NO135674B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

til avfarging av ligninholdig avløpsvann fra masseblekerier ved å fraskille ligninet samt nedbryte dette. Med betegnelsen "lignin" menes også omdannelsesprodukter av lignin.

Konvensjonell bleking av kjemisk masse utføres i flere trinn med forskjellige kjemikalier, hovedsakelig klor, alkali, hypokloritt og klordioksyd. Ved blekingen utløses lignin og andre vedbestanddeler. Vaskevæskene fra de forskjellige bleke-trinn har hittil som regel gått til avløp til tross for at de utgjør en alvorlig forurensningskilde for recipienten på grunn av sitt innhold av lignin og omdannelsesprodukter derav (i det følgende begge betegnet lignin) og oksygenforbrukende nedbrytningsprodukter av cellulose og hemicellulose, såkalte BO-substanser. Det er hovedsakelig to grunner for at man ikke har kunnet foreta en effektiv rensing av disse vaskevæsker. Por det første kan det ikke unngås at man ved massens bleking og vasking må benytte meget store kvantiteter vann. Dermed blir innholdet av tørrstoff så lavt at en inndampning med etterfølgende utnyttelse og/eller uskadeliggjøring ikke har vært ansett som økonomisk mulig. Por det andre inneholder blekeribakvann av den aktuelle type også store mengder klorider og kan derfor ikke inndampes og forbrennes sammen med den benyttede koklut på grunn av den meget hurtige korrosjon i gjenvinningsanleggene som herved ville bli følgen.. Inndampning og forbrenning av avløpsvann fra på konvensjonell måte bleket kjemisk masse har således hittil blitt hindret av såvel økonomiske som tekniske grunner.

Når det gjelder andre typer avløpsvann, slik som sileriavløp, lutholdige kondensater og avløpsvann fra anlegg for oksygengassbleking,' utgjør kloridene vanligvis ikke noe problem, men derimot har man også i disse tilfeller problemer med innholdet av lignin og BO-substanser. Et første formål med oppfinnelsen er derfor på en teknisk-økonomisk rimelig måte å konsentrere og uskadeliggjøre disse produkter, og da først og fremst lignininnholdet. Et annet formål når det gjelder kloridholdig avløpsvann er å konsentrere nevnte produkter uten at samtidig klorider eller andre halogenioner i en fra korrosjonssynspunkt uakseptabel grad inkorporeres i konsentratet.

Fra US-patent nr. 3-458.439 er det kjent en metode for fjerning av klor ved hjelp av anioniske harpikser med funksjonelle aminogrupper. Det skal i denne forbindelse også vises til US-patent nr. 3-252.898. Videre er det kjent å benytte slike harpikser på nytt etter regenerering (aktivisering) med syrer.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for avfarging av avløpsvann fra masseblekerier inneholdende fargede nedbrytningsprodukter av lignin og bestående helt eller delvis av avløpet fra et alkali-ekstraksjonstrinn i nevnte masseblekeri, og denne fremgangsmåte er kjenne-tegnet ved at avløpsvannet bringes i kontakt med en partikkél-formig anionutvekslerharpiks av kjent type på basis av fenolformaldehydharpiks hvis skjelett bærer funnksjonelle aminogrupper som er aktivert ved kontakt med en sur oppløsning, hvorved man får et filtrat med nedsatt innhold av nevnte nedbrytningsprodukter, hvilket filtrat fjernes fra anionutvekslerharpiksen, hvoretter anionutvekslerharpiksen elueres (regenereres) og avgir et eluat som inneholder vesentlig alle de fargede nedbrytningsprodukter av lignin som er fjernet fra avløpsvannet, hvoretter anionutvekslerharpiksen på ny aktiveres ved behandling med en sur oppløsning.

Det som er uttalt ovenfor om lignin gjelder også i

det vesentlige BO-stoffene.

