NO132275B

NO132275B -

Info

Publication number: NO132275B
Application number: NO71773A
Authority: NO
Inventors: E S Hecktor; H Storstroem; G W L Eselboeck
Original assignee: Casco Ab
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1975-07-07
Also published as: DD101650A5; DE2308815B2; AT320544B; CA1004782A; DE2308815A1; NO132275C; JPS5225027B2; FR2173166B1; FI57245C; DE2308815C3; IT977422B; SE357950B; FI57245B; FR2173166A1; JPS4898653A

Description

Nærværende oppfinnelse vedrorer en ny fremgangsmåte for separasjon av faste og ioste stoffer fra avlopsvann. Fortrinnsvis kan fremgangsmåten anvendes for rensing av prosessvann i fiber-bearbeidende industrier, f.eks. innen papir- og fiberplate^ industrien. Fra disse industrier erholdes store mengder avlopsvann som medforer finfibermaterialer, såkalt kryll eller nullfibrer, rester av fylningsmidler, f.eks. kaolin, og dessuten en mengde loselige bestanddeler, f.eks. hemicellulose og spaltningsprodukter av lignin. The present invention relates to a new method for the separation of solid and frozen substances from waste water. Preferably, the method can be used for cleaning process water in fiber-processing industries, e.g. within the paper and fiber board^ industry. Large quantities of waste water are obtained from these industries, which carry fine fiber materials, so-called krill or zero fibres, residues of fillers, e.g. kaolin, and also a quantity of soluble constituents, e.g. hemicellulose and breakdown products of lignin.

Flere metoder er kjente for utflokkulering av de forskjellige forurensningene av avlopsvann av nevnte type, f.eks. med aluminiumsulfat med eller uten tilsetning av syntetiske polyelektrolytter, eller med polymerer av naturlig opprinnelse, f.eks. benlim. I det amerikanske patentet 3 141 186 beskrives en rensningsf rémgangsmåte for avlopsvann fra papir fremstilling, hvorved man anvender polyetylenoksyd som flokkningsmiddel. Several methods are known for the flocculation of the various contaminants of waste water of the aforementioned type, e.g. with aluminum sulphate with or without the addition of synthetic polyelectrolytes, or with polymers of natural origin, e.g. leg glue. In US patent 3,141,186, a purification process for waste water from paper manufacturing is described, whereby polyethylene oxide is used as flocculant.

Det er også kjent fra det svenske patentskriftet 223 094 at It is also known from the Swedish patent document 223 094 that

man ved hjelp av en fenol-formaldehydharpiks kan utflokkulere fore-kommende forurensninger i avlopsvann. Denne metode har vist seg å være spesielt attraktiv for anvendelse innen fiberplate-tilvirkningsindustrien hvor man kan resirkulere det utflokkulerte slammet til tilvirkningsprosessen, og hvor fenolharpiksen også fungerer som et bindemiddel i fiberplaten. you can use a phenol-formaldehyde resin to flocculate existing pollutants in waste water. This method has proven to be particularly attractive for use in the fiberboard manufacturing industry, where the flocculated sludge can be recycled for the manufacturing process, and where the phenolic resin also acts as a binder in the fiberboard.

Prosessen ifolge dette patent utfores på en slik måte at en fenol-formaldehydharpiks tilsettes til prosessvannet i alkalisk miljo, hvorved fenolharpiksen befinner seg i vannloselig form. Deretter senkes pH med f.eks. eri aluminiumsulfatlosning inntil fenolharpiksen ikke lenger er vannloselig. Herved faller fenolharpiksen ut og trekker derved med seg annet suspendert materiale i utfellingen. De dannede flokkene kan, siden fraskilles på kjent måte, f.eks. ved hjelp av sedimentasjon eller flokkasjon. The process according to this patent is carried out in such a way that a phenol-formaldehyde resin is added to the process water in an alkaline environment, whereby the phenol resin is in a water-soluble form. The pH is then lowered with e.g. eri aluminum sulfate solution until the phenolic resin is no longer water soluble. In this way, the phenolic resin precipitates and thereby drags other suspended material with it in the precipitate. The formed flocks can then be separated in a known manner, e.g. by means of sedimentation or flocculation.

For å påskynde sedimentasjonen eller flottasjonen tilsettes vanligvis polyelektrolytter såsom polyakrylamider, polyakrylater, polyetyleniminer etc. eller kationisk stivelse, hvorved flokkene agglomerer. To speed up the sedimentation or flotation, polyelectrolytes such as polyacrylamides, polyacrylates, polyethyleneimines etc. or cationic starch are usually added, whereby the flocks agglomerate.

