NO143214B - Fremgangsmaate til aa redusere luftforurensende lukter som kommer fra organiske avfallsprodukter, og luktfjernende opploesning for anvendelse ved fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny fremgangsmåte

for å redusere luftforurensende lukter som kommer fra organiske avfallsprodukter, innbefattet organiske avfallsprodukter som blir lagret for å underkastes kjemisk eller mikrobiell av-

bygning, og en ny oppløsning for anvendelse ved fremgangsmåten.

Det er blitt foreslått fremgangsmåter for å eliminere

lukter fra organiske avfallsprodukter. Men slike fremgangsmåter har ikke vært helt tilfredsstillende. Ved behandling av avfallsprodukter fra mennesker har det f.eks. blitt anvendt sanitær-

produkter, faste stoffer eller sanitære væsker. Deres hoved-

formål er å tilveiebringe en bakteriostatisk virkning. Vanligvis virker de som desinfiserende midler. I virkeligheten tilveie-

bringer de en lukt-skjulende effekt ved anvendelse av slike aromatiske stoffer som fenol-forbindelser, kamfer, isobornyl-

acetat osv., og effekten er vanligvis midlertidig.

Det er blitt foreslått forskjellige fremgangsmåter for å redusere lukten i avfallsprodukter fra dyr på marker hvor det f.eks. er spredd gjødsel. Det er blitt foreslått i stor måle-

stokk å utsette avfallsstoffer fra dyr for luftens påvirkning,

men denne luftbehandling har ikke vært tilfredsstillende på grunn av de lave terskelverdier til visse av de mest luktende for-

bindelser. Terskelverdiene eller minste identifiserbar lukt (M.I.O.) i mg/l i luft ligger for merkaptaner i området mellom 10

—10 —R —9

og 3 x 10 , for dialkylsulfider fra omkring 10 til 2,5 x 10 ,

for hydrogensulfid ved omkring 10 _ Q og for skatol ved omkring 1,2 x IO<-8>.

En annen fremgangsmåte som er blitt foreslått, anvender dyp-nivå-injeksjon av flytende eller flytendegjort gjødsel i jordsmonnet. Denne fremgangsmåte gir mindre lukt i de omkring-

liggende marker, men ikke i avlingsområdene. I Sverige ble forannevnte fremgangsmåte anvendt for å nedsette lukter som skyldes avfallsstoffer fra dyr, på gårder som avler svin.

De beste resultater, selv om de ikke er helt tilfredsstillende, er blitt oppnådd ved anvendelse av ammoniumpersulfat. Men selv om det er blitt anvendt urealistisk store mengder av dette kjemikalium, har likevel ikke lukter blitt eliminert eller redu-

sert fullstendig. Dessuten angriper kjemikaliet ikke svovel-

bærende kjemikalier. Virkningen av ammoniumpersulfat har blitt undersøkt av andre, og resultatene har vært at selv om lukt-intensiteten ble redusert, var den likevel ikke tilfredsstillende.

Hittil har det ikke være noen tilfredsstillende forslag for å nedsette dårlige lukter fra organiske industrielle avfallsstoffer, selv ikke fra slam som stammer fra kloakkanlegg.

Et forsøk på å skjule lukten fra kloakkslam, ble f.eks. mislykket.

Mange organiske avfallsprodukter blir daglig produsert i store mengder, f.eks. på gårder som i stort omfang avler dyr, i avløpsvann fra næringsmiddelindustrien, i avfallsprodukter fra slakterier, kloakkvann og kloakkslam blant annet. I disse situa-sjoner blir den dårlige lukt betraktet som en samfunnsplage og som helsefarlig, spesielt i de tilfeller hvor avfallsproduktene blir lagret i relativt lange tidsperioder, så som f.eks. med gjødsel og visse jordforbedringsprodukter.

Det er således et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en luktfjernende eller luktnedsettende oppløsning ved anvendelse av kjemikalier som vanligvis ikke er skadelige for omgivelsene og som ikke vesentlig på skadelig måte påvirker de kjemiske eller biologiske prosesser som vanligvis benyttes ved den ytterligere behandling av organiske avfallsprodukter.

Et annet formål med oppfinnelsen er å muliggjøre en økologisk resirkulering av organiske avfallsprodukter uten de led-sagende ulemper med dårlige lukter.

