FI100521B - Menetelmä kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi ja kloorifenolin hajoittamiseksi - Google Patents
Menetelmä kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi ja kloorifenolin hajoittamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI100521B FI100521B FI932500A FI932500A FI100521B FI 100521 B FI100521 B FI 100521B FI 932500 A FI932500 A FI 932500A FI 932500 A FI932500 A FI 932500A FI 100521 B FI100521 B FI 100521B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- chlorophenol
- water
- process according
- purification
- chlorophenols
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 69
- ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 2-chlorophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1Cl ISPYQTSUDJAMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 41
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title description 17
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 25
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 7
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 6
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- HSQFVBWFPBKHEB-UHFFFAOYSA-N 2,3,4-trichlorophenol Chemical compound OC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1Cl HSQFVBWFPBKHEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims 4
- RULKYXXCCZZKDZ-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5-tetrachlorophenol Chemical compound OC1=CC(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl RULKYXXCCZZKDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002519 antifouling agent Substances 0.000 claims 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims 1
- IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N pentachlorophenol Chemical compound OC1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims 1
- VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6-tetrachlorophenol Chemical class OC1=C(Cl)C=C(Cl)C(Cl)=C1Cl VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 8
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 8
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 8
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 8
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 7
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 5
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 5
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/04—Aerobic processes using trickle filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
- C02F2101/363—PCB's; PCP's
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
100521
MENETELMÄ KLOORIFENOLIPITOISEN VEDEN PUHDISTAMISEKSI JA KLOORIFENOLIN MAJOITTAMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR REN6ÖRING AV KLORFENOLHALTIGT VATTEN OCH NEDBRYTNING AV KLORFENOL
5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi.
Suomessa, kuten muissakin pohjoisen havumetsävyöhykkeen 10 maissa, on sahatavaraa suojattu erilaisten sienien aiheuttamaa sinistymää vastaan kemikaalikäsittelyllä. Viime vuosikymmeninä eniten käytetyissä suojausaineissa tehoaineina ovat olleet erilaiset kloorifenoliyhdisteet, useimmiten penta-, tetra- ja trikloorifenolit.
15
Suojausmenetelminä on käytetty kourukastelu-, nippujen upotus- tai sumutusmenetelmiä. Kourukastelussa yksittäiset sahatavarakappaleet kasteltiin suojausaineliuoksessa. Nippujen upotusmenetelmässä kokonaiset sahatavaraniput upotettiin 20 hetkeksi suojausaineliuosta sisältävään altaaseen. Sumutus-' menetelmässä sahatavaran pintaan suututettiin suojausaineliuosta .
Suojausmenetelmien puutteellisten varotoimien vuoksi erityi-25 sesti kourukastelumenetelmästä ja nippujen upotusmenetelmästä saattoi päästä valumaan ympäristöön merkittäviäkin määriä suojausaineliuosta. Tiedon puutteen ja/tai huolimattomuuden johdosta saatettiin suojausainealtaita tyhjentää suoraan maaperään. Myös erilaisissa häiriö- tai onnettomuustilan-30 teissä saattoi ympäristöön päästä huomattavia määriä suo-jausainetta.
Kloorifenolien haitalliset vaikutukset ihmisten terveyteen • on tunnistettu Suomessa 1960- ja 1970-luvuilla, mutta niiden 35 ympäristöriskit ymmärrettiin vasta 1980-luvun alussa. Kloo-rifenolipitoisten sinistymänestoaineiden käyttö kiellettiin Suomessa ja useissa muissa maissa 1980-luvun lopulla, mutta muutamissa maissa niiden käyttö on edelleen sallittua.
2 100521
Maahan jouduttuaan kloorifenolit saattoivat adsorboitua maaperään tai kulkeutua pinta- ja sadevesien mukana vesistöihin tai pohjaveteen. Maaperään pintakerroksissa kloori-5 fenolit hajoavat osittain biologisesti, mutta vähänkin syvemmällä ne ovat osoittautuneet varsin pysyviksi yhdisteiksi. Sahalaitosten alueilta kloorifenoleja on löydetty vielä vuosikymmeniä sen jälkeen, kun sahatavaran sinisty-mänestotoiminta alueella on päättynyt.
