FI103107B - Menetelmä jäteveden puhdistamiseksi - Google Patents

Description

103107

Menetelmä jäteveden puhdistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää jäteveden puhdistamiseksi, jolloin jätevesi johdetaan ensin aerobiseen biologi-5 seen käsittelyvaiheeseen ja sen jälkeen saostusvaiheeseen.

Orgaanisesti likaantuneet jätevedet puhdistetaan tavallisesti biologisesti. Biologisen puhdistuksen jälkeen jäljelle jäävät erityisesti teollisuusjätevesissä (esimerkiksi selluloosajätevesissä) vielä huomattavassa määrin 10 mukana olevat biologisesti hajoamattomat tai vain huonosti hajoavat aineet, jotka voidaan poistaa saostamalla (esimerkiksi Fe- tai Al-suoloilla, bentoniitillä jne.).

Klassisilla menetelmillä, joissa on saostusvaihe biologisen vaiheen jälkeen, on se haitta, että huomatta-15 vassa määrin täytyy käyttää kalliita saostuskemikaaleja, jotka häviävät täysin käytön yhteydessä. Lisäksi saadaan suuria määriä orgaanisesti kuormitettua epäorgaanista saostuslietettä, joka täytyy jälkikäsitellä ja joka siten aiheuttaa lisäkustannuksia ja ongelmia.

20 Tämän keksinnön tehtävänä on saada käytettäväksi alussa mainitun kaltainen menetelmä, jonka avulla saadaan aikaan tehokas ja taloudellinnen jäteveden puhdistuminen.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksessa esitettyjen tunnusmerkkien avulla.

25 Keksintö koostuu seuraavista yksittäisistä vaiheis- *···* ta: • · · *·* * Orgaanisesti likaantunut jätevesi puhdistetaan bio logisesti teknisesti puhtaalla hapella tai happea runsaas- • · · V ; ti sisältävällä kaasulla ilmastetussa aktiivilietelaitok- • · · : 30 sessa. Sen jälkeen biologisesti puhdistettu jätevesi se- .·. : koitetaan Ca(OH)2:n kanssa käyttäen määrää 500 - 6000 g/m3.

• ♦ · Tällöin syntyy liete, joka koostuu liuenneesta Ca(0H)2:sta ja CaC03:sta, joka syntyy Ca(OH)2:n reagoidessa jäteveden sisältämän C02:n kanssa. Lietteeseen on sitoutunut hankala 103107 2 orgaaninen jätekuormitus. Liete erotetaan esimerkiksi se-dimentoimalla.

Voimakkaasti emäksinen sakan päällä oleva neste sekoitetaan C02-pitoiseen kaasuun, joka voi olla sekä aktii-5 vilietelaitoksen jätekaasua, kalkinpolttouunin, anaerobi sen reaktorin tai polttolaitoksen (tai näiden yhdistelmän) jätekaasua. Täten jätevesi neutraloituu ja samanaikaisesti saostuu lisää CaC03:a, joka sitoo lisää orgaanista lika-kuormitusta. CaC03-liete erotetaan myös esimerkiksi sedi-10 mentoimalla, kun taas neutraloitu jätevesi johdetaan pois.

Lietteestä poistetaan vesi, ja se johdetaan kalkin-polttouuniin, jossa happea johtamalla poltetaan orgaaniset aineet C02:ksi ja CaC03 ja Ca(OH)2 muutetaan CaO:ksi (poltettu kalkki) . Tämä sammutetaan vedellä Ca(OH)2:ksi ja käy-15 tetään uudelleen saostukseen.

Keksinnön avulla saadaan aikaan biologisen ensimmäisen vaiheen ja fysikaalis-kemiallisen toisen vaiheen sellainen yhdistelmä, että molempien menetelmävaiheiden spesifiset vaikutuksen (orgaanisten epäpuhtauksien suuri 20 poistumisaste) säilyvät, ilman että sen vuoksi esiintyy korkeiden kemikaalikustannusten tai lietteen jälkikäsittelyn aiheuttamia lisäkustannuksia.

Keksintö tekee mahdolliseksi myös sellaisten jäte- . . vesien puhdistuksen, joissa on suuri osuus biologisesti 25 vaikeasti hajotettavissa olevia tai värillisiä aineita, • · *** niin että vaikutusaste on korkea. Koska saostusliete kai- • « ’·’ ‘ kinpolttouunissa muuttumisen jälkeen voidaan käyttää taas saostukseen, saostuslietettä ei tarvitse kuljettaa pois.

