CH679484A5

CH679484A5 -

Info

Publication number: CH679484A5
Application number: CH3601/89A
Authority: CH
Inventors: Horst Poellitsch
Original assignee: Leykam Muerztaler Papier
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1992-02-28
Also published as: FI894687A0; FI894687A; DK485689D0; NO893926L; AT392635B; CS560189A3; CZ277803B6; ATA244888A; DK485689A; SE8903205L; NO893926D0; SE8903205D0; DE3932979A1

Description

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

CH 679 484 A5 CH 679 484 A5

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entsorgung der Abwässer von Zeli-stoffabriken, welche an sich bekanntlich eine grosse Umweltbelastung darstellen. The present invention relates to a method for the disposal of the wastewater from cellulose factories which, as is known, represent a major environmental pollution.

Die Abwässer einer Papier- und Zellstoffabrik haben, je nach ihrer Herkunft, verschiedene Zusammensetzungen und fallen darüberhinaus in unterschiedlichen Mengen an. Wenn man dabei die insgesamt zu entsorgende Abwassermenge mit etwa 70 000 m3/Tag annimmt, die sich perzentuell etwa wie folgt aufteilen: The waste water from a paper and pulp mill has different compositions, depending on its origin, and moreover comes in different amounts. If you assume the total amount of wastewater to be disposed of at around 70,000 m3 / day, which is divided as follows in percent:

Brüdenkondensate 7,0% Bleichereiabwasser 24,8% Sortierung undZellstoffentwässerung 34,3% Papierfabrik 25,7% Kommunale Anlage 8,2% Vapor condensates 7.0% bleaching plant wastewater 24.8% sorting and pulp drainage 34.3% paper mill 25.7% municipal plant 8.2%

dann ergibt sich für die oben angeführten Teilstränge folgender chemischer Sauerstoffbedarf (CSB): the following chemical oxygen demand (COD) results for the partial strands listed above:

Brüdenkondensate 27 000 kg/Tag Bleichereiabwasser 75 000 kg/Tag Sortierung und Zellstoffentwässerung 6000 kg/Tag Papierfabrik 6000 kg/Tag Kommunale Anlage 1000 kg/Tag Vapor condensates 27,000 kg / day Bleaching plant waste water 75,000 kg / day Sorting and pulp drainage 6000 kg / day Paper mill 6000 kg / day Municipal plant 1000 kg / day

Dieses Abwasser wird nun mit einer CSB-Tagesfracht von 115 000 kg/Tag und in einer Menge von 68 500 m3/Tag in eine aerobe Abwasserreinigungsanlage eingeleitet. This wastewater is now discharged into an aerobic wastewater treatment plant with a COD daily load of 115,000 kg / day and in an amount of 68,500 m3 / day.

Bei einem derartigen Betrieb treten verschiedene Probleme auf. Erstens wird durch die chemische Schadstoffbelastung der Abwässer die Funktion der biologischen Kläranlage beinträchtigt, was sich einerseits in einem langsameren Ablauf der Klärung selbst auswirkt (wodurch die Gefahr besteht, dass die Schadstoffe teilweise ungeklärt im Ausfluss der Kläranlage noch vorhanden sind) und wodurch andererseits ausserdem der in der biologischen Anlage anfallende Klärschlamm seinerseits verunreinigt ist und weder als Düngemittel verwendet noch ohne besondere Schutzmassnahmen verbrannt werden kann, da sonst bei der Verbrennung chlor- bzw. schwefelhaltige Abgase entstehen. Various problems arise in such an operation. Firstly, the chemical pollution of the wastewater affects the function of the biological sewage treatment plant, which on the one hand results in a slower process of the treatment itself (which means that there is a risk that the pollutants are sometimes still unexplained in the effluent from the treatment plant) and on the other hand that The sewage sludge accumulated in the biological plant is itself contaminated and cannot be used as a fertilizer or burned without special protective measures, since otherwise combustion gases containing chlorine or sulfur are produced.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die bei der Zellstoffherstellung entstehenden Abwässer zu trennen und die aus der Bleiche kommende Abwässer getrennt zu reinigen. Zu dieser Reinigung wurden insbesondere Kalzium- und Aluminiumsalze (Kalk, Alaun) vorgeschlagen und es wurde versucht, diese Fällmittel im Kreislauf zu führen. It has already been proposed to separate the wastewater produced in the pulp production and to clean the wastewater coming from the bleach separately. For this cleaning, calcium and aluminum salts (lime, alum) in particular have been proposed and attempts have been made to recycle these precipitants.

