SE436472B - Vatlagd, icke-vevd, glasfri filtermatta - Google Patents

Description

BO 40 .-._...._.,..__, 7905929-1 mattorna enligt uppfinningen uppvisar primärt en matris, (i) vars strukturella integritet i första hand åstadkommes med hjälp av cellulosafibrer, såsom av papper och skrivpapper av bättre kvalitet, och (ii) vars förbättrade porositet är ett re- sultat av mikrobitar (vilka beskrivs mera i detalj nedan) av en expanderad, termoplastisk styrenpolymer eller lägre olefin eller av en expanderad polyuretan i form av ett böjligt skum. Matrisens våthållfasthet (under mattans framställning) och dess draghåll- fasthet vid användning kan förbättras genom tillsats av fibrer av en Eibcrbildande polyetylentereftalatpolyester. Finfördelat aktivt kol kan tíllsättas som huvudsaklígt adsorptíonsmedel som ytterligare komponent. Diatomacéjord kan införlivas som annat adsorptionsmedel (ännu en annan beståndsdel) för att bidra till att öka porositeten, även om tillsats av ytter- ligare polymermikrobitar kan ersätta diatomacêjorden i sistnämnda syfte. Ännu ett annat användbart adsorptionsmedel, som kan inför- livas, är den kolloidala aluminiumoxid-monohydrat (formel AlOOH) som beskrivs i den amerikanska patentskriften 2 915 475.

Många icke önskvärda avloppsvätskor, såsom från industri- anläggningar härrörande avloppsvatteneffluenter innehållande toxiska substanser men även effluenter från kommunala anläggningar för rening av kloakvatten, vilka vatten innehåller icke avlägsnade och icke önskvärda partiklar samt t.o.m. små kvantiteter upplösta toxiska substanser, släppes ut i närliggande floder och andra vattendrag, varigenom de förorsakar välkända allvarliga förore- ningsproblem, vilket är speciellt allvarligt i samband med dricks- vatten.

Hittills tycks granulerat aktivt kol vara den mest använda produkten för eliminering av detta problem, t.ex. genom ett av- lägsnande av lösliga och olösliga föroreningar. Vid nämnda behand- ling bringas dessa avloppsvatten att passera genom stora kolonner av detta aktiva kol inneslutet i vertikala cylindriska tankar, vilka t.ex. varierar från lO,7 till l5,2 dm i höjd gånger 5,7 dm eller liknande i diameter. Det kan i detta sammanhang nämnas att den erforderliga hastigheten för passage av avloppsvatten genom sådana kolonner innehållande aktivt kol i syfte att avlägsna t.ex. en trihalometan, såsom kloroform, kräver en uppehållstid av ca 45 minuter för vattnet från inloppet och till utloppet från cylindertanken. Tillverkarna av detta system rapporterar att uppe- hâllstiden för att från vatten avlägsna bensen är 55 minuter, BO 40 '7905929-*1 för fenol upp till 165 minuter och för klorerade aromatiska för- eningar ända upp till 2l timmar, för att man i vissa fall enbart skall uppnå 50%-ig reduktion.

Dessutom gäller att den användbara tid, under vilken det aktiva kolet kan adsorbera kloroform, inte är så lång som vore önskvärt mot bakgrund av kapitalinvesteringarna i tanken och den stora volym kol (sägs vara mellan ca 4 kr och ca 8 kr per kg) som erfordras för att fylla tanken samt behovet av att ha ytterligare en sådan tank tillgänglig för användning när den första avstänges för regenerering av kolet. Dessutom tillkommer ytterligare kost- nader för förbränning av de adsorberade organiska föroreningarna (från porerna i kolgranulerna), såsom genom regenerering i en multipelhärdugn, och även för kol som går förlorat vid regene- reringen. Sistnämnda förlust sägs av tillverkarna av systemet vara ungefär lO%, även om användarna rapporterar att dessa förluster är högre och att de i vissa fall uppgår till 50%.

Sådana kapitalkostnader i samband med installations- och regenereringsutrustning för systemet med granulerat aktivt kol har sagts innebära ett allvarligt problem. Ytterligare ett pro- blem, som har rapporterats i detta sammanhang, är problemet med bakterietillväxt på insidan av adsorptionsanläggningarna. Dess- utom är systemet med granulärt kol vid drift känsligt för kraftigt skummande vätska matad till systemet, och när kraftig vätskeström- ning uppträder alltför ofta, kan detta innebära att användningen av systemet omintetgörs.

Vid vissa industrioperationer krävs det att man avlägsnar partiklar av lågmikronstorlek eller t.o.m. sub-mikronstorlek. Ett antal syntetiska organiska_membran och ett oorganiskt membran finns tillgängliga för sådana filtreringar. De är emellertid rela- tivt dyrbara, såsom från ungefär 4 kr till ungefär 60 kr, och t.o.m. ännu mera, per 929 cmg, och dessutom krävs det i dessa fall mycket låg strömningshastighet. Sådana membranfilter tillverkade av exempelvis regenererad cellulosa, cellulosaacetat, eller bland- ningar av detta och triacetatet, cellulosaestrar och av polyvinyl- klorid är alltför dyra för användning vid behandling av av- loppseffluentströmmar från industriella anläggningar. Användning av sådana membran vid ovanstående vätskebehandlingar får däïför sägas vara utcsluten av kostnadsskäl.

De nyligen introducerade hårda, icke~dammande, kolhaltiga. svarta sfäriska adsorptionsmedlen är mycket dyrbara (ca 110 kr fw ÉO 55 40 å7905929'1 É 4 per kg). De kräver dessutom drift i en kolonn med fast bädd, vilket involverar baktvättning för avlägsnande av utfiltrerade å suspenderade fasta material. De kan också regenereras genom be- handling med lösningsmedel som är blandbara med vatten och lös- É ningsmedel som icke är blandbara med vatten, ånga, syror eller É baser samt vid förhöjd temperatur med tillhörande högre kostna- I der.

Ovanstående brister och nackdelar med dessa bäddar av granulärt aktivt kol och svarta sfäriska kolhaltiga adsorptions- medel samt syntetiska membran elimineras genom de för vätskor av- sedda adsorptions- och filtreringsmattorna enligt föreliggande uppfinning, vilka ger avsevärda besparingar såväl i fråga om kost- nader som driftsbetingelser och tid. Regenerering undvikes däri- genom att deras låga pris gör att man i stället väljer att byta ut materialet.

Generellt gäller att den för vätskeanvändning avsedda adsorptions- och filtreringsmattan enligt uppfinningen är en våt- lagd, icke-vävd matris omfattande slumpvis anordnade, oregel- - bundet skärande och överlappande partiklar, innefattande: (i) cellulosafibrer i en mängd, som från början är tillräcklig för att ge våtstyrkan för matrisen under planvåtstegen vid fram- ställningen av mattan och för att mattan skall bibehålla sin integritet eller kontinuitet under de dragpåkänningar, vilka den är avsedd att utstå vid användning, och (ii) mikrobitar valda ur gruppen bestående av: (a) en expanderad, termoplastisk styrenpolymer, (b) en expanderad lägre polyolefin från polyeten till poly- metylpenten (dvs. polymeren av vilken som helst av homo- logerna från eten till metylpenten), såsom eten, propen, buten, penten, j (c) en sampolymer av propen med från ca 20 till ca 30 víktprocent eten, (d) en smältlegering av polyeten med upp till ca 10 viktpro- cent polystyren, och en smältlegering omfattande minst 50 viktprocent poly- propen och resten i form av en sampolymer av eten med upp till ca 30% (räknat på sampolymeren) av vinylacetat, och (f) en flexibel skummad polyuretan, varvid varje sådan polymer icke är skör i sin ursprungliga 40 79059294 expanderade form, och varvid mikrobitarna härledda däri- från är närvarande i en mängd som är tillräcklig för att förläna mattan den grad av porositet och den genomström- ningsnivå som erfordras för den tillämpning, där mattan skall utnyttjas, och där den eventuellt också kan inklu- dera någon av (iii) fibrerna av en fiberbildande polyetylentereftalatpolyester i åtminstone en mängd La') som tillsammans mod cellulosan bi- bringar mattan den våtstyrka som är nödvändig för att den skall kunna våtläggas och bibehålla tillräcklig mattstyrka genom 7 torkningssteget, och (b') som tillsammans med cellulosan gor tillräcklig draghällfasthet för att mattan skall kunna un- vändas för dess föreslagna användning, och under den mängd, vid vilken polyesterpartiklarna använda för framställning av mattan, börjar agglomereras vid blandning med de övriga beståndsdelarna vid formning av mattan, (iv) ett adsorptionsmedel valt ur gruppen (a") finfördelat aktivt kol i en mängd under den, vid vilken icke önskvärd dammbildning av finfördelat kol från mattan kan ske, g (b") diatomacéjord för att bidra som ytterligare beståndsdel tillsammans med mikrobitarna för att öka den önskade porosite- ten, och i en mängd under den, vid vilken icke önskvärd damm- bildning av diatomacéjord från mattan kan ske, och (c") nämnda kolloidala aluminiumoxid-monohydrat antingen ensamt eller tillsammans med det aktiva kolet och/eller företrädesvis tillsammans med diatomacéjorden. Blandníngar av två eller flera av dessa adsorptionsmedel kan införlivas i filtermattan.

