NO321626B1 - Fremgangsmate for avvanning av slam som stammer fra papirindustri - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for awanning av slam som stammer fra papirindustrien.

Det er standard praksis å flokkulere en suspensjon av suspenderte faste stoffer ved tilsetting av et polymert fJokkuleirngsmiddel til suspensjonen.

Forskjellige suspensjoner, og forskjellige awanningsprosesser, krever forskjellige flokkuleringsmidler for å oppnå optimalt resultat. Videre varierer det optimale resultatet i henhold til beskaffenheten av suspensjonen som behandles.

For eksempel, når suspensjonen har et relativt lavt faststofifnnhold, typisk under 1% og vanligvis under 0,5% og ofte under 0,2%, er det optimale resultatet generelt indikert ved å oppnå den høyest mulige klarheten til supematanten eller filtratet. Når suspensjonen er en tynn papirfremstillingscelluloseråvare, blir det optimale resultatet generelt indikert ved optimal formasjon av papirarket, generelt etterfulgt av optimal retensjon av suspenderte faste stoffer i arket. Når suspensjonen er et avfallsslam, blir optimale resultater generelt indikert ved god kombinasjon av awanningshastighet, klarhet og faststoffinnhold i det awannede produktet. For eksempel kan det være uakseptabelt å oppnå en kake med høyt faststoffinnhold i en svært rask awanningsprosess hvis klarheten til den resulterende supematanten eller filtratet er dårlig, men det kan være uøkonomisk å oppnå en kake med høyt faststoffinnhold og høy klarhet hvis avvanningshastigheten er for langsom.

De suspenderte faste stoffene i en væske med lavt faststoffinnhold som skal renses er vanligvis forskjellig fra de i et slam. For eksempel kan flytende avsvertingsvæske medføre blekk, fyllstoffer og avsvertingskjemikalier, og disse separeres i løpet av rensingen. Et primært slam som innbefatter disse separerte faste stoffene er langt mer kompleks og inneholder også store mengder av forskjellige materialer som har svært forskjellige egenskaper, slik som rejekter fra siling, vasking og flotasjonsavsvertning og andre papirmaskinsprosesser.

En polymer som kan være anvendelig når awanning skjer ved en fremgangsmåte trenger ikke å være anvendelig når den utføres med en annen. For eksempel kan forskjellige polymerer kreves i prosesser når skjær eller trykk påføres det flokkulerte materiale (for eksempel i en filterpresse eller sentrifuge) i forhold til polymeren hvor ikke slik skjær eller trykk påføres (for eksempel i sedimentas)onsprosesser). Forskjellige polymerer er også påkrevd i henhold til forskjeller i suspenderte faste stoffer og i den oppløste fasen. For eksempel blir suspensjoner av uorganiske suspenderte faste stoffer ofte best behandlet ved anvendelse av anioniske polymerer mens suspensjoner av organiske suspenderte faste stoffer ofte blir best behandlet ved anvendelse av kationiske polymerer.

Molekylvekten til polymeren influerer også ytelsen og selv om optimal flokkulering i noen prosesser krever høyest mulig molekylvekt, gir lavere molekylvekter bedre resultater i andre prosesser. Selv innenfor en hvilken som helst type suspensjon, for eksempel en tynn cellulosefremstillingsråvare, krever forskjellige typer av denne tynne råvaren forskjellige typer polymerer for optimale resultater.

Det er derfor et bredt spekter av polymere flokkulanter tilgjengelig for overveielse ved anvendelse i avvanningsprosesser. De velges ut fra ikke-ioniske polymerer, anioniske polymerer og et bredt spekter av kationiske polymerer. Mange er i det vesentlige vann-løselige polymerer dannet fra etylenisk umettet akrylsyre eller andre monomerer eller monomerblandinger i forskjellige andeler og fremstilles med lav, middels, høy eller svært høy molekylvekt. Blant andre polymerer som anvendes for å fremme awanning finnes polyaminer, polyalkylenoksider, polyetyleniminer, fenoliske harpikser og dicyandiamidpolymerer.

Det er et antall eksempler på fremgangsmåter hvori vannløselige akrylpolymerer anvendes for flokkulering, for eksempel EP-A-641.293 for slam fira papirfremsallings-avfallsvann og EP-A-235.893 for papirfremstilling. Eksempler på fremgangsmåter som anvender fenolformaldehyd og polyetylenoksid inkluderer US 5.354.479 og CA 1.004.782 for behandling av papirfremstilitngsavløpsvann og W095/21296 for papirfremstilling. Et eksempel på en prosess hvor det foreslås å anvende enten en i det vesentlige ikke-ionisk akrylisk polymer eller PEO for papirfremstilling er EP-A-017353.

