DE2530820A1 - METHOD OF REMOVING AND RECOVERING FILLING MATERIAL (S) FROM A DISPLAYED AQUATIC PROTEINIC SLUDGE - Google Patents
METHOD OF REMOVING AND RECOVERING FILLING MATERIAL (S) FROM A DISPLAYED AQUATIC PROTEINIC SLUDGEInfo
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Description
"Verfahren zum Entfernen und Wiedergewinnen von Fällungsmittel (n) aus einem ausgefällten, wäßrigen, proteinhaltigen Schlamm""Process for removing and recovering precipitant (s) from a precipitated, aqueous, proteinaceous sludge "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen und Wiedergewinnen von Fällungsmittel(n) aus einem ausgefällten, wäßrigen, proteinhaltigen Schlamm, wobei der Schlamm gleichzeitig eingedickt wird und das bzw. die Fällungsmittel in wiederverwendbarer Form gewonnen werden. The invention relates to a method for removing and recovering precipitant (s) from a precipitated, aqueous, protein-containing sludge, the sludge being thickened at the same time and that or the Precipitants can be obtained in reusable form.
Es ist bekannt, eine Reihe von Stoffen in technischem Maßstab als Fällungsmittel bei der Wiedergewinnung von Proteinen bzw. Proteinmaterialien aus Abwässern, wie Verfahrenswasser, zu verwenden. Die wichtigste Gruppe der für diesen Zweck verwendeten Fällungsmittel sind wahrscheinlich die Ligninsulfonsäurcn und deren Derivate. In mehreren Ländern steht eine Reihe von Anlagen zur Reinigung von Industrieabwässern unter gleichzeitiger Wiedergewinnung lies ent Ii eher Mengen an Proteinen, inIt is known to use a number of substances on an industrial scale as precipitants in the recovery of To use proteins or protein materials from wastewater, such as process water. The most important group the precipitants used for this purpose are probably lignosulfonic acids and their derivatives. In several countries a number of plants for the purification of industrial wastewater are under simultaneous Recovery left rather amounts of proteins in
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denen Ligninsulfonsäuren als Fällungsmittol verwendet werden (vgl. USA-Patentschrift 3 39O 999). Andere organische Stoffe, die bereits als Fällungsmittel verwendet wurden, sind organische Sulfonate, z.B. Aryl-(, AIkaryl··) oder Aralkylsulf onsäuren (vgl. kanadische Patentschrift Nr. 882 398) und organische Sulfate, z.B. Schwefelsäureester, ein- und mehrwertiger Alkohole, wie Laurylsulfat, Glycerintrisulfat und sulfatierte sechswertige Alkohole, sowie sulfatierte sechswertige Kohlehydrate (vgl. norwegische Patentschrift Nr. 117 339 und kanadische Patentschrift Nr. 887 899). Die meisten dieser organischen Sulfonsäuren und Sulfate haben zwar eine sehr gute Reinigungswirkung, jedoch führt ihre Verwendung bei der Wasserreinigung in großtechnischem Maßstab zu verhältnismäßig hohen Chemikalienkosten. Es ist weiterhin bekannt, daß Proteine, die mit den genannten Fällungsmitteln ausgefällt sind, als Futtermittel bzw. Futtermittelzusatz verwendet werden können. Es wäre jedoch von Vorteil, wenn man den Gehalt dieser Proteine an den genannten Fällungsmitteln verringern könnte. Durch Verringern des Fällungsmittelgehalts in dem ausgefällten Material könnte man nämlich gleichzeitig den Proteingehalt und somit den Handelswert des Materials als Futtermittel steigern.which lignosulfonic acids are used as precipitating agents (see U.S. Patent 3,390,999). Other organic Substances that have already been used as precipitants are organic sulfonates, e.g. aryl (, alkaryl) or aralkyl sulfonic acids (see Canadian Patent No. 882 398) and organic sulfates, e.g. sulfuric acid esters, monohydric and polyhydric alcohols, such as lauryl sulfate, Glycerol trisulfate and sulfated hexavalent alcohols, as well as sulfated hexavalent carbohydrates (see Norwegian patent specification no. 117 339 and Canadian Patent No. 887,899). Most of these organic sulfonic acids and sulfates do have a very good cleaning action, but their use in water purification on an industrial scale is too proportionate high chemical costs. It is also known that proteins with the aforementioned precipitating agents precipitated can be used as feed or feed additive. However, it would be of Advantage if one could reduce the content of these proteins in the mentioned precipitating agents. By decreasing The content of the precipitant in the precipitated material could be the protein content at the same time and thus increase the commercial value of the material as animal feed.
Bei den bekannten Verfahren zum Ausfällen von Proteinen, insbesondere aus Industrieabwässern, wird der Niederschlag von der Wasserphase nach irgendeiner mechanischen Methode,In the known processes for precipitating proteins, in particular from industrial wastewater, the precipitation from the water phase by some mechanical method,
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z.B. durch Flotation, abgetrennt, die einen Schlamm mit einem Trockensubstanzgehalt zwischen 5 und 15 Prozent liefert.e.g. by flotation, separated by a sludge a dry matter content between 5 and 15 percent supplies.
