CS259109B1

CS259109B1 - Biocidal organic flocculant

Info

Publication number: CS259109B1
Application number: CS867306A
Authority: CS
Inventors: Bohumir Halamanek; Josef Kodet
Original assignee: Bohumir Halamanek; Josef Kodet
Priority date: 1986-10-10
Filing date: 1986-10-10
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS730686A1

Abstract

Biocidní organický flokulant na bázi bramborového škrobu, obsahující med nebo stříbro, případně měa i stříbro, jehož aplikace při chemickém Čiření vod znečištěných mikroorganizmy zvyšuje účinnost tohoto postupu tím, ze do vytvářených vloček pevněji zachycují větší počet mikroorganismů, a tím, žé se zachycené i volné mikroorganizmy zneškodňují algicidním účinkem mědi a baktericidním účinkem stříbra. Obsah mědi a stříbra v tomto flokulan- tu je omezen tak, aby při jeho dávkách do 5 mg.I”1 nepřesáhly jejich koncentrace v Upravované vodě mezne hodnoty stanovené CSN 83 0611 pro pitnou vodu. Způsob výroby biocidního organického flokulantu nanášením suspenze bramborového škrobu ve vodném roztoku mědnaté nebo stříbrné soli, případně mědnaté i stříbrné soli, na válce zahřáté na teplotu 100 - 150 °C.Biocidal potato starch-based organic flocculant, containing honey or silver, or even silver, whose application in the chemical clarification of waters contaminated with microorganisms increases the efficiency of this process by capturing more microorganisms more firmly into the flakes formed and by detaching and loosening microorganisms destroy the algicidal effect of copper and the bactericidal effect of silver. The content of copper and silver in this flocculant is limited so that at its doses up to 5 mg.I ”1 their concentrations in the treated water do not exceed the limit values set by CSN 83 0611 for drinking water. A method for producing a biocidal organic flocculant by applying a suspension of potato starch in an aqueous solution of copper or silver salt, or copper and silver salts, to cylinders heated to 100-150 ° C.

Description

- 1 Předmětem vynálezu je biocidní organický flokulant na bázi tepelná upraveného bramborového škrobu, obsahující měň a/nebo stříbro, vhodný pro použití při úpravě vod znečištěných •mikroorganizmy na pitnou vodu a některé provozní vody.It is an object of the present invention to provide a biocidal organic flocculant based on heat-treated potato starch containing copper and / or silver suitable for use in the treatment of water contaminated by microorganisms to potable water and certain process water.

Úprava vod z povrchových zdrojů - řek, potoků a přirozených i umělých vodních nádrží - na pitnou vodu a některé provozní vody pro použití v průmyslu a zemědělství se provádí chemickým čiřením solemi železa nebo hliníku · Jedním z důležitých cílů této úpravy je odstranit z upravovaných vod mikroorganizmy, zejména biósestoň a bakterie· Při chemickém čiření se značná část těchto mikroorganizmů zachycuje do vytvářených vloček a odstraňuje zo spolu s nimi buá jednostupňovou separací v rychlých filtrech nebo dvoustupňovou separací v usazovacích nádržích, případně v čiřičích s vločkovými mraky, a v rychlých filtrech· Účinnost chemického čiření a uvedených způsobů separace vloček lze podstatně zvýšit aplikací organických flokulantů. Mikroorganizmy zachycené ve vločkách však zůstávají živé a mohou se za příznivých podmínek množit·Treatment of surface water - rivers, streams and natural and artificial water reservoirs - for drinking water and some process water for industrial and agricultural use is carried out by chemical treatment with iron or aluminum salts · One important objective of this treatment is to remove micro-organisms from the treated water , especially bio-plants and bacteria · During chemical clarification, a large part of these micro-organisms are trapped in the formed flakes and removed from them either by one-stage separation in fast filters or two-stage separation in settling tanks or flake-cloud clarifiers, and in rapid filters. The chemical clarification and flocculation methods can be substantially increased by the application of organic flocculants. However, the micro-organisms trapped in the flakes remain alive and can multiply under favorable conditions.