Polymerene som vanligvis anvendes for å fremme awanning av slam har vanligvis relativt høy molekylvekt, er vannløselige og kationiske polymerer slike som polymerer av 20 til 95 vekt-% akrylamid og 5 til 80 vekt-% av et syreaddisjonssalt eller kvatemært salt av dialkylaminoalky (met)akrylat eller akrylamid.

Disse polymere akrylflokkulantene gir gode resultater i mange slamavvannings-prosesser. Imidlertid er det noen typer slam som er spesielt vanskelige hvor det er nødvendig å anvende uakseptable høye mengder av disse akrylpolymerene for å oppnå tilfredsstillende resultater, eller hvor tilfredsstillende resultater av økonomiske grunner ikke kan oppnås ved anvendelse av slike polymerer. De vanskelige slamtypene som har disse ulempene tenderer til å være de som inkluderer sekundære slamtyper (særlig når noe eller alt slammet kommer fra avløp tilknyttet papirfremstilling) og slamtyper som inkluderer signifikante mengder avsvertningsavfall, resirkuleringsavfall og avløp fira mekanisk massekoking.

Primærslam er slam som oppnås ved rensing og sedimentering av en vandig væske som for eksempel kan være kommunal kloakk eller utslipp fra en papirfabrikk, massefabrikk eller avsvertningsfabrikk. Separering av det primære slammet fra den opprinnelige væsken resulterer i dannelse av en supernatant eller et filtrat og dette blir deretter vanligvis gjenstand for biologisk behandling for å danne hva som vanligvis refereres til som et sekundært slam. Det er vanligvis langt vanskeligere å avvanne det sekundære slammet enn det primære slammet, og således er det vanlig praksis å blande det primære og sekundære slammet og deretter avvanne det blandede slammet. Dette er tilfelle for kommunal avløpsbehandling og også for industriell avfallsbehandling, spesielt behandling av utslipp fra papirfabrikk, massefabrikk og avsvertningsfabrikk.

Som en indikasjon på de økte problemene med å avvanne sekundærslam, kan det nevnes at et typisk primærslam vanligvis krever 0,1 til 1,5 kg av en optimal akrylisk polymerisk flokkulant per tonn tørt faststoffavfall, mens primært slam fra en avsvertnings-, resirkulerings- eller mekanisk massekokefabrikk kan kreve 2 til 4 kg optimal akrylisk polymerisk flokkulant per tonn tørt fast slam, og et sekundærslam krever vanligvis 5 til 10 kg optimal akrylisk polymerisk flokkulant per tonn tørt fast slam.

Slam som kan inneholde sekundærslam, særlig fra papirfremstilling, massekoking og avsvertningsutslipp, inneholder ofte en stor andel organisk rest som tenderer til å forstyrre flokkuleringen og avvanningsmekanismen. Som et resultat tenderer avvann-ings- og/eller klareringshastigheten til filtratet eller supematanten og/eller tørrheten til den faste kaken til å være utilfredsstillende selv når relativt store mengder av polymerisk flokkulant anvendes på slammet. Polymerene som er blitt akseptert som vanligvis å være de mest effektive for slike slamtyper er vanligvis høymolekylære kationiske akrylpolymerer, til tider i kombinasjon med kationiske polymerer med lav molekylvekt slik som polydimetyldiallylammoniumklorid.

Det vil være ønskelig å være i stand til å forbedre avvanningen av vanskelige slamtyper slik som de som er nevnt for å oppnå en forbedret kombinasjon av awanningshastighet og/eller filtrat- eller supematantklarhet og/eller faststoffkaker, særlig når slammet stammer fra (i det minste delvis) en papirfabrikk, massefabrikk eller avsvertningsanlegg.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir vanskelig slam awannet ved en fremgangsmåte som innbefatter flokkulering av slammet ved å blande et flokkuleirngssystem inn i slammet og separere vann fira det flokkulerte slammet, hvori flokkuleringssystemet innbefatter et fenolisk materiale og en polyalkylenoksidflokkulant.