Effekten av denne metoden er dog meget varierende avhengig av de såvel kvantitative som kvalitative variasjonene av i prosessvannet loste eller suspenderte substanser. Også variasjoner i konsentrasjonen av metallioner i vannet, f.eks. aluminium eller natrium, påvirker resultatet. Det virker dessuten som om agglomeringen er avhengig av vannets temperatur. The effect of this method is, however, highly variable depending on the quantitative as well as qualitative variations of dissolved or suspended substances in the process water. Also variations in the concentration of metal ions in the water, e.g. aluminum or sodium, affects the result. It also seems as if the agglomeration is dependent on the temperature of the water.

Syntetiske polyelektrolytter er dyre og ofte mindre effektive. Kationisk stivelse er vanskelig håndterbar p.g.a. at losningen må tilberedes hver dag. Lagringsdyktigheten for en slik losning har vist seg å være ca. 24 timer. Hvis denne tid overskrides^Synthetic polyelectrolytes are expensive and often less efficient. Cationic starch is difficult to handle due to that the solution must be prepared every day. The storability of such a solution has been shown to be approx. 24 hours. If this time is exceeded^

i så minsker agglomereringseffekten. in this way the agglomeration effect decreases.

Ifolge nærværende fremgangsmåte elimineres de ovenfor nevnte vanskeligheter. Med nærværende fremgangsmåte forenkles systemet, driftssikkerheten okes og investeringsomkostningene samt omkostningene i forbindelse med kjemikaliene blir lavere. According to the present method, the above-mentioned difficulties are eliminated. With the present method, the system is simplified, operational reliability is increased and the investment costs as well as the costs in connection with the chemicals are lower.

Ifolge oppfinnelsen har det overraskende vist seg at agglomerering av fenolformaldehydflokkene betydelig forbedres når man anvender en vannlosning av en hoymolekylær polyeter i kombinasjon med f en olharp i ks en. According to the invention, it has surprisingly been shown that agglomeration of the phenol formaldehyde flocks is significantly improved when a water solution of a high molecular weight polyether is used in combination with f en olharp i ks en.

Fremgangsmåte ifolge oppfinnelsen kan anvendes for alle avlopsvann hvor fenolharpikser anvendes som flokningsmiddel. Fortrinnsvis gjennomfores fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen på avlopsvann som inneholder lignocellulosefibrer. The method according to the invention can be used for all waste water where phenolic resins are used as flocculants. Preferably, the method according to the invention is carried out on waste water containing lignocellulose fibres.

Polyeteren bevirker en nesten momentan agglomerering av fore-kommende flokker til store godt sammenbundne aggregater, hvilke er meget godt egnet for spesielt flotasjon, men som også, hvis onsket, kan sedimenteres. The polyether causes an almost instantaneous agglomeration of occurring flocks into large well-connected aggregates, which are very well suited for special flotation, but which can also, if desired, be sedimented.

Med momentan agglomerering menes at forurensningene i avløps-vannet på meget kort tid utfelles i vannet, hvorved de nevnte forurensninger således kan fjernes, og hvorved man får en klar vannfase. P.g.a. at den totale tiden for utfellingen av forurensningene er meget kort, medforer dette den fordelen at utfellingsutrustningen kan gjores relativt liten og folgelig også billig. Instantaneous agglomeration means that the pollutants in the waste water are precipitated in the water in a very short time, whereby the mentioned pollutants can thus be removed, and whereby a clear water phase is obtained. Because of. that the total time for the precipitation of the pollutants is very short, this entails the advantage that the precipitation equipment can be made relatively small and consequently also cheap.

Dette overraskende positive resultat forklares med at polyeter sammen med fenolharpiks sannsynligvis danner et kompleks som resulterer i hurtig vekst av agglomeratets storrelse. De kom-plekse bindingene er relativt sett meget sterke, og folgelig kan det dannede agglomeratet utsettes for relativt store mekaniske påkjenninger uten at det sonderdeles. Dessuten oppnår man flokker som til tross for mekanisk påvirkning hurtig på nytt dannes, og dette representerer et fenomen som det ofte er meget vanskelig å oppnå i en konvensjonell flokning. med aluminiumsulfat og syntetiske polyelektrolytter. This surprisingly positive result is explained by the fact that polyether together with phenolic resin probably forms a complex which results in rapid growth of the agglomerate's size. The complex bonds are comparatively very strong, and consequently the formed agglomerate can be subjected to relatively large mechanical stresses without it splitting apart. In addition, flocks are obtained which, despite mechanical influence, quickly re-form, and this represents a phenomenon which is often very difficult to achieve in conventional flocking. with aluminum sulfate and synthetic polyelectrolytes.