I samsvar med disse formål er foreliggende oppfinnelse rettet mot behandling av avfallsprodukter fra mennesker og dyr som stammer fra stoffskifteprosesser, og også mot behandling av organiske industrielle avfallsprodukter og avløpsvann.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte til å redusere luftforurensende lukter som kommer fra organiske avfallsprodukter dannet ved stoffskifteprosesser og fra organiske industrielle avfallsprodukter innbefattet avløpsvann, og fremgangsmåten karakteriseres ved å bringe organiske avfallsprodukter i kontakt med en vandig svovelsur oppløsning inneholdende et oksyderingsmiddel valgt fra gruppen bestående av vann-oppløselige

persulfater, nitrater, klorater og permanganater av ammonium og alkalimetaller, og et utfelningsmiddel valgt fra gruppen bestående av jernsulfat og jernklorid og hydrater derav, og så opprettholde kontakten inntil lukten er blitt i det vesentlige fjernet.

Anvendelsen av den forannevnte oppløsning resulterer i samtidige reaksjoner som innebærer surgjøring og oksydering av avfallsproduktet og også i utfelning av luktfrie og uoppløselige sulfider. De valgte kjemikalier er slike med tilstrekkelig opp-løselighet i kaldt vann og som er vesentlig ufarlige for omgivelsene.

Den mengde med syre som anvendes, bør være slik at man

er sikker på å oppnå en pH-verdi på mindre enn 5, og fortrinnsvis mindre enn 4, i det behandlede avfallsprodukt. Dersom pH-verdien stiger under behandlingen, kan det tilsettes mer syre.

For å overføre slike lukt-frembringende kjemikalier som hydrogensulfid og organiske svovelforbindelser til. utfelninger,

er jern(II)-sulfat og. jern(III)-klord de mest effektive.

For å oppnå resultatene i henhold til oppfinnelsen, må hver reaktant være til stede. F.eks. vil hverken surgjøring alene, oksydasjon alene eller sulfidutfelning alene fjerne luktene i tilstrekkelig grad. De gode resultater blir erholdt når alle tre reaktanter blir anvendt sammen.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes også en luktfjernende oppløsning for anvendelse ved.fremgangsmåten. Oppløsningen karakteriseres ved at den omfatter en vandig svovelsur oppløsning inneholdende et oksydasjonsmiddel bestående av vann-oppløselige persulfater, nitrater, klorater og/eller permanganater av ammonium og/eller alkalimetaller, og et utfelningsmiddel bestående av jernsulfat eller jernklorid eller hydrater derav.

Fullstendig analyse av luktende forbindelser som stammer fra organiske avfallsstoffer, er ikke tilgjengelig i litteraturen. Arten, og også mengden, av luktdannende forbindelser er avhengig av opprinnelsen til de organiske avfallsstoffer og av forholdene og varigheten av lagringen. Det forannevnte influerer betraktelig på dannelsen av luktende avbygningsprodukter.

Erfaringsmessig har jeg iakttatt noen kjemiske egenskaper som typiske for visse typer av organiske avfallsstoffer. F.eks. utvikler proteinholdige avfallsstoffer som inneholder relativt mer svovel og nitrogen, sterkere luktende forbindelser og mer ammoniakk. Dette er spesielt tilfelle med organiske avfallsstoffer dannet

ved stoffskifteprosesser. Disse avfallsprodukter inneholder blant andre biprodukter urinstoff som straks blir avbygget av enzymer for å danne ammoniakk.

De kjemiske krav for å fjerne lukter fra visse avfallsprodukter, er i det følgende oppsummert som eksempel.

Avfallsstoffer fra mennesker blir behandlet med omkring

50 til 100 mg oksygen/kg avfall (850-950 ml)jog avfallsstoffer fra dyr med omkring 190 til 205 mg oksygen/liter avfall. Med hensyn til organiske industrielle avfallsprodukter, er.det ikke tilgjengelig noen gjennomsnittstall fordi slike avfallsprodukter har tilbøyelighet til å ha varierende sammensetninger. De kjemiske krav for kloakkvann ligger vanligvis i området fra omkring 8 til 10 mg oksygen/l, mens det til kloakkslam (f.eks. overskytende slam) kreves omkring 17 til 21 mg oksygen/l (liter).

