FI102472B - Förfarande för oxidering av organiska avloppsvatten - Google Patents

Description

102472 Förfarande för oxidering av organiska avloppsvatten - Menetelmä orgaanisten jätevesien hapettamiseksi Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för oxidering under ett väsentligt över-5 tryck av huvudsakligen ali organisk substans i koncentrat, som erhällits genom indunstning av avloppsvatten, varvid oxidationen utförs vid tillräckligt hög tempe-ratur med en gas, som tili största delen bestär av syre, och resulterande i en liten volym avgas rik pä koldioxid och en lösning av oorganiska salter, frän vilken i av-loppsvattnet närvarande tungmetaller separeras i fast fas.

10 Inom industriföretagen finns för närvarande en allmän sträva att minska pä den industriella verksamhetens miljöpäverkan. Derma päverkan sker dels genom utsläpp av kontaminerade avloppsvatten till vattendrag och dels genom emission av förore-nade gaser tili omgivande luft.

Avloppsvattnen innehäller organisk substans vid lag koncentration ävensom oorga-15 niska joner, härstammande firän rämaterial eller frän kemikalier, som har tillförts processen. Det organiska materialet bildar sediment eller nedbryts i mottagande vattendrag, men förbrukar därvid i vattnet löst syre. En del av det organiska materialet upptas av levande organismer. Nägra av dessa ämnen kan lagras i organismemas vävnader och anrikas i näringskedjan. En del av dem är giftiga. Det oorganiska ;. ] 20 materialet bestär i huvudsak av lösta salter, som i stor mängd finns i de mottagande ; ·' vattendragen. Ett sädant sait är natriumklorid, varav det t.ex. finns över 3 kg/m^ i • : Östersjöns vatten och ca 30 kg/m^ i oceanema. Bland detta oorganiska material kan : ’·· emellertid ocksä finnas läga halter av metalljoner, som anses skadliga. Dessa är :.· ·* framför allt vissa tungmetaller säsom zink, mangan, koppar och kadmium.

25 Gaser frän förbränningsprocesser innehäller i regel höga halter av koldioxid samt * · · *... ofta svavlets och kvävets oxider. Under senare tid har man fäst stor uppmärksamhet

I I I

pä gasemas innehäll av vissa organiska pyrolysrester - säkallade polyaromatiska kolväten - och även mycket smä koncentrationer av klorerat organiskt material i av-gasema uppfattas som en negativ miljöpäverkan.

a · a : 30 Avloppsvatten av ovan beskrivet slag uppstär i en mängfald olika processer t.ex.

• a a inom livsmedelsindustrin och inom kemisk träförädlingsindustri. En del av dessa vattenlösningar är sä koncentrerade och innehäller sä mycket värdefulla kemikalier, att de efter indunstning förbrännes för ätervinning av kemikaliema. Detta är som känt fallet med cellulosaindustrins kokeriavlutar. Däremot är avlutama frän cellu- 2 102472 losafabrikemas blekerier sa utspädda, att de inte för närvarande indunstas och for-brännes, även om ett sädant förfaringssätt är känt bl.a. frän det finska patentet nr 85293.

Inom träförädlingsindustrin uppstär likartade avloppsvatten ocksä frän andra proces-5 ser, t.ex. vid barkning av ved, vid termomekanisk raffinering av ved för framställ-ning av säkallad TMP eller CTMP massa och vid kemisk uppslutning av halm eller andra ärligen skördade växtdelar sasom bagass och olika gräsarter.

Typiskt för dessa avloppsvatten är att de innehäller mindre än tio procent lost material - ofta mindre än en procent - och att viktandelen oorganiskt material i det lösta 10 materialet ofta är mellan 10 och 50 procent. Dessa gränser är typiska men inte absolute

Dessa avloppsvatten leds tili älvar, sjöar och hav. I länder med höga miljövärdskrav sker detta efter extern biologisk vattenrening i luftade dammar eller aktivslam-anläggningar. I dessa anläggningar kan det organiska materialet delvis nedbrytas 15 eller överforas till fast avskiljbart material, men det oorganiska lösta materialet -speciellt tungmetallema - gär opäverkade genom de biologiska reningsanlägg-ningama. I princip kunde tungmetallema avlägsnas ut avloppsvattnet medelst kemisk fallning, men da koncentrationema är mycket läga blir utfallningen ofullständig och separeringen av utfällt material ur Stora vätskevolymer svär.