Således angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for awanning av slam hvor minst 10% er utvalgt fira sekundære slam og primære slam avledet fra avsvertningsavfall, avfall fra resirkulert papir og mekanisk massekokingsavfall, kjennetegnet ved det innbefatter flokkulering av slammet ved å blande et flokkuleirngssystem inn i slammet og separere vann fra det flokkulerte slammet, hvori flokkuleringssystemet innbefatter et fenolisk materiale og en polyalkylenoksidflokkulant.

Følgelig, og motsatt til den vante tro at optimale resultater oppnås med en kationisk akrylisk polymer, blir i foreliggende oppfinnelse en kombinasjon av en ikke-ionisk polymer (polyalkylenoksidflokkulant) og et ikke-ionisk eller anionisk materiale (det fenoliske materiale) anvendt

Polyalkylenoksid er vanligvis polyetylenoksid og det fenoliske materiale kan være et avfall, slik som lignininneholdende papirfremstillingsavfall, eller et fenolisk harpiks.

Som et resultat av den foreliggende oppfinnelsen er det mulig å oppnå forbedret ytelse, og særlig er det mulig å oppnå forbedret doseeffektivitet. Således kan ikke bare en bedre kombinasjon av awanningshastighet og/eller klarhet og/eller faststoffkaker ofte oppnås, men disse eller andre gode resultater kan ofte oppnås ved anvendelse av en lavere dose polymer enn det som kreves når det anvendes en kationisk akrylpolymer som tidligere ble ansett for å være det optimale.

Oppfinnelsen kan anvendes på slamtyper som er helt kommunale i sin opprinnelse, men oppfinnelsen er særlig verdifull når den anvendes på slamtyper avledet fra industriut-slipp. Spesielt er noe eller alt det blandede slammet avledet fra utslipp fra en papirfabrikk, massefabrikk og/eller avsvertningsanlegg. For eksempel er minst 10% og ofte minst 20 eller 30% tørrvekt, og hyppig 50 til 100% tørrvekt, av slammet er foretrukket fra en slik fabrikk eller slikt anlegg.

Slammet som skal avvannes kan være et vanskelig primærslam, i hvilket tilfelle minst 10% tørrvekt av primærslammet generelt er utvalgt fra avsvertningsavfall, avfall fra resirkulert papir og avfall fra mekanisk massekoking. Således kan minst 10% av tørrvekten av faststoffet i slammet komme fra avfall fra avsvertningsanlegg og/eller et anlegg for koking av resirkulert papir og/eller fra et anlegg for mekanisk massekoking, som betyr en fabrikk hvor kokingen utføres med mekaniske eller halvmekaniske hjelpemidler. Slammet avledet fra avfall fra avsvertningsanlegg, anlegg for resirkulert papir og anlegg for mekanisk massekoking er alle ansett for å være skitne slam som er vanskelig å avvanne. Ofte inneholder slammet minst 25% tørrvekt og hyppig minst 50% av slike avfallstyper.

Fordelene med oppfinnelsen er særlig klare når slammet er et blandet slam som inneholder primært og sekundært slam. Det sekundære slammet kan være til stede i en liten mengde (for eksempel minst 2%) når vanskelig primærslam blir blandet med det, men vanligvis er mengden sekundærslam minst 5 eller 10 vekt-% av det blandede slammet (dvs. 5 eller 10% basert på tørt fast stoff).

Behandlingen av sekundærslam alene ifølge oppfinnelsen er teknisk mulig, men det er kommersielt vanligvis ønskelig å inkludere primærslammet med det sekundære slammet og vanligvis er det minst 5% primærslam i det blandede slammet. Vanligvis er tørrvekt-forholdet primært rsekundært slam ikke mer enn ca. 50:1, og vanligvis ikke mer enn 20:1, og foretrukket er det ikke mer enn ca. 10:1, og i mange prosesser ikke mer enn 5:1. Vanligvis er det ikke mindre enn ca. 0,1:1, foretrukket ikke mindre enn ca. 0,2:1 og generelt ikke mindre enn ca. 0,5:1. Mengdene i området ca. 5:1 til 1:1 er ofte egnet.

Oppfinnelsen er særlig verdifull når den anvendes på blandede slamtyper hvori minst 10% og foretrukket minst 20 eller 30% i forhold til vekten av det tørre faste stoffet er avledet fra avsvertingsavfall, avfall fra resirkulert papir og avfall fra mekanisk massekoking.

