NL7905308A - Adsorptie- en filtratiemat voor vloeistoffen. - Google Patents

Description

- 1 - N.O. 27.973

Max Klein, te Tinton Falls, New Jersey,

Verenigde Staten van Amerika.

Adsorptie-en filtratiemat voor vloeistoffen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op bepaalde poreuze, niet geweven media, die in het algemeen worden aangeduid' als adsorptie- en filtratiematten voor vloeistoffen of adsorptie-· en filtratiematten voor vloeistof-gebruik. Deze matten worden vervaardigd met papierfabricage-apparatuur en methoden uit en samen- 5 gesteld uit ten minste twee specifieke basisbestanddelen, die 1 hierna* kort worden vermeld. Deze matten hebben een poreusheid, die doelmatig is om uit vloeistoffen, die erdoor worden gefiltreerd, fijnverdeelde deeltjes van ongeveer 0,5 ^um en minder in ; grootte tegen te houden, terwijl tegelijkertijd goede doorstroom- 10 snelheden van te filtreren vloeistofmengsels in stand gehouden worden. Bij andere uitvoeringsvormen met het ene. of het andere, of alle twee of alle drie van een derde, vierde of vijfde bestanddeel zijn deze filtermatten bovendien in staat uit vloeibare me- 5 dia (inert ten opzichte van de matsamenstelling) vele produkten, j 15 opgelost of colloïdaal gedispergeerd in dergelijke media te adsorberen, zelfs indien daarin aanwezig in delen per miljoen of miljard', zoals verontreinigingen in rivieren en stromen of in drinkwater,

De adsorptie- en filtratiematten volgens de uitvinding, 20 voor vloeistofgebruik bestaan in principe uit een matrix, (1) waarvan de strukturele samenhang in de eerste plaats verschaft wordt door cellulosevezels zoals papier en beter nog schrijfpa-pierkwaliteit, en (2) de vergrote poreusheid waarvan verschaft wordt door microdeeltjes (hierna meer volledig beschreven) van 25 een opgeschuimd, thermoplastisch styreenpolymeer of lager poly-alkeen of een opgeschuimde, buigzame polyurethanschuimstof. De | 7905308 -I- i: ‘ ' - ’ ' - * ' .. - _ . .

A · , _ * .

' - 2 t ' sterkte in natte toestand van de matrix, tijdens de matvervaardi-ging, en de treksterkte ervan bij toepassing kan vergroot worden door vezels van een vezel-vormende polyethyleentereftalaatpoly-ester als een derde bestanddeel toe te voegen. Fijnverdeeldé, geactiveerde kool kan worden toegevoegd als een belangrijk adsor- 5 berend middel als verder bestanddeel. Diatomeeënaarde kan worden opgenomen als een ander adsorberend middel (nog een ander bestanddeel) om deel te nemen aan de vergroting van de poreusheid, hoewel toevoeging van meer polymere microdeeltjes de diatomeeënaarde voor dat laatstgenoemde doel kan vervangen. 10

Een ander toepasbaar adsorberend middel-bestanddeel, dat kan worden opgenomen is het colloïdale aluminiumoxidemono-hydraatprodukt (formule A100H) van het Amerikaanse octrooischrift 2.915.·W.

Vele ongewenste afvalvloeistoffen, zoals de afvalwa- 15 terstroom van een fabriek, die toxische bestanddelen bevatten en eveneens afvoerstromen van rioolwaterfabrieken van gemeenten, die niet verwijderde ongewenste deeltjes bevatten en zelfs kleine hoeveelheden opgeloste toxische verbindingen, worden afgevoerd door toevoer aan nabij-e stromen en rivieren, waardoor bekende, 20 ernstige yerontreinigingsproblemen veroorzaakt worden en in het bijzonder met betrekking tot drinkwater.

Tot dusverre schijnt gegranuleerde, geactiveerde kool het meest veelvuldig gebruikte produkt te zijn om deze problemen te overwinnen, bijvoorbeeld door verwijdering van oplosbare en 25 onoplosbare verontreinigingen. Daartoe wordt dit afvalwater door grote kolommen geleid van deze geactiveerde kool, opgenomen in verticale, cilindervormige reservoirs, die bijvoorbeeld 10,7 -15,2 dm hoog zijn bij ongeveer 3%7 dm diameter. Er is op gewezen, dat de vereiste snelheid van passage van afvalwater door derge- 30 lijke kolommen van geactiveerde koolstof ter verwijdering van bijvoorbeeld een trihalogeenmethaan, zoals chloroform, een verblijftijd vereist van ongeveer 45 minuten van het water vanaf de toevoer tot het verlaten van het cilindervormige reservoir. De verschaffers van dit systeem vermelden, dat de verblijftijd ter 35 verwijdering uit water van benzeen 55 minuten is, voor fenol tot 790 5 3 08 4.

' 3 ~ 1Ê5 minuten en voor gechloreerde aromatische verbindingen tot 21 uren» om in sommige gevallen slechts een vermindering van 50# te verkrijgen.

Ook is de geschikte tijd, waarin de geactiveerde kool chloroform kan adsorberen niet zolang als gewenst is in het licht 5 van de kapitaalinvestering in het reservoir en het grote volume f kool (bijvoorbeeldƒ1,50 -ƒ3,50 per kilo) om het reservoir te vullen en de noodzaak een andere dergelijke tankter beschikking te hebben voor gebruik, wanneer de eerste wordt stilgezet om de kool te regenereren. Dit brengt verdere kosten met zich mee voor het 10 verbranden van de geadsorbeerde organische verontreinigingen (uit de poriën van de koolgranules), zoals door regeneratie in een oven met meer haarden, en eveneens van koolstofverlies bij de regeneratie.. Door de verschaffers van het systeem wordt gezegd dat dit laatstgenoemde verlies ongeveer 10# bedraagt, hoewel gebrui- 15 kers grotere verliezen rapporteren, zoals in sommige gevallen tot 50%.

Dergelijke kapitaalkosten voor de installatie en regeneratie -apparatuur bij het systeem met gegranuleerde, geactiveerde kool is een ernstige belasting. Voorts wordt een verder pro- 20 bleem vermeld bestaande uit bacteriëngroei in het inwendige van de adsorbeerinrichtingen. Bovendien is tijdens het gebruik het granulaire koolstofsysteem ontvankelijk voor het eventuele voorkomen van hoge golven in de vloeistofstroom toegevoerd aan het granulaire koolstofsysteem en wanneer dergelijke golven te veel 25 plaatsvinden, kan het gebruik van het systeem in de war gestuurd worden.

Bepaalde industriële handelingen vereisen de verwijdering van deeltjes met grootten van enkele ^um en zelfs grootten van sub ^uffl. Een aantal synthetische organische, en ten minste 50 één anorganisch, membranen zijn voor dergelijke filtraties verkrijgbaar. Echter zijn deze tamelijk kostbaar, zoals bijvoorbeeld 2 één dollar tot ongeveer 15 dollar en zelfs meer per 929 cm en houcif11 tevens een aanzienlijk geringe stroomsnelheid in. Dergelijke membraanfliters, bijvoorbeeld vervaardigd uit gerenereerde 35 cellulose, celluloseacetaat of mengsels daarvan en het triace- 790 53 08 taat, cellulose-esters en polyvinylchloride schijnen, niet in aanmerking te komen voor gebruik voor de behandeling van afvalstromen van industriële fabrieken. Het gebruik van dergelijke membranen bij de hiervoor vermelde vloeistofbehandelingen wordt gezegd prohibitief te zijn. 5

De onlangs geïntroduceerde, harde, niet stuivende, koolstof-houdende, aswarte, bolvormige adsorbeermiddelen zijn zeer kostbaar (ongeveer 26 doller per kilo). Zij vereisen voorts behandeling in een kolom met een vast bed, met inbegrip van terugwassen ter verwijdering van gefiltreerde, gesuspendeerde vaste 10 stoffen. Zij kunnen ook geregenereerd worden door behandeling met met water mengbare en met water niet mengbare oplosmiddelen, stoom, zuren of basen en bij verhoogde temperaturen met extra kosten.

De hiervoor vermelde tekortkomingen en nadelen van 15 deze granulaire, geactiveerde koolstofbedden, zwarte, bolvormige, koolstof-houdende adsorbeermiddelen en synthetische membranen worden vermeden door de adsorptie- en filtratiematten voor vloeistoffen van de onderhavige uitvinding, omdat deze aanzienlijke besparingen verschaffen in kosten en uitvoering en tijd van de 20 handelihg. Regeneratie wordt vermeden, doordat hun geringe kosten vervanging rechtvaardigen..

