NO153362B - Fremgangsmaate for fremstilling av en kationbytter, og anvendelse av denne til rensing av spillvann - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av en kationbytter, og anvendelse av denne til rensing av spillvann Download PDF

Info

Publication number
NO153362B
NO153362B NO814290A NO814290A NO153362B NO 153362 B NO153362 B NO 153362B NO 814290 A NO814290 A NO 814290A NO 814290 A NO814290 A NO 814290A NO 153362 B NO153362 B NO 153362B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
treatment
bark
hours
sulfuric acid
weight
Prior art date
Application number
NO814290A
Other languages
English (en)
Other versions
NO153362C (no
NO814290L (no
Inventor
Sven Erik Joergensen
Original Assignee
Joergensen S E
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 Joergensen S E filed Critical Joergensen S E
Publication of NO814290L publication Critical patent/NO814290L/no
Publication of NO153362B publication Critical patent/NO153362B/no
Publication of NO153362C publication Critical patent/NO153362C/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/16Organic material
    • B01J39/18Macromolecular compounds
    • B01J39/22Cellulose or wood; Derivatives thereof
    • 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
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00Liquid purification or separation
    • Y10S210/902Materials removed
    • Y10S210/903Nitrogenous
    • Y10S210/905Protein

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en kationbytter, spesielt for anvendelse ved spillvannsbehandling,karakterisert vedat findelt bark i separate trinn behandles med en alkalilut, fortrinnsvis natronlut med konsentrasjon minst 5 vekt% og fortrinnsvis 20 til 40 vekt* og med 30 til 75 vekt% svovelsyre, idet der etter hvert trinn vaskes med vann.
Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene.
Rensning av husholdnings- og industri-spillvann er et
økende problem da det stilles stadig større krav til renheten av det spillvann som slipper ut i omgivelsene. Spillvannet inneholdende bestanddeler, som ikke kan ned-brytes biologisk, eller som forgifter mikroorganismene i den aktiverte slamprosess, er spesielt et problem. Ved en spillvannrensing har kun de metoder som har god effektivitet og som kan gjennomføres forholdsvis billig, praktisk betydning. Et middel til spillvannsrensing må derfor kunne fremstilles med så lave fabrikasjonsomkostninger som mulig.
Alt etter opprinnelsen inneholder spillvannet for det meste høymolekylaere proteiner, lavmolekylære polypeptider og aminosyrer, lipider og sukker. Industrispillvann fra f.eks. galvaniseringsvirksomheter kan dessuten også inneholde metall-kationer.
For fjernelse av nitrogenholdige forbindelser fra spillvann
er det hittil blitt anvendt spesielle koaguleringsmetoder,
ved hvilke spillvannet tilsettes stoffer som er istand til å danne flokkuleringer med de forurensende stoffer, idet disse flokkuleringer utfelles under sedimenteringstrinnet og således kan skilles fra vannet. Eksempler på slike flokkuleringsmidler er ligninsulfonsyre og dodecylbenzensulfonsyre. Disse forbindelser er istand til å flokkulere høymolekylaere proteiner, men ikke lavmolekylære nitrogenholdige forbindelser
som polypeptider og aminosyrer. Spesielt industrispillvann, som fra fiskefabrikker og slakterier, lar seg derfor ikke rense med slike flokkuleringsmidler i en grad som er tilstrekkelig til at spillvannet kan slippes ut i omgivelsene.
Det er velkjent å rense spillvann ved hjelp av ionebyttere
men denne metode har likevel ikke vist seg økonomisk for-svarlig. Kjente ionebyttere på cellulosebasis består av cellulosefosfatestere eller cellulosesulfatestere frem-
stilt ved å omsette cellulose med SO^- Men fremstillingen av slike ionebyttere er for dyr til å starte en produksjon herav til spillvannsrensing.
