Wasser ist der am weitesten verbreitete Stoff in modernen Industrieprozessen. Es wird zur Herstellung vieler Industrieprodukte sowie zur Kühlung der Produktionsanlagen verwendet. Daher spielt die Wasserqualität in nahezu jedem denkbaren Fertigungsprozess eine entscheidende Rolle. Da die industrielle Fertigung zu den größten Wasserverbrauchern weltweit zählt, sind Wasseroptimierung, -wiederverwendung und -entsorgung zentrale Themen für diese lebenswichtige Ressource.

Wasseraufbereitungsflockungsmittel

Flockungsmittel sind ein wesentlicher Bestandteil jeder Wasseraufbereitungslösung. Aufbereitungssysteme benötigen häufig vor der Desinfektion und Filtration ein Flockungsmittel. Diese Chemikalien, typischerweise organische Polymere, bewirken die Agglomeration feiner kolloidaler Partikel, die andernfalls zu klein wären, um von einem Filter aufgefangen zu werden. Dadurch können sie abgetrennt und im Rahmen der Filtration aus dem Wasser entfernt werden. Flockungsmittel sind besonders wichtig in der Zellstoff- und Papierindustrie, der Öl- und Gasindustrie sowie im Bergbau.

POLYOX™ Hocheffiziente Flockung

POLYOX™ wasserlösliche Harze sind nichtionische Polyethylenoxid-Polymere und wirksame Flockungsmittel für die Wasseraufbereitung. Hochmolekulare POLYOX™-Typen adsorbieren leicht an kolloidalen Materialien wie Siliciumdioxid und Tonen. Dies fördert die Agglomeration hochfester Flocken, die sich effizient durch Filtration vom Wasser trennen lassen. POLYOX™ weist zudem eine hohe Affinität zu den in der Papierherstellung verwendeten Zellstoffen und Füllstoffen auf und eignet sich daher hervorragend als Retentionsmittel.

Wie POLYOX™ die Flockung bewirkt

POLYOX™ adsorbiert über Wasserstoffbrückenbindungen zwischen dem Ether-Sauerstoff des Polyethylenoxids und den Hydroxylgruppen hydratisierter Siliciumdioxidpartikel an deren Oberfläche. Da POLYOX™ hydrophil ist, konkurriert es um Wasserstoffbrückenbindungen mit dem umgebenden Wasser und der hydratisierten Oberflächenschicht der Oxidminerale. Diese Konkurrenz führt zur Bildung von Ausläufern und Schleifen auf der Oberfläche der Siliciumdioxidpartikel. Diese bilden wiederum Wasserstoffbrückenbindungen mit anderen suspendierten Feststoffen und führen so zur Bildung von Agglomeraten oder „Flocken“, die groß genug sind, um von einem Filter aufgefangen zu werden.
 

Flockungsleistung

Die Flockungswirkung von POLYOX™ WSR 308 auf suspendierte Siliciumdioxidpartikel wurde durch die Bestimmung der Trübung einer kolloidalen Siliciumdioxidsuspension nach Zugabe unterschiedlicher Mengen POLYOX™ WSR 308 nachgewiesen. Die folgende Grafik zeigt die Trübung der Siliciumdioxidsuspension in Abhängigkeit von der POLYOX™ WSR 308-Konzentration.

Wie die obige Grafik zeigt, beginnt POLYOX™ WSR 308 die Flockung bei 0,5 ppm und erreicht seine maximale Wirkung bei 2 ppm. Diese Zugabemenge ist deutlich geringer als die üblicherweise für andere gängige Flockungsmittel benötigten 10 ppm.

POLYOX™ WSR 308 wurde hinsichtlich seiner Leistung mit handelsüblichen kationischen, anionischen und nichtionischen Polyacrylamiden (PAMS) verglichen, die in der Wasseraufbereitung eingesetzt werden. Die Trübung einer Kieselsäuresuspension wurde gemessen, um die Wirksamkeit der Flockungsmittel zu bestimmen. Die folgende Grafik zeigt die Leistung von POLYOX™ WSR 308 (2 ppm) im Vergleich zu Polyacrylamiden (10 ppm).

Dies zeigt, dass POLYOX™ WSR 308 deutlich besser abschneidet als Polyacrylamide. POLYOX™ WSR 308 reduzierte die Trübung nicht nur signifikant stärker, sondern erreichte dies auch bereits bei einer Konzentration von nur 2 ppm im Vergleich zu 10 ppm bei PAMS.

Zusammenfassung

Die oben dargestellte Untersuchung zeigt, dass POLYOX™-Polymere eine effizientere Flockung bewirken als andere gängige organische Polymere wie Polyacrylamide. Die Klärung von Wasser mit hohem Gehalt an siliziumhaltigen Verunreinigungen kann durch den Einsatz von POLYOX™-Polymeren deutlich verbessert werden. Da vergleichsweise wenig POLYOX™ für eine effektive Wirkung benötigt wird, lassen sich die Gesamtkosten der Wasseraufbereitung reduzieren. Aufgrund seiner nichtionischen Eigenschaften und seines Flockungsmechanismus können POLYOX™-Polymere auch mit anderen handelsüblichen Flockungsmitteln gemischt werden, um bestehende Systeme weiter zu optimieren.