Dieser Schlamm muß häufig weiter konzentriert bzw. eingedickt werden, bevor man ihn der abschließenden Behandlung unterwirft. Das Konzentrieren kann beispielsweise durch Filtrieren oder Zentrifugieren nach einer Vorbehandlung, z.B. durch Erwärmen und/oder Zusetzen von Kalk, in an sich bekannter, z.B. der in der USA-Patontanmeldung Nr. 3^2 798 angegebenen Weise durchgeführt werden. Dies scheint ein verhältnismäßig wirksames Konzentrierungsverfahren zu sein, jedoch bleibt dabei der wesentlichste Teil des Fällungsmittels in der Schlammphase und geht ein unverhältnismäßig großer Teil der Proteine mit in die Flüssigkeits- bzw. Wasserphase.This sludge often has to be concentrated or thickened before subjecting it to the final treatment. Concentrating can for example by filtering or centrifuging after a pretreatment, e.g. by heating and / or adding lime, in a well-known, e.g. in the USA patent application No. 3 ^ 2 798 specified manner. this appears to be a relatively effective concentration method, but it remains the most essential Part of the precipitant in the sludge phase and a disproportionately large part of the proteins goes with it into the liquid or water phase.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Konzentrieren bzw. Eindicken eines ausgefällten, wäßrigen, proteinhaltigen Schlamms zu schaffen, das nicht nur zu einer erheblichen Konzentrierung bzw. Eindickung des ausgefällten, wäßrigen, proteinhaltigen Schlamms führt, sondern es auch ermöglicht, das Fällungsmittel aus dem Schlamm zu entfernen und wiederzugewinnen, so daß es wiederverwendet werden kann.The invention was therefore based on the object of a method to concentrate or thicken a precipitated, aqueous, protein-containing sludge, not only to a considerable concentration or thickening of the precipitated, aqueous, protein-containing Sludge, but also enables the precipitant to be removed from the sludge and recovered, so that it can be reused.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Entfernen und Wiedergewinnen von Fällungsmittel(n)According to the invention, this object is achieved by a method for removing and recovering precipitant (s)
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aus einem ausgefällten, wäßrigen, proteinhaltigen Schlamm, wobei der Schlamm gleichzeitig eingedickt wird, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Schlamm mindestens eine Erdalkaliverbindung in einer Menge, die ausreicht, um die Proteine zu binden, sowie, falls dann der pH-Wert immer noch unter 6,5 liegt, außerdem eine Base, u. zwar ein Erdalkali- oder Alkalihydroxyd zugesetzt wird, bis der pH-Wert über 6,5 liegt, worauf man den Schlamm bis auf eine über dem Koagulierungspunkt der vorhandenen Proteine liegende Temperatur erwärmt und die dabei ausgeschiedene Wasserphase, die Fällungsmittel enthält und zum Ausfällen von Proteinen wiederverwendet werden kann, abtrennt.from a precipitated, aqueous, protein-containing sludge, the sludge being thickened at the same time, which is characterized in that the sludge contains at least one alkaline earth compound in an amount sufficient to bind the proteins and, if so, the pH is still below 6.5 , and a base, including an alkaline earth or alkali hydroxide, is added until the pH is above 6.5, whereupon the sludge is heated to a temperature above the coagulation point of the proteins present and separates the water phase which is separated out, which contains precipitating agents and which can be reused to precipitate proteins.
Das Verfahren der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß, wenn man dem Proteinschlamm eine Erdalkaliverbindung und erforderlichenfalls ein Alkali- oder Erdalkalihydroxyd zusetzt, bis man einen pH-Wert im Bereich von etwa 7 bis 9 erreicht, und den Proteinschlamm dann erwärmt, dabei überraschenderwexse eine Spaltung des vorliegenden Proteinkomplexes in Fällungsmittel und Proteine stattfindet, wobei die Proteine als Erdalkaliproteinat koagulieren und das Fällungsmittel in der ausgeschiedenen Wasserphase in Lösung geht.The method of the invention is based on the knowledge that if you add an alkaline earth compound to the protein sludge and, if necessary, an alkali or alkaline earth metal hydroxide added until a pH in the range of about 7 to 9 reached, and then heated the protein sludge, surprisingly a cleavage of the protein complex present takes place in precipitants and proteins, the proteins coagulate as alkaline earth proteinate and the precipitant goes into solution in the precipitated water phase.
Durch Auswaschen des koagulierten Proteinmaterials ist es überdies möglich, die Fällungsmittel nahezu quantitativ wiederzugewinnen. Wenn man ein Erdalkalihydroxyd, z.B. Calciumhydroxyd, allein anwendet, bevor die WärmebehandlungBy washing out the coagulated protein material, it is In addition, it is possible to recover the precipitants almost quantitatively. If one uses an alkaline earth hydroxide, e.g. Calcium hydroxide, applied alone before the heat treatment
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des Proteinschlamms durchgeführt wird, so geht nur ein geringerer Teil des Fällungsmittels in Lösung, so daß weniger Fällungsmittel wiedergewonnen werden kann, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß die Calciumsalze der fraglichen Fällung3mittel woniger löslich sind. Ein Vorteil der Verwendung von Kalk allein ist jedoch darin zu sehen, daß das koagulierte Material eine festere Konsistenz erhält und besser abtrennbar, z.B. leichter filtrierbar wird.of the protein sludge is carried out, only a smaller one is possible Part of the precipitant in solution so that less precipitant can be recovered what is probably due to the fact that the calcium salts of the precipitant in question are less soluble. However, an advantage of using lime alone is that the coagulated material is firmer Maintains consistency and is easier to separate, e.g. easier to filter.
Durch die Verwendung eines Erdalkalisalzes in einer zur Bildung von Erdalkalxproteinat ausreichenden Menge und Alkalihydroxyd in einer zum Neutralisieren ausreichenden Menge geht das Fällungsmittel als Alkalisalz in Lösung, das eine hohe Löslichkeit besitzt, und ermöglicht so eine fast quantitative Wiedergewinnung des Fällungsmittels.By using an alkaline earth salt in an amount sufficient for the formation of alkaline earth proteinate Alkali hydroxide in a sufficient amount to neutralize Amount the precipitant goes into solution as an alkali salt, which has a high solubility and thus enables an almost quantitative recovery of the precipitant.
Die bei der Koagulierung des Schlamms ausgeschiedene Was— serphase wird zweckmäßig durch Verdrängen mit Wasser auf einem Filter oder in einer hierzu geeigneten Zentrifuge abgetrennt.The water phase separated out during the coagulation of the sludge is expediently increased by displacement with water separated by a filter or in a centrifuge suitable for this purpose.
Vorzugsweise verwendet man als Erdalkaliverbindung ein · Erdalkalisalz, insbesondere Calciumchlorid, und als Base ein Alkalihydroxyd, insbesondere Natriumhydroxyd.An alkaline earth metal salt, in particular calcium chloride, is preferably used as the alkaline earth compound, and as Base is an alkali hydroxide, especially sodium hydroxide.
