HU210306B

HU210306B - Product for increasing of efficianci of water purificating apparatous

Info

Publication number: HU210306B
Application number: HU89289A
Authority: HU
Inventors: Gyoezoe Varga; Jozsef Erdelyi; Tamas Kutasi; Gyula Balint; Peter Renyi; Bela Bozsits; Istvanne Dr Samuel Z Csizmadia; Ilona Reha
Original assignee: Varga; Erdelyi; Kutasi; Balint; Renyi; Bozsits; Csizmadia Istvanne Dr Samuel; Reha
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1995-07-28
Also published as: ATE80133T1; EP0379997A1; EP0379997B1

Description

A találmány tárgya kationaktív ásványianyag keverék készítmény, amely úgy jön létre, hogy megfelelő arányban összekeverünk nagy fajlagos felülettel rendelkező ásványianyagokat, különösen duzzasztott, őrölt perlitet, vagy feltárt bentonitot, valamint nagy sűrűséggel rendelkező ásványi anyagokat, különösen kaolint zeolitot, titándioxidot, báriumszulfátot, kalciumszulfatot, kalciumkarbonátot, magnéziumkarbonátot kaiéi um-magnéziumkarbonátot és kationos polielektrolitokat, különösen poli-akril-amidot és/vagy poliamid-amint és/vagy poli-diamino-dimetil-ammóniumkloridot, e keverékből vizes szuszpenziót készítve, a szennyvíztisztító berendezés előtt adagoljuk a tisztítandó szennyvízhez.

Közismert, hogy az ipari és kommunális szennyvizek tisztítására jelenleg alapvetően három, jellegükben különböző tisztítási elvet alkalmaznak. Vámos György /szerk./: Papíripari kézikönyvében /Bp. Műszaki Könyvkiadó 1980. 1261 p. ISBN 9631030229/ részletesen ismertetésre kerülnek ezek az eljárások: a szűrés /filtráció/, ülepítés /szedimentáció/ és a lebegtetés /flotáció/.

E tisztítási módszerek után a szennyvízben maradt szerves szennyeződések eltávolítására még biológiai módszereket is alkalmazhatnak.

A szennyvizek oldott szennyezőanyagtartalmának csökkentése jelenleg csak precipitáció útján, vagy ioncserével oldható meg. Az oldott szennyezőanyag meghatározott vegyi segédanyag hozzáadása után ezzel vízben nem oldható csapadékot képezve kicsapódik. A keletkezett csapadékot általában filtrációval vagy szedimentáció után távolítják el a rendszerből.

A korszerű ioncserével működő eljárások speciális, általában ionszelektív műgyanták, illetőleg anyagok alkalmazását igénylik és így igen költségesek.

A szennyvizek lebegő szennyezőanyag tartalmának eltávolítása hagyományosan vagy filtrációval vagy szedimentációval vagy flotációval történhet a szennyezőanyag részecske-méretétől, finomszerkezetétől és anyagi jellemzőitől függően.

A Papíripari Vállalat Műszaki-gazdasági Tájékoztatója /Bp. Papíripari Vállalat, 1984.2.sz. ISSN 01390627/ részletesen foglalkozik a hagyományos elveken működő szennyvíztisztító berendezések hatásfokának javítására alkalmazott különböző típusú vegyi segédanyagokkal, így a szervetlen elektrolitokkal és a szerves polielektrolitokkal.

MÖBIUS, C.H. szerint /In: Wochenblatt für Papierfabrikation 1980., 108. évj. 16. sz. p. 617-620, ISSN 0043-7131/ a filtráció javítható, ha koagulálószerekkel a lebegő szennyezőanyag részecskéit nagyobb agglomerátumokká alakítjuk, melyek vízvisszatartási értéke csökken. így könnyen szűrhetóvé válik a szennyezőanyag és könnyen eltávolítható a rendszerből.

DOBLANZKI, P. és munkatársai szerint /In: Wochenblatt für Papierfabrikation 1981., 109. évj. 16.sz. p. 563-566, ISSN 0043-7131/ a szedimentáció hatásossága növelhető olyan kémiai anyagokkal, amelyek hatásosan növelik a lebegő szennyezőanyag részecskéinek relatív sűrűségét.

DELLAINE, J. szerint /In: Effluent and Water Treatment Journal, 1978. p. 219-223/ a flotáció hatékonysága növelhető olyan kémiai anyagokkal, melyek csökkentik a lebegő szennyezőanyag részecskéinek relatív sűrűségét.