10
Vesistöissä kloorifenolit kulkevat vesivirtausten mukana ja painuvat vähitellen pohjasedimenttiin. Vesistössä kloorifenolit voivat joutua pieneliöiden ja kalojen kautta myös ihmisten ravintoketjuun aiheuttaen terveydellistä vaaraa. 15 Pohjavesiin päässeet kloorifenolit ovat kaikkein hankalimpia, koska siellä ne eivät hajoa luontaisesti riittämättömän lämmön, hapen sekä vähäisen bakteeritoiminnan vuoksi. Pohjavedessä kloorifenolit voivat myös helposti joutua yhdyskuntien talousveteen terveysriskin aiheuttajiksi.
20
Kloorifenolipitoisia sinistymänestoaineita on Suomessa käytetty noin 24.000 tonnia. Koko maailmassa niiden vuosittainen käyttö oli noin 50.000 tonnia 1970-luvulla. Kloori-fenolipitoinen maaperä ja vesi ovat erityisesti sahalaitos-25 ten ja niiden lähiympäristöjen pulma. Saha-alueiden käyttötarkoituksen muuttuminen (esim. asuintonteiksi) edellyttää alueiden puhdistamista kloorifenoleista. Samoin erityisesti kloorifenoleista saastuneen pohjaveden puhdistaminen on katsottu välttämättömäksi sen aiheuttaman akuutin tai poten-LJ0 tiaalisen terveysriskin takia.
Kloorifenolipitoisen maaperän puhdistamiseen on kehitetty edullinen kompostointimenetelmä. Siinä saastunut maa-aines kootaan aumaksi, jossa luodaan otolliset olosuhteet kloori-35 fenolien biologiselle hajoamiselle. Hajottamistyön tekevät maaperässä luontaisesti esiintyvät mikrobit (bakteerit ja 3 100521 entsyymit). Tärkeää on, että kompostissa on mikrobien toiminnan kannalta sopiva lämpötila, happamuus (pH), kosteus, ravinnemäärä ym. olosuhdetila. Kompostissa ei myöskään saa olla biologista hajotustoimintaa estäviä tekijöitä, kuten 5 muita myrkkyaineita.
Mikäli maaperässä ei ole ollenkaan tai riittävästi kloorifenolien hajottamiseen soveltuvia bakteereja, niitä voidaan kasvattaa erillisissä puhdas- tai sekaviljelmissä ja lisätä 10 niitä kompostiin. Biologista hajottamista voidaan vielä tehostaa erilaisten bioreaktoreiden tai lietteytyksen avulla.
Kloorifenolipitoisen maa-aineksen puhdistaminen biologisesti 15 on sahalaitoksille hyvin sopiva ja edullinen, joskin hidas puhdistusprosessi. Suotuisissa olosuhteissa maaperän kloori-fenolipitoisuus saadaan kompostoimalla pienenemään 2-3 vuodessa 1-5 %:iin alkuperäisestä pitoisuudestaan. Puhdistettu maaperä voidaan käyttää myöhemmin täyttömaaksi, viheriö rakentamiseen tms. käyttöön.
Jos maa-aines on erittäin paljon kloorifenolien saastuttama, sen varmin puhdistamistapa on polttaminen. Terminen hajottaminen on kuitenkin varsin kallista ja se tulee kysymykseen 25 vain rajoitetussa määrin.
Kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseen on useita eri menetelmiä. Veden puhdistamiseen kloorifenoleista on käytetty lähinnä biologisia menetelmiä esim. jätevesipuhdistamojen •30 tai muun lietekäsittelyn yhteydessä. Puhdistusta on voitu tehdä myös erillisissä bioreaktoreissa joko seka- tai puh-dasviljelmissä tuotetun bakteerikannan avulla. Kloorifenolit voidaan erottaa vedestä myös aktiivihiili- tai muun suodatuksen avulla ja hävittää ne sitten polttamalla tai kompos-35 toimalla suotimet. Kloorifenolien puhdistaminen vedestä on aina edellyttänyt bioreaktorin, suodatinyksikön tai vastaa- 4 100521 van puhdistuslaitoksen rakentamista» Tämä nostaa puhdistamisen investointi- ja käyttökustannukset kohtuuttoman korkeiksi. Siten niitä ei kuitenkaan ole tiettävästi vielä käytetty täysimittaisissa puhdistusprojekteissa, vaan tiedot perustu-5 vat laboratorio- ja pilot plant- mittakaavan kokeisiin.
Kloorifenolipitoisen veden puhdistaminen biologisesti tapahtuu periaatteessa samoin kuin pilaantuneen maa-aineksen biologinen puhdistaminen. Luodaan sellaiset olosuhteet 10 (lämpötila, pH, ravinteet ym.), joissa kloorifenolia hajottavat mikrobit pystyvät toimimaan. Tarvittaessa puhdistus-prosessiin lisätään bakteeriviljelmissä kasvatettu bakteerikanta. Biologinen puhdistuminen tehdään tavallisimmin joko olemassa olevissa jäteveden puhdistuslaitoksissa ja tarkoi-15 tusta varten rakennetuissa bioreaktoreissa. Tavallisissa aktiivilietemenetelmään perustuvissa jäteveden puhdistamoissa kloorifenolit voivat kuitenkin aiheuttaa häiriöitä muuhun puhdistusprosessiin, joten sen kloorifenolien puhdistuskapasiteetti on pieni. Bioreaktoreissa hajottajabakteerit 20 pyritään sitomaan bioreaktorin täyteaineeseen tai leijupedin kantaja-aineeseen, jotta ne eivät huuhtoutuisi käsiteltävän veden mukana pois prosessista. Edullisissa olosuhteissa veden biologisella puhdistuksella voidaan päästä 99 %:n puhdistusasteeseen, joskin menetelmä on varsin herkkä pro-25 sessihäiriöille.
Kloorifenolien valokemiallisessa hajottamisprosessissa kloorifenolipitoinen vesi altistetaan ultraviolettisäteilylle. UV-säteily voi tulla auringosta tai sitä voidaan tehdä 30 keinotekoisesti. Valokemiallisessa hajotuksessa päästään lähes täydelliseen puhdistukseen, mutta esim. veden sameus tai likaisuus pienentävät nopeasti puhdistustehokkuutta.
Myös sähkökemiallisessa prosessissa voidaan kloorifenolit 35 hajottaa vedestä lähes täydellisesti. Kloorifenolipitoinen vesi, johon on lisätty sähkönjohtokykyä lisäävää ainetta, 5 100521 esim. suolaa, johdetaan elektrolyysilaitteeseen. Liuoksen läpi kulkeva sähkövirta hajottaa kloorifenolit. Prosessia säädetään sähkövirran ja -jännitteen sekä katalyytin avulla.
t 5 Kloorifenolien terminen hajottaminen eli poltto tapahtuu samoin kuin maa-aineksenkin poltto. Edellytyksenä ovat korkea lämpötila, riittävä happi ja riittävä viipymä. Tuloksena on kloorifenolien lähes täydellinen hajoaminen. Menetelmä on kallis ja siten vain harvoin sopiva kloorifenolipi-10 toisen veden puhdistamiseen.
Adsorptio ei ole varsinaisesti kloorifenolien puhdistus-menetelmä, vaan siinä vedessä olevat kloorifenolit sidotaan johonkin muuhun aineeseen, josta ne on helpompi hävittää. 15 Tehokkaimpia adsorptioaineita ovat esim. aktiivihiilet.
Niihin adsorboituva kloorifenoli voidaan hävittää joko biologisesti kompostoimalla tai termisesti polttamalla.