20 Numera finns kommersiellt tillgängliga indunstningsanläggningar, med vilka även ί . Stora avloppsvattenströmmar kan koncentreras. Da avloppsvattnen innehäller salter ':" med begränsad löslighet sker en kristallisation av saltema vid indunstning tili hög • koncentration. Detta medför försmutsning av värmeytoma i indunstningsapparatema med nedsatt indunstningskapacitet som följd. Denna försmutsningstendens blir 25 naturligtvis starkare ju högre koncentration pä den indunstade lösningen man efter-strävar. Vid indunsmingen uppdelas det behandlade avloppsvattnet i ett kondensat och ett koncentrat. Kondensatet kan som sädant eller efter en viss tilläggsrening • · · äteranvändas i processen. Koncentratet, som innehäller huvudparten av avloppsvatt-nets organiska material och sä gott som allt oorganiskt material bör omhändertas.

• ·· 30 Det bästa sättet är att genom fullständig oxidering överföra det organiska materialet tili koldioxid och vattenänga samt att separera ut skadliga metaller ur den oorganis-. ’, ka förbränningsrest som uppstär.

För speciellt problematiska koncentrat finns incinereringsanläggningar. Kommer-siella dylika anläggningar finns i mänga länder, t.ex. Ekokem Oy i Finland. Endel 3 102472 industriföretag har egna incinereringsanläggningar för sinä problemavfall. Karakte-ristiskt för dessa är att de arbetar vid atmosfärstryck och använder luft vid förbrän-ningen. För att uppnä en fullständig förbränning av det organiska materialet krävs en förbränningstemperatur av minst 800°C och en uppehällstid i brännkammaren, som 5 ofta är flere sekunder. Den höga förbränningstemperaturen kan uppnas med askrika vattenlösningar - även om de indunstats tili hög torrsubstanshalt - endast med tili-försel av prima bränsle som stödbränsle för förbränningen. Dylika incinererings-ugnar marknadsförs av bl.a. Ahlström-bolagen och av John Zink Company Ltd.

Luft innehäller endast ca 21 vol.-% syre, medan aterstoden i huvudsak är inert kväve 10 som utgör en ballast vid förbränningen. Det atgär en ansenlig energi tili att höja temperaturen hos derma ballast till över 800°C. Detta är den huvudsakliga orsaken tili att ugnama behöver fossilt bränsle, t.ex. naturgas eller brännolja för att uppnä och upprätthälla brännkammartemperaturen. Detta bränsle kräver naturligtvis ocksä förbränningsluft, med ytterligare ökning av mängden inert kväve som mäste upp-15 värmas tili brännkammartemperaturen.

Gas vid hög temperatur och atmosfärstryck har stor volym per viktenhet. Detta leder tili att brännkammaren blir mycket stor och att även de anordningar, som behövs för att rena och transportera gasen ut ur ugnama blir volymmässigt mycket Stora och dyra. Detta har utgjort ett hinder för att i större utsträckning omhänderta process-20 industrins avloppsvatten medelst indunstning och förbränning.

Det är allmänt känt att volymen hos en gas vid given temperatur minskar vid ökning av trycket. Detta faktum utnyttjas t.ex. i de förgasare, som beskrivs i publikationema .. WO-93/02249 och WO-93/09205. Dessa avser emellertid förfaranden för förgas- ning av organiskt material under reducerande förhällanden och inte en fullständig • · · *·’ * 25 oxidering av detta material.