• Il V * Ca(OH)2:n kierrättämisen johdosta kemikaalitarve on hyvin • · · V * 30 pieni. Lisäksi aktiivilietelaitoksessa käytetty happi voi- .·. : daan käyttää lähes 100-prosenttisesti. Koska C02:a muodos- • · · tuu koko ajan lisää biologisessa hajoamisessa ja sitä saa-daan yhä uudelleen CaC03:n hajottamisesta, menetelmä on omavarainen kemikaalina käytettävän C02:n suhteen.

3 103107 Käyttäen keksinnön mukaista biologista ja fysikaa-lis-kemiallista puhdistusmenetelmää tuotetaan erittäin korkean puhdistumisasteen omaavaa jätevettä, niin että monille teollisuusjätevesille on mahdollista vähintään 5 osittainen takaisinjohtaminen tuotantoon. Siten laskee sekä puhtaan veden tarve että jäteveden johtaminen purku-vesistöön. Epäsuorasti yrittäjälle koituu siten jätevesimaksujen alenemista.

Seuraavassa keksintöä selvennetään lähemmin kuvassa 10 kaavamaisesti esitetyn suoritusesimerkin avulla.

Kuva esittää virtauskaaviota jäteveden puhdistamiseksi käyttäen hapella ilmastettua aktiivilieteallasta ja sen perään liitettyä saostusallasta.

Orgaanisesti kuormitettu, likimain neutraali jäte-15 vesi 1 johdetaan hapella ilmastoituun aktiivilietealtaa- seen B, jossa biologisesti hajotettavissa oleva osuus or-gaannisesta kuormituksesta muuttuu osittain biologiseksi jäännöslietteeksi 4 ja osittain C02:ksi, joka poistuu ak-tiivilietealtaasta B yhdessä käyttämättömän hapen kanssa 20 jätekaasuna 21. Aktiiviliete/jätevesiseos 2 virtaa jälki-selkeytysaltaaseen C, jossa se erottuu lietevirraksi 3 ja 4 ja kirkasvesivirraksi 5.

Biologisesti puhdistettu jätevesi johdetaan emäksiseen sekoittimeen D, jossa se sekoitetaan kalkinsammutus- ,···, 25 säiliöstä J tulevaan Ca(OH)2:in. Biologisesti puhdistetulla • i

*!! jätevedellä 5 on hapella ilmastoidun aktiivilietealtaan B

• · · • · · • kaasufaasissa vallitsevan korkean C02:n osapainneen ansiosta kohonnut C02/HC03-pitoisuus, joka johtaa CaC03:n saostu- » · « ' miseen reaktiossa ylimääräisen Ca(OH)2:n kanssa. Biologisen • at · 3 0 puhdistuksen jälkeen jätevedessä vielä oleva orgaaninen t .·. : aines sitoutuu suurimaksi osaksi saostuslietteessen adsor- • t · • · hoitumalla liukenemattomaan Ca(0H)2:in ja saostuneeseen CaC03:in ja muodostamalla liukenemattomia Ca-suoloja.

Emäksisessä laskeutusaltaassa E saostusliete 7 ero-35 aa emäksisestä kirkasvedestä 8. Emäksinen kirkasvesi joh- 4 103107 detaan neutraaliin sekoitussäiliöön F ja sekoitetaan siellä C02-pitoisen kaasun kanssa, joka koostuu oleellisesti aktiivilietealtaan B jätekaasusta 21 ja osittain kaisi-nointilaitteiston I jätekaasusta 23. Ca(OH)2:n reagoidessa 5 C02:n kanssa syntyy CaC03:a, joka saostuu liukenemattomassa muodossa ja sitoo muita orgaanisia aineita adsorboivasti. Tällöin jätevesi neutraloituu, mikä on perusedellytyksenä laskemiselle purkuvesistöön tai johtamiselle takaisin esimerkiksi teolliseen tuotantoon. Koska C02 reagoi keskeises-10 sä sekoittimessa F mahdollisimman tarkoin CaC03:ksi, siellä saadaan runsaasti happea sisältävää jätekaasua 22, joka johdetaan takaisin aktiivilietealtaaseen, ja mahdollistaa siten käytännöllisesti katsoen täydellisen hapen hyväksikäytön .