Vločky usazující se v usazovacích nádržích, případně vytvářející vlečkové mraky v čiřičích, a odfiltrované ve filtračních náplních rychlých filtrů zůstávají po dobu až několika hodin trvání technologického postupu úpravy vody v přímém kontaktu s upravovanou vodou· To umožňuje, aby se z nich uvolňovaly zachycené mikroorganizmy nerovnoměrnostmi jejího proudění nebo svým vlastním pohybem· V přímém kontaktu s, upravovanou vodou je i část Odseparovaného kalu vytvořeného z těchto vloček, která se může zdržovat po dobu až několika týdnů v hydraulicky nepřístupných místech technologických zařízení úpraven vod, a ve které může docházet k pomnožování zachycených mikroorganizmů · Uvedené možnosti zvyšují pravděpodobnost průniku živých mikroorganizmů do upravené vody· Jedinými prostředky, jimiž bylo dosud možné zneškodňovat mikroorganizmy přítomné v upravovaných a upravených vodách, byla silná oxidační činidla, např· chlór a ozón ·Flakes settling in sedimentation tanks, possibly forming siding clouds in clarifiers, and filtered in quick filter filter cartridges remain in direct contact with the treated water for up to several hours of the water treatment process. This allows them to release trapped microorganisms by irregularities · In direct contact with the treated water, there is also a part of the separated sludge formed from these flakes, which can stay for up to several weeks in the hydraulically inaccessible places of the water treatment plant equipment and in which the trapped microorganisms · The above mentioned options increase the probability of penetration of living microorganisms into the treated water · The only means by which the microorganisms present in the treated and treated waters have been eliminated so far was strong oxidizing agents, eg · chlorine and ozone ·

Chlór a ozón zneškodňují mikroorganizmy tím, že rozkládají . organickou hmotu jejich těl· Proto se jako první stupeň úpravy vod silně znečištěných biosestonem používala předchloraoe a teprve po ní následovalo ohemloké čiření · Od předohlorace se však dnes upouští nebol se zjistilo, že chlór reaguje s organickými látkami včetně těch, které tvoří těla vodních mikroorganizmů, za vzniku sloučenin, které mají kancerogenní účinky na lidský organizmus · Proto se chlór používá jen v malých množstvích jako dezinfekční činidlo ke zdravotnímu zabezpečení upravené vody. Nahrazení chlóru jako technologického činidla ozónem brání vysoká energetická náročnost výroby ozónu* Jiné vhodné činidlo, které by umožňovalo zneškodňovat mikroorganizmy v průběhu technologického postupu úpravy vody, nebylo dosud k dispozioi *Chlorine and ozone destroy microorganisms by decomposing them. organic matter of their bodies · Therefore, as a first stage of treatment of waters heavily contaminated with biosestone, pre-chlorination was used and only followed by delicate clarification · Pre-chlorination has been abandoned today but chlorine has not been found to react with organic substances including those forming bodies of aquatic microorganisms to produce compounds that have carcinogenic effects on the human body. Therefore, chlorine is used only in small quantities as a disinfectant to provide health-friendly water. Replacing chlorine as a technological agent with ozone prevents the high energy intensity of ozone production * Another suitable agent that would allow the destruction of microorganisms during the water treatment process was not yet available *

Vhodným činidlem, které umožňuje odstraňovat a zneškodňovat mikroorganizmy při chemickém čiření vod, je biocidní organický flokulant na bázi tepelně upraveného bramborového škrobu podle vynálezu, jehož podstatou je, že tento flokulant obsahuje 0,05 20 % mědi a/nebo 0,005 - 1 % stříbra* Uvedený biocidní organický flokulant se vyrábí způsobem podle vynálezu, jehož podstatou je, že suspenze bramborového škrobu ve vodném roztoku obsahujícím měňnatou sůl a/nebo stříbrnou sůl v množstvích odpovídajících obsahu 0,05 - 20 % mědi a/nebo 0,005 - 1 % stříbra ve výsledném produktu se nanáší na válce zahřáté na teplotu 100 - 150 °C. Vhodnými měňnatými solemi jsou např. chlorid nebo síran měňnatý a vhodnými stříbrnými solemi např* dusičnan nebo chlorid stříbrný.A suitable agent for the removal and disposal of microorganisms during chemical water clarification is the biocidal organic flocculant based on the heat-treated potato starch of the invention, which comprises 0.05 to 20% copper and / or 0.005 to 1% silver. Said biocidal organic flocculant is produced by the process according to the invention, characterized in that a suspension of potato starch in an aqueous solution containing a copper salt and / or a silver salt in amounts corresponding to 0.05-20% copper and / or 0.005-1% silver in the resulting The product is applied to rollers heated to 100-150 ° C. Suitable cuprous salts are, for example, cuprous chloride or sulfate, and suitable silver salts, for example, nitrate or silver chloride.