Fiberinnholdet til det primære slammet synes å bidra særlig fordelaktig til prosessen og således er det ønskelig at en signifikant andel, for eksempel minst 10 eller 20 vekt-% og ofte 50 til 100 vekt-%, av det primære slammet er fra en papirfabrikk og/eller massefabrikk og/eller avsvertingsanlegg.

Følgelig har den foreliggende oppfinnelse særlig anvendelighet når den utføres på en papirfabrikk og/eller massefabrikk og/eller avsvertingsanlegg fullt eller delvis for behandling av slammet generert i denne fabrikken eller anlegget.

Awanningsprosessen som er fremlagt i den foreliggende oppfinnelsen kan være en fortykningsprosess, for eksempel når det blandede slammet har et relativt lavt innhold av faste stoffer, typisk på 0,5 til 2% tørrvekt. Fortykkelsen kan gjøres ved filtrering eller sedimentering. Awanningen kan gjøres ved flotasjon.

Foretrukket resulterer prosessen i kakedannelse, for eksempel som et resultat av å utsette det flokkulerte materialet for en hvilken som helst av de vanlige kakedannende awanningsprosessene slik som beltepressing, sentrifugeringsavvanning eller trykk-filtrering, for eksempel med en skrupresse eller filterpresse. Den resulterende kaken har foretrukket et tørrstoffinnhold på minst 20 vekt-%, og vanligvis minst 25% og foretrukket minst 28 eller 30%, f. eks. opp til 35 eller 40%. Slammet som skal avvannes for å tilveiebringe kaken kan ha et faststoffinnhold så lavt som 1 eller 2%, men faststoff-innholdet er vanligvis minst 3 vekt-%, f. eks. opp til 15% eller 20%.

Flokkuleringssystemet blandes i slammet for å starte flokkulering. Selv om begge komponentene kan tilsettes simultant, blir de foretrukket tilsatt sekvensielt. Vanligvis oppnås best resultater ved å blande fenolmaterialet i slammet fulgt av innblanding av polyalkylenoksidet i slammet.

Det er nødvendig for begge materialene å være i løsning for at de skal forårsake den ønskede flokkuleringseffekten og det er generelt best å tilsette materialene til slammet som ferdige vandige løsninger. Vanligvis tilføres de med optimal fortynning før de blandes med slammet, men hvis ønskelig, kan enten en av dem eller begge tilsettes slammet i en mer konsentrert form sammen med fortynningsvann for å lette fordelingen i slammet.

Når det fenoliske materiale tilsettes først, er det ofte vanlig å observere karakteren til slammet etter at det fenoliske materialet blandes inn. Hvis slammet synes å ha en heller gjørmete karakter på dette trinnet, kan dette være en indikasjon på at mengden sekundært slam i blandingen er høyere enn det som er passende for gode resultater med det fenoliske materialet. Under disse omstendighetene er det ønskelig å modifisere det blandede slammet ved å redusere andelen sekundært slam, eller å teste effekten av forskjellige fenoliske materialer for å finne et som ikke gir denne gjørmete karakteren. For eksempel kan forandring av det fenoliske materiale til en harpiks som har en relativt høy molekylvekt løse problemet uten å måtte forandre egenskapene til det primære og sekundære slammet.

Det synes å være ønskelig for det fenoliske materiale å reagere med komponenter i særlig det sekundære slammet før tilsettingen av polyalkylenoksidet. Spesielt kan det synes som om det fenoliske materialet reagerer med proteinmaterialet i slammet og at polyalkylenoksidet forårsaker flokkulering ved interaksjon med dette komplekset eller reaksjonsproduktet.

Uavhengig om denne mekanismen er riktig, har vi funnet at det er mulig å oppnå gode resultater ved anvendelse av fenoliske avfallsmaterialer, dvs. materialer som er biprodukter fra industrielle prosesser og som har et fenolinnhold. Dette fenolinnholdet kan være monomerisk eller polymerisk. Ved å referere til "fenolisk" er det ment ikke bare å referere til fenol i seg selv, men også substituerte fenoler og naftoler, enten i monomer, oligomer eller polymer form.