Formålet for den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for fremstilling av en kationbytter som er effektiv til spillvannsrensing og som kan fremstilles billig. Disse ionebyttere skal spesielt samtidig være istand til å fjerne proteiner og andre nitrogenholdige forbindelser såvel som tungmetallkationer. Endelig skal ionebytterne også kunne regenereres for å gjøre fjernelsesproblemet hva angår den brukte ionebytter minst mulig. Dette formål oppnås ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen lar seg gjennom-føre billig hva angår utgangsmateriale og fremstillings-teknikk, og det fremstilte produkt er overraskende velegnet til fra spillvann å fjerne såvel proteiner og andre nitrogenholdige forbindelser som tungmetaller. Ved behandlingen av den findelte bark med alkalilut, henholdsvis svovelsyre er det spesielt i mindre anlegg tilstrekkelig til å la barken bero i det angjeldende reagens, idet der i disse tilfeller skal anvendes en slik mengde alkalilut, henholdsvis svovelsyre,
at den findelte bark er fullstendig dekket. Men ved behandling i storre anlegg er det hensiktsmessig at den findelte bark i det minste i ett av de to trinn omrøres med reagenset, alkaliluten, henholdsvis svovelsyren.
Reaksjonen kan i begge trinn foregå ved omgivelsenes temperatur, selv om reaksjonsblandingen til fremskyndelse av reaksjonen selvfølgelig kan oppvarmes, f.eks. til en temperatur
o
mellom omgivelsenes temperatur og 90 C såfremt der arbeides ved normalt trykk. Man kan også forestille seg at reaksjonen skjer i trykkbeholdere ved overtrykk og da også
ved høyere temperatur, hvorunder man dog må være opp-
merksom på at der ikke oppløses for meget cellulose under behandlingen.
Behandlingstiden avhenger av reaksjonsbetingelsene, hvor
der selvfølgelig kreves den lengste behandlingstid hvis man ganske enkelt lar barken stå i reagenset med omgivelsenes temperatur. Vanligvis ligger behandlingstiden med alkali-
lut mellom 0,5 og 25 timer, fortrinnsvis mellom 3 og 10
timer, og behandlingstiden med svovelsyre ligger mellom 0,5 og 8 timer, fortrinnsvis mellom 1 og 6 timer.
Ved den vasking, som etterfølger hvert trinn, er det ikke nødvendig å fjerne luten, henholdsvis syren fullstendig.
Ved det vasketrinn som følger etter behandlingen med alkalilut, er det tilstrekkelig å vaske til en pH-verdi under 9.
Ved det vasketrinn som følger etter svovelsyrebehandlingen er det hensiktsmessig a vaske inntil en pH-verdi på over 3, fortrinnsvis på<qy>er 4.
Konsentrasjonene ay behandlingsmidlene kan varieres i avhengighet av de øvrige behandlingsbetingeIser, såkorn tempe-raturer og behandlingstid. Ved svovelsyrebehandlingen skal man dog spesielt være oppmerksom på at der ikke oppløses for meget cellulose, som derved fjernes fra produktet. Med henblikk herpå er det til det annet behandlingstrinn hensiktsmessig å anvende en svovelsyre inneholdende 40-70 vektX» fortrinnsvis 50-65 yektX. Ved omgivelsenes temperatur og ved anvendelse av en 50* svovelsyre beløper behandlingstiden seg f.eks. til 1 time, idet dog behandlingstiden også er avhengig av den anvendte barks opprinnelse. Således kan det være hensiktsmessig, selv under anvendelse av en 65X svovelsyre, å anvende en behandlingstid på 4 timer uten at der oppløses uønsket meget cellulose.
Det foretrukne konsentrasjonsområdet for alkaliluten ligger mellom 20 og 40 vekt%. Da fremgangsmåten skal kunne gjennom-føres økonomisk, anvendes som alkalilut fortrinnsvis natronlut og kalilut, spesielt natronlut, da fremstillings-prisen for de øvrige typer alkalilut er for høy.
I prinsippet kan man anvende enhver bark ved den omtalte fremgangsmåte, . hvortil nåletrebark, spesielt furubark, dog viser seg spesielt fordelaktig. I trebearbeidingsindustrien fremkommer forholdsvis store mengder bark som det ikke kjennes vesentlige anvendelsesmuligheter for. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en god anvendelse av et mer eller mindre verdiløst avfallsprodukt.
Barkens partikkelstørrelse er av betydning for ionebytterens anvendelse, da for små partikkelstørrelser lett kunne medføre en tilstopping i ionebytterkolonnen, mens for store partikkel-størrelser gir en for liten tilgjengelig overflate. Derfor er det hensiktsmessig at det ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen anvendes bark med en partikkelstørrelse med midlere diameter på fra 0,5 til 5 mm, fortrinnsvis fra 1 til 3 mm.