Besonders zweckmäßig ist es, als Base ein Erdalkalihydroxyd, insbesondere Calciumhydroxyd zu verwenden.It is particularly useful to use an alkaline earth metal hydroxide as the base in particular to use calcium hydroxide.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem proteinhaltigen Schlamm vor dem Erwärmen soviel bzw. solange Base zugesetzt, bis sein pH-Wert zwischen 7,5 und 9 liegt.According to a further preferred embodiment of the invention, the protein-containing sludge is heated prior to heating as much or as long as base is added until its pH value is between 7.5 and 9.
Die beim Erwärmen ausgeschiedene fällun&smittelhaltige Wasserphase wird vorzugsweise mit warmem Wasser durch Waschen des koagulierten Schlamms verdrängt.The precipitant-containing The water phase is preferably displaced with warm water by washing the coagulated sludge.
Das Erhitzen bzw. Erwärmen des Schlamms erfolgt zweckmäßig mit überhitztem Wasserdampf während einer Zeit von mindestens etwa zwei Minuten.The heating or warming of the sludge is expediently carried out with superheated steam for a period of at least about two minutes.
Die Verdrängung der fällungsmittelhaltigen, ausgeschiedenen Wasserphase mit Wasser wird zweckmäßig mittels einer Zentrifuge, vorzugsweise unter Kühlen, durchgeführt.The expulsion of the precipitant-containing, precipitated water phase with water is expedient by means of a Centrifuge, preferably carried out with cooling.
Besonders zweckmäßig ist es, Erdalkaliverbindungen mit hoher Pufferkapazität, z.B. Erdalkalisalze von Fettsäuren, zu verwenden und/oder dem Schlamm zusätzlich ein weiteres Koagulierungshilfsmittel mit hoher Pufferkapazität, insbesondere wärmckoagulierbare Proteine und vorzugsweise Blut und/oder gemahlenes Fleisch zuzusetzen.It is particularly useful to use alkaline earth compounds with a high buffer capacity, e.g. alkaline earth salts of fatty acids, to use and / or the sludge in addition a further coagulation aid with a high buffer capacity, in particular to add heat coagulable proteins and preferably blood and / or ground meat.
Der proteinhaltige Schlamm wird zweckmäßig zunächst langsam unter kräftigem Rühren so lange erwärmt, bis die Koagulierung einzusetzen beginnt, worauf man ihn zweckmäßig möglichst rasch auf eine Temperatur von über 60 CThe protein-containing sludge is expediently first heated slowly with vigorous stirring until the Coagulation begins to set in, whereupon it is expediently brought to a temperature of over 60 C as quickly as possible
609386/1141609386/1141
und vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von etwa 70 bis 100 C weiter erhitzt. Die Erhitzung kann zweclcmäßigerweise durch Dampfzufuhr erreicht werden.and preferably a temperature in the range of about 70 to 100 C continued to be heated. The heating can expediently can be achieved by supplying steam.
Besonders gute Resultate erzielt man, wenn man dem Schlamm sowohl Blut als auch Kalk zusetzt. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung erhält man zwar nicht unbedingt ein Produkt mit besonders hohem Trockensubstanz— gehalt, jedoch ist dabei die Einhaltung bestimmter Arbeitsbedingungen, z.B. bezüglich Temperatur, pH-Wert usw., nicht so kritisch, wie beispielsweise bei der Verwendung von Kalk allein.Particularly good results are achieved if both blood and lime are added to the mud. In this embodiment of the method of the invention, it is not obtained necessarily a product with a particularly high dry matter content, but compliance with certain working conditions, e.g. with regard to temperature, pH value, etc., not as critical as, for example, when using lime alone.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.
Zur Durchführung der Versuche wurde ein durch Ausfällen von Proteinen aus einem Schlachthausabwasser abgetrennter Lignoproteinschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von 14,5 Prozent verwendet.To carry out the experiments, a lignoprotein sludge with a dry matter content, which had been separated off by precipitation of proteins from a slaughterhouse waste water, was used used by 14.5 percent.
Der Schlamm, der einen pH-Wert von 4,1 besaß, wurde mit Kalk versetzt, bis sein pH-Wert auf 8,0 angehoben war. Hierauf wurde der Schlamm auf eine Temperatur von 95 C erwärmt, bei der er koagulierte. Nach einer ausreichenden Verweil- und Reaktionszeit wurde der Schlamm zentrifugiert. Das Zentrifugat wurde dann als Fällungsmittel zum Ausfällen von Proteinen aus einer Proteinlösung ver-Lime was added to the sludge, which had a pH of 4.1, until its pH was increased to 8.0. The sludge was then heated to a temperature of 95 ° C. at which it coagulated. After a sufficient The sludge was centrifuged for residence time and reaction time. The centrifugate was then used as a precipitant to precipitate proteins from a protein solution
S09886/1U1S09886 / 1U1
wendet, von der die optimale Zusatzmenge an reiner Ligninsulfonsäure bekannt war. Der Proteinlösung wurde das Zentrifugat in bestimmten, unterschiedlichen Ligninsulfonsäurenmengen entsprechenden Mengen zugesetzt. Dabei fiel das Proteinmaterial aus der Lösung aus, worauf der Gehalt an organischen Stoffen im dabei erhaltenen Dekantat durch Messen des COD bestimmt.applies, of which the optimal amount of pure lignosulfonic acid added was known. The protein solution was centrifuged in certain, different amounts of lignosulfonic acid appropriate amounts added. The protein material fell out of the solution, whereupon the content of organic substances in the decantate obtained is determined by measuring the COD.
Als Proteinlösung wurde für den Viedergewinnungstest Schlachthausabwasser der gleichen Qualität wie das verwendet, aus dem der untersuchte Lignoproteinschlamm ausgefällt worden war.The protein solution was used for the recovery test Slaughterhouse wastewater of the same quality as that used from which the examined lignoprotein sludge precipitated had been.
Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle I zu ersehen.The results obtained in these experiments are shown in Table I below.
S09886/1U1S09886 / 1U1
T a belle I T a ble I
säure, mg/Ltr.sulfur
acid, mg / ltr.
f ugat, mlCentric
f ugat, ml
Dekan
tat
"ig O?/Ltr.COD in
dean
did
"ig O ? / Ltr.
ringerungCOD Ver
reduction
Nr.Curve
No.
nat, mg/Ltr.Lignosulf 0-
nat, mg / Ltr.