Biocidní organický flokulant podle vynálezu podstatně zvyšuje účinnost chemického čiření na zachycování mikroorganizmů do vytvářených vloček a pevnost jejich zachycení v nich a zneškodňuje zachycený i ještě volný bioseston algicidním účinkem v něm přítomné mědi a/nebo v nich zachycené i ještě volné bakterie baktericidním účinkem v něm přítomného stříbra* Mechanizmus tohoto zneškodňování je jiný než při použití chlóru nebo ozónu a jiné jsou i jeho důsledky. MěŽ i stříbro pronikají buněčnými blanami těl mikroorganizmů a zastavují jejich životní procesy pravděpodobně tím, že koagulují jejich buněčné bílkoviny. Nedochází tedy k nežádoucímu rozkladu organické hmoty tel zneškodněných mikroorganizmů ani ke tvorbě chlorovaných organických sloučenin s kancerogenními účinky na lidský organizmus* Aplikace biocidního organického flokulantu podle vynálezu tedy nezpůsobuje znečištění upravené vody nežádoucími nebo i pro lidský organizmus škodlivými organickými sloučeninami ·The biocidal organic flocculant according to the invention substantially increases the efficiency of the chemical clarification to trap microorganisms into the formed flakes and the strength of their entrapment therein and destroys the entrapped and still free biosestone by the algicidal effect of the copper present therein and / or * The mechanism of this disposal is different from the use of chlorine or ozone and its consequences are different. Silver and silver penetrate the cell membranes of microorganisms and stop their life processes, probably by coagulating their cellular proteins. Therefore, the application of the biocidal organic flocculant according to the invention does not cause contamination of the treated water with undesirable or even harmful organic compounds for the human organism.

Obsah mědi a/nebo stříbra v biocidním organickém flokulantu podle vynálezu je omezen tak, aby při jeho aplikaci v dávkách 259109The copper and / or silver content of the biocidal organic flocculant according to the invention is limited so that when applied in doses of 259109

- 3 do 5 nepřesáhly koncentrace těchto kovů v upravované vodě mezně hodnoty stanovené ČSN 83 0611 pro pitnou vodu. Široké rozmezí obsahu mědi a/nebo stříbra v tomto biocidním organickém flokulantu umožňuje připravovat činidla s biocidním účinkem odpovídajícím stupni znečištění upravované vody mikroorganizmy. Velmi malá množství mědi a/nebo stříbra, která při jeho aplikaci procházejí do upravené vody, ji zdravotně zabezpečují principielně jiným způsobem než * dezinfekční chlor. . Výhodami použití mědi jsou nejenom její algicidní účinek ale i to, že je esenciálním prvkem, jehož každodenní přísun v množstvích 1 - 3 mg je nezbytný pro zachování zdravého stavu lidského organizmu . Vzhledem k tomu , že měň není kumulativním prvkem, mohou její i velmi malá množství dodaná do pitné vody biocidním organickým flokulantem významně přispívat k zajištění její příjmové bilance v lidském organizmu .- 3 to 5 the concentrations of these metals in the treated water did not exceed the limits set by ČSN 83 0611 for drinking water. The wide range of copper and / or silver content of this biocidal organic flocculant allows the preparation of biocidal agents corresponding to the degree of contamination of the treated water with microorganisms. The very small amounts of copper and / or silver which, when applied, pass into the treated water, in principle, in a different way than disinfectant chlorine. . The advantages of using copper are not only its algicidal effect but also that it is an essential element whose daily intake in amounts of 1 - 3 mg is necessary for maintaining the healthy condition of the human organism. Given that currency is not a cumulative element, even small amounts of it supplied to drinking water by a biocidal organic flocculant can contribute significantly to ensuring its income balance in the human body.

