SE519941C2 - Anläggning för behandling av spillvatten från mejerier - Google Patents

Description

25 30 35 2001-03-23 S:\P\l222()45s.d0<: V0 519 941 2 skaperna hos spillvatten från mjölkbearbetning innefattar ett biokemiskt syrebehov (BOD) om cirka 1 000 mg/l, ett kemiskt syrebehov (COD) om cirka 1 900 mg/l, en torr- substanshalt om 1 600 mg/l samt en halt suspenderade ämnen om 300 mg/l. Dessa siffror överskrider dramatiskt de som tillåtes av statsmakterna i olika länder. I Australien är till exempel den maximalt tillåtna mängden BOD, som får släppas ut till en recipient, såsom en flod, 180 ppm.

Uppfinningens syfte är att tillhandahålla en anläggning för behandling av spillvatten från mejerier så att ett mycket renare vatten erhålles än med existerande anläggningar. Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett slam från en sådan rening av spillvatten, vilket skulle kunna användas som ett djurfoder.

För att ernå detta syfte har anläggning enligt upp- finningen erhållit de kännetecknande särdragen enligt krav l .

För att förklara uppfinningen mer i detalj kommer en illustrerande utföringsform därav att beskrivas nedan med hänvisning till bifogade ritning, i vilken FIG 1 är ett flödesdiagram av en föredragen ut- föringsform av en anläggning för behandling av spillvatten från mejerier.

Enligt vad som visas i FIG 1 tillföres spillvatten A från en mejerifabrik till en avloppsbassäng om cirka 1 mil- jon liter. Företrädesvis pumpas spillvattnet först genom Det tillförda spillvattnet A har en BOD-halt om mindre än 3 800 ett filter som avlägsnar större klumpar (visas ej). ppm samt en COD-halt om mindre än 2 200 ppm, och anlägg- ningen för rening av spillvatten är anpassad till tillopp om 3 miljoner liter per dygn.

Spillvattnet "standardiseras" (jämför nedan) i avloppsbassängen 1 med hänvisning till dess TS-halt (torr- substans). En första effluent B om 0,5 % TS samt 4 bar W U 20 25 30 35 \ 2 '. ', _- zooroz-zz E=\PusLIc\noc\P\122zo4ss.dec vo 5 W 9 9 1 i ' ledes via en värmeväxlare 2 till en första indunstare 4 samt en andra indunstare 5. En första pump 3 tillför medel mot avlagring för att tillhandahålla en andra effluent C, vilken förhindras att bilda avlagringar av överhettat mate- rial på indunstarens värmeyta.

Dessa indunstare är anpassade för höga flödeshastig- heter och har till exempel använts för indunstning av havs- vatten. Indunstarna är företrädesvis enheter av den typ som kallas Vacuum Vapor Compression. I en sådan anordning an- vändes den värme, som avges av komprimerad ånga vid tryck under atmosfärstrycket och motsvarande låga temperaturer, för indunstning av spillvattnet.

Ett första och andra slam E, H från den första respektive andra indunstaren 4, 5 är anpassade till ett tredje och fjärde slam F, I om cirka 3,3 % TS. Dessa blan- das till ett första blandat slam J och ledes till en första bufferttank 7, från vilken ett femte slam K kan ytterligare koncentreras till ett sjätte slam L innan det får lov att gå in i en tredje indunstare 6 av samma slag som de som nämnts ovan. Från denna indunstare avlägsnas ett sjunde slam P, som är ytterligare anpassat till ett åttonde slam Q om cirka 10 % TS.

Ett första destillat M från den tredje indunstaren 6 blandas med ett andra och tredje destillat D, G från den första respektive andra indunstaren 4, 5 till ett blandat destillat N. Detta destillat har en BOD-halt om mindre än 21 ppm samt en COD~halt om mindre än 150 ppm. För BOD är medelhalten cirka 14 ppm och för COD är medelhalten cirka 57 ppm.

Det åttonde slammet Q ledes till en andra bufferttank 8. En andra pump 9 förser denna tank med medel mot avlag- ring. En tredje pump 10 tillhandahåller syra för buffring av tanken 8.

Sedimenterat slam T om pH 7-8 ledes till en fjärde indunstare 12. Denna indunstare är företrädesvis en så 10 20 25 30 35 519 941 4 2001-03-23 S:\P\l222045s.dDc V0 . « | . J 1 n kallad kassettindunstare (Cassette Evaporator), dvs en slu- ten enhet som tidigare har använts för att koncentrera juice eller för att avlägsna resterande vatten från till exempel vassla, varvid erhålles fasta eller halvfasta be- ståndsdelar samt ett indunstarkondensat. Behandlingen av slam enligt uppfinningen resulterar i denna indunstare i ett första kondensat V samt en koncentrerad produkt i form av ett nionde slam e.