;De polyetere som anvendes ifolge oppfinnelsen utgjore» av vannloselige, ikke-ioniske, dvs. ikke elektrolytiske, poly-alkylenetere (polyalkylenoksyder) med en molekylvekt som overstiger 50 000. Alkylenkjeden i polyeterene utgjores av lavalkylgrupper, "The polyethers used according to the invention are made up" of water-soluble, non-ionic, i.e. non-electrolytic, poly-alkylene ethers (polyalkylene oxides) with a molecular weight exceeding 50,000. The alkylene chain in the polyethers is made up of lower alkyl groups,

fortrinnsvis etylengrupper, eller en blanding av etylen- og propylengrupper. De foeste resultater erholdes med polyetrer som preferably ethylene groups, or a mixture of ethylene and propylene groups. The best results are obtained with polyethers such as

"har en molekylvekt som overstiger 100 000. Den ovre grensen er ikke kritisk. Gode resultater har man erholdt med polyetrer som har en molekylvekt på over 10 millioner. "has a molecular weight that exceeds 100,000. The upper limit is not critical. Good results have been obtained with polyethers that have a molecular weight of over 10 million.

Polyeteren tilsettes hensiktsmessig i form av meget utspedd vannlosning til det behandlede avlopsvannet etter at utflokkuler-ingen har begynt. Hensiktsmessige doseringsmengder er fra ca. 0.01 ppm til ca. 100 ppm, fortrinnsvis 0,1 - 20 ppm, beregnet The polyether is suitably added in the form of a very dilute aqueous solution to the treated waste water after flocculation has begun. Appropriate dosage amounts are from approx. 0.01 ppm to approx. 100 ppm, preferably 0.1 - 20 ppm, calculated

på avlopsvannet. Naturligvis kan også andre tilsetningsmengder være aktuelle avhengig av mengden forurensninger i avlopsvannet, men det nevnte området er ofte det mest hensiktsmessige ut fra praktisk og okonomisk synspunkt. Den ovre grensen er ikké kritisk, men velges av omkostningsmessige grunner. on the wastewater. Naturally, other addition amounts may also be relevant depending on the amount of pollutants in the waste water, but the mentioned range is often the most appropriate from a practical and economic point of view. The upper limit is not critical, but is chosen for cost reasons.

Ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen tilsettes avlopsvannet med en fenolformaldehydharpiks, og i forbindelse med at det dannes flokker av fenolformaldehydharpiksen og forurensningene tilsettes en vannlosning av den hoymolekylære polyeteren. De herved dannede agglomeratene separeres deretter ved hjelp av innen vannrensningsteknikken kjente metoder, f.eks. sentrifugering sedimentering, fIotasjon eller filtrering. In the method according to the invention, a phenol formaldehyde resin is added to the waste water, and in connection with the formation of flocs of the phenol formaldehyde resin and the pollutants, a water solution of the high molecular weight polyether is added. The agglomerates thus formed are then separated using methods known in water purification technology, e.g. centrifugation sedimentation, flotation or filtration.

Tilsetningen av fenolformaldehydharpiks kan foretas på forskjellige kjente måter avhengig av vannets og harpiksens egenskaper, og er ikke hovedformålet med.nærværende oppfinnelse. Ved f.eks. fremstilling av bundet celluloseholdig materiale, såsom fiber-plater, papir etc, er avlopsvannet vanligvis surt og tilsetning av fenolformaldehydharpiks medforer da en utfelling av harpiksen hvorved forurensningene flokkuleres. Når det gjelder alkaliske The addition of phenol formaldehyde resin can be carried out in various known ways depending on the properties of the water and the resin, and is not the main purpose of the present invention. By e.g. production of bound cellulosic material, such as fibre-boards, paper etc., the waste water is usually acidic and the addition of phenol-formaldehyde resin leads to a precipitation of the resin whereby the pollutants are flocculated. In the case of alkaline

eller noytrale avlopsvann, såsom avlopsvann fra sagverk som or neutral waste water, such as waste water from sawmills which

inneholder barkavfall fra barkpressen, kan en surgjoring være nodvendig for utfelling av fenolformaldehydharpiksen. contains bark waste from the bark press, acidification may be necessary to precipitate the phenol formaldehyde resin.