In ruime zin is de adsorptie- en filtratiemat voor vloeistofgebruik van de onderhavige uitvinding een vochtig gelegde, niet geweven matrix, bestaande uit willekeurig opgestelde, 25 onregelmatig kruisende en overlappende deeltjes, die bestaan uit (1) cellulosevezels in een aanvankelijk voldoende hoeveelheid om de natte sterkte van de matrix te verschaffen tijdens /vlakke, natte trappen van de vervaardiging van de mat en om de integriteit en continuïteit van de mat onder de trekspanning, 30 die het bij gebruik zal ontmoeten, te behouden, en (2) microdeeltjes gekozen uit de groep bestaande uit (a) een opgeschuimd, thermoplastisch styreenpolymeer, (b) een opgeschuimd, lager polyalkeen uit polyetheen tot poly- methylpenteen (dat wil zeggen het polymeer van elk van de ho- 35 mologen van etheen tot methylpenteen) zoals etheen, een pro- 790 5 3 08

«I

„ - . 'I

-5 -.. . : peen, een buteen, een penteen, (c) een copolymeer van polypropeen met ongeveer 20 tot ongeveer 50 gew.% polyetheen, ω een smeltmengsel van polyetheen met tot ongeveer 10 gew.% polystyreen en 5 (e) een smeltmepgel bestaande uit ten minste 50 gew.% polypropeen en de rest bestaande uit een copolymeer van polyetheen met tot ongeveer 30% (van het copolymeer) polyvinylacetaat en (f) eeqimigzaam, opgeschuimd polyurethan, waarbij elk van de polymeren niet bros is in de opgeschuimde uit- 10 gangsvorm ervan en de microdeeltjes daarvan afgeleid aanwezig zijn in een voldoende hoeveelheid om de mat te voorzien van de mate van poreusheid en het stroomsnelheidsniveau vereist voor de toepassing, waardoor de mat dient te worden gebruikt en kan voorts elk van de bestanddelen 15 (3) vezels van een vezel-vormende polyethyleenterefta-laatpolyester in ten minste een hoeveelheid (a')> die gezamenlijk met de cellulose een waarborg is, dat de mate van natte sterkte van de mat aanwezig is, noodzakelijk voor het verschaffen van de nat gelegde vorming ervan en vervolgens bij het continueren daar- 20 uit tot en met de droogtrap ervan, en (b*) die gezamenlijk met de cellulos^éen voldoende treksterkte verschaft voor de mat om het beoogde gebruik ervan te verkrijgen, en beneden de hoeveelheid, waarbij de polyesterdeeltjes, gebruikt bij het voortbrengen van de mat, beginnen te agglomereren, hoewel zij gemengd worden 25 met de andere bestanddelen bij de vorming van de mat, (4) fijnverdeelde, geactiveerde kool als een hoofdabsor-berend middel in een hoeveelheid beneden de hoeveelheid, waarbij ongewenste verstuiving van fijnverdeelde kool uit de mat kan plaats hebben 30 (5) diatomeeënaarde als het enige adsorberend middel en/of gezamenlijk met eventueel ingesloten colloldaal aluminiumoxide monohydraat en/of om met de microdeeltjes als een verder bestanddeel te dienen, bij het vergroten van de gewenste poreusheid en in een hoeveelheid, beneden die, waarbij ongewenste verstuiving 35 van diatomeeënaarde uit de mat kan plaats hebben en 790 5 3 08 (6) ï£et colloïdale aluminiumoxidemonohydraat als enig adsorberend middel of tezamen met de geactiveerde kool en/of doelmatig met de diatomeeënaarde, bevatten.

Het is zeer doelmatig om bet mogelijk te maken dat, door verschaffing van de beste mate van gehandhaafde matrix-inte- 5 griteit in de matten volgens de uitvinding» als een begintrap bij de vervaardiging van de mat, de cellulosevezels en microdeeltjes gezamenlijk bereid worden als wat een cobeslag wordt genoemd en /^or<ft Samengesteld uit ongeveer één deel microdeelt jes op ongeveer één tot ongeveer twee delen cellulosevezels, zoals hierna 10 verder beschreven.

De adsorptie- en filtratiematten voor vloeistofgebruik van de uitvinding kunnen gebruikt worden (a) bij het filtreren van vele verschillende typen vloeistofmedia, die verschillende hoeveelheden en grootten van verschillende afzonderlijke deel- 15 tjes en deeltjesvormige produkten bevatten (zo lang als de vloeibare drager inert is ten opzichte van de samenstelling van de mat) en (b) voor de behandeling van dergelijke vloeistofmedia en andere, waarin geen afzonderlijke deeltjes aanwezig zijn, maar die colloïdaal. gedispergeerde deeltjes en/of gewoonlijk opgelos- 20 te produkten en in het bijzonder in lage concentraties (bijvoorbeeld enkele delen per miljoen of zelfs enkele delen per miljard) voor het adsorberen uit dergelijke vloeibare media van de collo-idaal gedispergeerde en/of opgeloste stoffen, bevatten. '

Dergelijke vloeistoffen kunnen afvalstromen zijn, die 25 zijn geloosd van een grote verscheidenheid industriële handelingen in rivieren of verzamelreservoirs voor het een of andere oogmerk of afkomstig zijn van een grote verscheidenheid chemische 4 handelingen onder toepassing van water of organische oplosmiddelen (inert ten opzichte van de matten volgens de uitvinding) voor 50 de verwijdering van deeltjes of colloïdaal gedispergeerde of opgeloste produkten en die het mogelijk maken de vloeibare drager opnieuw te gebruiken.

Een dergelijke grote verscheidenheid van toepassingen kan selecties vereisen uit een veelvoud van verschillende kwali- 35 tatieve en kwantitatieve samenstellingen van de matten. Dienten- 790 5 3 08 , * . '4 % • " 7~ gevolge ie het moeilijk een specifiek inhoudstrajekt vast te stellen voor elk van de twee basisbestanddelen (de cellulose-en de polymere microdeeltjes) van de matten volgens de uitvinding of elk van de andere één of meer of alle additionele bestanddelen, die de matten kunnen omvatten· 5

Daarom kan het numerieke inhoudstrajekt van elk van de verschillende bestanddelen dus slechts globaal worden aangegeven, met de aanduiding, dat de funktie, die elk daarvan uitoefent bij de fabricage van de mat en de beoogde toepassing ervan het respectievelijk mogelijk specifieke minimum en maximum van elk daar- 10 van beïnvloedt.

De cellulose dient derhalve aanwezig te zijn in een hoeveelheid die ten minste voldoende is om het mogelijk te maken de struktuurintegriteit of de continuïteit van de mat te behouden, terwijl de aanvankelijk nat gelegde formatie bereid wordt en tot 15 de droge toestand ervan en in het te maken gebruik van de mat, en om de inhoud van het deeltjesvormige materiaal in de mat te houden. Dit «ordt bewerkstelligd met de cellulose gebruikt in een trajekt van ongeveer 10# tot ongeveer 90# van de totale vaste stoffen van de mat· 20

De microdeeltjes dienen in de eerste plaats voor het verschaffen van de vereiste poreusheid in de afgewerkte mat en in een maatregel om deel te nemen aan het vasthouden van het deel-tjesvormige materiaal, dat in de mat is opgenomen· Microdeeltjes kunnen dan ongeveer 2 tot ongeveer 90# van het vaste stoffenge- 25 halte van de mat uitmaken·

Om behulpzaam te zijn de weefselintegriteit van de mat tijdens de natte inlegvorming en tot en met het drogen en in de afgewerkte toestand te handhaven, kan de polyester worden opgenomen van ongeveer 2 tot ongeveer 10# van het totaal van de an- 30 dere vaste bestanddelen en meer doelmatig bij ongeveer 5# en nog beter ongeveer 7# van hun totaal.

Fijnverdeelde, geactiveerde kooldeeltjes dienen niet minder dan ongeveer één ^um tot niet groter dan ongeveer 100 ^um te zijn en gebruikt te worden in een hoeveelheid tot ongeveer 70# 35 van de totale vaste stoffen en beneden de hoeveelheid, waarbij 790 5 3 08 / - ' 'νΛ.:-'-·-·' ·'; Λ / . · "V-. .· ' , ' ' - . .*· .'λ ' ν. ;ν. < * - } I · 1 ‘ 1 ' Γ· .- ' — -^· . -:· .........·.. ιπ. ι-Γ m-.in,r.-r-rr —. .

een ongewenst stuiven van koolstofdeeltjes plaats heeft*

Diatomeeénaarde kan gebruikt worden tot ongeveer 20¾ van het totale vaste stoffengehalte en beneden de hoeveelheid, waarbij een ongewenst stuiven van de deeltjes plaats heeft*

Het cobeslag wordt zo genoemd, omdat het verschaft 5 wordt door het tezamen slaan van katoenvezels en polymere micro-deeltjes in water in een slaginrichting. Een cobeslagsuspensie wordt bijvoorbeeld bereid door onder roeren 363»6 kg (droge basis) van vezels van natte katoenen lappen (verkregen uit katoen-lompen zoals gebruikt bij de papierfabricage, met 1^-5^,½ liter 10 water opgenomen in de vezels) en 181,8 kg (droge basis) polymere microdeeltjes, bijvoorbeeld polystyreen (als 6¾ vaste stoffen, die 28^8,5 liter gebonden water vasthouden) in 13.35^ liter water in een papierfabricage-beslaginrichting te brengen en de roer-behandeling ongeveer 6 uren voort te zetten. Hierdoor worden de 15 katoenvezels en de microdeeltjes vrij van klompen en klonten in het water gedispergeerdoen willekeurig en innig met elkaar gemengd door het openbreken van de katoenvezels, waarschijnlijk vergroot door de werking van de microdeeltjes erop met daarbij verkregen insluiting van afzonderlijke microdeeltjes in de aldus 20 uitgerekte, vezelachtige kenmerken van de cellulose.