15 Neutraalissa lasketusaltaassa G saostunut CaC03 eroaa adsorboituneen orgaanisen aineksen kanssa neutraalista kirkasvedestä 10. Laskeutusaltaista E ja G tulevat lietteet sekoitetaan ja johdetaan vedenpoistolaitteistoon H, esimerkiksi sentrifugiin tai suodatuspuristimeen. Nes-20 tefaasi 13 menee takaisin emäksiseen sekoittimeen, jossa CaC03-hiukkaset toimivat kiteytymisytiminä. Liete, josta vesi on poistettu, muutetaan kalsinointilaitteistossa I kuumentamalla poltetuksi kalkiksi, jolloin samanaikaisesti hapen läsnä ollessa orgaaninen aines palaa. Kalsinointi-25 laitteiston I C02-pitoinen jätekaasu 23 johdetaan takaisin • · neutraaliin sekoittimeen F, mikäli se on jäännös-C02-tar- • · · ·’ * peen kattamiseksi tarpeellista.

Puhdistetun jäteveden 10 mukana poistuva Ca korva- « · · V ’ taan varastosta K tarkoituksenmukaisesti kustannuksiltaan : 30 edullisena CaC03:na (kalkkikivi) , joka johdetaan kalsinoin- .·. : tilaitteistoon I yhdessä saostuslietteen 12 kanssa. Koska • · · .···* aktiivilietealtaassa B syntyy koko ajan C02:ta, joka on Ί sekä liuenneena biologisesti puhdistettuun jäteveteen 5 että konsentroituneena jätekaasuvirtaan 21 ja koska C02:ta 35 saadaan myös kalsinointijärjestelmästä, koko menetelmäket- 5 103107 ju on C02:n suhteen omavarainen. C02-ylimäärä on tarkoituksenmukaista poistaa kalsinointijätekaasusta 23. Virtauskaavion osavirtojen selitykset

I Raakaveden sisääntulo aktiivilietealtaaseen B

5 2 Aktiiviliete/jätevesiseos jälkiselkeyttimeen C

3 Palautusliete jälkiselkeytysaltaasta C aktiivilietealtaaseen B

4 Biologinen jäännösliete jälkikäsittelyyn (esimerkiksi kuivaus tai poltto) 10 5 Biologisesti esipuhdistettu jätevesi jälkiselkeytysal

taasta C emäksiseen sekoitusaltaaseen D

6 Jäteveden ja saostuslietteen muodostama emäksinen seos, joka koostuu liukenemattomasta Ca(OH)2:sta, saostuneesta CaC03:sta ja adsorboituneesta orgaanisesta aineksesta (CSB) 15 7 Saostusliete (Ca(OH)2, CaC03 ja orgaaninen kuormitus)

emäksisestä sekoitusaltaasta D

8 Emäksinen kirkasvesi laskeutusaltaasta E

9 Neutraali kirkasvesi ja neutraali saostusliete (CaC03 ja adsorboitunut orgaaninen aines) 20 10 Fysikaalisesti puhdistettu jätevesi päästettäväksi pur- kuvesistöön tai johdettavaksi takaisin tuotantoon II Laskeutunut neutraali saostusliete (CaC03 ja orgaaninen aines)

12 Saostuslietteiden 7 ja 11 seos vedenpoistoon H

.···. 25 13 Sekoitettujen saostuslietteiden nestefaasi (sentrifu- • ·

.··*. goitu neste, suodos) takaisin emäksiseen sekoittimeen D

• » · 14 Saostusliete, josta vesi on poistettu, kalsinointilait- ... teistoon I (Ca(OH)2 ja CaC03 ja orgaaninen aines) • · · 15 Poltettu kalkki (CaO) uudelleenkäyttöön • · · *·* * 30 16 Sammutusvesi Ca(OH)2:n valmistukseen CaO:sta, tarkoi- ;*·.· tuksenmukaisesti osavirtana puhdistetusta jätevedestä 10 • · ;***; 17 Ca(OH )2-suspensio (kalkkimaito) johdettavaksi takaisin

emäksiseen sekoittimeen D

18 Seos virrasta 17 ja vedenpoiston nestefaasista 13 syö-35 tettäväksi emäksiseen sekoittimeen D

6 103107 19 CaC03 täydentämään Ca-häviöitä, jotka poistuvat virrassa 10 20 Kaasumainen happi aerobisen biomassan käsittelyyn ak-tiivilietealtaassa 5 21 Aktiivilietealtaan jätekaasu, joka kostuu oleellisesti hapesta ja C02:sta 22 Neutraalin sekoittimen F jätekaasu, joka on oleellisesti happea, johdettavaksi takaisin aktiivilietealtaseen; C02 aktiivilietealtaasta reagoi Ca(OH)2:n kanssa liukenematto- 10 maksi CaC03:ksi 23 Kalsinointilaitteiston I jätekaasu, joka koostuu oleellisesti CaC03:sta ja orgaanisen aineksen poltosta 24 C02-ylimäärä poistoon

