NO323051B1

NO323051B1 - Process for treating water streams containing solid biological substances

Info

Publication number: NO323051B1
Application number: NO20005993A
Authority: NO
Inventors: Robert Harvey Moffett; Lucas K Shay
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2006-12-27
Also published as: NO20005993D0; NZ508464A; AU739608B2; AU4204599A; CN1303355A; EP1089942A1; JP2003520661A; CA2330052A1; ID27008A; CN100360437C; BR9911196A; WO1999061377A1; CA2330052C; SK17652000A3; CZ20004318A3; PL344523A1; NO20005993L; HUP0101995A3; HUP0101995A2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for klaring av i det vesentlige vandige prosesstrømmer, og mer spesielt å separere faste biostoffer, særlig proteiner, fira matbehandlingsoperasj oner, slik som dyrebehandling, særlig fjærkrebehandling. The present invention relates to a method for clarifying essentially aqueous process streams, and more particularly to separate solid biosubstances, particularly proteins, for food processing operations, such as animal processing, particularly poultry processing.

Store mengder faste biostoffer, slik som proteiner, karbohydrater, fettstoffer og oljer, samles opp i vandige strømmer i løpet av matbehandlingsoperasjoner, slik som avfall og vaskevann fra slakting av dyr for matprodukter og andre matbehandlingsoperasjoner slik som ekstraksjon av proteiner i løpet av soyabønnebehandling, o.l. Den vandige strømmen må klares, dvs. separere og fjerne suspanderte faste stoffer for å utvinne verdifullt produkt eller før det slippes ut fra behandlingsanlegget til et kommunalt eller offentlig vannsystem. Når det er separert og tørket har de faste biostoffene verdi, f.eks. som dyrefor, avlingsgjødningstoff, i legemidler og i personpleieprodukter. I et spesielt eksempel kan utvunnet protein fra soyabønner anvendes i spebarnformulering. Large quantities of solid bio-substances, such as proteins, carbohydrates, fats and oils, are collected in aqueous streams during food processing operations, such as waste and washing water from the slaughter of animals for food products and other food processing operations such as the extraction of proteins during soybean processing, etc. The aqueous stream must be clarified, i.e. separate and remove suspended solids to recover valuable product or before it is discharged from the treatment plant into a municipal or public water system. When separated and dried, the solid bio-substances have value, e.g. as animal feed, crop fertiliser, in medicines and in personal care products. In a particular example, extracted protein from soybeans can be used in infant formula.

Disse biofaste stoffene består av partikler som har overflateladninger. Typisk har partiklene anionisk overflateladning ved alkalisk eller nøytral pH. Overflateladningen genererer en frastøtningskraft mellom partiklene for å holde dem fra hverandre. For enkelte partikler av kolloidal størrelse, slik som proteiner, er tyngdekrefter utilstrekkelig til å forårsake at de felles ut av den vandige suspensjonen. Enkle separasjonsfremgangs-måter, slik som filtrering, er ikke effektive til å separere disse proteinfaste stoffene p.g.a. blending av filteret eller at de faste stoffene har mulighet til å passere gjennom dem. Således kan separasjon og videre utvinning av proteinene være lav og/eller en avfallstrøm er ikke miljømessig akseptabel for å slippes ut fra behandlingsanlegget. These biosolids consist of particles that have surface charges. Typically, the particles have an anionic surface charge at alkaline or neutral pH. The surface charge generates a repulsive force between the particles to keep them apart. For some particles of colloidal size, such as proteins, gravitational forces are insufficient to cause them to fall out of the aqueous suspension. Simple separation procedures, such as filtration, are not effective in separating these protein solids due to blinding of the filter or that the solids have the opportunity to pass through them. Thus, separation and further recovery of the proteins may be low and/or a waste stream is not environmentally acceptable for discharge from the treatment plant.

Teknikker for fjerning av proteiner, karbohydrater, fettstoffer og oljer, og andre biologiske forurensninger fra vandige matbehandlingstrømmer er kjente. En vanlig praksis er å separere proteinet, fettstoffene og oljene fra den vandige strømmen ved flokkulering med metallsalter, særlig jern og/eller aluminiumsalter, og anioniske polymerer. Idet det er vanlig å anvende de utvunnede proteinene, karbohydratene, fettstoffene og oljene i dyremat er det et helseproblem når metallsalter anvendes for å separere faste biostoffer. Det er en bekymring at utvunnede faste biostoffer har høye nivåer av metallsalter, som kan bygges opp i vevet til dyrene som mottar maten på dette vevet kan etterfølgende bli konsumert av mennesker. Dyreemæringsfolk er også, bekymret for at metallsaltene kan bindes til fosfater i foret slik at de er mindre tilgjengelige som ernæring. Matbehandlingsindustrien har lett etter alternativer for anvendelsen av metallsalter for separasjon av proteiner, karbohydrater, fettstoffer og oljer fra vandige strømmer. Techniques for removing proteins, carbohydrates, fats and oils, and other biological contaminants from aqueous food processing streams are known. A common practice is to separate the protein, fats and oils from the aqueous stream by flocculation with metal salts, especially iron and/or aluminum salts, and anionic polymers. As it is common to use the extracted proteins, carbohydrates, fats and oils in animal feed, there is a health problem when metal salts are used to separate solid bio-substances. It is a concern that extracted solid bio-matter has high levels of metal salts, which can build up in the tissues of the animals that receive the food on which these tissues can subsequently be consumed by humans. Animal fattening people are also concerned that the metal salts can bind to phosphates in the feed so that they are less available as nutrition. The food processing industry has been looking for alternatives to the use of metal salts for the separation of proteins, carbohydrates, fats and oils from aqueous streams.

Mens fremgangsmåter er blitt beskrevet for klaring av vandige strømmer fra matbehandlingsanlegg og separasjon av faste biostoffer derfra som ikke krever metallsalter lider hver av disse av ulemper slik som høye kostnader for materialer og lange reak-sjonstider for å klargjøre strømmen på en tilfredsstillende måte. Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en økonomisk og effektiv prosess for å klargjøre vandige strømmer fra matbehandling og separere og utvinne protein i en form i stand til å bli brukt kommersielt etterpå. While methods have been described for the clarification of aqueous streams from food processing facilities and the separation of solid biosubstances therefrom that do not require metal salts, each of these suffers from disadvantages such as high costs for materials and long reaction times to clarify the stream satisfactorily. The present invention provides an economical and efficient process for clarifying aqueous streams from food processing and separating and recovering protein in a form capable of being used commercially thereafter.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for klaring av vesentlig vandige prosesstrømmer som innbefatter (a) redusering av pH for en vesentlig vandig strøm som innbefatter biofaststoffer til mindre enn pH 7; The present invention provides a method for clarifying substantially aqueous process streams comprising (a) reducing the pH of a substantially aqueous stream comprising biosolids to less than pH 7;

og samtidig eller sekvensielt, and simultaneously or sequentially,

(b) anbringelse av strømmen i kontakt med en effektiv mengde av (b) placing the stream in contact with an effective amount of

(1) et anionisk uorganisk kolloid hvor det anioniske kolloidet er et silikabasert (1) an anionic inorganic colloid wherein the anionic colloid is a silica-based one

uorganisk kolloid valgt fra gruppen bestående av kolloidalt silika, aluminiummodifisert kolloidalt silika, polysilikat, polyaluminiumsilikat, polykiselsyremikrogel og blandinger derav; og (2) en organisk polymer, som er et kationisk polyakrylamid med en antalls-midlere molekylvekt større enn 1.000.000; inorganic colloid selected from the group consisting of colloidal silica, aluminum modified colloidal silica, polysilicate, polyaluminosilicate, polysilicic acid microgel and mixtures thereof; and (2) an organic polymer, which is a cationic polyacrylamide having a number-average molecular weight greater than 1,000,000;

hvorved flokkulerte biofaststoffer fremstilles. whereby flocculated biosolids are produced.

Den vandige strømmen kan bringes i kontakt med en syre, hvis ønskelig, for å redusere pH'en i strømmen til mindre enn pH 7.1 en spesiell utførelsesform ifølge oppfinnelsen blir den vandige strømmen bragt i kontakt simultant med det anioniske uorganiske kolloidet og en syre for å redusere pH. Etterfølgende kontakt mellom den organiske polymeren og strømmen forårsaker flokkulering av de faste biomaterialene, slik at de flokkulerte faste biomaterialene kan separeres fra strømmen. The aqueous stream may be contacted with an acid, if desired, to reduce the pH of the stream to less than pH 7.1 In a particular embodiment of the invention, the aqueous stream is contacted simultaneously with the anionic inorganic colloid and an acid to reduce pH. Subsequent contact between the organic polymer and the stream causes flocculation of the solid biomaterials, so that the flocculated solid biomaterials can be separated from the stream.