Kaikilla edelläkuvatuilla menetelmillä voidaan hyvissä 20 olosuhteissa ja erityisillä laitteilla puhdistaa kloori- fenolipitoista vettä. Menetelmät ja laitteet ovat kuitenkin kalliita ja melko herkkiä olosuhdemuutoksille. Niin ollen puhdistustulos jollakin edellä esitetyllä menetelmällä tehtynä ei aina ole riittävän hyvä.
25 Näistä seikoista johtuen kynnys puhdistamistoimenpiteiden aloittamiseen on ollut korkea, eikä yhtään täysmittaista kloorifenolipitoisen veden puhdistusprojektia ole toistaiseksi käynnistynyt. Erityisesti sahateollisuudessa, jonka 30 toiminnan piirissä kloorifenolien puhdistustarve on suuri, puhdistuskustannusten suuruus ja puhdistusprosessien epävarmuus ovat estäneet puhdistusoperaatioiden käynnistämisen.
Keksinnön mukaisesti nyt käytetään useampi vaiheista mene-35 telmää kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi. Edellä esitetyn mukaisella menetelmällä saavutetaan aina tarvitta- 6 100521 van hyvä puhdistustulos, prosessiin kohdistuvista olosuhde-muutoksista, veden kloorifenolipitoisuuden vaihteluista tai vastaavista häiriötekijöistä huolimatta. Keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaiset piirteet on esitetty patentti-5 vaatimuksessa l. Keksinnön mukaisessa menetelmässä kloori-fenolipitoisen veden puhdistus suoritetaan yhtäaikaisesti sahatavaran tuotannollisen jalostamisen kanssa. Mainittu puhdistusmenetelmä koostuu puhdistusosavaiheista, joissa vaiheissa hyödynnetään sahatavaran tuotannolliseen jalostuk-10 seen liittyviä prosessivaiheita. Olennaista on, että puhdistusprosessit sijoitetaan sahatavaratuotantoon liittyviin prosesseihin (liitännäisprosesseihin) sillä tavalla, että niiden käyttäminen ei edellytä mitään uusia laitehankintoja sahalaitokselle. Vaiheittainen puhdistusmenetelmä sijoite-15 taan liitännäisprosesseihin sopivalla tavalla peräkkäin tai rinnakkain siten, että mahdolliset häiriöt itse tuotantoprosessissa, liitännäisprosessissa tai puhdistusprosessissa eivät sanottavasti vaikuta koko puhdistusprosessin lopputulokseen.
20
Sahatavaratuotantoon liittyvissä prosesseissa voidaan kloo-rifenolipitoisen veden puhdistamiseen käyttää ilman lisälaitteita fotolyysiä, bioreduktiota, adsorptiota ja termistä haj oittamista.
25
Keksinnön mukaisesti sahatavaratuotannon liitännäisproses-seista puhdistustarkoitukseen kuuluvat kuorellisen tukkiva-raston vesikastelu, kuoren välivarastointi ja kuoren poltto.
30 Sahalaitoksilla on poikkeuksetta tukkivarasto, jonka suuruus - vastaa noin 1 - 6 kk sahausta. Tukit varastoidaan yleensä kuoripäällisinä sahan kentälle pinotuissa kasoissa. Lämpimänä vuodenaikana, joka kestää toukokuusta lokakuuhun, tukki-varastoa kastellaan vesisuihkuilla. Jatkuva vesisuihkutus 35 7 100521 estää erilaisten hyönteisten tunkeutumisen tukkien kuoren alle, jossa ne aiheuttaisivat puuainekseen laatutappioita.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä kloorifenolipitoista vettä 5 johdetaan tukkien kasteluveden joukkoon. Vesikastelu toimii tällöin kloorifenolien hajottamisprosessin osana kloori» fenolien valokemiallisen hajoamisen (fotolyysi) muodossa. Vesisuihkussa kloorifenolit joutuvat auringonvalon UV-sätei-lyn vaikutukseen ja hajoavat fotolyyttisesti. Tukkien kaste-10 luvettä kierrätetään jatkuvasti, joten fotolyysiä tapahtuu koko sen ajan, kun UV-säteilyä on saatavilla.
