FI73253B - Foerfarande foer aotervinning av material i avloppsvatten. - Google Patents

Description

1 73253

Menetelmä jätevesien sisältämien ainesten talteenotta- miseksi Tämä keksintö koskee sellu- ja paperiteolli-5 suutta ja tarkemmin sanoen tapaa sellaisten jätevesi-jäännösten hyväksikäytöksi, jotka sisältävät aktiivi-lietteen biomassaa, kuituja ja kuorijätettä.

Keksintöä sovelletaan sellu- ja paperitehtaissa, joissa valmistetaan sulfaattisellua ja joissa on 10 jäteveden biologinen puhdistussysteemi.

Sellu- ja paperiteollisuus on eräs suurimmista teollisuusaloista, joka kuluttaa suuren määrän kasviraa-ka-ainetta (puuta) ja vettä prosessoinnin kuluessa. Suunnilleen 50 prosenttia raaka-aineesta joutuu proses-15 soinnin jälkeen jätteiksi, nestemäisiksi ja kiinteiksi. Jäteveden määrä ja sen saastumisaste riippuvat tehtaan juoksukaaviosta. Sellu- ja paperiteollisuudessa jätevesi voidaan jakaa edelleen siinä esiintyvän epäpuhtauden luonteen mukaan lipeää sisältävään, happamaan, pahan-20 hajuiseen, kuorta sisältävään, kuituja sisältävään ja lietettä sisältävään jäteveteen. Suspendoituneet aineet, kuten kuitu, kuori jne. voidaan poistaa mekaanisesti esimerkiksi etuselkeytysaltaissa. Jäteveden puhdistamiseksi siihen liuenneista orgaanisista epäpuhtauksista 25 suurin tehokkuus on biologisella puhdistuksella. Jäteveden biologinen puhdistus perustuu siihen, että mikro-organismit kuluttavat liuenneita orgaanisia aineita, jolloin osa orgaanisista aineista hapettuu ja osa muuttuu biomassaksi.

30 Jäteveden biologinen puhdistusmenetelmä mahdollis taa korkean puhdistusasteen, mutta sen mukana muodostuu huomattavia määriä aktiivijätelietettä. Aktiivijätelietteen mää- 3 rä on 160-210 g/m puhdistettua jätevettä. Akttiviliete on oleellisesti amorfista flokkulointimassaa, johon on ympätty 35 2 73253 sakeaksi aerobisia bakteereja ja muita mikro-organismeja . Mekaaniselta koostumukseltaan aktiiviliete muistuttaa hienojakoisia suspensioita, joista 98 paino-% koostuu kooltaan pienemmistä kuin 1 mm:n hiukkasista. Ak-5 tiivilietteelle on luonteenomaista myös suuri vesipitoisuus. Juuri näiden piirteiden syyksi luetaan aktiivilietemassan käsittelyn monimutkaisuus, sillä suuri määrä energiaa vaaditaan lujasti sitoutuneen kosteuden poistamiseen. Sitäpaitsi lietteen dekantoinnilla suodatusmenetelmien avulla 10 ei onnistuta aikaansaamaan täydellistä vedenpoistoa ja se johtaa suodattimen tukkeutumiseen, mikä vuorostaan tuo mukanaan välttämättömyyden palauttaa sihtien suodatuskyky jaksottaan ennalleen. Aktiivilietteen poistaminen luonnon altaisiin siinä muodossa, joka sillä on puhdistuslaitoksis-15 sa, ei ole sallittua, sillä tämä johtaisi altaiden liejuun-tumiseen ja niissä tapahtuvien luonnon prosessien häiriintymiseen. Tästä johtuen on tehty yrityksiä kehittää menetelmiä aktiivijätelietteen käsittelemiseksi tavalla, joka edistäisi sen käyttökelpoisuutta.

20 Kuitua ja kuorta sisältävä jätevesi ovat toinen läh de, joka kuormittaa sellu- ja paperituotannon viemärivettä jätteillä. Kuitua sisältävää jätevettä syntyy, kun valmistetaan puolivalmisteita, paperia, kartonkia ja kuitulevyä. Kuitua sisältävän viemäriveden poisto laimen-25 tamalla ei ole sallittua, sillä kuidun hajaantuminen johtaa altaan saostumiseen. Kuorta sisältävää viemärivettä syntyy märkäkuorinnassa. Kun kuorta päästetään luonnonaltaisiin, se voi muodostaa vesistöön pohjasakkoja, jotka ovat vahingollisia vesistöjen elämälle. Tästä johtuen kuitua ja 30 kuorta sisältävä jätevesi on puhdistettava ja kuoresta ja kuidusta koostuvat jäännökset on eliminoitava.

Tunnetaan lukuisia menetelmiä jätevesijäännösten talteenottamiseksi, joiden jälkeen se käytetään tuotteiden valmistuksessa sellu- ja paperitehtaissa. Näistä 35 menetelmistä eräs on jäteveden biologisessa puhdistuksessa

II

3 73253 muodostuneen lieteligniinin käyttö täyteaineena 0,6-15 painoprosentin määränä absoluuttisen kuivan laskettuna valmistettaessa pakkausmateriaalia (vrt. USSR keksijäntodistus nro 503 967, Int. Cl. D 21H 3/00, D 21 D 3/00, 5 julkaistu 25, helmikuuta 1976).

Neuvostoliittolaisen keksijätodistuksen nro: 440 468 (Int. Cl. D 21H 3/00, julkaistu 31, tammikuuta 1975) mukaisesti aktivoitua raakalietettä jopa 20 painoprosentin määrä absoluuttisen kuivana laskettuna syötetään 10 koko paperiraaka-aineeseen pakkauskartongin valmistamiseksi.

