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DE2037944B2 - Verfahren zur Entfernung eines gelösten, emulgierten oder suspendierten Farbstoffs, Öls, Fetts oder Harzes aus Wasser - Google Patents

Verfahren zur Entfernung eines gelösten, emulgierten oder suspendierten Farbstoffs, Öls, Fetts oder Harzes aus Wasser

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DE2037944B2
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oil
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DE2037944A
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Alfred Dr. Muenchenstein Renner (Schweiz)
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Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Publication date
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Publication of DE2037944B2 publication Critical patent/DE2037944B2/de
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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0202Separation of non-miscible liquids by ab- or adsorption
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    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
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  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Description

Die fortschreitende Industrialisierung bringt einen erhöhten Anfall von gebrauchten ölen, Schmierfetten, flüssigen Kunstharzen, Anstrichstoffen und Farbstoffen mit sich. In vielen Fällen, besonders bei der Reinigung von Anlagen und Maschinen fallen diese Stoffe als heterogene Gemische mit Wasser, als Emulsionen, Suspensionen oder im Fall von Farbstoffen auch als Lösungen an. Solche Abwasser würden zu einer unzulässigen Verschmutzung der Gewässer führen. Beispiele von Quellen solcher Abwasser sind mechanische Werkstätten, Lackierbetriebe, Maschinenfabriken, Garagen und Lackfabriken sowie Chemiewerke.
Auch das Transportwesen bringt ständig steigende Gefahren der Gewässerverschmutzung mit sich. Es haben sich schon etliche Schiffskatastrophen ereignet, bei denen der Inhalt von großen Öltankern zur Verschmutzung ganzer Meeresteile und zur teilweisen Vernichtung der dortigen Fauna geführt hat. Unfälle von Tankwagen auf Straßen haben des öfteren schon die Wasserversorgung weiter Gebiete gefährdet.
Diese unliebsamen Begleiterscheinungen der modernen Technik, der Industrie und das Transportwesen rufen das Bedürfnis nach Substanzen hervor, die
a) große Mengen der erwähnten Abfallstoffe zu adsorbieren vermögen,
b) welche nach der Beladung mit Abfallstoff leicht vom Wasser abgetrennt werden und
c) welche nach der Abtrennung von Wasser möglichst rückstandsfrei verbrannt werden können.
d) Da die Wasserreinigung Fertigungs- und Transportkosten in zunehmendem Maße zu belasten beginnt, sollen solche Substanzen leicht zugänglich so und möglichst billig sein.
Es gibt heute keine Wasserreinigungsmittel, die den Anforderungen a) — d) genügen.
In der US-PS 32 75 548 wird ein Verfahren zur Entfernung von in Wasser dispergierten organischen Substanzen beschrieben, wobei die Substanzen mit Hilfe von Vinylcopolymerisaten adsorbiert werden, deren Adsorptionsvermögen den gewünschten Anforderungen oft nicht genügt.
Die adsorbtive Reinigung von Flüssigkeiten mit mindestens zwei Adsorbentien, z. B. der Kombination Harnstoff-Formaldehydharz/Aktivkohle, wird in der GB-PS 11 47 615 beschrieben. Daß mit Harnstoff-Formaldehydharzen alleine ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden können, kann diesem britischen Patent nicht entnommen werden, zumal die Zusatzmenge an Aktivkohle überwiegt.