Kationbytteren fremstilt ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan re-genereres med alkalilut, spesielt natronlut, og den kan derfor anvendes gjentatte ganger, hvilket forbedrer økonomien ved dens anvendelse til spillvannsrensing.
Ved eluering av den brukte ionebytter med alkalilut, f.eks. minst 0,5 m natronlut ekstraheres proteinene. Tungmetall-kationene elueres hensiktsmessig ved behandling med svovelsyre, såsom med 0,5 m f^SO^.
Ved anvendelse av 0,5 m natriumhydroksyd i en mengde som er
3 ganger større enn ionebyttervolumet, kan 96% av de opptatte proteiner fjernes, og ved anvendelse av den samme mengde 1 m natronlut kan neste 100% av de opptatte proteiner fjernes.
Selv ved anvendelse av det dobbelte volum 0,5 M natronlut
kan det likevel fjernes 92% av proteinene.
Omtrent 25% av ionebytterkapasiteten kan føres tilbake til
de svovelholdige, sterkt sure grupper, såsom sulfatester-grupper eller sulfonsyregrupper, mens de resterende 75% av ionebytterkapasiteten kan føres til karboksylsyregrupper eller hydroksylgrupper, som hovedsakelig er bundet til lignittsubstanser. Ionebytteren, fremstilt ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen har en stor selektivitet for alle
S-!- 3*f~ 2 2 "H 2 "i- 2 ~f*' ~H tungmetaller, som Cu , Cr , Ni , Cd , Ag , Sn , Hg og
2+
Hg . Selektiviteten kan henføres til 50-75% av den samlede kapasitet, og kan tilskrives karboksylsyregruppene og hydroksylgruppene.
Opptagelseseffektiviteten hya angår aminosyrer, som har forskjellige iso-elektriske punkter, er pH-avhengig.
Således at det alt etter spillvannets opprinnelse kan være hensiktsmessig å innstille pH-verdien i avhengighet av det iso-elektriske punkt av hyppigst forekommende, proteiner.
Også proteinopptagelseshastigheten er avhengig av pH-verdien.
EKSEMPEL 1
Ved-hjelp av en kuttemaskin findeles furubark: til en partikkelstørrelse på fra 0,5 til 3 mm. Den findelte bark overhelles i en reakssjonsbeholder med 2 M natronlut inntil all bark er dekket. Reaksjonsblandingen for stå i 7 timer. Deretter fjernes natronluten og den behandlede bark vaskes med vann inntil pH-verdi 9. Barken ble deretter dekket med 65% svovelsyre og fikk stå i 4 timer. Svovelsyren ble deretter fjernet og det reaksjonsprodukt ble vasket flere ganger med vannledningsvann inntil pH-verdien lå over 4. Deretter var ionebytteren ferdig til bruk.
Ved testing av ionebytterens brukbarhet ved spillvannsrensing ble ionebytteren anvendt til rensing av kobberholdig spillvann fra den elektrotekniske industri. 40 g ionebytter ble påfylt en glasskolonne med diameter 2 cm, slik at våtvolumet utgjorde 150 ml. pH-verdien av det kobberholdige spillvann lå på 5,2. Cu -konsentrasjonen i det behandlede spillvann ble bestemt for hver 1 1/4 liter som løp gjennom kolonnen. Dette svarte til en pH-verdi-bestemmelse hver time. I de første 15 liter av utløpet fra ionebytter-kolonnen var konsentrasjonen av kobberionene under 0,1 mg/l. I de neste 15 liter steg konsentrasjonen til ca. 0,2 mg/l. De følgende 15 liter hadde en konsentrasjon på 1 mg/l. Behandlingen ble avbrudt etter 60 liter og den samlede analyse av de kombinerte prøver vises i den etterfølgende tabell I.
lonebytterens kapasitet var 652 mg eller 0,51 milliekvivalenter pr. gram hva angår ioniske grupper som er selektive for opptagelse av kobber. Deretter ble ionebytteren eluert med det dobbelte volum 1 M svovelsyre. 96* av de opptatte kobber-ioner ble derved fjernet fra ionebytteren, Gjennoraskylling av ionebytteren med det firedobbelte volum vann i forhold til volumet av ionebytterlaget ga en frigjørelse av ytterligere 30* kofcberioner.