För att man skall erhålla bästa möjliga nivå på bibehållen matrisintegritet i mattorna enligt uppfinningen är det synnerli- gen fördelaktigt att man som inledande steg vid framställning av mattan framställer cellulosafibrerna och mikrobitarna tillsam- mans i form av vad som kallas en sammald produkt ("oobeat") och vad som företrädesvis utgöres av ca en del mikrobitar och från ca en till ca två delar av cellulosafibrerna, såsom kommer att beskrivas mera nedan.

De för vätskeanvändning avsedda adsorptions- och filtre- ringsmattorna enligt uppfinningen kan användas (a) vid filtrering av många olika typer av vätskemedia innehållande varierande mäng- der och storlekar av olika enskilda partiklar och partikelformiga substanser (så länge som den flytande bäraren är inert gentemot ÉO 40 '7905929-1 6 mattans beståndsdelar) och (b) för behandling av sådana fly-i tande media och andra som saknar enskilda partiklar men som in- nehåller kolloidalt dispergerade partiklar och/eller substanser, som är upplösta vanligen och speciellt i låga koncentrationer (så liten mängd som miljondelar eller till och med miljarddelar) för adsorption från sådana vätskemedia de kolloi- dalt_dispergerade och/eller upplösta substanserna.

Sådana vätskor kan vara avloppseffluentströmmar, som släpps ut från en mångfald olika industrioperationer, i strömmar eller uppsamlingstankar i ett eller annat syfte eller från en mångfald kemiska operationer, där man använder vatten eller organiska lös- ningsmedel (inerta gentemot mattorna enligt uppfinningen) för be- handling i syfte att avlägsna partiklar eller kolloidalt disper- gerade eller lösta substanser och för att möjliggöra återanvänd- ning av den flytande bäraren.

En sådan mångfald olika tillämpningar kan kräva urval bland en mångfald olika kvalitativt och kvantitativt olikartade mattor.

Följaktligen är det svårt att ange ett specifikt haltområde för var och en av de båda grundläggande beståndsdelarna (cellulosan och polymermikrobitarna) i mattorna enligt uppfinningen eller för eventuella övriga beståndsdelar, vilka dessa mattor dessutom kan innehålla.

Det numeriska värdet för haltområdet för var och en av de olika komponenterna kan sålunda enbart anges i grova drag, varvid gäller att den funktion, som var och en av dem utövar vid fram- ställningen av mattan och dess avsedda användning, påverkar re- spektive möjliga minimi- och maximivärde för var och en av dem.

Cellulosan bör sålunda vara närvarande i en mängd, som är åtminstone tillräcklig för att mattans strukturella integritet eller kontinuitet skall bibehållas under framställningen från den inledande våtläggningen till mattan i torrt tillstånd samt för den användning, för vilken mattan är avsedd, och för att hålla el- ler rymma innehållet av partikelformigt material i mattan. Detta åstadkommas om cellulosan användes inom ett område av från ca 10% till ca 95 viktproccnt av mattans totala fasta material.

Mikrobitarna bidrar primärt till att förläna den färdiga mattan den önskade porositeten och till att hålla det partikel- formiga materialet införlivat i mattan. Mikrobitarna kan härvid utgöra från ca 2_till ca 90 viktprocent av mattans fasta bestànßdelar.

I syfte att bidra till att mattbanans integritet bibehålles 40 7905929-1 under vätläggningen samt till och genom torkningen och i färdigt tillstånd kan polyestcrn införlivas i en mängd av från ca 1% till viktprocent av den totala mängden av de fasta komponenterna i mattan. och mera effektivt i en mängd av ca 5% och ännu bättre i en mängd av ca 7%, räknat på nämnda totalmängd.

De finfördelade partiklarna av aktivt kol bör inte vara mindre än ca 1 um och inte större än ca 100 um och användes i en mängd av upp till ca 70 viktprocent av det totala innehållet av fast material samt under den mängd, vid vilken icke önskvärd dammbildning av kolpartiklar uppträder.

Diatomacéjord kan användas i en mängd av upp till ca 20% av det totala fastämnesinnehållet och under den mängd, vid vilken icke önskvärd dammbildning av dess partiklar sker.

Den sammalda produkten kallas så på grund av att den erhålles genom att man tillsammans maler bomullsfibrer och polymermikro- bitar i vatten i en malníngsholländare. En suspension av sammald produkt framställes, t.ex. genom omröring av 363,6 kg (torr basis) bomullsfibervåtband (erhållna från bomullslump såsom den som an- vändes vid papperstillverkning, med 1454,4 l vatten inneslutet i fibrerna) och 181,8 kg (torr basis) polymermikrobitar, t.ex. poly- styren (som 6% fast material innehållande Z848,5 1 bundet vatten) och satsning.av den omrörda blandningen av bcmullsfíbrer och poly- mermikrobitar i 13 354 l vatten i en papperstillverknings-malnings- holländare och genom att man fortsätter_omröríngen i ungefär 6 timmar. Härigenom dispergerar man i vattnet bomullsfibrerna och mikrobitarna fria från klumpar och klasar, samtidigt som de slumpvis och intimt blandas med varandra genom den uppbrytning av bomullsfibrerna som uppenbarligen ökar genom att mikrobitarna verkar på dem, varvid resultatet blir hopflätning av enskilda mikro- bitpartiklar med de sålunda utbredda fíbrillerna av cellulosan.

Polymermikrobitarna utmärkes av att de är (a) från ca 40 till ca 325/um långa och från ca 20 till ca 325/um breda, (b) från väsentligen fullständigt till helt och hållet fullständigt fria från intakta celler av de expanderade polymerstyckebitar, av vilka de framställdes, (c) i huvudsak utan någon enhetlighet ifråga om konturer för de enskilda mikrobitpartiklarna och (d) av en densitet från ca 85% av till ungefär väsentligen densamma som för den specifika oexpanderade polymer, av vilken nämnda expan- derade polymer har framställts.

Dessa mikrobitar framställes av s.k. styckebitar av de i 40 7905929-1 expanderad form förekommande termoplastiska och expanderade polymererna av styren och lägre polyolefiner (liksom även sampolymerer av dessa med andra monomerer eller smältlege- ringar med andra polymerer, vilket íllustrerats omedel- bart ovan) eller av böjliga skummade polyurctaner som utgångs- material.

Med "styckebitar" menas vilka som helst av de enskilda fririnnande formerna av vilken som helst av dessa styrenpolyme- rer och lägre polyolefiner, såsom (i) de olika storlekar av gra- nuler som erhålles genom skärning av respektive strängsprutade polymer i relativt korta bitar, som vanligen kallas pellets eller kristaller (såsom för en styrenpolymer) eller pellets eller kuber av en polyeten-polystyrenlegering eller -sampolymer, (ii) de olika storlekar av styrenpolymerpärlor som erhålles vid suspensionspoly~ merisation eller på annat sätt, såsom genom formning av de partik- lar som erhålles genom sönderdelning av vilka som helst av dessa olika polymerformer, (iii) s.k. "pulvriserat material" inkluderande grovmalen formad polymer eller spill eller annat avskrap av sådana polymerer av olika storlekar, t.ex. material som är 5,175 mm tjockt, 6,55 mm brett och 9,555 mm långt, och (iv) vilken som helst annan form av vilken som helst av dessa polymerer i liten storlek.

