SE414411B - Sett att rena utslepp fran blekerier med ultrafiltrering - Google Patents

Description

7811089-7 från saltinnehållet i veden, som vid havsflottning kan bli ganska högt. Processen ställer därför stora krav på konstruktionsmateria- len och fordrar en komplicerad, flerstegs kristallisation för att hålla nere salthalterna i systemet.

För båda dessa ovan nämnda metoder gäller, att de helst bör inplaneras redan från början vid uppbyggnaden av nya fabriksanlägg- ningar, då de annars blir orimligt dyrbara och svåra att ansluta.

Avloppet från befintliga blekerier kan emellertid också be- handlas externt i efterkopplade behandlíngsanläggningar. För till- byggnad av befintliga fabriker ifrågakommer sålunda främst fällning, adsorption, biologisk behandling och ultrafiltrering.

Fällning med kalk, järn- och/eller aluminiumsalter är en gam- mal, väletablerad metod i många sammanhang, men den fordrar tillsätt- ning av här mindre önskvärda kemikalier. Kvittblivningsproblemet kan också vara svårt för de stora volymer det rör sig om.

Adsorptionsrening är särskilt lämplig för stora volymer vat- ten innehållande små mängder föroreningar. Föroreningarna fastnar på ett adsorberande medium, såsom aktivt kol eller något jonbytar- material, som efter mättning regenereras, något som i dagens tek- nikläge ställer sig både dyrbart och arbetskrävande.

Biologisk rening är en teknisk metod som också blir dyrbar, då de erforderliga bassängerna oftast kräver stora investeringar.

Luftade bassänger i kombination med ultrafiltrering är annars en idealisk lösning, främst genom att de ämnen som lättast nedbrytes, _endast i ringa grad kan avlägsnas med ultrafiltrering. De lätt nedbrytbara ämnena avlägsnas därför snabbare i den efterföljande bassängen med mer eller mindre fullständig rening som reslutat.

En fördel med denna metod är att den icke fordrar några kemikalie- tillsatser.

Gemensamt för dessa externa metoder är att en substans bort- skaffats ur avloppsvattnet och anrikas på något sätt till ett kon- centrat, som därefter sekundärbehandlas. o I normalschemat för ett blekeri ingår stegen klor, alkali, hypoklorit, klordioxid, alkali, klordioxid, dvs med den vanliga beteckningen CEHDED. Den största delen av blekeriets utsläpp kommer från första alkalisteget, El, och denna mängd är också den volymmässigt lättaste att hantera. Ultrafiltrering av ut- släppet från El-steget har visat sig fungera bra i praktiken och J 3 7811089-7 ge en god förbättring av reningen till rimliga kostnader. Ultra- filtrering är mycket lätt att ansluta till blekeriets E1-steg och har uppenbara fördelar jämfört med andra metoder.

En ultrafiltreringsanläggning består av ett förfilter för borttagande av fibrer och annat suspenderat material samt den egentliga ultrafiltreringsenheten. Denna består av ett antal se- riekopplade celler eller steg, där E-filtratet successivt reduce- ras i volym genom att permeat avskiljes. Ultrafiltreringen sker vid ett ingångstryck av t.ex. 5-10 bar och tryckfallet i varje cell övervinnes med en tryckstegringspump. Genom att variera ar- betstrycket och temperaturen kan belastningsvariationer mötas.

Från ultrafiltreringen bortledes dels 2-5 % av den ingåen- de mängden som ett koncentrat med ca 90 % av E-filtratets färg, dels 95-98 % av ingående volymen som ett permeat med relativt svagt färgade, lågmolekylära, organiska rester samt oorganiska klorider. Vid det normala förfarandet ligger gränsen för separa- tionen vid en molekgylvikt på 1000 - 2000 och koncentratet inne- håller högmolekylära ligninrester och kolhydrater medan permeatet innehåller huvuddelen av E-stegets salter och lågmolekylär, or- ganisk substans.