Aktivoidun raakalietteen käyttö raaka-aineiden koostumuksessa johtaa höyryn kasvaneeseen virtausmäärään paperikoneen puristusosalla, johtuen välttämättömyydestä poistaa aktiivilietteeseen sisältyvä tiukasti sitoutunut kos-15 teus ja tästä johtuen aktiivilietebiomassan käyttö käyttö-olosuhteissa ei ylitä 3 prosenttia ja muodostaa 13 kg/tn tuotteita.

Neuvostoliittolaisen keksijäntodistuksen nro 536 268 mukaisesti (Int. Cl. D 21 C 1/00, D 21 C 3/02, 20 julkaistu 4. maaliskuuta 1977) puuhioketta pidetään ennen keittoa aktiivilietesuspensiossa. Tällainen käsittely johtaa massan kasvaneeseen saantoon ja sen parantuneisiin mekaanisiin ominaisuuksiin. Analogiset tulokset saadaan, kun käytetään aktiivilietebiomassaa suoraan keittoon mustalipeän 25 osan tai koko määrän sijasta (vrt. Bukhteev B.M., Ishkha-nov, V.A., Grudinin, V.B. Dergunova, T.v. "Ispolzovanie izbytochnogo aktivnogo ila v teknologi! proizvodstva sulfatnoy tselulozy" Referativnaja informatsija "Tseluloza, bumaga i karton", 1979, nro 15 sivut 3-4).

30 Sulfaattikeitto suoritetaan vahvalla valkolipeäll.ä johon on sekoitettu mustalipeää.

Vahva lipeä valmistetaan seuraavalla tavalla. Keiton jälkeen mustalipeäjäte menee polttoon, jonka kuluessa mustalipeän orgaaninen osa poltetaan pois ja mineraaliosa - natrium-35 suolat - muodostaa sulatteen. Sulatteen pääkomponentit ovat 4 73253 natriumkarbonaatti (Na2CO^) ja natriumsulfidi (NaS).

Sulate liuotetaan sitten heikkoon valkolipeään, joka saadaan pestäessä valkoliete ja sulatteen liuoksesta heikossa valkolipeässa käytetään nimitystä soodalipeä. Soodalipeän 5 pääkomponentti - natriumkarbonaatti - edustaa ei-aktiivista reagenssia puun sulfaattikeitossa ja tästä johtuen natrium-karbonaatti muutetaan aktiiviseksi keittoreagenssiksi - natriumhydroksidiksi - ts. suoritetaan kaustisointi. Kaustisointi suoritetaan lisäämällä soodalipeään riittävästi 10 kalkkia, kaustisointiprosessin johtaessa vahvan valkolipeän ja valkolietteen (CaCO^) muodostumiseen. Vahvaa valkolipeää, joka on oleellisesti NaOH:n ja Na^Srn seos, käytetään keitossa.

Näin ollen korvattaessa osa mustalipeästä tai se 15 kokonaan aktiivijätelietteellä ei sulfaattiprosessissa onnistuta käyttämään hyväksi kaikkea puhdistuslaitoksiin kertyvää jätelietettä.

Tunnetaan menetelmä jätevesijäännösten eliminoimiseksi ajamalla aikaisemmin vedettömäksi tehty ja kuivattu 20 jäännös kaatopaikalle. Tällaiseen menetelmään jätevesijäännösten eliminoimiseksi liittyy uusien jätteenvarastointi-laitosten pystyttäminen, kun olemassa olevat täyttyvät, mikä puolestaan vaatii enemmän maa-alaa. Lisäksi jätteen-varastointilaitokset aikaansaavat alueella haitallisen 25 tilan ympäristösuojelun kannalta katsoen. Tästä johtuen on suositeltavaa käyttää jätevesijäännösten eliminointimene-telmiä, jotka käsittävät vedenpoiston, kuivauksen ja polton.

Alalla tunnetaan menetelmä jätevesijäännösten, erityisesti aktiivijätelipeän eliminoimiseksi, joka käsittää 30 sen koaguloimisen rautakloridiliuoksella ja kalkkimaidolla, mitä seuraa vedenpoisto tyhjösuodattimissa, kuivaus ja poltto (vrt. Jakovleva, O.I., Tkatchenko, W.I., "Otchistka stotchnyh vod", "Lesnaja promyshlenost"-julkaisijat, Moskova, 1975, sivut 40-42).

35 Menetelmä toteutetaan seuraavasti. Lietteen pakka- il 5 73253 uskoneessa aktiivijätelietebiomassa sekoitetaan suhteessa 1:1 tai 1:2 etusakeutusaltaista saatuun jäännökseen, joka koostuu kuidusta ja kuoresta. Jäännöksen koaguloitumisen saavuttamiseksi sitä käsitellään rautakloridilla ja kalkki-5 maidolla. Jäännöksestä poistetaan sitten vesi tyhjösuo-dattimissa, mieluummin sellaisissa, joissa on suodatin-kankaan laskeva laatta. Jäännös, josta vesi on poistettu, irroitetaan tyhjösuodattimen laatalta erikoisveitsellä tai se puhalletaan paineilmalla. Jäännös, josta vesi on pois-10 tettu ja jonka kosteus on 83-85 %, saatetaan lämpökuivauk-sen kuivausrummuissa, jotka ovat 500-800°C:n lämpötilassa. Kuivattu jäännös, jonka kosteus on 20-40 %, poltetaan. Jätevesijäännösten eliminointiin sanotulla menetelmällä liittyy lämpökuivaus- ja polttolaitosten rakentaminen, jot-15 ka kuluttavat paljon energiaa. Sitäpaitsi suodos, joka on dekantoitu poistettaessa vesi esikoaguloidusta jäännöksestä ja on tyhjennetty puhdistuskokoonpanojen päälle, sisältää raudan ja kalsiumin myrkyllisiä yhdisteitä, jotka vaikuttavat haitallisesti jäteveden biologiseen puhdistus-20 prosessiin. Veden poistoon jäännöksestä tyhjösuodattimessa liittyy suodatinlevyn tukkeutumista, mikä huonontaa sen suodatuskykyä. Suodatinlevyn saattamiseksi ennalleen sitä on jaksottaisesti huuhdottava inhibitoidulla suolahapolla.

