DE1300507B

DE1300507B - Verfahren zur Erhoehung des Feststoffgehalts von Schlaemmen

Info

Publication number: DE1300507B
Application number: DER34754A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard; Markert
Original assignee: Roehm and Haas GmbH
Current assignee: Roehm and Haas GmbH
Priority date: 1963-03-22
Filing date: 1963-03-22
Publication date: 1969-08-07
Also published as: BE645575A; GB1049803A; FR1385206A; NL6402322A

Description

Zur Klärung von Suspensionen feinstverteilter Fest- setzen, die entgegengesetzte Ladungen aufweisen. Die

stoffe ist schon eine Reihe von Maßnahmen beschrie- Reihenfolge ist dabei ohne Bedeutung,

ben, die jedoch bis heute noch nicht in allen Fällen zu Eine beträchtliche Verbesserung des Effekts wird

einem befriedigenden Erfolg geführt haben. So ist demgegenüber erzielt, wenn zwei Schlämme, von z. B. die Reinigung von Indusrieabwässern mit großen 5 denen der eine mit einem Polykation und der andere

Schwierigkeiten verbunden, da solche Abwässer viel- mit einem Polyanion behandelt wurde, vereinigt

fach Schwebstoffe in äußerst feiner Verteilung und ge- werden. Beispielsweise kann ein Teil des zu reinigenden

ringer Konzentration enthalten, so daß bei der Sedi- Schlammes von der Hauptmenge abgetrennt, mit

mentation Schlämme mit einem sehr niedrigen Fest- einem Polyelektrolyten versetzt und dem anderen Teil, stoffgehalt von z. B. nur 1 bis 2 °/₀ entstehen, die für io der zuvor mit einem entgegengesetzt geladenen PoIy-

eine weitere Aufarbeitung durch Filtration od. dgl. elektrolyten behandelt wurde, wieder zugefügt werden,

nicht geeignet sind. Die bekannten Maßnahmen, um Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der

voluminöse Niederschläge in absetzbare oder filtrier- zuletzt genannten Arbeitsweise besteht darin, dem mit

bare Form zu überführen, wie z. B. der Zusatz starker einem Polyanion bzw. Polykation versetzten Schlamm Elektrolyte, das Arbeiten bei erhöhter Temperatur oder 15 eine kleine Menge einer gut sedimentierenden Disper-

das Abscheiden des Feststoffs im elektrischen Feld, sion von z. B. Eisenoxyd oder Zement, die mit dem

versagen in vielen Fällen oder sind nicht durchführbar. entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten beladen

Auch Zusatz von Polyanionen oder Polykationen be- ist, zuzuführen.

schleunigt zwar die Sedimentationsgeschwindigkeit, In allen beschriebenen Fällen ist eine Erhöhung des erhöht jedoch selten den Feststoffgehalt des Schlammes. 20 Feststoffgehalts, d.h. eine Verdichtung des Schlam-

Es wurde nun gefunden, daß man den Feststoff- mes, bei der zuletzt genannten Arbeitsweise auf 60°/₀ gehalt von Schlämmen wesentlich erhöhen und dadurch des ursprünglichen Volumens, zu verzeichnen, eine gute Abtrennung erzielen kann, wenn man eine Es besteht auch die Möglichkeit, das Verfahren konkombinierte Behandlung der Schlämme mit entgegen- tinuierlich durchzuführen, indem man an verschiedenen gesetzt geladenen Polyelektrolyten durchführt. 35 Stellen längs des Leitungsweges des Schlammes nach-

Unter Polyelektrolyte sollen Makromoleküle ver- einander Polyanionen und Polykationen zuführt und

standen werden, deren funktionelle Gruppen entweder den Schlamm in einem der üblichen Klärbehälter,

in wäßriger Lösung durch Dissoziation hochmoleku- dessen Größe und Ausführung durch Zusammen-

lare Anionen oder Kationen bilden oder aber auf Setzung und Menge der Flüssigkeit bestimmt wird,

Grund ihrer Polarität mit Ionen, hier speziell Poly- 30 abscheidet. Der noch pumpfähige Schlamm kann nach

anionen und -kationen, in Wechselwirkung treten einem der bekannten Verfahren entwässert werden,

können. Die Auswahl der geeigneten Polyelektrolyte bzw.