För ultrafiltrering och dess tillämrning vid cellulosa- industrin redogöres utförligt i Revue A.T.I.P., vol 28, nr 1, 1974.

Vid normal klorering och extraktion av tallsulfatmassa utlöses 10-12 kg klor/ton massa vid lutbehandlingen i extraktions- steget. I filtratet därifrån är 5-4 kg/ton klor organiskt bun- det medan resten utgöres av natriumklorid. Ca 70 % av den orga- niskt bundna kloren finns i molekyler större än 10 000, medan 25 % ligger i molekylviktsomrádet 1000 - 10 000.

Efter ultrafiltreringen finns ca 90 % av den organiskt bundna kloren i koncentratet, dvs 5-5,5 kg/t tillsamman med en mindre del, 0,5-0,4 kg/t motsvarande 4 % vid 96 % koncentrations- grad av den oorganiska kloren. En blekningsanläggning för 600 ton sulfatmassa vid en rening till 90 % av utsläppet från första E- -steget med ultrafiltrering har följande ungefärliga utseende: %_iiïísi¿1 cs9-v i i L, Ultrafiltrering av utsläpp från E1-steget vid ett blekeri för 600 ton sulfatmassa Ingående Égšåšgè Koncentrat rzanga, m5 a ooo 5 750 zso rorrhait, ton ao 22* 18 Total klor, ton 7 5 2 Färg, Pt, ton 70 7 65 KS, ton 12 4 8 BS, ton a 4 2 2 *#2 ton organiskt, 10 ton NaCl.

Eftersom destruktionen av koncentratet enklast sker i det befintliga àtervinningssystemet genom förbränning i sodapannan, kommer hela den klormängd som vid blekningen bindes organiskt som högmolekylära klorligniner att förbrännas och ge ett väsent- ligt tillskott av natriumklorid till àtervinningssystemet. Klori- den medför ökad korrosion, risk för tubbrott i sodapannan med flera olägenheter. Det är därför synnerligen önskvärt att hålla klorligninhalten och därmed kloridtillskottet från blekeriet till sodapannan så lågt som möjligt. Föreliggande uppfinning avser ett sätt att väsentligt minska det kloridtillskott, som åstadkom- mes av fraktionen organiskt bunden klor efter destruktion av kon- centratet i sodapannan.

Förutom detta huvudändamàl med uppfinningen förtjänar även nämnas, att då klorligninhalten reduceras enligt uppfinningen, kommer även de ogynnsamma miljöeffekterna av eventuella utsläpp genom läckage eller spill att minskas i motsvarande grad.

Det är tidigare känt att genom alkalibehandling av klorlig- niner vid förhöjd temperatur spjälka: dessa till motsvarande feno- ler och natriumklorid. Ett E-filtrat koncentrerades till 95 %. med ultrafiltrering och behandlades med natronlut med olika kon- centration och gav följande resultat: Tabell 1 Pf°V spjäikaa Lutsats- Obehandlat Efter kokning 22 h organisk ning oorg. Cl org. Cl oorg. Cl org. Cl klor, % 5%mm ofi är ia ma % 20 % NaQH 0,7 5,0 2,5 1,2 60 . . .. . .J Halterna angives 1 5/kg losning. '7811089-7 Huvuddelen av spjälkningen sker under de första timmarna av behandlingen.

Enligt uppfinningen uppdelas ultrafiltreringen i ett förs- ta och ett andra behandlingssteg och mellan dessa inskjutes ett alkalibehandlingssteg, varigenom en del av de högmolekylära klor- föreningarna i koncentratet från det första ultrafiltreringsste- get spjälkas och kan bortledas i permeatet från det andra ultra- filtreringssteget som alkaliklorid. Det slutliga koncentratet med minskat, totalt klorínnehåll ger vid återföring till återvinnings- systemet ett avsevärt reducerat kloridtillskott.