Mange behandlingsanlegg genererer vandige strømmer som innbefatter fast biomateriale slik som proteiner, karbohydrater, fettstoffer og oljer som må behandles for å fjerne eventuelle verdifulle faste biomaterialprodukter og/eller før strømmen kan slippes ut fra anlegget. Disse vandige strømmene er ofte avledet fra matbehandlingsanlegg og har faststoffinnhold på fra ca. 0.01% til 5% på vektbasis. Forliggende oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for klarning av slike strømmer, hvorved de faste stoffene flokkuleres og ev. separere de faste biomaterialene derfra, som etterfølgende kan anvendes f.eks. i dyrefor. Many treatment plants generate aqueous streams that include solid biomaterial such as proteins, carbohydrates, fats and oils that must be treated to remove any valuable solid biomaterial products and/or before the stream can be discharged from the plant. These aqueous streams are often derived from food processing facilities and have a solids content of from approx. 0.01% to 5% by weight. The present invention provides a method for clarifying such streams, whereby the solids are flocculated and possibly separate the solid biomaterials from there, which can subsequently be used, e.g. in animal feed.

Slik det er definert heri betyr å flokkutere å separere suspenderte faste biomaterialer, fra en strøm som innbefatter faste biomaterialer hvori biomaterialene blir agregert og separert på toppen eller bunnen av strømmen hvori de faste biomaterialene tidligere er blitt suspendert. Flokkulering gir et flokkulert materiale som hvis ønskelig kan separeres fysisk fra strømmen. I den foreliggende oppfinnelsen er det ønskelig å maksimere størr-elsen på det flokkulerte materiale for å lette fjerning av dette materialet fra strømmen. As defined herein, to flocculate means to separate suspended solid biomaterials from a stream containing solid biomaterials in which the biomaterials are aggregated and separated at the top or bottom of the stream in which the solid biomaterials have previously been suspended. Flocculation produces a flocculated material which, if desired, can be physically separated from the flow. In the present invention, it is desirable to maximize the size of the flocculated material to facilitate removal of this material from the stream.

Vandig strøm Aqueous stream

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan den vandige strømmen som skal behandles være fra et hvilket som helst bearbeidningsanlegg som gir en vandig strøm som innbefatter fast biomateriale, slik som matbehandlingsanlegg. F.eks. kan dyreslakterhus og dyrebehandlingsanlegg og andre matbehandlingsanlegg gi vandige strømmer som innbefatter protein, fettstoffer og oljer. Dyreslakterhus og behandlingsanlegg inkluderer de fra kveg, svin, fjærkre og sjømat. Andre matbehandlingsanlegg inkluderer anlegg for grønnsaker, kom og meierimatbehandling, f.eks. anlegg forbehandling av soyabønner, ris, bygg, ost og myse; anlegg for våtmaling av stivelser og kom; såvel som bryggerier, destillerier og vinfremstilling. Fast biomateriale tilstede i vandige strømmer fra disse prosessene kan inkludere sukkerforbindelser, stivelse og andre karbohydrater i tillegg til protein, fett og oljer. F.eks. ved behandling av soyabønner blir proteiner ekstrahert inn i en vandig strøm fra hvilken de etterfølgende blir fjernet. Den foreliggende oppfinnelsen er særlig anvendelig for behandling av strømmer fra dyrebehandling og mer spesielt fra fjærkrebehandling. In the method according to the invention, the aqueous stream to be treated can be from any processing facility that provides an aqueous stream that includes solid biomaterial, such as food processing facilities. E.g. can animal slaughterhouses and animal processing facilities and other food processing facilities provide aqueous streams that include protein, fats and oils. Animal slaughterhouses and processing facilities include those from cattle, pigs, poultry and seafood. Other food processing facilities include facilities for vegetable, corn and dairy food processing, e.g. facilities for the pre-treatment of soybeans, rice, barley, cheese and whey; plant for wet milling of starches and starches; as well as breweries, distilleries and winemaking. Solid biomaterial present in aqueous streams from these processes can include sugar compounds, starch and other carbohydrates in addition to protein, fats and oils. E.g. in processing soybeans, proteins are extracted into an aqueous stream from which they are subsequently removed. The present invention is particularly applicable to the treatment of streams from animal treatment and more particularly from poultry treatment.

Mens foreliggende oppfinnelse er anvendlig i vanlig matbehandlingsoperasjoner, som i vandige suspensjoner av faste biomaterialer bør det gjøres oppmerksom på at oppfinnelsen også er anvendelig ved behandling av vandige suspensjoner av faste biomaterialer avledet fra behandling av mat (animalsk eller vegitabilsk) materialer, som kan ha slutt-bruk som annet enn mat. F.eks. proteiner er anvendelige i visse kosmetiske og andre hudpleieformuleringer når de separeres og utvinnes; stivelse har flere ikkematanvend-elser som inkluderer anvendelse i papirproduksjon. Videre er denne oppfinnelsen også anvendelig for behandling generelt, av en hvilken som helst vannstrøm som innbefatter fast biomateriale som et resultat av ikkematbehandlingsoperasjoner. Videre, selv om det faste biomaterialet slik det er beskrevet ovenfor, generelt er suspendert i en i det vesent-Uge vandig strøm kan en vesentlig konsentrasjon av mengden biomateriale også løses i strømmen avhengig av egenskapene til strømmen eller det faste biomateriale som sådan, f.eks. pH, saltinnhold eller andre parametere. While the present invention is applicable in ordinary food processing operations, such as in aqueous suspensions of solid biomaterials, it should be noted that the invention is also applicable in the treatment of aqueous suspensions of solid biomaterials derived from the processing of food (animal or vegetal) materials, which may end - use as something other than food. E.g. proteins are useful in certain cosmetic and other skin care formulations when separated and recovered; starch has several non-food uses which include use in paper production. Furthermore, this invention is also applicable to the treatment, in general, of any water stream that includes solid biomaterial as a result of non-food processing operations. Furthermore, even if the solid biomaterial as described above is generally suspended in an essentially aqueous stream, a significant concentration of the amount of biomaterial can also be dissolved in the stream depending on the properties of the stream or the solid biomaterial as such, e.g. e.g. pH, salinity or other parameters.

Anionisk uorganisk kolloid Anionic inorganic colloid

Anioniske uorganiske kolloider anvendelige i fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen kan inkludere silikabaserte og ikke silikabaserte anioniske uorganiske kollioder og blandinger derav. Silikabasert anionisk uorganisk kolloid inkluderer, men er ikke begrenset til, kollodial silika, aluminiummodifisert kolloidal silika, polysilikat mikrogeler, poly-aluminiumsilikatmikrogeler, polysilisiumsyre og polysilisiumsyremikrogeler og blandinger derav. Dckesilikabaserte anioniske uorganiske kolloider inkluderer leire, særlig kolloidal bentonitleire. Andre ikkesilikabaserte anioniske uorganiske kolloider inkluderer kolloidalt tinn og titanylsulfat. Anionic inorganic colloids usable in the method according to the invention can include silica-based and non-silica-based anionic inorganic colloids and mixtures thereof. Silica-based anionic inorganic colloid includes, but is not limited to, colloidal silica, aluminum modified colloidal silica, polysilicate microgels, polyaluminosilicate microgels, polysilicic acid and polysilicic acid microgels and mixtures thereof. Silica-based anionic inorganic colloids include clays, particularly colloidal bentonite clays. Other non-silica-based anionic inorganic colloids include colloidal tin and titanyl sulfate.