Ändamälet med föreliggande uppfinning är sälunda att ästadkomma ett nytt och förbättrat förfarande för rening av pa förhand koncentrerat avloppsvatten genom fullständig oxidering av väsentligen allt organiskt material till koldioxid och vatten- • · · änga samtidigt som alla skadliga metaller kan enkelt separeras ur den uppstaende 30 oorganiska förbränningsresten. Detta ästadkomms i en anläggning, som är väsentli-: ·. *; gen mindre och icke lika dyr som de anläggningar som nu är i bruk.

I detta sammanhang avser man med termema: - "slutkoncentrat", ett avloppsvatten, som ger en reaktionstemperatur av minst 800°C da det kontinuerligt mätäs genom ett finfördelningsmunstycke in i en tiyck- 4 102472 satt reaktionskammare för väsentligen fullständig oxidering av allt organiskt material i koncentratet med en syreanrikad gas, altemativt med rent syre, - "inmatat avloppsvatten", avloppsvatten som kontinuerligt inmatas i en direktkon-taktindunstare och indunstas däri för bildande av ett "slutkoncentrat", 5 - "slagg", den oorganiska rest, som kvarstär efter fullständig oxidering av "slut- koncentratet", - "smält slagg", slagg som huvudsakligen föreligger i smält fas, - "saltlösning", en lösning som bildas da slagg upplöses i vatten, - "fast rest", den olösliga delen av "slaggen", da denna upplöses i vatten, 10 - "gas", gas innehällande de gasformiga reaktionsprodukter, som bildas da slut- koncentratet oxideras i den trycksatta reaktionskammaren, vattenänga som bildats frän "slutkoncentrat"fuktighet, översskottsyre använt i reaktionskammaren och inert gas, som möjligen finns i syret.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande omfattande i kombination följande 15 steg, som samtliga utförs under ett väsentligt övertryck: (a) inmatat koncentrerat avloppsvatten bringas i direkt kontakt med en het gas för upphettning och indunstning av avloppsvattnet för ästadkommande av ett oxiderbart slutkoncentrat vid en temperatur närä dess kokpunkt och för kylning av den heta gasen tili en temperatur som är högst 100°C över slutkoncentratets kokpunkt vid 20 rädande övertryck, . , (b) slutkoncentrat oxideras vid en temperatur av minst 800°C med en sadan mängd : gas, innehällande minst 60 volymprocent syre, att ett överskott av syre föreligger ] utöver vad som teoretiskt behövs för fullständig oxidering, resulterande i en suspen- 1 *** sion av het gas och smält slagg och « · * • · · 25 (c) den smälta slaggen separeras frän den heta gasen och upplöses i vatten.

; “ Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utförs förfarandet under ett * övertryck pä minst 100 kPa, lämpligen vid ett tryck pä ca 900-1100 kPa, exempelvis : 1000 kPa. Det är väsentligt för uppfinningen att oxideringen sker med en tryckgas • · · .*··. innehällande syre i överskott i förhällande tili vad som teoretiskt krävs för fullstän- 30 dig oxidering av allt organiskt material i slutkoncentratet. Tryckgasens syrehalt är : ’ fördelaktigen närä 100 vol.-%, men tryckgasen kan vara kontaminerad med andra gaser, tex.kväve, kolmonoxid eller koldioxid. Slutkoncentratets hait av organisk substans väljs sä, att slutkoncentratet uppnär en torrsubstanshalt, som behövs för att 5 102472 tillräcklig reaktionstemperatur pä minst 800°C, lämpligen 1000°C, skall kunna upp-rätthällas i reaktionskammaren. Vid denna temperatur är slagget i smält tillständ.