6OO0
6OO
00
0
38864690
3886
17,140
17.14
OO
O
Il
Il
Il
Il
Il7OO
Il
Il
Il
Il
Il
Il
Il
Il
Il
Il5
Il
Il
Il
Il
Il
1178
1189
1239
1276
13OO1259
1178
1189
1239
1276
13OO
74,89
74,64
73,59
72,79
72,2973.15
74.89
74.64
73.59
72.79
72.29
50
100
150
200
25OO
50
100
150
200
25O
700
Il
Il600
700
Il
Il
5
10
15O
5
10
15th
1259
1341
17063S86
1259
1341
1706
73,15
71,41
63,6417.14
73.15
71.41
63.64
Il
H
ti600
Il
H
ti
1016
1022
1075IO36
1016
1022
1075
78,34
78,20
77,0777.91
78.34
78.20
77.07
300
350
4oo250
300
350
4oo
S0988S/1U1S0988S / 1U1
253Ü820253Ü820
Die in der Tabelle I aufgeführten Vorsuchscrgebnisse. sowie die Kurven lassen klar erkennen, daß das Zentrifugat eine große Menge an wiedergewonnenem Fällungsmittel enthält. Die besten Resultate bei der Ausfällung von Proteinschlamm aus der Proteinlösung mit Zentrifugat allein erzielt man bei einem Zusatz von 5 ml Zentrifugat zu 500 ml Proteinlösung. Die COD-Verminderung beträgt in diesem Fall 73»15 Prozent, während sie beim Zusatz von Schwefelsäure allein nur 17» 1 ^- Prozent beträgt. Die Kurve 2 läßt erkennen, daß die optimale Zentrifugatzusatzmenge für die Ausfällung von Proteinen aus der Proteinlösung bei etwa 8 ml/500 ml Proteinlösung liegen müßte, womit ein COD-Wert im Dekantat von etwa 1190 mg 0 /Liter, entsprechend einer COD-Verminderung von etwa 'jh ,6 Prozent erzielt werden würde, Vergleicht man dieses (extrapolierte) Ergebnis mit dem extrapolierten Teil der Kurve 3» so darf angenommen werden, daß die wiedergewonnene Fällungsmittelmenge einer Dosierung bzw. einem Zusatz von etwa 150 mg/Liter bzw. etwa 87 mg/500 ml entsprechen würde. Das heißt, daß die FällungsmittolkonzentrationThe preliminary test results listed in Table I. and the curves clearly show that the centrifugate contains a large amount of recovered precipitant. The best results when precipitating protein sludge from the protein solution with centrifugate alone are achieved by adding 5 ml of centrifugate to 500 ml of protein solution. The COD reduction in this case is 73 »15 percent, while it is only 17» 1 ^ percent with the addition of sulfuric acid alone. Curve 2 shows that the optimal amount of centrifugate added for the precipitation of proteins from the protein solution should be around 8 ml / 500 ml protein solution, with a COD value in the decantate of around 1190 mg 0 / liter, corresponding to a COD reduction of about 'jh, 6 percent would be realized Comparing this (extrapolated) result with the extrapolated part of the curve 3 "so it may be assumed that the recovered precipitant amount of a dose or an addition of about 150 mg / liter and about 87 mg / 500 ml. That is, the concentration of the precipitant
OnOn
im Zentrifugat etwa -pr- mg/ml oder etwa 10 g/Liter sein sollte.should be about -pr- mg / ml or about 10 g / liter in the centrifugate.
Die Kurve 1 zeigt, daß die optimale Dosierung des Zusatzes von Lignosulfonat, wenn dieses in Kombination mit 5 ml Zentrifugat/500 ml Proteinlösung verwendet wird, etwa 70 mg/Liter beträgt. Setzt man mehr Lignosulfonat zu, so wird die Ausfällung der Proteine aus der ProteinlösungThe curve 1 shows that the optimal dosage of the addition of lignosulfonate when this in combination with 5 ml Centrifugate / 500 ml protein solution is used, is approximately 70 mg / liter. If you add more lignosulfonate, so is the precipitation of proteins from the protein solution
5^9886/11415 ^ 9886/1141
infolge der Überdosierung weniger wirksam. Dieser Effekt einer Überdosierung ist auch aus der Kurve 3 klar zu ersehen, die zeigt, daß die optimale Dosierung von Ligno— sulfonat bei 300 mg/Liter liegt. Da mehr als 70 mg Lignosulfonat pro Liter bei der Verwendung in Kombination mit 5 ml Zentrifugat keine bessere COD-Verminderung ergeben (vgl. Kurve 1), kann man annehmen, daß das wiedergewonnene Fällungsmittel im Zentrifugat einer Dosierung von etwa 300-70 = 23O mg/Liter oder 115 mg/500 ml entspricht, Geht man von dieser begründeten Annahme aus, so müßte das zugesetzte Zentrifugat —~ mg/ml oder ca. 20 g/Liter enthalten.less effective as a result of the overdose. This effect of an overdose can also be seen clearly from curve 3, which shows that the optimal dosage of lignosulfonate is 300 mg / liter. Because more than 70 mg of lignosulfonate per liter when used in combination with 5 ml centrifugate do not give a better COD reduction (See. Curve 1), one can assume that the recovered precipitant in the centrifugate a dosage of corresponds to about 300-70 = 23O mg / liter or 115 mg / 500 ml, If one proceeds from this well-founded assumption, the added centrifugate should - ~ mg / ml or approx. 20 g / liter contain.
