FI122917B - Turvekerroksissa esiintyvien rautasaostumien hyödyntäminen veden ja jäteveden käsittelyprosessissa - Google Patents

Description

TURVEKERROKSISSA ESIINTYVIEN RAUTASAOSTUMIEN HYÖDYNTÄMINEN VEDEN JA JÄTEVEDEN KÄSITTELYPROSESSISSA

5 Keksintö kohdistuu menetelmään turvekerroksissa esiintyvien ferro- ja ferrirautasaostu-mien, kuten sideriitin, limoniitin, götiitin ja hematiitin ja muiden vastaavien kiteisten tai amorfisten rautayhdisteiden erottamiseksi ja niiden hyödyntämiseksi vedenpuhdistuspro-sessissa, jossa puhdistettava vesi käsittää epäpuhtauksia ainakin yhdestä ryhmästä, joka kuuluu joukkoon: orgaaniset epäpuhtaudet, epäorgaaniset epäpuhtaudet, biologiset epä-10 puhtaudet, haitalliset metallit, haitalliset metalliyhdisteet ja jossa menetelmässä mainittuja rautasaostumia tai niiden jalosteita keksinnön mukaisella menetelmällä käsiteltyinä lisätään puhdistettavaan veteen.

Ennestään tunnetaan yllä olevan johdannon mukaisten järvimalmimineraalien käyttö jäte-15 vedenpuhdistuksessa mm. seuraavista julkaisuista US 2010/0163486, CN 1473771, CN

101402479 ja W02005080274, joissa on esillä järvimalmeista mm. sideriitti ja limoniitti. Näiden järvimalmien louhinta tai muu talteenottotyö on hankalaa ja esiintymienkin löytäminen on vaivalloista ja vaatii uhrauksia ja kustannuksia.

20 Nyt esillä olevassa uudessa keksinnössä on tarkoituksena epäpuhtauksia sisältävästä vedestä adsorboida, sakeuttaa ja laskeuttaa näitä epäpuhtauksia niin, että ne ovat prosessi-altaan pohjalta kerättävissä tai adsorboituneena johonkin massaan. Keksinnön mukaisen menetelmän tarkoitus saavutetaan menetelmälle tunnusomaisilla piirteillä, että rautasaos-tumat erotetaan talteen otetusta turvekerrosmassasta polttamalla turve pois mainitusta 25 massasta, vapautuneet rautasaostumat jauhetaan hienojauheeksi partikkelikokoon alle 0,5 mm ja lisätään veteen joko yksin tai yhdessä apuaineiden, kuten pH:n säätökemikaalien tai koaguloivan kemikaalin kanssa epäpuhtauksiin vaikuttavan saostusvaikutuksen aikaansaamiseksi tai muodostetaan granulaateiksi, partikkelikooltaan yli 0,5 mm tarkoituksena saada epäpuhtaudet adsorption avulla granulaattien pintaan.

Menetelmää voidaan soveltaa myös kolonnitekniikkana, jolloin epäpuhtaudet erottuvat adsorption avulla granulaattien pintaan, kun käsiteltävä vesi johdetaan vesivirtauksena granulaatteina olevan partikkelikerroksen läpi.

30 2

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on, että turvetuotannossa vastaan tulevat rauta-saostumat saadaan talteen sivutuotteena ilman mitään kaivannaisteollisuutta, mitä tarvitaan järvimalmien osalla. Turve on helppo erottaa polttamalla pois saostumista, jolloin saadaan 5 suoraan jauhettavaa raaka-ainetta vedenpuhdistusprosesseihin. Myöskään turvetuotannossa nykyisin haittana olevat kerroksittain esiintyvät rautasaostumat eivät muodostu ongelmaksi, kun niille on saatavissa järkevä käyttö.

Saostusaltaita käytettäessä pyritään keksinnön mukaisella menetelmällä esim. haitalliset 10 metallit laskeuttamaan prosessitilan pohjalle, josta ne ovat ajoittain poistettavissa. Kolon-neja käytettäessä haitalliset epäpuhtaudet pyritään adsorption avulla saamaan kolonneissa olevien granulaattien pinnalle. Menetelmä on siten epäpuhtauksia vedestä erottava menetelmä ja parantaa puhdistusastetta huomattavasti vielä siitä, mihin on ensin mekaanisella seulonnalla ja suodatuksella päästy. Prosessitila keksinnön mukaiselle menetelmälle on 15 muodostettavissa mm. altaisiin, säiliöihin, kolonneihin, putkilaajennuksiin ja tunneleihin.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa Kuvio 1 esittää eräänä prosessitilaesimerkkinä allasrakennetta, johon on liitetty keksinnön mukainen vedenpuhdistusmenetelmä.

20 Kuvio 2 esittää puhdistuskolonnia.

Kuviossa 1 puhdistettava vesi tulee putkea 2 pitkin eräänä esimerkinomaisena prosessi-tilana esitettyyn altaaseen 1, joka on mitoitettu niin, että siinä muodostuu vedelle riittävä viipymä, kuten useita tunteja tai sopivimmin jopa yli vuorokauden. Altaan 1 toisesta päästä 25 vesi poistuu tunnetulla tavalla ohjainlevyn 7 alitse, jotta pintaveteen jäävät kevyet partikkelit eivät poistu ja ne voidaan määräajoin poistaa altaan pinnalta. Altaaseen jäljestetään niin hidas virtaus suuren poikkipinnan avulla kohti poistoputkea 3, että virtauksen avulla tapahtuvaa partikkelien pakkokulkeutumista ei tapahdu.

