CH679484A5

CH679484A5 -

Info

Publication number: CH679484A5
Application number: CH3601/89A
Authority: CH
Inventors: Horst Poellitsch
Original assignee: Leykam Muerztaler Papier
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1992-02-28
Also published as: FI894687L; NO893926D0; NO893926L; CZ277803B6; SE8903205D0; AT392635B; DK485689D0; FI894687A7; FI894687A0; ATA244888A; CS560189A3; DE3932979A1; DK485689A; SE8903205L

Description

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CH 679 484 A5

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entsorgung der Abwässer von Zeli-stoffabriken, welche an sich bekanntlich eine grosse Umweltbelastung darstellen.

Die Abwässer einer Papier- und Zellstoffabrik haben, je nach ihrer Herkunft, verschiedene Zusammensetzungen und fallen darüberhinaus in unterschiedlichen Mengen an. Wenn man dabei die insgesamt zu entsorgende Abwassermenge mit etwa 70 000 m3/Tag annimmt, die sich perzentuell etwa wie folgt aufteilen:

Brüdenkondensate 7,0% Bleichereiabwasser 24,8% Sortierung undZellstoffentwässerung 34,3% Papierfabrik 25,7% Kommunale Anlage 8,2%

dann ergibt sich für die oben angeführten Teilstränge folgender chemischer Sauerstoffbedarf (CSB):

Brüdenkondensate 27 000 kg/Tag Bleichereiabwasser 75 000 kg/Tag Sortierung und Zellstoffentwässerung 6000 kg/Tag Papierfabrik 6000 kg/Tag Kommunale Anlage 1000 kg/Tag

Dieses Abwasser wird nun mit einer CSB-Tagesfracht von 115 000 kg/Tag und in einer Menge von 68 500 m3/Tag in eine aerobe Abwasserreinigungsanlage eingeleitet.

Bei einem derartigen Betrieb treten verschiedene Probleme auf. Erstens wird durch die chemische Schadstoffbelastung der Abwässer die Funktion der biologischen Kläranlage beinträchtigt, was sich einerseits in einem langsameren Ablauf der Klärung selbst auswirkt (wodurch die Gefahr besteht, dass die Schadstoffe teilweise ungeklärt im Ausfluss der Kläranlage noch vorhanden sind) und wodurch andererseits ausserdem der in der biologischen Anlage anfallende Klärschlamm seinerseits verunreinigt ist und weder als Düngemittel verwendet noch ohne besondere Schutzmassnahmen verbrannt werden kann, da sonst bei der Verbrennung chlor- bzw. schwefelhaltige Abgase entstehen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die bei der Zellstoffherstellung entstehenden Abwässer zu trennen und die aus der Bleiche kommende Abwässer getrennt zu reinigen. Zu dieser Reinigung wurden insbesondere Kalzium- und Aluminiumsalze (Kalk, Alaun) vorgeschlagen und es wurde versucht, diese Fällmittel im Kreislauf zu führen.

Es ist nun Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzusehen, bei welchem die Abwässer problemlos einer biologischen Kläranlage zugeführt werden können, ohne dass deren Wirksamkeit wesentlich beeinträchtigt wird, so dass es möglich ist, in einer Grosskläranlage nicht nur die Abwässer der Zellstoffabrik, sondern auch kommunale Abwässer gemeinsam zu klären, wobei darüber hinaus der bei dem Reinigungsverfahren anfallende Rückstand problemlos entsorgt werden kann, ohne die Umwelt zu belasten.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Patentanspruch 1 definiert. Besondere Ausführungsformen dieses Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wird der Kalkschlamm, der die organischen chlorhaltigen Stoffe enthält, vom Abwasser abgetrennt. Vorteilhaft wird dabei zur Verbesserung der Sedimentation des Kalkschlammes 0,2 bis 1 mg/l eines anionischen Polyetektrolyten zugegeben. Der anfallende Kalkschlamm wird mit dem in der biologischen Kläranlage anfallenden Schlamm (Klärschlamm) vereinigt, wobei die beiden Schlammarten vor oder nach der Vereinigung auf einer Entwässerungsanlage entwässert werden. Die Entwässerung wird vorteilhaft auf 40 bis 50% Trockensubstanz geführt. Schliesslich werden die beiden Schlammarten (Kalk- und Klärschlamm) verbrannt, wobei der im Kalkschlamm vorhandene Kalk die bei der Verbrennung anfallenden schädlichen Abgase (insbesondere Chlor- und Schwefelverbindungen) bindet und unschädlich macht. Gegebenenfalls kann es zweckmässig sein, die vereinigten Schlammarten zusätzlich noch mit Säurebindemitteln, wie Kalk, zu versetzen, um sicherzustellen, dass keine schädlichen Abgase in die Luft entweichen.

Das vom Kalkschlamm befreite Abwasser, das zusammen mit den anderen Abwässern der Fabrik einer biologischen Kläranlage zugeführt wird, wird gegebenenfalls mit einer für die biologische Klärung nützlichen bzw. unschädlichen Säure neutralisiert. Man kann das vom Kalkschlamm befreite Abwasser und die anderen Abwässer der Fabrik gegebenenfalls auch gemeinsam mit Kommunalabwässern einer biologischen Kläranlage zuführen.