EKSEMPEL 2
I et ytterligere forsøk ble spillvann fra slakteri, som inneholdt en forholdsvis stor proteinkonsentrasjon, renset. pH-verdien av det ubehandlede spillvann ble innstilt på 4,6 og de proteiner som kan fjernes ved utfelling ved denne pH-verdi ble fjernet ved henstand. Deretter ble spillvannet filtrert og underkastet en ionebytterbehandling. 100 g av den ovennevnte ionebytter (300 ml under fuktige betingelser) ble påfylt med høyde 42 cm. Den ble anvendt med spillvanns-gjennomstrømningshastighet på 20 ml/minutt/ cm .
Etter at 5,2 liter hadde passert ionebytterkolonnen ble materialet eluert under anvendelse av 1 M natronlut. Under anvendelse av den dobbelte mengde natronlut i forhold til volumet av ionebytterlaget ble iakttatt at 96% av de opptatte proteiner på nytt ble frigjort. Deretter ble det vasket med det femdobbelte volum vann i forhold til volumet av ionebytterlaget, hvorved ytterligere 2,5% av de opptatte proteiner ble utvasket..
I den etterfølgende Tabell II er analysen gjennomført for en gjennomløpsmengde på 5,2 liter.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en kationbytter, spesielt for spillvannsbehandling,karakterisert vedat findelt bark i separate trinn behandles med en alkalilut, fortrinnsvis natronlut, med minst 5 vekta; og fortrinnsvis 20 til 40 vekt% konsentrasjon og med 30 til 75 vekt% svovelsyre, idet der etter hvert trinn vaskes med vann.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat man hver gang behandler med en mengde alkalilut, henholdsvis svovelsyre som dekker den findelte bark.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat man behandler med alkalilut i fra 0,5 til 20 timer, fortrinnsvis fra 3 til 10 timer.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3,karakterisert vedat man behandler med svovelsyre i fra 0,5 til 8 timer, fortrinnsvis fra 1 til 6 timer.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1.4,karakterisert vedat man etter behandling med alkalilut vasker inntil en pH-verdi på under 9.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-5,karakterisert vedat man etter svovelsyre-behandling vasker inntil en pH-verdi på over 3, fortrinnsvis over 4.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-6,karakterisert vedat det anvendes en 40 til 70 vekt* svovelsyre, fortrinnsvis en 50 til 6 5 vekt% svovelsyre.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-7,karakterisert vedsom bark anvendes nåletrebark, fortrinnsvis furubark.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-8,karakterisert vedat barken findeles til en partikkelstørrelse med en midlere diameter på fra 0,5 mm, fortrinnsvis fra 1 til 3 mm.
10. Anvendelse av en kationbytter fremstilt ved fremgangsmåten i følge krav 1 til 9, til rensing av spillvann.
NO814290A 1980-12-20 1981-12-16 Fremgangsmaate for fremstilling av en kationbytter, og anvendelse av denne til rensing av spillvann. NO153362C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803048356 DE3048356A1 (de) 1980-12-20 1980-12-20 Verfahren zur herstellung eines kationenaustauschers und dessen verwendung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO814290L NO814290L (no) 1982-06-21
NO153362B true NO153362B (no) 1985-11-25
NO153362C NO153362C (no) 1986-03-05

Family

ID=6119868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO814290A NO153362C (no) 1980-12-20 1981-12-16 Fremgangsmaate for fremstilling av en kationbytter, og anvendelse av denne til rensing av spillvann.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4401811A (no)
EP (1) EP0054777B1 (no)
JP (1) JPS57127452A (no)
AT (1) ATE14534T1 (no)
CA (1) CA1168951A (no)
DE (2) DE3048356A1 (no)
DK (1) DK155921C (no)
FI (1) FI70153C (no)
NO (1) NO153362C (no)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0491964U (no) * 1990-12-27 1992-08-11
FR2673549B1 (fr) * 1991-03-07 1994-01-14 Emc Services Support vegetal pour l'adsorption de contaminants en milieu aqueux.
FR2694708B1 (fr) * 1992-08-17 1994-11-04 Emc Services Substrat biologique pour l'adsorption de contaminants en milieu aqueux.

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA882398A (en) 1971-09-28 E. Jorgensen Sven Process for removing proteins and decomposition products from waste water
US2312449A (en) * 1938-10-13 1943-03-02 Res Prod Corp Cationic exchange material
FR899188A (fr) * 1942-08-28 1945-05-23 Emploi de composés du bois, dits absorbants à échange, pour récupérer des métaux à partir de solutions très diluées
SE356735B (no) * 1970-12-02 1973-06-04 Svenska Cellulosa Ab
US3990969A (en) * 1972-10-04 1976-11-09 Uddeholms Aktiebolag Purification of waste water from sulphate pulp bleaching plants
GB1430621A (en) * 1973-03-02 1976-03-31 Jorgensen S E Ion-exchanger material and method for the treatment of waste water
US3944415A (en) * 1974-08-05 1976-03-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Removing heavy metal ions from water
US3925192A (en) * 1974-08-05 1975-12-09 Us Agriculture Removing heavy metal ions from water
DK354479A (da) * 1978-10-11 1980-04-12 Pfizer Carboxylerede celluose-ion-byttematerialer fremgangsmaade til deres fremstilling samt deres anvendelse til fjernelse af tungmetalioner fra vandige oploesninger

Also Published As

Publication number Publication date
EP0054777B1 (de) 1985-07-31
US4401811A (en) 1983-08-30
DK155921C (da) 1989-10-30
FI70153C (fi) 1986-09-15
ATE14534T1 (de) 1985-08-15
EP0054777A2 (de) 1982-06-30
DE3048356A1 (de) 1982-07-29
FI70153B (fi) 1986-02-28
DK561381A (da) 1982-06-21
DK155921B (da) 1989-06-05
JPH0240380B2 (no) 1990-09-11
NO153362C (no) 1986-03-05
FI814089L (fi) 1982-06-21
DE3171619D1 (en) 1985-09-05
JPS57127452A (en) 1982-08-07
EP0054777A3 (en) 1982-08-25
NO814290L (no) 1982-06-21
CA1168951A (en) 1984-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8658563B2 (en) Method and apparatus for sorbent production, primarily for removing arsenic from drinking water
Rao et al. Sorption of copper (II) from aqueous phase by waste biomass
MXPA02009396A (es) Metodo para extraer yoduros organicos de medios organicos.
Verma et al. Heavy metal removal with lignin
NO153362B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av en kationbytter, og anvendelse av denne til rensing av spillvann
FI69572B (fi) Foerfarande foer rening av avfallsvatten
JP3820484B1 (ja) 廃液や廃水中に含まれる6価クロムの無害化を目的とした木質抽出溶液ならびにその製造方法
CN110975822A (zh) 一种用于纺织印染废水处理的介孔吸附剂的制备方法
JPH069201A (ja) 濃い臭素溶液
SU1742216A1 (ru) Способ очистки сточных вод от ионов т желых металлов
Riffaldi et al. Retention of coumaric acid by soil and its colloidal components
RU2047558C1 (ru) Способ регенерации активированного угля
SU9376A1 (ru) Пневматическое приспособление дл чистки переднего стекла автомобил
RU2067082C1 (ru) Способ обработки щелочной воды для полива растений
SU1122614A1 (ru) Способ очистки сточных вод от фтора
RU2024612C1 (ru) Способ подготовки воды для производства пива
SU765214A1 (ru) Способ очистки сбросных вод
SU1722566A1 (ru) Способ регенерации анионитного фильтра обессоливающей установки
SU1662939A1 (ru) Способ дехлорировани и дебромировани воды
SU1646594A1 (ru) Способ очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома
SU1684328A1 (ru) Способ концентрировани мелассной последрожжевой барды
SU638355A1 (ru) Способ подготовки ионитовых фильтров,используемых дл обессоливани воды,к регенерации
Tabor Improving the suitability of glass fiber filters for use as culture supports
RU1787525C (ru) Способ получени сорбента дл очистки сточных вод от меди
Vian et al. Kraft wastewater cleaning with polymeric adsorbents