flocculant systems with cationic starches in the solid/liquid separation of harbor sediments
Gohlke et al. Reaction products of polyacrylonitrile with dicyandiamide—new flocculation agents—
JPH11239795A (en) Decoloration of waste water
US3755160A (en) Process for flocculating using a poly(quaternary ammonium)polyether polyelectrolyte
US3157594A (en) Method of flocculation
KR20000047351A (en) Coagulant for treating wastewater

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application