SE466496B - Foerfarande foer rening av med organiskt material foerorenat surt avloppsvatten - Google Patents

Description

e 466 496 2 10 15 20 25 30 35 Den pH-justering som utföres i steg c) ovan kan lämpligen ske i tva etapper, med en första tillsats av kalksten, dvs o- bränd kalk, i stycke- eller pulverform under mekanisk bearbet- ning, varefter i en andra etapp pH höjes ytterligare genom till- sats av en stark bas. Den starka basen kan utgöras av natrium- hydroxid, kaliumhydroxid eller annan lämplig bas. Vid denna neu- tralisation i tvà etapper sker pH-justeringen i den första etap- pen lämpligen till ett pH av frän ca 5,5 till ca 6,5, såsom ca 6,0, och i etapp tvà höjes pH ytterligare till ett intervall liggande inom omradet ca 7 till ca 8, exempelvis ca 7,5.

Före utfällning av trevärt järn under oxiderande betingel- ser enligt steg d) ovan är det föredraget att man genomför mag- netutfällning av överskott metalliskt järn och eventuellt över- skott av magnetit, och detta överskott àterföres lämpligen i processen till steg a).

De oxiderande betingelserna i steg d) kan àstadkommas med lämpligt oxidationsmedel, varvid det är föredraget att använda luft, som eventuellt är syreanrikat, eller väteperoxid.

Den mekaniska bearbetningen av fast material i kontakt med det avloppsvatten som skall renas utföres lämpligen i någon form av malande kvarn. Det är speciellt föredraget att använda en kulkvarn som arbetar med järn- eller stàlkulor som malkroppar.

Under den mekaniska bearbetning som utföres i en sådan kvarn bidrar malkropparna med järnjoner genom att det sura avlopps- vattnet utlöser järn fràn malkropparna i samband med bearbet- ningen.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare genom icke inskränkande utföringsformer i anslutning till bilag- da ritning, som visar en principskiss i form av ett flytschema över en föredragen industriell process för rening av avloppsvat- ten fràn blekning av kemisk massa.

Det avloppsvatten som avses i följande konkreta exempel härrör fràn blekning av barrsulfatmassa med ett kappatal av un- gefär 30, vilken blekts enligt sekvensen syrgas dioxid)-(C85+D15)-alkaliextraktion(E¿)-klordioxid(D1)-alkaliextr aktion(E2)-klordioxid(D2). Sekvensen är sålunda O-(C55+D15)-E1_ -Di-Ez-D2.

De sura stegens avlopp blandas liksom de alkaliska stegens avlopp. Dessa bada avlopp blandas sålunda vid utsläppspunkten. 10 15 20 25 30 35 3 I 466 496 Flödena fràn det sura respektive det alkaliska steget är 20m3 per ton massa respektive 5m3 per ton. Det blandade blekeriav- loppet har ett pH av 2,1 - 2,2. Den enligt uppfinningen avsedda reningsproceduren utgår fran detta sura avloppsvatten.

Beskrivning av flvtschema enligt ritning Den använda apparaturen innefattar cylindriska kulkvarnar 1,3 utförda i järn och med dimensionerna längd 30 cm, innerdia- meter 20 cm, vilket motsvarar en volym av 9,4 l. Kulkvarnen 1 drives med en rotationshastighet av 67 varv per minut medan den identiska kulkvarnen 3 drives med en rotationshastighet av 77 varv per minut. Anordningen 2 utgöres av en magnetseparator, där överskott järn och magnetit avskiljes och àterföres till proces- sen. I kulkvarnen 3 tillföres kalksten i styckeform. I ett blandningskärl 4 tillföres stark bas eller alkali, exempelvis natriumhydroxid för höjning av pH före inträdet i flotationscel- ler 5 där under lufttillförsel oxidation av järnet sker från Fe2+ till Fe3+, vilket resulterar 1 utfäilning av järnnydroxid under samfällning med det organiska materialet i avloppsvattnet.