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Wie oben dargelegt, werden somit vom Gesamtabwasser der Zellstoff- und Papierfabrik aus dem Teilabwasserstrom der Bleicherei die Organochlorverbindungen mit Kalk durch Fällung entfernt und der gereinigte Anteil dem Gesamtabwasser aus der Zellstoff- und Papierfabrik wieder zugegeben; der vereinigte Abwasserstrom wird dann einer aeroben biologischen Reinigung zugeführt. Durch diesen Verfahrensschritt kann die Abbaubarkeit des Gesamtabwassers in der biologischen Reinigungsanlage signifikant angehoben werden. Bei einer CSB-Raumbelastung bis zu 4 kg/m3/Tag konnte eine Reduzierung des CSB bzw. organischer Chlorverbindung (AOX) von rund 70%, ein Abbau des biochemischen Sauerstoffbedarfes (BSB) von 95% und eine Verminderung der Färbung um 50% erreicht werden. Die Abwässer aus der biologischen Kläranlage können problemlos natürlichen Gewässern zugeführt werden.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern, ohne dass diese hierauf beschränkt sein soll.

Beispiel 1 :

Im Zeitraum Mai bis Juli 1988 wurden aus dem Teilstrom der Bleicherei einer Zellstoffabrik die organischen Inhaltsstoffe mittels Kalziumhydroxid entfernt und der gereinigte Anteil dem Gesamtabwasser zugegeben und einer aeroben biologischen Reinigung zugeführt. Die optimale Kalkfällung mit Bleichereiabwasser erfolgt in einem pH-Bereich zwischen 11,5 und 12,0 (3 g CaO/l). Nach Zumischen des gereinigten Bleichereiabwassers zu den anderen Abwasserteilströmen musste vor Einleiten in die biologische Reinigung das noch stark alkalische Gesamtabwasser mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 7,0 bis 7,5 gebracht werden.

Dieses Abwasser wurde dann mit Stickstoff und Phosphor als Nährsubstrat im Verhältnis BSB mg 02/l:N:P = 100:5:1 versetzt. Ebenso kann die in der Biologie als Nährsubstrat benötigte Phosphormenge bereits bei der pH-Einstellung auf 7,0 bis 7,5 durch Zusatz einer hinreichenden Menge Phosphorsäure anstelle der sonst verwendeten Schwefelsäure erreicht werden. Als Vergleich wurde Gesamtabwasser ohne Kalkfäliung des Bleichereistranges in einer Parallelanlage aerob biologisch gereinigt.

Beide Anlagen wurden mit einer CSB-Raumbelastung von 3 bis 5 kg/m3/d gefahren. Die Ergebnisse gehen aus den Tabellen I und II hervor.

Die durchschnittlichen CSB-Werte des der biologischen Reinigung zufliessenden unbehandelten Abwassers bewegten sich während des Versuchszeitraumes bei 1700 mg/l, die Zulaufwerte des behandelten Abwassers bei durchschnittlich 1300 mg/l. Durch eine Kalkfällung des Bleichereiabwassers konnte, bezogen auf Gesamtzulaufwasser, der CSB-Wert um rund 25% erniedrigt werden.

Die AOX-Werte (Organochlorverbindungen) des zufliessenden Gesamtabwassers konnten durch die Kalkfällung um rund 55% erniedrigt werden. Die BSB-Werte zeigten durch die Kalkfällung, verglichen am Gesamtzulauf, keine signifikante Änderung. Wie die nachfolgende Tabelle zeigt, wurden demnach in der biologischen Reinigungsanlage folgende Abbauwerte erreicht:

CSB-Abbau

AOX-Abbau

BSB-Abbau

Farbabbau

%

Gesamtabwasser

47

26

87

nn

(unbehandelt)

Gesamtabwasser

55

30

97

nn

(behandelt)

Vergleicht man allerdings den Zulauf des unbehandelten Gesamtabwassers mit den Ablaufwerten des behandelten Gesamtabwassers - Kalkfällung und biologische Reinigung - ergeben sich folgende Werte:

CSB-Abbau

AOX-Abbau

BSB-Abbau

Farbabbau

%

68

97

53

Daraus ist zu ersehen, dass durch eine Kalkfällung der Bleichereiabwässer, welche die Organochlorverbindungen weitestgehend entfernt, die Abbaubarkeit des Gesamtabwassers in der biologischen Reinigungsanlage signifikant angehoben wird. Bei CSB-Raumbelastungen von rund 3-3,5 kg/m3/Tag kann ein CSB- und ein AOX-Abbau von rund 69%, ein BSB-Abbau von 97% und eine Farbreduktion von 50% erreicht werden. Der Schlamm im Nachklärbecken erhöht sich durch die Kalkbehandlung (50-60 ml/g auf 100-20 ml/g).