De anioniske uorganiske kolloidene, anvendt ifølge oppfinnelsen, som er i form av en kolloidal silikasol som inneholder ca. 2 til 60 vekt-% Si02, foretrukket ca. 4 til 30 vekt-% Si02. Kolloidet kan ha partikler med minst ett overflateskikt av aluminiumsilikat eller den kan være en aluminiummodifisert silikasol. De kolloidale silikapartiklene i solene har vanligvis et spesifikt overflateareal på 50-1000 m<2>/g, mer foretrukket ca. 200-1 000 nWg, og mest foretrukket et spesifikt overflateareal på ca. 300-700 mVg. Silikasolen kan stabiliseres med alkali i et molart forhold på SiC>2:M20 på fra 10:1 til 300:1, foretrukket 15:1 til 100:1 (M er Na, K, Li ogNH4). De kolloidale partiklene har en partikkelstørrelse på mindre enn 60 nm, med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse mindre enn 20 nm, mest foretrukket med en gjenomsnittlig partikkelstørrelse på fra ca. The anionic inorganic colloids, used according to the invention, which are in the form of a colloidal silica sol containing approx. 2 to 60% by weight SiO2, preferably approx. 4 to 30% by weight SiO 2 . The colloid may have particles with at least one surface layer of aluminum silicate or it may be an aluminum-modified silica sol. The colloidal silica particles in the sols usually have a specific surface area of 50-1000 m<2>/g, more preferably approx. 200-1,000 nWg, and most preferably a specific surface area of approx. 300-700 mVg. The silica sol can be stabilized with alkali in a molar ratio of SiC>2:M2O of from 10:1 to 300:1, preferably 15:1 to 100:1 (M is Na, K, Li and NH4). The colloidal particles have a particle size of less than 60 nm, with an average particle size of less than 20 nm, most preferably with an average particle size of from approx.

1 nm til 10 nm. 1 nm to 10 nm.

Mikrogelene er skilt fra kolloidal silika idet mikrogelpartiklene vanligvis har overflate-arealer på 1000 m<2>/g eller høyere og mikrogelene består av små 1 -2 nm diameter silikapartikler bundet sammen i kjeder og tredimensjonale nettverk. Polysilikat-mikrogeler, også kjent som aktiv silika, har SiC>2:Na20 forhold på 4:1 til ca. 25:1, og er diskutert på sidene 174-176 og 225-234 i "The Chemistry of Silica" av Ralph K. Her, publisert av John Wiley and Sons, N.Y., 1979. Polysilisiumsyre refererer generelt til de silisiumsyrer som er blitt dannet og delvis polymerisert i pH 1-4 og som innbefatter silikapartikler generelt mindre enn 4 nm diameter, som deretter polymeriseres i kjeder og tredimensjonale nettverk. Polysilisiumsyrer som fremstilles i henhold til fremgangsmåte beskrevet i U.S. patentene 5,127,994 og 5,626,721, innbefatter heri med referanse. Polyaluminosilikater er polysilikat eller polysilisiumsyre mikrogeler hvori aluminium er blitt innkorporert i partiklene, på overflaten av partiklene, eller begge. Polysilikat mikrogeler, polyaluminiumsilikat mikrogeler og polysilisiumsyre kan fremstilles og stabiliserer sur pH. Bedre resultater er generelt blitt oppnådd med større mikrogelstørr-elser; generelt større enn 10 nm størrelse mikrogeler gir best ytelse. Mikrogelstørrelse kan økes ved en hvilken som helst av de kjente fremgangsmåtene slik som havring av mikrogelen, forandring av pH, forandring av konsentrasjoner, eller andre fremgangsmåter, kjent for fagmannen. The microgels are distinguished from colloidal silica in that the microgel particles usually have surface areas of 1000 m<2>/g or higher and the microgels consist of small 1-2 nm diameter silica particles bound together in chains and three-dimensional networks. Polysilicate microgels, also known as active silica, have SiC>2:Na20 ratios of 4:1 to approx. 25:1, and is discussed on pages 174-176 and 225-234 of "The Chemistry of Silica" by Ralph K. Her, published by John Wiley and Sons, N.Y., 1979. Polysilicic acid generally refers to those silicic acids that have been formed and partially polymerized in pH 1-4 and which include silica particles generally less than 4 nm in diameter, which are then polymerized into chains and three-dimensional networks. Polysilicic acids which are prepared according to the method described in U.S. Pat. patents 5,127,994 and 5,626,721, incorporated herein by reference. Polyaluminosilicates are polysilicate or polysilicic acid microgels in which aluminum has been incorporated into the particles, on the surface of the particles, or both. Polysilicate microgels, polyaluminosilicate microgels and polysilicic acid can be produced and stabilize acidic pH. Better results have generally been obtained with larger microgel sizes; generally larger than 10 nm size microgels give the best performance. Microgel size can be increased by any of the known methods such as oating the microgel, changing the pH, changing concentrations, or other methods known to the person skilled in the art.

Polysilikat mikrogeler og polyaluminiumsilikat mikrogeler anvendelige ifølge oppfinnelsen ble vanligvis dannet ved aktivering av et alkalimetallsilikat under betingelser beskrevet i U.S. patentene 4,954,220 og 4,927,498, innbefattet heri med referanse. Imidlertid kan andre fremgangsmåter også anvendes. F.eks. kan polyaluminosilikater dannes ved surgjøring av silikat med mineralsyrer som inneholder oppløste aluminiumsalter som beskrevet i U.S. patent 5,482,693, innbefatter heri med referanse. Alumina/- silikamikrogeler kan dannes ved surgjøring av silikat med overskudd alun, som beskrevet i U.S. patent 2,234,285, innbefatter heri med referanse. Polysilicate microgels and polyaluminosilicate microgels useful in accordance with the invention were generally formed by activation of an alkali metal silicate under conditions described in U.S. Pat. patents 4,954,220 and 4,927,498, incorporated herein by reference. However, other methods can also be used. E.g. polyaluminosilicates can be formed by acidifying silicate with mineral acids containing dissolved aluminum salts as described in U.S. Pat. patent 5,482,693, incorporated herein by reference. Alumina/silica microgels can be formed by acidifying silicate with excess alum, as described in U.S. Pat. patent 2,234,285, incorporated herein by reference.

I tillegg til vanlige silikasoler og silikamikrogeler kan silikasoler, slik som de som er beskrevet i europeiske patenter EP 491879 og EP 502089, innbefatter heri med referanse, også anvendes for det anioniske uorganiske kolloidet ifølge oppfinnelsen. In addition to ordinary silica sols and silica microgels, silica sols, such as those described in European patents EP 491879 and EP 502089, incorporated herein by reference, can also be used for the anionic inorganic colloid according to the invention.

De anioniske uorganiske kolloidene anvendes i en effektiv mengde, sammen med en organisk polymer for å fremstille prokulerte faste biomaterialer. En effektiv mengde kan variere fra ca. 1 til 7 500 deler per million (ppm) i forhold til vekten som faste stoffer, f.eks. som SiCb, basert på løsningsvekten av den vandige strømmen. Foretrukket område er fra ca. 1 til 5 000 ppm, avhengig av det anioniske uorganiske kolloidet. Foretrukne området for utvalgte anioniske uorganiske kolloider er 2 til 500 ppm for polysilisiumsyre eller polysilikat mikrogeler; 4 til 1 000 ppm for kolliodalt silika og 2 til 2000 ppm for uorganiske kolloiodale leirer, slik som bentonit. The anionic inorganic colloids are used in an effective amount, together with an organic polymer, to produce proculated solid biomaterials. An effective amount can vary from approx. 1 to 7,500 parts per million (ppm) by weight as solids, e.g. as SiCb, based on the solution weight of the aqueous stream. Preferred area is from approx. 1 to 5,000 ppm, depending on the anionic inorganic colloid. The preferred range for selected anionic inorganic colloids is 2 to 500 ppm for polysilicic acid or polysilicate microgels; 4 to 1,000 ppm for colloidal silica and 2 to 2,000 ppm for inorganic colloidal clays, such as bentonite.

Organiske pol<y>merer Organic pol<y>mers

Organiske polymerer anvendelige i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen inkluderer kationiske og amfotære polymerer og blandinger derav. De organiske polymerene vil typisk ha en gjenomsnittlig molekylvekt basert på antall større enn 1 000 000. Disse blir generelt referert som "høymolekylvekt polymerer". Organic polymers usable in the method according to the invention include cationic and amphoteric polymers and mixtures thereof. The organic polymers will typically have an average molecular weight based on number greater than 1,000,000. These are generally referred to as "high molecular weight polymers".

Organiske kanoniske høymolekylvekt polymerer inkluderer kationisk stivelse, kationisk guargummi, kitosan og syntetiske kationiske polymerer med høy molekylvekt slik som kationisk polyakrylamid. Kationiske stivelser inkluderer de som dannes ved å omsette stivelse med et tertiært eller korternært amin for å gi kationiske produkter med en sub-stitusjonsgrad på fra 0.01 til 1.0, som inneholder ca. 0.01 til 1.0 vekt-% nitrogen. Egnede stivelser inkluderer potet, mais, voksaktig mais, hvete, ris og havre. Foretrukket er den kationiske organiske polymeren med høy molekylvekt, et polyakrylamid. Organic canonical high molecular weight polymers include cationic starch, cationic guar gum, chitosan, and synthetic high molecular weight cationic polymers such as cationic polyacrylamide. Cationic starches include those formed by reacting starch with a tertiary or quaternary amine to give cationic products with a degree of substitution of from 0.01 to 1.0, containing about 0.01 to 1.0 wt% nitrogen. Suitable starches include potato, maize, waxy maize, wheat, rice and oats. Preferred is the high molecular weight cationic organic polymer, a polyacrylamide.