Den fällning som bildas avskiljes i lamellförtjockare 6 och fil- trering sker i lämpliga filter 7, som kan utgöras av pressfil- ter, band- eller trumfilter. Det fasta material som utfälles och avskiljes kan antingen deponeras eller kan destrueras i en särskild destruktionsugn 8. Alternativt kan det avskilda fasta materialet tillföras en masugn för fullständig destruktion under utnyttjning av ingående järn. Mellan anordningarna 5 och 6 kan tillfogas ett blandningskärl för tillsats av fällnings- och flockningsreagens.

Använda kemikalier I kulkvarnarna 1,3 ingående järnkulor har en storlek av ca 3 g per kula. Som magnetit användes finmalet magnetitpulver och kalkstenen utgöres av dolomit i styckeform. Som stark bas använ- des natriumhydroxid, 1-molar (Labasco purum). Koaguleringsmedlet är CDM 1597 50%, och flockningsmedlet utgöres av CDM 333, 0,5%, Magnafloc, nonjoniskt.

Föreliggande uppfinning bygger pä principen att surt av- loppsvatten löser ut järn vid den mekaniska bearbetningen i kvarnen, och detta sker under vätgasutveckling och ökning av pH. 466 496 4 10 15 20 25 30 35 Det utlösta järnet bildar komplex med organisk substans som àterfinnes i avloppsvattnet och överskottet av utlöst järn i tvàvärd form utfälles genom pH-justering med kalksten och alkali till järn(II)hydroxid. Genom neutralisation till ett pH av ca 7,5 och luftoxidering övergår tvàvärt järn till trevärt järn som utfaller som FeO(OH). Utfällningsförloppet underlättas genom tillsats av koagulationsmedel och flockningsmedel och kompakta och stora flockar bildas som snabbt avsättas pà det använda kär- lets botten. Flockarna kan effektivt separeras i förtjockare och avvattnas i lämplig anordning, exempelvis ett bandfilter, varef- ter det kan destrueras exempelvis i masugn. Genom tekniken en- ligt föreliggande uppfinning uppnås en reningsgrad med avseende pà avloppsvattnet om ca 85% räknat pà organiskt bunden klor samt ca 65% räknat som COD (Chemical Oxygen Demand). Kvarvarande löst järn i vattnet är endast ca 1 mg per liter. Aromatiska klorför- eningar som t.ex. polyklorerade fenoler kan över huvudtaget ej detekteras i det renade avloppsvattnet.

EXEMPEL 1 2 1 blekeriavloppsvatten med ett pH av ca 2,15 sättes till kvarn 1 innehållande 15,3 kg järnkulor. Därefter tillsättes 16 g magnetit. Kvarnen bringas att rotera under 15 sek, varvid pH ökar till ca 3,8. Det behandlade avloppsvattnet överföras till kvarn 3 innehållande 4,3 kg kalksten. Denna kvarn bringas att rotera i 3 min, varvid pH stiger till ca 5,85. 1 l vatten tas ut fran kvarnen 3 och överföres till omröraren 4, där pH justeras till ca 7,5 med NaOH (15 ml). Vattnet luftoxideras sedan under 3 min och överföres till en 2 l bägare.

I denna bägare tillföres 1 droppe (0,05 ml) koagulations- medel under försiktig omröring. Härvid bildas en grovkornig fällning. Sedan tillsättes 1 droppe (0,05 ml) nonjoniskt Magna- floc® under nagot kraftigare omröring. Fällningen utflockas mycket snabbt och faller till botten inom nagra minuter. Det klara vattnet analyseras, liksom även fällningen.

EXEMPEL 2 Ett 1 l mätglas fylles med det enligt Exempel 1 behandlade avloppsvattnet. Utfällning genomföras pà samma sätt som i Exem- pel 1 men den där använda omrörningen ersättes med proceduren WW ' ma.. 10 15 20 25 30 35 5 I 466 496 bestående i att man upprepade gånger vänder mätglaset upp och ned. Efter 15 min har fällningen avsatts i mätglasets nedre del och upptar en volym av ca 50 ml (5%). Vattnet ovanför fällningen är klart.

Nedan redovisas i korthet principerna för utförda analy- Sêr .

Klororganisk substans Analys med AOX-metoden enligt SCAN-W 9:89.