Kasteluveden kierron aikana vesi vähitellen samenee ja fotolyysin teho heikkenee. Kasteluvesikierrossa vesi valuu 15 tukkipinojen päältä maahan ja sieltä vesien keräilyaltaa-seen. Maan pinnassa vesi joutuu yhteyteen maaperässä olevien hajottajamikrobien kanssa, jolloin käynnistyy kloorifenolien biologinen hajoaminen (bioreduktio). Tukkien kastelukautena sioreduktiolle on yleensä otolliset olosuhteet, koska lämpöä 20 prosessin käynnistymiselle on riittävästi. Käynnistyttyään bioreduktio jatkuu vielä, vaikka lämpötila laskisi alle 10 JC:n.
Kastelukierron aikana osa vedessä olevista kloorifenoleista 25 tarttuu puun kuoreen (adsorptio). Tukkien kuorinnan jälkeen «uori välivarastoidaan tavallisesti aumoihin jopa useiden Kuukausien ajaksi. Aumoissa kuori toimii kuten komposti ja luo siten erinomaiset edellytykset kloorifenolien bioreduk-tion jatkumiselle.
3°
Sahatavaran kuivaukseen tarvitaan lämpöenergiaa. Tätä tuotetaan tavallisimmin sahalaitoksen omassa lämpökeskuksessa, jossa polttoaineena käytetään tukkien kuorta. Kuoriauman bioreduktiossa säilyneet kloorifenolit hajotetaan kuorenpol-25 tossa termisesti. Kun poltossa lämpötila on kyllin korkea (yli 850 °C) sekä happiylimäärä ja viipymä (3 sek) ovat 8 100521 riittävät, kloorifenolit hajoavat täysin vaarattomiksi yhdisteiksi.
Kuten edellä käy selville, kloorifenolien hajottaminen onnistuu sahatavaratuotannon liitännäisprosesseissa erin-5 omaisesti ilman minkäänlaisia lisälaitteita. Myöskään käyttökustannukset eivät lisäänny normaaliin sahaustoimintaan verrattuna. Lisäksi eri puhdistusprosessien käyttäminen peräkkäin varmistaa sen, että kloorifenolien hajoaminen on riittävää, vaikka yksittäisissä liitännäisprosesseissa tai 10 puhdistusprosesseissa tapahtuisi käyttö- tms. häiriöitä.
Puhdistusprosessin tehoa voidaan tarvittaessa vielä parantaa lisäoperaatioiden tai lisäaineiden avulla, mikäli se katsotaan taloudellisesti edulliseksi. Esimerkiksi fotolyysin 15 tehoa voidaan parantaa järjestämällä kloorifenolipitoiselle vedelle oma "kirkkaan veden" kierto ennen sen yhdistämistä sameampaan kasteluvesikiertoon. Fotolyysin teho on parempi, mitä kirkkaampi vesi on.
20 Myös bioreduktiota voidaan tehostaa lisäämällä kuoriaumaan erikseen viljeltyjä, nimenomaan kloorifenolien hajottamiseen sopivia bakteereja tai entsyymejä. Myös ravinteiden hallittu lisääminen voi parantaa bioreduktiota, mutta toisaalta niillä saattaa olla haitallisia vaikutuksia joko vesistö-25 päästöihin tai polton ilmapäästöihin.
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 30
Kuvio 1 esittää puhdistusprosessin kulkua liitännäisproses-sien yhteydessä.
Kuviossa 1 puhdistettavaa kloorifenolipitoista vettä johde-35 taan kasteluvesialtaaseen (1), josta kasteluvettä pumpataan pumpulla (2) suuttimille (3). Vesisuihkulla (4) kastellaan kuorellisten tukkien pinot (5) . Kun vesi joutuu kastelu- 9 100521 vesialtaassa (1) ja vesisuihkussa (4) alttiiksi auringonvalon UV-säteilylle (6), tapahtuu vedessä olevien kloorifenolien valokemiallista hajoamista eli fotolyysiä.
5 Kasteluvesi tunkeutuu tukkipinoissa (5) puun kuoreen ja vedessä olevat kloorifenolit tarttuvat kuoreen. Tapahtuu kloorifenolien adsorboitumista.