Ifølge en foretrukken utførelse har harpiksen karak-ter av en svakt basisk ioneutvekslerharpiks som inneholder funksjonelle grupper av tertiære og/eller sekundære aminer som bæres av det fenoliske skjelett. Også primære aminer kan være egnet i denne forbindelse og visse indikasjoner finnes på at disse til og med skulle være mer egnet enn de tertiære og sekundære. Man har foretatt vellykkede forsøk med de svakt basiske ioneutvekslerharpikser som betegnes "Duolite A4-F", "Duolite A-6", "Duolite A-7" og "Duolite S--37". Disse harpikser har alle feno-lisk matrise. • "Duolite A4-F" og "Duolite A-6" har videre funksjonelle grupper bestående hovedsakelig av tertiære aminer, mens "Duolite A-7" inneholder funksjonelle grupper bestående hovedsakelig av sekundære aminer, og "Duolite S-37" en blanding av forskjellige aminer. I samtlige av disse harpikser synes det også å forekomme kvartære aminer i varierende grad.

Ved gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan harpiksen være anordnet som et lag i en eller flere kolonner, idet det vann som skal renses ledes gjennom nevnte lag. Man kan altså med fordel tenke seg kontinuerlige prosesser.

Ioneutvekslerens opptagelseskapasitet med hensyn til lignin avhenger blant annet av det anion som harpiksen er mettet med, dvs.■ aktivert med. Det er kjent at kloridioner normalt har lavere affinitet overfor ioneutveksleren enn f.eks. sulfationer og at kloridioner egentlig tilhører de ioner som har den laveste affinitet til ioneutvekslere. Dersom man under den forutsetning at oppfinnelsens effekt virkelig bygger på et ioneutvekslingsforhold, ordner noen anioner som kan tenkes benyttet i foreliggende tilfelle, etter stigende affinitet til ioneutveksleren, oppnåes følgende bilde:

For å oppnå høy kapasitet ville det derfor være naturlig å mette ioneutveksleren med kloridioner. Forsøk har imidlertid vist at den med sulfationer mettede ioneutveksler bare gir ubetydelig lavere kapasitet enn den kloridmettede. Fra et korrosjonssynspunkt er det derfor ved foreliggende fremgangsmåte egnet å mette ioneutveksleren med f.eks. sulfationer (aktivering med H2SO^) istedenfor med kloridioner fordi man herved unngår at eluatet forurenses av klorider eller andre halogenioner. Eksempler på andre anioner som ikke utgjøres av halogenioner er f.eks. bisulfittioner (aktivering med S02-vann). Dette aspekt ved oppfinnelsen kan også uttrykkes slik at ioneutveksleren ved aktiveringen mettes med slike anioner som har mindre affinitet til ioneutveksleren enn lignin, men større affinitet enn kloridioner.

I ethvertfall de tilfeller avløpsvannet inneholder et vesentlig kloridinnhold omfatter behandlingen ifølge oppfinnelsen hensiktsmessig også et vasketrinn, som vil bli nærmere forklart i det følgende, men hvis utmerkede konsekvens er at klorider samt andre eventuelt forekommende halogenioner i det vesentlige kan elimineres fra ioneutvekslerlaget før dette elueres. En annen konsekvens av denne foranstalt-ning er videre at man kan skape en noe større valgfrihet hva angår aktiveringsmidler, slik at man, ihvertfall i de tilfeller eluatet kan utnyttes på egnet måte, som aktiveringsmiddel også kan benyttes klorid-holdige syrer eller syrer med andre halogenioner. Således kan f.eks. HC1 i disse tilfeller benyttes for- aktivering av laget. Videre kan man i disse tilfeller benytte forskjellige restsyrer fra massefabrikken, slik som restsyrer fra blekerier og kokerier, restsyre fra ClC^-til-virkning samt SC^-vann. Vasketrinnet består herved i at laget vaskes med en ikke-halogenholdig saltoppløsning hvorved hoveddelen av de fra et korrosjonssynspunkt skadelige ioner kan avdrives fra laget før dette elueres.