De polymere microdeeltjes worden gekenmerkt als (a) een lengte van ongeveer kO tot ongeveer 325 ^um en een breedte van ongeveer 20 tot ongeveer 325 yum te bezitten, (b) vrijwel of ' geheel vrij te zijn van intakte cellen van de opgeschuimde poly- 25 mere stukjes waaruit zij zijn vervaardigd, (c) in hoofdzaak zonder uniformiteit té zijn wat betreft de omtrek van de afzonderlijke microdeeltjes en (d) in dichtheid ongeveer 85¾ te zijn van of in hoofdzaak hetzelfde te zijn als het specifieke, niet opge-schuimde polymeer, waaruit het hiervoor vermelde opgeschuimde po- 30 lymeer werd verkregen.

De uitgangspolymeren, waaruit de microdeeltjes, opgenomen in de matten van de onderhavige uitvinding, zijn vervaardigd en de inrichting en werkwijze voor de vervaardiging van deze microdeeltjes zijn beschreven in de Nederlandse octrooiaanvra- 35 ge 79.01096.

790 5 3 08 “9 ' ' 4

De vervaardiging van elk van de polyraere microdeel-t jes uit de uitgangs stukjes van elk van de respectievelijke uit-gangspolymeren is in de volgende bereidingsvoorbeelden van poly-styreenmicrodeeltjes toegelicht, evenwel niet/feperêf«

Voorbeeld A. 5

Microdeelt.jes uit opgeschuimde, geëxtrudeerde polystyreenkorrels.

k2.5 Liter van met een opschuimingsmiddel geïmpregneerde, geextrudeerde polystyreenkorrels (kristal) opgeschuimd tot ongeveer 6,35 tot ongeveer 12,7 mo in hoofdzaak ronde korrels met een dichtheid van 12 g/1 werd/eenninrichting voor het fijnmaken 10 (zoals hiervoor beschreven) vóórzien van een toevoer met een diameter van 10,16 cm en een lengte van 7»62 cm en van een gebogen bodemzeef met openingen van 0,1016 mm diameter fijngemaakt.

De rotor werd ingesteld op 6000 omwentelingen per minuut, de voedingsinrichting om opgeschuimde polystyreenstukjes 15 toe te voeren met een snelheid van 35 Λ liter per 5 minuten (dat wil zeggen k25 liter per uur). De opgeschuimde uitgangspolysty-reenstukjes, die aan de voedingsinrichting worden toegevoerd, werden met voldoende water bevochtigd om vrijwel volledig hun uitwendige oppervlakken te bedekken. De aldus bevochtigde, opge- 20 schuimde polystyreenstukjes werden continu aan de toevoerinrich-ting toegevoerd met een snelheid van 35,^ liter per 5 minuten, terwijl tegelijkertijd water werd geïnjekteerd in de beslagruim-te door de twee sproei-openingen met een diameter van 1,6 mm met een snelheid van 7,57 liter per minuut. 25

Het mengsel van opgeschuimde polystyreen-microdeeltjes, dat de zeefbodem van de beslagruimte verlaat, werd verzameld in een open reservoir met een aftapkraan in de bodem, terwijl het vrije water werd afgezet op de bodem en de polystyreeh-microdeel-tjes met het daardoor gebonden water (in een verhouding van twee 30 delen microdeeltjes op 98 delen water) tengevolge van meegesleepte lucht, naar de bovenkant van het vrije water stegen. Het vrije water werd afgetapt, waarbij een plastische massa van verkregen, opgeschuimde polystyreen-microdeeltjes, in het water fysisch daaraan gebonden, achterbleef. De plastische massa woog 255,15 kg en 35 bevatte 5,1 kg microdeeltjes met 250,05 kg water ermee gebonden.

7905308 j ^ . ' '· ·· ' .. ·’· · · ' ;; ν·. ; ' ·'··.·· ..·· * · · . ‘ ’ ' 'N : .. · : ’ - · · ’· ' .‘'*· .· . ·ϊ - . ' . , ' S : : S · · ' . .· . ·' - tor ' · . ·- "Ο ‘ -------· --------;...'.......-........................................ " ; 27,2^ kg Van deze plastische massa * aangebracht in een, gesloten, dubbelgeweven katoenen zak, werdén vervolgens onderworpen aan druk, tot 22,71 liter water waren uitgeperst. De resterende ^,08 kg, die 5^ g opgeschuimde polystyreen-microdeeltjes bevatten, werden vervolgens in een open schaal in een op 43»33°C 5 gehouden oven gedroogd.

Microdeeltjes van elk van de andere toepasbare polymeren worden bereid door voorbeeld A te herhalen, evenwel onder vervanging van de uitgangspolystyreendeeltjes door die van de andere toepasbare opgeschuimde polymeren. Derhalve dient elke der- 10 gelijke herhaling van voorbeeld A, uitgaande van microdeeltjes van elk ander toepasbaar opgeschuimd polymeer, beschouwd te worden als te zijn opgenomen als een afzonderlijk voorbeeld, waardoor een niet noodzakelijk uitbreiding van de-beschrijving vermeden wordt, 13

De adsorptie- en/of filtratiematten voor vloeistof-gebruik van de onderhavige uitvinding en de bereiding ervan worden toegelicht, evenwel niet beperkt, tot de volgende voorbeel-r den, uitgevoerd volgens de werkwijze ter vervaardiging van de gebruikelijke handvellen zoals op het papierfabricage-laboratorium 20 door toepassing van een gebruikelijke handvelvorm (met een basis 2 van 20,3 cm en een hoogte van 28 cm).

Voorbeeld I.

Mat van cellulose en microdeelt.jes.

3,6 g (Droge basis) cellulose in de vorm van de hier- 25 voor beschreven natte vezels van katoenen lappen (afkomstig van katoenlompen) en 7*2 g (droge basis) polystyreenmicrodeeltjes werden in ongeveer 2000 ml water gebracht in een roestvrij stalen beker (capaciteit 3000 ml), terwijl geroerd werd met een labora-toriumroerder van het schroefvormige type tot een gelijkmatige 30 dispersie was verkregen (binnen ongeveer 3 minuten) als een gladde, zeer stroombare suspensie. Deze suspensie werd vervolgens snel in de handvelvorm gegoten, die reeds 8000 ml water boven de handvelzeef ervan bevatte. De aftapkraan werd vervolgens geopend en het water werd afgevoerd tot geen vrij water achterbleef boven 35 op de gevormde mat.

790 5 3 08 - - -1 * . . . ~ 11 ’ . ' *

De handvelzeef* die de aldus gevormde mat vasthoudt, werd vervolgens opgetild en over een yacuumspleet geleid om vrij water uit het binnenste van de mate te onttrekken. Vervolgens werd de zeef» die de mat vasthield* als een tussenlaag aangebracfcfc tussen absorberende vloeiblokken* drie onder de zeef en drie op 5 de mat en werd vervolgens in een hydraulische laboratoriumplaat-pers samengedrukt tot de meter een druk-aflezing vertoonde van ongeveer 409 hg· De mat werd vervolgens van de zeef gescheiden en op een tot 120°C verhitte plaatdroger geplaatst tot het hand-vel een constant gewicht bereikte. 10

Een uit dit handveiL. gesneden schijf met een diameter van 6 cm werd geklemd in een filter volgens Seitz en onder een verminderde druk van 50*8 kPa werd in 17 seconden gedestilleerd water door de schijf gevoerd. 100 ml Van een troebele* taankleu-rige tot lichtbruine* ruikende eindafvoerstroom, troebelheid 44 15 JTTJ (dat wil zeggen troebelingseenheden volgens Jackson) op een turbidimeter volgens Hach» afkomstig van een behandelingsinstallatie van stadsafvalwater* werd op soortgelijke wijze door dezelfde schijf in 20*8 seconden gefiltreerd. Dit filtraat vertoonde een troebeling van 10 JTÏÏ (als helder beschouwd, aangezien de 20 troebeling van drinkwater eveneens 10 JTU is).

Voorbeeld II.

Mat volgens voorbeeld I en polyester.