Der gleiche Schlamm, der auch in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde mit einer bestimmten Menge Calciumchlorid vorsetzt, worauf der pH-Wert mit Natriumhydroxyd auf 8,0 eingestellt wurde. Darauf wurde der Schlamm bis auf 95 C erhitzt, worauf eine Koaguliorung eintrat. Nach einer ausreichenden Verweil- und Reaktionszeit bei dieser Temperatur wurde die Probe zentrifugiert. Das Zentrifugat wurde analysiert und als Quelle für Lignosulfonat verwendet, indem eine bestimmte Menge davon einer Proteinlösung zugesetzt wurde, der auch unterschiedliche Mengen Lignosulfonsäure zugesetzt wurden. Es zeigte sich, daß bei der Verwendung des Zentrifugats als Fällungsmittel eine wesentliche bessere Ausfällung der Proteine erzielt wurde, so daß die dabei erhaltene Flüssigkeitsphase klarThe same sludge that was used in Example 1 was mixed with a certain amount of calcium chloride vorsetzt, whereupon the pH was adjusted to 8.0 with sodium hydroxide. Then the mud got up heated to 95 C, whereupon a coagulation occurred. After a sufficient residence and reaction time at the sample was centrifuged at this temperature. The centrifugate was analyzed and used as a source of lignosulfonate used by adding a certain amount of it to a protein solution, which also has different amounts Lignosulfonic acid were added. It turned out that when using the centrifugate as a precipitating agent, a significantly better precipitation of the proteins is achieved so that the resulting liquid phase became clear
S09886/1U1S09886 / 1U1
und rein war. Die Flüssigkeitsphasen der Proben wurden bezüglich ihres COD-Werts analysiert, um einen Parameter für die Wiedergewinnung des Proteinfällungsmittels zu erhalten. Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind aus der nachfolgenden Tabelle II zu ersehen.and was pure. The liquid phases of the samples were analyzed with regard to their COD value to a parameter for the recovery of the protein precipitant. The results obtained in these experiments can be seen from the following table II.
IIII
säure ,
mg/Ltr.sulfur
acid,
mg / ltr.
gat, mlCentrifuge
gat, ml
Dekan
tat,
mg 02/Ltr.COD in
dean
did,
mg 0 2 / ltr.
minderungCOD ver
reduction
fonat,
mg/Ltr.Lignosul—
fonat,
mg / ltr.
6000
600
00
0
3S864690
3S86
1 7,140
1 7.14
OO
O
Il
ti
It
It
Il700
Il
ti
It
It
Il
ti
ti
Il
Il
ti5
ti
ti
Il
Il
ti
1 084
1117
1 1 48
1173
12101126
1 084
1117
1 1 48
1173
1210
76,88
76,18
75,52
74,98
74,2075.99
76.88
76.18
75.52
74.98
74.20
50
100
150
200
250O
50
100
150
200
250
Il
ti700
Il
ti
10
155
10
15th
1146
13121126
1146
1312
75,56
72,0275.99
75.56
72.02
0
00
0
0
Die nach Beispiel 2 erhaltenen Ergebnisse lassen sich mit den Ergebnissen von Beispiel 1 am besten vergleichen, indem man die Kurve 4 (Beispiel Z) mit der Kurve 1 (Beispiel 1 ) sowie die Kurve 5 (Beispiel'2) mit der Kurve 2The results obtained according to example 2 can best be compared with the results of example 1 by comparing curve 4 (example Z) with curve 1 (example 1) and curve 5 (example 2) with curve 2
S09886/1U1S09886 / 1U1
(Beispiel 1) vergleicht.(Example 1) compares.
Die Kurve 4 zeigt im Vergleich, zur Kurve 1 , daß man nach,
Beispiel 2 eine bessere COD-Verminderung als nach Beispiel 1 erhält, sowie daß die optimale Dosierung bzw. Zusatzmenge
etwas niedriger als in Beispiel 1 liegt. Dies bedeutet, daß das Zentrifugat, das durch Koagulierung des
Schlamms mit Calciumchlorid und Natriumhydroxyd hergestellt ist, eine größere Fällungsmittelmenge als das
nach Beispiel 1 erhaltene Zentrifugat enthält.In comparison with curve 1, curve 4 shows that, according to example 2, a better COD reduction is obtained than according to example 1, and that the optimal dosage or additional amount is somewhat lower than in example 1. This means that the centrifugate made by coagulating the sludge with calcium chloride and sodium hydroxide has a larger amount of precipitant than that
Contains centrifugate obtained according to Example 1.
Dies erhellt weiterhin aus einem Vergleich der bei den
Proteinfällungsversuchen, mit Zentrifugat allein erzielten Ergebnisse. Die Kurve 5 (Beispiel 2) liegt deutlich
unter der Kurve 2 (Beispiel 1), was zeigt, daß die
spezifische COD-Verminderung mit dem Zentrifugat von
Beispiel 2 besser ist. Weiterhin weist die Kurve 5 bei
der Erhöhung der Zentrifugatmenge über die optimale Dosierung hinaus eine geringere Steigung als die Kurve 2
auf, was bedeutet, daß der Anteil an Stoffen ohne
proteinfällende Eigenschaften im Zentrifugat von Beispiel 2 geringer als im Zentrifugat von Beispiel 1
sein muß.This is further illustrated by a comparison of the
Protein precipitation experiments, results obtained with centrifugate alone. Curve 5 (example 2) is well below curve 2 (example 1), which shows that the
specific COD reduction with centrifugate from
Example 2 is better. Furthermore, curve 5 shows
the increase in the amount of centrifugate beyond the optimal dosage has a lower slope than curve 2
on, which means that the proportion of substances without
protein-precipitating properties in the centrifugate from example 2 lower than in the centrifugate from example 1
have to be.
Vor dem Koagulieren bei 95°C wurden 3 Proben des gleichen Schlamms, der auch in den Beispielen 1 und 2 verwendet
worden war, mit unterschiedlichen Mengen Kalk versetzt,Before coagulation at 95 ° C., 3 samples of the same sludge that were also used in Examples 1 and 2 were used
had been mixed with different amounts of lime,
S09888/1U1S09888 / 1U1
so daß der pH-Wert der Proben bei 7, 8 bzw, 9 lag. Die Abtrennung der beim Koagulieren ausgeschiedenen wäßrigen Flüssigkeitsphase wurde analog Beispiel 1 durchgeführt, worauf die Zentrifugate in der in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Weise untersucht wurden.so that the pH of the samples was 7, 8 and 9, respectively. The separation of the aqueous precipitated during coagulation Liquid phase was carried out as in Example 1, whereupon the centrifugates were examined in the manner indicated in Examples 1 and 2.
Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle III zu ersehen.The results obtained in these experiments are shown in Table III below.
Tabelle IIITable III
beim Koa
gulierenPH value
at the koa
gulate
Proteinlösung)Additive (to 500 ml
Protein solution)
säure j
mg/Ltr.sulfur
acid j
mg / ltr.
fugatj
mlCentric
fugatj
ml
Dekantat,
mg 0o/Ltr.COD in
Decantate,
mg 0 o / ltr.
ringer .,COD ver
wrestler.,
8
97th
8th
9
sulfon,,
mg/Ltr.Ligno-
sulfone ,,
mg / ltr.
100
100100
100
100
700
700700
700
700
5
55
5
5
1259
11681372
1259
1168
73,16
75,0970.74
73.16
75.09
8
97th
8th
9
0
00
0
0
700
700700
700
700
5
55
5
5
1178
11431265
1178
1143
74,88
75,6273.02
74.88
75.62
8
97th
8th
9
700
700700
700
700
5
55
5
5
1189
12021225
1189
1202
74,64
74,3773.88
74.64
74.37
Vergleicht man die vorstehenden Versuchsergebnisse auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 1 und 2, so ist daraus die Abhängigkeit vom bzw. die Bedeutung des pH-Wert(s) beimComparing the above test results in the same manner as in Examples 1 and 2, it becomes the dependence on or the importance of the pH value (s) at
S09886/1U1S09886 / 1U1
25306202530620
Koagulieren des ausgefällten Proteinmaterials bzw. des Proteinsclilamms zu erkennen.To recognize coagulation of the precipitated protein material or of the protein clilam.
Die Kurve 6, die die Ergebnisse der Proteinfällungsversuche mit Zentrifugat allein veranschaulicht, läßt erkennen, daß die Fällungswirkung der Zentrifugate aus Koagulierungsversuchen, die bei zunehmend höheren pH— liierten durchgeführt wurden, deutlich besser wird. Die Kurven 7 und 8, in denen die Ergebnisse von Fällungsversuchen wiedergegeben sind, bei denen der Protein— lösung außer dem Zentrifugat noch jeweils 50 bzw. 100 mg Ligninsulfonat pro Liter zugesetzt worden waren, zeigen, daß man bei der Verwendung von Ligninsulfonat in einer Menge von 50 mg/Liter zusätzlich zu einem Zusatz von 5 ml Zentx-ifugat eine höhere COD-Verminderung als bei der Verwendung von Zentrifugat allein als Fällungsmit— tel erzielt, jedoch die Steigerung der COD-Verminderung gegenüber der Verwendung von Zentrifugat allein, das durch Koagulieren bei pH 9 gewonnen wurde, nur sehr gering ist. Setzt man dagegen der Proteinlösung außer dem Zentrifugat noch 100 mg Ligninsulfonat pro Liter zu, so erhält man eine COD-Verminderung, die schlechter als die mit Zentrifugat aus einer Koagulierung bei pH 9 erzielte COD-Verminderung ist. Dies wird durch die Kurve veranschaulicht, aus der klar zu ersehen ist, daß die optimale Dosierung von Ligninsulfonat, wenn dieses zusätzlich zu 5 ml Zentrifugat verwendet wird, etwaCurve 6, which illustrates the results of the protein precipitation experiments with centrifugate alone, shows that the precipitation effect of the centrifugates from coagulation attempts, which at increasingly higher pH- allied, will be much better. Curves 7 and 8, in which the results of precipitation experiments are shown in which the protein- solution in addition to the centrifugate each 50 or 100 mg Lignosulphonate added per liter show that when using lignosulfonate in a Amount of 50 mg / liter in addition to an addition of 5 ml Zentx-ifugat a higher COD reduction than when using centrifugate alone as a precipitation agent. tel achieved, however, the increase in COD reduction compared to the use of centrifugate alone, the obtained by coagulation at pH 9 is only very low. If, on the other hand, the protein solution is added to the Centrifugate add 100 mg lignin sulfonate per liter, in this way, a COD reduction is obtained which is worse than that achieved with centrifugate from coagulation at pH 9 COD reduction is. This is illustrated by the curve from which it can clearly be seen that the optimal dosage of lignin sulfonate, if this is in addition to 5 ml of centrifugate is used, approx
509886/1141509886/1141
50 mg/Liter betrügt. Wertet man dieses Ergebnis in der in Beispiel 1 erläuterten Weise aus, so kommt man zu dem Schluß, daß die Menge an wiedergewonnenem Fällungsmittel in dem durch Koagulieren des Schlamms bei pH 9 gewonnenen Zentrifugat einem Zusatz von 300-50 = 250 mg/Li ter entsprechen dürfte, so daß die Fällungsmittelkonzentration in diesem Zentrifugat mg/ml bzw. 25 g/Liter beträgt, und damit um 25 Prozent höher ist als die Fällungsmittelkonzentration in dem entsprechenden, beim Koagulieren bei pH 8 (Beispiel 1) erhaltenen Zentrifugat.50 mg / liter is cheating. If one evaluates this result in the manner explained in Example 1, one comes to the conclusion that the amount of recovered precipitant in the centrifugate obtained by coagulating the sludge at pH 9 corresponds to an addition of 300-50 = 250 mg / liter should, so that the precipitant concentration in this centrifugate mg / ml or 25 g / liter, and is thus 25 percent higher than the precipitant concentration in the corresponding centrifugate obtained on coagulation at pH 8 (Example 1).
Beispiel *l-Example * l-
h Proben von jeweils 100 g des gleichen Lignoproteinschlamms, der auch in den vorhergehenden Beispielen verwendet worden war, wurden bei 95 C nach Zusatz von Calciumchlorid und NaOH (zu 2 Proben) bzw. Calciumhydroxyd allein (zu ebenfalls 2 Proben), wodurch der pH-Wert auf 9 eingestellt wurde, koaguliert. h Samples of 100 g each of the same lignoprotein sludge, which had also been used in the previous examples, were measured at 95 C after the addition of calcium chloride and NaOH (for 2 samples) or calcium hydroxide alone (for also 2 samples), whereby the pH- Value was set to 9, coagulated.