-Framställningen av och egenskaperna för böjliga polyure- tanskum beskrivs t.ex. i "Handbook of Foamed Plastics", Bender, Rene J., kapitel X, sid 175-256, Lake Publishing Corporation, Libertyville, Illinois, USA (1955), "Polyurethanesz Chemistry and Technology, Saunders & Frisch, kapitel V11, Del II, Intersoience Publishers, New York, N.Y., USA (1964), och "The Development and Use of Polyurethane Foams", Doyle, E.N., sid 255-256, McGraw Hill Book Company, New York, N.Y., USA (1971).

De böjliga polyuretanskum, som är användbara för framställ- ning av de skummade polyuretanmikrobitarna, bör företrädesvis I inte ha högre täthet än 96 g per liter, vilken täthet företrädes- -vis ligger inom området från ca 48 till ca 16 g per liter, samt uppvisar utmärkt återhämtningsförmåga efter 75% nedtryckning med approximativt mindre än 1% förlust i höjd (bestämd medelst American Society of Testing Materials D-1564-64T).

De böjliga polyuretanskummen erhålles inte i f0Ym av SfYCKe' bitar som styrenpolymererna och de lägre polyolefinerna utan snarare i form av sammanhängande skumblock som ett resultat av BO 40 '7905929-1 9 den reaktion som ger polyuretanen. Följaktligen rives eller tra- sas de skummade polyuretanblocken först sönder i styckebitar (t.ex. på samma sätt som när de beredes för användning som stopp- ning i olika produkter).

' De skummade polyuretanmikrobitarna beskrivs mera i detalj (såsom i den amerikanska patentansökningen 833 643 inlämnad den l5 september l977) såsom omfattande sönderbrutna och sammanhängan- .de strängdelar från intilliggande celler av det böjliga skummet, vilka strängdelar uppvisar praktiskt taget total frånvaro av in- takta celler och cellöppningar eller -fönster samt är tripodala partiklar med ben, som vanligen har olika längd, varvid sträng- delarna har krokliknande utskjutningar, intryckningar och räff- lor härrörande från förstöring av cellerna och cellfönstren i det böjliga skum, från vilket man utgår.

Mikrobitarna av expanderad termoplastisk, i expanderad form icke skör, styrenpolymer eller lägre polyolefin eller böjlig skum- mad polyuretan framställes genom desintegrering av respektive utgångsstycken av expanderad polymer i en maskin för finfördel- ning av material, såsom den som saluförs av Fitzpatrick Company (832 Industrial Drive, Elmhurst, Illinois 60120, USA) enligt de- ras "Bulletin nr 152 copyright 1968", varvid fasta brotschblad (vilka går under benämningen "Code DS225") ersätter de vanliga bladen eller andra finfördelningselement och är anordnade för ro- tation i finfördelningskammaren modell DASO6, vilka båda visas i sid 5 av nämnda "bulletin". Denna kammare är vätsketätt tillslu- ten, t.ex. med hjälp av ett lock, såsom visas i deras "Code M44D6" eller "Code MAÄÄD6" (övre halvan av sid 3 i deras "Bulletin l52").

Nämnda finfördelningskammare modell DASO6 är rektangulär i horisontellt tvärsnitt och har ett par motsatta, parallella, helt vertikala väggar integralt sammanfogade vid var och en av deras motsatta ändar medelst en separat vägg av ett par motsatta, verti- kalt krökta väggar, som var och en har sin konvexa sida vänd utåt. l6 identiska spjälformiga finfördelningsarmar är separat av- lägsningsbara men fast uppburna med sina baser tätt intill varand- ra och anordnade runt omkring samt låsta vid den drivande axeln samt mellan dess fria yttre fastsättningsändar. Dessa armar ut- breder sig radiellt från axeln (t.ex. 127 mm från dess axel till den yttre änden av varje arm), varvid den första av vardera fyra på varandra följande av dessa utbreder sig horisontellt mot en krökt vägg, den andra av dessa fyra utbreder sig vertikalt, den 40 7905929-1 tredje av dessa fyra utbreder sig mot den andra krökta väggen och den fjärde av nämnda fyra utbreder sig vertikalt nedåt.

Varje arm har rektangulärt tvärsnitt i ett plan som sträcker sig genom hela längden av axelns matematiska axel och av nämnda arm samt av varje arm som är förskjuten 1800 från densamma. Ytter- ändarna av varje arm möts i räta vinklar med dess två bredare si- dor (5,4 mm breda) och dess smalare eller slagsida (9,525 mm bred) vänd mot rotationsriktningen. Den smalare sidan möter också i rät vinkel de två bredare sidorna, vilka är parallella med varandra' under större delen.av sin bredd, och varvid den bakre tredje av dessa ytor avsmalnar mot varandra och slutar i den bakre ändens knivegg.

Varje fri ände av axeln sträcker sig genom respektive pack~ box då den närmar sig en av de båda parallella vertikala väggarna genom ett lager, som uppbäres på en respektive tapp fästad vid maskinens fundament och riktad utåt bort från respektive vägg. En drivtrissa är anordnad på varje ände av axeln sträckande sig utåt från respektive monteringstapp.

Bottnen av finfördelningskammaren är ett utbytbart skålfor- mat krökt galler, som är krökt konvext nedåt med en inre radie (från den matematiska axeln av drivaxeln) lika med längden av en finfördelningsarm plus 0,762 mm frigång. Gallrets totala rektangu- lära perifera öppning har sådana dimensioner och sådan form att det avlägsningsbart kan anordnas i vätsketätt förhållande med bottnen av finfördelningskammarens fyra väggar.

Gallret har i sicksack placerade rader av t.ex. cirkulära hål, som varierar i diameter t.ex. från 0,102 till ca 5,175 mm och som är anordnade tätt intill varandra med tillräckligt utrymme mellan hålen för att gallret skall hålla under driftsbetingelser.

Med undantag av inmatningstratten för inmatning av utgångs- material på ena sidan av kammarens lock är resten av nämnda lock krökt och konvext uppåt med en radie (från den matematiska axeln av drivaxeln) som är tillräcklig för att de roterande armarna skall ha en frigång av 0,762 mm från de inåtvända ytorna av ett flertal (t.ex. tre) för-sönderdelningsstänger (ca 20,32 cm långa och 6,35 mm breda), som skjuter ut 3,175 mm längs sin hela längd in i det inre av finfördelningskammaren och som är åtskilda från varandra och parallella med den matematiska axeln av drivaxeln.

Den valda drivtrissan på drivaxeln är kopplad via drivrem- mar som sträcker sig från en drivtrissa på en motoraxel och.kan 55 40 7905929-1 ll drivas med en hastighet av från ca 4700 till ca 8000 varv per mi- nut och mera effektivt från ca 5000 till ca 7500 varv per minut.

Framställningen av vilka som helst av polymermikrobitarna från utgångsstyckebitar av vilka som helst av respektive utgångs- polymerer illustreras i, men är ej avsedd att begränsas av, föl- jande framställningar av polystyrenmikrobitar: Exempel A - Mikrobitar från expanderadesträngsprutade polvstyren- pellets: 425 l av med expansionsmedel impregnerade, strängsprutade polystyrenpellets (kristall) expanderade till från ca 6,55 till ca 12,7 mm i huvudsak runda pellets med en bulktäthet av l2 g per li- ter finfördelades i en finfördelningsmaskin (såsom beskrivits ovan) utrustad med en inmatningsanordning med diametern 10,16 cm och längd 7,62 cm och ett krökt bottengaller med hål med diametern O,l0l6 mm.

Rotorn inställes på en hastighet av 6000 varv per minut, och matningsanordningen inställdes på en inmatning av de expande- rade polystyrenstyckena med en hastighet av 55,4 1 var 5 minut (dvs. ë25 l per timme). De expanderade polystyrenstycken, från vilka man utgick och vilka inmatades i inmatningsanordningen, utsattes för vätning med tillräcklig mängd vatten för att deras ytteryta skulle vara praktiskt taget fullständigt täckt. De på detta sätt vätta och expanderade polystyrenstyckena satsades kon- tinuerligt i matningsanordningen med en hastighet av 55,4 l var minut, under det att samtidigt vatten insprutades i finfördel- ningskammaren genom två sprutmunstycken med en diameter av 1,6 mm vid en hastighet av 7,57 1 per minut.