6,8 g Cellulose (van lompen) en 3*4 g polystyreen-microdeeltjes* beide als co-beslag, en 0,84 TREVIBA polyester 25 (hierna verder geïdentificeerd) en 650 ml water werden in een menginrichting volgens Waring één minuut geroerd (hetgeen voldoende was om een homogene dispersie te verkrijgen). 40 ml Van deze suspensie werden in 1500 ml water gemengd in een roestvrij stalen beker van 3000 ml onder roeren met de roerinrichting van 30 het schroefvormige type. Binnen enkele seconden gaf de gelijkmatige dispersie volledig een gladde* zeer stroombare dispersie.

In de roestvrij stalen beker en terwijl de dispersie nog werd geroerd en nog uniform was en onder voortzetting van de roerbehandeling, werd 0*3 g van de polyester onder mengen toege- 35 voegd en vervolgens werd de rest van de oorspronkelijke suspensie 79053 08 ‘ ·ν ’.'’ ’;'·:"-';'.>>:;- - ·. · . · '- :' - · . -··-·.? . . V , ~ . - Γ - /: •y ·«. ‘v···.· - · _ : 12 . . , .·. · : - . . ...

„ * .....................·"“*--Γ,Η, ...^ .1 Γ~ ! >.*' ... ϋ———ί ' van lompencellulose, microdeeltjes en polyester toegevoegd, en de roerbehandeling van de volledig gelijkmatige suspensie werd enkele minuten voortgezet· Vervolgens werd deze suspensie snel in de monsterhandvorm gegoten, die dezelfde hoeveelheid water als in voorbeeld I bevatte én een handvelmat werd vervolgens gevormd en 5 gedroogd zoals in dat voorbeeld beschreven. De gedroogde mat bezat een dikte van 625 ^um.

Een schijf met een diameter van 6 cm, uit deze mat gesneden, werd in hetzelfde Seitz-filter geklemd» 100 ml Van een waterbevattende oplossing van de blauwe Ponsol-kleurstof (ge- 10 bruikt bij de papierfabricage) met een troebelheid van 100 JTU' (volgens de Hach-meter) werd op de schijf in het filter gegoten en onder dezelfde verminderde druk in 90 seconden gefiltreerd»

De troebelheid van het filtraat bedroeg 11 JTU (kleurloos voor het oog, als doorzichtig beschouwd vanwege de nadering tot 10 JTU 15 voor drinkwater.

Voorbeeld III.

e

Mat van voorbeeld I plus polyester en geactiveerde kool»

Volgens de in voorbeeld II beschreven methode, werd een mat vervaardigd door 6,8 g (lompen) cellulose, 3»^ g micro- 20 deeltjes, 0,8^ g van de polyester en k,7 g fijnverdeelde, geactiveerde kool (NÏÏCHAfi S-N) onder roeren in 650 ml water gedurende één minuut in de menginrichting volgens Waring te brengen en aldus een gelijkmatige dispersie te verschaffen, die verder wordt verwerkt zoals in voorbeeld II beschreven, waarbij de eindmat 25 werd verkregen met deze vier bestanddelen.

100 ml Van dezelfde/sI'aSsafvafwateiF'&e^andelingsfabriek als toegepast bij voorbeeld II, onder dezelfde verminderde druk gefiltreerd door een schijf met een diameter van 6 cm, uit deze mat gesneden en vastgeklemd in het Seitz-filter, gaf in 63,5 se- 30 conden een kleurloos filtraat, dat een troebeling vertoonde van 6 JTU (volgens de Hach-meter).

Voorbeeld IV.

Eindafvalwater van een Kraft-papierfabriek op de mat volgens voorbeeld III. 35

Het is reeds lang bekend, dat het moeilijk is af te 790 5 3 08 - 15' komen van de zeer donkerbruin gekleurde waterbevattende afvoer-stroonr van een kraft-papierfabriek, hoewel onlangs een werkwijze met uitgebreid oppervlak en daarmee gepaard gaande hoge kosten overwogen is. 100 ml Van de zeer donkerbruin gekleurde afvoer-stroom, die een begintroebeling vertoonde van 150 JTïï, werd ge- 5 filtreerd door 5 lagen van schijven met een diameter van 6 cm gesneden uit een met de hand vervaardigd vel volgens de methode van voorbeeld III uit 3,4 g (lompen) cellulose, 2,3 g microdeeltjes, 0,3 g van de polyester en 10 g van de fijnverdeelde, geactiveerde kool (overeenkomend met 62,5# van de totale vaste stoffen). Het 10 verkregen filtraat uit 100 ml van deze afvoerstroom getrokken door 5 lagen van de schijven met een diameter van 6 cm (geklemd in het Seitz-filter en onder dezelfde verminderde druk) voltooid in 90 seconden gaf 3 JTÏÏ volgens de Hach-turbidimeter. Dit filtraat werd vervolgens door dezelfde 5 lagen van deze mat in 50 15 seconden geleid en vertoonde een troebelheidsaflezing van nul.

Voorbeeld V.

Mat van voorbeeld II plus diatomeeënaarde.

Een handvelmat werd vervaardigd uit 6,8 cellulose, 3,4 g microdeeltjes, 0,84 g polyester, alle zoals in voorbeeld II 20 en volgens de daar beschreven methode met de toevoeging, dat in de dispersie in de roestvrij stalen beker onder mengen 4,7 g diatomeeënaarde (HIGH FLOW SÏÏPEBCEL) waren toegevoegd en de handvelmat werd afgewerkt zoals in voorbeeld II. 100 ml Van een waterbevattende oplossing van de Ponsol-kleurstof met een troebel- 25 heid van 124 JTïï, geleid door een schijf met een diameter van 6 cm van deze mat geklemd in het Seitz-filter onder dezelfde verminderde druk, gaf in 130 seconden een filtraat, dat een troebelheid vertoonde van 10 JTïï (kleurloos voor het oog en dus helder) volgens de Hach-meter. 30

Het volgende voorbeeld werd uitgevoerd onder toepassing van papierfabricagetrappen en papierfabricage-apparatuur.

Voorbeeld VI.

Mat van cellulose, polymere microdeeltjes, polyester, kool en diatomeeënaarde. 35

In eenpapierfabricage-pulpinrichting (E.D. Jones, 790 5 3 08 . ;; ' ^ - ·\· . ' . - -- -- “ ' " ' . - ' -- ' ‘ ‘‘ : ' : . ·. ' *-· · · . ‘X'· .·/-;· · * · ·' ' ' ·· ·.···* ·;- f' ; '· ·ν _ - Λ "· V- .

Pittsfield, Mass., ÏÏ.S.A., nr. 3HI-L0W), die 7570 liter water bevatte, voorzien van een zogenaamde ontv®lingsrotor (diameter 76 om) roterend bij 800 omwentelingen per minuut en klont-verwij-derende en circulerende rotor (diameter 1143 cm) roterend bij 218 omwentelingen per minuut, werden 685,7 kg half-voorraad nat 5 gebleekte katoen (zogenaamde natte lap-lompenkatoenvezels gebruikt bij de papierfabricage, 589>7 kg op droge basis) gebracht op een plaats die aanvankelijk wordt bewogen door de rotor voor het bevrijden Van klonten en gedurende een periode van 10 minuten in een kringloopweg gehouden om gedispergeerd te worden als 10 afzonderlijke vezels in nagenoeg klontvrije toestand door de ont-vezebngsrotor tot een homogene suspensie. De verkregen suspensie werd vervolgens naar de hollander gepompt, waarvan de beslagwals (diameter 182,9 cm en breedte 182,9 cm) bij 118 omwentelingen. per minuut roteert. 15

Aan deze beslagsuspensie werden onder mengen 517>52 kg (droge basis) polystyreen-microdeeltjes als 12% van het totale water gebonden produkt (dat 2328,5 liter water vasthoudt) toegevoegd. De verpulping werd 10 minuten voortgezet, waarbij een homogeen mengsel werd verschaft, dat vervolgens gepompt werd naar 20 een hollander (E.D. Jones Bertram), voorzien van drie bed— platen met elk een lengte van 104,2 cm en een breedte van 33,66 cm met 19 staven van 4>77 mm breed en 6,4 mm diep op een is tand van 12.,7 mm geplaatst. De verkregen suspensie (die 907>2. kg vaste stoffen bevat) met een consistentie van 4,4% werd gezuiverd 25 met de hollander bij 90% druk tot de suspensie een vrijheid bereikte van 500 (volgens de beproevingsinrichting van Schopper Riegler) in ongeveer 6 uren.