Kationisk organiske polymerer med høy molekylvekt anvendes i en effektiv mengde sammen med et anionisk uorganisk koloid for å gi flokkulerte faste biomaterialer. En effektiv mengde av an kationisk polymer kan variere fra ca. 0.2 til 5 000 ppm basert på løsningsvekten til den vandige strømmen. Det foretrukne område er fra ca. 1 til 2 500 ppm. High molecular weight cationic organic polymers are used in an effective amount together with an anionic inorganic colloid to provide flocculated solid biomaterials. An effective amount of an cationic polymer can vary from approx. 0.2 to 5,000 ppm based on the solution weight of the aqueous stream. The preferred area is from approx. 1 to 2,500 ppm.

Amfotære polymerer inkluderer en fotær stivelse, guargummi og syntetiske amfotære organiske polymerer med høy molekylvekt. Amfotære polymerer blir vanligvis anvendt i samme mengder som de kationisk polymerene med høy molekylvekt. Amphoteric polymers include a photeric starch, guar gum, and synthetic high molecular weight amphoteric organic polymers. Amphoteric polymers are usually used in the same amounts as the high molecular weight cationic polymers.

Anioniske polymerer som kan anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har en gjennomsnittlig molekylvekt basert på antall på minst 500 000 og en anionisk substitu-sjonsgrad på minst 1 mol-%. Anioniske polymerer med gjennomsnittlig molekylvekt basert på antall på større enn 1 000 000 er foretrukket. Foretrukket er den anioniske substitusjonsgraden på 10-70 mol-%. Anionic polymers that can be used in the method according to the invention have an average molecular weight based on number of at least 500,000 and an anionic substitution degree of at least 1 mol%. Anionic polymers with a number average molecular weight greater than 1,000,000 are preferred. The degree of anionic substitution of 10-70 mol-% is preferred.

Eksempler på anvendelige anioniske polymerer inkluderer vannløselige venyliske polymerer som inneholder akrylamid, akrylsyre, akrylamido-2-metylpropylsulfonat og/eller blanding derav, og kan også enten være hydroliserte akrylamidpolymerer eller kopolymerer av akrylamid eller en homolog, slik som metakrylamid, med akrylsyre - eller en homolog, slik som metakrylsyre, eller også med monomerer slik som malein-syre, itakonsyre, vinyl sulfonsyre, akrylamido-2-metylpropylsulfonat og andre sulfonat-innholdende monomerer. Anioniske polymerer er videre beskrevet f.eks. i U.S. patentene [4.643.801;4.795.531; og 5.126.014]. Examples of useful anionic polymers include water-soluble vinylic polymers containing acrylamide, acrylic acid, acrylamido-2-methylpropylsulfonate and/or mixtures thereof, and may also be either hydrolyzed acrylamide polymers or copolymers of acrylamide or a homolog, such as methacrylamide, with acrylic acid - or a homolog, such as methacrylic acid, or also with monomers such as maleic acid, itaconic acid, vinyl sulphonic acid, acrylamido-2-methylpropyl sulphonate and other sulphonate-containing monomers. Anionic polymers are further described, e.g. in the U.S. the patents [4,643,801; 4,795,531; and 5,126,014].

Andre anioniske polymerer som kan anvendes inkluderer anionisk stivelse, anionisk guargummi og anionisk polivinylasetat. Other anionic polymers that can be used include anionic starch, anionic guar gum and anionic polyvinyl acetate.

Eventuelle komponenter Any components

Hvis ønskelig kan pH'en til det vandige materiale først reduseres til mindre enn pH 7 ved anvendelse av en syre. Vanligvis er mineralsyrer slik som solsyre, saltsyre og salpetersyre foretrukket. Andre anvendelige syrer inkluderer, men ikke begrenset til, karbondioksyd, sulfonsyrer, organiske syrer slik som karboksylsyrer, akrylsyrer og sure anioniske uorganiske kolloider, særlig nøytraliserte syrer hvori ett eller flere protoner er erstattet med et metall eller amoniumion, og blandinger derav. Sure anioniske uorganiske kolloider inkluderer, men er ikke begrenset til, polysilisiumsyre med lav molekylvekt, polysilisiumsyre mikrogeler, sue polyaluminiumsilikater og sure stabiliserte polysilikat mikrogeler. Eksempler på sure stabiliserte polysilikat mikrogeler beskrevet i U.S. patentene 5.127.994 og 5.626.721. If desired, the pH of the aqueous material can first be reduced to less than pH 7 using an acid. Generally, mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid are preferred. Other useful acids include, but are not limited to, carbon dioxide, sulfonic acids, organic acids such as carboxylic acids, acrylic acids and acidic anionic inorganic colloids, especially neutralized acids in which one or more protons are replaced by a metal or ammonium ion, and mixtures thereof. Acidic anionic inorganic colloids include, but are not limited to, low molecular weight polysilicic acid, polysilicic acid microgels, sue polyaluminosilicates, and acidic stabilized polysilicate microgels. Examples of acid stabilized polysilicate microgels described in U.S. Pat. patents 5,127,994 and 5,626,721.

Eventuelle metallsalter kan anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Jern og aluminium er særlig anvendelig. Sure metallsalter kan anvendes for å redusere pH'en og tjene som en ladningsdonor. Any metal salts can be used in the method according to the invention. Iron and aluminum are particularly applicable. Acidic metal salts can be used to lower the pH and serve as a charge donor.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter behandling av en vandig strøm som inneholder faste biomaterialer, f.eks. proteiner, for å redusere suspenderte faste stoffer (som måles ved turbiditet) og eventuelt å separere de faste biomaterialene. De faste biomaterialene kan utvinnes for etterfølgende anvendelse. Det bør bemerkes at fremgangsmåten kan ta opp både suspenderte faste biomaterialer såvel som løselige materialer, slik som de som er til stede i blod og sukker. The method according to the invention comprises treatment of an aqueous stream containing solid biomaterials, e.g. proteins, to reduce suspended solids (measured by turbidity) and possibly to separate the solid biomaterials. The solid biomaterials can be recovered for subsequent use. It should be noted that the method can absorb both suspended solid biomaterials as well as soluble materials, such as those present in blood and sugar.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter behandling av en vandig strøm som innbefatter faste biomaterialer ved å bringe strømmen i kontakt med et anionisk uorganisk kolloid og en organisk polymer. Den vandige strømmen kan være fra en hvilken som helst prosess, som genererer slike strømmer, slik som fra dyre og grønn-saksbehandling, som inkluderer behandling for ikkematanvendelse. Den organiske polymereren er utvalgt fra gruppen som består av kationiske og fotære polymerer som har en gjennomsnittlig molekylvekt basert på antall større enn 1 000 000 og blandinger derav. The method according to the invention comprises treating an aqueous stream which includes solid biomaterials by bringing the stream into contact with an anionic inorganic colloid and an organic polymer. The aqueous stream may be from any process which generates such streams, such as animal and vegetable processing, which includes processing for non-food use. The organic polymer is selected from the group consisting of cationic and photic polymers having a number average molecular weight greater than 1,000,000 and mixtures thereof.

Eventuelt blir den vandige strømmen bragt i kontakt med en syre for å redusere pH'en til strømmen til mindre enn pH 7. Videre kan et metallsalt, særlig et jern eller alumi-niumsalt, eventuelt da tilsettes. Disse reagensene, anionisk uorganisk kolloid, organisk polymer og eventuelt syre og/eller metallsalt, kan bringes t kontakt med strømmen i en hvilken som helst sekvensiell rekkefølge, eller en eller flere kan kontaktes simultant med den vandige strømmen. I en bestemt utførelsesform blir strømmen simultant kontaktet med en syre og det anioniske uorganiske kolloidet. Optionally, the aqueous stream is brought into contact with an acid to reduce the pH of the stream to less than pH 7. Furthermore, a metal salt, in particular an iron or aluminum salt, can optionally then be added. These reagents, anionic inorganic colloid, organic polymer and optional acid and/or metal salt, may be contacted with the stream in any sequential order, or one or more may be contacted simultaneously with the aqueous stream. In a particular embodiment, the stream is simultaneously contacted with an acid and the anionic inorganic colloid.