Blandningen av de expanderade polystyrenmikrobitar som läm- nade finfördelningskammarens gallerbotten uppsamlades i en öppen tank med en bottenavrinningsplugg, vari det fria vattnet sedimen- terade till bottnen och polystyrenmikrobitarna med det av dessa bundna vattnet (en andel av två delar mikrobitar till 98 delar vatten) steg till ytan av det fria vattnet på grund av den inne- slutna luften. Det fria vattnet tilläts avrinna till bildning av en återstod i form av en plastisk massa av de resulterande expan- derade polystyrenmikrobitarna i det vatten som var fysikaliskt bundet till desamma. Den plastiska massan vägde 255,15 kg och in- nehöll 5,l kg mikrobitar samt 250,05 kg vatten bundet av desamma. 27,24 kg av denna plastiska massa, placerad i en bomullspåse av dubbel tät väv, utsattes sedan för tryck till dess att 22,71 l 40 7905929-1 12 vatten hade avlägsnats. Ãterstående 4,08 kg innehållande 544 g expanderadepolystyrenmikrobitar torkades sedan i en öppen skål i en ugn, som hölls vid 45,33°C.

Mikrobitar av vilken som helst av de övriga användbara po- lymererna framställes genom att Exempel A upprepas och därvid er- sätter de polystyrenstyckebitar, från vilka man utgick, med så- dana av vilken som helst av dessa övriga användbara expanderade polymerer. Sålunda skall varje sådan upprepning av Exempel A, där man utgår från mikrobitar av vilken som helst annan användbar expanderad polymer, anses vara beskriven häri som ett separat exempel, varigenom man undviker att göra beskrivningen onödigt lång.

De för vätskeanvändning avsedda adsorptions- och/eller filt- reringsmattorna enligt uppfinningen och deras framställning illus- treras av men är ej begränsad till följande exempel, som utföres medelst metoden för framställning av vanliga handark såsom i pap- pcrsframställningslaboratorier genom användning av en vanlig form för handark (vilken form har en 20,3 cm lång bas och är 28 cm hög).

Exempel l ~ Matta av cellulosa och mikrobitar. 3,6 g (torr vikt) cellulosa i form av de tidigare beskrivna bomullsfibervåtbanden (från bomullslump) och 7,2 g (torr vikt) polystyrenmíkrobitar satsades i ungefär 2000 ml vatten i en bä- gare av rostfritt stål (med 3000 ml kapacitet) under omröring med en spiralblandare av laboratorietyp, till dess att en homogen dispersion erhölls (inom ca 5 minuter) som en jämn, mycket flyt- bar uppslamning. Denna uppslamning hälldes sedan snabbt i hand- arksformen, som redan innehöll ca 8000 ml vatten ovanför hand- arksgallret. Avrinningsventilen öppnades därefter, och vattnet- tilläts rinna ut till dess att inget fritt vatten fanns kvar ovan- på den formade mattan.

Handarksgallret innehållande den sålunda formade mattan lyftes därefter ut och bringades att passera över en vakuumspalt för avdragning av löst vatten från det inre av mattan. Därefter anordnades gallret med mattan mellan absorberande papper, 3 under gallret och 3 ovanpå mattan, och alltsammans pressades i en hydraulisk laboratorieplattpress till dess att tryckmätaren uppvisade ett värde av ca 409 kg. Mattan lossades därefter från gallret och placerades på en varmplatt-torkare vid l20°C, till dess att handarket erhöll konstant vikt.

En skiva med diametern 6 cm utskuren ur detta handark BO 7905929-1 13 spändes fast i ett Seitz-filter och vid ett vakuum av 58,1 cm Hg bringades destillerat vatten att passera genom skivan på 17 sekunder. 100 ml oklar, brun till ljusbrun, illaluktande slutlig effluent, som hade en grumlighet av 44 JTU (dvs.

"Jackson Turbidity Units") på en Hach-grumlighetsmätare, utmatad från en avloppsvattenbehandlingsanläggning från en stad filtre- rades därefter på motsvarande sätt genom samma skiva på 20,8 se- kunder. Detta filtrat uppvisade en grumlighet av 10 JTU (får an- ses vara klart, eftersom dricksvattnets grumlighet också är JTU).

Exempel 2 - Matta och polyester från Exempel l. 6,8 g cellulosa (från lump) och 5,4 g polystyr båda i form av en sammald produkt, och 0,84 g TREVl (identifieras ytterligare nedan) och 650 ml vatten omrördes i en Waring-blandare under l minut (vilket var tillräckligt för att en homogen dispersion skulle erhållas). 40 ml av uppslamningen från denna blandare blandades i 1500 ml vatten i bägaren av rost- mikrobitar, -polyester fritt stål med volymen 3000 ml under omröring med spiralblandaren.

Inom några sekunder var dispergeringen fullbordad till bildning av en jämn, mycket flytbar dispersion.

I bägaren av rostfritt stål och under det att dispersionen fortfarande hölls under omröring och var homogen samt under fort- satt omröring inblandades 0,3 g av polyestern och därefter till- sattes återstoden av den ursprungliga uppslamningen av cellulosa- lump, mikrobitar och polyester, och omröring av den fullständiga homogena uppslamningen fortsattes under några minuter. Denna upp- slamning hälldes sedan snabbt i handarkformen innehållande samma kvantitet vatten som i Exempel l, och en handarksmatta formades därefter och torkades såsom i nämnda exempel. Den torkade mattan var 0,64 mm tjock.

En skiva med diametern 6 cm utskuren ur denna matta fast- sattes i samma Seit -filter. 100 ml av en vattenbaserad lösning av färgämnet Ponsolbasblått (användes vid papperstillverkning) med en grumlighet av 100 JTU (med Hach-mätare) hälldes på skivan i filtret och filtrerades därigenom (under samma vakuum) på 90 sekunder. Grumligheten för filtratet var ll JTU (färglöst för ögat, anses klart på grund av att värdet ligger så nära 10 JTU som gäller för dricksvatten). 50 kv Ul 40 7965929-1 14 ~ Exemnel_5 - Matta från Exempel l plus polyester och aktivt kol.

Med hjälp av proceduren från Exempel 2 framställdes en matta genom att man satsade 6,8 g (lump) cellulosa, 5,4 g av mikrobitarn , 0,84 g av polyestern och 4,7 g finfördelat aktivt kol (NUCHAR S-N) under omröring i 650 ml vatten i Waring-blanda- ren under ungefär l minut till bildning av en homogen dispersion, som sedan bearbetades ytterligare såsom i Exempel 2 till_bildning av den slutgiltiga mattan innehållande dessa fyra komponenter. 100 ml av samma effluent från en avloppsvattensbehandlings- anläggning som användes i Exempel 2 filtrerad (under samma vakuum) genom en skiva med diametern 6 cm vilken skiva var utskuren ur denna matta och fastspänd i Seit -filtret, gav på 65,5 sekunder ett färglöst filtrat, som uppvisade en grumlighet av 6 JTU (på Hach-mätare).

Exempel 4 - Slutlig effluent från kraftmassa på mattan från Exempel 5 Det har länge ansetts vara mycket svårt att befria den mycket mörkbrunfärgade slutliga vattenbaserade effluenten från en kraftpappersmassaanläggning från dess icke önskvärda mycket mörkbruna färg, även om man på senaste tiden har börjat utnyttja ett förfarande där man utnyttjar en mycket stor yta och där kost- naderna är mycket höga. 100 ml av denna mycket mörkbrunfärgade effluent, som uppvisade en ursprunglig grumlighet av l50 JTU, filtrerades genom 5 tjocklekar av skivorna med diametern 6 cm utskurna ur ett handark framställt medelst proceduren från Exempel 5 från 5,4 g (lump) cellulosa, 2,5 g mikrobitar, 0,5 g polyester och 10 g finfördelat aktivt kol (är lika med 62,5% av det totala fastämnesinnehållet). Det resulterande filtratet från 100 ml av denna effluent dragen enom 5 skikt av skivorna med diametern 6 cm (fastsatta i Seit filtret och under samma vakuum), vilket tog 90 sekunder, gav värdet 5 JTU på Hach-grumlighets- mätaren. Detta filtrat bringades sedan att passera genom samma skikt av denna matta på 50 sekunder och uppvisade därefter ett grumlighetsvärde av 0.