Die Proben wurden auf zwei verschiedene Weisen entwässert, und zwar so, daß jeweils eine der mit Calciumchlorid und Natriumhydroxyd sowie der mit Calciumhydroxyd allein konditionierten Proben in der in den vorhergehenden Beispielen angewandten Weise zentrifugiert wurde, während die beiden restlichen Proben jeweils durch ein Glasfaserfilter (Whatman GF/C) filtriert und die Filterkuchen jeweils zweimal mit je 50 ml Wasser gewaschen wurden.The samples were dehydrated in two different ways, one each with calcium chloride and Sodium hydroxide as well as the samples conditioned with calcium hydroxide alone in the previous examples applied manner was centrifuged, while the two remaining samples each through a glass fiber filter (Whatman GF / C) filtered and the filter cakes were washed twice with 50 ml of water each time.
609886/1U1609886 / 1U1
Dann wurde(n)die Zentrifugat- und Filtratmengen gemessen sowie die Fällungsmittelkonzentration jeweils durch Proteinfällungsversuche der in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Art bestimmt.Then the centrifugate and filtrate amounts were measured and the precipitant concentration in each case by protein precipitation experiments of the type described in the preceding examples.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind aus der nachfolgenden Tabelle IV zu ersehen.The results of these experiments are from the following See Table IV.
nierungCondition
renation
rungsmetho
deDrainage
method
de
keits-
phasen—
menge,
mlFluid
ability
phases—
lot,
ml
ausbeutePrecipitants
yield
wonnene
Menge, mgreplayed
won
Amount, mg
beute? o ~ off
prey
NaOH
CaCl +
NaOH
Ca(OII)2
Ca(OH)2 CaCl 2 +
NaOH
CaCl +
NaOH
Ca (OII) 2
Ca (OH) 2
gieren
Filtrie
ren
Zentrifu
gieren
Filtrie
renCentrifu
yaw
Filtrie
ren
Centrifu
yaw
Filtrie
ren
121
72
15058
121
72
150
tration,
mg/mlConc
tration,
mg / ml
2420
1800
22502030
2420
1800
2250
79,5
59,1
73,9 66.6
79.5
59.1
73.9
20
25
1535
20th
25th
15th
Außerdem wurden die Filtrationsgeschwindigkeit und die Volumenausbeute unter Verwendung von kaltem (15 C) bzw. warmem (65 C) Wasser zum Auswaschen des koagulierten Materials ermittelt. Ferner wurde ein Versuch unter Zusatz von kaltem Wasser (15 C) nach dem Koagulieren und Rühren zur KüliLung des Materials vor der Trennung durchgeführt. Diese Zusatzversuche zeigten, daß die FiItrationsgeschwin-In addition, the filtration rate and volume yield were measured using cold (15 C) and warm (65 C) water to wash out the coagulated material determined. An experiment was also carried out with the addition of cold water (15 C) after coagulation and stirring carried out to cool the material prior to separation. These additional experiments showed that the filtration rate
509886/1141509886/1141
digkoit und die Volumenausbeute erwartungsgemäß bei der Verwendung von warmem Wasser zum Auswaschen des koagulieren Materials am größten sind, daß aber durch Zusetzen von kaltem Wasser und Umrühren vor der Trennung eine noch größere Filtrationsgeschwindigkeit und eine noch höhere Volumenausbeute für die Flüssigkeitsphase erzielt wurde. Eine Abkühlung des Materials auf etwa 50 C vor der Trennung ist daher anscheinend vorteilhaft.digkoit and the volume yield as expected when using warm water to wash out the coagulate Materials are greatest, but that by adding cold water and stirring before separating an even higher filtration speed and an even higher volume yield for the liquid phase was achieved. Cooling the material to about 50 C prior to separation is therefore apparently advantageous.
Die Volumonausbeute beim Zentrifugieren bzw. Filtrieren zeigt, daß die Trennbarkeit am besten bei einem mit Cal— ciumhydroxyd allein konditionierten Schlamm ist, während die Fällungsmittelausbeute zeigt, daß das Konditionieren mit Calciumchlorid und Natriumhydroxyd vor dem Koagulieren zur besten bzw. weitestgehenden Wiedergewinnung von Fällungsmittel aus dem Proteinschlamm führt.The volumetric yield when centrifuging or filtering shows that separability is best with a cal- cium hydroxide alone is conditioned mud while the precipitant yield shows that conditioning with calcium chloride and sodium hydroxide prior to coagulation for the best or most extensive recovery of Leads to precipitant from the protein sludge.
Der verwendete Lignoproteinschlamm mit einem Trocken— substanzgehalt von 14,5 Prozent enthält infolge des Verbrauchs von Ligninsulfonat bei der Herstellung des Schlamms sowie aufgrund des Restgehalts an Ligninsulfonat im behandelten Abwasser 21 Prozent Ligninsulfonat, bezogen auf den Trockensubstanzgehalt, was einer Ligninsulf onatmenge von 1^,5 x 0,21 = 3,0^5 g Ligninsulfonat in 100 g Schlamm entspricht. Die Tabelle IV zeigt, daß man durch Auswaschen mit Wasser bei nach Konditionierung mit Calciumchlorid + Natriumhydroxyd bzw. Calciumhydroxyd allein koaguliertem Schlamm eine Steigerung der AusbeuteThe lignoprotein sludge used with a dry substance content of 14.5 percent contains as a result of consumption of lignosulphonate in the production of the sludge as well as due to the residual content of ligninsulphonate in the treated wastewater 21 percent lignosulphonate, based on the dry matter content, which is a ligninsulph onate amount of 1 ^, 5 x 0.21 = 3.0 ^ 5 g of lignin sulfonate in 100 g of sludge. Table IV shows that by washing out with water after conditioning with calcium chloride + sodium hydroxide or calcium hydroxide alone coagulated sludge an increase in the yield
S09886/1U1S09886 / 1U1
an wiedergewonnenem Fällungsmittel von 66 auf 79,5 bzw. von 59,1 auf 73,9 Prozent erzielt.of recovered precipitant from 66 to 79.5 and from 59.1 to 73.9 percent.