Als Polyanionen kommen in Frage Alkali- und Am- deren Menge kann durch einfache Vorversuche in

moniumsalze polymerer Säuren, z. B. der Acrylsäure, Meßzylindern ermittelt werden, in die man gleiche

Methacrylsäure, Maleinsäure, Itakonsäure, Vinylsul- 35 Volumina an Proben mit verschiedenen Polyelektro-

fonsäure, Styrolsulfonsäure oder von (Meth)-acryl- lyten bzw. verschiedenen Mengen derselben gibt und

säureestern von Hydroxyalkansulfonsäuren bzw. von die Höhe des Sediments beobachtet. Je niedriger und

Methacrylsäureamiden von Aminoalkansulfonsäuren, kompakter sich dieses absetzt, desto besser ist der

ferner Copolymerisate der genannten Verbindungen Effekt.

mit Styrol, Vinylestern, Vinyläthern, Acryl- und Meth- 40 Das neue Verfahren vergrößert nicht nur die Dichte,

acrylsäureestern, -amiden und -imiden, Acryl- und sondern beschleunigt auch die Absetzgeschwindigkeit.

Methacrylsäurenitril oder von verseiftem Polyacryl- Es ist besonders geeignet zur Abscheidung von Ab-

nitril. wasserschlämmen, Eisensulfidschlämmen, wie sie z. B.

Als geeignete Polykationen seien erwähnt Polymeri- in der Lederindustrie anfallen, oder Metallhydroxidsate bzw. Mischpolymerisate von gegebenenfalls qua- 45 schlämmen sowie zur Klärung von Suspensionen feinternisierten Aminoalkylestern der Acryl- oder Meth- verteilter Mineralien u. dgl. Ferner ist es anwendbar acrylsäure, z. B. ^-Dimethylaminoäthylmethacrylat- zur Abtrennung von Schwebstoffen jeglicher Art, hydroacetet, Methacrylsäure - β - trimethylammonio- selbst in geringster Konzentration, aus z. B. im Kreisäthylesterchlorid, weiterhin Vinylammoniumchlorid, lauf geführtem Heiz- oder Kühlwasser. Die nach-4 - Vinyl - N - methylpyridiniumbromid oder Vinyl- 50 stehenden Beispiele zeigen einige Ausführungsformen pyridiniumhydrochlorid. des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Als hochmolekulare Verbindungen mit polaren

Seitengruppen, die mit Polyanionen bzw. -kationen Die verwendeten Polyelektrolyte können durch fol-

in Wechselwirkung treten, eignen sich vor allem Homo- gende Monomerenzusammensetzungen charakterisiert

und Mischpolymerisate des Acryl- und Methacryl- 55 werden:

bemerkenswert ist, daß bei dem neuen Verfahren ^τ Methacrylsäure und Dimethacrylimid (40/60)

auch solche Polyelektrolyte mit Erfolg eingesetzt (Ammoniumsalz)

werden können, die für sich allein, getrennt angewandt, π Methacrylsäure und Methylmethacrylat (65/35)

keine Flockungswirkung zeigen. 60 (Natriumsalz)

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen

Ausführungsarten angewandt werden. Das wesent- HI n-Propylmethacrylat-y-sulfonsäure (Natriumsalz)

Hche, allen gemeinsame Merkmal besteht darin, daß _IV £__Di_methylaminoäthylmethacrylat und Meth-

Polyanionen und Polykationen getrennt voneinander acrylsäure-iS-trimethylammonioäthylester-metho-

auf Suspensionen zur Einwirkung kommen. 65 sulfat (20I&U)

Die einfachste, wenn auch nicht mit dem optimalen '

Effekt verbundene Methode besteht darin, die Suspen- V Methacrylsäure - β - trimethylammonioäthylester-

sion nacheinander mit zwei Polyelektrolyten zu ver- chlorid und Methylmethacrylat (35/65)