Tämän keksinnön kohteena on tapa käyttää sulfaatti-25 selluloosateollisuuden jäteveden käsittelystä saatua ak-tiivilietettä, joka sisältää aktiivilietteen biomassaa, kuituja ja kuorta.

Tälle keksinnölle on tunnusomaista, että aktiivi-lietettä käsitellään alkalisella liuoksella, joka sisäl- 6 73253 tää 5-80 g/1 Na20, lämpötilassa 20-70°C, jolloin osa aktiivilietteen biomassasta hydrolysoituu ja muodostuu aminojohdannaisia, että saadusta reaktioseoksesta poistetaan vettä, että näin saatu aikaiinen suodos käytetään 5 liuottamaan sulaa alkalisen keittoliuoksen valmistuksessa, ja että vedenpoistosta saatua kiinteätä tuotetta lisätään enintään 40 paino-%:n määrä kuitumassakoostumukseen kartongin ja kuitulevyjen valmistusta varten.

Jäteveden biologisessa puhdistussysteemissä bio-10 oksidanttien osaa näyttelee mikro-organismien populaatio (biosenoosi), johon kuuluvat bakteerit, alkueläimet ja myös vesikasvit, sienet jne., joita on aktiivilietteessä. Käytännössä ei ole mitään orgaanista alkuperää olevaa ainetta, jota mikro-organismit eivät kykenisi hapettamaan.

15 Selluloosa- ja paperituotannon viemärivedelle on luonteenomaista suuri joukko epäpuhtauksia, mikä selittää sen aktiivilietteen mikrokasvustokoostumuksen moninaisuuden, jota käytetään jonkin yrityksen puhdistuslaitoksissa. Suurinta osaa biosenoosissa näyttelevät bakteerit, joiden määrä voi 14 20 olla jopa 10 solua kutakin kuivan biomassan grammaa kohti. Aktiivisuutensa aikana mikro-organismit kuluttavat jäteveden orgaaniset aineet, lisääntyvät ja muodostavat täten aktiivijätelietteen. Aktiivilietteen biomassalle on ominaista suuri proteiinisisältö (30-50 paino-%) joka 25 hydrolysoituu alkalin vaikutuksesta muodostaen aminojohdan-naisia, jotka vaikuttavat edullisesti keittoprosesseihin. Tämä tekee mahdolliseksi käyttää aktiivilietteen biomassan alkalilipeitä voimapaperiprosessin vahvan valkolipeän valmistuksen kuluessa johtamalla nämä sulatteen liutukseen.

30 Ehdotetun keksinnön mukaisesti heikkoa valkolipeää voidaan käyttää jätevesijäännösten käsittelyyn, jotka sisältävät aktiivijätelietettä. Tällaisen käsittelyn jälkeen aktiivilietteen biomassan hydrolyysituotteiden rikastamaa heikkoa lipeää käytetään sulatteen tuottamiseen, mitä seu-35 raa soodalipeän käsittely tavanmukaiseen tapaan. Tällä prosessilla saatu alkalikeittolipeä on aktiivilietteen ai- 7 73253 kalihydrolyysituotteiden rikastama, mikä tekee mahdolliseksi tuottaa korkealaatuista selluloosaa. Jätevesi jäännösten käsittely alkalilipeillä, joiden Na20-väkevyys on alle 5 g/1, ei ole sopivaa sillä se toisi mukanaan läm-5 pötilan ja ajan kasvun, joita aktiivilietteen biomassan hydrolyysireaktiot vaativat edistyäkseen. Alkalilipeiden käyttö, joiden Na20-väkevyys on yli 80 g/1, ei myöskään ole sopivaa, sillä se johtaisi aktiivilietteen biomassan kasvaneeseen hydrolysoitumisasteeseen.

10 Alkalimassaa lisätään (vedenpoiston jälkeen) 40 paino-%:n määrä kartongin ja puukuitulevyn valmistukseen tarkoitettuun kokoonpanoon. Alkalimassa koostuu kuidusta ja kuoresta, johon on sekoittunut hydrolysoitumatonta aktiivilietettä ja sen alkalihydrolyysituotteita. Yli 15 40 paino-%:n alkalimassamäärän lisäys kartongin valmistuk seen tarkoitettuun kokoonpanoon ei ole sopivaa, sillä se toisi mukanaan saadun tuotteen fysikaalis-mekaanisten tekijöiden huononemisen.

Paperin, erilaisten kartonkien ja puukuitulevyn 20 valmistuksessa käytetään kasviperäistä kuidutettua lähtö- materiaalia. Kuidutettu lähtömateriaali on puolestaan peräisin selluloosaa sisältävien kasvilähteiden keitosta. Keitolla pyritään uuttamaan ligniini pois kuiduista. Riippuen tehtaassa valmistettavien tuotteiden laadusta saadaan sel-25 luloosaa, jolla on vaihteleva ligniinin poistoaste, mikä vaikuttaa sen fysikaalismekaanisiin tekijöihin. Mahdollisuus korvata osa kuidutetusta materiaalista kuidulla, joka on poistettu jätevedestä, tekee mahdolliseksi supistaa kasvi-alkuperää olevan kuidutetun lähtömateriaalin kulutusta, 30 saatujen tuotteiden tuotteiden laadun ollessa sama tai jopa parempi.