Foretrukket avlut som kan tilsettes slammet for å introdusere det fenoliske materialet til slammet inkluderer fenolinneholdende avlut fra en papirfabrikk, massefabrikk eller avsvertingsanlegg. Således kan avlut med relativt lavt faststoffinnhold fra en slik fabrikk anvendes for å gi det påkrevede fenoliske materiale. Slike avluter er foretrukket biprodukter fra vedekstraksjonsprosesser, slik som Kraft svartlut, nøytral sulfitt- semikjemisk lut og andre sulfittavluter, så vel som vaskevann oppnådd fira vasking av masse etter koking, eller filtrat oppnådd ved ekstraksjonsprosesser utført på slipmasse, kjemo-tenmisk mekanisk masse, termomekanisk masse, bleket kjemotermomekanisk masse, ubleket masse eller også en hvilken som helst masse eller papirfabirkkstrøm som inneholder lignin, vedharpikser og lignende fenoliske komponenter i en egnet konsentrasjon. Andre avluter som inneholder lignin og andre fenoliske komponenter og som kan anvendes ifølge oppfinnelsen inkluderer avfallslut fra sagverk og avfallslut fra kull-bearbeidingsfasiliteter, for eksempel kullvaskerier. De foretrukne avfallsproduktene er avlut fra massekoking, særlig Kraft svartlut og nøytral sulfitt-semikjemisk og andre sulfittavluter.

Istedenfor å stole kun på fenolisk avfallsmateriale, er det ofte foretrukket å anvende fenolisk harpiks, særlig bevisst syntetisert eller ekstrahert fenolisk harpiks, dvs. materiale som leveres kommersielt som fenolisk harpiks. Beste resultater, særlig fra et kosmadseffektivitetssynspunkt, blir ofte oppnådd ved anvendelse av en kombinasjon av fenolisk avlut og ekstrahert eller syntetisert fenolisk harpiks.

Den fenoliske harpiksen kan være en hvilken som helst i det vesentlige vannløselig fenolisk harpiks og er vanligvis en fenolisk formaldehydharpiks. Den kan inneholde sulfon og/eller sulfonsyregrupper. Således, selv om vanlige løselige fenolformaldehyd-harpikser kan anvendes, er det særlig foretrukket å anvende fenoliske harpikser som inneholder sulfon og sulfonsyregrupper, særlig harpiksene som er beskrevet i vår søknad W095/21296 og US 5.538.596 til Satterfield et al., hvor begge disse er innbefattet heri med referanse.

Polyalkylenoksidet kan være et hvilket som helst polyalkylenoksid som har potensiale for å forårsake egnet flokkulering. Alkylengrupper kan være propylen, men er vanligvis etylen, og best resultater blir vanligvis oppnådd når polyalkylenoksidet er polyetylenoksid. Molekylvekten er vanligvis over 1 million, men under 25 millioner, for eksempel 3 til 10 millioner.

Optimale mengder av fenolisk materiale og polyalkylenoksid vil best kunne finnes ved rutineekspeirmentering på den bestemte slamblandingen som skal behandles. Vanligvis er tørrvektforholdet fenolisk materiale: polyalkylenoksid i området ca. 25:1 til 1:10, foretrukket ca. 10:1 til 1:3 og ofte i området ca. 5:1 til 1:2.

Tørrvekten til polyalkylenoksidet som tilsettes slammet er generelt i området ca. 0,05 til 10 kg/t, ofte ca. 0,1 til 3 kg/t og vanligvis rundt 0,2 til 1,5 kg/t. Spesielt er mengden polyalkylenoksid vanligvis mindre (og ofte mindre enn to tredjedeler eller mindre enn halve) av mengden av vanlig kationisk polymer som normalt vil anvendes for optimale resultater med det bestemte slammet. For eksempel hvis den bestemte slamblandingen normalt vil flokkuleres ved anvendelse av 3 kg/t kationisk akrylisk polymer, fant vi ifølge oppfinnelsen at mengden polyetylenoksid normalt vil være under 1,5 og vanligvis under 1 kg/t.

I virkeligheten er den kombinerte vekten av polyalkylenoksid og fenolisk materiale generelt mindre enn mengden av vanlig kationisk polymer som er optimal. Typisk er mengden av fenolisk materiale (tørrvekt) 0,3 til 5 kg/t, ofte 0,5 til 3 kg/t. For mange slam er mengder i området 0,5 til 1,5 kg/t fenolisk harpiks (eller ekvivalente mengder av avlut som inneholder fenolisk materiale) ofte egnet.

pH'en til slammet kan, hvis påkrevd, justeres før tilsettingen av flokkuleringssystemet, for å optimalisere effekten av flokkuleringssystemet. Hvis nødvendig, kan temperaturen til slammet eller den vandige løsningen eller løsningene av fenolisk materiale og polyalkylenoksidflokkulant justeres for å gi optimale resultater. Enten slammet eller flokkuleringssystemet kan være over omgivelsestemperatur. Oppvarming kan utføres for å oppnå dette eller varm avlut som inneholder fenolisk materiale, for eksempel masse-avlut, kan anvendes uten avkjøling.