Exempel_5 - Matta från Exempel 2 plus diatomacêjord.

En handarksmatta framställdes av 6,8 g cellulosa, 5,4 g mikrobitar, 0,84 g av polyestern, samtliga som i Exempel 2 och med förfarandet beskrivet däri, med den tillsatsen att man i dispersionen i bägaren av rostfritt stål inblandade 4,7 g diatomacêjord ("HIGH FLOW SUPERCEL"), och handarksmattan full- lO 40 7905929-1 bordades såsom i Exempel 2. lO0 ml av en vattenlösning av Ponsolbasfärgämnet med en grumlighet av 124 JTU bringades att passera genom en skiva med diametern 6 cm av denna matta satsat i Seit -filtret under samma vakuum, vilket på 130 sekunder gav ett filtrat, som uppvisade en grumlighet av 10 JTU (färglöst för ögat och sålunda klart) på Haoh-mätaren.

Följande exempel utfördes med pappersframställningssteg och pappersframställningsutrustning. i Exempel 6 - Matta av cellulosa, polvmermikrobitar, polyester, kol och diatomacêjord. _ I en pappersframställningsuppslagare (från E.D. Jones, Pittsfield, Mass., USA, nr BHI-LOW) innehållande 7570 l vatten samt utrustad med en s.k. defibrerande rotor (75 cm diameter), vilken roterade med 800 varv per minut, och cirkulerande rotor för att förhindra klumpbildning (diameter ll45 cm), vilken rotor rote- rade med 218 varv per minut, satsades 685,7 kg vått, blekt bom- ullshalvfabrikat (s.k. lumpfibrer i form av bomullsfibervàtband använda vid pappersframställning, 589,7 kg räknat på torr basis) vid ett ställe, där inledningsvis omröring skedde med hjälp av den cirkulerande rotorn för att förhindra klumpbildning och för att fortsätta i en cirkulär bana under en period av 10 minuter för dispergering som separerade fibrer i väsentligen klumpfritt tillstånd genom den defibrerande rotorn till en homogen uppslam- ning. Den resulterande uppslamningen pumpades sedan till malnings- holländaren med dess malningsvals (l82,9 cm diameter och 182,9 cm bredd) roterande med en hastighet av ll8.

I uppslamningen från denna malningsholländare inblandades 517,52 kg (torr basis) polystyrenmikrobitar som 12% av den totala vattenbundna produkten (innehållande 2528,5 1 vatten). Uppslag- ningen fortsattes i 10 minuter till bildning av en homogen bland- ning, som sedan pumpades till en (E.D. Jones Bertram) malnings- holländare med 5 bäddplåtar, som vardera var l04,2cm lång och ,66 cm bred och vardera med 19 stänger, som var 4,77 mm breda och 6,4 mm djupa samt åtskilda från varandra med ett avstånd av 12,7 mm. Den resulterande uppslamningen (innehållande 907,2 kg fast material) med en konsistens av 4,4% raffinerades med mal- ningsholländaren vid 90% tryck, till dess att uppslamningen upp- visade ett freenesstal av 500 (med hjälp av en Schopper-Riegler- -testanordning) på ca 6 timmar.

Dessa 208,2 l av uppslamningen i malningsholländaren över- }O 55 40 7905929-1 16 fördes sedan till malningskaret och blandades (med hjälp av två horisontella propelleromrörare med en hastighet av 305 varv per minut) med tillsats av 45 420 1 vatten under omröring. Till den resulterande utspädda suspensionen sattes sedan 43,56 kg halv- matt, med optiskt vitmedel försedd polyetylentereftalatpolyester som 1,27 cm långa fibrer (av 1,5 denier) spunna medelst en kon- ventionell smältprocess, med en speciell färdigyta kombinerbar med de flesta anjoniska, katjoniska eller non-joniska bindemedel (och bildande snabb och utmärkt dispersion med en mångfald till- förselsystem och tillsatsmedel) och en lösningsviskositet av 770 1” ao av 0,5 g upplagt i 50 m1 lösningsmedel (räknat 1 vikt- delar, 40 delar till tetrakloretan och 60 delar fenol) vid 25°C (lösningsviskositeten är viskositeten för polymerlösningen divi- derad med viskositeten för lösningsmedlet, varvid resultatet minskas med l och multipliceras med 1000); smältpunkt 48,67°C, icke-krympbar i kokande vatten samt brottöjning 45% (saluförd som TREVI 101, produkt från American Hoechst Corporation, Fibers Division, Spartenburg, South Carolina 29301). minuter efter tillsatsen av polyestern inblandades 115,4 kg diatomacêjordg§HI-FLOW SUPERCEL), 127 kg finfördelat aktivt kolsvart (NUCHA S-N, en produkt från Westvaco Corpora- tion, Covington, Va. 24426, USA) och även 445,2 kg av den raffi- nerade uppslamningen från malningsholländaren. Tillräcklig mängd vatten tillsattes därefter för åstadkommande av en konsistens av 0,58%. Därefter överfördes den homogena och ytterligare utspädda dispersionen till maskinkaret (användes vid papperstillverkning för att hålla råmaterial som skall matas till inloppslådan, från vilken dispersionen matas ut på planviramaskinen).

Från maskinkaret bringades den färdiga utspädda uppslam- ningen på sin väg till inloppslådan att passera genom en mäld- pump, som med 1170 varv per minut bringade uppslamningen att passera förbi en elektronisk i linjen liggande konsistensavkän- ningsanordning, som var utrustad för att sända en signal till en regleranordning, vilken i sin tur genom att sända ström till en pneumatisk omvandlare reglerar ventilen för utspädningsvattnet, vilken ventil är anordnad vid mäldpumpens sugpunkt, så att ven- tilen tillför eventuellt erforderligt utspädningsvatten innan uppslamningen passerar nästa konsistensavkännare.

Uppslamningen bringades sedan att passera förbi en i linjen liggande magnetisk flödesmätare, som var förenad med en magnetisk 40 7905929-1 17 strömomvandlare, vilken gav en signal till en regleranordning, vilken via ström till en aktivatoromvandlare aktiverade en flödesventil för reglering av flödet av uppslamning (vid en konsistens av 0,58%) till blandningspumplådan. Blandningspumpen, som arbetade med en hastighet av 1750 varv per minut och som var utrustad med organ för temperaturreglering, höjde temperaturen för uppslamningen till 48,500 och transporterade uppslamningen vid denna konsistens och temperatur genom en magnetisk flödes- mätare (liknande grindflödesmätaren) i en mängd av 340,7 1 per minut till en öppen Rice Barton-inloppslåda.

Därifrån fördelades uppslamningen, som passerade under skärstången till inloppslådan, med homogen spridning och homogent flöde över den i rörelse varande planviraduken, som uppvisade 78 strängar i rörelseriktningen och 50 strängar i tvärriktningen, och som var 18,47 m lång och 2,72 m bred, och uppslamningen ut- sattes för en maskinskakning från sida till sida med 160 slag per minut och 19,1 mm linjär rörelse per slagcykel.

Förutom medelst avrinning genom duken avlägsnades vatten från uppslamningen när duken bringades att passera över 5 st Rice Barton-suglådor (varvid 2 av dessa var anordnade nära guskpressvalsen och varvid de arbetade vid 7,62 cm Hg) och över sugguskpressvalsen vid en vakuum av 53,3 cm Hg. Uppslamning (med ca 30% torrhet) passerade från duken vid guskpressvalsen och fångades upp av en filt och transporterades genom en första vâtpress (arbetade pneumatiskt med ett tryck av 1,5 kg per cma) och fortsatte (vid 33% torrhet) genom en våtpress med bakvänd rotation och arbetande vid ett tryck av 2,2 kg per cm2. Uppslam- ningen erhöll härvid en torrhet av 38% och bringades sedan att passera in i den första ångupphettade torksektionen (utrustad med 8 Gardner-torkar), som var filtförsedd med Albany "Dri- -Screens" med den övre torktemperaturen vid 26000 och trumytans temperatur vid 65,500.

