FI57245B

FI57245B - Saett att rena avloppvatten innehaollande cellulosafibrer

Info

Publication number: FI57245B
Application number: FI36073A
Authority: FI
Inventors: Einar Sigurd Hecktor; Helge Storstroem; Gert Walter Ludwig Eselboeck
Original assignee: Casco Ab
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1980-03-31
Also published as: DE2308815B2; JPS4898653A; CA1004782A; DD101650A5; NO132275C; IT977422B; NO132275B; FI57245C; FR2173166A1; FR2173166B1; AT320544B; DE2308815C3; JPS5225027B2; SE357950B; DE2308815A1

Description

j r.i Μ1) KUULUTUSJULKAISU C 9 O A C

JÖ* LBJ (11) utlAGG N I NGSSKRI FT 5/245 1¾¾¾ C (45) Fatvi-.tti ,.ιπ tty :.1 19'9 (51) K».ik?/intci.^ C 02 C 5/02, 1/40, B 01 L 21/01 V ; // C 02 B 1/20 SUOM I — FI N LAN D (21) P»**nttlh«lMmu· — PKantanaMtitlnf 360/73 (22) H«k#mlipllv· — Ai»6knlnf«4«| 07*02.73 (23) AlkupiM—GHtl|h«t*da| 07.02.73 (41) Tullut JulklMksI — Bllvlt offwitJIg 2 3.0 8.7 3

Patentti· ja rekisterihallitus (44) Nlhttvlkslpuon ja kuul.|ulk*i*un pvm__

Patent- och registerstyralsen ' ’ An*6kan utltgd och utl.*krifi*> publlcarad 31.03.80 (32)(33)(31) Pyydetty atuolkau* —Bagird prioritet 22.02.72

Ruotsi-Sverige(SE) 2166/72 (71) AB Casco, Box 11010, 100 6l Stockholm 11, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Einar Sigurd Hecktor, Lidingö, Helge Storström, Saltsjöbaden,

Gert Walter Ludwig Eaelböck, Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Oy Borenius & Co Ab (5M Tapa selluloosakin, tuj a sisältävän jäteveden puhdistamiseksi -Sätt att rena avloppsvatten innehällande cellulosafibrer

Keksintö kohdistuu uuteen tapaan selluloosakuitujen erottamiseksi jätevedestä. Edullisesti menetelmää voidaan käyttää kuituainetta käyttävän teollisuuden, esim. paperi- ja kartonkiteollisuuden jäteveden puhdistukseen. Näistä teollisuuksista saadaan suuria jäte-vesimääriä, jotka sisältävät hienoa kuituainesta, nk. nollakuituja.

Ennestään tunnetaan useita menetelmiä mainituntyyppisten jäteveden erilaisten epäpuhtauksien saostamiseksi esim. alumiinisulfaatin avulla, mahdollisesti lisäämällä synteettisiä polyelektrolyyttejä, taikka luonnonpolymeerien, esim. luuliiman,avulla. US-patentti-julkaisussa 3.141.816 selostetaan paperinvalmistuksesta peräisin olevan jäteveden puhdistusmenetelmää, jossa käytetään saostusaineena polyetyleenioksidia. DE-patenttijulkaisussa 1.920.590 esitetään edelleen menetelmä, jossa jäteveteen lisätään yhdistelmänä jäteveteen liukeneva polymeeri, jossa on useita reaktiivisia ryhmiä, ja tämän polymeerin kanssa reagoiva polyfunktionaalinen verkkosidonta-aine.

Ruotsalaisesta patenttijulkaisusta 223.094 on tunnettua saostaa jätevedessä olevia epäpuhtauksia fenoli-formaldehydihartsin avulla. Tämä menetelmä on osoittautunut hyödylliseksi käytettäväksi erikoisesti kartongin valmistuksessa, jossa saostunut liete voidaan palauttaa 57245 2 valmistusmenetelmään ja jossa fenolihartsi toimii myös kartongin sidosaineena.

Tämän patentin mukainen menetelmä suoritetaan siten, että fenoli-formaldehydihartsi lisätään alkaliseen jäteveteen, jolloin fenoli-hartsi on vesiliukoisessa muodossa. Sen jälkeen pH alennetaan esim. alumiinisulfaattiliuoksen avulla, kunnes fenolihartsi ei enää ole vesiliukoista ja jolloin fenolihartsi saostuu ja ottaa saostumaan mukanaan muunkin suspendoituneen aineen. Muodostuneet höytäleet voidaan sitten erottaa tunnetuilla tavoilla, esim. sedimentoimalla tai vaahdottamalla.

Sedimentoitumisen tai vaahdottumisen jouduttamiseksi lisätään tavallisesti polyelektrolyyttejä, kuten polyakryyliamideja, polyakrylaatteja, polyetyleeni-imiinejä tms. taikka kationista tärkkelystä, jolloin höytäleet kasaantuvat yhteen.