In der GB-PS 11 29 125 wird vorgeschlagen, Deter
gentien aus wäßrigem Medium zu entfernen, wobei vernetzte synthetische Harze mit hoher innerer Oberfläche zur Adsorption verwendet werden. Diesem Patent kann nicht entnommen werden, wie z.B. Farbstoffe, öle, Fette oder Harze aus wäßrigem Medium entfernt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung eines gelösten, emulgierten oder suspendierten Farbstoffs, Öls, Fetts oder Harzes aus Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man das verunreinigte Wasser mit einem hochdispersen, vernetzten, unlöslichen Harnstoff-Formaldehydharz mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als 1000 und einer spezifischen Oberfläche von mehr als 5 m2/g in Kontakt bringt und das mit der Verunreinigung beladene Harnstoff-Formaldehydharz vom Wasser abtrennt
Das hochdisperse feste Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Molgewicht größer als 1000 und einer spezifischen Oberfläche >5 m*/g besteht vorzugsweise aus Mikropartikeln im Mikron- oder Submikronbereich. Die spezifische Oberfläche kann auch sogenannte »innere Oberfläche« beinhalten, wie sie bei porösen oder schwammigen Strukturen zu finden ist Die spezifische Oberfläche kann beispielsweise durch Adsorption vor Stickstoff nach der sogenannten BET-Methode oder einfach nach der Methode von Haul und Dümbgen bestimmt werden
(vergleiche Chem. Ing. Technik, 32 (1960), 349, und
Chem. Ing. Technik, 35 (1963), 586).
Die Herstellung hochdisperser Harnstoff-Formaldehydharze ist zum Beispiel in der DE-PS 19 07 914 beschrieben.
Das hochdisperse Harnstoff-Formaldehydharz kann durch Rühren oder durch Vibration mit dem verunreinigten Wasser in Kontakt gebracht werden. Eiiie andere Möglichkeit besteht darin, das verunreinigte Wasser über eine fest angeordnete Schicht dieser polymeren Substanz zu leiten. Sollen Ölfilme, die auf Wasseroberflächen ausgebreitet sind, beseitigt werden, so streut oder sprüht man deses hochdisperse Polymere möglichst gleichmäßig auf die Flüssigkeitsoberfläche.
Hat man Emulsionen zu trennen, so setzt man zweckmäßigerweise anorganische Salze zu, die das Brechen der Emulsion beschleunigen. Die Kationen mehrwertiger Metalle wie Al, Fe, Ca, Mg sind besonders wirksam in dieser Hinsicht.
Die Abtrennung des beladenen Harnstoff-Formaldehydharzes geschieht auf mechanische Weise. Beispielsweise kann man einen an diesem hochdispersen Polymeren adsorbierten Ölfilm mit Kämmen oder Netzen von der Wasseroberfläche abziehen. Fallen in einem Betrieb regelmäßig öl-, Fett-, Harz- oder farbhaltige Abwasser an, so ist es zweckmäßig, das beladene Harnstoff-Formaldehydharz mittels einer Filtrieranlage abzutrennen. Die Anwendung eines Filtrierhilfsmittels, wie Kieselgur oder die unter der geschützten Markenbezeichnung »Celite« im Handel befindlichen Kieselgurpräparate, ist hierbei von Nutzen.
Hochdisperses Harnstoff-Formaldehydharz nimmt ein Vielfaches seines Eigengewichtes an.Öl, Fett oder Harz auf. In dieser Beziehung ist es anorganischjn hochdispersen Stoffen wie z. B. pyrogener Kieselsäure, Aktivkohle und bekannten Polymeren überlegen. Für manche Anwendungen kann auch die Abbaubarkeit des Harnstoff-Formaldehydharzes unter biologischen Bedingungen von Bedeutung sein. Dieses hochdisperse Polymer ist außerdem preiswert und leicht herstellbar.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile Gewichtsieile und Prozente Gewichtsprozente.