Es ist nun Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzusehen, bei welchem die Abwässer problemlos einer biologischen Kläranlage zugeführt werden können, ohne dass deren Wirksamkeit wesentlich beeinträchtigt wird, so dass es möglich ist, in einer Grosskläranlage nicht nur die Abwässer der Zellstoffabrik, sondern auch kommunale Abwässer gemeinsam zu klären, wobei darüber hinaus der bei dem Reinigungsverfahren anfallende Rückstand problemlos entsorgt werden kann, ohne die Umwelt zu belasten. The aim of the present invention is to provide a method in which the wastewater can be fed to a biological sewage treatment plant without any problems, without its effectiveness being significantly impaired, so that it is possible not only the wastewater from the pulp mill in a large sewage treatment plant, but also to clarify municipal wastewater together, whereby the residue from the cleaning process can also be disposed of without any problems without polluting the environment.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Patentanspruch 1 definiert. Besondere Ausführungsformen dieses Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The method according to the invention is defined in claim 1. Particular embodiments of this method are the subject of the dependent claims.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wird der Kalkschlamm, der die organischen chlorhaltigen Stoffe enthält, vom Abwasser abgetrennt. Vorteilhaft wird dabei zur Verbesserung der Sedimentation des Kalkschlammes 0,2 bis 1 mg/l eines anionischen Polyetektrolyten zugegeben. Der anfallende Kalkschlamm wird mit dem in der biologischen Kläranlage anfallenden Schlamm (Klärschlamm) vereinigt, wobei die beiden Schlammarten vor oder nach der Vereinigung auf einer Entwässerungsanlage entwässert werden. Die Entwässerung wird vorteilhaft auf 40 bis 50% Trockensubstanz geführt. Schliesslich werden die beiden Schlammarten (Kalk- und Klärschlamm) verbrannt, wobei der im Kalkschlamm vorhandene Kalk die bei der Verbrennung anfallenden schädlichen Abgase (insbesondere Chlor- und Schwefelverbindungen) bindet und unschädlich macht. Gegebenenfalls kann es zweckmässig sein, die vereinigten Schlammarten zusätzlich noch mit Säurebindemitteln, wie Kalk, zu versetzen, um sicherzustellen, dass keine schädlichen Abgase in die Luft entweichen. In the method according to the invention, the lime sludge, which contains the organic chlorine-containing substances, is separated from the waste water. To improve the sedimentation of the lime sludge, 0.2 to 1 mg / l of an anionic polyelectrolyte is advantageously added. The resulting lime sludge is combined with the sludge (sewage sludge) obtained in the biological sewage treatment plant, the two types of sludge being dewatered before or after being combined in a drainage system. The drainage is advantageously carried out to 40 to 50% dry matter. Finally, the two types of sludge (lime and sewage sludge) are burnt, whereby the lime present in the lime sludge binds the harmful exhaust gases (especially chlorine and sulfur compounds) that are produced during combustion and makes them harmless. If necessary, it may be appropriate to add acid binders such as lime to the combined sludge types to ensure that no harmful exhaust gases escape into the air.

