FI78279C

FI78279C - Foerfarande foer avlaegsnande av loesta och i kolloidal form varande stormolekyliga organiska aemnen ur traefoeraedlingsindustrins avfallsvatten.

Info

Publication number: FI78279C
Application number: FI850607A
Authority: FI
Inventors: Johan Gullichsen; Pertti Hynninen
Original assignee: Kamyr Ab
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1989-07-10
Also published as: FI850607A0; EP0250410B1; CA1288532C; DE3670280D1; ZA861109B; US4842688A; JPS62500393A; WO1986004888A1; FI78279B; FI850607L; EP0250410A1; BR8607040A

Description

1 78279

Menetelmä liuenneen ja kolloidisessa muodossa olevan suurmole-kyylisen orgaanisen aineen poistamiseksi puunjalostusteollisuuden jätevesistä - Förfarande för avlägsnande av lösta och i kolloidal form varande stormolekyliga organiska ämnen av träförädlingsindustrins avfallsvatten

Keksinnön kohteena on menetelmä suurimolekyylisten orgaanisten liuenneiden ja kolloidimuodossa olevien yhdisteiden poistamiseksi mekaanisen massan valmistuksen, kuorimon tai sellu- ja paperiteollisuuden muista, runsaasti suurimolekyylistä (moolimassa yli 1000), pääasiallisesti muuta orgaanista ainetta kun ligniiniä sisältävistä jätevesistä.

Kemi-termomekaanista (CTMP) massaa tuottavan tehtaan jätevedet ovat yleensä konsentroituja. Kemiallisen hapenkulutuksen (COD(3r)-arvot ovat suuruusluokkaa 5000-1500 mg O2/I ja samoin kiintoainemäärät 1000-4000 mg/1. Tämän tapaisen veden kiintoaine on useimmiten osittain kolloidimuodossa, jolloin tavanomainen kiintoaineen poistotapa, selkeytys ei vaikuta. Puunjalostusteollisuuden jätevesistä ovat nykyisellään tämän tapaisia myös mm. kuorimon jätevedet ja usein myös termomekaanisen (TMP) massan valmistusvedet.

Kokeiltaessa ligniinin poistamiseksi syrjäytysvalkaisun jätevesistä kehitettyä menetelmää, tutkittiin myös millä tavoin korkea lietekonsentraatio CTMP-laitoksen jätevesissä parantaa kolloidisen kiintoaineen laskeutuvuutta. Saostusaineena käytettiin paperitehtaan jätelietettä, joka sisältää paperinvalmistuksessa tarvittavia kemikaalioita, kuten alumiinisulfaattia, orgaanisia polymeerejä ja kaoliinia.

Tällöin todettiin, että käsittelemällä jätelietettä mineraali-hapolla (esim. rikkihappo) saatiin se toimimaan niin, että lisättäessä liete CTMP-laitoksen jäteveteen, jätevedestä poistui laskeutuvan lietteen mukana orgaanista ainetta. Jäte- 2 78279 veden CORcr-kuorma laski vesityypistä riippuen 30 - 70%.

Saunoin kiintoaine väheni ja jäteveden biologinen hapenkulutus BOD7 laski 30 - 50 %.

Tulokset olivat samantapaiset tai parempia kuin saatiin samoilla jätevesillä käsittelemällä niitä suurilla alumiini-sulfaattimäärillä.

Voidaan todeta, että lähinnä liukoisilla rauta-, alumiini- ja kalsiumsuoloilla tehty kemiallinen puhdistus poistaa tunnetusti jätevesistä erityisesti COD-kuormaa aiheuttavia usein suurimole-kyylisiä yhdisteitä. Menetelmien useista hyvistä ominaisuuksista huolimatta ne eivät ole yleistyneet. Syyt ovat vaihdelleet, mutta taustalla ovat yleensä olleet korkeahkot käyttökustannukset.

Paperitehtaan lietteen hyväksikäyttöä jäteveden puhdistuksessa on tutkittu jo aiemminkin. Esimerkiksi Eaton, D.C., Chang, Hm., Kirk, T.K. esittävät julkaisussaan "Kraft bleach plant effluent can be decolorized using the synergistic effects of cations solubilized by acidification of waste sludge", Tappi 65 (5):167 (1982), että tekemällä paperitehtaan liete happamaksi voidaan saada liuokseen mm. alumiini-, rauta- ja kaisiumyhdisteitä. Kun seokseen lisätään alkalista valkaisuvettä, saostuu värillisiä yhdisteitä. Jäteveden pH:n nosto saostaa lisää väriaineita.