Ifølge en videre utviklingsform av oppfinnelsen kan man også kombinere behandlingen av avløpsvannet med den fenoliske harpiksen med en biologisk rensing av avløpsvannet, hvorved den biologiske behandling hensiktsmessig utføres på i og for seg kjent måte, f.eks. med aktivt slam, i biologisk sjikt, i luftede dammer eller lignende. Foretatte forsøk har vist at man ved-hjelp av denne kombinasjon kan oppnå overraskende høy rensingseffekt. Ved å utføre den biokjemiske behandling før man lar vannet passere harpikslagene, oppnåes dessuten den ikke uvesentlige effekt at belastningen på lagene minsker, hvorved anleggets kapasitet beregnet i totalt behandlet mengde avløpsvann, kan økes.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnåes et eluat som

i konsentrert form inneholder det aller meste av avløpsvannets lignin og en vesentlig del av BO-stoffene. Oppfinnelsen inkluderer også uskadeliggjørelsen av dette konsentrat. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen konsentreres tørrstoffinnholdet ytterligere, vanligvis til mellom 55 og 65 %, for deretter å forbrennes i konvensjonelle ovner av den type som benyttes i massefabrikkens system for kjemi-kaliegjenvinning. Det har herved vist seg at viskositetsproblemer kan oppstå. Spesielt er dette tilfelle ved inndamping av eluater som er oppnådd ved behandling av avløp fra sulfatblekerier. Problemet kan imidlertid løses ifølge en videreutvikling av oppfinnelsen, ved at eluatet blandes med et alkali før det inndampes. Man kan f.eks. benytte svartluten fra sulfatmassekokingen for dette formål dersom den har tilstrekkelig alkalitet. Dersom dette ikke skulle være tilfelle kan man endog blande eluatet med svartlut i fall man også tilsetter ekstra alkali. Det er også mulig helt eller delvis å tilbake-føre eluatet til en alkalisk oppløsning i massefabrikken, fortrinnsvis til et sulfatmassekokeri, hvoretter eluatet deltar i kokeprosessen.

Man kan også unngå inndampingen ved å blande eluatet med en fortrinnsvis overinndampet tykklut før konsentrasjonsregulering av denne, hvoretter man forbrenner blandingen.

Ytterligere kjennetegn og utviklingsformer av oppfinnelsen vil fremgå av følgende beskrivelse av foretatte forsøk. Herved vil det vises til de vedlagte tegninger hvor

fig. 1 i form av et søylediagram som illustrerer de rensings-effekter som ble oppnådd ved et første forsøk,

fig. 2 illustrerer hvordan kloridinnholdet kan nedsettes i ioneutvekslerlaget før eluering ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 illustrerer viskositetsforholdene ved inndamping av det ligninholdige eluatet sammen med svartlut,

fig. 4 viser et strømningsdiagram for rensing av ligninholdig avløp ifølge oppfinnelsen fra en sulfatmassefabrikk, og

fig. 5 viser strømningsskjerna for et utbygget rensingssystem.

Forsøk 1

I en glasskolonne med en diameter på ca. 8 cm ble det til en høyde på ca. 100 cm tilsatt 4.2 1 av en kornformig, porøs anionut-vekslermasse. Ioneutvekslermassen var av svakt basisk type, nærmere bestemt den tidligere nevnte "Duolite A4-F", og som består av en harpiks med et skjelett av fenolformaldehyd på hvilket det forekommer substituerte funksjonelle ioneutvekslingsgrupper av hovedsakelig ter-tiær amin. Massen hadde en kornstørrelse tilsvarende 40 - 80 mesh og en høy porøsitet.

Undersøkelsene ble utført på avløpsvann fra et 250 tonns blekeri i en sulfatmassefabrikk. Som vedråvare ble benyttet en blanding av gran og furu. Den ublekéde massen hadde et klortall på ca. 5.5. Blekingen ble utført til én lyshet på ca. 91 % SCAN, hvorved trinnrekkefølgen ved blekingen, som var normalt ved bleking av sulfat-masse, var følgende:

a) Klorering

b) Ekstraksjon med alkali (NaOH)

c) Hypoklorittbleking (NaCIO)

d) Behandling med klordioksyd (CIO,,)

e) Ekstraksjon med alkali (NaOH)

f) Behandling med klordioksyd (CIO^)