Sitäpaitsi jätevedestä poistetun kuidun käyttö kartonki- ja puukuitulevykokoonpanosssa tekee mahdolliseksi ratkaista sen hyväksikäyttöongelman johtamalla se takaisin 35 päätuotantokiertoon.

e 73253

On suositeltavaa käyttää valkoista sulfaattilipeää kemiallisena reagenssina jätevesijäännösten käsittelyyn. Käytettävissä on kahdenlaisia valkoisia sulfaattilipeitä. Vahvaa valkolipeää käytetään kasvilähteiden keittoon voima-5 paperiprosessissa. Heikko valkolipeä, joka saadaan valko-lietteen pesussa, johdetaan sulatteen liuotukseen vahvan valkolipeän valmistuksen kuluessa. Valkoliete pestään 60-80°C:n lämpötilassa. Tämän vuoksi voimapaperitehtailla, joilla on systeemi kemikaalien regeneroimiseksi, on aina 10 käytettävissä alkalilipeää, jonka lämpötila on 60-80°C, ts. heikkoa valkolipeää. Tämän keksinnön mukaisesti jätevesi jäännöksiä, jotka sisältävät koostumuksessaan aktiivi-jätelietettä, kuitua ja kuorta, käsitellään heikolla valko-lipeällä ennenkuin ne johdetaan sulatteen liuotukseen.

15 Näin ollen sulatteen liuottamisksi syötetään heikkoa valkolipeää, joka sisältää aktiivilietteen biomassan hydroly-soitumistuotteita. Heikon valkolipeän hyväksikäytössä jätevesi jäännösten käsittelyyn lipeä, jonka lämpötila on 60-80°C ja jota on saatavissa suoraan tehtaalta, ei aiheu-20 ta sen lämmitystarvetta.

Keksinnön ydin on seuraavassa. Viemäriveteen, joka sisältää aktiivijätelietteen biomassaa, sekoitetaan suhteessa 1:1 tai 1:2 viemärivettä, joka sisältää kuitua ja kuorta. Seoksesta poistetaan vesi esimerkiksi tyhjösuodat-25 timessa. Massaa, josta vesi on poistettu, käsitellään alka-liliuoksella, jonka väkevyys on 5-80 g/1 Na20:na laskettuna 20-80°C:n lämpötilassa. Käsittely suoritetaan sekoittimessa, johon vedettömäksi tehty massa ja alkalilipeä syötetään. Riippuen lämpötilasta ja väkevyydestä käsittely kestää 30 5-60 minuuttia. Aktiivilietteen biomassan hydrolyysi, joka toteutetaan alkalin vaikutuksella, johtaa aktiivilietteen alkalihydrolyysituotteiden siirtymiseen liuokseen. Aktiivi-lietteen biomassan hydrolysoitumisaste kohoaa, alkalilipeän lämpötilasta ja väkevyydestä riippuen 50-95,6 prosenttiin.

35 Seuraavassa reaktioseoksen tyhjösuodatuksessa tapahtuu sen 9 73253 erottuminen neste- ja kiintofaasiksi. Nestefaasia, joka on alkalisuodoksen muodossa, joka sisältää aktiivilietteen alkalihydrolyysituotteet, käytetään sulattaen liuottamiseen voimapaperiprosessin alkalikeittolipeän valmistuksen 5 kuluessa. Kiinteää faasia alkalimassan muodossa, joka koostuu kuidusta, kuoresta ja hydrolysoitumattomasta ak-tiivilietteestä, johon on sekoitettu aktiivilietteen hydro-lyysituotteet, lisätään korkeintaan 40 prosentin määrä haihdutettuun massakokoonpanoon, joka on tarkoitettu karton-10 gin ja puukuitulevyn valmistukseen.

Viitaten kuvioon 1 siinä esitetään eräs muunnos tehtaan juoksukaaviosta jätevesijäännösten talteenottoon tarkoitetun ehdotetun menetelmän toteuttamiseksi.

Altaasta 1 aktiivijäteliete johdetaan sekoittimeen 15 2, johon myös kuitua ja kuorta sisältävää viemärivettä syötetään. Jätevesien suhde on 1:1. Seoksesta poistetaan sitten vesi tyhjösuodattimessa, mieluummin sellaisessa, jossa on laskeutuva laatta. Tyhjösuodattimesta 3 dekantoitu suodos johdetaan selluloosan pesuun tai puretaan puhdistus-20 kokoonpanoille. Jäännöksen vedettömäksi tehty kerros syötetään sekoittimeen 4, johon alkali liuos, jonka väkevyys Na20:na laskettuna on 5-80 g/1, toimitetaan. Sekoitin 4 on oleellisesti säiliö, joka on varustettu sekoitinlaitteella ja aukoilla: yläosassa vedettömäksi tehdyn jäännöksen ja 25 alkaliliuoksen syöttä varten; pohjaosassa alkaalisen reak-tiosuspension poistamista varten. Sekoittimessa 4 tapahtuu aktiivilietteen biomassan alkalihydrolyysi. Suspensio, joka on näin saatu ja joka koostuu alkaliliuoksesta, joka sisältää aktiivilietteen alkalihydrolyysituotteet (nestefaasi) 30 ja kiinteän faasin kuidun, kuoren ja hydrolysoitumattoman lietteen osan muodossa, erotetaan tyhjösuodattimella 5.

Tyhjösuodattimesta 5 dekantoitua alkalisuodosta käytetään sulatteen liuottamiseen voimapaperiprosessin alkalikeittolipeän valmistuksen kuluessa ja vedettömäksi tehty alka-35 limassa lisätään kuidutettuun massaan, kun valmistetaan kartonkia ja puukuitulevyä.