De 208,2 liter van de beslagsuspensie werd vervolgens overgebracht naar de beslagkist en gemengd (door twee horizontale 30 propellerroerders bij 303 omwentelingen per minuut) terwijl 45*420 liter water onder roeren werden toegevoegd. Aan de verkregen verdunde suspensie werden vervolgens onder mengen 43>38 kg half-matte, optisch gebleekte polyethyleentereftalaatpolyester als vezels met een lengte van 1,27 cm (van 1,5 denier) gesponnen 35 volgens het gebruikelijke smeltproces, met een speciale afwer- 790 53 08 - '. i ' ’ ♦ ~ 15- · .

king) die verenigbaar is met de meest anionogene, kationogene of niet-ionogene bindmiddelen (die een snelle en uitstekende dispersie verschaft met een grote verscheidenheid leveringssystemen en toevoegsels) en-oplosviscositeit van 770 + 20 van 0,5 g opgelost in 50 ml oplosmiddel (40 gew.dln tetrachloorethaan en 60 gew.dln 5 fenol) bij 25°C (oplosviscositeit is de viscositeit van de poly-meeroplossing gedeeld door de viscositeit van het oplosmiddel met het resultaat minus één vermenigvuldigd met 1000); smeltpunt 48,67°C, niet krimpbaar in kokend water en rek bij breuk b5% (verkrijgbaar als TEEVIBA 101, een produkt van American Hoechst 10

Corporation, Fibers Division, Spartenburg, South Carolina 29301), toegevoegd.

Tien minuten na de toevoeging van de polyester werden onder mengen113,4 kg diatomeeënaarde (HI-FLOW.SUPERCEL), 127 kg fijnverdeeld, geactiveerd gasroet (NUCHAE S-N, produkt van lést- 15 vaco Corporation, Covington, Va. 24426, U.S.A.) en eveneens 443«2 kg van de gezuiverde beslagsuspensie toegevoegd. Voldoende water werd vervolgens toegevoegd om een consistentie te verschaffen van 0,58¾. Daarna werd de homogene, verder verdunde dispersie overgebracht naar de machinekist (gebruikt bij de papierfa- 20 bricage om de voorraad te bewaren, die dient te worden toegevoegd aan de hoofdkast, waaruit de dispersie wordt toegevoerd aan de Fourdrinier),

Uit de machinekist werd de verdunde eindsuspensie op zijn weg naar de hoofdkist geleid door een voorraadpomp, die met 25 1170 omwentelingen per minuut de suspensie voortstuwt via een elektronische, in serie opgestelde consistentiesensor, die is toegerüst om een signaal te zenden naar een controle-inrichting, die door het initiëren van een stroom naar een pneumatische omzetter de klep voor het verdunningswater regelt aan de afzuig- 30 zijde van de voorraadpomp om de toelevering van noodzakelijk verdunningswater voorafgaande aan het passeren van een andere consistentiesensor mogelijk te maken.

De suspensie ging;vervolgens door een in serie opgestelde magnetische stromingsmeter verbonden met een magnetische 35 stroomomzetter, die een signaal verschaft naar een regelingsin- 790 5 3 08 » · * - r— -—----—-— --— -:-----——:-—'—- richting, die door een stroom naar een activatoromzetter voor het activeren van een stromingsklep , de stroming van de suspensie (met een consistentie van 0,5¾¾) naar de kist jsair de ventilatorpomp regelt. De ventilatorpomp, die bij 1750 omwentelingen per minuut werkt en die voorzien is van mogelijkhe- 5 den voor het regelen van de temperatuur, verhoogde de temperatuur van de suspensie tot *f8,5°C en transporteerde de suspensie bij .

deze consistentie en temperatuur door een magnetische stromings- meter (soortgelijk aan de stromingsmeter van de opening) met 3^0,7 liter per minuut naar een open hoofdkist volgens Rice Bar- 10 ton.

Van hieruit werd de suspensie, die passeerde onder de schijfvormige staaf van de hoofdkist^verdeeld tot een gelijkmatig uitgespreide massa en stroomde over de zich verplaatsende Fourdrinier-zeef met 78 strengen in de transportrichting en 50 15 dwarse strengen en met een lengte van 18,^7 m en een breedte van 2,72 m en werd onderworpen aan een zij-aan-zij machineschudbewerking met 160 slagen per minuut met een lineaire beweging van 19,1 mm per slagcyclus.

Naast het uitlekken door de zeef, werd water uit de 20 · suspensie verwijderd naarmate de zeef passeerde over 3 afzuig-kasten volgens Rice Barton (2 ervan, aanwezig in de nabijheid van de legwals, werkend bij 10,16 kPa) en over de afzuiglegwals bij een verminderde druk van 71,1 kPa. De suspensie (tot ongeveer 30% droog) passeerde over de zeef bij de legwals en werd opgeno-' 25 men door een vilt en door een eerste natte pers gevoerd (pneumatisch belast met 1,5 kg/cm^) en (voor 33# droog) gevoerd door een p natte, omgekeerde rotatiepers, belast bij 2,2 kg/cm . D^ar was de suspensie voor 38# droog en werd daarna geleid in de eerste, met stoom verhitte drogérsectie (voorzien van 8 drogers volgens 30

Gardner), vervilt met Albany "Dri-Screens" met een temperatuur van de bovenste droger van 2Ó0°C en een temperatuur van het oppervlak van de trommel van 65,5°C.

Het vlies werd vervolgens overgebracht naar een soortgelijke tweede sectie van 6 dergelijke drogers met dergelijke ze- 35 ven en alle voorzien van stationaire messen volgens Lodding en 790 5 3 08 met een droogtemperatuur van 132°C bij een stoomdruk van 101 kPa.

Het afgewerkte matvlies, dat de laatste drogers verlaat (voor 94% droog) werd vervolgens verzameld op een verzamelwals voor een matvlies. He handeling, uitgevoerd bij een vliessnelheid van 21,34 m per minuut, gaf 765,8 kg afgewerkte mat per uur met een 5 breedte van 226 cm en een gewicht van 27 >2 kg per 500 vellen van elk 43»2 cm x 55*9 cm.

He diatomeeënaarde in de matten volgens de voorbeelden Y en 71 (l) verbetert het uitfiltreren van het fijne deeltjesvormige materiaal uit de suspensie ervan in een vloeistof, gefil- 10 treerd door de matten en (2) neemt blijkbaar in een mindere mate deel dan de microdeeltjes bij het verbeteren van de stroomsnelheid. Wanneer de matten gebruikt dienen te worden bij het filtreren van een vloeistof, waarvan de eerste behoefte de verwijdering is van het fijne deeltjesgehalte en bij een redelijk grote stroom— 15 snelheid, dient het diatomeeënaarde gehalte van de matten vergroot te worden en mogelijk zelfs tot ongeveer 30% van het totale wte stoffengehalte.

Het colloidale aluminiumoxide monohydraat is boekmeit met de chemische structuur AlooH, een wit poeder, dat in water disper- 20 geerbaar is onder vorming van een stabiele colloidale sol, met einddeeltjes die fibrillaire kristallen zijn met een lengte van ongeveer 100 tot 1500 mƒu en een diameter van ongeveer 5 nyu, dat oorspronkelijk gebruikt werd als een emulgeer- en verdikkingsmiddel . 25

Opname van dit colloidale aluminiumoxide monohydraat in de matten volgens de uitvinding, maakt het voor de matten mogelijk uit waterbevattende media opgelost chroomzuur of opgeloste dichrometer te verwijderen, zoals bijvoorbeeld aanwezig in de waterbevattende afvoerstroom van chroombekledingsfabrieken. 30

Heze'gebruiksmogelijkheid is toegelicht in, evenwel niet beperkt tot het volgende voorbeeld.

Voorbeeld 711.

Mat, die colloidaal aluminiumoxidemonohydraat bevat.

(a) Handvelmatten, die het colloidale aluminiumoxidemono- 35 hydraat bevatten, werden bereid volgens de methode van voor- 790 5 3 08 ? . :.. A-'·'V. '. ·· !·· /. · . , -···' .,. -.. -· ·. . ·"- ' V- - ··' / ·· ' ‘ . , · ·'" "V '.·· A · ;v·'

* . .· ' 'W- . /. ·: .-V

--. .;-. . . .- ...-: \-V , - -: · · - , · . - ; . -: - ·.· '- · ·. ' .- <’ ... .. \ ./. ^ ' ; ; · : -:17a · . ·. . .· -. - -/¾¾¾ --1----:---------—^--------:-----T---—---—-------T~~'---™ beeld II uit een (materialen) toevoer van: 5>4 g van een cobeslag van natte lappen, (bevat 6% water), 0,2 g van de TEEVIEA polyester, 20 g polystyreen-microdeeltjes (met 13% vaste stoffen), 5 g colloldaal aluminiumoxidemonohydraatpoeder en 5 5 g poedervormig calciumcarbonaat.

In sommige toevoeren, waarin het calciumcarbonaat niet aanwezig is, heeft het natte handvel de neiging aan de zeef te kleven (in de handvelkast). Deze neiging wordt geëlimineerd door een hoeveelheid.calciumcarbonaat op te nemen, die voldoende is 10 om deze kleving te voorkomen.

Een oplossing, die 120 dpm kaliumdichrornaat in gedestilleerd water bevat, vertoonde een troebeling van 72 JTU (volgens de Hach-turbidimeter) gebaseerd op de hierna vermelde tabel.