Enligt uppfmningen separeras den smälta slaggen frän de heta gasema innan dessa bringas i direkt kontakt med det inmatade koncentratet, vars torrsubstanshalt skall 5 höjas. Smältan separeras fördelaktigen frän de heta gasema medelst tyngdkraften och/eller centrifugalkraft, varefter den heta smälta fasen bringas i kontakt med vatten, varvid tungmetallema bildar svärlösliga salter - i huvudsak karbonater - vilka kan avskiljas ur den bildade saltlösningen.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfmningen later man den smälta slaggen 10 rinna genom ett trängt passage ned i ett omrört slaggupplösningskärl dit vatten tillförs i en sadan mängd att därav genererad änga utesluter väsentligen alla heta gaser därifrän.

Uppfmningen beskrivs härefter närmare med hänvisning tili bifogade ritning, som illustrerar en schematisk sidovy av en anordning speciellt lämplig för utövande av 15 förfarandet enligt föreliggande uppfinning.

I figuren betecknar hänvisningssiffran 1 ett reaktorkärl, i vilket det räder ett över-tryck pä minst 100 kPa, företrädesvis ett tryck pä ca 1000 kPa. Reaktionskammarens yttre skal är ett tryckkärl 2, vilket innehäller vatten med ett tryck motsvarande reaktionskammarens 1. Över reaktionskammarens 1 vägg räder sälunda ingen väsentlig ; 20 tryckskillnad. I reaktionskammaren 1 firms en brännare 3, tili vilken via rörled- ·' ningen 12 pumpas det slutkoncentrat, vars organiska beständsdel skall oxideras.

'·" Med kompressom och därtill hörande rörledning 13 tillförs syrgas tili brännaren 3.

{ *·· Ifall syrgasen har tillräckligt tryck i förrädsbehällaren, är kompressom onödig.

:T: Antingen ren syrgas eller med t.ex. kvävgas kontaminerad syrgas användes, varvid 25 syrehalten i gasen är minst 60 vol.-%.

• · • · I reaktionskammaren 1 upprätthälles en temperatur pä minst 800°C, företrädesvis ca • · · 1000°C, sä att fullständig oxidering av det organiska materialet uppnäs och allt : oorganiskt material smälter i reaktom och bildar smält slagg. En del av slaggpartik- lama träfFar reaktorväggen och rinner längs denna nedät. Den av lämplig metall 30 tillverkade reaktom kan vara invändigt försedd med eldfast muming eller fördel-’ t' aktigen vara utan dylik muming. I det senare fallet bör reaktorväggen vara effektivt • t ’ · · ·' vattenkyld, varvid slagg fastnar pä väggen och bildar ett stelnat skikt, som minskar värmeöverföringen genom väggen och skyddar metallen mot korrosion.

6 102472

Eftersom reaktionskammarens vägg inte skall motsta Stora tryckskillnader kan det utformas tämligen fritt. Dess nedre del kan utföras med en hals 4, genom vilken gasen och den smälta slaggen strömmar. Genom lämplig utformning av reaktoms nedre del fas en stor del av den smälta slaggen att hällas kvar pä kammarens inre 5 väggar och sälunda separerad ur gasen. Till följd av den stora densitetsskillnaden mellan slagg och gas kan de smälta slaggdroppama suspenderade i gasen separeras genom att ändra strömningsriktningen av gasen, t.ex. genom att gasen bringas att strömma genom en uppätriktad kanal 5, medan slaggen pga. tyngdkraften rinner genom kanalen 6, som leder till ett slaggupplösningskärl 14. Eftersom mellan reak-10 tionskammaren 1 och slaggupplösningskärlet 14 finns en öppen passage, är trycken i dessa lika.