Vattnet filtreras och aktivt kol tillsättes, omröring sker och vattnet filtreras av. Kolet brännes i kvartsugn och bildad HCl-gas bestämmes genom coulometrisk titrering.

QQQ (Chemical Oxygen Demand) Detta är ett matt pà mängden organisk substans i vattnet.

COD bestäms kolorimetriskt genom tillsats av bikromatsvavelsyra.

Organiskt material oxideras till koldioxid och vatten. Reaktio- nen Co5+->Co3+ bestämmes.

Klorfenoler Dessa bestäms pá gaskromatografisk väg.

Järn Utlöst järn bestäms med AAS atomabsorptionsspektrofoto- metri.

Klorid Mängden klorid bestäms med jonkromatografi.

Klorat Detta bestäms med jonkromatografi.

Resultat Bilagd Tabell 1 redovisar analysresultatet pà behandlat och obehandlat prov av avloppsvatten samt reningsgrad i procent.

Värdena utgör medelvärden av tre bestämningar. Reproducerbarhe- ten av fällningsförsöken är mycket god. Processen enligt uppfin- ningen har upprepats ett tiotal gånger utan att störningar kun- nat noteras. -t46e 496 Fällningen uppvisar en torrhalt pà 3-5 g/1 beroende på mängd magnetit som medbringas vattnet.

TABELL 1 Analysresultat av obehandlat och behandlat prov samt renings- grad i procent. 5 |Prov | Aox con Klorfenoler Fe3+ cl" C103 | l1_ I ----------- -- mo/l ------------------------ __| |0be- | ' | lhana- i 110 eos 0,15 - 107 123 1 10 [lat I I lße- I 17 215 - *> 1 105 120 | Ihand- | 1 Ilat I | |Minsk-I 85 55 >99 - 0 0 | 15 lninq %I 7 | *) ej detekterat

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 466 496 PATENTKRAV'

1. Förfarande för rening av med organiskt material förore- nat surt avloppsvatten, såsom med ett pH av 2,1 - 2,2, kännetecknat därav, att man: a) bringar avloppsvattnet i kontakt med ett järnhaltigt mate- rial i stycke- eller pulverform i vilket järnet åtminstone del- vis föreligger i metallisk form; .b) underkastar nämnda material mekanisk bearbetning under kontakt med avloppsvattnet under upplösning av åtminstone en del av det metalliska järnet; _ c) höjer pH i avloppsvattnet efter nämnda mekaniska bearbet- ning till ett tillnärmelsevis neutralt värde; d) .åstadkommer utfällning av trevärt järn under oxiderande betingelser; och e) avskiljer fällningen från d) från vattenfasen.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att man i steg a) tillför även magnetit i nämnda form.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att pH-justeringen i steg c) sker i två etapper med först tillsats av kalksten (CaCO3) under mekanisk bearbetning och se- dan med tillsats av en stark bas.

4. Förfarande enligt patentkravet 3, kännetecknat därav, att pH-justeringen i etapp ett sker till ett pH av från ca 5,5 till ca 6,5 och i etapp två till ett pH av ca 7 till ca 8.

5. Förfarande enligt patentkravet 3 eller 4, kännetecknar därav, att kalkstenen tillsättes i styckeform.

6. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat därav, att man före steg d) utför magnetutfällning av överskott Fe+Fe3O4, vilket överskott lämpligen återföres i processen.

7. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat därav, att de oxiderande betingelserna i steg d)_ åstadkommes genom lufttillförsel eller genom tillsats av H2O2.

8. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat därav, att den mekaniska bearbetningen utföres i kvarn.

9. Förfarande enligt patektravet 8, kännetecknat därav, att kvarnen utgöres av en kulkvarn som arbetar med järn- eller stålkulor som malkroppar. 466 496 8

10. Förfarande enligt nagot av de föregående patentkraven, kännetecknat därav, att det förorenade avloppsvattnet härrör från blekning av kemisk massa.

11. Förfarande enligt patentkravet 10, kännetecknat därav, att avloppsvattnet härrör från klor- eller klordioxidblekning av kemisk massa.