Den eventuelle reduksjonen av pH til den vandige strømmen til mindre enn pH 7 kan gjøres med en hvilken som helst syre, eksempler på syrer er beskrevet ovenfor. Når et surt anionisk uorganisk kolloid anvendes for å redusere pH'en til strømmen til mindre enn pH 7, er ingen ytterligere kilde for syre eller anionisk uorganisk kolloid nødvendig for å flokkulere de faste biomaterialene i den vandige strømmen. The eventual reduction of the pH of the aqueous stream to less than pH 7 can be done with any acid, examples of acids are described above. When an acidic anionic inorganic colloid is used to reduce the pH of the stream to less than pH 7, no additional source of acid or anionic inorganic colloid is required to flocculate the solid biomaterials in the aqueous stream.

Den vandige strømmen blir bragt i kontakt med et anionisk uorganisk kolloid og en organisk polymer. Dette kan finne sted før, etterfølgende eller simultant med, som reduserer pH'en til den vandige strømmen til mindre enn pH 7, hvis ikke er et pH-reduserende trinn ønskelig. Det uorganiske kolloidet og den organiske polymeren kan bringes i kontakt med den vandige strømmen separat, i en hvilken som helst rekkefølge, eller simultant. Kombineringen av å bringe et anionisk uorganisk kolloid og en organisk polymer i kontakt med vandig strøm gir flokkulerte faste biomaterialer. The aqueous stream is brought into contact with an anionic inorganic colloid and an organic polymer. This may take place prior to, subsequent to, or simultaneously with, reducing the pH of the aqueous stream to less than pH 7, if a pH-reducing step is not desired. The inorganic colloid and the organic polymer may be contacted with the aqueous stream separately, in any order, or simultaneously. The combination of bringing an anionic inorganic colloid and an organic polymer into contact with an aqueous stream produces flocculated solid biomaterials.

De flokkulerte faste biomaterialene kan eventuelt separeres fra den behandlede strømmen ved vanlige separasjonsprosesser slik som sedimentering, flokkulering, filtrering, sentrifugering, dekantering, eller kombinasjoner av slike prosesser. De separerte faste biomaterialene kan etterfølgende utvinnes og anvendes i flere applika-sjoner. Det har også overraskende blitt funnet at de utvunnede faste biomaterialene fra denne prosessen har redusert lukt når de tørkes relativt til de som utvinnes fra en prosess ved anvendelse av jernklorid som del av et flokkuleringssystem. The flocculated solid biomaterials can optionally be separated from the treated stream by common separation processes such as sedimentation, flocculation, filtration, centrifugation, decantation, or combinations of such processes. The separated solid biomaterials can subsequently be recovered and used in several applications. It has also surprisingly been found that the recovered solid biomaterials from this process have reduced odor when dried relative to those recovered from a process using ferric chloride as part of a flocculation system.

De flokkulerte faste biomaterialene kan separeres og utvinnes ved kjente teknikker, slik som de som er nevnt ovenfor. The flocculated solid biomaterials can be separated and recovered by known techniques, such as those mentioned above.

Eksempel 1 Example 1

En prøve av et vaskemann som inneholder ca. 1 000 ppm ikke-flokulerte proteininnholdende faste biomaterialer oppnådd fra Eastern Shore fjærkrebehandlingsanlegg. Den begynnende turbiliteten var > 200. Den initsielle pH'en var ca. 7. Følgende reagenser ble tilsatt i alle kjøringene til en beholder: kationisk polyakrylamid med høy molekylvekt, Percol 182 ®, tilgjengelig fra Ciba Specialty Chemicals, Basel, Switzerland, 8 ppm; silika mikrogelløsning, Particol ® MX, 120 ppm (SiC>2 basen), tilgjengelig fra E. I. duPont de Nemours og Company, Inc., Wilmington, DE. Mengdene gitt er basert på løsningsvekten til vaskevannet. A sample of a washer containing approx. 1,000 ppm non-flocculated proteinaceous solid biomaterials obtained from the Eastern Shore Poultry Processing Plant. The initial turbidity was > 200. The initial pH was approx. 7. The following reagents were added in all runs to one container: high molecular weight cationic polyacrylamide, Percol 182 ® , available from Ciba Specialty Chemicals, Basel, Switzerland, 8 ppm; silica microgel solution, Particol ® MX, 120 ppm (SiC>2 base), available from E. I. duPont de Nemours and Company, Inc., Wilmington, DE. The amounts given are based on the solution weight of the wash water.

Reagensene ble tilsatt som følger. The reagents were added as follows.

(1) 250 ml av vaskevannet ble rørt ved middels hastighet på en Fisher Scientific Model #120 MR magnetisk rører, tilgjengelig fra Fisher Scientific, Pittsburgh, PA. Fortynnet natriumhydroksid eller svovelsyre ble tilsatt for å justere pH'en vist i tabell 1. (1) 250 mL of the wash water was stirred at medium speed on a Fisher Scientific Model #120 MR magnetic stirrer, available from Fisher Scientific, Pittsburgh, PA. Dilute sodium hydroxide or sulfuric acid was added to adjust the pH shown in Table 1.

(2) Kationiske polyakrylamid ble tilsatt ved tid = 0. (2) Cationic polyacrylamide was added at time = 0.

(3) Silika mikrogel ble tilsatt ved tid = 1 minutt. (3) Silica microgel was added at time = 1 minute.

(4) Ved tid = 2 minutter, ble rørerhastigheten redusert til langsom. (4) At time = 2 minutes, the stirrer speed was reduced to slow.

(5) Ved tid = 4 minutter ble røreren stoppet og de flokkulerte faste stoffene ble tillatt å felles til bunnen av begeret. (6) Ved tid = 10 minutter ble turbiditeten til vaskevannet målt ved anvendelse av en Hach Radio Turbidity Meter, tilgjengelig fra Hach Company, Loveland, CO, i NTU, som en indikasjon på vannklaring og mulighet til å utvinne protein. (7) Ved tid = 20 minutter ble en andre dose polyakrylamid, 8 ppm, tilsatt og røreren satt til middels hastighet. (8) Ved tid = 21 minutter ble rørerhastigheten redusert til langsomt, og ved 23 minutter ble røreren stoppet. (5) At time = 4 minutes, the stirrer was stopped and the flocculated solids were allowed to settle to the bottom of the beaker. (6) At time = 10 minutes, the turbidity of the wash water was measured using a Hach Radio Turbidity Meter, available from the Hach Company, Loveland, CO, in NTU, as an indication of water clarity and protein recoverability. (7) At time = 20 minutes, a second dose of polyacrylamide, 8 ppm, was added and the stirrer set to medium speed. (8) At time = 21 minutes the stirrer speed was reduced to slow, and at 23 minutes the stirrer was stopped.

(9) Turbiditeten ble målt ved tid = 30 minutter. (9) The turbidity was measured at time = 30 minutes.

Som det fremgår ovenfor i tabell 1 ble turbiditeten redusert etter tilsetting av kationisk polymer og silika mikrogel. Beste resultater ble observert ved lav pH. Turbiditeten ble forbedret ved andre tilsetting av polyakrylamid med beste resultat igjen oppnådd ved pH mindre enn 7. As shown above in table 1, the turbidity was reduced after the addition of cationic polymer and silica microgel. Best results were observed at low pH. The turbidity was improved by the second addition of polyacrylamide with the best result again obtained at a pH less than 7.

Eksempel 2 Example 2

Fjærkrebehandlingsvaskevann i eksempel 1 ble anvendt med flere forskjellige anioniske uorganiske kolloider. Følgende anioniske uorganiske kolloider ble anvendt: Poultry processing wash water in Example 1 was used with several different anionic inorganic colloids. The following anionic inorganic colloids were used:

Ludox® SM kolloidal silika, 30 vekt-% silikasol, overflateareal = 300 m<2>/g. Ludox® SM colloidal silica, 30 wt% silica sol, surface area = 300 m<2>/g.

Ludox® HS-30 kolloidal silika, 30 vekt-% silikasol, overflateareal = 230 m<2>/g. Ludox® 130 kolloidal silika, 30 vekt-% silikasol, overflateareal =130 m<2>/g. Ludox® HS-30 colloidal silica, 30 wt% silica sol, surface area = 230 m<2>/g. Ludox® 130 colloidal silica, 30% by weight silica sol, surface area = 130 m<2>/g.