Forberedende undersøkelser viste at mesteparten av forurens-ningene fra blekeriets samlede avløp finnes i avløpsvannet fra det første ekstraksjonstrinnet (trinn b), nemlig ca. 95 % av fargestoffene, dvs. lignininnholdet, ca. 75 % stoffer med høyt kjemisk oksygenfor-bruk (KMnO^-forbruk) og ca. 50 % stoffer med høyt biokjemisk oksygen-forbruk, såkalte BO-stoffer. Det er derfor i første rekke avløps-vannet fra dette trinn som sett fra et vannvernings synspunkt er viktig å rense, Dg foreliggende eksempel skal vise hvordan dette kan utføres ifølge oppfinnelsen ved hjelp av ovennevnte ioneutvekslermasse på fenolbasis. Et formål med forsøket var også å utrede ioneutvekslerens utvekslingskapasitet samt eluatets klorinnhold. Det ble derfor foretatt et stort antall cykler ifølge følgende sekvens. a) Innføring av avløpsvann fra det første alkaliekstraksjonstrinnet (trinn b, ovenfor)

g) Vasking med vann

y) Eluering av 2-n NaOH-oppløsning

6) Vasking med vann

e) Aktivering med l-n I^SO^-oppløsning

<j>) Vasking med vann.

Under forsøket hadde ioneutvekslerfasen en pH på 5. Det viste seg at kapasiteten hos ioneutveksleren øket rettlinjet når pH-verdien i den inngående oppløsning (avløpsvannet) ble senket fra 11 til 5 ved tilsetning av I^SO^. Ved ytterligere syretilsetning til den inngående oppløsning ble det ikke oppnådd noen videre økning av utvekslerkapasiteten. Med det formål å øke utvekslingskapasiteten til ioneutvekslerkolonnen bør derfor pH-verdien til det inngående av-løpsvann senkes ned mot pH = 5 før behandlingen i ioneutveksleren eller i det minste til en verdi mellom 5 og 8. En ulempe med altfor lav pH i inngående oppløsning er dog at dette i visse tilfeller kan forårsake gjentetning av ioneutvekslere. Inngående oppløsning bør derfor i slie tilfeller ha en pH >. 8, til tross for at dette i visse tilfeller minsker ioneutvekslerens utvekslingskapasitet.

Ved bestemmelse av ioneutvekslerkolonnens rensingseffekt

fikk avløpet fra blekeriets første alkaliekstraksjonstrinn passere kolonnen til filtratets konsentrasjon av permanganatforbrukende stoff hadde steget til et "break-through-point" tilsvarende 30 % av konsen-trasjonen i det inngående avløpsvann (trinn a i behandlingscykelen). Rensingsresultatet fremgår av søylediagrammet i fig. 1, der søylene til venstre representerer urensede avløp og de til høyre representerer avløp som er renset med hensyn til det første alkaliekstraksjonstrinnet (trinn b), Det fremgår av diagrammet at den gjennomsnittlige rensingseffekt med hensyn til permanganatforbrukende stoff i avløpet fra det første alkaliekstraksjonstrinnet når opp til ca. 85 %. Når det gjelder fargen (lignin) er rensingseffekten også ca. 85 %, mens BO-stoffene (BO^-ekvivalenter) reduseres til ca. 50 %. Beregnet på det totale avløp fra blekeriet minsker permanganat forbruket med ca. 60 %, lignin med 75 % og BO,., med ca. 25$. Forsøket viser altså at man med bare middels innsats av rensings-arbeide kan oppnå meget gode rensingsresultater, hvilke imidlertid naturligvis kan ytterligere forbedres ved at også avløpet fra andre avløp enn det første ekstraksjonstrinn renses.

Etter at nevnte "break-through-point" tilsvarende 30 % av

den inngående oppløsnings konsentrasjon av KMnO^-forbrukende materiale • var oppnådd, ble ioneutvekslingsmassen vasket med vann, trinn 3, hvor-

etter ioneutveksleren ble eluert med 2 1 2-n NaOH-oppløsning, trinn y, vasket på nytt med vann, trinn 6, aktivert med 2 1 l-n ^SO^, trinn e, samt tilslutt vasket ytterligere en gang med vann, trinn <j>. Ved undersøkelse av eluatet viste det seg at det ligninbundede klor festet seg til ioneutveksleren i samme utstrekning som ligninet selv mens hoveddelen av kloridene fulgte med vannet. Det ble altså oppnådd en viss separering mellom kloridene og kiorligninet hvilket er en forutsetning for at metoden skal kunne benyttes med hell i praksis. Eluatet kom dog til å inneholde større mengder klorider enn det som er ønskelig med hensyn til korrosjonsrisikoene i forbindelse med eluatets oppbevaring, dvs. i første rekke inndamping og forbrenning.