790 5 3 08 * i » \ 18 100 ml Van deze dichromaatoplossing filtreerde door een schijf met een diameter van 6 cm (gesneden uit het handvel) van de mat van dit voorbeeld, die in een Seitz-filter werd gehouden (zoals beschreven in de alinea önmiddellijk voorafgaande aan voorbeeld II) in 55*2 seconden. De eerste 80 ml filtraat bleek 5 kleurloos te zijn voor het oog en vertoonde een troebeling van 30 JTU op de turbidimeter. Bij filtratie van dit filtraat door dezelfde schijf vertoonde het nieuwe filtraat, verkregen in 37»2 seconden, eveneens een troebeling van 30 JTU.

Passage van nog eens 100 ml van deze oplossing door 10 twee van dezelfde matschijven tegelijkertijd vereiste -115 seconden, waarbij een duidelijk kleurloos filtraat werd verkregen met 25 JTU.

Een soortgelijke filtratie van 100 ml van deze oplossing door een soortgelijke schijf van filtreerpapier Whatman nr. 15 5 gaf een gekleurd filtraat met 70 JTU.

Een soortgelijke filtratie van 100 ml gedestilleerd water door een dergelijke schijf van het colloxdale aluminiumoxi-demonohydraat vereiste 53»1 seconden per passage.

Een soortgelijke filtratie van 100 ml van deze dichro- 20

Hiaatoplossing door drie van deze schijven tegelijkertijd gaf in 260 seconden een filtraat met 19 JTU. Bij passage vervolgens van dat filtraat door dezelfde drie matten in 130 seconden vertoonde het filtraat 10 JTU.

(b) Een andere mat werd vervaardigd met dezelfde toe- 25 voer als die voor deel (a) van dit voorbeeld, behalve dat het colloxdale aluminiumoxidemonohydraatgehalte vergroot werd tot 10 g.

100 ml Van een oplossing van 110 dpm kaliumdichrornaat in water werd op dezelfde wijze gefiltreerd door twee schijven tegelijkertijd in het Seitz-filter. De eerste 80 ml was doorzichtig en 30 kleurloos en de laatste 20 ml filtraat vertoonde 16 JTU. De totale tijd bedroeg 131 »5 seconden..

(c) Ter vergelijking werden 100 ml oplossing, die 138 dpm kaliumdichromaat in gedestilleerd water (vertoont 90 JTU) bevatte, gefiltreerd door een schijf met een diameter van 6 cm 35 van de geactiveerde kool bevattende mat van voorbeeld VI geduren- 790 53 08 ··' .·<:·'. - ·. · - ,*w : -s' ·:..··· - -:/; .·.·-/-" a·--,-.¾--/¾.- ·. ·/ · '--- · .- .. ·. ., :..- -'i ' - ·. -'· ....-/--/ '::;Λ · *· / - - ' ·. - /-. · -/: ' /· ' : x ·· - ' . .·., ;/':,///' λ’ - ---:/'V/itv·ΐ/- . · . -··' ·"’ ·. - ' “ 19~ /- ' ->/-·. / //: ··' /// - ' >'/; . .... * I _ ______„ , . . ..t ! . II I .y- | -‘ de 21»5 seconden en vertoonde een vermindering in kleur tot alleen 74 JTU. Passage van dit filtraat door dezelfde schijf resulteerde in een vermindering van kleur slechts tot 72 JTU.

Het is moeilijk een specifiek gehaltetrajekt van het colloïdale aluminiumoxidemonohydraat te citeren in de verschil- 5 lende matten, omvat door de onderhavige uitvinding, omdat het aanvaardbare trajekt van doelmatigheid varieert afhankelijk van de verschilleniin de aard van de vaste basisbestanddelen in de mat, alsmede met de veranderingen in het gehalte van welke andere vaste materialen in de mat zijn opgenomen. . 10

Dientengevolge wordt het gehalte van het colloïdale aluminiumoxidemonohydraat het beste ruim uitgedrukt als een hoeveelheid voldoende om doelmatig uit een waterbevattend milieu een aanvaardbaar merkbare hoeveelheid te verwijderen van het ongewenste anorganische materiaal, zoals chroomzuur en/of eventue- 15 le dichromaten, die in het water aanwezig zijn. De onderhavige indicatie is dat een mat volgens de uitvinding, die colloïdaal aluminiumoxidemonohydraat bevat tot een gehalte van ongeveer 28 tot ongeveer 44#, en optimaal ongeveer 50,5#» van de totale vaste stoffen van de mat, een aanzienlijk bruikbare vermindering ver- 20 schaft in het chroomzuur en/of dichromaatgehalte in waterbevat- tende media.;

De hiervoor vermelde verwijzing naar de tabel voor variërende hoeveelheden kaliumdichrornaat in gedestilleerd water werd verkregen door afzonderlijk respectievelijke concentraties 25 daarvan te nemen en op de turbidimeter de JTU-waarde· voor elk van de concentraties te bepalen, resulterend in de volgende tabel: 138 dpm in oplossing gaf 90 JTU, 49 dpm in oplossing gaf 48 JTU» 50 55 dpm in oplossing gaf 28 JTU» 18 dpm in oplossing gaf 15 JTU, 9 dpm in oplossing gaf 10 JTU, 5 dpm in oplossing gaf 6 JTU, 5 dpm in oplossing gaf 4 JTU. 55

Men kan fisueel een lichtgele tint in de oplossing, 790 5 3 08 * 1 t 20- r di^ 5 dpm kaliumdichromaat bevatte en 6 JTÏÏ gaf, vaststellen. Echter lijkt met de oplossing» die slechts 3 dpm van dit dichrornaat bevatte en een aflezing van k JTÏÏ gaf» de oplossing kleurloos voor het oog» zoals eveneens een oplossing»die 1 dpm bevat, doet.

De cellulosevezels» gebruikt in de voorbeelden I - III» 5 V en VI, zoals bij de bereiding van het cobeslag, waren katoenve-zels, zoals in de vorm van nat lompenkatoen, dat gewoonlijk ongeveer 8θ£ tot ongeveer 6% water bevat, vanwege de economie bij de uitvoering daarvan. Cellulosevezels van elke andere praktische bron van katoenvezels kunnen gebruikt worden en zelfs uit katoen- 10 pluksel, alsmede uit houtpulp, zoals gebruikt bij de fabricage van schrijfpapier. Elke daarvan kan in de droge toestand gebruikt worden, indien om de een of andere bijzondere reden verkrijgbaar of gewenst. Derhalve kunnen de katoenvezels in elk van deze voorbeelden, alsmede bij elke, hierna aangegeven verdere modificaties 15 van elk ervan, geheel of ten dele vervangen worden door cellulosevezels van elk van de andere toepasbare bronnen en elk van dergelijke verkregen voorbeelden dient beschouwd te worden als volledig een voorbeeld te zijn, ter vermijding van een uitvoerige beschrijving. 20

De polystyreen-microdeeltjes van de voorbeelden I -III, V en VI kunnen geheel of ten dele vervangen worden door deeltjes van alle andere toepasbare, opgeschuimde, thermoplastische styreenpolymeren of lagere polyalkenen of van buigzame poly-urethanen, die in opgeschuimde vorm niet bros zijn. Derhalve 25 dient elke herhaling van de voorbeelden I - III, V en VI door de hiervoor aangegeven vervanging van opgeschuimde polystyreen-microdeelt jes beschouwd te worden als een volledig voorbeeld. Tot de lagere polyalkenen uit polyetheen tot polymethylpenteen behoren eveneens polypropeen en polybuteen. 30

In elk van de voorbeelden I - VI en elk van de juist hiervoor aangegeven modificaties van elk daarvan, kunnen de mi-crodeeltjes verschaft worden met elke hoeveelheid water, daardoor vastgehouden» De in deze voorbeelden gebruikte microdeeltjes kunnen voorzien zijn van verschillende hoeveelheden water, daardoor 35 vastgehouden, vanwege hun gemakkelijke verkrijgbaarheid in die 7Ö0 5 3 08 - : ; ^ ; · ·· ^ . · /-. . ; * ^ .., . ·..- . '.· - * - 21' ' /-. · ' .- Vv' · · vorm en derhalve hun lage kosten.

De festvaco's NÏÏCHAH S-N geactiveerde kool in de voorbeelden III» V en VI kan vervangen worden door elke andere geactiveerde kool van Westvaco. Wanneer bijvoorbeeld de mat dient te worden gebruikt voor het adsorberen van fenol zal Westvaco*s 5 NÏÏCHAH N-A (dat een zuur waswater geeft indien gewassen in water) gunstig zijn, omdat deze zure kwaliteit een betere adsorptie van fenol geeft. Het NÏÏCHAH-S-N geeft een neutraal waswater.

Elk van deze twee kwaliteiten geactiveerde kool kan vervangen worden door alle andere beschikbare kwaliteiten, bij- 10 voorbeeld DARCO verkrijgbaar bij I.C.I. (ïï.S.A.) Ltd. en het pro-dukt NORIT van American Norit Co. De volgens Barneby-Cheney geactiveerde kool van/notedoppen is zeer doelmatig, bijvoorbeeld bij de adsorptie van zwaveldioxide uit een gasstroom, waarvoor zij een zeer veel grotere adsorptiecapaciteit bezit dan een geacti- 15 veerde kool van een andere bron. Alle andere gasadsorberende, geactiveerde koolsoorten van hun verschillende bronnen, bijvoorbeeld houtskool, kool, petroleumdestillaatresidu of andere note- \ doppen kunnen gebruikt worden.