Ludox® kolloidal silika er tilgjengelig fra E. I. du Pont de Nemours og Company, Wilmington, DE. Ludox® colloidal silica is available from E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE.

BMA-670, lav "S"-verdi kolloidal silikasol, overflateareal lik 850 m<2>/g, tilgjengelig fra Eka Chemicals AB, Bohus, Sverige. BMA-670, low "S" value colloidal silica sol, surface area equal to 850 m<2>/g, available from Eka Chemicals AB, Bohus, Sweden.

Kolloidal silikasol, 4 nm, overflateareal = 750 m<2>/g, tilgjengelig fra Nalco Chemical Company, Naperville, DL Colloidal silica sol, 4 nm, surface area = 750 m<2>/g, available from Nalco Chemical Company, Naperville, DL

Particol® MX, polysilikat mikrogel, overflateareal = 1 200 m<2>/g, tilgjengelig fra E. I. de Pont de Nemours og Company. Particol® MX, polysilicate microgel, surface area = 1200 m<2>/g, available from E. I. de Pont de Nemours and Company.

Den kationiske organiske kopolymeren med høy molekylvekt var Percol 182®. The high molecular weight cationic organic copolymer was Percol 182®.

Følgende fremgangsmåte ble fulgt for alle kjøringene: The following procedure was followed for all runs:

(1) i et beger under røring ved middels hastighet ble 250 ml av fjærkrebehandlingsvaskevannet i eksempel 1 justert til pH 4,5 ved tilsetting av fortynnet svovelsyre. (2) Et anionisk uorganisk kolloid, 40 ppm på en Si02 basis, basert på løsningsvekten av vaskevannet, ble tilsatt til det surgjorte vaskevannet ved en tid = 0. (3) Ved tid = 1 ble 4 ppm kationisk organisk polymer med høy molekylvekt tilsatt. (4) Ved tid = 2 minutter ble rørerhastigheten redusert til den laveste innstillingen. (1) in a beaker while stirring at medium speed, 250 ml of the poultry processing wash water in Example 1 was adjusted to pH 4.5 by the addition of dilute sulfuric acid. (2) An anionic inorganic colloid, 40 ppm on a SiO2 basis, based on the solution weight of the wash water, was added to the acidified wash water at time = 0. (3) At time = 1, 4 ppm of high molecular weight cationic organic polymer was added . (4) At time = 2 minutes, the stirrer speed was reduced to the lowest setting.

(5) Ved tid = 4 minutter ble den magnetiske røreren skrudd av. (5) At time = 4 minutes, the magnetic stirrer was turned off.

(6) Ved tid = 10 minutter ble turbiditeten til vaskevannet ovenfor de flokkulerte faste stoffene målt. (6) At time = 10 minutes, the turbidity of the wash water above the flocculated solids was measured.

Som det fremgår av tabell 2 kan forskjellige anioniske uorganiske kolloider anvendes, hvor alle er effektive til å redusere turbiditeten til proteininnholdet i vaskevann. De flokkolerte faste biomaterialene felte fra vannet til bunnet av begeret. As can be seen from table 2, various anionic inorganic colloids can be used, all of which are effective in reducing the turbidity of the protein content in wash water. The flocculated solid biomaterials settled from the water to the bottom of the beaker.

Eksempel 3 og 4 Examples 3 and 4

Et andre fjærkrebehandlingsvaskevann som inneholdt ca. 1390 ppm faste biomaterialer ble anvendt i disse eksemplene. Den begynnende turbiditeten var større enn 200. Følgende reagenser ble tilsatt til vaskevannet per mengdene tilveiebragt nedenfor i tabell 3 og 4: en kationisk organisk polymer med lav molekylvekt, diallyl dimetyl-amonium kloridpolymer (polydadmac); anioniske uorganiske kolloider: Nalco kolloidal silikasol, Particol® polysilikat mikrogel, og bentonitleire; og en kationisk organisk polymer med høy molekylvekt, Percol 182®, polyakrylamid (PAM). Mengden av reagenser tilsatt er gitt i tabellene 3 og 4, hvor alle mengder er i ppm, basert på løsnings-vekten av vaskevannet. A second poultry processing wash water containing approx. 1390 ppm solid biomaterials were used in these examples. The initial turbidity was greater than 200. The following reagents were added to the wash water per the amounts provided below in Tables 3 and 4: a low molecular weight cationic organic polymer, diallyl dimethyl ammonium chloride polymer (polydadmac); anionic inorganic colloids: Nalco colloidal silica sol, Particol® polysilicate microgel, and bentonite clay; and a high molecular weight cationic organic polymer, Percol 182®, polyacrylamide (PAM). The amount of reagents added is given in tables 3 and 4, where all amounts are in ppm, based on the solution weight of the wash water.

Eksempel 3 Example 3

250 ml vaskevann ble rørt ved middels hastighet. Fortynet svovelsyre ble tilsatt for å redusere til pH 3,5. Ved tid = 0 ble et anionisk uorganisk kolliod tilsatt. Ved tid = 10 250 ml of wash water was stirred at medium speed. Dilute sulfuric acid was added to reduce to pH 3.5. At time = 0, an anionic inorganic colloid was added. At time = 10

sekunder ble en kationisk polyakrylamid med høy molekylvekt tilsatt. Etter 15 sekunder ble raringen stoppet og vaskevannet ble overført til et luftflokkuleirngsoppsett. Luft ble boblet inn i vaskevannet i en hastighet på 50 ml per minutt av luft ved 1 psi til én tid = 4 minutter, når lufttilsettingen ble stoppet. Turbiditeten ble avlest ved 5 og 10 minutter. seconds, a high molecular weight cationic polyacrylamide was added. After 15 seconds, stirring was stopped and the wash water was transferred to an air flocculation setup. Air was bubbled into the wash water at a rate of 50 mL per minute of air at 1 psi for one time = 4 minutes, when air addition was stopped. The turbidity was read at 5 and 10 minutes.

Som det fremgår av tabell 3 gir en reduksjon i pH til vaskevannet fylt av tilsetting av både et anionisk uorganisk kolloid og en organisk polymer med høy molekylvekt redusert turbiditet. I alle kjøringene ble fine til store til kompakte flokkuleringer som inneholdt faste proteiner dannet som separerte på toppen og/eller i bunnen av vaskevannet. De proteininnholdende flokkuleringene kunne utvinnes. As can be seen from table 3, a reduction in the pH of the wash water filled by the addition of both an anionic inorganic colloid and an organic polymer with a high molecular weight reduces turbidity. In all runs, fine to large to compact flocculations containing solid proteins were formed that separated at the top and/or at the bottom of the wash water. The protein-containing flocculations could be recovered.

Eksempel 4 Example 4

2S0 ml av et fjærkrebehandlingsvaskevann ble rørt ved middels hastighet. Fortynnet 250 ml of a poultry processing wash was stirred at medium speed. Diluted

svovelsyre ble tilsatt for å redusere pH til 3,5. Ved tid = 0 ble Particol® MX polysilikat mikrogel tilsatt. Ved tid = 20 sekunder ble en kationisk polyakrylamid (PAM) med høy molekylvekt tilsatt. Ved tid = 30 sekunder ble raringen stoppet og vaskevannet overført til luftflokkuleringsoppsettet beskrevet i sarnmenligningseksempel 3. Luft ble tilsatt vaskevannet i en hastighet på 100 ml per minutt av luft ved 1 psi til tid = 5 minutter, når lufttilsettingen ble stoppet. Turbiditeten ble avlest ved 5 og 10 minutter. Væsken ble deretter drenert fra luftflokkuleringsoppsettet gjennom en sikt ved tid = 15 minutter dg turbiditeten til den drenerte væsken ble målt. Proteininnholdet fast stoff ble samlet opp på sikten. sulfuric acid was added to reduce the pH to 3.5. At time = 0, Particol® MX polysilicate microgel was added. At time = 20 seconds, a high molecular weight cationic polyacrylamide (PAM) was added. At time = 30 seconds, the stirring was stopped and the wash water transferred to the air flocculation setup described in Comparative Example 3. Air was added to the wash water at a rate of 100 ml per minute of air at 1 psi until time = 5 minutes, when the air addition was stopped. The turbidity was read at 5 and 10 minutes. The liquid was then drained from the air flocculation setup through a sieve at time = 15 minutes dg the turbidity of the drained liquid was measured. The protein content solid was collected on the sieve.

