DE3932979A1

DE3932979A1 - Verfahren zur entsorgung der abwaesser von zellstoffabriken

Info

Publication number: DE3932979A1
Application number: DE3932979A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Dr T Poellitsch
Original assignee: LEYKAM MUERZTALER PAPIER
Current assignee: KNP LEYKAM AUSTRIA AG, GRATKORN, AT
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1990-04-05
Also published as: FI894687A; AT392635B; DK485689A; ATA244888A; SE8903205L; FI894687A0; NO893926D0; CS560189A3; NO893926L; SE8903205D0; CH679484A5; CZ277803B6; DK485689D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entsorgung der Abwässer von Zellstoffabriken, welche an sich bekanntlich eine große Umweltbelastung darstellen.

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 70000 m³/Tag annimmt, die sich perzentuell etwa wie folgt aufteilen:

Brüdenkondensate\|7,0%
Bleichereiabwasser	24,8%
Sortierung und Zellstoffentwässerung	34,3%
Papierfabrik	25,7%
Kommunale Anlage	8,2%

dann ergibt sich für die oben angeführten Teilstränge folgender chemischer Sauerstoffbedarf (CSB):

Brüdenkondensate
27 000 kg/Tag
Bleichereiabwasser	75 000 kg/Tag
Sortierung und Zellstoffentwässerung	6 000 kg/Tag
Papierfabrik	6 000 kg/Tag
Kommunale Anlage	1 000 kg/Tag

Dieses Abwasser wird nun mit einer CSB-Tagesfracht von 115000 kg/Tag und in einer Menge von 68500 m³/Tag in eine aerobe Abwasserreinigungsanlage eingeleitet.

Bei einem derartigen Betrieb treten verschiedene Probleme auf. Erstens wird durch die chemische Schadstoffbelastung der Abwäs ser die Funktion der biologischen Kläranlage beinträchtigt, was sich einerseits in einem langsameren Ablauf der Klärung selbst auswirkt (wodurch die Gefahr besteht, daß die Schadstoffe teil weise 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.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die bei der Zellstoffherstellung entstehenden Abwässer zu trennen und die aus der Bleiche kommen den Abwässer getrennt zu reinigen. Zu dieser Reinigung wurden insbesondere Kalzium- und Aluminiumsalze (Kalk, Alaun) vorge schlagen und es wurde versucht, diese Fällmittel im Kreislauf zu führen.

Es ist nun Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzu sehen, 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, son dern auch kommunale Abwässer gemeinsam zu klären, wobei darüber hinaus der bei dem Reinigungsverfahren anfallende Rückstand problemlos entsorgt werden kann, ohne die Umwelt zu belasten.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entsorgung der Abwässer von Zellstoffabriken, wobei die Abwässer mit CaO bzw. Ca(OH)₂ behandelt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bleichereiabwässer durch Zugabe von CaO bzw. Ca(OH)₂ in einer Menge von 500 bis 3000 mg, bezogen auf CaO, pro Liter Ab wasser auf einen pH-Wert von 11 bis 12 gebracht werden; der da durch gebildete Niederschlag (Kalkschlamm), der die organischen chlorhaltigen Stoffe enthält, gegebenenfalls nach Zusatz von 0,2 bis 1,0 mg/l anionischem Polyelektrolyt, abgetrennt wird; das vom Kalkschlamm befreite Abwasser, gegebenenfalls nach Neutrali sieren mit einer für die biologische Klärung nützlichen bzw. un schädlichen Säure, zusammen mit den anderen Abwässern der Fabrik und gegebenenfalls auch mit Kommunalabwässern einer biologischen Kläranlage zugeführt wird; der in der biologischen Kläranlage anfallende Schlamm (Klärschlamm) abgetrennt und mit dem Kalk schlamm vereinigt wird, wobei die beiden Schlammarten vor oder nach der Vereinigung auf einer Entwässerungsanlage auf vorzugsweise 40 bis 50% Trockensubstanz entwässert werden; und schließlich, gegebenenfalls nach weiterem Zusatz von Säure bindemitteln wie CaO, verbrannt werden.

Erfindungsgemäß wird somit der Kalkschlamm, der die organischen chlorhaltigen Stoffe enthält, durch Zugabe von 0,2 bis 1 mg/l eines anionischen Polyelektrolyten zur Verbesserung derSedimen tation des Kalkschlammes abgetrennt. 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 auf 40 bis 50% Trockensubstanz entwässert werden. Schließlich werden die beiden Schlammarten (Kalk- und Klärschlamm) verbrannt, wobei der im Kalkschlamm vorhandene Kalk die bei der Verbrennung anfallen den schädlichen Abgase (insbesondere Chlor- und Schwefelverbin dungen) bindet und unschädlich macht. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, die vereinigten Schlammarten zusätzlich noch mit Säurebindemitteln, wie Kalk, zu versetzen, um sicherzu stellen, daß keine schädlichen Abgase in die Luft entweichen.

Das vom Kalkschlamm befreite Abwasser wird gegebenenfalls nach dem Neutralisieren mit einer für die biologische Klärung nütz lichen bzw. unschädlichen Säure zusammen mit den anderen Ab wässern der Fabrik und gegebenenfalls auch mit Kommunalabwässern einer biologischen Kläranlage zugeführt.