Banan fortsatte sedan till en liknande andra sektion om- fattande 6 sådana torkanordningar med likadana dukar och samt- liga utrustade med stationära Lodding-schaberblad och med en torkningstemperatur av 132°C vid ett ångtryck av en atmosfär.

Den färdiga matta, som lämnade sistnämnda torkanordningar (vid en torrhet av 94%), uppsamlades sedan på en mattuppsamlingsrulle.

Operationen, som utfördes med en banhastighet av 21,34 m per mi- nut, gav 765,8 kg färdig matta per timme, med 226 cm bredd och ._ _- - ._._..... _.__...-.__-....._.__...-........-..._...~........ lO ÉO 40 7905929-1 18 en vikt av 27,2 kg per 500 ark om 45,2 om x 55,9 om vardera.

Diatomacéjorden i mattorna enligt Exempel 5 och 6 (i) för- bättrar utfiltreringen av det fina partikelformiga materialet från dess suspension i en vätska filtrerad genom mattorna och (ii) deltar uppenbarligen i mindre omfattning än mikrobitarna då det gäller att förbättra strömningshastigheten. När mattorna är avsedda att användas vid filtrering av en vätska, där det huvud- sakliga syftet är att avlägsna fina partiklar och med en rimligt hög strömningshastighet, bör mattans innehåll av diatomacéjord ökas och möjligen t.o.m. upp till ca 50% av det totala fastämnes- innehållet.

Det kolloidala aluminiumoxid-monohydratet är böhmit med den kemiska strukturen AlOOH, ett vitt pulver som är disperger- bart i vatten till bildning av en stabil kolloid sol, varvid de slutliga partiklarna är fibrillära kristaller, som är från ca lOO till 1500 nm långa och har en diameter av ca 5 nm, vilket ur- sprungligen användes som emulger- och förtjockningsmedel.

Genom att man i mattorna enligt föreliggande uppfinning införlivar detta kolloidala aluminiumoxid-monohydrat, möjliggör man användning av mattorna för att avlägsna från vattenbaserade media lösta kromsyror eller dikromater, t.ex. sådana som finns i vattenbaserade effluenter från krompläteringsanläggningar. Denna användbarhet illustreras av, men är ej begränsad till, följande exempel.

Exempel I - Mätta innehållande kolloidalt aluminiumoxid-monohvdrat. (a) Handarkmattor innehållande det kolloidala aluminiumoxid~ -monohydratet framställdes under användning av proceduren från Exempel 2 av ett utgångsmaterial i form av följande: ,4 g sammald produkt i form av våtband (innehållande 6% vatten) 0,2 g av TREVI g poågstyrenmikrobitar (med en fastämneshalt av 13/0 g kolloidalt aluminiumoxid-monohydratpulver, och g pulvriserat kalciumkarbonat.

I vissa utgångsmaterial, där kalciumkarbonatet saknas, har det våta handarket en tendens att fastna vid duken (i handark- lådan). Denna tendens elimineras genom att man införlivar en mängd av kalciumkarbonatet som är tillräcklig för att förhindra vidhäft- -polyestern, ningen. lO 40 7905929-1 En lösning innehållande 120 miljondelar (ppm) kalium- dikromat i destillerat vatten uppvisade en grumlighet av 72 JTU (bestämd med hjälp av Hach-grumlighetsmätare) baserat på den tabell som beskrivs mera nedan. 100 ml av denna dikromatlösning filtrerades genom en skiva med diametern 6 om (utskuren ur handarket) av mattan enligt detta exempel fasthållen i ett Seitz-filter (såsom beskrivits i det stycke som omedelbart föregår Exempel 2) på 55,2 sekunder. Först erhållna 80 ml filtrat såg färglöst ut för ögat och uppvisade en grumlighet av 30 JTU på grumlighetsmätaren. Vid filtrering av detta filtrat genom samma skiva uppvisade det nya filtratet, som erhölls på 37,2 sekunder, också värdet 30 JTU.

Ytterligare 100 ml av nämnda lösning bringades att passera genom två av samma skivor samtidigt, vilket krävde 115 sekunder, varvid man erhöll 'ett synbarligen färglöst filtrat med värdet JTU.

På motsvarande sätt filtrerades 100 ml av nämnda lösning genom en liknande skiva av Whatma nr 5-filterpapper, vilket gav ett färgat filtrat med grumlighetsvärdet 70 JTU.

När på motsvarande sätt 100 ml destillerat vatten filtrera- des genom en sådan skiva av det kolloidala aluminiumoxid-mono- hydratet krävdes 55,1 sekunder för passage.

Motsvarande filtrering av lOO ml av denna dikromatlösning genom tre av dessa skivor samtidigt gav på 260 sekunder ett filtrat med grumlighetsvärdet 19 JTU. När sedan detta filtrat bringades att passera genom samma tre mattor på 130 sekunder, er- hölls ett filtrat med värdet 10 JTU. (b) En annan matta framställdes utgående från samma utgångs- material som för avsnitt (a) enligt detta exempel, med undantag av att mängden kolloidalt aluminiumoxid-monohydrat ökades till g. 100 ml av en lösning av 110 ppm kaliumdikromat i vatte filtrerades på samma sätt genom två skivor samtidigt i Seitz~ -filtret. Först erhållna 80 ml var klara och färgfria, och sist erhållna 20 ml filtrat uppvisade värdet 16 JTU. Totaltiden var 151,5 sekunder. (o) I Jämförelsesyfte filtrerades 100 ml lösning innehållande 138 ppm kaliumdikromat i destillerat vatten (med värdet 90 JTU) genom en skiva med diametern 6 om av mattan från Exempel 6 inne- hållande aktivt kol under 21,5 sekunder, vilket enbart gav en färgreduktion till 74 JTU. När filtratet bringades att passera U'| 40 7905929-1 genom samma skiva, reducerades färgen endast till 72 JTU.

Det är svårt att ange något specifikt område beträffande halten kolloidalt aluminiumoxid-monohydrat i de olika mattor som omfattas av föreliggande uppfinning, eftersom det acceptabla d effektivitetsområdet varierar beroende på skillnader ifråga om naturen av de grundläggande fasta beståndsdelarna i mattan liksom även med förändringar ifråga om innehållet av eventuella andra fasta material som införlivas i mattan.

Följaktligen uttryckes andelen kolloidalt aluminiumoxid- -monohydrat bäst i generella ordalag som den kvantitet som är till- räcklig för att effektivt avlägsna från ett vattenbaserat medium en acceptabelt signifikant andel av det icke önskvärda oorganiska material, såsom kromsyra och/eller vilka som helst dikromater, som finns i vattnet. Föreliggande indikation är att en matta enligt uppfinningen innehållande det kolloidala aluminiumoxid-monohydra- tet i en omfattning av från ca 28 till ca 44%, och optimalt ca 50,5%, av det totala fasta materialet i mattan ger en signifikant användbar reduktion av kromsyra- och/eller dikromatinnehållet i vattenbaserade media.

Den ovan omtalade tabellen för varierande mängder kalium- dikromat i destillerat vatten erhölls genom att man tog separat respektive koncentrationer av detta och bestämde med hjälp av grumlighetsmätaren JTU-värdet för var och en av koncentrationerna, vilket resulterade l följande tabell: 158 ppm i lösning gav 90 JTU 49 ' 48 “ U H 18 I! I! 9 H H H 6 II _ 3 H 4 ll . I Man kan visuellt detektera en ljusgul nyans i lösningen in- nehållande 5 ppm av kaliumdikromatet och uppvisande ett värde av 6 JTU. För lösningen innehållande endast 3 miljondelar av detta dikromat, vilket ger en avläsning av 4 JTU, verkar emellertid lös- ningen färglös för ögat, vilket även gäller för en lösning inne- hållande l ppm.