_______ - Τ' 10 73253

Kartongin valmistukseen tarkoitetun kuidutetun massan valmistuksen kuluessa siihen lisätään liimausaine samoin kuin saostusaine sen kiinnittämiseksi kuidutettuun aineosaan, minkä jälkeen kartonkilevy luodaan, mitä seu- 5 raa sen vedenpoisto ja kuivaus.

Puukuitulevyä valmistettaessa parafiiniemulsiota lisätään valmistettuun kuidutettuun massaan. Tämän jälkeen näin valmistetusta massasta muodostetaan levy, mitä seuraa sen puristus ja kuumennus.

10 Näin ollen ehdotettu keksintö tekee mahdolliseksi sen vähäjätteisen tehdasjuoksukaavion selluloosa- ja paperiyrityksissä käyttämällä hyväksi jätevesijäännöksiä pää-tuotantoprosessissa ja samanaikaisesti supistaa raakaveden kulutusta jokaista saatujen tuotteiden tonnia kohti.

15 Valmistettaessa kartonkia ja puukuitulevyä ehdotettu keksintö auttaa pienentämään kasviperäisen kuidutetun lähtö-materiaalin kulutusta ja samanaikaisesti lisäämään tuotantoa. Jäännösten termisen kuivauksen ja polton menettelyjen eliminointi johtaa pienentyneeseen energiakustannuksiin.

20 Keksinnön kaupallinen käyttöönotto tekee mahdolliseksi tulla toimeen ilman ei-regeneroitavien ja myrkyllisten reagenssien käyttöä, joita tähän saakka on käytetty jäännösten koaguloimiseen.

Esimerkki 1 25 Altaasta 1 poistettua aktiivijätelietettä sekoitet tiin suhteessa 1:1 sekoittimessa 2 primäärialtäistä saatuun jäännökseen, joka koostui kuidusta ja kuoresta. Välittömästi sekoituksen jälkeen seos syötettiin tyhjösuodattimeen 3. Tyhjösuodattimessa seoksesta poistettiin vesi 95 pro- 30 sentin kosteuteen. Vedettömäksi tehtyä jäännöstä, joka sisälsi 43 paino-% aktiivilietettä ja 57 paino-% kuitua ja kuorta, käsiteltiin sekoittimessa 4 alkaliliuoksella, jonka kokonaisalkalipitoisuus oli 20 g/1 Na20:na laskettuna. Käsittelyä suoritettiin 70°C:n lämpötilassa 20 minuuttia.

35 Aktiivilietteen biomassan hydrolysoitumisaste tähän tilaan oli 95,6 % (kts. taulukko 1). Näin käsitellystä seoksesta 11 73253 poistettiin vesi tyhjösuodattimessa 5 80 prosentin kosteuteen. Dekantoitu suodos, jonka kokonaisalkalipitoi-suus oli 15,5 g/1 Na^rna laskettuna, johdettiin sulatteen liuotukseen. Tyhjösuodattimen 5 levyltä poistettua 5 alkalimassaa käytettiin kartongin ja puukuitulevyn valmistuksessa .

Esimerkki 2 Jätevesijäännökset valmistettiin käsittelyyn alka-liliuoksella samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Alkali-10 käsittelyn olosuhteet olivat seuraavat:

valkolipeän kokonaisalkalipitoisuus 10 g/1 Namina lämpötila 70°C

kestoaika 40 min.

Näissä käsittelyolosuhteissa aktiivilietteen hydro-15 lysoitumisaste oli 76,4 %. Tuotteita jotka saatiin poistettaessa vesi alkaalisesta reaktioseoksesta käytettiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkissä 1 ja 2 saadut analyysitulokset esitetään taulukossa 1.

20 Esimerkki 3 Jätevesi jäännökset valmistettiin käsiteltäviksi alkaliliuoksella Saimalla tavoin kuin esimerkissä 1. Alka-likäsittelyn olosuhteet olivat seuraavat:

natriumhydroksidin (NaOH) väkevyys 5 g/1 Namina 25 lämpötila 20°C

kestoaika 60 min.

Sanotuissa olosuhteissa aktiivilietteen hydrolysoi-tumisaste oli 50 %. Tuotteita, jotka saatiin poistettaessa vesi alkaalisesta reaktioseoksesta, käytettiin kuten esi-30 merkissä 1.

Esimerkki 4 Jätevesijäännökset valmisteltiin käsiteltäviksi alka-liliuoksella samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Alkali-käsittelyn olosuhteet olivat seuraavat: 12 73253

natriumhydroksidin väkevyys 20 g/1 Na^Orna lämpötila 20°C

kestoaika 20 min.

Näissä olosuhteissa aktiivilietteen hydrolysoitu-5 misaste oli 62,3 %. Alkalikäsittelyssä saatuja tuotteita käytettiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkki 5 Jätevesijäännökset valmistettiin käsiteltäviksi alkaliliuoksella samalla tavoin kuin esimerkissä 1.

10 Alkalikäsittelyn olosuhteet olivat seuraavat: natriumhydroksidin väkevyys 20 g/1 Na20:na

lämpötila 60°C

kestoaika 5 min.

Aktiivilietteen hydrolysoitumisaste oli 84,4 %.

15 Tuotteita, jotka saatiin poistettaessa vesi alkaalisesta reaktioseoksesta, käytettiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkki 6 Jätevesijäännökset valmistettiin käsiteltäviksi alkaliliuoksella kuten esimerkissä 1. Alkalikäsittelyn 20 olosuhteet olivat seuraavat: natriumhydroksidin väkevyys 20 g/1 Na20:na

lämpötila 60°C

kestoaika 20 min.