Forsøk 2

Dette forsøk har som formål å utvikle prosessen ifølge oppfinnelsen slik at eluatets kloridinnhold nedsettes til innhold som er helt akseptable med hensyn til korrosjonsrisikoen. Som ioneutveksler ble det i dette tilfelle benyttet 5 1 av den tidligere nevnte harpiks, "Duolite A-7", og som i likhet med foregående harpiks består av et skjelett av fenolformaldehyd, men der de funksjonelle ioneutveksler-gruppene hovedsakelig utgjøres av sekundært amin. Massen hadde også i dette tilfelle en korrosjonsstørrelse tilsvarende 40 - 80 mesh.

Avløpsvannet var av samme type som i forsøk 1 og'behandlingen ble foretatt ifølge samme cykel a - <j) som i dette forsøk, skjønt med den forskjell at et ytterligere vasketrinn 3' ble innført etter den første vaskingen med vann, trinn 3. Dette vasketrinn 3' besto av

vasking av ioneutvekslerkolonnen med en vesentlig halogenionfri salt-oppløsning, nærmere bestemt med en' 0.l-n Na2S0^-oppløsning, hvis SO^-ioner har større affinitet til ioneutveksleren enn kloridioner. Etter vasking med Na2S0^ ble det foretatt ytterligere en vasking med vann som betegnes 3" i fig. 2.

I diagrammet i fig. 2 er kloridionmengden i ioneutvekslerlaget uttrykt som en funksjon av antallet lagvolumer (V) væske som er tilført til laget i trinnene 3, 3'j 3" og y, dvs. ved vasking før elueringen samt under selve elueringen. Det fremgår av diagrammet at man med den første vannvaskingen kan redusere kloridioninnholdet fra 29 g til ca. 23 g. Ved vasking med 0.1-n Na-^SO^ kan imidlertid, som diagrammet viser, kloridioninnholdet ytterligere senkes drastisk eller helt ned til ca. 3 g. Den ytterligere vannvaskingen, trinn 3", ga ingen ytterligere effekt. -Eluatet kom således til å inneholde ca. 3 g kloridioner. Opprinnelig ble det innført ca. 67 g kloridioner med avløpsvannet av hvilke 29 g ble bundet i ioneutvekslerlaget og 38 g ble direkte fraseparert. Beregnet på det totale klorioninnhold i inngående avløpsvann ga det første alkaliekstraksjonstrinnet, har man altså lykkes i å fraseparere ca. 64 av 67 g kloridioner, tilsvarende ca. 96 %. Rensingseffekten forøvrig tilsvarte de resultater som ble oppnådd i forsøk 1.

Forsøk 3

Dette forsøk angår den utviklingsform av oppfinnelsen ifølge hvilken behandlingen av avløpsvannet med den fenoliske harpiks kombineres med en biologisk rensing av avløpsvannet. Bakgrunnen for denne utviklingsform av oppfinnelsen er den at avfallslignin fra massefrem-stilling, uavhengig av opprinnelse, er biologisk så stabile at de også etter lang tid kan gjenfinnes som organisk materiale i et akvatisk system. Noen fullstendig biologisk nedbrytning av systemets innhold av organisk kull skjer således nesten ikke, i ethvert fall skjer ned-brytningen etter en tid meget langsomt. Man sier at slikt avfallslignin har "stabilisert" seg.

I dette forsøk omtales resultater oppnådd etter behandling av vann inneholdende avfallslignin som er "stabilisert" ved biokjemisk behandling. Behandlingen har dels bestått i kjemisk utfelling med aluminiumsulfat (100 mg/l), dels ved behandling av vannet med den i forsøk 1 beskrevne ioneutvekslingsmasse "Duolite A-4F". Behandlingen med ioneutveksleren skjedde ved forekommende pH-verdi for vannet mellom 7.8 og 8.2. Forsøksresultatene er angitt i tabell 1.