Das vom Kalkschlamm befreite Abwasser, das zusammen mit den anderen Abwässern der Fabrik einer biologischen Kläranlage zugeführt wird, wird gegebenenfalls mit einer für die biologische Klärung nützlichen bzw. unschädlichen Säure neutralisiert. Man kann das vom Kalkschlamm befreite Abwasser und die anderen Abwässer der Fabrik gegebenenfalls auch gemeinsam mit Kommunalabwässern einer biologischen Kläranlage zuführen. The wastewater that has been freed of lime sludge and which, together with the other wastewater from the factory, is fed to a biological sewage treatment plant, is neutralized with an acid that is useful or harmless for biological clarification. The wastewater freed from the lime sludge and the other wastewater from the factory can also be fed to a biological sewage treatment plant together with municipal wastewater.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 679 484 A5 CH 679 484 A5

Wie oben dargelegt, werden somit vom Gesamtabwasser der Zellstoff- und Papierfabrik aus dem Teilabwasserstrom der Bleicherei die Organochlorverbindungen mit Kalk durch Fällung entfernt und der gereinigte Anteil dem Gesamtabwasser aus der Zellstoff- und Papierfabrik wieder zugegeben; der vereinigte Abwasserstrom wird dann einer aeroben biologischen Reinigung zugeführt. Durch diesen Verfahrensschritt kann die Abbaubarkeit des Gesamtabwassers in der biologischen Reinigungsanlage signifikant angehoben werden. Bei einer CSB-Raumbelastung bis zu 4 kg/m3/Tag konnte eine Reduzierung des CSB bzw. organischer Chlorverbindung (AOX) von rund 70%, ein Abbau des biochemischen Sauerstoffbedarfes (BSB) von 95% und eine Verminderung der Färbung um 50% erreicht werden. Die Abwässer aus der biologischen Kläranlage können problemlos natürlichen Gewässern zugeführt werden. As stated above, the organochlorine compounds with lime are thus removed from the total wastewater from the pulp and paper mill from the partial wastewater stream of the bleaching plant by precipitation and the purified fraction is added to the total wastewater from the pulp and paper mill; the combined wastewater stream is then sent to an aerobic biological treatment. This process step can significantly increase the degradability of the total wastewater in the biological cleaning system. With a COD room load of up to 4 kg / m3 / day, a reduction in the COD or organic chlorine compound (AOX) of around 70%, a reduction in the biochemical oxygen requirement (BOD) of 95% and a reduction in the coloring by 50% was achieved will. The wastewater from the biological wastewater treatment plant can be fed into natural waters without any problems.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern, ohne dass diese hierauf beschränkt sein soll. The following example is intended to explain the invention without being restricted to it.

Beispiel 1 : Example 1 :

Im Zeitraum Mai bis Juli 1988 wurden aus dem Teilstrom der Bleicherei einer Zellstoffabrik die organischen Inhaltsstoffe mittels Kalziumhydroxid entfernt und der gereinigte Anteil dem Gesamtabwasser zugegeben und einer aeroben biologischen Reinigung zugeführt. Die optimale Kalkfällung mit Bleichereiabwasser erfolgt in einem pH-Bereich zwischen 11,5 und 12,0 (3 g CaO/l). Nach Zumischen des gereinigten Bleichereiabwassers zu den anderen Abwasserteilströmen musste vor Einleiten in die biologische Reinigung das noch stark alkalische Gesamtabwasser mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 7,0 bis 7,5 gebracht werden. In the period from May to July 1988, the organic constituents were removed from the partial flow of the bleaching plant in a pulp mill using calcium hydroxide, and the purified fraction was added to the total wastewater and fed to an aerobic biological purification. Optimal lime precipitation with bleaching plant waste water takes place in a pH range between 11.5 and 12.0 (3 g CaO / l). After the cleaned bleaching plant wastewater had been mixed into the other partial wastewater streams, the still strongly alkaline total wastewater had to be brought to a pH of 7.0 to 7.5 with sulfuric acid before being discharged into the biological treatment system.