Tukkipinojen (5) päältä vesi valuu maata (7) pitkin takaisin 10 kasteluvesialtaaseen (1). Maaperässä olevat mikrobit alkavat hajottaa biologisesti niiden kanssa kosketuksiin joutuneita kloorifenoleja. Tapahtuu kloorifenolien bioreduktiota.
Varastoinnin jälkeen tukit viedään kuorittaviksi kuorima-15 koneelle (8). Puusta erotettu kuori kuljetetaan kuoren väli-varastoaumoihin (9). Aumoihin voidaan imeyttää vielä kaste-luvesialtaan (1) ylijuoksuvesi (10). Aumoissa (9) tapahtuu kuoren lämpiämistä ja samalla ylimääräisen veden haihtumista. Järjestämällä aumoihin vielä riittävä hapensaanti (11) 20 esim. salaojaputkien avulla, muodostuu aumoista biologisia komposteja, joissa jatkuu kloorifenolien bioreduktio.
Aumoista (9) kuori kuljetetaan lämpökeskukseen (12), jossa kuori muutetaan polttamalla lämpöenergiaksi. Kun poltto '25 tapahtuu yli 850 °C:n lämpötilassa, riittävällä happiylimää-rällä ja riittävällä viipymällä, kuoressa vielä jäljellä olevat kloorifenolit hajoavat termisesti haitattomiksi yhdisteiksi.
30 Oleellista keksinnössä on, että kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseen käytetään sahalaitoksella jo olemassa olevia prosesseja niin, ettei puhdistamista varten tarvitse välttämättä hankkia uusia laitteita tai välineitä. Tämä menetelmä ei myöskään edellytä lisäaineiden, kuten hajottajabakteeri-35 en, entsyymien, ravinteiden tai kemikaalien käyttöä. Näin saadaan sekä investointi- että käyttökustannukset alhaisiksi ja puhdistustoimenpiteiden aloittamiskynnys matalaksi.
10 100521
Lisälaitteiden tai -aineiden käyttö on kuitenkin mahdollista, jos se katsotaan tarpeelliseksi ja edulliseksi puhdis-tustehon lisäämisen kannalta. Menetelmään voidaan tarvittaessa lisätä esimerkiksi elektrolyysi vaihe, suodatusvaihe tai 5 vastaava. Lisäksi mainittujen puhdistusvaiheiden järjestystä voidaan muuttaa ja joitain osavaiheita voidaan tarpeen mukaan lisätä. Puhdistusmenetelmää käytetään ja sovelletaan siinä järjestyksessä kuin se sahan tuotantoprosessin ja ao. puhdistusmenetelmän kannalta on tarkoituksenmukaista.
10
Keksintö soveltuu erityisesti puu- ja sahatavarateolliseen tuotantoon, alan asiantuntijalle on kuitenkin itsestään selvää, että keksinnön mukaista menetelmää voidaan myös käyttää ja soveltaa muihinkin siihen soveltuviin tuotanto-15 prosesseihin ja laitoksiin. Keksinnön mukainen menetelmä on ensisijaisesti tarkoitettu kloorifenolipitoisesta kemikaalista saastuneen veden puhdistamiseen, joka vesi johdetaan tuotantolaitokseen pääasiallisesti laitoksen ulkopuolelta, kuten saastuneesta vesistöstä, pohjavedestä ym. Mikäli 20 kloorifenolipitoista kemikaalia käytetään itse tuotantolaitoksessa, soveltuu keksinnön mukainen menetelmä myös esitetyn kloorifenolipitoisen veden tai vastaavan puhdistamiseen.