Wie oben dargelegt, werden somit vom Gesamtabwasser der Zell stoff- 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 die sen 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% er reicht werden. Die Abwässer aus der biologischen Kläranlage können problemlos natürlichen Gewässern zugeführt werden.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern, ohne daß diese hierauf beschränkt sein soll.

Beispiel: Im Zeitraum Mai bis Juli 1988 wurden aus dem Teilstrom der Bleicherei einer Zellstoffabrik die organischen Inhaltsstoffe mittels Kalziumhydroxid entfernt und der gereinig te Anteil dem Gesamtabwasser zugegeben und einer aeroben biolo gischen 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 Bleichereiab wassers zu den anderen Abwasserteilströmen mußte vor Einleiten in die biologische Reinigung das noch stark alkalische Gesamt abwasser mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 7,0 bis 7,5 gebracht werden.

Dieses Abwasser wurde dann mit Stickstoff und Phosphor als Nähr substrat im Verhältnis BSB mg O₂/l:N:P=100:5:1 ver setzt. Ebenso kann die in der Biologie als Nährsubstrat benötig te 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 Ver gleich wurde Gesamtabwasser ohne Kalkfällung des Bleicherei stranges in einer Parallelanlage aerob biologisch gereinigt.

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.

Die durchschnittlichen CSB-Werte des der biologischen Reinigung zufließenden unbehandelten Abwassers bewegten sich während des Versuchszeitraumes bei 1700 mg/l, die Zulaufwerte des behandel ten Abwassers bei durchschnittlich 1300 mg/l. Durch eine Kalk fällung des Bleichereiabwassers konnte, bezogen auf Gesamtzu laufwasser, der CSB-Wert um rund 25% erniedrigt werden.

Die AOX-Werte (Organochlorverbindungen) des zufließenden Gesamt abwassers konnten durch die Kalkfällung um rund 55% erniedrigt werden. Die BSB-Werte zeigten durch die Kalkfällung, verglichen am Gesamtzulauf, keine signifikante Änderung. Wie die nachfol gende Tabelle zeigt, wurden demnach in der biologischen Reini gungsanlage folgende Abbauwerte erreicht:

Vergleicht man allerdings den Zulauf des unbehandelten Gesamt abwassers mit den Ablaufwerten des behandelten Gesamtabwassers - Kalkfällung und biologische Reinigung - ergeben sich folgende Werte:

Daraus ist zu ersehen, daß durch eine Kalkfällung der Bleiche reiabwässer, welche die Organochlorverbindungen weitestgehend entfernt, die Abbaubarkeit des Gesamtabwassers in der biologi schen Reinigungsanlage signifikant angehoben wird. Bei CSB-Raum belastungen 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 Farb reduktion von 50% erreicht werden. Der Schlamm im Nachklär becken erhöht sich durch die Kalkbehandlung (50-60 ml/g auf 100-120 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 ange hoben.

Der CSB-Abbau beträgt 40%, der AOX-Abbau 67%; der BSB-Wert wird durch die Kalkfällung nahezu nicht beeinflußt. Durch Zu mischen der behandelten Bleichereiabwässer zu den übrigen Ab wässern wird der pH-Wert auf rund 10 vermindert. Vor der Zu leitung in die biologische Reinigungsvorrichtung wurde mit Schwefelsäure (konz.) ein pH-Wert von 7 bis 7,5 eingestellt (0,15 ml H₂SO₄ konz./l Abwasser).

Tabelle I

Gesamtabwasser unbehandelt

Tabelle II

Gesamtabwasser behandelt

Tabelle III

Einfluß der Kalkfällung auf das Bleichereiabwasser und Gesamtabwasser

Claims

Verfahren zur Entsorgung der Abwässer von Zellstoffabriken, wobei die Abwässer mit CaO bzw. Ca(OH)₂ behandelt werden, da durch gekennzeichnet, daß die Bleichereiabwässer durch Zugabe von CaO bzw. Ca(OH)₂ in einer Menge von 500 bis 3000 mg, be zogen auf CaO, pro Liter Abwasser auf einen pH-Wert von 11 bis 12 gebracht werden; der dadurch gebildete Niederschlag (Kalk schlamm), der die organischen chlorhaltigen Stoffe enthält, ge gebenenfalls nach Zusatz von 0,2 bis 1,0 mg/l anionischem Poly elektrolyt, abgetrennt wird; das vom Kalkschlamm befreite Ab wasser, gegebenenfalls nach Neutralisieren mit einer für die biologische Klärung nützlichen bzw. unschädlichen Säure, zu sammen mit den anderen Abwässern der Fabrik und gegebenenfalls auch mit Kommunalabwässern einer biologischen Kläranlage zuge führt wird; der in der biologischen Kläranlage anfallende Schlamm (Klärschlamm) abgetrennt und mit dem Kalkschlamm ver einigt wird, wobei die beiden Schlammarten vor oder nach der Vereinigung auf einer Entwässerungsanlage auf vorzugsweise 40 bis 50% Trockensubstanz entwässert werden; und schließlich, gegebenenfalls nach weiterem Zusatz von Säurebindemitteln wie CaO verbrannt werden.