Selv om de foretrukne prosessene ifølge oppfinnelsen er avhengig av flokkuleringssystemet av fenolisk materiale og polyalkylenoksidflokkulant som essensielt, og faktisk de eneste flokkuleringskomponentene som generelt anvendes i prosessen, er det mulig å tilsette andre syntetiske polymerer for å fremme ftokkuleringen. For eksempel kan effekten av polyalkylenoksidflokkulanten økes eller supplementeres ved tilsetting av et ikke-ionisk polyakrylamid med, før eller etter polyalkylenoksidet, eller en annen syntetisk polymerisk flokkulant (ikke-ionisk, anionisk eller kationisk) kan tilsettes. Slike materialer som skal tilsettes med, umiddelbart før eller etter polyalkylenoksidet har vanligvis høy molekylvekt, for eksempel iboende viskositet over 4 dl/g eller molekylvekt over 2 millioner. Iboende viskositet måles med et suspendert nivåviskometer i IN natriumkloirdløsning bufret til pH 7 ved 20"C.

Det kan være ønskelig å tilsette et kationisk organisk eller uorganisk materiale til

slammet før tilsetting av det fenoliske materialet og polyalkylenoksidflokkulanten. Dette kationiske organiske eller uorganiske materiale kan være en multivalent metallkoagulant slik som en jern- eller aluminiumkoagulant, men er foretrukket en vannløselig kationisk polymerisk koagulant. Dette kan være en naturlig forekommende kationisk polymer,

men generelt er det en syntetisk kationisk polymer som har iboende viskositet under 3 dl/g. Vanligvis har den relativt stor ladningstetthet, for eksempel minst 4 meq/g, som således indikerer at generelt minst 50%, og vanligvis minst 70%, i forhold til vekten av det monomeriske materiale som anvendes for å danne polymeren, er kationisk. IV'en til de koagulerte kationiske polymerene er vanligvis under 2 dl/g, molekylvekten er vanligvis 20.000 til 2 millioner, vanligvis 100.000 til 500.000 eller noen ganger opp til 1 million.

Egnede koagulantpolymerer inkluderer polycyandiamidformaldehydpolymerer, homopolymerer og kopolymerer (generelt med akrylamid) av diallyldimetylammoniumklorid eller dialkylaminoalkyl (met)akrylat eller -akrylamidpolymerer

(vanligvis som syreaddisjons- eller kvatemært ammoniumsalt), dimetylaminoepi-klorhydrinpolymerer eller andre polyaminer, eller polyetylenimin.

Istedenfor å anvende en polymer med lav molekylvekt og høy ladningstetthet, kan det til tider være anvendelig å inkludere en kationisk akrylpolymer med høy molekylvekt enten før det definerte flokkuleringssystemet av fenolisk materiale og polyalkylenoksid eller med det eller, mer vanlig, etter det. Disse kationiske polymerene med høy molekylvekt kan hensiktsmessig være kopolymerer av akrylamid med dialkylaminoalkyl (met)akrylat eller -akrylamid (vanligvis som metylklorid eller dimetylsulfat eller andre kvatemære salter) eller diallyldimetylammoniumklorid. Typisk har de iboende viskositet fra 4 til 20, ofte 6 til 12 dl/g. Molekylvekten er typisk i området 500.000 til 15 millioner, ofte rundt 2 til 10 millioner.

Følgende er eksempler på oppfinnelsen.

Eksempel 1

Avlutsutslipp fra en papirfabrikk ble samlet opp og sedimentert for å danne et primærslam som har et faststoffinnhold på 2,5%. Disse og andre avluter fra fabrikken ble samlet opp og gjort til gjenstand for biologisk digestering og derved ble det produsert et sekundærslam som har et faststoffinnhold på 1,0%.