Gasen och slaggen separeras vid en temperatur som inte väsentligt skiljer frän reak-tionstemperaturen inne i reaktom 1. Den heta gasen leds till en kontaktapparat 7, där avloppsvattnet slutindunstas genom att bringas i direkt kontakt med till apparaten 7 15 via rörledningen 8 pumpat koncentrat. Enligt en utföringsform av uppfinningen sprutas koncentratet in i apparaten med dysan 9. I kontaktapparaten 7 sker en inten-siv omblandning av gas och koncentrat, varvid huvudparten av med gasen med-ryckta slaggpartiklar fangas upp av koncentratet. I kontaktapparaten 7 kyls gasen till en temperatur som inte väsentligt awiker frän koncentratets temperatur vid . 20 kontaktapparatens 7 utlopp. De i angfas varande saltema kondenserar och fangas delvis upp av koncentratet. En del av vid gaskylningen frigjord energi värmer upp koncentratet till kokpunkten vid rädande tiyck, samt forangar en del av koncentratets vatien. Denna änga förenar sig med den nu nedkylda gasen.

j·. Gas- och vätskefas separeras i apparaten 10. Koncentratet, som nu har slutlig kon- ]·:·. 25 centration för förbränningen samlas upp i den trycksatta behällaren 11, som tjänar • · · som en bufferttank, i vilka koncentrationsvariationer utjämnas. Frän denna tank .. pumpas det nu till kokpunkten förvärmda slutkoncentratet till reaktorkärlets 1 brän- • · nare 3 via rörledningen 12.

« · I

• · · . \ Den smälta slaggen rinner genom kanalen 6 ned i det anslutna tryckkärl 14, till vil- • m · 30 ket det tillfors varten via ledningen 15. Vattnet i kärlet 14 sätts i kraftig rörelse, t.ex. med en propelleromrörare 16 i upplösningskärlet. Mängden tillfbrt varten och dess ·; temperatur avpassas sä, att en viss mängd änga frigörs dä slaggen kyls och löser sig i :^ \ saltlösningen i kärlet 14. Ängan strömmar upp genom kanalen 6 och hindrar het gas att strömma in i kärlet 14. Denna ängström förenar sig med den heta gasen i kanalen 35 5. Pä detta sätt kan man säkerställa att temperaturen i kärlet 14 inte överstiger den 7 102472 frän saltlösningen frigjorda ängans temperatur, vilket underlättar materialvalet för tryckkärlet 14.

För att balansera salthalten och volymen av vätskan i kärlet 14 tas en Ström saltlös-ning ut genom rörledningen 17. Saltlösningen innehäller en del svärlösligt material. 5 I regel är saltlösningen alkalisk, emedan en del anjoniskt organiskt material oxide-rats bort och motsvarande katjoner i slaggen bundit koldioxid frän gasen och bildat karbonater. Ifall sä inte är fallet kan man fora in t.ex. natriumkarbonat eller natrium-sulfid med inkommande vatten 15. Tungmetaller bildar svärlösliga karbonater och sulfider. Dessa fas sälunda ut i fast fas och kan separeras ur saltlösningen. Detta 10 sker i en apparat, som kan vara t.ex. ett filter 18 eller en centrifug. Vid behov före-gäs separeringen av en nedkylning av utkommande saltlösning. Den frän tungmetaller renade saltlösningen kommer dä ut som strömmen 19, medan kakan 20 med fast material tas ut separat för vidare behandling.

Den kylda avgasen, som kommer ut ur apparaten 10 genom rörledningen 23, bestär i 15 huvudsak av koldioxid och vattenänga. Dessutom innehäller den en viss mängd syre, som behövts för att upprätthälla oxiderande miljö i alla delar av apparaturen. Gasen i ledningen 23 innehäller ocksä en viss mängd droppar av koncentrat, ifall gas/-vätskesepareringen i apparaten 10 inte är fullständig.

Vattenängan i avgasen härrör dels frän vatteninnehället i koncentratet som tillförs 20 brännaren 3, dels frän reaktionen mellan det organiska materialets väte och syre, dels frän tryckkärlet 14. Vidare tillförs gasen vattenänga vid direktindunstningen av koncentrat i kontaktapparaten 7.