VI Methacrylsäure - β - (benzyl - dimethylammonio)-äthylesterchlorid

VII Acrylamid

Beispiele Ibis3

Gleiche Volumina einer Suspension, deren Zusammensetzung aus Tabelle 1 (Spalte 1) zu ersehen ist, wurden mit den 0,l%igen Polyelektrolytlösungen A und B in der angegebenen Menge (mg Polymerisat/1 Suspension) versetzt und nach gründlichem Durchrühren miteinander intensiv gemischt. Der sedimentierte Schlamm wurde nach 8- bis lOstündigem Stehen abgetrennt. Der Feststoffgehalt des Schlammes wurde nach Absaugen und Trocknen bestimmt.

Tabelle

Suspension mg/1	PoIy- elektrolyt A mg/1	PoIy- elektrolyt B mg/1	Schlamm volumen (unbe- handelt = 100)
1. Alumini umhydro xid 50 2. Eisenhy droxid 50 3. Eisen sulfid 100	II 0,5 I 0,5 I 1	VI 0,5 IV 0,5 IV 1	86 79 63

Beispiele 4bis 18

Die zu klärende Suspension (Tabellen 2 bis 4) wurde zunächst mit der 0,l%igen Lösung des PolyelektrolytenA in der angegebenen Menge versetzt und gut durchmischt. Anschließend wurde unter Rühren eine Suspension zugegeben, die aus einer 0,l%igen Lösung des Polyelektrolyten B und dem Zusatz C bestand.

(Sämtliche Mengenangaben beziehen sich auf das Volumen der zu klärenden Suspension).

Der Feststoffgehalt des abgesetzten Schlammes wurde wie unter Beispiel 1 bis 3 bestimmt.

Tabelle 2
Klärung einer Suspension von Eisensulfid (100 mg/1)

45

PoIy- elektxolyt A	0,5	PoIy- elektrolyt B	Zusatz C	0,1	Schlamm volumen
mg/1		mg/1	g/l	0,1	***)
4. -	0,5	,	„	0,1	100
5.1	0,5			0,1	90
6. -	0,5	IV 0,5	Fe₂O₃ ⁺)	0,1	100
7.1	0,5	IV 0,5	Fe₂O₃	0,1	58
8. Π	0,5	IV 0,5	Fe₂O₃	70
9. Ill	V 0,5	CaCO₃++)	62
10. V	III 0,5	CaCO₃	73
11.1	VII 0,5	CaCO₃	67

Tabelle 3
Klärung einer Suspension von Eisenhydroxid (50 mg/1)

55

PoIyelektrolyt A

mg/1

0,5
0,5

PoIyelektrolyt B

mg/1

IV
IV

0,5
0,5

Zusatz C g/l

Fe₂O₃ BaSO₄++)

0,1 0,1

Schlammvolumen

60

100 66 79

Tabelle 4

Klärung einer Suspension
von Aluminiumhydroxid (50 mg/1)

PoIyelektrolyt A

mg/1

15.
16.1
17.11
18.11

0,5
0,5
0,5

PoIyelektrolyt B

mg/1

IV
VI
VI

0,5
0,5
0,5

ZusatzC
g/l

Fe₂O₃

CaCO₃

Kaolin

0,1
0,1
0,1

Schlammvolumen

100
60
60

78

*) Fe₂O₃ = Eisenoxidpulver.
**) CaCO₃ und BaSO₄ als Pulver.

***) Volumen des aus gleichen Mengen Suspension erhaltenen Schlammes (Bündwert = 100).

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung des Feststoffgehalts von Schlämmen, dadurch gekennzeichnet, daß man entgegengesetzt geladene PoIyelektrolyte getrennt voneinander auf die Schlämme einwirken läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm nacheinander mit zwei entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit verschieden geladenen Polyelektrolyten versetzte Schlämme vereinigt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einem mit einem Polyelektrolyten versetzten Schlamm geringe Mengen einer gut sedimentierenden Aufschlämmung, die einen entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten enthält, zusetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als gut sedimentierende Aufschlämmung eine Eisenoxydsuspension verwendet wird.