Dieses Abwasser wurde dann mit Stickstoff und Phosphor als Nährsubstrat im Verhältnis BSB mg 02/l:N:P = 100:5:1 versetzt. Ebenso kann die in der Biologie als Nährsubstrat benötigte Phosphormenge bereits bei der pH-Einstellung auf 7,0 bis 7,5 durch Zusatz einer hinreichenden Menge Phosphorsäure anstelle der sonst verwendeten Schwefelsäure erreicht werden. Als Vergleich wurde Gesamtabwasser ohne Kalkfäliung des Bleichereistranges in einer Parallelanlage aerob biologisch gereinigt. This waste water was then mixed with nitrogen and phosphorus as the nutrient substrate in the ratio BOD mg 02 / l: N: P = 100: 5: 1. Likewise, the amount of phosphorus required as a nutrient substrate in biology can already be achieved by adjusting the pH to 7.0 to 7.5 by adding a sufficient amount of phosphoric acid instead of the sulfuric acid otherwise used. As a comparison, total wastewater was aerobically cleaned biologically in a parallel system without liming the bleaching line.

Beide Anlagen wurden mit einer CSB-Raumbelastung von 3 bis 5 kg/m3/d gefahren. Die Ergebnisse gehen aus den Tabellen I und II hervor. Both systems were operated with a COD space load of 3 to 5 kg / m3 / d. The results are shown in Tables I and II.

Die durchschnittlichen CSB-Werte des der biologischen Reinigung zufliessenden unbehandelten Abwassers bewegten sich während des Versuchszeitraumes bei 1700 mg/l, die Zulaufwerte des behandelten Abwassers bei durchschnittlich 1300 mg/l. Durch eine Kalkfällung des Bleichereiabwassers konnte, bezogen auf Gesamtzulaufwasser, der CSB-Wert um rund 25% erniedrigt werden. The average COD values of the untreated wastewater flowing into the biological treatment were 1700 mg / l during the test period, the inflow values of the treated wastewater averaged 1300 mg / l. Lime precipitation of the bleaching plant wastewater reduced the COD value by around 25% based on the total inlet water.

Die AOX-Werte (Organochlorverbindungen) des zufliessenden Gesamtabwassers konnten durch die Kalkfällung um rund 55% erniedrigt werden. Die BSB-Werte zeigten durch die Kalkfällung, verglichen am Gesamtzulauf, keine signifikante Änderung. Wie die nachfolgende Tabelle zeigt, wurden demnach in der biologischen Reinigungsanlage folgende Abbauwerte erreicht: The AOX values (organochlorine compounds) of the inflowing total wastewater could be reduced by around 55% due to the lime precipitation. The BOD values showed no significant change due to the lime precipitation compared to the total inflow. As the following table shows, the following degradation values were achieved in the biological cleaning system:

CSB-Abbau COD reduction

AOX-Abbau AOX removal

BSB-Abbau BOD reduction

Farbabbau Color degradation

% %

Gesamtabwasser Total wastewater

47 47

26 26

87 87

nn nn

(unbehandelt) (untreated)

Gesamtabwasser Total wastewater

55 55

30 30th

97 97

nn nn

(behandelt) (treated)

Vergleicht man allerdings den Zulauf des unbehandelten Gesamtabwassers mit den Ablaufwerten des behandelten Gesamtabwassers - Kalkfällung und biologische Reinigung - ergeben sich folgende Werte: However, if you compare the inflow of the untreated total wastewater with the discharge values of the treated total wastewater - lime precipitation and biological cleaning - the following values result:

CSB-Abbau COD reduction

AOX-Abbau AOX removal

BSB-Abbau BOD reduction

Farbabbau Color degradation

% %

68 68

97 97

53 53

Daraus ist zu ersehen, dass durch eine Kalkfällung der Bleichereiabwässer, welche die Organochlorverbindungen weitestgehend entfernt, die Abbaubarkeit des Gesamtabwassers in der biologischen Reinigungsanlage signifikant angehoben wird. Bei CSB-Raumbelastungen von rund 3-3,5 kg/m3/Tag kann ein CSB- und ein AOX-Abbau von rund 69%, ein BSB-Abbau von 97% und eine Farbreduktion von 50% erreicht werden. Der Schlamm im Nachklärbecken erhöht sich durch die Kalkbehandlung (50-60 ml/g auf 100-20 ml/g). It can be seen from this that a lime precipitation of the bleaching plant wastewater, which largely removes the organochlorine compounds, significantly increases the degradability of the entire wastewater in the biological cleaning plant. With COD room loads of around 3-3.5 kg / m3 / day, COD and AOX reduction of around 69%, BOD reduction of 97% and a color reduction of 50% can be achieved. The sludge in the secondary clarifier increases due to the lime treatment (50-60 ml / g to 100-20 ml / g).