Ezen eljárások hatékonysága tovább javítható, mechanikai megoldások és hatások alkalmazásával /pl. vákuum, lamináris áramlás biztosítása, buborékoltatás stb./.

A szennyvizek tisztításának alapvető célja a káros oldottanyag és lebegő szennyezőanyag tökéletes eltávolítása, a kibocsájtott szennyvíz kémiai és biológiai oxigénigényének csökkentése, ami a hagyományos tisztító eljárások bonyolult kombinációinak és költséges vegyi segédanyagok együttes alkalmazásának eredményeként sem oldható meg tökéletesen.

A szakirodalomban különös figyelmet szentelnek az olajemulziót tartalmazó szennyvizek tisztításának.

Az US 4 415 467. szabadalma az olajemulziót tartalmazó szennyvizek tisztításához kalciumoxid vagy kalciumhidroxid anyaghoz alumíniumszulfátot vagy vasszulfátot adagolva kicsapószert nyer, mely készítményt sikeresen használ aditinsav jelenlétében az olajemulziós szennyvizek tisztítására.

Olajtartalmú szennyvizek tisztításához a 179 521 sz. magyar szabadalom szilikátféleségek és 12 szénatomszámú alkilláncot tartalmazó szerves vegyületek keverékeit, mint hidrofil-hidrofób rendszereket használ.

A 198 427 sz. magyar szabadalom zsírt, olajat tartalmazó szennyvizek tisztításához hidrolizálódó fémsókból /alumínium- vagy vas vegy ül etekből/ és flokkulálható polimerekből (ojtott cellulózszármazékokból vagy hidrolizált akril-amidból) álló rendszert használ sikeresen.

Ezt követően a szennyvízhez még háromréteges szerkezetű bentonit ásványból készült szuszpenziót is adagol szorbciós adalékként.

A DE 2 726 192. sz. német szabadalom szulfít és szulfát cellulózgyári szennyvizek, valamint diszperziós színezékeket tartalmazó vizek tisztítására GAMMA fázisú kristályos alumíniumoxidot, mint kationos szorpciós anyagot alkalmaz. Az alumíniumoxid ilyen formája felületén köti a színezékeket, illetőleg a szulfít és szulfát cellgyártás szennyvizében található színezőanyagokat.

A technika jelenlegi állása szerint alkalmazott szennyvíztisztító eljárások kis hatékonysága általában azzal magyarázható, hogy csak specifikus hatásokat alkalmaznak és nem veszik figyelembe az eltérő alapelvek szinergikus hatását. Ugyancsak nem veszik kellő mértékben figyelembe a vizes közegben áramló szennyezőanyag részecskék áramlási kettósréteg-potenciáljának jelentős szerepét a tisztítási folyamatban. Ha az áramlási kettősréteg potenciál, más néven zétapotenciál különbsége a rendszerben lebegő részecskék és az adagolt vegyi segédanyag részecskék között minimális, úgy a tisztító berendezések hatásfoka nem kielégítő.

Vizsgálataink során különböző polielektrolitok és ásványi anyagok hatását tanulmányozva azt tapasz2

HU 210 306 A taltuk, hogy a nagy adszorpciós kapacitású és a nagy fajlagos felületű ásványi anyagok keverékeihez kationos polielektrolitot adagolva ezek vizes közegben mért negatív zéta-potenciálja pozitívra változott. Ezt az anyagrendszert a különböző elven működő tisztítóberendezések előtt adagolva, a berendezések hatékonysága meglepő mértékben javult.

Különösen kiemelkedő eredményeket kaptunk, ha nagy adszorpciós kapacitású ásványi anyagként muskovit típusú kaolinszerű anyagot /pl. Aspangi A2 vagy Aspangi A3 márkájú töltőanyagot Aspanger Kaolin und Steinwerke AG./ és nagy fajlagos felületű ásványianyagként duzzasztott őrölt perlitet /pl. Perlit K-2, KOSZIG/ polielektrolitként módosított kationos poliakrilamidot /pl. Percol DPX Allied Colloid/ alkalmaztunk.

A jelzett anyagkeverék vizes szuszpenziójának zéta-potenciálja +30 mV - +45 mV, a polielektrolit típusától, molekulatömegétől és kationaktivitásától függően.

A szinergikus hatás eredményeként ez az anyagkeverék vizes szuszpenziója mindhárom elv alapján működő tisztító berendezés hatékonyságát meglepő mértékben növeli.