i in

Fenolharpiksen som anvendes ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen utgjores av en vannloselig harpiks, hvilken utfelles ved senkning av pH. Mengden tilsatt harpiks er ikke kritisk og kan variere innen et bredt intervall, og bestemmes på kjent måte under hensyntagen til mengden av forurensninger i avlopsvannet. Mengden fenolharpiks bor normalt overstige ca. 0,03 kg, fortrinnsvis ca. 0,1 kg, torr harpiks beregnet pa 1 m 3avlopsvann, og ligger fortrinnsvis innen intervallet 0,03 - 1 kg torr harpiks beregnet på 1 m 3 avlopsvann. Den ovre grensen er ikke kritiskjinen velges av omkostningsmessige grunner. The phenolic resin used in the method according to the invention is made up of a water-insoluble resin, which is precipitated by lowering the pH. The amount of added resin is not critical and can vary within a wide range, and is determined in a known manner taking into account the amount of contaminants in the waste water. The amount of phenolic resin should normally exceed approx. 0.03 kg, preferably approx. 0.1 kg, dry resin calculated on 1 m 3 waste water, and is preferably within the interval 0.03 - 1 kg dry resin calculated on 1 m 3 waste water. The upper limit is not critical, the engine is chosen for cost reasons.

Det er også tenkbart å anvende begrenset vannloselig fenol-formaldehydharpiks, hvilken ved kontakt med avlopsvannet faller ut. Tilsetnings-rekkefolgen av fenolformaldehydharpiksen og polyeteren er i mange tilfeller ikke kritisk. It is also conceivable to use limited water-soluble phenol-formaldehyde resin, which precipitates on contact with the waste water. The order of addition of the phenol formaldehyde resin and the polyether is not critical in many cases.

Man kan således også tenke seg å tilsette polyeteren for utfellingen av fenolformaldehydharpiksen finner sted. One can thus also imagine adding the polyether before the precipitation of the phenol formaldehyde resin takes place.

Folgende utforelseseksempler er på ingen måte begrensende for oppfinnelsen, men skal bare anskueliggjøre denne. The following exemplary embodiments are in no way limiting the invention, but are only intended to illustrate this.

EKSEMPEL 1 Flotasjonsforsok EXAMPLE 1 Flotation experiment

A. 11. bakvann fra en fiberplatefabrikk ble fylt i et gradert sylinderformet måleglass. Bakvannet hadde et torrstoffinnhold av fibrer på ca. 1% og var grumsete. A. 11. waste water from a fibreboard factory was filled into a graduated cylindrical measuring glass. The tailwater had a dry matter content of fibers of approx. 1% and was cloudy.

Under omroring tilsattes 2 ml vannlosning av et fenolformaldehydharpiks ("Casco 1594") Sverige) med et torrstoffinnhold på 31%. 100 ml luftmettet vann og 5 ml av en polyetylenoksydlosning (molekylvekt 300 000) med et torrstoffinnhold på While stirring, 2 ml of water solution of a phenol formaldehyde resin ("Casco 1594") Sweden) with a solids content of 31% was added. 100 ml of air-saturated water and 5 ml of a polyethylene oxide solution (molecular weight 300,000) with a solids content of

0,1% ble deretter tilsatt. Da omroringen opphorte begynte de nå agglomererte flokkene å flyte opp mot væskeoverflaten, hvorved man erholdt klart vann ved bunnen av måleglasset. 0.1% was then added. When the stirring ceased, the now agglomerated flocks began to float up towards the liquid surface, whereby clear water was obtained at the bottom of the measuring glass.

Hoyden av den klare væskesoylen ble oppmålt ved forekjellige tidspunkter etter avsluttet omroring. Hoyden angis i prosenter av den totale hoyden av vannsoylen i tabell I. The height of the clear liquid soil was measured at various times after the end of stirring. The height is given in percentages of the total height of the water column in table I.

B. Som sammenligning gjennomførte man samme fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel IA, men med den forskjell at tilsetningen av polyetylenoksyd ble sloyfet. Resultatet angis i tabell 1. B. As a comparison, the same procedure as described in example IA was carried out, but with the difference that the addition of polyethylene oxide was slowed down. The result is shown in table 1.