Näissä käsittelyolosuhteissa aktiivilietteen hydro-25 lysoitumisaste oli 87,6 %. Tuotteita, jotka saatiin poistettaessa vesi alkaalisesta reaktiomassasta, käytettiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkki 7 Jätevesijäännökset valmistettiin käsiteltäviksi 30 alkaliliuoksella samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Alkalikäsittelyn olosuhteet olivat seuraavat: natriumhydroksidin väkevyys 20 g/1 Na„0:na O ^

lämpötila 70 C

kestoaika 20 min.

35 Hydrolysoitumisaste näissä olosuhteissa oli 93,4 %.

n 73253

Tuotteita, joita saatiin poistettaessa vesi alkaalisesta reaktioseoksesta, käytettiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkki 8 Jätevesijäännökset valmistettiin käsiteltäviksi 5 alkaliliuoksella samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Käsittelyolosuhteet olivat seuraavat: natriumhydroksidiväkevyys 40 g/1 Na^Oina

lämpötila 20°C

kestoaika 20 min.

10 Näissä olosuhteissa aktiivilietteen hydrolysoitu- misaste oli 74,6 %. Tuotteita, jotka saatiin poistettaessa vesi alkaalisesta reaktiotuotteesta, käytettiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkki 9 15 Jätevesijäännökset valmisteltiin käsiteltäviksi alkaliliuoksella samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Alka-likäsittelyn olosuhteet olivat seuraavat: natriumhydroksidin väkevyys 80 g/1 Na2<3:na

lämpötila 70°C

20 kestoaika 5 min.

Hydrolysoitumisaste sanotussa käsittelyssä oli 80,2 %. Tuotteita, jotka saatiin poistamalla vesi alkaalisesta reaktioseoksesta, käytettiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkeissä 3-9 saadut analyysitulokset esitetään 25 taulukossa 2.

Taulukko 1

Esi- Alkalipitoisuus Lämpö- Käsittelyn Aktiivilietteen merkki liuoksessa tila kestoaika biomassan hydro- nro g/1 Na 0:na o lysoitumisaste, C % 30 ------— 1 20 70 20 95,6 2 10 70 40 76,4 14 73253

Taulukko 2

Esi- Alkalipitoisuus Lämpö- Käsittelyn Aktiivilietteen merkki liuoksessa, tila kestoaika biomassan hyd- nro g/1 Na20:na o^ rolysoitumis- aste, % 5 —'—1—~—————-------- ~— - 1 2 3 4 5 35 70 60 50,0 4 20 20 20 62,3 5 20 60 5 84,4 10 6 20 60 20 87,6 7 20 70 20 93,4 8 40 20 20 74,6 9 80 70 5 80,2 15 Esimerkki 10

Alkalisuodos, joka sisältää aktiivilietteen hydroly-soitumisotteita ja jota käytetään vahvojen valkolipeiden valmistuksen kuluessa, saatiin seuraavalla tavalla.

Altaasta 1 aktiivijäteliete syötettiin sekoittimeen 20 2, johon syötettiin myös primäärialtaista saatu jäännös, joka koostui kuidusta ja kuoresta. Aktiivijätelietteen suhde primäärialtaista saatuun jäännökseen oli 1:1. Välittömästi sekoituksen jälkeen seos johdettiin tyhjösuodattimeen 3 vedenpoistoa varten. Jäännöksestä, josta poistettiin 25 vesi 85 prosentin kosteuteen ja joka sisälsi 43 paino-% aktiivilietettä ja 57 paino-% kuitua ja kuorta, käsiteltiin sekoittajassa 4 valkolipeällä. Kokonaisalkalipitoisuus valkolipeässä oli 20 g/1 Na^Osna laskettuna. Käsittelyn lämpötila oli 70°C ja kestoaika 20 minuuttia. Näissä olo-30 suhteissa aktiivilietteen biomassan hydrolysoitumisaste oli 95,6 %. Käsittelyssä saadusta alkaalisesta reaktioseoksesta poistettiin vesi tyhjösuodattimessa 5 80 prosentin kosteu teen. Vedenpoistossa dekantoitu alkalisuodos sisälsi aktiivilietteen alkalihydrolyysin tuotteet. Kokonaisalkalipi-

II

is 73253 toisuus oli 15,5 g/1 Na^Orna laskettuna. Sulate liuotettiin alkalisuodokseen. Saatu soodalipeä, jonka kokonais-alkalipitoisuus oli 125,2 g/1 Na20:na laskettuna, aktiivisen alkalin pitoisuus 42,9 g/1 ja sulfidaatio oli 5 28,2 %, kaustisoitiin. Kaustisointiolosuhteet olivat seuraavat:

lämpötila 95°C

kestoaika 2 h

Kaustisoitumisaste tällä menettelyllä oli 80,6 %.

10 Kaustisointiprosesissa saadulla vahvalla valkolipeällä oli seuraavat ominaisuudet: kokonaisalkalipitoisuus 102,2 g/1 Na^Oina aktiivialkalipitoisuus 98,7 g/1 Na^Oina sulfidisuus 27,9 % 15 Esimerkki 11

Alkalisuodos, joka sisältää aktiivilietteen biomassan hydrolysoitumistuotteet, valmistettiin samalla tavoin kuin esimerkissä 10.