Med hensyn til anvendelse av jernsalter som utfelnings-midler kreves det vanligvis omkring 112 til 180 mg Fe/kg (850-

950 ml) avfallsprodukt for avfallsprodukter fra mennesker,

omkring 150 til 200 mg Fe/l for avfallsprodukter fra dyr, omkring 30 til 35 rag Fe/l for kloakkvann og omkring 12 til 30 mg Fe/l for kloakkslam.

Behovet for syre, uttrykt som svovelsyre, er følgende: omkring 3,35 til 3,37 g/kg (850-950 ml) avfallsprodukt for avfallsprodukter fra mennesker, omkring 7,9 til 13 g/l for avfallsprodukter fra dyr, omkring 0,23 til 0,30 g/l for kloakkvann og omkring 0,13 til 0,17 g/l for kloakkslam.

De forannevnte krav blir imøtekommet med luktfjernede vandige komposisjoner som inneholder følgende mengder med reaktanter, basert på mg/g oppløsning, når de anvendes for visse avfallsprodukter:

I visse tilfeller kan det tilsettes ytterligere syre til avfallsproduktet etter behandling med de luktfjernende komposisjoner.

Organiske avfallsprodukter som inneholder fosfater, så

som overskytende slam fra behandlingssystemer for etter-utfeining av kloakkvann, kan behandles med oppløsninger som inneholder tilstrekkelig med jern(2)- eller jern(3)-forbindelser til å bevirke fjerning av fosforet ved utfeining og til å fjerne lukten.

De følgende er eksempler på oppløsningssammensetninger

for behandling av avfallsprodukter, hvilke sammensetninger er tilveiebrakt i henhold til oppfinnelsen:

Svovelsyren blir satt til vann og blir etterfulgt av de andre bestanddeler. Den endelige oppløsning har en densitet ved 20°C (d2Q) på 1,370. Den samlede vekt av oppløsningen er omkring 1000 kg, og oppløsningen inneholder 12,01 HgSO^, 25,0$ jern(2)-sulfat, 6, 2% natriumklorat og resten utgjør omkring 56,8$ vann.

Svovelsyren blir satt sist til oppløsningen, og oppløsningen

har en densitet (c^o^ på 1>333- Den samlede vekt av oppløsningen er omkring 1000 kg, og den inneholder 28$ jern(3)-klorid-heksahydrat, 8, 5% ammoniumnitrat, 17$ svovelsyre og resten utgjør vesentlig 46,5% vann.

Svovelsyren blir satt til vannet fulgt suksessivt av jern(2)-sulfat og natriumklorat for å danne en oppløsning som har en densitet (d2Q) på 1,282. Vekten av oppløsningen er omkring 1000 kg, og den inneholder 4% I^SO^, 30% jern(2)-sulfat, 9% natriumklorat,og resten utgjør omkring 57% vann.

Svovelsyren blir satt til vannet suksessivt fulgt av jern(3)~sulfat og ammoniumklorat for å danne en oppløsning med en densitet (dgg) på 1,351. Vekten av oppløsningen er omkring 1000 kg, og den inneholder 4% svovelsyre, 35, 1% krystallisert jern(2)-sulfat, 10,5% ammoniumklorat, og resten utgjør omkring 49,8% vann.

Svovelsyren blir satt sist til oppløsningen, som har en densitet C^q) p^ 1»335- Den samlede vekt av oppløsningen er omkring 1000 kg, og den inneholder 28% jern(3)-klorid-heksahydrat, 9,5% natriumnitrat, 17,0% HgSO^, ogresten utgjør omkring 45,5% vann.

Det skal forstås at henvisning til krystallisert jern(2)-sulfat betyr heptahydratet, mens henvisning til jern(3)-klorid betyr heksahydratet.

Som illustrasjoner på anvendelse av oppløsninger av den foregående type ved fjerning av lukter fra organiske avfallsprodukter er det gitt følgende eksempler:

Eksempel 1

Ved behandling av avfallsprodukter fra svin blir det tilsatt 3 kg av en luktfjernende oppløsning pr. kubikkmeter med avfallsprodukt, og i nevnte oppløsning er det oppløst 25 vektprosent krystallisert j5rn(2)-sulfat, 15% natriumklorat, 6% svovelsyre,og resten utgjør vesentlig 54% vann. For å være sikker på å få en tilfredsstillende pH-verdi i den endelige blanding, blir det tilsatt ytterligere 3 kg svovelsyre til avfallsproduktene fra svin. Lukten fra avfallsproduktene fra svin ble øyeblikkelig svakere, og

etter en dag var den i det vesentlige eliminert.

