AT378380B

AT378380B - Verfahren zum klaeren insbesondere von fluessigkeitssuspensionen, die in prozessen der holzverarbeitungsindustrie entstehen

Info

Publication number: AT378380B
Application number: AT906282A
Authority: AT
Inventors: Jorma Raesaenen; Hans Lindqvist; Juhani Kyytsoenen
Original assignee: Enso Gutzeit Oy
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1985-07-25
Also published as: NO157448B; ATA906282A; NO157448C; NO832960L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klären insbesondere von Flüssigkeitssuspensionen, die in Prozessen der Holzverarbeitungsindustrie entstehen, in welchem aus der Flüssigkeit faseri- ge Festsubstanz entfernt wird.

In den verschiedenen Prozessen der Zellstoff- und Papierindustrie fallen erhebliche Mengen von Flüssigkeitssuspensionen an, in denen der Festsubstanzgehalt sehr niedrig ist. Solche Flüs- sigkeiten sind beispielsweise das Filtrat aus dem Wasch-und Bleichprozess einer Sulfatzellstoff- fabrik, das in der Herstellung von mechanischem Stoff entstehende Abwasser sowie das Abwasser einer Entrindungsanlage. Das genügend restlose Entfernen der geringen Festsubstanzgehalte in diesen grossen Flüssigkeitsmengen ist heutzutage ein Problem. Ein wirtschaftlicher Entfernungsvor- gang würde einen hohen Rückgewinnungsgrad und damit bessere Verwertung des Rohmaterials sowie weitgehender geschlossene Prozesse möglich machen, womit die von den Fabrikanlagen herbeige- führten Umweltbelästigungen abnehmen würden.

Die gegenwärtig im Gebrauch stehenden Kläranlagen arbeiten nach dem Sedimentationsprin- zip. Die mit Festsubstanz beladene Flüssigkeit wird in ein grosses kreisförmiges Becken eingelei- tet. Die Zufuhrgeschwindigkeit der Flüssigkeit ist gering im Verhältnis zum Fassungsvermögen des Beckens, womit die Flüssigkeit eine lange Verweilzeit im Becken hat und die in der Flüssig- keit enthaltenen Festsubstanzen Zeit haben, sich auf den Boden des Beckens abzusetzen. Vom
Boden wird die Festsubstanz mit Hilfe von Schürfern aufgesammelt. Die geklärte Flüssigkeit wird über ein Überfallwehr am Rande des Beckens der weiteren Behandlung zugeführt oder durch ein
Abflussrohr in ein Gewässer abgelassen.

Mit den gegenwärtig von der Zellstoff- und Papierindustrie eingesetzten Kläranlagen erreicht man je nach dem Objekt die folgenden typischen Festsubstanzgehalte im geklärten Wasser :
Faserrückgewinnungs-Kläranlage einer Zellstoffabrik - 10 bis 60 mg/l ; Faserrückgewinnungs-Klär- anlage einer mechanischen Zellstoff herstellenden Fabrik - 50 bis 200 mg/l ; Kläranlage für Ent- rindungsabwässer - 500 bis 1500 mg/l.

Die Erfindung bezweckt das Hervorbringen eines neuen Klärverfahrens, mit dem das Abscheiden geringerer Festsubstanzgehalte als zuvor von grossen Flüssigkeitsmengen wirtschaftlich möglich wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Klärvorgang in einem Schwebebettreaktor in einer von unten nach oben steigenden Flüssigkeitsströmung stattfindet, in der oberhalb von feinverteilten schwebenden Partikeln eine Schicht von Faseragglomerat und darüber eine Schicht von geklärter Flüssigkeit gebildet wird, wobei die Faseragglomerat-Schicht in sich faserige Substanz aus der durch die Schicht hindurchströmenden Flüssigkeit bindet, und dass im Laufe des Anwachsens der Schicht Faseragglomerat je nach Bedarf aus dem Reaktor entfernt wird, und gegebenenfalls Flüssigkeit vom Oberteil des Reaktors zum Boden rückgeführt wird.