To vektdeler av primærslammet ble blandet med 1 tørrvektdel sekundærslam. Det resulterende blandede slammet ble gjort til gjenstand for laboratoiretester med forskjellige doser flokkuleringssystemer og frie dreneringsverdier ble bestemt for å registrere volumet som ble drenert fra 500 ml slamprøve og 100 ml drikkevann (anvendt for å fortynne kjemiske additiver) i løpet av 30 sekunder og 60 sekunder (som simulerer begynnende fri drenering) og under trykk i 120 sekunder (som simulerer evnen til å tilveiebringe en tørr kake). I hvert tilfelle indikerer høyest verdi den beste ytelsen. Filtratklarhetskileverdi ble bestemt, og igjen indikerer den høyeste verdien det beste (klareste) filtratet.

Følgende tabell viser resultatene ved forskjellige doser av en enkelt flokkulant som består av en kopolymer av 90 vekt-% akrylamid og 10 vekt-% dimetylaminoetyl-metakrylatmetylklorid kvaternisert, IV 14 dl/g (Polymer I) og resultatene er også gitt for forskjellige kombinasjoner av polyetylenoksid, 7.000.000 molekylvekt (PEO) og fenolsulfonformaldehydharpiks (PSR). Mengden komponenttilsetting ble anvendt per tonn tørt slam, dvs. 0,1% tilsetting er lik 1 kg komponent/tonn tørt slam. Fra det ovennevnte fremgår det at fri drenerings- og presset dreneringsresultater ble betydelig forbedret og klarheten betydelig bedre med polyetylenoksid og fenolsulfonformaldehydharpiks blandet ifølge oppfinnelsen i forhold til vanlig akrylpolymer, selv om den totale doseringen av polyalkylenoksidfenolsulfon-formaldehydpolymer var betydelig lavere enn optimal dosering for akrylpolymeren.

Eksempel 2

En fremgangsmåte i det vesentlige som beskrevet i Eksempel 1 ble gjentatt unntatt at massefabrikkslam som ble anvendt ble blandet i et forholdstall på en tørrvektdel primærslam per ti tørrvektdeler sekundærslam. Det resulterende blandede slammet ble gjort til gjenstand for laboratorietest med forskjellige flokkuleringssystemer for å bestemme dreneringen og filtratklarheten.

Følgende tabell viser resultatene ved de forskjellige dosene av flokkuleirngsmiddel som består av en kopolymer av 90 vekt-% akrylamid og 10 vekt-% dimetylaminoetyl-metakrylatmetylklorid kvaternisert, IV14 dl/g (Polymer I), og resultatene er også gjtt for forskjellige kombinasjoner av polyetylenoksid, 7.000.000 molekylvekt (PEO) fenolsulfonformaldehydharpiks (PSR) og fenolformaldehydharpiks (PFR). Mengdene komponenttilsetting varper tonn tørt slam, dvs. 0,1% tilsetting er lik 1 kg komponent/tonn tørt slam. Fra tabellen ovenfor fremgår det at fri drenerings- og presset dreneringsresultater var tilnærmet like gode og klarheten betydelig bedre med polyetylenoksidfenolblanding ifølge oppfinnelsen i forhold til vanlig akrylisk polymer, selv om den totale dosen av polyalkylenoksidfenolblandingen var betydelig lavere enn den optimale doseringen for akrylpolymeren.

Eksempel 3

En fremgangsmåte i det vesentlige som beskrevet i Eksempel 1 ble gjentatt, unntatt at

papirfabrikkslammet som ble anvendt ble blandet i et forholdstall på en tidel tørrvekt av primært slam i forhold til en del tørrvekt sekundært slam. Den resulterende slamblandingen ble gjort til gjenstand for laboratoiretester med forskjellige flokkuleringssystemer for å bestemme drenering og filtratklarhet.

Det fenoliske materialet ble variert i disse testene og, som vist i tabellen nedenfor, inkluderer en fenolsulfonharpiks (PSR) som inneholder sulfonsyregrupper som i W095/21296 og en Kraft svartlut (KBL) fra trekokingsprosessen som kilde for deler av eller alt det fenoliske materialet. Komponentmengder var basert på tonn tørt slam, dvs. 0,1% tilsetting er lik 1 kg komponent/tonn tørt slam. Fra tabellen ovenfor fremgår det at fri drenerings- og presset dreneringsresultatene ble betydelig forbedret og klarheten betydelig bedre med polyetylenoksidfenolblandingen ifølge oppfinnelsen. Kraft svartluten (KBL) kan anvendes som PEO ko-faktor i kraft av seg selv eller i kombinasjon med fenolsulfonformaldehydharpiksen (PSR).