Účinky biocidního organického flokulantu podle vynálezu při úpravě vod znečištěných mikroorganizmy jsou dále vysvětleny na příkladech jeho aplikace v úpravně vody I, ve které se upravuje voda z vodárenské nádrže silně znečištěná biosestonem, a v úpravně vody II, ve které se upravuje říční voda obsahující vysoké počty patogenních bakterií · Uvedené příklady slouží pouze k objasnění působení biocidního organického flokulantu a nijak neomezují možnosti jeho aplikace ·The effects of the biocidal organic flocculant according to the invention in the treatment of water contaminated by microorganisms are further exemplified by its application in a water treatment plant I, in which water from a water reservoir heavily polluted by biosestone is treated, and water treatment plant II, in which river water containing high numbers pathogenic bacteria · The examples given are intended only to clarify the effect of the biocidal organic flocculant and do not limit its application.

Technologickým postupem v úpravně vody I je chemické čiření síranem hlinitým a jednostupňová, separace vloček v rychlých filtrech . Úprava se provádí za nepřítomnosti oxidačního činidla chlóru nebo ozónu. Účinnost tohoto postupu na odstraňování biosestonu je nepostačující, neboí do upravené vody pronikají poměrně vysoké počty živého biosestonu.The technological process in the water treatment plant I is chemical clarification with aluminum sulphate and one-stage, separation of flakes in fast filters. The treatment is carried out in the absence of chlorine or ozone oxidizing agent. The efficiency of this bioseston removal process is insufficient since relatively high numbers of living biosestone penetrate the treated water.

Účinnost technologického postupu v úpravně vody 1 se podstatně zvýší aplikací biocidního organického flokulantu obsahujícího měň, který se přidává do' upravované vody s dostatečným odstupem po jejím nadávkování síranem hlinitým a před jejím vtokem do rychlých filtrů. Biocidní organický flokulant se váže do Vytvářených vloček, zvyšuje jejich schopnost zachycovat bioseston á pevnost jeho zachycení v těohto vločkách a zneškodňuje v nioh zachycený bioseston algicidním účinkem v něm přítomné mědi. 259109The efficiency of the process in the water treatment plant 1 is substantially increased by the application of a biocidal organic flocculant containing the copper, which is added to the treated water at a sufficient distance after it is metered in with aluminum sulfate and before its inlet into the quick filters. The biocidal organic flocculant binds to the formed flakes, enhances their biosestone capture capability and the firmness of its entrapment in these flakes, and neutralizes the biosestone trapped therein by the algicidal effect of the copper present therein. 259109

- 4 Tento algicldní účinek zasahuje i volný bioseston transportovaný upravovanou vodou póry částečně zanesených filtračních náplní rychlých filtrů. Do upravená vody neproniká žádný bioseston nebo jen minimální počty mrtvého biosestonu.- 4 This algicidal effect also affects free bioseston transported by the treated water through the pores of partially clogged filter cartridges of fast filters. No biosestone or only minimal numbers of dead biosestone penetrate the treated water.

Technologickým postupem v úpravně vody II je chemická čiření chloridem Železitým s aplikací polyakrylamidu , při kterém se dávkuje malé množství chloru, a dvoustupňová separace vloček v Čiřičích s vločkovými mraky a v rychlých filtrech. Účinnost tohoto postupu na odstraňování a zneškodňování bakterií je nepostačující , nebol do upravené vody nárazově pronikají živé bakterie, které odolaly účinku dávkovaných množství chlóru.Technological process in water treatment plant II is chemical clarification by ferric chloride with application of polyacrylamide, in which small amount of chlorine is dosed, and two-stage separation of flakes in clarifiers with flake clouds and in quick filters. The efficacy of this method for removing and destroying bacteria is insufficient, since live bacteria have suddenly penetrated into the treated water which have withstood the effect of dosed amounts of chlorine.