In Tabelle III sind jene Werte zusammengefasst, die durch eine Kalkfällung im Bleichereiabwasser entstehen. Durch 3 g CaO pro Liter Bleichereiabwasser wird der pH-Wert von 1,8 auf 11,9 angehoben. Table III summarizes the values that result from lime precipitation in the bleaching plant wastewater. 3 g CaO per liter bleaching plant wastewater raises the pH from 1.8 to 11.9.

Der CSB-Abbau beträgt 40%, der AOX-Abbau 67%; der BSB-Wert wird durch die Kalkfällung nahe3 The COD reduction is 40%, the AOX reduction is 67%; the BOD value is approached by lime precipitation3

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 679 484 A5 CH 679 484 A5

zu nicht beeinflusst. Durch Zumischen der behandelten Bleichereiabwässer zu den übrigen Abwässern wird der pH-Wert auf rund 10 vermindert. Vor der Zuleitung in die biologische Reinigungsvorrichtung wurde mit Schwefelsäure (konz.) ein pH-Wert von 7 bis 7,5 eingestellt (0,15 ml H2SO4 konz./l Abwasser). too not influenced. By adding the treated bleaching waste water to the other waste water, the pH is reduced to around 10. Before being fed into the biological cleaning device, a pH of 7 to 7.5 was set with sulfuric acid (conc.) (0.15 ml H2SO4 conc. / L waste water).

Tabelle I Table I

Gesamtabwasser unbehandelt Total wastewater untreated

Datum date

Mai 1988 May 1988

Juni 1988 June 1988

Juli 1988 July 1988

CSB-Raumbelastung (kg/m3/d) COD load (kg / m3 / d)

3,7 3.7

4,9 4.9

4,6 4.6

CSB-Abbau (%) COD reduction (%)

48,1 48.1

44,0 44.0

49,0 49.0

BSB-Abbau (%) BOD reduction (%)

- -

79,5 79.5

96,0 96.0

AOX-Abbau (%) AOX reduction (%)

31,4 31.4

18,2 18.2

28,0 28.0

Farbabbau {%) Color loss {%)

- -

Trockensubstanz TS (g/I) Dry matter TS (g / I)

7,5 7.5

7,0 7.0

13,3 13.3

Schiammindex IS (ml/g) Sludge index IS (ml / g)

57,6 57.6

56,0 56.0

51,3 51.3

Tabelle II Table II

Gesamtabwasser behandelt Total wastewater treated

Datum date

Mai 1988 May 1988

Juni 1988 June 1988

Juli 1988 July 1988

CSB-Raumbelastung (kg/m3/d) COD load (kg / m3 / d)

2,8 2.8

3,3 3.3

3,4 3.4

CSB-Abbau (%) COD reduction (%)

54,5 54.5

56,0 56.0

55,0 55.0

BSB-Abbau {%) BOD reduction {%)

95,4 95.4

97,0 97.0

AOX-Abbau (%) AOX reduction (%)

13,0 13.0

31,4 31.4

14,0 14.0

Farbabbau (%) Color degradation (%)

— -

- -

Trockensubstanz TS (g/l) Dry matter TS (g / l)

6,45 6.45

7,8 7.8

10,7 10.7

Schlammindex IS (ml/g) Sludge index IS (ml / g)

107,7 107.7

134,0 134.0

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 679 484 A5 CH 679 484 A5

Tabelle IH Table IH

Einfluss der Kalkfällung auf das Bleichereiabwasser und Gesamtabwasser pH-Wert Influence of lime precipitation on the bleaching plant wastewater and total wastewater pH

COD in mg/l COD in mg / l

% %

AOX in mg/l AOX in mg / l

% %

Gesamtabwasser Total wastewater

Abbau Degradation

Abbau pH-Wert Degradation pH

Verbrauch an konz. Consumption of conc.