Eksempel 4

En fremgangsmåte i det vesentlige som beskrevet i Eksempel 1 ble gjentatt unntatt at papirfabrikkslammet som ble anvendt ble blandet med et forholdstall på 2 deler tørrvekt av primærslam til 7 deler primær avsvertingsslam fra en papirresirkuleringsoperasjon. Det resulterende blandede slammet ble bestemt til å ha et 1,3% faststoffinnhold og gjort til gjenstand for laboratoiretester med forskjellige flokkuleringssystemer for å bestemme drenering og filtratklarhet ved anvendelse av et turbidimeter istedenfor klarhetskile.

Følgende tabell viser resultatene for de forskjellige doser flokkuleringsmidler som består av en kopolymer av 60 vekt-% akrylamid og 40 vekt-% dimetylaminoetyl-metakrylatmetylklorid kvaterntsert, IV 9 dl/g (Polymer H), og resultatene er også gitt for forskjellige kombinasjoner av polyetylenoksid, 7.000.000 molekylvekt (PEO) og fenolsulfonformaldehydharpiks (PSR). Mengdene av komponent tilsatt er basert per tonn tørt slam, dvs. 0,1% tilsetting tilsvarer 1 kg komponent/tonn tørt slam. Fra tabellen ovenfor fremgår det at fri dreneringsresultatene ble betydelig forbedret og klarheten betydelig bedre med polyetylenoksid og fenolsulfonforaialdehydharpiks-blanding ifølge oppfinnelsen enn vanlig akrylpolymer i blandede slam, primære, sekundære og avsvertingsslam.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for awanning av slam hvor minst 10% er utvalgt fra sekundære slam og primære slam avledet fra avsvertningsavfall, avfall fra resirkulert papir og mekanisk massekokingsavfall, karakterisert ved at det innbefatter flokkulering av slammet ved å blande et flokkuleirngssystem inn i slammet og separere vann fra det flokkulerte slammet, hvori flokkuleringssystemet innbefatter et fenolisk materiale og en polyalkylenoksidflokkulant.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den innbefatter klargjøring og sedimentering av utslippet fra en papirfabrikk, massefabrikk eller avsvertningsanlegg for å danne et primært slam, blande nevnte flokkuleringssystem i det primære slammet eventuelt etter blanding av det sekundære slammet inn i det primære slammet, og deretter awanne slammet for å tilveiebringe en kake som har et faststoffinnhold på minst 20% tørrvekt.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at slammet har et faststoffinnhold på minst 3 vekt-%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at awanningen er en prosess utvalgt fra beltepressing, sentrifugalawanning og filterpressing.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at awanningen skjer ved filterpressing.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at slammet er et blandet primært og sekundært slam hvori tørrvektsforholdet mellom primært slam og sekundært slam er 50:1 til 1:10.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at minst 50% i forhold til vekten av slammet kommer fra en papirfabrikk, massefabrikk eller avsvertningsanlegg.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at flokkuleringssystemet blandes inn i slammet ved å blande det fenoliske materialet inn i slammet og deretter blande polyalkylenoksid inn i slammet.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det fenoliske materialet tilsettes slammet som en fenolisk avlut fra en papirfabrikk eller massefabrikk eller et avsvertningsanlegg eller et kullvaskingsanlegg.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det fenoliske materialet tilsettes slammet som en avlut som inneholder lignin.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at syntetisert eller ekstrahert fenolisk harpiks tilsettes avluten.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det fenoliske materialet innbefatter syntetisk eller ekstrahert fenolisk harpiks.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det fenoliske materialet er en fenolisk harpiks utvalgt fra fenolisk formaldehydharpikser, fenoliske sulfonharpikser og fenoliske harpikser som inneholder sulfonsyregrupper.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polyalkylenoksidet er polyetylenoksid.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tørrvektsforholdet mellom fenolisk materiale og polyalkylenoksid er 15:1 til 1:3.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mengden av polyalkylenoksidflokkulant som blandes inn i slammet er 0,05 til 10 kg/t tørrvekt, foretrukket 0,2 til 1,5 kg/t tørrvekt.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved aten kationisk koagulant blandes med slammet før det fenoliske materialet og polyalkylenoksidflokkulanten, hvori den kationiske koagulanten er utvalgt fra multivalente metallforbindelser og vannløselige syntetiske kationiske polymerer som har iboende viskositet under 3 dl/g og en kationisk ladningstetthet på minst 4 meq/g.