30 Välittömästi altaan 1 alkupäässä tuloputken 2 kohdalla suoritetaan keksinnön mukaisen menetelmän mukainen jauhettujen rautasaostumien lisäys veteen. Tässä tapauksessa rau-tasaostumapartikkelit ovat jauheena siilossa 4, josta ne annostellaan venttiilin 5 kautta altaan pinnalle sopivimmin jonkin tunnetun jakoiaitteen avulla niin, että sitä tulee pinnalle altaan leveydeltä.

3

Rautasaostumajauhe on huokoista ja pinta-aktiivista ja partikkelikooltaan alle 0,1 mm, sopivimmin alle 0,05 mm. Veteen sekoittuneena sillä on ominaisuutena adsorboida epäpuhtauksia, laskeutua ja muodostaa sakeutumia 6 altaan 1 pohjalle ja kirkastaa täten ylä-5 puolista vettä. Laskeutumisominaisuuden johdosta rautasaostumapartikkelit eivät pyri eivätkä kykenekään poistumaan altaasta 1 ohjainlevyn 7 alitse, jossa virtausta tapahtuu ylöspäinkin.

Eräässä suoritusmuodossa altaan 1 alkupäässä on sekoitusroottori ja mahdollisesti sekoi-10 tuskammio, jolloin partikkelit saadaan sekoittumaan hyvin veteen. Tämän jälkeen altaassa on rauhoitustila, jossa virtaus on niin hidasta, että partikkelien laskeutuminen voi tapahtua.

Eräässä suoritusmuodossa mainitut partikkelit lisätään tuloputkeen 2 riittävästi ennen allasta 1, jolloin putkivirtauksessa sekoittuminen tapahtuu yksinkertaisella tavalla ilman 15 apuvälineitä. Koko allas voi silloin toimia laskeutumis- ja sakeuttamisaltaana. Tuloputken 2 päässä voi olla tulovirtausta ohjaava levy, joka rauhoittaa tulovirtauksen pyörteet heti altaan alussa.

Altaan 1 pohjalle kerääntynyt laskeuma 6 poistetaan aika ajoin sinänsä tunnetusti, kuten 20 laskeuma-altaista yleensä, joko kaavinnan avulla tai pohjatulpan kautta tyhjentämällä. Laskeuma sisältää rautasaostumapartikkeleita ja niihin adsorptuneita aineita. Mainitut metallit ja metalliyhdisteet on mahdollista vapauttaa adsorptuneista aineista esim. liuottamalla ja saada ne siten uudestaan käyttöön.

25 Eräässä suoritusmuodossa altaan 1 perässä on erillinen osasto tai erillinen loppuselkey-tysallas, johon on lisättävissä rautasaostumapartikkeleja esim. fosforin, jäännösraudan tai alumiinin saostamiseksi. Tässäkin tapauksen altaan pohjalta on saostumat kerättävissä pois ja rautasaostumapartikkelit erotettavissa saostumasta ja lisättävissä prosessin alkupään altaaseen.

30

Kuviossa 2 oleva kolonni 8 sisältää rautasaostumaa granulaatteina 9, joiden partikkelikoko on yli 0,5 mm. Granulaatit 9 ovat pinta-aktiivisia ja tuloputkesta 10 johdettu puhdistettava vesi kulkee kolonnissa 8 olevan granulaattikerroksen läpi, jolloin epäpuhtauksia jää granu- 4 laattien 9 pintaan. Granulaatit 9 ovat pohjaverkon 12 päällä ja vesi poistuu kolonnista pohja-aukon 11 kautta. Kolonnit 8 ovat yleensä niin rakennetut, että massan vaihto niihin käy helposti esim. varustettu aukeavalla pohjalla. Kolonni 8 voi olla umpinainen tai päältä 5 avoin.

10 15 20 25 30

Claims (6)

1. Menetelmä turvekerroksissa esiintyvien rautasaostumien erottamiseksi ja niiden hyö-5 dyntämiseksi vedenpuhdistusprosessissa, jossa puhdistettava vesi käsittää epäpuhtauksia ainakin yhdestä ryhmästä Joka kuuluu joukkoon: orgaaniset epäpuhtaudet, epäorgaaniset epäpuhtaudet, biologiset epäpuhtaudet, haitalliset metallit, haitalliset metalliyhdisteet ja jolloin mainittuja rautasaostumia keksinnön mukaisella menetelmällä käsiteltyinä lisätään puhdistettavaan veteen, tunnettu siitä, että rautasaostumat erotetaan talteen otetusta turve-10 kerrosmassasta polttamalla turve pois mainitusta massasta, vapautuneet rautasaostumat jauhetaan hienojauheeksi partikkelikokoon alle 0,5 mm ja lisätään veteen joko yksin tai yhdessä apuaineiden kuten pH:n säätökemikaalien tai koaguloivan kemikaalin kanssa epäpuhtauksiin vaikuttavan saostusvaikutuksen aikaansaamiseksi tai muodostetaan granulaa-teiksi, partikkelikooltaan yli 0,5 mm epäpuhtauksien adsorption aikaansaamiseksi granu-15 laattien pintaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienojauhe lisätään jauheena, jonka partikkelikoko on alle 0,1 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienojauhe lisätään veteen, jonka virtausnopeus ainakin saostuskohdassa, kuten altaassa (1) on hidastunut olennaisesti sallien saostumien laskeutumisen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että granulaatit sijoitetaan 25 kolonniin (8), jonka läpi puhdistettava vesi johdetaan.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienojauhe lisätään prosessissa loppuselkeytysaltaaseen, josta se saostumien kanssa kerätään talteen, hieno-jauhe erotetaan saostumasta ja lisätään prosessin alkupäässä olevaan saostusaltaaseen. 30

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että turvekerrosmassa jauhetaan ja turve erotetaan jauhetusta massasta polttamalla turve pois.