Alan asiantuntijalle on selvää, että keksinnön erilaiset 25 sovellutusmuodot eivät rajoitu edellä esimerkkinä esitettyyn vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
Claims (11)
1. Menetelmä kloorifenolipitoisesta kemikaalista saastuneen 5 veden puhdistamiseksi ja kloorifenolin Majoittamiseksi, jossa menetelmässä kloorifenolipitoinen kemikaali on pää* asiallisesti pinta* ja sadeveden mukana huuhtoutunut vesistöön ja/tai adsorboitunut maaperään ja sieltä edelleen kulkeutunut pohjaveteen, josta sitä johdetaan puhdistetta-10 vaksi, tunnettu siitä, että kloorifenolipitoisten yhdisteiden hajoittamiseksi saastunut vesi kerätään altaaseen (1), samalla se altistetaan UV*säteilylle sekä johdetaan kuorimattomien tukkipinojen (5) päälle, saastuneen veden yhdisteet adsorboituvat osaksi puunkuoreen sekä pinojen (5) alla 15 olevaan maakerrokseen (7) puhdistuen biologisesti, jonka jälkeen vesi johdetaan takaisin altaaseen (1), esitetyn yhden tai useamman kasteluvesikierron jälkeen puu kuoritaan ja kloorifenolipitoisten yhdisteiden biologiseksi puhdistamiseksi kuori saatetaan välivarastoaumoihin (9), joista 20 aumoista (9) kuori kuljetetaan poltettavaksi, edullisesti lämpökeskukseen (12) kloorifenolipitoisen kemikaalin lopulliseksi hajottamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että kloorifenolipitoisen veden kasteluvesikierto on jatkuva.
3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kasteluvesikierto johdetaan käsitellys- 30 tä tukkipinosta käsittelemättömään tukkipinoon.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukkipinon (5) kloorifenolipitoinen veden kastelu suoritetaan suihkuttamalla. 35 100521
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välivarastoaumoihin (9) ohjataan tarvittaessa ilmaa (11) tarvittavan hapensaannin varmistamiseksi. 5
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aumoihin (9) imeytetään kasteluvesial-taasta (1) kloorifenolipitoista vettä (10).
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloorifenolipitoinen vesi johdetaan ensiksi kirkkaanvedenkiertoon ennen sen yhdistämistä kaste-luvesikiertoon.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloorifenolipitoinen kemikaali on puu-ja sahatavarateollisuudessa käytetty sinistymänestoaine erityisesti penta-, tetra- ja/tai trikloorifenolipitoinen J yhdiste. 20
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puu- ja sahatavarateollisuuden tuotantoon liittyvien osaprosessien yhteydessä kloorifenolipitoi-sen veden puhdistamiseksi prosesseissa olevat puhdistusosa- 25 vaiheet ovat sopivimmin fotolyysi, bioreduktio, adsorptio ja terminen hajoittaminen.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmään lisätään tarvittaessa 30 hajoittajabakteereita, entsyymejä, kemikaaleja ja/tai ravin teita.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmään lisätään elektrolyysi- 35 ja/tai suodatusvaihe. 100521
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI932500A FI100521B (fi) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Menetelmä kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi ja kloorifenolin hajoittamiseksi |
| AU67986/94A AU6798694A (en) | 1993-06-01 | 1994-05-31 | Method for purifying chlorophenol-containing waters |
| PCT/FI1994/000223 WO1994027912A1 (en) | 1993-06-01 | 1994-05-31 | Method for purifying chlorophenol-containing waters |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI932500 | 1993-06-01 | ||
| FI932500A FI100521B (fi) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Menetelmä kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi ja kloorifenolin hajoittamiseksi |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI932500A0 FI932500A0 (fi) | 1993-06-01 |
| FI932500A FI932500A (fi) | 1994-12-02 |
| FI100521B true FI100521B (fi) | 1997-12-31 |
Family
