SE451262B - Sett vid anaerob rening av avloppsvatten fran tillverkning av mekanisk eller kemimekanisk cellulosamassa - Google Patents

Description

451 262 2 Det har enligt uppfinningen visat sig, att överföringen av kol- hydrater till enkla organiska syror i hydrolyssteget kan drivs långt, och bakterieslammet utan olägenhet överföras till metanjäsningssteget, där det till stor del överföres till metan. Det har visat sig, att detta kan ske om överföringen av kolhydrater till enkla organiska syror över- stiger 70 %, lämpligen 80 % och företrädesvis överstiger 85 %. Är över- föringen av kolhydrater i hydrolyssteget lägre, ökar slambildningen i metanjäsningssteget samtidigt som man får ett bakterieslam, som är svår- sedimenterat.

För att uppnå denna effekt har det visat sig lämpligt, att av- loppsvattnet från den mekaniska massaprocessen före reningsanläggningen underkastas en behandling, som avlägsnar avloppsvattnets halt av lång- fibrer, medan avloppsvattnets halt av fibriller och fiberfragment upp- rätthålles på en lämplig nivå. Detta kan genomföras med nu känd teknik i t ex bågsilar med lämplig spaltvidd, som avlägsnar långfiberandelen samtidigt som en lämplig mängd fibriller och fiberfragment släpps igenom.

Studier av hydrolyssteget har visat, att halten fibriller och fiberfragment bör ligga mellan 100 och 1500 mg/liter, lämpligen mellan 150 och 700 mg/liter och företrädesvis mellan 150 och 500 mg/liter. Genom att genomföra hydrolysen och syrajäsningen på detta sätt överför man även en del av fibersubstansen till metan.

Genom att genomföra hydrolysen i ett separat hydrolyssteg, överföres huvuddelen av kolhydraterna till ättiksyra. I metanjäsnings- steget får man därvid en metanbakteriekultur med mycket goda sedimenteran- de egenskaper. Metanjäsningssteget kan därför utföras på samma sätt som hydrolyssteget som en fullständigt omrörd kontaktreaktor åtföljd av ett sedimenteringssteg. Huvuddelen avbakterieslammet fråfl m8t8njäSflifl9SSt99et återföres. Üverskottsslammet från metanjäsningssteget uttages för destruktion. Bakterieslammängden, som erhålles från metanjäsningssteget, blir med det här förfarandet betydligt mindre än om hydrolysen skulle ske i metanjäsningssteget eller om endast en mindre del av hydrolysen skett i hydrolyssteget Genom att bakterieslammet i metanjäsningssteget har goda sedimenteringsegenskaper kan bakterietätheten i metanjäsningssteget hållas hög och volymen kan därmed bli mindre vid samma reaktionsgrad.

Vattnet från metanjäsningssteget överföres sedan till ett aerobt reningssteg, som kan utföras som ett aktivt slamsteg eller som ett biotorn med eftersedímentering. Det har visat sig, att det aeroba steget med förde] kan utföras som ett híoturn, då vattnet efter den anaeroba be- handlingen lätt låter sig brytas ned aerobt. Efter det aeroba steget 3D DJ \_,-\ AO , 451 262 följer sedan ett eftersedimenteringssteg på känt sätt. Slammet från det aeroba steget överföres med fördel till hydrolyssteget.

Hydrolyssteget innehåller fakultativt anaeroba bakterier. Genom att överföra det aeroba slammet med dess enzymsystem till hydrolyssteget kan dessa enzymsystem utnyttjas för destruktion av föreningar och toxiska ämnen, som fordrar ett aerobt system för sin nedbrytning. Det har sålunda t ex visat sig, att väteperoxid, som ibland används för blekning av meka- nisk massa, är ytterst toxiskt i metanjäsningssteget. Vid tillförsel av väteperoxid till ett metanjäsningssteg avdödades metanbakterierna inom en mycket kort tidsrymd. Genom att placera ett hydrolyssteg före metanjäs- ningssteget för rening av avloppsvatten från tillverkning av blekt meka- nisk massa erhölls en hydrolysbakteriekultur adapterad till avloppsvatt- net med förmåga att fullständigt bryta ned väteperoxid i tillfört av- loppsvatten. Genom att till hydrolyssteget även tillföra aerobt slam kunde hydrolysstegets förmåga att bryta ned väteperoxid ytterligare förbätt- ras.