Alkalisuodosta ja valkolipeää, jonka kokonaisalka-20 lipitoisuus oli 1,5 g/1, syötettiin suhteessa 1:1 sulatteen liuotukseen. Soodalipeä, jonka kokonaisalkalipitoisuus oli 125,2 g/1 Na20:na laskettuna ja sulfidisuus 27,7 %, kaustisoitiin. Kaustisointiolosuhteet ylläpidettiin kuten esimerkissä 10. Kaustisointihyötysuhde oli 80,3 % ja 25 vahvalla valkolipeällä oli seuraavat ominaisuudet: kokonaisalkalipitoisuus 101,8 g/1 Na20:na aktiivinen alkalipitoisuus 98,5 g/1 Namina sulfidisuus 27,4 %

Esimerkki 12 (vertailu) 30 Sulatteen liuottamiseen käytettiin heikkoa valko lipeää, jonka kokonaisalkalipitoisuus oli 15,5 g/1 Na20:na laskettuna. Saatu soodalipeä, jonka aktiivinen alkalipitoisuus oli 41,2 g/1 Na20:na laskettuna ja sulfidisuus 28,0 %, kaustisoitiin. Kaustisointiolosuhteet yllä-35 pidettiin kuten esimerkissä 10. Kaustisointihyötysuhde tällä ie 73253 Γ

Menettelyllä oli 81,2 % ja valkolipeä sisälsi 10,2 g/1 Na20:na yhteensä alkalia, 98,8 g/1 Na20:na aktiivista alkalia ja sulfidisuus oli 27,8 %.

Esimerkeissä 10-12 saatujen sooda- ja valkolipei-5 den ominaisuudet esitetään taulukossa 3.

Taulukon 3 tulokset osoittavat, että alkalisuodok-sen hyväksikäyttö, joka on rikastettu aktiivilietteen hyd-rolysoitumistuotteilla, vahvojen valkolipeiden valmistukseen tekee mahdolliseksi valmistaa lipeitä, jotka ovat laadul-10 taan parempia kuin mitkään tavanmukaiseen tapaan saadut lipeät.

Taulukko 3

Esim Soodalipeän cminaisuudet Kausti_ Vahvan valkolipeän nro Kokonais-Aktiivinen Sulfi- sointi- P^.na:i-Suudet- 15 alkali- alkalipi- saatio hyöty- Kokonais- Aktiivi- Sulfidi- pitoisuus toisuus % suhde alkali- nen ai- suus g/1 g/1 pitoi- kalipi- %

NaJOjna Na 0:na suus g/1 toisuus

Na_0:na g/1

Namina 20 10 125,2 42,9 28,2 80,6 102,2 98,7 27,9 11 125,2 43,4 27,7 80,3 101,8 98,5 27,4 12 125,2 41,2 28,0 81,2 102,1 98,8 27,8 25

Esimerkki 13

Kartongin valmistukseen tarkoitettuun kuidutetun massan kokoonpanoon lisättiin alkalimassaa, joka saatiin 30 seuraavalla tavalla.

Altaasta 1 aktiivijäteliete syötettiin sekoittimeen 2, jossa siihen sekoitettiin suhteessa 1:1 primäärialtaista saatua jäännöstä, joka koostui kuidusta ja kuoresta. Välittömästi sekoituksen jälkeen seos johdettiin tyhjösuodatti-35 meen 3 vedenpoistoa varten. Jäännöstä, josta vesi oli poistettu 85 prosentin kosteuteen ja joka koostui 43 paino-%:sta 17 7325 3 aktiivilietettä ja 57 paino-%:sta kuitua ja kuorta, käsiteltiin valkolipeällä sekoittajassa 4. Kokonaisalkalipi-toisuus valkolipeässä oli 20 g/1 Na20:na laskettuna. Käsittelyä suoritettiin 20 minuutin ajan 70°C:n lämpö-5 tilassa. Alkaalikäsittelyn jälkeen reaktioseoksesta poistettiin vesi tyhjösuodattimessa 5 80 prosentin kosteutta. Näin saadusta alkalimassasta ja valkaisemattomasta sulfaattiselluloosasta valmistettiin kuidutettu massan kartongin valmistusta varten. Kuidutetun massan koostumus pai-10 noprosentteina oli seuraava: valkaisematonta sulfaattiselluloosaa 75 alkalimassaa 25

Kuidutettua massaa jauhettiin 76° ST:n jauhatus-asteeseen (Schopper-Riegler-asteikko), minkä jälkeen lisät-15 tiin liimausainetta, esimerkiksi hartsiliimaa 6 kg/ton määrä ja saostusainetta, esimerkiksi alumiinisulfaattia 70 kg:n määrä tonnia kohti. Näin valmistetusta kuidutetusta massasta valmistettiin kartonkia, jonka neliöpaino oli 2 200 g/m ja määritettiin seuraavat mekaaniset arvot: 20 imukyky, taittokestävyys, puhkaisulujuus ja rengasmurskaus-lujuus.

Valmistetulla kartongilla oli seuraavat ominaisuudet: 2 imukyky 18 g/m taittokestävyys 167 2 25 puhkaisulujuus 5,3 kp/cm rengasmurskauslujuus 31 kp

Esimerkki 14

Valmistettiin alkalimassa samalla tavoin kuin esimerkissä 13. Alkalimassasta ja valkaisemattomasta sulfaat-30 tiselluloosasta valmistettiin kuidutettu massa, jolla oli seuraava koostumus painoprosentteina: valkaisematonta sulfaatti-selluloosaa 7 0 alkalimassaa 30 35 Kuidutettua massaa käsiteltiin sitten kuten esi merkissä 13 ja valmistettiin kartonkia, jonka neliöpaino 2 18 7 3 2 5 3 oli 200 g/m . Valmistetun kartongin mekaaniset ominaisuudet määritettiin. Ne olivat seuraavat: 2 imukyky 15 g/m taittokestävyys 143 2 5 puhkaisulujuus 5,0 kp/cm rengasmurskauslujuus 31 kp

Esimerkki 15

Alkalimassa saatiin esimerkissä 13 kuvatulla tavalla.

Alkalimassasta ja valkaisemattomasta sulfaattiselluloosas- 10 ta valmistettiin kuidutettua massaa, jolla oli seuraava koostumus painoprosentteina: valkaisematonta sulfaatti-selluloosaa 60 alkalimassaa 40 15 Kuidutettua massaa käsiteltiin sitten kuten esimer kissä 13 ja valmistettiin kartonkia, jonka neliöpaino 2 oli 200 g/m . Saadulla kartongilla oli seuraavat mekaaniset ominaisuudet: 2 imukyky 16 g/m 20 taittokestävyys 161 2 puhkaisulujuus 4,7 kp/cm rengasmurskauslujuus 32 kp

Esimerkeissä 13-15 kuvattujen prosessien mukaisesti valmistettujen kartonkien laatuominaisuudet esitetään 25 taulukossa 4.

Taulukossa 4 annetut tulokset osoittavat, että jätevesijäännöksistä erotettu alkalimassa soveltuu käytettäväksi kuidutetun massan kokoonpanossa, joka on tarkoitettu pakkaus-, rakennus- ja kenkäkartongin valmistuk-30 seen.

Esimerkki 16

Alkalimassa valmistettiin esimerkissä 13 kuvatun prosessin mukaisesti. Alkalimassasta ja puumassasta valmistettiin kuidutettu seos, jolla oli seuraava koostumus 35 painoprosentteina: puumassa 90 alkalimassaa 10 19 73253

Saatu massa neutraloitiin rikkihapolla, paraffiini-emulsiota lisättiin 0,8 paino-%:n määrä ja muodostettiin sitten kuidutettu levy, jota puristettiin edelleen 7 minuuttia 30 kp/cm2:n paineessa ja 180°C:n lämpötilassa.

5 Saadulla puukuitulevyllä oli seuraavat ominaisuudet: tiheys 870 kg/m3 kosteus 8 % veden imeytyminen 24 h:ssa 16 % paksuuspaisuma 24 h:ssa 12 %

O

10 taivutuslujuus 530 kp/cm

Taulukko 4

Kuidutetun massan Mekaaniset ominaisuudet koostumus_

Esi- Valkaisema- Alkali- Tiheys Imukyky Taitto- Puhkaisu-Fengas- merkki tonta sulfaat- massaa g/m^ g/m^ kestä- lujuus murs- nro tiselluloosaa, paino-% vyys kaus- paino-% lu juus ___kp 13 75 25 200 18 167 5,3 31 20 14 70 30 200 15 143 5,0 31 15 60 40 200 16 161 4,7 32

Esimerkki 17

Alkalimassa saatiin samalla tavoin kuin esimerkissä 25 13. Valmistettiin puukuitulevy seuraavalla tavalla. Puu massaan (90 paino-%) lisättiin paraffiiniemulsiota 0,8 paino-%:n määrä ja senjälkeen muodostettiin levyn perusosa, minkä jälkeen levitettiin aikaisemmin rikkihapolla neutraloitua alkalimassaa 10 paino-%:n määrä sisäkerroksek- o 30 si. Puristusolosuhteet olivat seuraavat: paine 30 kp/cm , lämpötila 180°C, kestoaika 7 min.

20 7 3 2 5 3

Saadulla puukuitulevyllä oli seuraavat ominaisuudet: tiheys 870 kg/m3 kosteus 8 % 5 kosteuden imeytyminen 24 h:ssa 16 % paksuuspa!suma 24 h:ssa 12 % taivutuslujuus 500 kp/cm

Esimerkki 18 (vertailu) 10 Pelkkää puumassaa käytettiin puukuitumassan valmis tukseen. Levy valmistettiin esimerkin 16 prosessin mukaisesti. Levyn laatuominaisuudet olivat seuraavat: tiheys 870 kg/m3 kosteus 8 % 15 veden imeytyminen 24 h:ssa 22 % paisuma 24 h:ssa 15 % 2 taivutuslujuus 350 kp/cm 20 Taulukossa 5 alla esitetään esimerkeissä 16-18 saadun puukuitulevyn laatuominaisuudet.

Taulukko 5

Laatuominaisuudet Esimerkki nro 16 17 18 2 5 ______

Tiheys, kg/m3 870 870 870

Kosteus, % 888

Veden imeytyminen 24 h:ssa, % 16 18 22 30 Paksuuspaisuma 24 h:ssa, % 12 13 15

Taivutuslujuus, kp/cm^ 530 500 350

Koetulokset osoittavat, että jätevesijäännösten talteenotto, mitä seuraa niiden hyväksikäyttö päätuotanto-35 prosessissa, tekee mahdolliseksi korkealaatuisten tuotteiden saamisen.

Claims (2)

21 73253

1. Tapa käyttää sulfaattiselluloosateollisuuden jäteveden käsittelystä saatua aktiivilietettä, joka sisältää ak-5 tiivilietteen biomassaa, kuituja ja kuorta, tunnettu siitä, että aktiivilietettä käsitellään alkalisella liuoksella, joka sisältää 5-80 g/1 Na20, lämpötilassa 20-70°C, jolloin osa aktiivilietteen biomassasta hydrolysoituu ja muodostuu aminojohdannaisia, että saadusta reaktioseokses-10 ta poistetaan vettä, että näin saatu alkalinen suodos käytetään liuottamaan sulaa alkalisen keittoliuoksen valmistuksessa, ja että vedenpoistosta saatua kiinteätä tuotetta lisätään enintään 40 paino-%:n määrä kuitumassakoostumukseen kartongin ja kuitulevyjen valmistusta varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnet- t u siitä, että alkalisena liuoksena, jolla käsitellään aktiiviliuosta, käytetään sulfaattikeiton valkolipeää.