Det nionde slammet e ledes till en femte indunstare 13, vilken är av samma typ som den fjärde indunstaren 12.

Indunstningsprocessen resulterar i ett tionde slam d samt ett andra kondensat X. Här koncentreras slammet ytterligare till ett sista slam d om cirka 30 % TS.

Ett kondensat a från den femte indunstaren 13 blandas med det första kondensatet V till ett första blandat kon- densat Z.

Till sist blandas det första blandade kondensatet Z med det blandade destillatet N till återvunnet vatten O, som får gå till värmeväxlaren 2.

Vattnet i det flytande materialet av spillvatten in- dunstas enligt uppfinningen i två steg. Antalet indunstare beror naturligtvis på kapaciteten hos det system som skall användas. En anläggning med enbart en indunstare av varje typ i serie är lämplig för cirka en miljon liter spill- vatten per dygn, och denna siffra kan ökas genom att bygga till två av den första och andra typen av indunstare i serie.

I den föredragna utföringsformen av uppfinningen är anläggningen för behandling av spillvatten från mejerier enligt uppfinningen anpassad till ett flöde om 3 miljoner liter per dygn. För att optimera anläggningen tekniskt och ekonomiskt är två typer av indunstare anordnade i serie.

Den första typen av indunstare, företrädesvis en en- het av typ Vacuum Vapor Compression, är inte lämplig för indunstning till en torrsubstanshalt om mindre än 3-10 %. 10 20 25 30 35 519 2001-03-23 E:\PUBLIC\DOC\P\l222045S.dOC V0 Om denna gräns överskrides, kommer avlagringar av över- hettat material att ske på indunstarens värmeyta i beroende av den utrustning som användes.

I den första typen av indunstare resulterar indunst- ningsförloppet i en ström av ett destillat samt en ström av 0 som koncentreras till cirka 3,3 6 torrsubstans ett slam, (TS). Spillvattenkondensatet från den första typen av in- dunstare har ett COD om mindre än 57 ppm och ett BOD om mindre än 21 ppm.

Det som renas i den första typen av in- spillvatten, dunstare, tillförs enligt uppfinningen en andra typ av in- dunstare. Utbytet av typ av indunstare bör äga rum då det 0 tillförda materialet når en torrsubstanshalt om 3-10 6. Den andra typen av indunstare är utformad att med framgång be- handla tillfört material om 10 % torrsubstans, vilket före- drages. Avlagringar kommer inte att ske på denna indunsta- res värmeplattor eftersom den är anpassad till vatteninne- hållande flytande material med höga torrsubstanshalter.

I utloppet av den första indunstartypen erhålles så- lunda rent vatten samt ett slam, varvid slammet direkt överföres till den andra typen av indunstare, företrädesvis en kassettindunstare för ytterligare (Cassette Evaporator), koncentrering. Mer vatten erhålles samt ett ytterligare koncentrerat slam. Flödet till den andra indunstartypen är från 1 till 50 ton per timme, varvid slammet koncentreras till cirka 30 % TS eller mer.

Det slutliga slammet transporteras till en buffert- tank, i vilken pH automatiskt justeras till en pH-nivå mellan 7-8. Slutligen pumpas det slutliga slammet till en container för vidare transport. Slammet kan därefter använ- das direkt eller koncentreras ytterligare till en torr pro- dukt.

Det från den andra typen av indunstare erhållna kon- densatet har en BOD-halt om cirka 36 ppm och en COD-halt om cirka 99 ppm. Detta kondensat blandas med kondensatet från . » . . . .

W 20 25 30 519 941 6 2001-03~23 E z \PUBLIC\DOC\P\l2220455 .dOC V0 den första typen av indunstare, varvid ett fullständigt återvunnet vatten erhålles.

En fördel med den uppfinningsmässiga metoden är, att det resulterande återvunna vattnet utan någon som helst ytterligare behandling kan returneras till vilken som helst vattentäkt med en kvalitet som motsvarar tekniskt vatten.

Vattnet kan även släppas ut i en lämplig recipient, såsom en flod eller havet.

I princip förslösas inget av spillvattnet. Allting Vattnet kan återanvändas i mejeriet som ett I detta fall måste illaluktande sub- återanvändes. tekniskt vatten eller som ett råvatten. vattnet renas ytterligare från flyktiga, stanser, vilka medföljer vattnet under indunstningsför- farandet. Detta kan åstadkommas genom att fysikaliskt av- lägsna dessa substanser, till exempel genom att låta vatt- net passera genom ett filter av aktivt kol. För att kunna leverera rent vatten till livsmedelsindustrin utsättes vattnet för bestrålning, till exempel UV-bestrålning Detta förfarande garanterar ett mikrobiologiskt rent vatten.

Det återvunna vattnets kvalitet överensstämmer med riktvärdena från WHO samt de tekniska kraven hos de flesta länder.

Smak Ingen Lukt Ingen Turbiditet Max 5 NTU Färg Max 20 mg Pt per lit Syrebehov Max 20 mg KMnO4 per lit Löst material totalt Max 500 mg per lit Ett exempel på kvaliteten hos det tillförda spill- vattnet enligt uppfinningen visas i tabell 1 nedan. 2001-03-23 S:\P\l22204SS.d0C V0 519 941 7 Tabell 1 Komponent Konduktivitet pS/cm 4 560 pH 6-11 Löst material ppm <2 700 Suspenderat ppm <250 material NH4 (som N) ppm <2,3 Na ppm <1 000 Mg ppm <20 Ca ppm <55 Fe ppm <3,5 Fe (filtrerat) ppm PO4 (som P) ppm <45 CO3 (som CaCO3) ppm <2l0 íäšaëaâàïalinitet ppm <94O Cl ppm <300 S04 (som S) ppm <2O SiO2 ppm <9,2 K ppm <30 Torrsubstans % <0,5 % êïïïséšâäït % s” °f Totalt N ppm <22 Protein % <0,1 Fett/olja ppm <25 COD ppm <3 800 BOD ppm <2 200 Fritt klor ppm 0,00 Enligt uppfinningen erhålles en mer miljömässigt accepterbar anläggning än med tidigare anläggningar för rening av spillvatten från mejerier, vilket beror på de mycket låga BOD- och COD-halterna samt den låga 15 20 25 30 35 2001-03-23 S:\P\l222Ü4SS.dOC V0 nu n; . . . . » . i» n m v x. i: ; . . n v n. - .v x . 1 . f . u w | .Ü . _ .. y n »., n » u Q . x, . .. . u ~ . 4 U ,. . turbiditeten hos det återvunna vattnet. Detta bör jämföras med ett traditionellt avloppsreningsverk av DAF-typ, i vilket en minskning om enbart cirka 60-70 % kan erhållas.

Bägge produkterna från spillvattenanläggningen - vatten och slam - har ett potentiellt ekonomiskt värde, eftersom bägge är rena nog för att kunna återanvändas.

Dessutom behöver man inte göra sig av med varken vattnet eller slammet. Detta kompenserar mer än väl de i förhållande till traditionella anläggningar högre investeringskostnaderna.

Så mycket som 90 % av spillvattnet resulterar i ett destillat/kondensat som kan återanvändas i mejeriet. Detta betyder att mejeriet är mer eller mindre självförsörjande beträffande vatten och att minimal användning av råvatten erfordras.

Det enligt uppfinningen återvunna spillvattnet har i sig ett värde och kan till exempel användas vidare i till exempel grönsaksodling.

Spillvattnet från ett mejeri är i princip mycket ut- spädd mjölk i vatten. Slammet innehåller sålunda värdefulla (7,4 %), kolhydrater, fett och salter. Slammet kan användas direkt för framställning av näringsämnen, såsom protein djurfoder eller koncentreras ytterligare genom indunstning till en torr produkt.

Anläggningen enligt uppfinningen är mycket miljö- vänlig, eftersom inget förorenat vatten släppes ut därifrån, mindre råvatten användes, man behöver inte göra sig av med något farligt slam, inga lukter sprids och det är mindre risk för ett oavsiktligt utsläpp av obehandlat överflöde till omgivningen. Anläggningens effektivitet är dessutom oberoende av yttre parametrar.

En annan fördel med uppfinningen är dess låga krav på utrymme, den höga tillförlitligheten samt tillgång till de använda indunstarna samt låga underhållskostnader.

Claims (2)

2001~O4-1l C:\l222\p04S-k2 .doc GG 519 941 ff PATENTKRAV

1. En anläggning för behandling av spillvatten fràn mejerier, kännetecknad av att sagda anläggning inne* (4,5,6) i form av en enhet av typ Vacuum Vapor Compression samt (12,13) en kassettindunstare (Cassette Evaporator) fattar åtminstone en första indunstningsapparat åtminstone en andra indunstningsapparat i form av anordnade i serie.

2. En anläggning enligt krav 1, kânnetecknad av att den dessutom innefattar åtminstone en bufferttank (7,8) för justering av pH-nivàn hos slam.