Účinnost technologického postupu v úpravně vody II se podstatně zvýší aplikací biocidního organického flokulantu obsahujícího stříbro , který se přidává do upravované vody namísto dosud používaného polyakrylamidu s dostatečným odstupem po jejím nadávkování chloridem železitým a před jejím vtokem do vločkových mraků . Biocidní organický flokulant se váže do vytvářených vloček , zvyšuje jejich schopnost zachycovat bakterie a pevnost jejich zachycení v těchto vločkách a zneškodňuje v nich zachycené bakterie baktericidním účinkem v něm přítomného stříbra. Tento baktericidní účinek zasahuje i volné bakterie transportované upravovanou vodou póry částečně zanesených filtračních náplní rychlých filtrů · Do upravené vody nepronikají žádné bakterie nebo jen ojedinělé mrtvé bakterie.The efficiency of the process in the water treatment plant II is substantially increased by the application of a silver-containing biocidal organic flocculant, which is added to the treated water instead of the polyacrylamide used hitherto after sufficient time after metering with ferric chloride and before entering the flocculated clouds. The biocidal organic flocculant binds to the flakes formed, increases their ability to trap bacteria and the firmness of their trapping in the flakes, and destroys the trapped bacteria by the bactericidal effect of the silver present therein. This bactericidal effect also affects free bacteria transported by treated water with pores of partially clogged quick filter cartridges. · No bacteria or only dead bacteria penetrate the treated water.

Přítomnost biocidního organického flokulantu obsahujícího měň a/nebo stříbro ve vločkách zabraňuje množení biosestonu a/nebo bakterií v kalech, které se delší dobu zdržují ve špatně praných částech zanesených filtračních náplní v rychlých filtrech úpravny vody I, a v mrtvých koutech zahušlovacích prostor Čiřičů s vločkovými mraky a ve špatně praných částech zanesených filtračních náplní v rychlých filtrech úpravny vody II.The presence of biocidal organic flocculant containing copper and / or silver in the flocs prevents the bioseston and / or bacteria from multiplying in the sludge, which will remain in poorly washed parts of the clogged filter cartridges in the fast water treatment plant filters. clouds and poorly washed parts of clogged filter cartridges in fast water treatment filters II.

Biocidní organický flokulant podle vynálezu je novým činidlem , které spojuje známé účinky běžných organických flokulantů s rovněž známými algicidními účinky mědi a/nebo baktericidními účinky stříbra · Tyto účinky mědi a stříbra se dosud v praxi využívaly jen výjimečně, nebol v provozních podmínkách lze jen 259109The biocidal organic flocculant according to the invention is a novel agent which combines the known effects of conventional organic flocculants with also known algicidal effects of copper and / or bactericidal effects of silver. These copper and silver effects have so far been used only rarely in practice;

- 5 velmi obtížně zajistit účinný kontakt mikroorganizmů s mědí % stříbrem· Ten ee vSak velmi účinně uskutečňuje ve vločkáoh, v je* jichž struktuře jsou homogenně promíseny zbytek použitého koagu* lantu, hiooidní organický flokulant obsahující měň a/nebo stříbro a mikroorganizmy odstraněné z upravované vody · *It is very difficult to ensure effective contact of microorganisms with copper% silver. However, it performs very effectively in flakes in which the remainder of the coagulant used, the hiooid organic flocculant containing the copper and / or silver and the microorganisms removed from the treated waters · *

Claims

SUBJECT MATTER

A biooid organic flocculant based on heat-treated potato starch, suitable for treating water contaminated microorganisms into drinking water and certain process waters, characterized in that it contains 0.05-20% copper and / or 0.005-1% silver.

2. The process for producing a biocidal organic flocculant according to claim 1, characterized in that the suspension of potato starch in an aqueous solution containing a copper salt and / or a silver salt in an amount corresponding to a content of 0.05-20% copper and / or 0.005-1% silver. in the final product, is applied to a temperature of 100-150 ° C.