I tabell 1 er:

OB: avløpsvann som er ubehandlet etter biokjemisk behandling.

F: avløpsvann som etter biokjemisk behandling er renset ved utfelling med aluminiumsulfat.

JB: Avløpsvann som etter biokjemisk behandling er renset ved ioneutveksling ifølge oppfinnelsen.

Behandlingen av det "stabiliserte" avfallslignin med den svakt basiske anionutveksleren ifølge oppfinnelsen, resulterte i en fullstendig reduksjon av vannets farge i det synlige området, uavhengig av ligninets type-. Kjemisk utfelling med aluminiumsulfat.(100 mg/l) ga 20 - 35 % lavere reduksjon. Med hensyn til de akvatiske systemers organiske innhold, karakterisert ved innholdet av organisk kull og av permanganattallet, er forskjellene mellom de forskjellige lignintyper av betydning. Lignin fra alkalitrinn samt sulfittlignin danner her en spesiell gruppe. Kjemisk utfelling gir også for denne gruppe dår-ligere resultater enn anvendelse av ioneutveksler, hvilket muligens

kan skyldes at størstedelen av dette ligninmateriale har lav molekyl-vekt og derfor er vanskeligere å fjerne ved hjelp av kjemisk utfelling. Også avløpsvann fra oksygehgassbleking, sulfatkoking samt fra klorbleking (klortrinnet) viste fortsatt gode fargereduksjons (lignin) verdier ved rensing ved hjelp av ioneutveksling.

Forsøk 4

Ved inndamping av det eluat som oppnåes ved gjennomføring av ioneutvekslingsbehandlingen ifølge forsøk 1 og 2, oppnåes, dersom inndampingen drives til forskjellige tørrstoffinnhold, følgende viskosi-teter ved en temperatur på 90°C. Ved 47 % TS (tørrstoffinnhold) ble viskositeten 200 cp og ved 60 % TS oppnådde man en pasta, dvs. uende-lig høy viskositet. Ved forbrenning i ovner av.det slagg som forekommer i masseindustrier, sprøytes de inndampede avluter inn i pannen hvorved væskens organiske innhold underholder forbrenningen. Til forbrenningen kreves et tørrstoffinnhold på 55 - 65 %, helst 60 - 65 % og for at væsken skal kunne sprøytes inn gjennom munnstykkene kreves en ikke altfor høy viskositet. Det er således åpenbart at den høye viskositeten til det inndampede eluatet utgjør et problem som må løses for at eluatet skal kunne inndampes og forbrennes i de aktuelle ovner.

For dette formål ble eluat i forskjellige konsentrasjoner blandet med svartlut, hvoretter blandingen ble inndampet til 60 % TS. I et tilfelle viste det seg da at opp til 10 % av eluatet kunne inn-blandes i svartluten uten at viskositeten til den inndampede blanding oversteg 110 cp ved 90°C. I et annet tilfelle steg viskositeten fra 120 cp ved 0 % eluat i svartluten til 195 cp ved 10 % eluat i svartluten (stiplet linje i diagrammet i fig. 3).

For å oppnå bedre kontroll av viskositeten ble det også foretatt forsøk med ekstra alkalitilsetning i form av NaOH. Før innbland-ingen hadde eluatet et TS-innhold på 11.0 % og en pH-verdi på 7.3,. mens svartluten, som var noe inndampet på forhånd, hadde et TS-innhold på 23.3 % og en pH-verdi på 12.1. Svartlutens EA-verdi (effektivt alkali) var 7,6 gramekvivalenter NaOH/1. Resultatene fra forsøkene fremgår fra tabell 2 samt av de heltrukne linjer i diagrammet i fig.

3. pH-verdiene i tabell 2 angår verdier oppmålt etter inndamping.