Cellulosafibrerna använda i Exemplen l-3, 5 och 6, såsom vid framställning av den sammalda produkten, var bomullsfibrer såsom i deras form som bomullsfibervåtband från lump, vanligen innehållande från.ca 80% till ca 6% vatten på grund av den ekonomi som ligger i att göra på detta sätt. Cellulosafibrer från vilken som helst annan l5 \\.' C) 55 40 gvøossze-1 21 praktisk bomullsfiberkälla kan användas ooh t.o.m. från bomulls- linters liksom även från trämassa, såsom den som användes vid framställning av skrivpapper. Vilka som helst av dessa kan an- vändas i torrt tillstånd när de är tillgängliga i denna form el- ler önskas i denna form av någon speciell anledning. Sålunda kan bomullsfibrerna i vilket som helst av dessa exempel liksom även i vilka som helst av de nedan angivna modifikationerna ersättas helt eller delvis av cellulosafibrer från vilka som helst av de övriga användbara källorna, och varje sådant exempel får anses ingå häri' som ett fullständigt exempel, varvid de har utelämnats enbart i syfte att undvika en alltför lång beskrivning.

Polystyrenmikrobitarna från Exemplen l-5, 5 och 6 kan er- sättas helt eller delvis av sådana från vilka som helst av de övriga användbara polymererna, nämligen expanderade termoplastiska styrenpolymerer eller lägre polyolefiner eller böjliga polyure- taner, vilka vardera icke är sköra i expanderad form. Sålunda får varje sådan upprepning av Exemplen 1-5, 5 Och 6, där de expande- rade polystyrenmikrobitarna sålunda ersättes på angivet sätt, an- ses förekomma häri som ett fullständigt exempel, varvid syftet är att undvika en alltför lång beskrivning. De lägre polyolefinerna från polyeten till polymetylpenten inkluderar även polypropen och polybuten.

I vilket som helst av Exemplen l-6, och i vilken som helst av de ovan angivna modifikationerna av dessa, kan mikrobitarna tillhandahållas med vilken som helst mängd vatten som ingår i dessa. Mikrobitarna kan i dessa exempel användas tillsammans med varierande mängder vatten innehållet däri, eftersom mikrobitarna är lättillgängliga i denna form oc sålunda därför är billigare.' westvaco's aktiva kol NUCHAÉÉS-N, som förekommer i Exemplen , 5 och 6, kan ersättas med vilket som helst annat aktivt kol från Westvaco. Om mattan t.ex. kall användas för adsorption av fenol, skulle Westvacos NUCHA N-A (som ger ett surt tvättvatten vid tvättning i vatten) vara fördelaktigt, eftersom denna syra- kvalitet ger högre adsorptlon av fenol. NUCHAR S-N ger ett neutralt tvättvatten.

Vilken som helst av dessa båda kvaliteter av aktivt kol kan ersättas med vilke om helst av de övriga tillgängliga kolmate- rialen, t.ex. DARCO, som saluförs av I.C.I. (USA) Ltd., och pro- dukten NORIT, som saluförs av American Norit Co. Barneby-Cheneys aktiva kol från pekannötskal är synnerligen effektivt, t.ex. vid 50 40 '7905929-1 22 adsorption av svaveldioxid från en gasström, där det uppvisade mycket större adsorptionskapacitet än ett aktivt kol från en annan källa. Vilket som helst annat gasadsorberande aktivt kol från olika källor, t.ex. träkol, stenkol, petroleumdestillations- återstoder eller andra nötskal, kan användas. Sålunda skall vart och ett av Exemplen 5, 5 och 6 anses utskrivna till fullo med det aktiva kolet ersatt med vilket som helst av dessa övriga aktiva kol.

Mattorna enligt Exemplen l-5 och 5 kan framställas i stor volym (t.ex. kommersiell produktionsbasis) med hjälp av en pappers- framställningsoperation liknande den som användes i Exempel 6 med lämpliga erforderliga förändringar, där man varierar (i) antalet väsentliga komponenter såsom de uppträder i Exemplen 1-3, 5 och 6, och (ii) den valda specifika komponenten av var och en av de en- skilda väsentliga komponenterna, och (iii) proportionerna av var- dera, allt mot bakgrund av den speciella användning som gäller för den avsedda mattan. Vissa inledande lättillgängliga experiment kan erfordras, vilket innefattar framställning av vissa handark för bestämning av exempelvis banans eller mattans integritet, drag- hållfasthet och strömningshastighet.

Mattan från Exempel 2 tillät dubbla flödeshastigheten (dvs. krävde halva tiden) i förhållande till 5 ark filterpapper av typ Whatman nr 5, genom vilket filterpapper 100 ml Ponsolfärg- ämneslösning passerade på 196 sekunder, och dess filtrat uppvisade en grumlighet av ll JTU.

En lösning av 175 miljondelar (dvs. ppm) kloroform i destillerat vatten framställdes och drogs med hjälp av vakuum ge- nom en skiva med diametern 9 cm (65,62 cm2) av mattan från Exempel 6 på en Büchnertratt. Analys av filtratet visade att det innehöll endast 35 ppm kloroform - en reduktion på 80% efter en enda passage genom ett enda skikt av mattan. Därefter filtrerades också det på konventionellt sätt behandlade vattnet innehållande 57 miljarddelar (dvs. ppb) kloroform från ett kommunalt re at vatten genom en skiva med diametern 6 cm (placerat i Seit filtret) av mattan från Exempel 6. Filtratet visade att kloroformhalten hade reducerats till 5 ppb.

Följande filtreringsförsök utfördes vardera separat medelst vakuumfiltrering genom respektive skivor med diametern 9 cm av mattan från Exempel 6 uppburen på en Büchner-tratt.

Den grumliga, ljusbrunfärgade takonitavfalleffluenten l5 55 40 7995929-1 23 innehållande partiklar av amfibolasbest från ett gruvbolags drift gav ett klart filtrat, som uppvisade 99,5%-igt avlägs- nande av asbestpartiklarna. ' Den grumliga, gula, illaluktande vattenbaserade avfalls- effluenten innehållande 250 ppb polyklorerad bifenyl (PCB) från en industrianläggning gav ett filtrat med endast l ppb av nämnda PCB.

Vatten innehållande polynukleära aromatiska kolväten (dvs. PAH) från en färgerianläggning uppvisade efter filtrering 50%-ig reduktion av PAH.

En vattenlösning iordninggjord för att innehålla lO ppm fenol uppvisade efter filtrering 70%-ig reduktion av fenol.

Var och en av följande vattenbaserade strömmar filtrera- des separat genom en filterpress med cirkulära plattor med dia- metern 30,5 cm samt ramar, vilken press innehöll l0 plattor som vardera var täckta med en matta från Exempel 6 med diametern ,5 amg. En ström av opakt, brunt, illaluktande vatten direkt från Mississippifloden gav efter filtrering ett klart, färglöst och luktfritt filtrat, som uppvisade 99,5%-ig reduktion av kolibakterier och även 62%-ig reduktion av TOC.

Brunnsvatten innehållande oidentifierat slam och använt som matarvatten till en kokare i en industrianläggning (vilket vatten dagligen nedsmutsade jonbytarbädden) gav ett fullständigt klart, färglöst och luhritt filtrat (med 90,8 l per minut) kon- tinuerligt under ett 24 timmar långt filtreringsförsök utan någon nämnvärd reduktion av strömningshastigheten.

En färgad, grumlig och illaluktande vattenbaserad effluent- ström innehållande bensen, bensaldehyd, toluen och andra blandade aromatiska föreningar med en total halt av organiskt kol av 2320 ppm uppvisade efter en enda passage genom filterpressmattorna fullständigt avlägsnande av färg, grumlighet och lukt och en re- duktion av TOC-nivån till 256 ppm. å En mycket oklar, grumlig och illaluktande vattenbaserad effluent från en pappersmassafabrik, vilken effluent innehöll mycket fina bomullsfibrer och kolloidala substanser, gav ett filtrat i form av ett kontinuerligt klart, färglöst och luktfritt vatten.

Vatten från en swimmingpool med en grumlighet, som innebar att man inte kunde se bottnen på poolen, gav vid en testfiltrering med 189 l per minut kontinuerligt vatten, som konstant var till- BO 40 7905929-1 24 räckligt klart för att man skulle kunna se bottnen på poolen och som krävde endast hälften av den tidigare använda kvanti- teten klor. 7 Andra organiska substanser, som kan adsorberas från av- loppsvatten med hjälp av mattorna enligt uppfinningen innehål- lane aktivt kol, är sådana aromatiska kolväten som xylen, nafta- len, antracen, klorerade aromatiska kolväten, såsom klorbensen, polyklorerade bifenyler, fenoler såsom kresol, resorcinol och polyfenyler såsom tanniner och ligniner, triklorfenol, penta- klorfenol, högmolekylära alifatiska syror och aromatiska syror såsom tjärsyror, bensoesyra, 2,4-diklorbensoesyra, högmolekylära alifatiska aminer och aromatiska aminer såsom anilin, tcluen- diamin, högmolekylära raka och grenkedjiga kolväten och klorerade kolväten såsom bensin, kerosen, koltetraklorid, perkloretylen, och högmolekylära ketoner, estrar, etrar och alkoholer såsom hydrokinon och polyetylenglykol.