Det aeroba slam som erhålles i det aeroba steget binder till sig närsalterna kväve och fosfor och dessutom vissa spårmetaller. Genom åter- föring av aerobt slam höjer man halten av kväve och fosfor i hydrolys- steget och i metanjäsningssteget samtidigt som man höjer halten av vissa essentiella spårämnen. Återföringen av det aeroba slammet till hydrolys- steget innebär dessutom den fördelen, att det aeroba slammet till stor del hydrolyseras för att i metanjäsningssteget överföras till metan.

Arbeten med att nedbringa vattenförbrukningen vid tillverkning av mekanisk eller kemimekanisk massa har visat att det är fullt möjligt att komma ned i mycket låga vattenförbrukningar, förutsatt att processen utförs på rätt sätt. Vi har tidigare funnit, att om man förser processen med tvättsteg och leder färskvattnet i konsekvent motström kan väsentligt lägre vattenförbrukningar tolereras utan att detta leder till processprob- lem eller kalitetsproblem hos den tillverkade produkten. En processteknik, som medger en låg vattenförbrukning vid tillverkning av mekanisk eller kemimekanisk massa, visas i figur l. Det är fullt möjligt att på detta sätt komma ned i en Vattenförbrukning, som understiger 10 m3/ton massa.

Försök i halvstor skala har visat, att det bör vara möjligt att minska vattenförbrukningen till 3-4 m3/ton massa.

På motsvarande sätt kan vattenförbrukningen vid tillverkning av mekanisk massa vid integrerad tillverkning av papper, t ex tidningspapper, nedbringas som figur 2 visar. Genom att installera tvättsystem i produk- ljunsprocessen, styra vattenföringen och minska färskvattentillförseln kan man uppnå mycket koncentrerade avloppsvatten. Denna teknik har öppnat lÛ 451 262 “' möjligheter att rena denna typ av avloppsvatten genom anaerob teknik på ett mycket framgångsrikt sätt. Även vid integrerad tillverkning är det möjligt att komma ned till 3-5 m3 vatten/ton massa.

Uppfinningen skall i det följande närmare belysas medelst ett utföringsexempel samt med hänvisning till bifogade fig 3 som visar ett flödesschema över en särskilt lämplig utföringsform EXEMPEL Ingående vatten från tillverkning av termomekanisk massa i en mängd motsvarande ca 5 m3/ton massa leds till reningsanläggningen, där den i ett första steg underkastas en fiberseparation, varvid huvuddelen av de långa fibrerna avskiljs, medan fibriller, fiberfragment och fines passe- rar igenom separationssteget tillsammans med vattnet. Separationen genom- förs i en bågsil, men kan även ske i andra fiberfraktioneringsutrustning- ar. Efter fiberfraktioneringen uppgår halten suspenderade ämnen till ca 400 mg/liter. Vattnet är fortfarande varmt, varför det kyls från ca 60% till 35-375: i en värmeväxlare. Efter värmeväxlaren justeras vatt- nets pH så att pH efter det efterföljande hydrolys- och syrajäsningssteget uppgår till 6,0 och 6,5. Dessutom tillsätts närsalter. Vid konventionell aerob rening är det vanligt att tillföra närsalter så att efter närsalt- tillsats förhållandet BÛD:N:P uppgår till ca lÛD:5:l. Vid anaerob rening krävs endast en bråkdel av den närsalttillsatsen.