ID=8538050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI932500A FI100521B (fi) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | Menetelmä kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi ja kloorifenolin hajoittamiseksi |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU6798694A (fi) |
| FI (1) | FI100521B (fi) |
| WO (1) | WO1994027912A1 (fi) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE508657C2 (sv) * | 1996-09-30 | 1998-10-26 | Torbjoern Elowson | Förfarande och anläggning för rening av ett förorenat vatten i samband med bevattning av ett vedråvaruupplag |
| CN101948171B (zh) * | 2010-08-20 | 2012-10-03 | 北京大学 | 修复卤代烃和硝酸盐污染地下水的一种渗透性反应墙方法 |
| RU2696391C1 (ru) * | 2018-12-25 | 2019-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Способ очистки воды от 2,4-дихлорфенола |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI58904C (fi) * | 1977-07-01 | 1981-05-11 | Enso Gutzeit Oy | Foerfarande foer rening av avvatten innehaollande fenoliska foereningar |
| CA1112007A (en) * | 1978-10-25 | 1981-11-10 | Melvin Z. Poliakoff | Composition for treating wood |
| FI793914A (fi) * | 1979-12-13 | 1981-06-14 | Enso Gutzeit Oy | Foerfarande foer att rena avloppsvatten vid svaevlagerreaktor |
| US4287038A (en) * | 1980-05-08 | 1981-09-01 | Uop Inc. | Purification of chlorophenolic derived compounds |
| FI67181C (fi) * | 1982-07-21 | 1985-02-11 | Tapio Saalasti | Foerfarande och anlaeggning foer separering av fast material saosom fibrer sediment eller slam fraon vatten foer aoteranvaendning |
-
1993
- 1993-06-01 FI FI932500A patent/FI100521B/fi not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-05-31 WO PCT/FI1994/000223 patent/WO1994027912A1/en active Application Filing
- 1994-05-31 AU AU67986/94A patent/AU6798694A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI932500A0 (fi) | 1993-06-01 |
| WO1994027912A1 (en) | 1994-12-08 |
| AU6798694A (en) | 1994-12-20 |
| FI932500A (fi) | 1994-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10982400B2 (en) | Structure for an aquatic space and method for conserving large bodies of water | |
| Stewart et al. | Floating islands as an alternative to constructed wetlands for treatment of excess nutrients from agricultural and municipal wastes–results of laboratory-scale tests | |
| Lens et al. | Direct treatment of domestic wastewater by percolation over peat, bark and woodchips | |
| US8021551B2 (en) | Eco-treatment system | |
| JP5591899B2 (ja) | 微生物活性制御物質供給装置並びにこれを利用した環境浄化方法及びバイオリアクター | |
| Masbough et al. | The effectiveness of constructed wetland for treatment of woodwaste leachate | |
| Hedmark et al. | Review of environmental effects and treatment of runoff from storage and handling of wood | |
| KR101238262B1 (ko) | 오폐수처리능을 가지는 미생물제제와 그의 제조방법 및 오폐수 정화방법 | |
| Mackenthun | The phosphorus problem | |
| FI100521B (fi) | Menetelmä kloorifenolipitoisen veden puhdistamiseksi ja kloorifenolin hajoittamiseksi | |
| CN108341552A (zh) | 一种萜烯树脂生产废水处理工艺和系统 | |
| Mustafa et al. | Applications of constructed wetlands and hydroponic systems in phytoremediation of wastewater | |
| EP0641744A4 (en) | CLEANING DEVICE. | |
| CN110857236A (zh) | 生态河湖水下森林构建方法 | |
| JP5005479B2 (ja) | 水の浄化方法 | |
| Abeliovich | Water pollution and bioremediation by microalgae: Water purification: Algae in wastewater oxidation ponds | |
| JP2849020B2 (ja) | 湖沼や池のような滞留性水域の水質保全システム | |
| JP2005313093A (ja) | 植物性固体物質を用いた排水中窒素の除去方法 | |
| RU2142919C1 (ru) | Способ очищения природных и сточных вод и устройство "плавучая отмель" для его осуществления | |
| EP1963587A2 (fr) | Procede et installation d'exploitation de nappe d'eau souterraine | |
| JP2004209312A (ja) | 有機系廃水の処理装置及び処理方法 | |
| Prihatini et al. | Performance of Floating wetland to reduce the organic matter in river water | |
| Yeh et al. | Constructed wetlands review | |
| Frankowski | The treatment of wood leachate using constructed wetlands | |
| JP2006255577A (ja) | 休耕田を利用した水質浄化方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |