SE466850B - Saett att faella ut icke oenskvaerda substanser ur avloppsvatten - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 466 850 2 tanjäsningssteget. Genom det ovan beskrivna hydrolyssteget med tillsats av aerobt slam kunde väteperoxiden nedbrytas med gott resultat. vid den genom SE 451 262 kända processen regleras pH efter fi- berseparation och värmeväxling till ett värde av 6,0-6,5, var- vid även närsalter tillsättes, och därefter genomföras den ovan beskrivna hydrolys- och syrajäsningen samt metanjäsningen med slamåterföring såsom beskrivits ovan.

En annan metod att genomföra anaerob rening av avloppsvatten från massatillverkning, vilket tidigare har ansetts innebära komplikationer p.g.a. de i avloppsvattnet ingående substanser- na som har en giftig effekt på de anaeroba bakterierna, i syn- nerhet metanogena bakterier vid metanjäsningen, t.ex. per- oxider härstammande från blekningsprocesen, beskríves i SE 440 498, där peroxidhalten reduceras genom ett som förbe- handling infört enzymsteg, där enzymerna alstras i ett efter- följande hydrolyssteg vid ett anaerobt reningsförfarande i två steg, bestående av ett hydrolyssteg och ett metanjäsningssteg.

Enzymerna kan även alstras i ett aerobt steg anordnat efter den anaeroba reningen. Slammet från hydrolyssteget och/eller det aeroba steget återföres till enzymsteget. Styrningen av slamåterföringen sker medelst mätning av redoxpotentialen, varigenom även en styrning av enzymaktiviteten uppnås.

En annan metod för undanröjande av giftiga substanser i av- loppsvatten från en process för framställning av mekanisk cel- lulosamassa, särskilt kemimekanisk massa (s.k. CTMP), innebär att s.k. vattenreningskemikalier. såsom aluminiumsulfat och/eller järn(III)klorid, utnyttjas för komplexbindning av de toxiska substanserna i stället för att på sedvanligt sätt användas för utfällning av organiska substanser. Denna komplexbindning sker vid ett högt pH-värde, som överstiger pH 7, vilket är för högt för att någon utfällning skall ske. En outnyttjad kemikalieeffekt torde därför föreligga, då vattnet innehållande dessa kemikalier lämnar reningsanläggningen. 10 15 20 25 30 35 3 466 850 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att på ett optimalt sätt utnyttja de tillsatta s.k. vattenreningskemikalierna, i detta fall fungerande som avgiftningskemikalier, även för ut- fällning av icke-önskvärda syreförbrukande substanser såsom upplöst organiskt material, förutom den redan utnyttjade ef- fekten för avgiftning av vattnet genom bindning i komplexform av toxiska substanser.

Detta ändamål uppnås genom att pH-värdet för det från den biologiska reningen utkommande avloppsvattnet sänkes till ett värde under pH = 4,5; företrädesvis till ett värde under pH = 3, varvid icke-önskvärda substanser utfälles och COD-värdet reduceras. Sänkningen av pH-värdet sker genom tillsats av syra, varvid i föreliggande fall, där anläggningen är en s.k. sulfatfabrik, man företrädesvis använder s.k. restsyra, vilken erhålles som biprodukt vid tillverkning av klordioxid, och be- står av svavelsyra och natriumsulfat.

Måttet på reduktionen av icke-önskvärda substanser är på sed- vanligt sätt det s.k. COD-värdet (KS-värdet), dvs förbruk- ningen av syre vid kemiska processer i vatten, vilket värde bestäms genom standardmetoder.

På bifogade ritningar visas i fig. 1 ett blockschema över an- läggningen för biologisk rening. som utnyttjas vid föreliggan- de uppfinning, fig. 2 a-c visar de uppnådda effekterna vid fällning med aluminiumsulfat, järnklorid resp. pH-justering, fig. 3 visar effekterna av pH-justering och fällning av av- loppsvatten efter CTMP-rening vid olika tidpunkter och fig. 4 visar de uppnådda resultaten då CTMP-avloppsvattnet efter re- ning blandats med avloppsvatten från renseriet, varpå pH sänk- tes .

I den bifogade ritningarna användes följande förkortningar: AVR = aluminiumsulfat JKL = järn(III)klorid COD = kemisk syreförbrukning, KS CTMP = kemimekanisk massa. 10 15 20 25 30 35 466 850 4 Blockschemat i fig. 1 visar sålunda den vid uppfinningen ut- nyttjade processen för rening av avloppsvatten från tillverk- ning av mekanisk cellulosamassa, i synnerhet kemimekanisk mas- sa. s.k. CTMP, varvid avloppet från CTMP-processen först ledes till en försedimentering för avlägsnande av grövre partiklar, varpå vattnet ledes genom en värmeväxlare för tillvaratagande av värmeinnehållet, och därefter tillsättes kemikalier för pH-reglering till ett värde över pH = 7 samt för komplexbind- ning av toxiska substanser, och även närsalter. De tillsatta kemikalierna består av aluminiumsulfat, järnklorid, kalk, NaOH, urea och fosforsyra, vilka utgör i sig konventionella tillsatser vid dylika processer. Därigenom erhålles en avgift- ning av avloppsvattnet genom att de giftiga substanserna komp- lexbindes. Någon sedvanlig utfällning genom tillsatsen av aluminiumsulfat och järnklorid erhålles dock icke, då pH-vär- det vid detta steg är för högt, nämligen överstigande pH = 7, medan optimala värden för aluminiumsulfatfällning är pH = 4,5 och för järnklorid pH = 3,5.

Efter denna avgiftning sker på sedvanligt sätt anaerob rening i hydrolys- och metanjäsningssteg med åtföljande sedimente- ring, varpå ett aerobt steg genomföres och ett renat avlopps- vatten uttages.

Det från den ovan beskrivna reningsprocessen utkommande renade vattnet torde dock fortfarande innehålla en outnyttjad kapaci- tet i form av en fällningsförmåga hos de tillsatta kemikalier- na. Denna utfällningsförmåga kan realiseras genom en sänkning av pH till ett värde, som understiger det optimala pH-värdet för de tillsatta vattenreningskemikalierna, nämligen 4,5 för aluminiumsulfatet, varvid resultatet ytterligare förbättras vid en sänkning under det optimala värdet för järnkloriden, dvs pH = 3,5. Det har visat sig att utfällningen av icke-önsk- värda substanser, mätt genom COD-värdet, ytterligare förbätt- ras vid en fortsatt sänkning av pH-värdet, t.ex. till pH = 2, och t.o.m. vid så lågt värde som pH = 1,5. Dessa resultat ve- rifieras genom de nedan beskrivna utföringsexemplen, med hän- 10 15 20 25 30 35 5 466 850 visning till de i bifogade diagram redovisade experimenten.

Förklaringen till den sänkning av COD-värdet, som uppnås genom att pH reduceras under de för aluminiumsulfat resp. järnklorid optimala pH-värdena kan vara att det i avloppsvattnet kvarva- rande ligninet fungerar som en polymer, dvs att enskilda lig- ninmolekyler förenas till större aggregat. vilken teori under- stödjes av att det är känt att vid sulfatprocessen upplöst lignin kan fällas ut, om pH-värdet kraftigt reduceras. vidare är det känt att vid låga pH-värden blir små partiklar i av- loppsvattnet positivt laddade genom vätejonöverskottet, vilket likaså befrämjar aggregatbildning. Även andra mekanismer är dock tänkbara, och uppfinningen skall ej anses begränsad till ovanstående teoretiska diskussion.

Uppfinningen beskrives nedan närmare med hänvisning till bi- fogade ritningar, och nedanstående utföringsexempel, vilka en- dast belyser uppfinningen utan att begränsa dess omfattning.

Exempel 1 Av de i fig. 2 visade diagrammen framgår effekterna av kemika- liehalter resp. pH-sänkning vid behandling av CTMP-avloppsvat- ten efter biologisk rening och avgiftning i enlighet med det i fig. 1 visade blockschemat.

Fig. 2a visar sambandet mellan aluminiumsulfathalten och upp- nådd COD-halt efter utfällningen, vid pH = 4,5, fig. 2b visar samband mellan järnkloridhalten och COD-reduktion vid pH = 3,5 och fig. 2c visar att en avsevärd reduktion av upplöst orga- niskt material, mätt som COD uttryckt i mg/l, erhålles vid en sänkning av pH från utgångsvärdet i det renade avloppsvattnet från CTMP-processen. dvs pH = 8,3, där COD = ca 3800 mg/l. till ett pH = 2,0, där COD = ca 1300 mg/l, dvs ett värde som understiger optimum för aluminiumsulfat resp. järnklorid, vil- ket såsom nämnts ovan, eventuellt kan bero på att t.ex. i vattnet upplöst lignin bildar utfällningsbara aggregat.

Av de i fig. 2 a-c redovisade resultaten kan också slutsatsen 10 15 20 25 30 35 466 850 6 dras att de utfällníngar som gjorts med aluminiumsulfat och/eller järnklorid enbart är effekter av pH-justeringen.

Exempel 2 pH-värdet för det från den biologiska reningen av CTMP-av- loppsvatten utkommande renade vattnet sänktes till pH = 3, varvid en fällning bildades. COD-värdet för det renade vattnet var ca 5300 mg/l vid tidpunkten för försöket, och reducerades genom den medelst pH-sänkningen förorsakade utfällníngen till ett värde av ca 2400 mg/1, dvs en COD-reduktion av mer än 50%.

Därefter tillsattes till det "pH-fällda" vattnet dels 0,5 g/l av aluminiumsulfat med pH-reglering till det för aluminiumsul- fatutfällning optimala värdet av 4,5, och dels järnklorid i en mängd av 0,5 ml/l vid ett pH av 3,5, varpå COD-värdet bestäm- des för respektive prover. Det visade sig att skillnaden i COD-värdena endast var marginella, vilket visar att de effek- ter som erhålles i exempel l och som redovisas i fig. 2a och 2b, endast beror på pH-sänkningen.

Detta försök upprepades vid två ytterligare tidpunkter, varvid liknande resultat erhölls (se fig. 3). ' Egempel 3 För att ytterligare visa effektiviteten i pH-sänkningen enligt denna uppfinning blandades det från rening av CTMP-avlopps- vattnet utkommande vattnet med avloppsvatten från renseriet, vilket normalt ledes till en sedimenteringsbassäng, varvid denna bassäng kan användas både för renserivattnet och det ut- kommande renade vattnet från CTMP-anläggningen.

De två vattnen blandades i detta exempel i förhållanden till flödena. i detta fall 120 ml CTMP-vatten, vilket kan anses fungera som "fällningskemikalie“ i detta fall. och 700 ml ren- serivatten, varpå pH sänktes till 3,0 resp. 1,5. I fig. 4 re- dovisas minskningen i COD í från fabriken utkommande avlopps- vatten. vid ett utgångsvärde av ca 1900 mg/1 COD ger en pH-sänkning 10 15 20 25 7 466 850 till 3,0 en reduktion i COD av ca 25%, vilket motsvarar ett minskat utsläpp av ca 10,5 ton/dag. Ett utgångsvärde av ca 1700 mg/l COD minskar till ca 1000 mg/l vid sänkning av pH till 3,0 och en pH-sänkning till 1,5 sänker COD-halten till ca 700 mg/l, dvs total sänkning ca 60%, vilket motsvarar en re- duktion i utsläppet av COD av ca 22 ton per dag, och om ut- gångsvärdet är ca 1000 mg/l, erhålles en sänkning till ca 550 resp. 350, då pH sänkes till 3,0 resp. 1,5, dvs totalt ca 65%, vilket motsvarar en daglig minskning av COD-utsläppet av 13 ton. De erhållna värdena redovisas som blockdiagram i fig. 4. Även avloppsvatten från anläggningens blekeri kan renas på detta sätt.

Med de flöden som denna fabrik uppvisar skulle sålunda utsläp- pet av COD kunna minskas med ca 10-20 ton per dag, av ett to- talt utsläpp av ca 60-70 ton per dag.

Av ovanstående utföringsexempel torde sålunda framgå att en sänkning av pH för det renade vattnet, som utkommer efter bio- logisk rening och avgiftníng medelst kemikalier såsom t.ex. aluminiumsulfat och/eller järnklorid av avloppsvatten från framställning av s.k. CTMP-cellulosamassa, medför en väsentlig reduktion av icke-önskvärda substanser, vilket visas av den erhållna reduktionen i COD-värden. Genom sättet enligt uppfin- ningen erhålles alltså ett optimalt utnyttjande av de tillsat- ta kemikalierna, vilket förbättrar processens ekonomi och i avsevärd utsträckning minskar utsläppen av míljöföroreningar.

Claims (4)

10 15 20 25 466 ass 8 Patentkrav

1. Sätt att fälla ut icke-önskvärda substanser ur avlopps- vatten från framställning av mekanisk cellulosamassa, före- trädesvis kemimekanisk cellulosamassa, s k CTMP-massa, varvid avloppsvattnet försättes med kemikalier för pH-reglering till ett värde över 7 och komplexbildande avgiftningskemikalier för omhändertagande av toxiska substanser, och renas därefter biologiskt i ett eller flera anaeroba och/eller aeroba steg, k ä n n e t e'c k n a t av att avgiftningskemikalierna består av aluminiumsulfat och/eller järnklorid och att pH- värdet i det från den biologiska reningen utkommande, av- giftade vattnet sänkes till ett värde under det för utfäll- ning medelst avgiftningskemikalierna optimala pH-värdet av 4,5, företrädesvis under 3,0, varigenom icke-önskvärda sub- stanser i det biologiskt renade och avgiftade vattnet ut- fälles och COD-värdet reduceras.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att före sänkning av pH-värdet blandas det biologiskt renade och avgiftade vattnet med fiberförande avloppsvatten.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att det biologiskt renade och avgiftade vattnet blandas med fiber- förande vatten.

4. Sätt enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att pH- sänkningen genomföres genom tillsats av syra, företrädesvis s k restsyra.