I ·.. Genom att kylä avgasen kan huvudparten av vattenängan kondenseras och tas ut i vätskefas. Detta renar gasen, emedan medryckta koncentratdroppar separeras ut med 25 kondensatet. Samtidigt minskar avgasens volym väsentligt. I figuren har kondensa- tionen av avgasens vattenänginnehäll exemplifierats av värmeväxlama 21 och 22, /;·. tili vilka avgasen leds genom rörledningen 23. Kalit vatten pumpas via ledningen 24 • · < genom värmeväxlama 21, 22, varvid med fördel den visade motströmskopplingen tillämpas. Vattnet värms eller förängas i värmeväxlama och kommer ut antingen • · · 1,, 30 som varmvatten eller lägtrycksänga genom rörledningen 25. Det eventuellt svagt kontaminerade kondensatet tas ut genom rörledningen 26. Dess kvalitet avgör om det kan användas som processvatten eller om det skall förenas med det avloppsvat-ten, frän vilket koncentratet härrör för att efter indunstning äterkomma tili den här beskrivna anläggningen.

8 102472

Frän värmeväxlaren 22 uttas den nedkylda avgasen genom rörledningen 27. Den har nu som huvudkomponent koldioxid. Därtill innehäller den överskottsstyret och möj-ligen spär av organiska föroreningar. Gasens volym är liten, emedan den fortfarande är vid det förhöjda trycket och den nu är nedkyld. Vid behov kan den ännu ledas 5 genom en absorptionsapparat 28, t.ex. genom en patron med aktivt koi, innan den antingen används som ren koldioxid i processen eller leds ut i atmosfaren genom utloppet 29.

Exempel

En föredragen utforingsform av uppfinningen beskrivs i foljande exempel. I sam-10 band med exemplet skall uppfinningens fördelar i jämförelse med dagens teknik pävisas.

En cellulosafabrik, som producerar 1000 ton blekt massa av barrved per dygn kan anses vara typisk för modem cellulosaindustri. Vid blekningen använder fabriken klordioxid och natronlut som blekkemikalier. Vid blekningsprocessen utlöses ca 20 15 kg organisk substans per producerad ton massa och samtidigt utlöses ur massan oorganiskt material, som tillsammans med restema av blekkemikaliema bildar ca 20 kg salter per ton massa. Huvudparten av saltet är natriumklorid. En del natrium är bundet tili organiska syror, som bildats vid blekprocessen. Dessa substanser hamnar i blekeriets avloppsvatten, för vilken en kemisk syreförbrukning, analyserad som 20 COD, pä 22 kg per massaton är typisk.

För att fullständigt oxidera allt organiskt material - inklusive även klorerat organiskt material - bör oxidationen ske med syreöverskott vid ca 1000°C temperatur. Med ‘ här beskriven uppfinning kan det ske pä följande sätt: • · · • · · • « ·

Avloppsvattnet 8 fömtsätts vara förindunstat sä att det innehäller ca 35 % torrsub- .. 25 stans. Vid derma torrhalt pumpas den tili apparaten 7, i vilken vattenänga avdrivs • · :m’m' ffän koncentratet. Övertiycket i apparaturen antas vara 10 bar. Koncentratet i för- "·' * rädskärlet 11 far dä temperaturen 180°C och har en torrhalt pä ca 42 %. Denna torr- : hait - varav hälften av materialet utgörs av oxiderbart organiskt material och reste- ··· ,*·· rande del av oorganiska substanser - är tillräcklig för att en reaktionstemperatur i 30 reaktorkärlet 1 vid 1000°C skall räda, dä oxidationen sker med rent syre. Ett syreöverskott pä 3 % antas användas i reaktom.

För oxideringen tillförs reaktom 0,253 kg/s syrgas 13. Av reaktionsproduktema blir 0,258 kg/s som oorganisk smälta och 1,090 kg/s kommer ut som gas bestäende av koldioxid, vattenänga och restsyre. Vid 1000°C och 10 bar övertryck är volymflödet 9 102472 gas 0,515 m-tys genom reaktorutloppet 4. Med en gashastighet av 10 m/s är sälunda strömningstvärarean 5,15 dm2, motsvarande ett rör med inre diametem ca 250 mm.

Flödet av smälta genom reaktorutloppet 4 är ca 0,215 dm^/s. Vid en strömningshas-tighet av 1 m/s upptar smältan strömningstvärarean ca 0,02 dm2, vilket salunda är 5 under 1 % av gasens strömningsstvärarea. Gasens densitet är vid detta tillstand ca 2,11 kg/m^, medan den flytande slaggens densitet är ca 1200 kg/m^. En separering av slaggen frän gasen är därför lätt att astadkomma.

Ifall en saltkoncentration av ca 35 % upprätthälles i lösartanken 14 behöver 0,92 kg/s varten tillföras genom rörledningen 15. Av det tillförda vattnet förangas ca 0,17 10 kg/s da den heta slaggen blandas och löses i vattnet. Vid övertrycket 10 bar fär än-gan temperaturen ca 180°C och ängans volymström blir 0,038 m^/s. Väljes inre diametem pä haisen 6 lika med 100 mm fär ängans strömningshastighet i haisen ca 5 m/s. Dimensioneras lösartanken med 15 min uppehällstid för saltlösningen krävs en vätskevolym av 675 liter i tanken 14.

15 Efter direktindunstningen i apparaten 10 innehäller avgasen tili värmeväxlaren 21 ca 0,355 kg/s koldioxid, 0,0075 kg/s syrgas och 1,151 kg/s vattenänga. Totala volym-strömmen gas vid övertrycket 10 bar och temperaturen 180°C är 0,272 m^/s. Väljes inre diametem pä rörledningen 200 mm fas gasens strömningshastighet ca 8,5 m/s. Ängans partialtryck i gasen är högt, ca 886 kPa, vilket gör det enkelt art kondensera 20 bort en väsentlig del av vattenängan ur avgasen 23. Kyles gasen tili 100°C konden- serar över 98 % av ängan och avgasen är därefter totalt ca 0,380 kg/s. Avgasström-men vid 10 bar övertryck är ca 20 dm^/s, och kan transporteras genom en rörledning . | med inre diametem 80 mm.

i :T: För jämförelse och för poängtering av uppfinningens fördelar utöver teknikens 25 ständpunkt utförs samma kalkyl för det fallet art indunstat avloppsvatten frän samma : ·. blekeri förbränns pä konventionellt sätt.

« · · • · r ’·' ‘ Enligt dagens teknik skulle koncentratet destrueras i en atmosfarisk incinerator med : lufit som syrekälla. Det är sannolikt art avloppsvattnets torrsubstanshalt skulle höjas ,***: tili över 35 %, som enligt ovan anförda exempel skulle vara behövligt enligt här be- 30 skriven uppfinning. Här antas som ett exempel, art koncentratet indunstas tili en •, ; ’ torrhalt av 50 % innan det pumpas tili incineratom. En förbränningstemperatur pä ‘ < · · 1000°C kräver stödbränsle i incineratom. Det behövs ca 0,6 kg olja per kg torrsub- stans koncentrat pga. förbränningsluftens kväveinnehäll. Dä gasema är vid atmos-färstryck kan inte vattenänga kondenseras ut ur avgasen vid en temperatur över 10 102472 100°C. Ifall inte Stora mängder lägvärdigt varmvatten produceras kommer all vatten-änga att ledas ut med avgasema. I följande tabell har detta antagits vara fallet.

I tabellen har samlats jämförande data för en oxidering av koncentratet enligt nu be-skriven uppfmning och enligt dagens teknik. Siffroma hänför sig till den i exemplet 5 beskrivna avloppsströmmen frän blekeriet.