I diagrammet i fig. 3 er viskositeten ved 90°C avtegnet som en funksjon av % eluat i svartlut/eluat-blandingen ved dels tørrstoff-innholdet 60 %, dels tørrstoffinnholdet 65 %. I begge tilfeller stiger viskositeten kraftig med økende eluatinnhold dersom intet ekstra alkali tilsettes, kurvene A1 og A^. Hvis man derimot tilsetter ekstra alkali så synker kurvene på en bemerkelsesverdig måte med økende eluatinnhold, kurvene B, og , innen det undersøkte området. Løsningen på viskositetsproblemet turde således utgjøres av at man regulerer alkaliteten til det produkt som skal inndampes til en em-pirisk bestemt, egnet verdi.

Diskusjon

De utførte forsøk har vist at behandlingen ifølge oppfinnelsen medfører visse ønskede effekter, som kan utnyttes i praksis for rensing, av ligninholdige avløpsvann fra kjemiske massefabrikker. Det er også åpenbart at behandlingen ifølge oppfinnelsen kan anpasses etter de spesielle omstendigheter som gjelder i hvert enkelt tilfelle. I det følgende skal omtales noen tillempninger av foreliggende fremgangsmåte samt noen mulige utviklingsformer derav.

I fig. 4 vises et strømningsdiagram for rensing av ligninholdige avløp fra en sulfatmassefabrikk. Fra et blekeri med et vaske-filter 1 og et fiberopptakningsfilter 2 innledes det avløpsvann som skal renses i en ioneutvekslerkolonne 3. Det rensede vann avledes til en recipient 4 mens eluatet inntil videre ledes til en beholder 5.

Por den fortsatte behandling av eluatet er det i strømningsdiagrammet indikert flere alternativer. Ifølge et første alternativ ledes eluatet til et inndampningsanlegg 6 og derfra til et forbrenningsanlegg 7. I dette tilfelle blandes eluatet hensiktsmessig med avlut fra kokingen, dvs. ved sulfatprosessen svartluten samt eventuelt ytterligere alkali, hvoretter blandingen inndampes og forbrennes.

Ifølge en annen alternativ metode for utnyttelse av eluatet fra foreliggende behandling av sulfatfabrikkens avløp, ledes eluatet til et anlegg for inndamping av surluten fra sulfittcellulosekoking i en sulfittfabrikk. Eluatet tjener herved som nøytraliseringsmiddel, hensiktsmessig med tilskudd av andre nøytraliseringsmidler for pH-justering, slik som hydroksyder og/eller ammoniakk og forbrennes til slutt sammen med den inndampede lut.

Som et ytterligere alternativ er det også i fig. 4 innført den mulighet at en del av eluatet tilbakeføres til ioneutvekslerlaget gjennom ledningen 10.

I fig. 4 er det angitt kjemikalietilsetninger, nemlig Na^O^ som vaskevæske, H^O^ som aktiveringsmiddel og NaOH som elueringsmiddel. Man kan naturligvis også velge andre kjemikalietilsetninger. Som vaskevæske kan således også andre vesentlig halogenfrie saltopp-løsninger benyttes, skjønt Na^O^ er å foretrekke. Na^O^ kan herved oppnåes fra såpegjenvinning. Elektrofilteraske fra gjenvinningsan-legget kan også benyttes hvorved dens konsentrasjon reguleres ved egnet fortynning med vann. Som eksempel på andre eventuelt mulige vaske væsker enn Na2S0^-oppløsning kan nevnes (NHi))2S0i) og MgSO^, den sistnevnte fortrinnsvis i forbindelse med Mg-baserte sulfittfabrikker.

Por aktivering av ioneutveksleren kan man også benytte andre sure produkter enn H2S0^, f.eks. S02 fra røkgasser, restsyrer fra C102~fremstilling, osv. Med hensyn til den sterkt kloridionavdrivende effekt som oppnåes ved vasking med Na2S0^ eller tilsvarende vaskevæske, kan man også tenke seg saltsyre som aktiveringsmiddel i form av bakvann" fra blekeriets kloreringstrinn. I det siste tilfelle kan også den effekt vinnes at også ligninet fra kloreringstrinnet kan fjernes.