Es ist wesentlich im Hinblick auf das Entstehen der Faseragglomerat-Schicht, dass die Strömung der Flüssigkeitssuspension mittels geeigneter Leitglieder im Bereich der Schwebeschicht über die gesamte Querschnittfläche des Reaktors ausgeglichen wird. In einer solchen völlig beruhigten Strömung beginnt die in der Flüssigkeit vorhandene faserige Festsubstanz eine netzartige Struktur zu bilden, aus der im weiteren Fortschreiten des Klärprozesses eine ständig wachsende Faseragglomerat-Schicht entsteht.

Während die Faseragglomerat-Schicht wächst, kann man von Zeit zu Zeit oder fortlaufend Agglomerat aus dem Reaktor mit Hilfe von einer oder mehreren Abziehleitungen entfernen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die teilweise geklärte und weiter zu klärende Flüssigkeit von über der Faseragglomerat-Schicht hinab auf den Boden des Reaktors zirkuliert wird. Man kann mit Hilfe der Zirkulation die Strömungsgeschwindigkeit im Reaktor unabhängig von der Menge der Zuführströmung einregulieren.

Beispielsweise beim Anfahren des Klärprozesses soll man die Strömungsgeschwindigkeit niedrig halten, und sobald das Wachstum der Agglomeratschicht in Gang gekommen ist, kann man die Strömungsgeschwindigkeit unter Heranziehung der Zirkulation vermehren.

Die schwebenden Partikeln, die im Reaktor zur Anwendung kommen, sind vorzugsweise Partikeln mit spez. Gewicht 1, 1 bis 2,0 kg/dm"und Durchmesser 0,2 bis 3,0 mm. Die Partikeln können z. B. aus anionischem Harz bestehen.

Die Erfindung wird im folgenden eingehender zu Beginn mit Hinweis auf die Zeichnungen

beschrieben, deren Fig. l und 2 zwei verschiedene zur Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens beabsichtigte Apparaturen darstellen, sowie anschliessend daran durch Erläutern des Verfahrens an Hand eines Beispielfalls.

Der Hauptbauteil der in Fig. l wiedergegebenen Apparatur ist der Schwebebettreaktor --1--, von einem Behälter mit kreisrundem Querschnitt gebildet. Im Reaktor-l--wird faserige Fest- substanz enthaltende Flüssigkeitssuspension geklärt, die in den Reaktor durch eine mit Pum- pe --2-- ausgerüstete Zuführleitung --3-- eingeführt wird. Die Zuführleitung --3-- endet auf dem Boden des Reaktors und am oberen Ende des Reaktors hat die Abführleitung --4-- für die geklärte Flüssigkeit ihren Anfang. Weiterhin gehört zur Apparatur eine mit Pumpe --5-versehene Umlaufleitung --6-- die sich zwischen der Pumpe --2-- und dem Reaktorboden mit der Zuführleitung --3-- vereinigt.

Im unteren Teil des Schwebebettreaktors-l--befindet sich eine Schicht von feinverteilten Partikeln --7--, die von der durch die Leitung --3-- in den Reaktor eingegebenen Strömung in der Schwebe gehalten werden. In dem konisch sich erweiternden Teil des Reaktors sind ferner als Strömungsleitglieder wirkende konische Bleche --8-- eingesetzt, die die Strömung über die gesamte Querschnittfläche des Reaktors ausgleichen. Oberhalb der schwebenden Partikeln-7bildet sich im Verlauf des Klärvorgangs eine dauernd wachsende Faseragglomerat-Schicht --9--, die aus der in der zu klärenden Flüssigkeitssuspension enthaltenen faserigen Festsubstanz entsteht.

Zum Entfernen von Faseragglomerat ist der Reaktor-l-mit bei der Faseragglomerat- -Schicht Schicht --9-- beginnenden Abführleitungen --10-- versehen. Der Raum zwischen der Faseragglomerat-Schicht --9-- und der Flüssigkeitsabführleitung --4-- füllt sich im Reaktor mit einer Schicht von geklärtem Wasser
In Fig. 2 ist eine Apparatur dargestellt, in der die an den Seiten des Schwebebettreak-
EMI2.1

In allen übrigen Hinsichten gleicht diese Apparatur der in Fig. 1 dargestellten.