Tämän menetelmän teho on hyvin vaihteleva, mikä riippuu siitä, että jäteveteen liuenneet tai suspendoituneet orgaaniset aineet vaihtelevat sekä määrällisesti että laadullisesti. Myös metalli-ionien, esim. alumiinin tai natriumin, väkevyyden vaihtelut vedessä vaikuttavat tulokseen. Yhteenkasautuminen näyttää lisäksi olevan riippuvainen veden lämpötilasta.

Synteettiset polyelektrolyytit ovat kalliita ja usein vähemmän tehokkaita. Kationinen tärkkelys on vaikeasti käsiteltävää syystä, että liuos on valmistettava joka päivä. Tällaisen liuoksen varastoimis-kestävyys on osoittautunut 2H tunniksi. Jos tämä aika ylitetään, yhteenkokoamisvaikutus huononee.

Tämän keksinnön menetelmän mukaisesti vältetään edellä mainitut vaikeudet. Menetelmä tulee yksinkertaisemmaksi, käyttövarmuus lisääntyy, pääomakustannukset ja kemikaalikustannukset alenevat.

Keksinnön mukaisesti on yllättäen ilmennyt, että fenoliformaldehydi-höytäleiden yhteenkasautuminen paranee huomattavasti, jos fenolihartsin kanssa yhdessä käytetään suurimolekyylisen polyeetterin vesiliuosta.

Keksinnön mukainen menetelmä tarkoittaa menetelmää, joka on lähemmin 3 57245 määritelty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Polyetyleenioksidi kasaa yhteen melkein hetkessä höytäleet suuriksi, hyvin koossapysyviksi kasaumiksi, jotka sopivat erikoisen hyvin vaahdotettaviksi, mutta jotka haluttaessa voidaan myös sedimentoida.

Hetkessä tapahtuvalla yhteenkasautumisella tarkoitetaan sitä, että jätevedessä olevat kuidut hyvin lyhyessä ajassa erottuvat vedestä ja voidaan näin poistaa, jolloin saadaan kirkas vesifaasi. Koska epäpuhtauksien erottumisaika kokonaisuudessaan on hyvin lyhyt, saavutetaan se etu, että erotuslaitteisto voidaan tehdä suhteellisen pieneksi ja siten se tulee myös halvaksi.

Tälle yllättävän positiiviselle tulokselle on selityksenä se, että polyetyleenioksidi yhdessä fenolihartsin kanssa luultavasti muodostaa kompleksin, mistä on seurauksena nopea kasauman koon kasvu. Kompleksit ovat suhteellisesti erittäin pysyviä, mistä syystä muodostunut kasauma voidaan saattaa suhteellisen suurille mekaanisille rasituksille alttiiksi sen hajoamatta. Sitä paitsi saadaan höytelöainetta, joka mekaanisesta vaikutuksesta huolimatta muodostuu nopeasti uudelleen, ilmiö, joka usein on hyvin vaikeasti saavutettavissa tavallisella höytelöittämisellä alumiinisulfaatin ja synteettisten polyelektro-lyyttien avulla.

Keksinnön mukaisesti käytettävät polyetyleenioksidit ovat vesiliukoisia polyetyleenioksideja, joiden molekyylipaino on suurempi kuin 5Q.00Q. Parhaat tulokset saadaan polyetyleenioksidilla, jonka molekyylipaino on suurempi kuin 100.000. Yläraja ei ole ratkaiseva. Hyviä tuloksia on saatu polyetyleenioksidilla, jonka molekyylipaino on 10 miljoonaa,

Polyetyleenioksidi lisätään sopivasti hyvin laimeana vesiliuoksena käsiteltävään jäteveteen höytelöitymisen alettua. Sopivat annostus-määrät ovat noin 0,01...100 mg/1, edullisesti 0,1...20 mg/1 jätevedestä laskettuna. Luonnollisesti voivat myös muut lisäainemäärät tulla kysymykseen jäteveden epäpuhtauksien määrästä riippuen, mutta mainittu alue on usein sopivin käytännölliseltä ja taloudelliselta kannalta. Yläraja ei ole tärkeä, vaan se valitaan kustannussyistä.

57245 n

Keksinnön mukaisessa menetelmässä lisätään jäteveteen fenoliformalde-hydihartsia, ja samalla kun fenoliformaldehydihartsista ja epäpuhtauksista muodostuu höytelöitä, lisätään suurimolekyylisen polyeetterin vesiä liuos. Tällöin muodostuneet kasaumat erotetaan sen jälkeen veden-puhdistustekniikasta tunnetulla tavalla, esimerkiksi linkoamalla, sedimentoimalla, vaahdotuksella tai suodattamalla.