Det starkt alkaliska, andra permeatet som även innehåller en förhållandevis stor mängd organisk substans återgår till alka- listeget som dess alkalikälla. Natronluten återföres på så sätt till det processteg den normalt är avsedd för och några förluster göres icke. Av regleringstekniska skäl tillsättes dock en del av alkalimängden direkt till extraktionssteget l utan att först ha använts för klorligninhydrolysen.

Uppfinningen skall beskrivas utförligare i samband med ett utföringsexempel.

Till en ultrafiltreringsanläggning bestående av 12 celler inledes filtratet från första alkalisteget i ett blekeri för sul- fatmassa i en mängd av 10 m3/t massa och innehållande 8 kg oorga- niskt bundet klor/t massa och H kg/t organiskt bundet klor. Ef- ter passage genom 10 celler uttogs 9,6 m3/t permeat innehållande 7,7 kg/t oorganiskt klor och 0,ü kg/t organiskt klor. Detta per- meat I kunde släppas ut direkt som avlopp till en resipient utan att orsaka nâgra ekologiska störningar. Koncentratet behandlades med 0,1 m3/t natronlut med en koncentration av 250 g/1 vid en temperatur av l00°C i 2 timmar, och leddes sedan efter kylning i värmeväxlare genom de återstående tvâ cellerna i ultrafiltre- ringsanläggningen. Därifrån erhölls 0,Ä m3ftpermeat II innehål- lande 2,0 kg/t oorganiskt klor och 0,1 kg/t organiskt klor och 17 kg/t Na0H, samt 0,1 m3/t koncentrat med 0,5 kg/t oorganiskt klor, 1,3 kg/t organiskt klor och 5 kg/t NaOH. Permeatet II led- des till alkalisteget El som en del av den erforderliga alkali- mängden dit, och koncentratet gick till sodaugnen för bränning och utnyttjande av alkali i återvinningen.

Claims (6)

'7811089-7 Patentkrav

1. Sätt att rena utsläpp från blekerier eller liknande rinnehållande högmolekylära, organiska klorföreníngar med ultra-- filtrering, k ä n n e t e c k n att av att ultrafiltreringen upp- delas i ett första och ett andra behandlingssteg och mellan des- sa inskjutes ett alkalibehandlingssteg, varigenom en del av de högmolekylära klorföreningarna i koncentratet från det första ultrafiltreringssteget spjälkas och kan bortledas i permeatet från det andra ultrafíltreringssteget som alkaliklorid.

2. Sätt enligtkravfl, kännet ecknatavattvid ett normalt blekningsschema CEHDED ultrafiltreringen insättes pà utsläppet från Eq-steget.

3. 5. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att det andra ultrafiltreringssteget är väsentligt mindre än det första.

4. Sätt enligt krav 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att ralkalibehandlingssteget sker vid förhöjd temperatur, företrädes- vis 1oo°c.

5. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a t av att alkalibehandlingssteget sker med starkt överskott av natronlut.

6. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a t av att permeatet från det andra ultrafiltreringsstcget åter- ledes till E1-steget som huvuddelen av den erforderliga alkali- mängden. 7811089-7 Sammandrag r Trots alla åtgärder för att förbättra vattenreningen inom cellulosaindustrin svarar denna fortfarande för en stor del av de miljöskadliga utsläppen. Ävenledes orsakar slutningen av vat- tensystemen störningar inom driften bl.a. genom anrikning av salter i cirkulationen. Föreliggande uppfinning avser ett sätt att rena utsläpp från blekerier sam använder ultrafiltrering för reningen, företrädesvis efter första extraktionssteget, genom att uppdela ultrafiltreringen i två steg, och mellan dessa in- skjuta ett alkalibehandlingssteg. Därigenom spjälkas de högmole~ kylära klorföreningarna till ofarlig natriumklorid i permeatet från det andra ultrafiltreringssteget, som kan ledas tillbaka till extraktionssteget för att medzflkaliöverskottet efter spjälk- ningen täcka hela eller en del av dess alkalibehov.