In Tabelle III sind jene Werte zusammengefasst, die durch eine Kalkfällung im Bleichereiabwasser entstehen. Durch 3 g CaO pro Liter Bleichereiabwasser wird der pH-Wert von 1,8 auf 11,9 angehoben.

Der CSB-Abbau beträgt 40%, der AOX-Abbau 67%; der BSB-Wert wird durch die Kalkfällung nahe3

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zu nicht beeinflusst. Durch Zumischen der behandelten Bleichereiabwässer zu den übrigen Abwässern wird der pH-Wert auf rund 10 vermindert. Vor der Zuleitung in die biologische Reinigungsvorrichtung wurde mit Schwefelsäure (konz.) ein pH-Wert von 7 bis 7,5 eingestellt (0,15 ml H2SO4 konz./l Abwasser).

Tabelle I

Gesamtabwasser unbehandelt

Datum

Mai 1988

Juni 1988

Juli 1988

CSB-Raumbelastung (kg/m3/d)

3,7

4,9

4,6

CSB-Abbau (%)

48,1

44,0

49,0

BSB-Abbau (%)

-

79,5

96,0

AOX-Abbau (%)

31,4

18,2

28,0

Farbabbau {%)

-

Trockensubstanz TS (g/I)

7,5

7,0

13,3

Schiammindex IS (ml/g)

57,6

56,0

51,3

Tabelle II

Gesamtabwasser behandelt

Datum

Mai 1988

Juni 1988

Juli 1988

CSB-Raumbelastung (kg/m3/d)

2,8

3,3

3,4

CSB-Abbau (%)

54,5

56,0

55,0

BSB-Abbau {%)

95,4

97,0

AOX-Abbau (%)

13,0

31,4

14,0

Farbabbau (%)

—

-

Trockensubstanz TS (g/l)

6,45

7,8

10,7

Schlammindex IS (ml/g)

107,7

134,0

4

5

10

15

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25

30

35

40

45

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60

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Tabelle IH

Einfluss der Kalkfällung auf das Bleichereiabwasser und Gesamtabwasser pH-Wert

COD in mg/l

%

AOX in mg/l

%

Gesamtabwasser

Abbau

Abbau pH-Wert

Verbrauch an konz.

U

B

U

B

U

B

U

B

H2SO4 zur Neutr. in j-tl/l

—

-

3503

1772

49

-

6,0

10,5

177

1,8

-

3959

2106

47

-

9,5

70

1,9

11,9

4585

2084

55

331

93

72

-

9,9

100

1,9

12,0

3710

2251

39

—

-

4,4

-

122

1,8

11,8

-

385

134

65

3,6

8,4

88

1,7

11,7

3933

2803

29

397

135

66

-

1,7

12,0

3636

2397

34

-

5,2

11,0

167

1,7

11,9

3862

2424

37

362

135

63

2,6

7,5

33

-

11,1

144

2,2

12,4

3786

2470

35

-

6,3

10,6

213

1,9

11,7

3738

2300

39

310

103

67

-

1,8

11,7

3679

2535

31

342

111

68

3,1

10,4

149

10

9

10

6

7

9

10

1,8

11,9

3839

2314

39,5

354,5

118,5

66,8

4,5

9,9

126,3

0,1

0,2

281

269

7,9

30,2

17,0

2,8

1,3

1,2

51,6

100 Mikroliter konz. H2SO4 = 184 mg = 11 040 kg / 60.000 m3 Abwasser U » unbehandelt B = behandelt

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entsorgung der Abwässer von Zellstoffabriken, wobei die Abwässer mit CaO bzw. Ca(OH)2 behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleichereiabwässer durch Zugabe von CaO bzw. Ca(OH)2 in einer Menge von 500 bis 3000 mg, bezogen auf CaO, pro Liter Abwasser auf einen pH-Wert von 11 bis 12 gebracht werden; der dadurch gebildete, als Kalkschlamm bezeichnete Niederschlag, der die organischen chlorhaltigen Stoffe enthält, abgetrennt wird; das vom Kalkschlamm befreite Abwasser zusammen mit den anderen Abwässern der Fabrik einer biologischen Kläranlage zugeführt wird; der in der biologischen Kläranlage anfallende, als Klärschlamm bezeichnete Schlamm abgetrennt und mit dem Kalkschlamm vereinigt wird, wobei die beiden Schlammarten vor oder nach der Vereinigung auf einer Entwässerungsanlage entwässert werden; und schliesslich verbrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Kalkschlamm befreite Abwasser mit einer für biologische Klärung nützlichen bzw. unschädlichen Säure neutralisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Kalkschlamm befreite Abwasser und die anderen Fabrikabwässer gemeinsam mit Kommunalabwässern einer biologischen Kläranlage zugeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalkschlamm nach Zusatz von 0,2 bis 1,0 mg/Liter anionischem Polyelektrolyt abgetrennt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalkschlamm und der Klärschlamm auf 40 bis 50% Trockensubstanz entwässert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalkschlamm und der Klärschlamm nach weiterem Zusatz von Säurebindemitteln, wie CaO, verbrannt werden.

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