Som det fremgår av tabell 4 ble turbiditeten til vaskevannet redusert over tid. Videre demonstrerer dette eksemplet separasjon av faste stoffer fra vaskevæsken idet de faste stoffene ble samlet opp på sikten. Turbiditeten til den drenerte væsken viste liten forandring fra verdien ved 10 minutter, som indikerer at de faste stoffene ble holdt tilbake på sikten og ble ikke dispergert en gang til i prosessen og passert gjennom. As can be seen from Table 4, the turbidity of the wash water was reduced over time. Furthermore, this example demonstrates separation of solids from the wash liquor as the solids were collected on the sieve. The turbidity of the drained liquid showed little change from the value at 10 minutes, indicating that the solids were retained on the screen and were not dispersed again in the process and passed through.

Eksempel 5 Example 5

En annen prøve av vaskevannet som inneholdt ca. 1 000 ppm ikkeflokkulerte faste biomaterialer ble oppnådd fra et Eastem Shore fjærkrebehandlingsanlegg, som hadde en turbiditet på over 200. Another sample of the washing water which contained approx. 1000 ppm non-flocculated solid biomaterials were obtained from an Eastem Shore poultry processing plant, which had a turbidity of over 200.

Polysilikat mikrogelløsning, Particol® MX, ble stabilisert med svovelsyre. Mikrogel-løsningen ble eldet i forskjellige tidsperioder før anvendelse hvor aldringstidene er tilveiebragt i tabell 5. Polysilicate microgel solution, Particol® MX, was stabilized with sulfuric acid. The microgel solution was aged for different time periods before use where the aging times are provided in table 5.

250 ml av vaskevannet ble rørt ved middels hastighet. Ved tid = 0 ble polyakrylamid med høy molekylvekt, Percol 182®, 8 ppm, basert på løsningsvekten av vaskevannet, tilsatt. Med tid = 1 minutt med den syrestabiliserte aldrede polysilikat mikrogelløs-ningen tilsatt, 120 ppm, basert på løsningsvekten av vaskevannet. Kjøringer ble gjort for hver aldringstid. Ved tid = 2 minutter var rørehastigheten redusert til langsom. Ved tid = 5 minutter ble røringen stoppet. Ved tid = 15 minutter ble turbiditeten til vaskevannet målt. 250 ml of the wash water was stirred at medium speed. At time = 0, high molecular weight polyacrylamide, Percol 182®, 8 ppm, based on the solution weight of the wash water, was added. With time = 1 minute with the acid-stabilized aged polysilicate microgel solution added, 120 ppm, based on the solution weight of the wash water. Runs were made for each aging period. At time = 2 minutes, the stirring speed was reduced to slow. At time = 5 minutes, the stirring was stopped. At time = 15 minutes, the turbidity of the wash water was measured.

Som det fremgår av resultatene i tabell 5 var kombinasjonen av en syrestabilisert polysilikat mikrogel og kationisk polyakrylamid tilstrekkelig til å redusere turbiditeten til vaskevannet uten behov for først å redusere pH'en til mindre enn 7.1 tillegg viser resultatene at lengre aldringstider av polysilikat mikrogelen gir ytterligere forbedringer i redusert turbiditet. I et annet eksperiment med tilsvarende aldret mikrogelløsning økte den gjenomsnittlige størrelsen til mikrogelen fra 5 nm ved 15 sekunders aldringstid til 230 nm ved 45 minutters aldringstid. As can be seen from the results in Table 5, the combination of an acid-stabilized polysilicate microgel and cationic polyacrylamide was sufficient to reduce the turbidity of the wash water without the need to first reduce the pH to less than 7.1. In addition, the results show that longer aging times of the polysilicate microgel provide further improvements in reduced turbidity. In another experiment with a similarly aged microgel solution, the average size of the microgel increased from 5 nm at 15 seconds aging time to 230 nm at 45 minutes aging time.

Eksempel 6 Example 6

250 ml soyabønnemyseløsning fra Protein Technologies, Inc. som inneholdt 0,51% 250 ml soybean whey solution from Protein Technologies, Inc. which contained 0.51%

protein ble rørt ved middels hastighet. Fortynnet svovelsyre ble tilsatt for å justere pH til 2,5. 160 ppm, basert på løsningsvekten av soyabønneløsningen, BMA-9 kolliodal silika, tilgjengelig fra Eka Chemicals AB, Bohus, Sverige, ble tilsatt ved tid = 0 og blandet i 10 minutter ved middels hastighet. 8 ppm, basert på løsningsvekten av soyabønneløs-ningen, av høymolekylvekt polyakrylamid, Percol 182®, ble deretter tilsatt og blandet i 10 minutter. Blandingen ble filtrert ved anvendelse av filterpapir 934AH, tilgjengelig fra Whatman, Clifton, NJ. 0.11 g fast protein ble utvunnet. Den filtrerte løsningen inneholdt 0,416% protein, som representerer en 20% reduksjon i proteininnhold. protein was stirred at medium speed. Dilute sulfuric acid was added to adjust the pH to 2.5. 160 ppm, based on the solution weight of the soybean solution, BMA-9 colloidal silica, available from Eka Chemicals AB, Bohus, Sweden, was added at time = 0 and mixed for 10 minutes at medium speed. 8 ppm, based on the solution weight of the soybean solution, of high molecular weight polyacrylamide, Percol 182®, was then added and mixed for 10 minutes. The mixture was filtered using filter paper 934AH, available from Whatman, Clifton, NJ. 0.11 g of solid protein was recovered. The filtered solution contained 0.416% protein, representing a 20% reduction in protein content.

Eksempel 7 Example 7

En vandig avfallstrøm fra et Eastern Shore fjærkrebehandlingsanlegg ble behandlet i strømmen i henhold til foreliggende oppfinnelse i en kontinuerlig prosess. Til avfall-strømmen ble det tilsatt simultant tilstrekkelig svovelsyre for å redusere pH'en i strømmen til 3,7 og Particol® MX, polysilikat mikrogel, 95 ppm SiCb, basert på løsningsvekten av strømmen. Nedstrøms (ca. 30 sekunder) fra tilsetmngspunktet av syren og mikrogelen ble det tilsatt kationisk polyakrylamid, Percol 182®, 4 ppm, basert på løsningsvekten av strømmen. Strømmen ble rettet mot en oppløst luftflotasjons (DAF)enhet, hvor de faste stoffene fløt til overflaten og ble skummet av for utvinning. Den gjenværende vandige strømmen ble testet for kjemisk (COD) og biologisk oksygenforbruk (BOD) og totalt suspenderte faste stoffer (TSS). An aqueous waste stream from an Eastern Shore poultry processing plant was treated in the stream according to the present invention in a continuous process. Sufficient sulfuric acid was simultaneously added to the waste stream to reduce the pH in the stream to 3.7 and Particol® MX, polysilicate microgel, 95 ppm SiCb, based on the solution weight of the stream. Downstream (about 30 seconds) from the point of addition of the acid and the microgel, cationic polyacrylamide, Percol 182®, 4 ppm, based on the solution weight of the stream, was added. The flow was directed to a dissolved air flotation (DAF) unit, where the solids floated to the surface and were skimmed off for recovery. The remaining aqueous stream was tested for chemical (COD) and biological oxygen demand (BOD) and total suspended solids (TSS).

COD ble bestemt ved anvendelse av en Hach COD Test Kit, tilgjengelig fra Hach COD was determined using a Hach COD Test Kit, available from Hach

Company, Loveland, CO. TSS ble bestemt ved fremgangsmåten 2450 D fra "Standard Methods for Examination of Water and Wastewater", publisert samtidig av "American Public Health Association, American Water Works Association og Water Environment Federation". BOD ble bestemt ved fremgangsmåte 5210 fra "Standard Methods for Examination of Water and Wastewater". Company, Loveland, CO. TSS was determined by method 2450 D of the "Standard Methods for Examination of Water and Wastewater", published simultaneously by the "American Public Health Association, the American Water Works Association and the Water Environment Federation". BOD was determined by method 5210 of the "Standard Methods for Examination of Water and Wastewater".

Som det fremgår av tabell 6 reduserer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjemiske og biologiske oksygenbehov for avfallsstrømmen i en kontinuerlig strømningsprosess i et virkelig fjærkrebehandlingsanlegg. As can be seen from table 6, the method according to the invention reduces chemical and biological oxygen requirements for the waste stream in a continuous flow process in a real poultry processing plant.