Virtauskaavion laitteiden selitykset 15 A Happihuolto (esimerkiksi ilmanjakolaite, putkisto, nes-tehappi) B Hapella ilmastettu aktiivilieteallas C Jälkiselkeytysallas aktiivilietteen ja jäteveden erottamiseksi 20 D Sekoitusallas biologisesti puhdistetulle jätevedelle ja Ca( OH)2: lie E Emäksinen laskeutusallas emäksisen lietteen (Ca(0H)z ja CaC03 ja adsorboitunut orgaaninen aines) erottamiseksi F Sekoitusallas emäksiselle jätevedelle ja C02-pitoiselle 25 kaasulle • · • ♦ Γ’* G Neutraali laskeutusallas CaC03:n ja adsorboituneen orgaa- • · « ’·* * nisen kuormituksen erottamiseksi

H Vedenpoistolaitteisto saostuslietteelle altaista E ja G

• ·« · V * I Polttouuni (kiertoputkiuuni) Ca(OH)2:n ja CaC03:n ja or- • · · ·.· ‘ 30 gaanisen aineksen muuttamiseksi Ca0:ksi (poltettu kalkki) .·. : ja C02:ksi • · .···, J Kalkinsammutusallas K CaC03-varasto huuhtoutumalla tapahtuneiden kalkkihäviöi-den täydentämiseksi

Claims (1)

103107 Patenttivaatimus Menetelmä jäteveden puhdistamiseksi, jolloin jätevesi johdetaan ensin aerobiseen biologiseen käsittelyvai-5 heeseen (B) ja sen jälkeen saostusvaiheeseen (D) , jossa jätevedelle suoritetaan saostuskäsittely Ca(OH)2:lla, biologisesti käsiteltyyn jäteveteen sekoitetaan saostusvai-heessa (D) Ca(OH)2:ta määrä, joka on 500 - 6000 g/m3, ja saostusvaiheessa (D) muodostuva liete erotetaan jätevedes-10 tä, tunnettu siitä, että aerobista biologista käsittelyvaihetta (B) ilmastetaan teknisesti puhtaalla hapella tai hapen suhteen voimakkaasti rikastetulla kaasulla ja aerobisesta biologisesta käsittelyvaiheesta (B) tuleva poistokaasu sekoitetaan saostusvaiheessa (D) muo-15 dostuvan lietteen erotuksessa saatavaan jäteveteen sekoit-timessa (F) ja tällöin muodostuva liete erotetaan myös jätevedestä ja muodostuva poistokaasu johdetaan takaisin biologiseen käsittelyvaiheeseen (B) , erotetusta lietteestä poistetaan vesi ja liete johdetaan kalkinpolttouuniin (I), 20 jossa se osittain muuttuu poltetuksi kalkiksi (CaO), joka sammutetaan Ca(0H)2:ksi, joka puolestaan johdetaan uudelleen saostusvaiheeseen (D) ja kalkinpolttouunissa (I) muodostuva poistokaasu johdetaan takaisin sekoittimeen (F). • · • · ··· • « · • · · • · · • · · • « · • « 1 • · « • i · • · · · • · · • · · • · 8 103107 Förfarande för rening av avloppsvatten, varvid av-loppsvattnet först leds till ett aerobiskt biologiskt be-5 handlingsteg (B) och därefter till ett utfällningssteg (D) , där avloppsvattnet utsätts för en utfällningsbe-handling med Ca(OH)2, en mängd Ca(OH)2 vilken är 500 - 6000 g/m3 blandas i det biologiskt behandlade avloppsvattnet i utfällningssteget (D) och det slam som bildas i utfäll-10 ningssteget (D) separeras frän avloppsvattnet, k ä n -netecknat av att det aerobiska biologiska behand-lingssteget (B) luftas med tekniskt rent syre eller en i förhällande till syre anrikad gas, och den avloppsgas som kommer ut ur det aerobiska biologiska behandlingssteget 15 (B) i en blandare (F) blandas i det avloppsvatten som er- hälls vid separering av det i utfällningssteget <D) bil-dade slammet, och det därigenom bildade slammet ocksä separeras frän avloppsvattnet och den avloppsgas som bildas leds tillbaka tili det biologiska behandlingssteget (B), 20 vattnet avlägsnas frän det separerade slammet och slammet leds tili en kalkbränningsugn (I) , där det delvis för-ändras till brand kalk (CaO), som slacks till Ca(OH)2# som i sin tur leds tillbaka tili utfällningssteget (D) , och den avloppsgas som bildas i kalkbränningsugnen (I), leds 25 tillbaka tili blandaren (F). • « • ♦ • · · • · · • · · • · · • « · • · 1 • t t • •f • 1 1 • 4 • · » • · · • · · ·