Vattnet leds därefter till hydrolys- och syrajäsningssteget, som kan utföras som en fullständigt omrörd kontaktreaktor med ett efterföljan- de slamsedimentationssteg. Med hänsyn till processens stabilitet är det önskvärt att upprätthålla en så hög slamhalt som möjligt i hydrolyssteget, varför huvuddelen av det sedimenterade slammet återförs. Genom att bak- teriekulturen i syrajäsningssteget växer på det relativt lätt sedimente- rande fiberpartiklarna kommer bakterietätheten i steget att bli hög.

I hydrolys- och syrajäsningssteget överförs kolhydrater i in- gående vatten till lågmolekylära organiska syror. Vid ett tillfälle, när ingående vatten höll 2,5 g sockerarter och uppehållstiden i reaktorn var 12,5 timmar, erhölls halt socker i utgående vatten till 0,4 g socker/liter. 84 % av ingående sockerarter hade överförts till lågmolekylära organiska syror, huvudsakligen ättiksyra. Vattnet från hydrolysstegets slamsepara- tionssteg överföres till metanjäsningssteget. 1 hydrolyssteget bildas relativt stora mängder bioslam, som växer på fibermaterialet. Detta över- skottsslam kunde överföras till metanjäsningssteget utan problem. .ß i g4f51 262* Metansteget består i princip av ett metanjäsningssteg och ett slamseparationssteg. Genom att reaktionsprodukterna från hydrolyssteget huvudsakligen utgörs av ättiksyra, erhålles en metanbakteriekultur i metan- steg av stavformade metanbakterier med utmärkta flocknings- och sedimen- teríngsegenskaper.

Metanjäsningssteget är utformat som ett fullständigt omrört kontaktreaktorsteg med åtföljande sedimenteringssteg. Huvuddelen av bio- slammet återföra från separationssteget till kontaktreaktorn. En mindre del överskottsslam tas ut från processen från metanstegets slamseparations- steg.

Efter metansteget följer ett aerobt steg, som i exemplet är utfört som ett bíotorn. Den aeroba processen bildar viss mängd aerobt slam, som avskiljs och överförs till hydrolys- och syrajäsningssteget.

Uppfinningen är inte begränsad till den visade utföringsformen utan kan varieras inom ramen för uppfinningstanken.

Claims (6)

10 15 20 Z5 30 451 262 e P a t e n t k r a v

1. Sätt att rena avloppsvatten från tillverkning av mekanisk eller kemimekanisk cellulosamassa, varvid avloppsvattnet renas i minst två anaeroba steg, nämligen - ett hydrolys- och syrajäsningssteg, och - ett metanjäsningssteg k ä n n e t e c k n a t a v att avloppsvattnet i ett steg (1) före reningen till väsentlig del befrias från långfibrer så att halten av suspenderade ämnen, som i huvudsak består av fibríller och fíberfragment, uppgår till 100 - 1500 mg/l, lämpligen 150 - 700 mg/1, företrädesvis 150 - 500 mg/1, att åtminstone 70 %, lämpligen åtminstone 80 %, före- trädesvis åtminstone 85 %, av de i avloppsvattnet ingående kolhydraterna i hydrolys-/syrajäsningssteget (3) överföres till lågmolekylära organiska syror samt att avloppsvatten och överskottsslam (11) från hydrolys-/syra- jäsningssteget (3) överföras till metanjäsningssteget (5).

2. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att reningen sker i tre steg, ett hydro- lys- och syrajäsningssteg (3), ett metanjäsningssteg (5) och ett aerobt steg (7).

3. Sätt enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v att slamseparering (4,6,B) utföres efter stegen.

4. Sätt enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t a v att det aeroba steget utföres som ett aktivslamsteg eller som ett biotorn med efterföljande sedimentering.

5. Sätt enligt kravet 2, k ä n n e t e o k n a t a v att överskottsslammet från det aeroba slamseparationssteget (8) överföras till hydrolyssteget (3).

6. Sätt enligt kravet 3, a v k ä n n e t e c k n a t att överskottsslammet från metanstegets slamseparation (6) avledes från systemet (13).