Kemiallisessa saostuksessa muodostuvan alumiinisuolapitoisen lietteen kemikaalien renegerointia uudelleenkäyttöä varten on myös tutkittu ja kokeiltu. Esimerkiksi Berov, B.V. ja Shapchenko, V.M. julkaisussa Bumazh. Prom. no. 6:13 - 14 (June 1978) esittävät, että liuottamalla sulfaattisellutehtaan alumiinisulfaatilla saostettua lietettä rikkihapolla saadaan liuos, joka poistaa sellutehtaan jätevedestä väriä. Liukenemattomat alumiinihydroksidi ja muut emäksiset alumiinisuolat on muutettu alumiinisulfaatiksi.

3 78279

Sellu- ja paperitehtaan lietteiden tuhkaa on esitetty myös käytettäväksi (Shimizu, K. Assignees: Orion Kikai Kogyo K.K. Jap.pat. Kokai 75, 162/79, June 15) asumajätevesien puhdistuksessa. Sellu- ja paperitehtaan liete on kuivattu ja kuumennettu 1000 - 1100°C. Saatu tuhka on sekoitettu happameen saveen.

Näin saatua tuotetta on esitetty käytettäväksi asumajäteveden ns. tertiääripuhdistuksessa.

Nyt tehdyissä laboratoriokokeissa on todettu, että käsittelemällä ensin hienopaperitehtaan lietettä rikkihapolla niin, että sen pH oli noin 2 ja lisäämällä näin saatua lietettä 2 - 3 g k.a./l CTMP-laitoksen jätevettä, saostui huomattava määrä orgaanista ainetta. Saostuminen tehostui, kun veden pH:ksi säädettiin kalkilla 4,5 - 6.

Samalla esimerkiksi CTMP-laitoksen peroksidivalkaistun massan jäteveden CODCr-kulutus laski tasolta 5500 mg/1 tasolle 2200 mg/1. Saman aikaisesti BODy-kuorma aleni tasolta 2400 mg O2/I tasolle 1300 mg O2/I· Kiintoaine väheni vastaavsati tasolta 2000 mg/1 tasolle 100 mg/1.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että jäteveteen lisätään kierrättämätöntä ja kierrätettyä kuitu- ja kemikaalipitoista jätelietettä, joka tehdään happamaksi ennen sekoittumistaan käsiteltävään veteen, että vesi-liete-seokseen tarvittaessa lisätään kalkkia tai kalsium-hydroksidia, että kuitupitoinen jae erotetaan saostamalla sel-keytysastiassa ja että osa erotetusta kuitupitoisesta jakeesta palautetaan hapotusvaiheeseen.

Lietteen pH-arvo on sopivimmin 1,5 - 2,5.

Keksintöä selostetaan seuraavissa esimerkeissä: * 78279

Esimerkki 1 CTMP-massa valkaisu- ja ns. puristusvesillä tehdyissä kokeissa käytettiin paperitehtaan jätelietettä. Liete sisälsi mm. kuituja, alumiinisuoloja sekä täyteainekaoliinia. Liete tehtiin happamaksi H2SO4 pH:n ollessa n. 2 tehokkaasti sekoittaen. Lietemäärä oli 150 ml ja sisälsi 4 g kuitua. Käsittelyaika oli 2 minuuttia.

Liete lisättiin tämän jälkeen käsiteltävään jäteveteen, jonka määrä oli 850 m3. Lopuksi jäteveden pH säädettiin arvoon 4,8 lisäämällä kalsiumhydroksidia.

Saostunut orgaaninen aines ja kuidut sidottiin toisiinsa ja parannettiin lietteen vedenpoisto-ominaisuuksia lisäämällä kationista polymeeriä 3 g/m3 jätevettä.

Lietteen käsittelyssä kokeiltiin mm. suodatusta, joka kokeilluissa tapauksissa oli suhteellisen helppoa.

Kokeiltu paperitehtaan lietteelle osoitti, että sitä voitiin käyttää 4-5 kertaa uudelleen. Tarvittava kuitumäärä oli noin 3 - 5 kg k.a./m3.

Tutkituissa tapauksissa CTMP-laitoksen peroksidivalkaisun jätevesien kemiallinen hapenkulutus (CODCr-luku) aleni noin 60 % ja biologinen hapenkulutus noin 50 %. Vastaavat arvot CTMP-laitoksen puristusvesille olivat 50 % ja 40 %. Puriste-veden väriluku aleni noin 80 %.

Esimerkki 2

Tehtyjen kokeiden perusteella on päädytty oheisessa piirustuksessa esitettyyn prosessikaavioon. Se soveltuu ainakin sekä 5 78279 kemi-termomekaanisen massan että muiden mekaanisten massojen valmistuksen sekä kuorimon jätevesien käsittelyyn.

Kuviossa on viitenumerolla 1 merkitty käsiteltävä jätevesi. Siihen lisätään sekoitusastiasta 4 hapan lieteseos 15. Liete-seos on saatu sekoittamalla paperitehtaan jätevesilaitoksella erotettua lietettä 3 ja rikkihappoa 2. Vesi-liete-seokseen 16 sekoitetaan astiassa 5 kalsiumoksidia tai kalsiumhydroksidia 5 ja kationista polymeeriä 7. Seos 17 menee selkeyttämöön 8. Sieltä puhdistunut vesi 12 voidaan johtaa vesistöön tai jatkokäsittelyyn esimerkiksi biologisessa puhdistamossa pienimolekyylisten aineiden poistamiseksi.

Selkeyttimestä osa lietteestä 9 palautetaan lietteen hapotuk-seen 4. Osa lietteestä 18, johon lisätään kationista polymeeriä 11, johdetaan suotonauhapuristimeen 10, josta lietevesi 13 palautetaan sekoitusastiaan 4. Noin 40 %:n kuiva-ainepitoisuuteen kuivattu liete 14 menee lietteen jatkokäsittelyyn.

Esimerkki 3

Ottamalla esimerkiksi 500 t/d kemi-termomekaanista massaa tuottavan tehtaan yhdistetty jätevesi on tarvittavan laitoksen päämitoitus seuraava: - jätevesimäärä mVh 300 - lietemäärä (lisäys ja poisto) kg/h 250 - kierrettävä liete kg/h 650 - polymeerimäärä kg/h 1,5 - 2,0 - happomäärä 0,1 N H2SO4 kg/h 3 - lietteen hapotusastian tilavuus m3 0,5 - vesi-liete-seoksen neutralointi- astian tilavuus 10 - selkeytin - tilavuus m3 1250 - pinta-ala m^ 250

Claims

6 78279 Pa tenttivaatimukset

1. Menetelmä suurimolekyylisten orgaanisten liuenneiden ja kolloidimuodossa olevien yhdisteiden poistamiseksi mekaanisen massan valmistuksen, kuorimon tai sellu- ja paperiteollisuuden muista, runsaasti suurimolekyylistä (moolimassa yli 1000), pääasiallisesti muuta orgaanista ainetta kuin ligniiniä sisältävistä jätevesistä, tunnettu siitä, että jäteveteen lisätään kierrättämätöntä ja kierrätettyä kuitu- ja kemikaalipi-toista jätelietettä, joka tehdään happamaksi ennen sekoittamistaan käsiteltävään veteen, että vesi-liete-seokseen tarvittaessa lisätään kalkkia tai kalsiumhydroksidia, että kuitupitoinen jae erotetaan seostamalla selkeytysastiassa ja että osa erotetusta kuitupitoisesta jakeesta palautetaan hapotusvaiheeseen.

2. Patenttvaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäteliete hapotetaan mineraalihapolla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että jätelietteen pH-arvo ennen sekoittamista käsiteltävään veteen on 1,5 - 2,5.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selkeytysastiassa vesi-liete-seoksen pH-arvo on 4,5 - 6,0.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalsiumsuolojen lisäyksen yhteydessä lisätään kationista polymeeriä 1-4 g/m^ käsiteltävää j ätevettä.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävään jäteveteen lisättävä hapan kokonaiskuitumäärä on vähintään 2 kg/m^ käsiteltävää jätevettä. 1 78279