165132. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyvízek tisztítására

165132 3 4 fehérjék abszorbeálására - pl. inzulinoldatok tisztításához - alkalmazzák. A fenti ioncserélő anyag legnagyobb hátránya, hogy előállítása viszonylag költséges, ioncserélő kapacitása csekély, és az anyag vízben viszonylag nagymértékben duzzad. Egy másik ismert módszer szerint úgy állítanak elő cellulózalapú ioncserélő anyagot, hogy a cellulózmolekulába dietilénamino-etil-csoportokat építenek be. Ezzel a módszerrel anioncserélő gyantát kapnak. A szakirodalom szerint ez az ioncserélő fehérjetartalmú anyagok elkülönítésére alkalmas. Hátrányt jelent, hogy az ioncserélő előállítása rendkívül költségei. Az utóbbi években ioncsere céljaira lignin és lignoszulfonsav kondenzációs termékeket állítottak elő. A kondenzációt általában formaldehid, monoaminok, poliaminok és fenol felhasználásával hajtották végre. Annak ellenére, hogy már számos kísérletet végeztek a cellulózlebontáskor képződő szennylúgok feldolgozására és az abban levő lignin típusú anyagok átalakítására szintetikus gyantákká és ioncserélőkké (ebben a témakörben számos szabadalom és egyéb pubükáció jelent meg), ipari méretekben is megvalósítható eljárás eddig még nem ismeretes. A találmány szerint az ivóvíz, folyóvizek, állóvizek stb. szennyeződésének elkerülése érdekében az ipari szennyvizek tisztítását kívánjuk megoldani, és az ipari szennyvizekben jelenlevő értékes anyagokat kívánjuk elkülöníteni. Az értékes anyagok közül példaként a hús- és halfeldolgozó ipari szennyvizekben jelenlevő fehérje-típusú anyagokat említjük meg. A szennyvizekben jelenlevő fehérjetípusú anyagok egy részének elkülönítésére korábban azt a módszert alkalmazták, hogy a fehérjéket kicsapószerekkel, pl. lignoszulfonsawal kicsapták. Az egyik ismert eljárás szerint a megsavanyított szennyvízhez lignoszulfonátokat adtak, és így viszonylag nagymennyiségű nagymolekulasúlyú fehérjét csaptak ki. Egy korábbi módszerrel, viszonylag nagymolekulasúlyú szulfonsavak felhasználásával a húsipari szennyvizek fehérjetartalmát olyan mértékben csökkentették, hogy a szennyvíz biológiai oxigénigénye (BOI) 50-70%^ csökkent. Ennek ellenére a kezelt szennyvíz BOI-értéke a házi szennyvizek BOI.-értékénél lényegesen nagyobb, ezért a BOI-érték további csökkentése érdekében a vizet egy következő ioncserés műveletben tovább tisztították. A kísérletek során ioncserélőként egy cellulózszármazékot - azaz szulfonsawal részben észteresített cellulózt - is felhasználtak. Más módszerek szerint a szennyvizek tisztítását három lépésben végezték, azaz az első lépésben a szennyezőanyagok egy részét szerves szulfát-észterekkel (ún. glükóz-triszulfáttal) kicsapták, ezután a fehérjetartalmú anyagot flotálással vagy ülepítéssel elkülönítették. A tisztítás második lépésében az első lépésben kapott oldatot kationcserélési műveletnek vetették alá, ahol a polipeptideket különítették el. A második lépésben kapott oldatot ezután további ioncserés kezelésnek vetették alá, ahol a szénhidrátok és egyes negatív töltésű ionok elkülönítésére biszulfittal telített anioncserélő gyantát alkalmaztak. A fenti kísérletekben ioncserélő anyagként Amberlite XE 100, Amberlite 200, Whatman DEI, Amberlite IRA 68 és IRA 120 ioncserélő gyantát, továbbá cellulóz-szulfátot alkalmaztak. A háromlépéses módszerrel a szennyvíz BOI-értékét igen nagy mértékben sikerült csökkenteni, a tisztított szennyvíz BOI-értéke azonban még így is meghaladja a 30 at (a hatóságok általában csak 30-nál kisebb BOI-értékű szennyvizek elvezetését engedélyezik folyó- vagy állóvizekbe). A kísérletek 5 során kiderült, hogy a legjobb eredményeket a Whatman DEI ioncserélő gyanta (karboximetilcellulóz) szolgáltatja, ipari célokra azonban az említett ioncserélő túlságosan költséges. A találmány szerint az ismerteknél lényegesen gazdaságosabb ioncserélőt alio kalmazunk. Amint már korábban említettük, a találmány szerint elsősorban a szennyvizek tisztítását kívánjuk megoldani. A találmány szerinti eljárás azonban egyéb célokra is alkalmazható, így a találmány a szennyvíz-15 tisztításon túlmenően is nagy jelentőséggel rendelkezik. Sok esetben szükség van arra, hogy a bázikus csoportokat tartalmazó nagymolekulasúlyú szerves vegyületeket legalábbis részben eltávolítsuk molekuláris vagy kolloid oldataikból, és egyes esetekben 20 szükség van e vegyületek tisztább és/vagy töményebb formában való elkülönítésére is. E vegyületek közé tartoznak pl. a fehérjék, polipeptidek, baktériumok, vírusok, enzimek és hasonlók. A technika állásából azonban kitűnik, hogy az elkülönítéshez felhasznál-25 ható abszorbensek egyrészt költségesek, másrészt nem elég aktívak. Kísérleteket végeztünk a fenti típusú vegyületek eltávolítására oldataikból lignocellulóz-típusú anyagok felhasználásával, amelyeket előzetes szulfonálással megfelelő mértékben kationcserélővé 30 tettünk. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy a fent említett oldatokat olyan lignocellulóz-alapú anyaggal hozzuk érintkezésbe, amelynek ioncserélő kapacitását előzetes szulfonálással legalább 0,15 milli-35 ekvivalens/g értékre állítottuk be. Az „ioncserélő kapacitás" megjelölésen az ioncserélő csoportok speciális módszerrel meghatározott mennyiségét értjük. A meghatározás első lépésében az ioncserélő anyagot hidrogénionokkal telítjük, majd az 40 ioncserélőt semleges só jelenlétében lúggal titráljuk. A módszert a következőkben részletesen ismertetjük. 2 g ioncserélő gyantához tégelyben 50 ml 0,1 n sósavoldatot adunk, és az anyagot 10 percig keverjük. A gyantát ezután leszűrjük, és szűrőtölcséren ionmen-45 tes vízzel addig mossuk, amíg semleges és klorid-ion mentes mosófolyadékot nem kapunk. Ezután a mintát 100 ml 1 n nátriumklorid-oldatot tartalmazó tégelybe töltjük, és az elegyet keverés közben 0,1 n nátriumhidroxid-oídattal titráljuk. Az ekvivalencia-50 pontot potenciometrikusan határozzuk meg. Az ioncserélő kapacitást a G 55 képletből számítjuk ki, ahol J az ioncserélő kapacitása (milliekvivalens/g), v az ekvivalenciapont eléréséig elfogyott 0,1 n NaOH-oldat térfogata (ml) és G az abszolút száraz gyanta súlya (g). 60 Az így meghatározott ioncserélő kapacitás az anyagnak a kisméretű ionok (H* Na* stb.) megkötésében mutatott kapacitására jellemző. A nagyobb molekulasúlyú ionok megkötésére vonatkoztatott kapacitás—az ioncserélő csoportok hozzáférhetőségétől 65 függően — a fenti értéknél lényegesen kisebb is lehet. l