Jämförelse av uppfinningen med teknikens ständpunkt

Uppfinningen Teknikens ständpunkt

Torrsubstans (ts) in % 35,0 50,0

Syreförbrukning kg/h 912 10 Oljeförbrukning kg/h - 995

Reaktortemperatur °C 1000 1000

Upphällstid i reakt. s 2 2

Reaktorvolym m^ 1,0 23,2

Avgastemperatur °C 100 100 15 Avgasvolym ut m^/h 72 25 400

Man firmer att koncentratet kan oxideras vid den behövliga reaktortemperaturen av 1000°C vid en lägre inkommande torrhalt. Oxideringen sker med ren syrgas. Där-emot kräver den nya tekniken inget stödbränsle, vilket dagens teknik gör. Man finner att mängden syrgas och mängden brännolja är ungefar lika Stora. Da syr-20 gasens pris per kg är ungefar hälften av brännoljans pris, inses att den nya tekniken kommer att ha väsentligen reducerade driftkostnader.

Claims (12)

1. Förfarande för oxidation av koncentrerat avloppsvatten innehällande oxider-bart organiskt material, kännetecknat av en kombination av följande steg, vilka samtliga utförs under ett väsentligt övertryck: 5 (a) inmatat koncentrerat avloppsvatten (8) bringas i direkt kontakt (7) med en het gas (5) för upphettning och indunstning av avloppsvattnet för ästadkommande av ett oxiderbart slutkoncentrat (11) vid en temperatur närä dess kokpunkt och för kylning av den heta gasen tili en temperatur som är högst 100°C över slutkoncentratets kokpunkt vid rädande övertryck, 10 (b) slutkoncentrat (11) oxideras vid en temperatur av minst 800°C med en sadan mängd gas (13), innehällande minst 60 volymprocent syre, att ett överskott av syre föreligger utöver vad som teoretiskt behövs för fullständig oxidering, resulterande i en suspension av het gas (5) och smält slagg (6) och (c) den smälta slaggen separeras frän den heta gasen och upplöses i vatten (15). 15

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att förfarandet utförs under ett övertryck pa minst 100 kPa, företrädesvis ett tryck pä ca 900-1100 kPa.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att oxideringen (1) upprätthalls med en gas innehällande en mängd syre, som teoretiskt räcker tili för fullständig oxidering av all organisk substans i slutkoncentratet tili koldioxid och 20 vatten.

4. Förfarande enligt nägot patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att smältan separeras frän de heta gasema medelst tyngdkraften och/eller centrifugalkraft. '•ym

5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat av att den separerade smälta • · · slaggen fär rinna genom ett öppet passage (6) in i ett omrört (16) kärl (14) dit vatten .. 25 tillförs i en sädan mängd att därav genererad änga räcker tili att utesluta väsentligen • · \ " alla heta gaser därifrän. • < r

% · « \ 6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att vattnet i kärlet (14) inne- • · · “* häller löst karbonat för bildande av svärlösliga karbonater med samtliga metaller i : den smälta slaggen. I I 30

7. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att vattnet (16) tili kärlet (14) innehäller sulfidjoner för bildande av svärlösliga sulfider med samtliga metaller i den smälta slaggen. 12 102472

8. Förfarande enligt patentkrav 6 eller 7, kännetecknat av att en fast rest (20), innehällande de svärlösliga karbonatema och/eller sulfidema separeras ur saltlösnin-gen (19) genom filtrering (18) eller centrifugering.

9. Förfarande enligt patentkrav 1 och 2, kännetecknat av att de kylda gasema 5 (23) kyles (21, 22) ytterligare indirekt tili en temperatur företrädesvis under 100°C för att kondensera vattenänga ur gasen (27) och för att väsentligt minska pä dess volym.

10. Förfarande enligt patentkrav 9, kännetecknat av att kylningen ästadkomms med kokande vatten säledes genererande anga som avdras genom rörledningen (25). 10 11. Förfarande enligt patentkrav 9, kännetecknat av att avgasen (27) efter kylning (21) leds genom ett adsorptionsmedium (28), fördelaktigen aktivt koi, i vilken eventuella rester av organiskt material adsorberas.

11 102472

12. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den syrehaltiga gasen (13) som används för oxideringen kommer som en restgas fran nägon annan del av 15 processen, t.ex. fran ett ozonsteg i cellulosafabrikens blekeri.