De oppløselige reaksjonsprodukter omfatter 246 mg natriumklorid og 4,5 kg ammoniumsulfat pr. kubikkmeter.

Eksempel 2

Avfallsprodukter fra svin blir behandlet med 3,5 kg av en lukt-fjernende oppløsning pr. kubikkmeter avfallsprodukt, og oppløsningen inneholder 30 vektprosent krystallisert jern(2)-sulfat, 12,3 vektprosent natriumklorat, 5,5 vektprosent svovelsyre,og resten utgjør vesentlig 52.2 vektprosent vann. pH-verdien i avfallsproduktene blir ytterligere justert ved tilsetning av 2,8 kg svovelsyre. De erholdte resultater er de samme som for eksempel 1.

De oppløselige reaksjonsprodukter innbefatter omkring

239 mg/l med natriumklorid og omkring 3,9 kg ammoniumsulfat pr. kubikkmeter.

Eksempel 3

Til 1000 kg med avfallsprodukter frå mennesker blir det satt 2 kg av en luktfjernede oppløsning i henhold til eksempel B, som inneholder 28% jern(3)-klorid-heksahydrat, 8,5% ammoniumnitrat, 17% svovelsyre og en rest på i det vesentlige 46,5% vann. Lukten ble straks svekket, og dette var langvarig. Det var igjen en svak lukt av hagekompost.

De dannede oppløselige produkter innbefatter omkring 138

mg N02/kg (850-950 ml), omkring 458 mg ammoniumsulfat pr. kg og omkring 856 mg ammoniumklorid pr. kg.

Eksempel 4

Ved behandling av avfallsprodukter fra mennesker i et ikke-spylt caravan-toalett blir det tilsatt omkring 10 g med oppløsning pr. individ pr. dag. Oppløsningen inneholder 14 vektprosent jern(3)-klorid, 4,3 vektprosent ammoniumnitrat, 8,5 vektprosent svovelsyre, og resten utgjør vesentlig 73,2 vektprosent vann.

De oppløselige reaksjonsprodukter omfatter omkring 244 mg N02/kg, omkring 800 mg ammoniumsulfat/kg og omkring 1,5 g ammoniumklorid/kg.

Eksempel 5

Overskytende slam fra en etter-utfelningsbehandling av kloakkvann blir behandlet ved tilsetning av 0,75 kg oppløsning pr. kubikkmeter derav, og hvor oppløsningen er i samsvar med sammensetningen i eksempel A som inneholder omkring 26,7% krystal lisert jern(2)-sulfat, omkring 6,6% natriumklorat, omkring 12,7% H2SO^ og som rest i det vesentlige 54% vann. Den frastøtende

lukt ble straks nedsatt til en svak lukt av mugg. Denne lukt varte til i det minste avvannings- og konsentreringstrinnene. De siste trinn ble lettet på grunn av en markert nedsettelse av sedi-menteringstiden og økning i det endelige faststoff-innhold. Den foregående operasjon ble utført kontinuerlig i 6 uker med en strømningshastighet på 35 til 45 liter med overskytende slam pr. sekund.

De oppløselige reaksjonsprodukter innbefattet omkring 25 mg/l med natriumklorid og omkring 120 mg/l med ammoniumsulfat (87 mg/l sok).

Eksempel 6

En luktfjernende oppløsning som tilsvarer eksempel C,blir satt til overskytende slam fra et behandlingssystem for etter-utfeining av kloakkvann i en mengde av omkring 0,5 kg pr. kubikkmeter. Opp-løsningen inneholder 30% oppløst krystallisert jern(2)-sulfat,

9% natriumklorat, 4% svovelsyre og i det vesentlige 57% vann. De erholdte resultater er lik resultatene fra eksempel 5. Etter tilsetning av oppløsningen ble pH-verdien justert til under 5 ved tilsetning av 80 g svovelsyre pr. kubikkmeter avfallsstoff.

De oppløselige reaksjonsprodukter innbefatter omkring 25 mg/1 med natriumklorid og omkring 126 mg/l med ammoniumsulfat (92 mg/l med SOjj).