Zur Untersuchung der Möglichkeit, auch andere Fällungs— mittel aus ausgefälltem Proteinschlamm zu entfernen bzw. abzutrennen und wieder ztigewinnen, wurden verschiedene Proteinschlammsorten durch Ausfällung von Proteinen aus prοteinhaltigem Abwasser mit Hilfe folgender Fällungsmittel hergestellt: To investigate the possibility of other precipitation Removing or separating and recovering agents from precipitated protein sludge became different Types of protein sludge produced by precipitating proteins from protein-containing wastewater with the help of the following precipitating agents:
Laurylsulfat,
Glyceryltrisulfat,
Dodecylbenzolsulfonsäure und Aluminiumsulfat.Lauryl sulfate,
Glyceryl trisulfate,
Dodecylbenzenesulfonic acid and aluminum sulfate.
Als Abwasser wurde für diese Versuche das gleiche Schlacht hausabwasser mit einem COD-Wert von ^59O mg Op/Liter wie bei der Herstellung des in den vorhergehenden Beispielen verwendeten Lignoproteinschlamms verwendet. Außerdem wurden Parallelversuche mit Abwasser aus einer Schlacht— hausabfallvernichtungsanlage (Herstellung von Fleisch-Knochen-Mehl und technischem Fett) sowie Versuche mit verdünntem Blutwasser aus der SchweineSchlachtung durchgeführt .The same slaughterhouse wastewater with a COD value of 59O mg Op / liter as used in the preparation of the lignoprotein sludge used in the previous examples. aside from that parallel tests were carried out with wastewater from a slaughterhouse waste destruction plant (production of meat-bone-meal and technical fat) as well as experiments with diluted blood water from pig slaughter .
Der abgetrennte Schlamm wurde bis zur einem pH—Wert von 9 mit Calciumhydroxyd versetzt, bei 95 C koaguliert undThe separated sludge was up to a pH of 9 mixed with calcium hydroxide, coagulated at 95 C and
609886/1141609886/1141
75308207530820
dann zentrifugiert. Die aus den verschiedenen Schlammsorten erhaltenen Zentrifugate wurden dem gleichen Proteinfällungsversuch wie bei den vorhergehenden Beispielen unterworfen, wobei jeweils 500 ml der gleichen Proteinlösung bzw. des gleichen Schlachthausabwassers wie in den vorhergehenden Beispielen als Fällungsinittel jeweils 5, 10 bzw. 15 ml Zentrifugat zugesetzt wurden. Abgesehen von der Fällung mit dem Zentrifugat aus dem mit Aluminiumsulfat ausgefüllten Proteinschlamm, bei der der pH-Wert auf 6 eingestellt wurde, wurde bei allen Fällungsver— suchen jeweils Schwefelsäure in einer Menge zugesetzt, die einen pH-Wert von 3 ergab. Die bei den Proteinfällungsversuchen erhaltenen Dekantate wurden durch Bestimmung des COD-Wertes, der zur Berechnung der Fällungsmittelwiedergewinnung herangezogen wurde, charakterisiert.then centrifuged. The centrifugates obtained from the different types of sludge were subjected to the same protein precipitation experiment Subjected as in the previous examples, each time 500 ml of the same protein solution or the same slaughterhouse wastewater as in the previous examples as a precipitating agent 5, 10 and 15 ml of centrifugate were added. Apart from the precipitation with the centrifugate from the one with aluminum sulfate Filled protein sludge, the pH of which was adjusted to 6, was used in all precipitation looking for each sulfuric acid added in an amount which gave a pH of 3. The decantates obtained in the protein precipitation experiments were determined by determination the COD value used to calculate the recovery of precipitant.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind aus der nachfolgenden Tabelle V zu ersehen.The results of these experiments are from the following Table V can be seen.
509886/1 U1509886/1 U1
753Π820753Π820
mittelPrecipitation
middle
zusatz zu
500 ml, (ml)Zeiitrifugat-
addition to
500 ml, (ml)
Dekantat,
mg 02/Ltr.COD in
Decantate,
mg 0 2 / ltr.
mlnderung,
/° COD-Vcr-
change,
/ °
sulfatLauryl
sulfate
10
155
10
15th
II72
15421426
II72
1542
74,5
66,468.9
74.5
66.4
trisulfatGlyceryl
trisulfate
10
155
10
15th
1^38
1567238O
1 ^ 38
1567
68,7
65,848.1
68.7
65.8
benzol-
sulfon—
säureDodecyl
benzene-
sulfone-
acid
10
155
10
15th
1529
18132135
1529
1813
66,7
60,553.5
66.7
60.5
sulfataluminum
sulfate
10
155
10
15th
3072
3O3O3220
3072
3O3O
33,0
34,029.8
33.0
34.0
Vergleicht man die vorstehenden Versuchsergebnisse mit · dem Ergebnis von Beispiel 1, Kurve 2, so ist zu erken-If one compares the above test results with the result of example 1, curve 2, it can be seen
aus
nen, daß auch/mit anderen Fällungsmitteln ausgefällten Proteinschlammsorten das Fällungsmittel auf die gleiche
Weise wie aus mit Ligninsulfonat ausgefälltem Proteinschlamm
entfernt wird. Dabei ist der Tiiedergewinnungsgrad für organische Sulfonate tind Sulfate vergleichbar
hoch, während er bei Aluminiumsulfat beträchtlich niedriger ist. 33s ist jedoch klar zu erkennen, daß das Verfahren
der Erfindung allgemein zur Entfernung von Fällungsmittelthe end
NEN that also / with other precipitating agents precipitated types of protein sludge, the precipitant is removed in the same way as from protein sludge precipitated with lignosulfonate. The degree of recovery of organic sulfonates and sulfates is comparably high, while it is considerably lower for aluminum sulfate. 33s, however, it can clearly be seen that the process of the invention is generally applicable to the removal of precipitant
£08886/1141£ 08886/1141
7 5 3 Π 8 2 O7 5 3 Π 8 2 O
aus ausgefälltemProteinschlamm in gegebenenfalls wiederverwendbarer Form anwendbar ist.from precipitated protein sludge into reusable ones if necessary Form is applicable.
S09886/1U1S09886 / 1U1
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