Ez magyarázható azzal, hogy a szennyezőanyag részecskéi vizes közegben döntően negatív felületi töltéssel rendelkeznek, az erős pozitív felületi töltéssel rendelkező részecskéket tartalmazó anyagkeveréket a rendszerbe adagolva rendkívül intenzív heterokoagulációs folyamatok indulnak meg, így a szennyezőanyag részecskék agglomerátumai alakulnak ki a pozitív töltésű tisztítóanyag részecskék körül. Ezáltal megnő a rendszerben lévő konglomerátumok mérete és lamináris áramlás esetén javul a szedimentáció, ill. a filtrációs hatás is.

Ha az adalékolt szennyvízrendszeren levegőt buborékoltatunk át, a kis méretre diszpergált levegő buborékok megkötődnek a nagy fajlagos felületű őrölt, duzzasztott perlit részecskéken, így jelentősen csökkentik a konglomerátumok sűrűségét, ezáltal meglepő mértékben javítják a flotációs elven működő berendezések hatékonyságát.

A szinergikus hatás úgy is jelentkezik, hogy a nagy adszorpciós kapacitású és nagy fajlagos felületű ásványianyagok keveréke ionszorpciós tulajdonságokkal is rendelkezik, aminek eredményeképpen a szennyvízben oldott és a hagyományos módszerekkel ez ideig igen nehezen eltávolítható oldott anyagokat is jelentős mértékben megköti és így eltávolítja a szennyvízből. Ezáltal csökken a szennyvíz oxigénigénye is.

A találmány tárgya ásványianyag keverék készítmény a víztisztító berendezések hatásfokának növelése céljából, amelyre az jellemző, hogy a készítmény 5095 tömeg százalékban nagy sűrűségű ásványianyag komponensként kaolint vagy zeolit őrleményt vagy titándioxidot vagy báriumszulfátot vagy kalciumszulfátot vagy kalcium-karbontátot vagy magnézium-karbonátot vagykalciu-mmagnéziumkarbonátot őrlemény formájában, 4,9-40 tömegszázalékban nagy fajlagos felületű ásványianyag komponensként duzzasztott, őrölt perlitet vagy feltárt bentonitot, valamint 0,1-10 tömegszázalékban kationiaktív polielektrolitként poliakril-amidot és/vagy poli-amid-amint és/vagy poli-diamíno-dimetil-ammóniumkloridot tartalmaz.

Az elkészített készítményből vizes szuszpenziót készítünk és ezt adagoljuk a víztisztító berendezés előtt a tisztítandó szennyvízhez.

Az adagolás por formában is történhet bizonyos esetekben.

A találmány szerinti keverék hatékonyságát a következő példák szemléltetik:

I. példa:

A papíriparban alkalmazható anyagkeverék összetétele:

89% kaolin /Aspanger A2 típusú/

10% perlit /K-2, szűrőperlit/ % polielektrolit /Percol 292/

Szedimentációs módszerrel működő /ülepítő tölcsér/ víztisztító berendezésnél a papíripari szennyvíz kezelésére a tisztításra kerülő szennyvízbe adagoltuk az ásványianyag keveréket 100 g/l-es szuszpenzió formájában. A tisztító hatás a tisztított szennyvíz lebegőanyag és kémiai oxigénigény csökkentésének mértékével jellemezhető. A kapott eredményeket az 1. sz. táblázat szemlélteti:

1. táblázat

	Lebegőanyag tartalom g/1	Kémiai oxigénigény (KOI) mg/1
Ülepítés előtt	3,1	2400
Ülepítés után	1,5	800
2 g/m² szennyvíz kationos polielektrolit	1,1	500
100 g/m³ kationos ásványianyag keverékkel	0,5	170

A táblázatból látható, hogy az ülepítő berendezés hatékonysága növelhető pl. kationos polielektrolittal /kát. PAA/, de lényegesen jobb hatást biztosít az általunk kidolgozott anyagkeverék.

Flotációs módszerrel működő víztisztító berendezésnél /Arwag típusú/ a vegyszerbekeverő medencébe adagoltuk a papíripari szennyvízhez a 100 g/l-es kationizált ásványi anyag szuszpenziót /2. táblázat/.

2. táblázat

	Lebegőanyag tartalom g/1	Kémiai oxigénigény/KOI/ mg/1
Rotálás előtt	2,8	2150
Adalék nélkül flotálás után	1,1	580
2 g/m³ kationos polielektrolittal	0,5	170
100 g/m³ kationos ásványianyag keverékkel	0,2	35

HU 210 306 A

A táblázatból kitűnik, hogy az általunk kidolgozott anyagkeverékkel érhető el lényegesen jobb eredmény a berendezés hatékonyságának növelésére.