De matten van de voorbeelden I - III en V kunnen in 20 een groot volume vervaardigd worden (bijvoorbeeld produktie op commerciële basis) door een deskundige op het gebied van de papierfabricage volgens een papierfabricage-bewerking, die soortgelijk is aan die in voorbeeld VI, met geschikte wijzigingen vereist door verschillen in (l) het aantal essentiële bestanddelen, 25 zoals toegepast bij de voorbeelden I - III, V en VI en (2) bij de geselecteerde, specifieke bestanddelen van elk van de afzonderlijke essentiële bestanddelen en (3) in de verhoudingen ervan, alle met het oog op een of ander zeer speciaal gebruik, dat van de beoogde mat wordt gemaakt. Enig voorafgaand, gemakkelijk 30 beschikbaar experimenteren kan noodzakelijk zijn, zoals met inbegrip van de vervaardiging van sommige handvellen met betrekking tot bijvoorbeeld de integriteit, de sterkte en de stroomsnelheid van het vlies.

De mat van voorbeeld II maakt tweemaal de stroomsnel- 35 heid mogelijk (dat wil zeggen vereiste de helft van de tijd) als 790 5 3 08 » » ♦ , · “22- die Tan drie vellen filtreerpapier Whatman nr, 5« door welk fil-treerpapier 100 ml Ponsol kleurstofoplossing passeerde in 196 seconden en waarvan het filtraat een troebelheid van 11 JTU vertoonde.

Een oplossing van 175 dpm chloroform in gedestilleerd 5 water werd bereid en onder een verminderde druk getrokken door een schijf van de mat van voorbeeld VI met een diameter van 9 cm (oppervlak 63,62 cm^), die op een Buchner-trechter werd gehouden.

Analyse van het filtraat toonde aan, dat het filtraat slechts 35 dpm chloroform bevatte, een vermindering van 80# na een enkele 10 passage door een enkele dikte van de mat. Vervolgens werd eveneens het op gebruikelijke wijze behandelde water, dat 37 delen chloroform per miljard bevatte, uit een installatie voor het behandelen van gemeentewater, gefiltreerd door een schijf met een diameter van 6 cm (geklemd in een filter volgens Seitz) van de ' 15 mat van voorbeeld VI. Het filtraat vertoonde een chloroformge-halte, dat verminderd was tot 5 delen per miljard.

De volgende filtratieproeven werden elk gescheiden uitgevoerd door filtratie onder een verminderde druk door schijven met een diameter van 9 cm van de mat van voorbeeld VI, vast- 20 gehouden op een Buchner-trechter.

De troebele, licht taankleurige afvoerstroom van taco-nietafval, dat deeltjes van amfibolisch asbest bevatte, van een bewerking van een mijnfirma, gaf een doorzichtig filtraat, dat een verwijdering van 99,5% van de asbestdeeltjes vertoonde. 25

De troebele, gele, geurende, waterbevattende afvalstroom, die 250 delen per miljard polygechloreerd bifenyl (PCB) van een fabriek bevatte, gaf een filtraat van slechts één deel per miljard PCB.

Het leidingwater, dat polynucleaire aromatische kool- 30 waterstoffen (dat wil zeggen PAH) bij een kleurstoffabriek bevatte, vertoonde na filtratie een vermindering van 50% in PAH.

Een waterbevattende oplossing, die bereid was om een concentratie van 10 dpm fenol te bevatten, vertoonde na filtratie een vermindering van ?0% aan fenol. 35

Elk van de volgende waterbevattende stromen, werden 790 5 3 08 • · -- ·- . .- -i · ·· ·." .· . vVr ' - :- - --- · · - .· . .- · .-'Ί . -v- *.*; v - " -- , · ' - , . -f -. - ' .- ^ - ··· . ««v · *. . V.- ··:;.·>< .- ;· ·:·- * "V-i ~ , , · - * · * ---: .. -:l *'* ' ;; , ; \'<? " ' '··.· - . ·' ·..' ··... ’.· - r·;.-.·- 5. .**· pi- :- .· ; ·. · . ---;· • . -:·> - -· - -v- :· , ·*·.---.- ·. - - · ..< '. --- --· . - - ' . . · . · ' · -r,-?-" . ; .. ' . · .. ' ·. ‘ . ' -: - -- ’ ' .r--~-—...............—:-.......--,----------.· ·—---1.- gescheiden gefiltreerd door een cirkelvormige plaat met een diameter van 30,5 cm en een freemfilterpers met 10 platen, elk be- 2 dekt met een mat van voorbeeld VI met een diameter van 30,5 cm . ·

Een stroom opaak, bruin, geurend water, direkt afkomstig van de benedenloop van de Mississippi-rivier gaf na filtratie een door- 5 zichtig, kleurloos en reukloos filtraat met een vermindering van 99,5# in coli-lform-tellingen en eveneens een vermindering van 62# van TOC.

Een bronwater» dat een niet-geïdenti'ficeerde slijm bevatte en gebruikt werd als keteltoevoer bij een fabriek (welk 10 water dagelijks het ionenuitwisselingsbed vervuilde) gaf een volledig doorzichtig, kleurloos en reukloos filtraat (in een hoeveelheid van 90,.8 liter per minuut) continu bij een filtratie-proef gedurende 2k uren zonder enige wezenlijke vermindering in stroomsnelheid» 15

Een gekleurde, troebele en geurende waterbevattende af-voerstroom» die benzeen, benzaldehyde, tolueen en andere gemengde aromatische verbindingen bevatte, bij een totaal organisch koolstofgehalte van 2520 dpm na een enkele passage door de fil-terpersmatten, vertoonde een volledige verwijdering van kleur, 20 troebeling en geur en een vermindering, in TOC-niveau tot 256 dpm.

Een zeer wazige, troebele en geurende afvoerstroom van een papierfabriek, die kleine katoendeeltjes en colloïdale bestanddelen bevatte, gaf een continu doorzichtig, kleurloos en reukloos waterfiltraat. -25

Zwembadwater met troebeling, die het zicht' tot de bodem van het zwembad wegnam, gaf bij een proeffiltratie bij 189 liter per minuut continu water met een voldoende constante doorzichtigheid om het zicht tot de bodem van het zwembad mogelijk te maken en vereiste slechts de helft van de voorheen gebruikte 30 hoeveelheid chloor.

Andere organische produkten, die geadsorbeerd kunnen worden uit afvalwater door de geactiveerde kool bevattende matten volgens de uitvinding zijn aromatische koolwaterstoffen zoals xyleen, naftaleen, antraceen, gechloreerde aromatische ver- 35 bindingen zoals chloorbenzeen, polygechloreerd bifenyl, fenolen 790 5 3 08 ' '♦ ^ - - 24" \ zoals cresol, resorcinol en polyfenylverbindingen zoals tannine en lignine, trichloorfenol, pentachloorfenol, alifatisclie zuren met groot molecuulgewicht en aromatische zuren zoals teerzuren, benzoêzuur, 2.4-dichloorbenzoëzuur, alifatische aminen met groot molecuulgewicht en aromatische aminen zoals aniline, toluyleendi- 5 amine, rechte of vertakte koolwaterstoffen met groot molecuulgewicht en gechloreerde koolwaterstoffen zoals benzine, kerosine, koolstoftetrachloride, perchlooretheen en ketonen met groot molecuulgewicht, esters, ethers en alcoholen zoals hydrochinon en polyethyleenglycol. 10

Een monster van 100 ml van een troebel-'-witte waswater- 9 afvoerstroom van apparatuur en reservoirs van een melkfabriek, genomen op een punt voor de behandeling, vertoonde een troebelheid van 135 JTÏÏ. Dit water werd gefiltreerd door een bed bestaande uit twee schijven met een diameter van 6 cm van (a) een mat 15 vervaardigd volgens de werkwijze van voorbeeld III uit 6,^cellulose» 4,6 g:,pplystyreen-microdeeltjes, 0,85 g polyester en 4,6 g geactiveerde kool, één dergelijke schijf van (b) een mat vervaardigd volgens dezelfde methode als voor de mat (a), evenwel met 15 g geactiveerde kool en één schijf (c) van een mat ver— 20 vaardigd volgens dezelfde methode, evenwel uit 3*4 g cellulose, 2,9 g microdeeltjes, 0,43 g polyester en 7*1 g geactiveerde kool*

Na 99 seconden was het filtraat doorzichtig en kleurloos en bezat een troebelheidsaflezing van 3 JTÏÏ.