U U

B B

U U

B B

U U

B B

U U

B B

H2SO4 zur Neutr. in j-tl/l H2SO4 to neutr. in j-tl / l

— -

- -

3503 3503

1772 1772

49 49

- -

6,0 6.0

10,5 10.5

177 177

1,8 1.8

- -

3959 3959

2106 2106

47 47

- -

9,5 9.5

70 70

1,9 1.9

11,9 11.9

4585 4585

2084 2084

55 55

331 331

93 93

72 72

- -

9,9 9.9

100 100

1,9 1.9

12,0 12.0

3710 3710

2251 2251

39 39

— -

- -

4,4 4.4

- -

122 122

1,8 1.8

11,8 11.8

- -

385 385

134 134

65 65

3,6 3.6

8,4 8.4

88 88

1,7 1.7

11,7 11.7

3933 3933

2803 2803

29 29

397 397

135 135

66 66

- -

1,7 1.7

12,0 12.0

3636 3636

2397 2397

34 34

- -

5,2 5.2

11,0 11.0

167 167

1,7 1.7

11,9 11.9

3862 3862

2424 2424

37 37

362 362

135 135

63 63

2,6 2.6

7,5 7.5

33 33

- -

11,1 11.1

144 144

2,2 2.2

12,4 12.4

3786 3786

2470 2470

35 35

- -

6,3 6.3

10,6 10.6

213 213

1,9 1.9

11,7 11.7

3738 3738

2300 2300

39 39

310 310

103 103

67 67

- -

1,8 1.8

11,7 11.7

3679 3679

2535 2535

31 31

342 342

111 111

68 68

3,1 3.1

10,4 10.4

149 149

10 10th

9 9

10 10th

6 6

7 7

9 9

10 10th

1,8 1.8

11,9 11.9

3839 3839

2314 2314

39,5 39.5

354,5 354.5

118,5 118.5

66,8 66.8

4,5 4.5

9,9 9.9

126,3 126.3

0,1 0.1

0,2 0.2

281 281

269 269

7,9 7.9

30,2 30.2

17,0 17.0

2,8 2.8

1,3 1.3

1,2 1.2

51,6 51.6

100 Mikroliter konz. H2SO4 = 184 mg = 11 040 kg / 60.000 m3 Abwasser U » unbehandelt B = behandelt 100 microliters conc. H2SO4 = 184 mg = 11 040 kg / 60,000 m3 wastewater U »untreated B = treated

Claims

1. A process for the disposal of waste water from pulp mills, the waste water being treated with CaO or Ca (OH) 2, characterized in that the bleaching waste water by adding CaO or Ca (OH) 2 in an amount of 500 to 3000 mg , based on CaO, are brought to a pH of 11 to 12 per liter of waste water; the resulting precipitate, known as lime sludge, which contains the organic chlorine-containing substances, is separated off; the wastewater that has been freed of lime sludge is fed together with the other wastewater from the factory to a biological sewage treatment plant; the sludge obtained in the biological sewage treatment plant, referred to as sewage sludge, is separated and combined with the lime sludge, the two types of sludge being dewatered before or after the combination on a dewatering plant; and finally be burned.

2. The method according to claim 1, characterized in that the wastewater freed of lime sludge is neutralized with a useful or harmless acid for biological clarification.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the wastewater freed of lime sludge and the other factory wastewater are fed together with municipal wastewater to a biological sewage treatment plant.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lime sludge is separated after the addition of 0.2 to 1.0 mg / liter of anionic polyelectrolyte.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the lime sludge and the sewage sludge are dewatered to 40 to 50% dry matter.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the lime sludge and the sewage sludge are burned after further addition of acid binders, such as CaO.

5