Fenoliformaldehydihartsin lisäys voidaan suorittaa erilaisilla tunnetuilla tavoilla veden ja hartsin ominaisuuksista riippuen eikä se ole tämän keksinnön päätarkoituksena. Valmistettaessa esimerkiksi sidottua selluloosapitoista ainetta, kuten kartonkia, paperia jne., jätevesi on yleensä hapanta, ja fenoliformaldehydihartsin lisääminen aiheuttaa silloin hartsin saostumisen, jolloin epäpuhtaudet höytelöi-tyvät. Kun ovat kysymyksessä alkaliset tai neutraalit jätevedet, kuten sahalaitoksen jätevedet, jotka sisältävät kuoripuristamon kuorijätteitä, voi happamaksi tekeminen olla tarpeen fenoliformaldehydihartsin saostamiseksi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä fenolihartsi on vesiliukoinen hartsi, joka saostuu pH:n aletessa. Lisätyn hartsin määrä ei ole oleellinen ja voi vaihdella laajoissa rajoissa, ja se määrätään tunnetulla tavalla ottaen huomioon jäteveden epäpuhtauksien määrä. Fenolihartsin määrän tulee normaalisti olla suurempi kuin n. 0,03 kg, edullisesti n. 0,1 kg kuivaa hartsia laskettuna 1 m kohti jätevettä ja se on edullisesti 0,03...1 kg kuivaa hartsia laskettuna 1 mJ kohti jätevettä. Yläraja ei ole merkityksellinen, vaan valitaan kustannussyistä.

Voidaan myös ajatella käytettävän rajoitetusti fenoliformaldehydi-hartsia, joka joutuessaan kosketukseen jäteveden kanssa saostuu. Fenoliformaldehydihartsin ja polyetyleenioksidin lisäysjärjestys ei useissa tapauksissa ole merkityksellinen. Siten on myös ajateltavissa, että polyetyleenioksidi lisätään ennen fenoliformaldehydihartsin saostumista.

Esimerkki 1 Vaahdotuskoe A. 1 litra kartonkitehtaan jätevettä pantiin lieriömäiseen, asteikolla varustettuun mittalasiin. Vedessä oli kuituja kuiva-aineena h. 1% ja se oli sameaa.

5 57245 2 ml fenoliformaldehydihartsin (Casco 159*+, Ruotsi) vesiliuosta, jonka fenolihartsikuiva-ainepitoisuus oli 31%, lisättiin sekoittaen.

Sen jälkeen lisättiin 100 ml ilmalla kyllästettyä vettä ja 5 ml poly-etyleenioksidiliuosta (molekyylipaino 300.000), jonka polyetyleeni-oksidikuiva-ainepitoisuus oli 0,1%. Sekoittumisen päättyessä alkoivat nyt kasautuneet höytäleet nousta nesteen pinnalle, jolloin mittalasin pohjaosaan saatiin kirkasta vettä.

Kirkkaan vesipatsaan korkeus mitattiin eri ajankohtina sekoittamisen lopettamisesta. Korkeus prosentteina vesipatsaan koko korkeudesta on esitetty taulukossa I.

B. Vertailun vuoksi suoritettiin esimerkissä 1 A selostettu menetelmä, jolloin erona oli se, ettei lisätty polyetyleenioksidia. Tulokset ovat taulukossa I.

C. Vertailun vuoksi suoritettiin esimerkissä 1 A selostettu menetelmä, jolloin erona oli se, että fenoliformaldehydilisäys jätettiin pois. Tulokset ilmenevät taulukosta I.

Taulukko I

% kirkasta vettä, kun aikaa on kulunut

Esimerkki . c _1 mxn._5 mm._30 mxn.

1 A 50 90 90 1 B 0 0 x) 1C 0 0 0 x) sedimentoituminen

Esimerkki 2 Sedimentoimiskoe A. 1 litra kartonkitehtaan jätevettä pantiin asteikolla varustettuun lieriömäiseen mittalasiin. Jäteveden kuiva-ainepitoisuus, joka oli kuituja, oli n. 1% ja vesi oli sameaa.

2 ml saman formaldehydihartsin vesiliuosta, jota käytettiin esimerkissä 1 A ja 5 ml polyetyleenioksidiliuosta (molekyylipaino 5.000.000), jonka kuiva-ainepitoisuus oli 0,1%, lisättiin sekoittaen. Kun sekoitus lopetettiin, alkoivat kasautuneet höytäleet sedimentoitua, jolloin mittalasin yläosaan saatiin kirkasta vettä.

6 57245

Kirkkaan vesipatsaan korkeus mitattiin eri ajankohtina sekoituksen lopettamisesta. Korkeus esitetään prosentteina laskettuna koko vesi-patsaan korkeudesta taulukossa II.

B. Vertailun vuoksi suoritettiin sama koe kuin esimerkissä 2A, erona se, että polyetyleenioksidia ei lisätty.

C. Vertailun vuoksi suoritettiin sama koe kuin esimerkissä 2A, erona se, että fenolihartsia ei lisätty. Tulokset ilmenevät taulukosta II.

Taulukko II

% kirkasta vettä, kun aikaa oli kulunut

Esimerkki * . c ori _1 mxn._5 mm._30 mm.

1 A 25 60 75 i 1 B 5 35 65 1C 0 0 0

Niin kuin taulukoista I ja II ilmenee, fenolihartsin ja polyeetterin yhdistelmä antaa paljon paremmat tulokset epäpuhtauksien kasautumiseksi kuin kummatkin aineosat erillisinä. Kuten esimerkeistä 1 C ja 2 C ilmenee, ei pelkän polyeetterin käyttö höytelöittämisaineena aiheuta lainkaan kasautumista 30 minuutin aikana.