Eksempel 8 Example 8

En slurry av 20 gram "Staley Pearl Starch", umodifisert maisstivelse i 980 gram vann ble rørt ved middels hastighet. 10 ppm Si02, som Particol® MX, syrestabilisert poly-silika mikrogelløsning, basert på vekten av stivelsesslurryen, tilsatt ved en tid = 0 og blandet i 15 sekunder. Polyakrylamid med høy molekylvekt, Percol 182®, 2 ppm, basert på løsningsvekten av stivelsesslurryen, ble tilsatt ved en tid = 15 sekunder og blandet i 30 sekunder. Blandingen ble deretter stoppet. Turbiditeten målt etter 30 sekunders hen-stand, ved tid = 45 sekunder, var 46. Testen ble gjentatt, den eneste forskjellen var 20 ppm Si02, som Particol® MX, ble anvendt. Turbiditeten ved 45 sekunder var 29.1 en tredje sammenligningstest ble Particol® MX ikke tilsatt. Turbiditeten var 186. A slurry of 20 grams of "Staley Pearl Starch", unmodified corn starch in 980 grams of water was stirred at medium speed. 10 ppm SiO 2 , as Particol® MX, acid stabilized poly-silica microgel solution, based on the weight of the starch slurry, added at time = 0 and mixed for 15 seconds. High molecular weight polyacrylamide, Percol 182®, 2 ppm, based on the solution weight of the starch slurry, was added at time = 15 seconds and mixed for 30 seconds. Mixing was then stopped. The turbidity measured after a 30 second standstill, at time = 45 seconds, was 46. The test was repeated, the only difference being 20 ppm SiO 2 , as Particol® MX, was used. The turbidity at 45 seconds was 29.1 in a third comparison test, Particol® MX was not added. The turbidity was 186.

Eksempel 9 Example 9

En prøve av avfallsvannet ble oppnådd fra et Eastem Shore fjærkrebehandlingsanlegg. Avfallsvannet hadde en COD på >2100 ppm, en begynnende turbiditet på >200, og en pH på 6.1. Til et 400 ml beger ble det tilsatt 250 ml avfallsvann. Avfallsvannet ble rørt ved anvendelse av en mekanisk propelltyperører ved 275 rpm. pH'en til avfallsvannet ble justert ved anvendelse av fortynnet H2SO4 til pH 5,5. Ved tid = 0 ble Particol® MX, silika mikrogel tilsatt. Ved tid = 15 sekunder ble kationisk polymer, polyakrylamid (PAM), Percol® 182 tilsatt. Ved tid = 25 sekunder, eller 15 sekunder etter polymeren ble tilsatt, ble rørerhastigheten redusert til 150 rpm. Blandingen ble stoppet 40 sekunder etter tilsetning av polymeren. Avfallsvannet ble tatt prøver av for turbiditetsmålinger ved 35 og 95 sekunder etter at røringen var stoppet. pH'en ble målt etter 95 sekunders turbiditetsmåling. Det flokkulerte avfallsvannet ble deretter resuspendert ved blanding i 30 sekunder ved 150 rpm. Etter 1 minutt ble røringen avsluttet og avfallsvannet ble tatt prøver av for COD målinger. A sample of the wastewater was obtained from an Eastem Shore poultry processing facility. The waste water had a COD of >2100 ppm, an initial turbidity of >200, and a pH of 6.1. 250 ml of waste water was added to a 400 ml beaker. The wastewater was stirred using a mechanical propeller type stirrer at 275 rpm. The pH of the waste water was adjusted using dilute H2SO4 to pH 5.5. At time = 0, Particol® MX, silica microgel was added. At time = 15 seconds, cationic polymer, polyacrylamide (PAM), Percol® 182 was added. At time = 25 seconds, or 15 seconds after the polymer was added, the stirrer speed was reduced to 150 rpm. Mixing was stopped 40 seconds after addition of the polymer. The waste water was sampled for turbidity measurements at 35 and 95 seconds after the stirring had stopped. The pH was measured after 95 seconds of turbidity measurement. The flocculated wastewater was then resuspended by mixing for 30 seconds at 150 rpm. After 1 minute, the stirring was ended and the waste water was sampled for COD measurements.

COD ble bestemt ved anvendelse av 0-1500 ppm COD kolorimetrianalyseampuller fra CHEMetrics, Calverton. VA og en Milton Roy Spectronic modell 20 spekterfotometer satt på 620 nm bølgelengde. Tabell 7 gir mengdene av reagenser tilsatt og resultatene for disse kjøringene, som er 33 og 34. COD was determined using 0-1500 ppm COD colorimetric assay vials from CHEMetrics, Calverton. VA and a Milton Roy Spectronic model 20 spectrophotometer set at 620 nm wavelength. Table 7 gives the amounts of reagents added and the results for these runs, which are 33 and 34.

Eksempel 10 Example 10

Fremgangsmåten i eksempel 9 ble gjentatt ved anvendelse av samme avfallsvannprøve. Imidlertid istedet for å tilsette syre, ble 32 ppm FeCh tilsatt 15 sekunder før tilsetting av Particol® MX. Alle tider fra eksempel 13 er skiftet ved tillegg av 15 sekunder. Mengden av reagenser tilsatt resultatene er tilveiebragt som kjøring 34 i tabell 7. The procedure in example 9 was repeated using the same waste water sample. However, instead of adding acid, 32 ppm FeCh was added 15 seconds before adding Particol® MX. All times from example 13 have been changed by adding 15 seconds. The amount of reagents added to the results is provided as run 34 in Table 7.

Som det fremgår av tabell 7 er den kombinerte anvendelsen av syre eller jernklorid, silika mikrogel og kationisk polyakrylamid effektivt til å redusere turbiditeten, og kjemisk oksygenforbruk i avfallsstrøm som inneholder faste biomaterialer. As shown in Table 7, the combined use of acid or ferric chloride, silica microgel and cationic polyacrylamide is effective in reducing turbidity, and chemical oxygen consumption in waste streams containing solid biomaterials.

Eksempel 11 Example 11

Fremgangsmåten i eksempel 9 ble gjentatt ved forskjellen ved tilsetting av base, natriurnhydroksid for å øke pH til 6,5 før tilsetting av Particol® MX. De gjenværende trinnene ble utført uten forandring. Tabell 8 gir mengdene av reagens tilsatt og resultater. The procedure in Example 9 was repeated with the difference of adding base, sodium hydroxide to raise the pH to 6.5 before adding Particol® MX. The remaining steps were performed without change. Table 8 gives the amounts of reagent added and results.

Som fremgår av tabell 8 kan klaring av avfallsstrømmen og reduksjon av dens kjemiske oksygenbehov oppnås ved pH nær 7, ved anvendelse av et anionisk kolloid og kationisk polymer. As can be seen from Table 8, clarification of the waste stream and reduction of its chemical oxygen demand can be achieved at pH close to 7, using an anionic colloid and cationic polymer.

Claims

1. Method for clarifying substantially aqueous process belts, characterized in that it includes (b) reducing the pH of a substantially aqueous stream comprising biosolids to less than pH 7; and simultaneously or sequentially, (b) contacting the stream with an effective amount of (1) an anionic inorganic colloid wherein the anionic colloid is a silica-based inorganic colloid selected from the group consisting of colloidal silica, aluminum-modified colloidal silica, polysilicate, polyaluminosilicate, polysilicic acid microgel and mixtures thereof; and (3) an organic polymer, which is a cationic polyacrylamide with a number of average molecular weight greater than 1,000,000; whereby flocculated biosolids are produced.

2. Method according to claim 1, characterized in that the anionic inorganic colloid is present in the aqueous solution in an amount in the range from 1 to 7500 ppm based on the solution weight of the aqueous stream and the organic polymer is present in the aqueous stream in an amount in the area from approx.

0.2 to 5000 ppm based on the solution weight of the aqueous stream.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that it further includes separating and extracting the flocculated solid biomaterials.

4. Method according to claim 1, characterized in that the acid is selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, carbon dioxide, sulphonic acid, carboxylic acids, acrylic acids, acidic anionic inorganic colloids, partially neutralized acids and mixtures thereof.

5. Method according to claim 4, characterized in that the acid is selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and mixtures thereof.

6. Method according to claim 1, characterized in that the acid is an acidic anionic inorganic acid selected from a group consisting of low molecular weight polysilicic acid, high molecular weight polysilicic acid microgel, acidic polyaluminosilicate, acid stabilized polysilicate microgel and mixtures thereof.

7. Method according to claim 1, characterized in that the current is simultaneously brought into contact with the acid and the anionic inorganic colloid.