Szűrés elvén működő víztisztító berendezésnél /Polidisk/ a tisztítandó papíripari szennyvízbe, amely nagy hulladéktartalmú papírok gyártásánál keletkezett, adagoltuk az általunk kialakított kationaktív 100 g/l-es koncentrációjú ásványianyag keveréket /3. táblázat/.

3. táblázat

	Lebegőanyag tartalom g/1	Kémiai oxigénigény (KOI) mg/1
Szűrés előtt	5,1	8200
Szűrés után, adalékanyag nélkül	1,6	4000
100 g/m³ kationos ásványianyag keverékkel	0,8	1420

Az eljárás segítségével a szűrőberendezés hatékonysága jelentősen javítható.

A papíripari szennyvizek tisztításánál a víztisztítóból visszanyert rosttörmelék /finomrost/ és töltőanyag visszavezethető a termelési folyamatba, mivel a találmány szerinti anyagrendszer beépülve a papírlap szerkezetébe, a papír tulajdonságaira nem zavaró hatású. Ezáltal csökkenthető a papírgyártás fajlagos rostfelhasználása, amely komoly gazdasági eredményt jelent.

2. példa

A textiliparban keletkező rost- és száltartalmú szennyvizek tisztításához alkalmazható anyagkeverék összetétele:

80% kalcium-magnéziumkarbonát (dolomit finomőrlemény)

19% duzzasztott bentonit

1% poli-akril-amid

Az anyagkeverékből 100 g/1 koncentrációjú vizes szuszpenziót készítünk, majd a szennyvízkezelő berendezés előtti gyűjtőmedencébe folyó szennyvízhez 300 g/m³ mennyiségben folyamatosan adagoljuk. A gyűjtőbe folyó és a tisztítóberendezés után elfolyó víz lebegőanyag tartalmát mérük. Az eredményeket a 4. táblázat tartalmazza.

4. táblázat

	Lebegőanyag tartalom g/1
Tisztítás előtt	40,3
Hagyományos tisztítással	18,8
300 g/m³ kationos ásványianyag keverékkel	6,1

Amint a táblázatból látható, hogy - bár a hagyományos tisztítóberendezés hatásfoka is kielégítő - a kationaktív ásványianyag keverék adagolása mintegy megháromszorozza az elérhető eredményt.

3. példa

Húsüzemi szennyvizek tisztítására alkalmazható anyagkeverék összetétele:

86% zeolit őrlemény

12% duzzasztott bentonit

2% poli-amid-amin

Az anyagkeverékből 200 g/1 koncentrációjú vizes szuszpenziót készítünk és a szennyvízgyűjtőbe befolyó szennyvízhez 100 g/m³ mennyiségben folyamatosan adagoljuk.

Mérjük a befolyó és elfolyó szennyvíz bikromátos kémiai oxigénigényét (KOI).

Mérési eredményeinket az 5. táblázat tartalmazza.

5. táblázat

	Kémiai oxigénigény /KOI/ mg/1
Tisztítatlan, befolyó szennyvíz	24950
Hagyományos tisztítás után	9200
100 g/m³ kationos ásványianyag keverékkel	2750

A példából látható, hogy a kationaktív ásványianyagkeverék alkalmazásával jelentős hatás érhető el.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Készítmény víztisztító berendezések hatásfokának növelésére azzal jellemezve, hogy a készítmény 50-95 tömegszázalékban nagysűrűségű ásványianyag komponensként kaolint vagy zeolit őrleményt, vagy titándioxidot vagy báriumszulfátot vagy kalciumszulfátot vagy kalciumkarbonátot vagy magnéziumkarbonátot vagy kalcium-magnéziumkarbonátot őrlemény formájában, 4,9-40 tömegszázalékban nagy fajlagos felületű ásványianyag komponensként duzzasztott, őrölt perlitet vagy feltárt bentonitot, valamint 0,ΙΙΟ tömegszázalékban kationaktív polielektrolitot tartalmaz.
2. Az 1. igénypont szerinti készítmény azzal jellemezve, hogy kationaktív polielektrolitként poli-akrilamidot és/vagy poli-amid-amint és/vagy poli-diaminodimetil-ammónium-kloridot tartalmaz.