Beispiel 1
In einem Lödige-Mischer werden
140 Teile hochdisperses Harnstoff-Formaldehydharz, hergestellt gemäß Beispiel 1 der DE-PS 1907 914
140 Teile Kieselgur
108 Teile Calciumformiat und
12 Teile Siliconöl
gut gemischt
Zum Vergleich wird ein Blindversuch mit 140 Teilen Kieselgur allein (spezifische Oberfläche 28 m2/g) durch-
geführt, ferner ein Vergleichsversuch mit 140 Teilen pyrogenem Kieselsäure-aerogel, das eine spezifische Oberfläche von 220 m2 besitzt und 140 Teilen Kieselgur. Der öladsorptionstest zur Bewertung wurde folgendermaßen ausgeführt: In einem Becherglas werden 8-16 Teile gebrauchtes Motoröl in 200 Teilen Wasser mit Hilfe eines Vibromischers dispergiert Man setzt 4 Teile der obigen Mischung zu und setzt das Vibrieren einige Minuten fort. Man sieht, wie sich das öl von der Gefäßwand ablöst und aufgenommen wird. Man nutscht ab und stellt fest, ob das Filtrat ölfrei ist. In einer Versuchsreihe mit steigenden Ölmengen bestimmt man diejenige ölmenge, die eben noch ein ölfreies Filtrat ergibt Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt
Versuch Nr. Hochdisperses Material Spez. Maximale Ölaufnahme 375
Oberfläche
m2/g Teile % <200
1 Harnstoff- 75 15 300
Formaldehydharz
(Blindversuch) (Kieselgur allein) 28 <8
(Vergleichsversuch) Kieselsäure-aerogel • 220 12
(»Aerosil«)
Beispiel 2
Eine Abwasserprobe enthält 2,5 Gewichts-% eines emulgierten Lackharzes folgender Zusammensetzung:
Ricinusöl-Alkydharz 30 Teile
Mit Butanol veräthertes
Melamin-Formaldehydharz 16,5 Teile
Siliconöl (1 % in Toluol) 0,5 Teile
Titandioxyd 28 Teile
Xylol 23 Teile
Butanol 2 Teile
das im wesentlichen dem Diglycidyläther von Bisphenol A entspricht Behandelt man 100 Teile dieses Abwassers mit 0,5 Teilen eines hochdispersen Harnstoff-Formaldehyd-Polymeren gemäß Beispiel 1, so erhält man nach der Filtration ein absolut harzfreies Abwasser, wie aus den Lichtabsorptionsmessungen bei 460, 530 und 650 ιημ hervorgeht
Rührt man 200 Teile obiger Emulsion mit 1 Teil eines hochdispersen Harnstoff-Formaldehydpolymeren gemäß Beispiel 1 und mit 0,5 Teilen Aluminiumsulfat, dann erhält man nach der Filtration ein klares Abwasser. Seine Lichtdurchlässigkeit bei Wellenlängen von 460, 530 und 650 ΐημ beträgt 99,5%, was bedeutet, daß das Wasser frei von den Bestandteilen des Lackharzes ist.
Beispiel 3
Das Abwasser aus einem Fabrikationsbetrieb von Epoxidharzen enthält 1 Gewichts-% emulgiertes Harz,
Beispiel 4
Eine Emulsion enthält 2,5 Gewichts-% Bohröl. 200 Teile dieser Emulsion werden mit 2,5 Teilen des Harnstoff-Formaldehyd-Polymeren gemäß Beispiel 1 während 30 Minuten gerührt Nach der Filtration beträgt die Lichtdurchlässigkeit des Wassers bei
460 ΐημ 97%
530 ιημ 98%
650 Γημ 100%
Das Filtrat ist praktisch ölfrei.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Entfernung eines gelösten, emulgierten oder suspendierten Farbstoffs, Öls, Fetts oder Harzes aus Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man das verunreinigte Wasser mit einem hochdispersen, vernetzten, unlöslichen Harnstoff-Formaldehydharz mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als 1000 und einer spezifischen Oberfläche von mehr als 5m2/g in Kontakt bringt und das mit der Verunreinigung beladene Harnstoff-Formaldehydharz vom Wasser abtrennt
    15
DE2037944A 1969-08-01 1970-07-30 Verfahren zur Entfernung eines gelösten, emulgierten oder suspendierten Farbstoffs, Öls, Fetts oder Harzes aus Wasser Expired DE2037944C3 (de)

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