Beispiel : Mit einer Apparatur wie in Fig. 1 wurde Filtrat von einer Trommelbleichstrasse ge- klärt. Im Schwebebettreaktor mit 6, 1 m Durchmesser wurden als schwebende Partikeln Anionharz- partikeln eingesetzt, die 0,2 bis 2,0 mm Durchmesser hatten. Die Menge der Anionharzpartikeln betrug etwa 7% vom Fassungsvermögen des Reaktors. Während des Klärvorgangs bildete sich im
Reaktor eine Faseragglomerat-Schicht, deren obere Grenze sich infolge der dauernden Zirkulation auf der Höhe des Endes der Umlaufleitung hielt. Die Menge des in die Apparatur eingeführten
Filtrats und entsprechendermassen des aus der Apparatur entfernten geklärten Wassers war 60 l/s, und die Zirkulationsströmung belief sich auf 100 bis 200 l/s.

Die Menge der Festsubstanz in dem in die Apparatur eingespeisten Filtrat war 30 bis 50 mg/l, in der Faseragglomerat-Schicht und entsprechendermassen in der Zirkulationsströmung 300 bis 400 mg/l und in dem der Apparatur entzogenen geklärten Wasser 5 bis 15 mg/l. Faseragglomerat wurde im Verlauf des Versuchs aus dem
Reaktor in Abständen von 3 bis 7 Tagen entfernt, so dass die Grenze der Agglomeratschicht in Verbindung mit jeder Abzapfung ungefähr auf die halbe Höhe des Reaktorraums hinabsank.

Beim Vergleich des Festsubstanzgehalts in dem aus dem Reaktor abgeführten Wasser mit den Festsubstanzgehalten, die mittels bekannter Kläranlagen erzielbar sind, kann man eine deutliche Verbesserung des mittels des erfindungsgemässen Verfahrens erreichbaren Klärresultats warnehmen.

Es ist dem Fachmann einleuchtend, dass verschiedene Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die dargelegten Beispiele eingeschränkt sind und vielmehr im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche variieren können. Beispielsweise kann man als schwebende Partikeln an Stelle von anionischem Harz auch Sand, Aktivkohle oder jedes beliebige geeignete Material verwenden, dessen spez. Gewicht dasjenige der zu klärenden Flüssigkeit überschreitet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Klären insbesondere von Flüssigkeitssuspensionen, die in Prozessen der Holzverarbeitungsindustrie entstehen, worin aus der Flüssigkeit faserige Festsubstanz entfernt wird, <Desc/Clms Page number 3> dadurch gekennzeichnet, dass der Klärvorgang in einem Schwebebettreaktor (1) in einer von unten nach oben steigenden Flüssigkeitsströmung stattfindet, in der oberhalb von feinverteilten schwebenden Partikeln (7) eine Schicht von Faseragglomerat (9) und darüber eine Schicht von geklärter Flüssigkeit (11) gebildet wird, wobei die Faseragglomerat-Schicht in sich faserige Substanz aus der durch die Schicht hindurchströmenden Flüssigkeit bindet, und dass mit dem Anwachsen der Schicht Faseragglomerat nach Bedarf aus dem Reaktor entfernt wird,

und gegebenenfalls Flüssigkeit vom Oberteil des Reaktors zum Boden rückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Faseragglomerat (9) aus dem Reaktor (1) periodisch entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Faseragglomerat (9) aus dem Reaktor (1) fortlaufend entfernt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass teilweise geklärte Flüssigkeit von der Stelle über der Faseragglomerat-Schicht (9) auf den Boden des Reaktors (1) zirkuliert wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass schwebende Partikeln (7) verwendet werden, deren spez. Gewicht 1, 1 bis 2, 0 kg/dm3 und Durchmesser 0, 2 bis 3, 0 mm ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass schwebende Partikeln (7) verwendet werden, welche aus anionischem Harz bestehen.