Een tweede monster, tezelfdertijd genomen van de eer- 25 dere afvoerstroom, na te zijn gepasseerd door waterbehandelings-trappen, die het druppelfilter, de sedimentatielagune en de chlo-rering omvatten, was troebel bruin met een sterke chloorgeur en vertoonde een troebeling van 170 JTÏÏ op de Hach-meter. 100 ml Van dit monster werd gefiltreerd door een bed bestaande uit twee 30 schijven van de hiervoor vermelde mat (b), één schijf van de mat (a) en één schijf van de mat (c). Het na 145 seconden verkregen filtraat was doorzichtig, kleurloos en reukloos met een troebeling van 3 JTÏÏ.

100 ml Van een intens geel water, dat 75 dpm 2.4-di- 35 nitrofenol bevatte en met een troebeling van 90 JTÏÏ, werden door 7905308 ΐ ··.· -, ν'* - - '« ν : - - -¾¾ :- - .:- - · . ' ·.· . -/.- .· -' / · · . , · ' -· ·.'-- • ι* - ; . * .* * , , 9 - -V- - - V · - .-· .. « .. : ν - , -·Α- -* 1 · *” .·* .? ' ’ --.: . . ' : ;. - V, s- ·-.- . -- · - - : - --.- Λ " - 1 - , ' - Ο ;· -. - ‘V* —25“- - ' ” ' - ' · · - . - ; . . · : · .· twee schijven van 6 em^gesneden uit een mat bestaande uit 6,8 g cellulosevezels, ^,6 g polystyreen-microdeeltjes, 9Λ g geactiveerde kool en 6,8 g van de TBEVISA-polyester geleid. Het in 2k seconden verkregen filtraat was kleurloos (5 JTTJ).

100 -ml Intens.gekleurd water, dat 75 dpm van het her- 5 bicide 2-methyl—^.6-dinitrofenol bevatte en met een troebeling van 75 JTU, werd eveneens geleid door twee schijven van 6 cm met dezelfde samenstelling zoals zojuist beschreven. Het in' 2^,8 seconden verkregen filtraat was eveneens kleurloos (5 JTÜ).

De uitdrukking "vlakke natte trappen" zoals gebruikt 10 met betrekking tot de sterkte in natte toestand van de matrix in conclusie 1 en het overeenkomstige deel van de beschrijving van de uitvinding verwijst in ruime zin beschouwd naar die trappen bij de vervaardiging van de matrix, waarbij het wordt gevormd op de Fourdrinier-zeef en gevoerd over een vilt door de persen voor 15 het uitdrukken van het water en vervolgens voor het voltooien van de droging over de droogtrommel (bijvoorbeeld zoals beschreven . in voorbeeld V),

De diatomeeenaarde, opgenomen in de matten volgens de uitvinding, zoals het hiervoor vermelde HÏ-FLÜW STJPEECEL» is het 20 fijnverdeelde kiezelgoer.

\ 4 790 5 3 08

Claims (10)

1. Mat, die (a) voldoende poreus is om de filtratie erdoor van gemakkelijk stroombare vloeistoffen mogelijk te maken, welke vloeistoffen en eventuele deeltjesvormige gesuspendeerde stoffen, of colloxdale stoffen of niet gemakkelijk oplosbare ge- 5 dispergeerde organische stoffen, daarin inert zijn ten opzichte van de bestanddelen van de mat en (b) doelmatig is voor het verwijderen uit deze vloeistoffen, indien erdoor gefiltreerd, door filtratie van eventueel daarin gesuspendeerde deeltjesvormige stoffen of door adsorptie van eventuele colloxdale stoffen of 10 eventuele opgelosiB, niet gemakkelijk oplosbare, daarin gedisper-geerde organische stoffen, gekenmerkt door de aanwezigheid van een nat gelegde, niet-geweven matrix bestaande uit willekeurig opgestelde, onregelmatig elkaar kruisende en overlappende deeltjes, die de volgende bestanddelen omvatten: 15 (i) cellulosevezels en in een hoeveelheid, die voldoen de is om bij het begin de natte sterkte van de matrix te verschaffen tijdens de vlakke natte trappen van de vervaardiging van de mat, om de integriteit of continuïteit van de mat onder de trekspanning te behouden, die de mat bij gebruik zal ontmoeten, 20 en onderling gemengd met de cellulosevezels, (ii) microdeeltjes van een opgeschuimd, thermoplastisch, in zijn opgeschuimde vorm niet bros polymeer, gekozen uit <a) een styreenpolymeer, (b) een polyalkeen, dat een polymeer is van elk van de alkeen- 25 homologen van etheen tot een methylpenteen en met 2-5 koolstof atomen in de keten ervan, (c) een ..... .smelt-mengsel van polyetheen met ongeveer 10 gew.$ polystyreen, (d) een copolymeer van polypropeen met ongeveer 20 tot ongeveer 30 30 gew.# polyetheen, Ce) een ...smelt-r mengsel van polypropeen in een hoeveelheid groter dan 50 gew.# van dit mengsel en een copolymeer van polyetheen en polyvinylacetaat in een hoeveelheid tot ongeveer 30#, en 35 (f) een buigzame polyurethanschuim, 790 53 08 'o , ,· ' - · ' , ' .r ' :'<( y_!‘>-r . ' ' ' ' . ' ’ · ’ v ' *' ' '' - .·. : , . . ..··; · · · .· . -· · . ·..= · .·, ·.· ·. ^ -. · - . -·.. y . ... ** · " ·'. ; . ’ .,. r. ' ,·;.··. -·- ·.· .· ~ 27“ - ' - · · · ' - . · · ··· - . waarbij elk polymeer niet bros is in de opgescbuimde uitgangsvorm en de daarvan afgeleide microdeeltjes aanwezig zijn in een voldoende hoeveelheid om de mat te voorzien van de mate van poreusheid en het stroomsnelheidsniveau, dat vereist is voor de toepassing» waarvoor de.mat wordt gebruikt» en deze matrix te- 5 vens ten minste één van de volgende bestanddelen kan bevatten: (iii) vezels van een vezel-vormende polyethyleentere-ftalaatpolyester in ten minste een hoeveelheid (a'), die verenigd met de cellulose het bezit waarborgt van de mate van natte sterkte van de mat» noodzakelijk voor het verschaffen van de nat- 10 te legvorming ervan en vervolgens bij het verder daaruit verwerken tot en met de droogtrap ervan, en (b·) die tezamen met de cellulose voldoende treksterkte voor de mat verschaft voor het beoogde gebruik en beneden de hoeveelheid, waarbij de polyester-deeltjes, gebruikt bij de vervaardiging van de mat, beginnen te 15 agglomereren, wanneer zij gemengd worden met de andere bestanddelen bij de vorming van de mat, (iv) fijnverdeelde, geactiveerde kool als een voor naamste adsorberend middel in een hoeveelheid beneden de hoeveelheid» waarbij ongewenst stuiven van fijnverdeelde kool uit de 20 mat kan plaats hebben ,.· (?) diatomeeënaarde als het enige adsorberende middel of tezamen met ingesloten fijnverdeelde, geactiveerde kool om - dienst te doen als een verder; bestanddeel met de microdeeltjes voor het vergroten van de gewenste poreusheid* en in een hoeveel- 25 heid beneden de hoeveelheid, waarbij ongewenst stuiven van diatomeeënaarde uit de mat kan plaats hebben, (vi) colloïdaal aluminiumoxidemonohydraat in een hoeveelheid, die ten minste voldoende is voor het verwijderen uit een waterbevattend milieu van een aanvaardbaar aanzienlijk deel 30 van eventueel chroomzuur en opgeloste dichromaten, die in dat milieu aanwezig zijn.

2. Mat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de mat in hoofdzaak bestaat uit ongeveer ééh deel van de microdeeltjes en ongeveer één tot ongeveer twee delen cel- 35 lulosevezels. 790 5 3 08 ' . ··' . * »·* .. 2& . /; V ' . .

3. Mat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk» dat tevens vezels aanwezig zijn van een vezel-vormende polyethyleentereftalaatpolyester. k. Mat volgens conclusies 1 - 3v met het kenmerk» dat tevens fijnverdeelde, geactiveerde kool aanwezig 5 is.

5. Mat volgens conclusies 1-3» met het kenmerk» dat tevens diatomeeenaarde aanwezig isi

6. Mat volgens conclusie 5» met het kenmerk» dat tevens fijnverdeelde, geactiveerde kool aanwezig 10 is.

7. Mat volgens conclusies 1-6, met het kenmerk»: dat de microdeeltjes deeltjes van een styreenpolymeer zijn.

8. Mat volgens conclusies 1-6, met het ken- 15 merk, dat de microdeeltjes deeltjes van een polystyreen zijn.

9. Mat volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de microdeeltjes deeltjes van een polyalkeen zijn.

10. Mat volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de microdeeltjes deeltjes van een polyurethan zijn. 20

11. Mat volgens conclusies 1-10, met het kenmerk , dat colloxdaal aluminiujioxidemonohydraat aanwezig is. ****** 790 5 3 08