Ett 100 ml prov av grumligt vitt tvättvatten från ett mejeri, vilket vatten uttogs vid en punkt före behandlingen, uppvisade en grumlighet av 155 JTU. Detta vatten filtrerades ge- nom en dyna omfattande två skivor med diametern 6 om av (a) en matta framställd i enlighet med proceduren från Exempel 5 av 6,8 g cellulosa, 4,6 g polystyrenmikrobitar, 0,85 g polyester och 4,6 g aktivt kol, en sådan skiva av (b) en matta framställd medelst samma procedur som för mattan (a) men med 15 g aktivt kol, och en skiva av (c) en matta framställd medelst samma procedur men av 5,4 g cellulosa, 2,9 g mikrobitar, 0,45 g polyester och 7,1 g aktivt kol. Filtratet var efter 99 sekunder klart och färg- löst och hade en grumlighet av 5 JTU.

Ett andra prov uttaget samtidigt från den tidigare effluen- ten var, efter det att det hade passerat genom vattenbehandlings- steg inkluderande biologisk bädd, sedimenteringsbassäng och klo- rering, grumligt och brunt med skarp klorlukt och uppvisade en grumlighet av 170 JTU på Hach-mätaren. 100 ml av detta prov fil- trerades genom en dyna omfattande två av skivorna av ovanstående matta (b), en skiva av mattan (a) och en skiva av mattan (c).

Filtratet, som erhölls efter 145 sekunder, var klart, färglöst och luktfritt och uppvisade en grumlighet av 5 JTU. o 100 ml starkt gulfärgat vatten innehållande 75 ppm 2,4-di- nitrofenol och med en grumlighet av 90 JTU bringades att passera genom två skivor med diametern 6 cm utskurna ur en matta omfattande lO 7905929-1 6,8 g cellulosafibrer 4,6 g polystyrenmikrobitar, 9,4 g aktivt kol och 6,8 g TREVIRA-polyester. Filtratet,som erhölls på 24 se- kunder, var färglöst (5 JTU). lOO ml starkt gulfärgat vatten innehållande 75 ppm av herbiciden 2-metyl-4,6-dinitrofenol och med en grumlighet av 75 JTU bringades också att passera genom två skivor med diametern 6 om med samma uppbyggnad som den just ovan beskrivna. Filtratet, som erhölls på 24,8 sekunder, var också färglöst (5 JTU).

Uttrycket "platta våta tillstånden",vilket förekommer i samband med våtstyrkan för matrisen i krav l och i motsvarande delar av beskrivningen, avser de steg av framställningen av matrisen där den bildas på planviraduken och överföres på en filt genom pressarna för urpressning av vatten och därefter över på torkningstrummorna för att fullborda torkningen (t.ex. såsom be- skrivs i Exempel 5).

Den diatomacêjord, som införlivas i mattorna enligt uppfin- ningen, såsom ovannämnda"HI-FLOW SUPERCE Ü är den finfördelade kiselguren. Även om uppfinningen har beskrivits i samband med detaljer för vissa utföringsformer, är det underförstått att olika utbyten eller modifikationer kan göras inom uppfinningens ram, såsom denna definieras genom patentkraven.

Claims (11)

7965 929 - 1 _ z ß PATENTKRAV

1. Våtlagd, icke-vävd, glasfri filtermatta för av- lägsnande av partikelformiga, kolloidala eller upplösta sub- stanser från en vätska innehållande desamma, k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar, räknat på fastämneshalten för nämnda matta: (A) från 10 till 95 procent av slumpvis anordnade, oregelbundet skärande och överlappande cellulosafibrer, _ (B) från 2 till 90 procent polymermikrobitar, vilka är _ (i) mikrobitar framställda av en expanderad, termoplas- tisk polymer vald bland (a) en styrenpolymer, (b) _ en polvolefin, som är polymeren av en eteniskt omåt- tad kolvätemonomer vald bland eten, propen, buten och metyl- pcnten, _ (c) en smältlegering av polyeten med upp till 10 vikt- procent polystyren, 7 (J) en sampolymer av propen med från 20 till 30 vikt- procent eten, och (e) en smältlegering omfattande minst 50 viktprocent polypropen, varvid återstoden utgöres av en sampolymer av eten med upp till 30 viktprocent, räknat på nämnda sampolymer, av vinylacetat, eller W (ii) mikrobítar av en böjlig skummad polyuretan, varvid U var och en av nämnda polymerer är icke-skör i expanderad form, och varvid nämnda polymcrmikrobitur är 1 huvudsak fullständigt fria från intakta celler av den expanderade polymer, från vilken de är framställda; samt att den eventuellt innefattar: (C) från 1 till 10 procent polyetylentereftalatfibrcr eller (D) ett adsorptionsmedel valt ur gruppen bestående av: (a") [ínfördelat aktivt kol i en mängd av 70 procent eller mindre; (b") diatomacéjord i en mängd understigande den, vid vilken icke önskvärd dammbíldning av diatomacéjord från mattan kan ske; (c"] kolloidalt aluminiumoxid-monohydrat i en mängd, som är tillräcklig för att från ett vattenbaserat medium av- 7905929-1 2? lägsna en signifikant andel av eventuell kromsyra, upplösta dikromater och kromsyrasalter närvarande i nämnda medium, eller en kombination av två eller flera av dessa adsorptions- medel.

2. Filtermatta enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att cellulosafíbrerna och polymermikrobitarna föreligger i form av en s.k. sammald produkt innehållande en del poly- mermikrobitar och från en till två delar cellulosafíbrer.

3. 'Filtermatta enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att det också är närvarande fibrer av ett fiberbildande polyetylentereftalat.

4. Filtermatta enligt något av kraven 1-3, av att det också är närvarande finfördelat k ä n n e - t e c k n a d aktivt kol.

5. Filtermatta enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d av att det också är närvarande diatomacéjord. o.

6. Filtermatta enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att den innehåller kolloidalt aluminiumoxid-mono- hydrat. _

7. Filtermatta enligt något av kraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a d av att mikrobitarna är bitar av en styrenpolymer.

8. Filtermatta enligt krav 7,' k ä n n e t e c k n a d av att mikrobitarna är bitar av en polystyren.

9. Filtermatta enligt något av kraven 1-6, av att mikrobitarna är bitar av en polyolefín. k ä n n e t e c k n a d k ä n n e - t e c k n a d

10. Fíltermatta enligt krav 9, av att míkrobitarna är bitar av polyeten.

11. Filtermatta enligt något av kraven 1-6, t e c k n a d k ä n n e - av att mikrobitarna är bitar av en polyuretan. 7905929-1 SÅMANDRAG Icke önskvärda avloppsvatten, t.ex. från industrianlägg- ningar härrörande effluenter innehållande toxiska substanser men även effluenter från kommunala reningsanläggningar, inne- hållande icke avlägsnade oönskade partiklar och t.o.m. små kvan- titeter lösta toxiska substanser släppes ut i näaliggande floder och andra vattendrag, varigenom de förorsakar allvarliga miljö- problem, speciellt i samband med dricksvatten. Enligt uppfinningen åstadkommes filtermattor, vilka elimi- nerar detta problem och vilka omfattar en våtlagd, icke-vävd matris med slumpvis anordnade och oregelbundet skärande och över- lappande cellulosafibrer, som är blandade i form av en sammald produkt med mikrobitar av en expanderad, termoplastisk styren- polymer eller lägre polyolefin eller av en böjlig skummad poly- uretan, varvid blandningen också kan innehålla en eller flera av följande substanser: fiberbildande polyetylentereftalatpoly- esterfibrer, finfördelat aktivt kol, diatomacêjord och kolloidalt aluminiumoxid-monohydrat.