Som elueringsmiddel velges i alminnelighet NaOH når det gjelder oppfinnelsens anvendelse på avløp fra sulfatfabrikker og natrium-baserte sulfittfabrikker. Når det gjelder oppfinnelsens anvendelse på sulfittmassefabrikker i alminnelighet, utføres imidlertid elueringen av ioneutveksleren hensiktsmessig ved hjelp av NH^ istedet for NaOH. Eluatet kan nemlig herved inndampes sammen med kokav-

luten samt forbrennes i befintlige anlegg uten at prosessen til-

føres noe natriumtilskudd. NH^ kan også benyttes som eluerings-

middel istedet for NaOH ved såvel sulfat- som sulfittmassefabrik-

ker i de tilfeller da vesentlige hele inndampnings- og forbren-ningskapasiteten allerede er utnyttet fullt ut. Eluatet inndampes og forbrennes herved separat, dvs. ikke sammen med inndampede kokavluter, hvilket muliggjøres ved at eluatet ved anvendelse av den brennbare base NH^ vil bli vesentlig fritt for ubrennbare stoffer.

I fig. 5 vises et strømningsdiagram for rensing av ligninholdig avløp fra en sulfatmassefabrikk med tre seriekoblede ioneutvekslerkolonner avpasset for kontinuerlig drift. Forøvrig stemmer strømningsdiagrammet imidlertid prinsipielt overens med det ifølge fig. 4. For å gjøre diagrammet mer oversiktlig, er det ikke vist ventiler i ledningene, skjønt slike selvfølgelig er anordnet deri. Videre er forurensningenes tenkte hoved-transportveier gjennom prosessen indikert ved hjelp av grovere linjer enn de tenkte avledninger og tilførsels ledninger for forskjellige kjemikalier.

Samtlige alternativer som er beskrevet ovenfor kan

også kombineres med den biologiske behandling som er beskrevet i' forbindelse med forsøk 3-

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for avfarging av avløpsvann fra masseblekerier inneholdende fargede nedbrytningsprodukter av lignin og bestående helt eller delvis av avløpet fra et alkaliekstraksjonstrinn i nevnte masseblekeri, karakterisert ved at avløpsvannet bringes i kontakt med en partikkelformig anionutvekslerharpiks av kjent type på basis av fenolformaldehydharpiks hvis skjelett bærer funksjonelle aminogrupper som er aktivert ved kontakt med en sur oppløsning, hvorved man får et filtrat med nedsatt innhold av nevnte nedbrytningsprodukter, hvilket filtrat fjernes fra anionutvekslerharpiksen, hvoretter anionutvekslerharpiksen elueres (regenereres) og avgir et eluat som inneholder vesentlig alle de fargede nedbrytningsprodukter av lignin som er fjernet fra avløpsvannet, hvoretter anionutvekslerharpiksen på ny aktiveres ved behandling med en sur oppløsning.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes en fenolformaldehydharpiks med funksjonelle aminogrupper som hovedsakelig består av sekundære og/eller tertiære aminogrupper.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes en fenolformaldehydharpiks med funksjonelle aminogrupper som hovedsakelig består av primære aminogrupper, eventuelt sammen med sekundære og/eller tertiære aminogrupper.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at det anvendes en oppløsning som aktiverer ionutveksleren som inneholder anioner med lavere affinitet til harpiksen enn lignin, men med høyere affinitet til harpiksen enn kloridioner.

5- Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at det anvendes anioner som utgjøres av sulfat- og/eller bisulfittioner.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at minst 90 % av harpikspartiklene som anvendes har en partikkelstørrelse på omkring 0,1 - 1,0 mm.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at halogenioner fjernes fra harpiksen ved vasking av denne med en vesentlig halogenfri saltoppløsning etter at avløpsvannet er behandlet med'nevnte harpiks, men før harpiksen er eluert.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at det anvendes en saltoppløsning som utgjøres av en vannoppløsning av natriumsulfat.

9- Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det eluat som inneholder de fargede nedbrytnihgsproduktene av lignin}blandes med alkali.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at eluatet blandes med en alkalisk kokevæske fra en sulfatmassefabrikk.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at pH-verdien for anionutvekslerharpiksen etter kontakt med nevnte anioner innstilles på 4 - 6.