Eksempel 7

Overskytende slam fra et behandlingssystem for etter-utfeining av kloakkvann blir behandlet ved tilsetning av 0,5 kg med lukt-fjernende oppløsning pr. kubikkmeter avfallsstoff, og oppløsningen omfatter 35% oppløst krystallisert jern(2)-suKat, 7,6% natriumklorat, 4% svovelsyre og en rest på i det vesentlige 53,4% vann. Etter tilsetningen av oppløsningen ble pH-verdien justert ytterligere ved tilsetning av 90 g svovelsyre pr.. kubikkmeter avfallsstoff. De erholdte resultater tilsvarer dem som ble erholdt i eksemplene 5 og 6.

De oppløselige reaksjonsprodukter innbefatter omkring 21 mg/l med natriumklorid og omkring 138 mg/l med ammoniumsulfat (101 mg/l med SOjj) .

Eksempel 8

Kloakkvann som tidligere har vært behandlet mekanisk for å fjerne grove faste stoffer, ble utsatt for fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen ved å tilsette 0,4 kg med luktfjernende oppløsning pr. kubikkmeter av nevnte kloakkvann. Oppløsningen inneholder 30 vektprosent oppløst krystallisert jern(2)-sulfat, 9% natriumklorat, 4% svovelsyre og i det vesentlige 57% vann. Etter tilsetningen av oppløsningen ble pH-verdien i blandingen justert ved en ytterligere tilsetning av 195 g svovelsyre pr. kubikkmeter. Lukten ble øyeblikkelig eliminert, og det foregikk spontant flokkulering og sedimentering. Omkring 90% av det opprinnelige fosfor var fjernet.

De oppløselige reaksjonsprodukter innbefatter omkring 19,6

mg/l med natriumklorid og omkring 267 mg/l med ammoniumsulfat (194 mg/l med SO^).

Som det klart vil fremgå av de foregående eksempler, kan sammensetningen av den luktfjernende oppløsning varieres over et relativt bredt område. Oppløsningen kan således omfatte omkring 3 til 25 vektprosent svovelsyre, omkring 3 til 20 vektprosent av et oksyderingsmiddel fra gruppen bestående av natriumklorat og ammoniumnitrat, omkring 10 til 40 vektprosent av et jernsalt fra gruppen som innbefatter hydrater av jern(2)-sulfat og jern(3)-klorid og resten på omkring 40 vektprosent vann.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til å redusere luftforurensende lukter som kommer fra organiske avfallsprodukter dannet ved stoffskifteprosesser og fra organiske industrielle avfallsprodukter innbefattet avløpsvann, ved oksydasjon i svakt surt miljø, utfelning av uoppløselige svovelforbindelser og nøytralisering av ammoniakk og aminer,karakterisert vedat de organiske avfallsprodukter bringes i kontakt med en vandig, svovelsur oppløsning inneholdende et oksydasjonsmiddel bestående av vannoppløselige persulfater, nitrater, klorater og/eller permangaifater av ammonium og/eller alkalimetaller, og samtidig med et utfelningsmiddel bestående av jernsulfat eller jernklorid eller'hydrater derav, og så opprettholdes kontakten inntil lukten i det vesentlige er blitt fjernet.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat det anvendes en vandig, sur oppløsning som inneholder 3 til 25 vekt% svovelsyre, 3 til 20 vekt% av et oksydasjonsmiddel fra gruppen natriumklorat og ammoniumnitrat, 10 til 40 vekt% jern(II)-sulfat eTler jern(III)-klorid"eller hydrater derav, og en rest som utgjør minst 40 vekt% vann.

'3. ' -Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat pH-verdien i oppløsningen som er i kontakt med det organiske avfallsprodukt, justeres til under 5.

4. Luktfjernende oppløsning for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge krav 1,karakterisert vedat opp-løsningen omfatter en vandig svovelsur oppløsning inneholdende et oksydasjonsmiddel bestående av vann-oppløselige persulfater, nitrater, klorater og/eller permanganater av ammonium og/eller alkalimetaller og et utfelningsmiddel bestående av jernsulfat eller jernklorid eller hydrater derav.

5. Oppløsning i henhold til krav 4,karakterisert vedat den vandige oppløsning inneholder 3 til 25 vekt% svovelsyre, 3 til 20 vekt% av et oksydasjonsmiddel fra gruppen natriumklorat og ammoniumnitrat,

10 til 40 vekt% jern (II)sulfat eller jern (III)klorid eller hydrater derav, og en rest som utgjør minst 40 vekt% vann.