C. For sammenligning gjennomførte man samme fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel IA,men med den forskjell at tilsetningen av fenolformaldehydharpiks ble sloyfet. Resultatet fremgår av tabell I. C. For comparison, the same procedure as described in example IA was carried out, but with the difference that the addition of phenol formaldehyde resin was delayed. The result appears in table I.

EKSEMPEL 2 Sedimentas i onstest EXAMPLE 2 Sediments in ontest

A. 11. bakvann fra en fiberplatefabrikk ble fylt i et gradert sylinderformet måleglass. Bakvannet hadde et torr-stof f innhold av fibre på ca. 1% og var grumsete. A. 11. waste water from a fibreboard factory was filled into a graduated cylindrical measuring glass. The waste water had a dry matter f content of fibers of approx. 1% and was cloudy.

Under omroring tilsattes 2 ml vannlosning av samme fenol-formaldehydharpiks som ble anvendt i eksempel IA og 5ml av en polyetylenoksydlosning (molekylvekt 5 millioner) med et torrstoffinnhold på 0,1%. Da omroringen ble avsluttet begynte deagglomererte flokkene å sedimentere, hvorved man erholdt klart vann ved toppen av måleglasset. While stirring, 2 ml of a water solution of the same phenol-formaldehyde resin that was used in example IA and 5 ml of a polyethylene oxide solution (molecular weight 5 million) with a solids content of 0.1% were added. When the stirring was finished, the deagglomerated flocs began to settle, whereby clear water was obtained at the top of the measuring glass.

Hoyden av den klare vannsøylen ble oppmålt ved forskjellige tidspunkter etter avsluttet omroring. Hoyden angis i prosenter beregnet på den totale vannsøylens hoyde i tabell II. The height of the clear water column was measured at different times after the end of stirring. The height is given in percentages calculated on the total height of the water column in table II.

■ B. Som sammenligning gjennomforte man samme fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 1A? men med den forskjell at tilsetningen av polyetylenoksyd ble sloyfet. Resultatet angis i tabell H. ■ B. As a comparison, was the same procedure described in example 1A carried out? but with the difference that the addition of polyethylene oxide was omitted. The result is shown in table H.

C. For sammenligning gjennomforte man samme fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel lA,men med den forskjell at tilsetningen av fenolformaldehydharpiks ble sloyfet. Resultatet fremgår av tabell 11. C. For comparison, the same procedure as described in example 1A was carried out, but with the difference that the addition of phenol formaldehyde resin was slowed down. The result appears in table 11.

Som det fremgår av tabellene I og II gir kombinasjonen av fenolharpiks og polyeter meget bedre resultater med hensyn til agglomereringen av forurensninger enn de begge komponentene hver for seg. Som det også fremgår av eksemplene 1C og 2C medforer anvendelsen av bare polyeter som flokhingsmiddel ingen agglomerering på 30 minutter. As can be seen from Tables I and II, the combination of phenolic resin and polyether gives much better results with regard to the agglomeration of contaminants than the two components separately. As can also be seen from examples 1C and 2C, the use of only polyether as flocculant does not result in agglomeration in 30 minutes.

Claims

1. Fremgangsmåte for å rense avlopsvann, eksempelvis avlopsvann inneholdende cellulosefibrer, ved behandling av dette med fenolformaldehydharpiks for dannelse av flokker bestående av forurensninger og harpiks, samt separasjon av erholdte flokker, karakterisert ved at behandlingen finner sted i nærvær av en hoymolekylær og vannloselig polyeter.1. Method for cleaning waste water, for example waste water containing cellulose fibres, by treating it with phenol formaldehyde resin to form flocs consisting of pollutants and resin, as well as separation of the flocs obtained, characterized in that the treatment takes place in the presence of a high molecular weight and water-soluble polyether.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at polyeteren har en molekylvekt som overstiger 50 000.2. Method according to claim 1, characterized in that the polyether has a molecular weight that exceeds 50,000.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at polyeteren utgjores av polyetylenoksyd med en molekylvekt innen intervallene 100 000 - 1 000 000.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the polyether is made of polyethylene oxide with a molecular weight within the intervals 100,000 - 1,000,000.

4. Fremgangsmåte ifolge ett av de foregående krav, karakterisert ved at mengden av tilsatt polyeter overstiger 0,01 ppm beregnet på avlopsvannet.4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of added polyether exceeds 0.01 ppm calculated on the waste water.