Återvinning av vattenverksslam

More documents

Recommendations

Info

inte helt. Någon ytterligare metod för att helt eliminera utfällningen av humus har i nuläget inte hittats. pH sänkningen i NF koncentratet ger en intressant koppling till tidigare konstaterade resultat vad avser aluminiumkoncentrationen. Vid koncentration av aluminiumhalten i UF permeat kunde man konstatera att man kunde nå halter högre än vad van’t Hoffs lag (Л = R T Σ Ci) tillåter. Vid koncentrering av en ren aluminiumsulfatlösning blev koncentrationen lägre än vad van’t Hoffs lag tillåter, se figur 1. Det sistnämnda är ett förväntat resultat eftersom man förutom att överkomma det osmotiska trycket behövs en drivande kraft för att pressa lösningen genom membranet. Förklaringen till att man kunde nå en högre koncentration av aluminium när UF koncentrat behandlades måste bero på att ”ifaktorn” dvs. summan av valensen för aluminium och sulfatjonen ej är 5 utan lägre. En reducerad valens kan uppstå genom att aluminiumjonen kopplas till COOH grupper i humusmolekylen, antingen inom samma molekyl eller genom sammanbindning av två eller tre humusmolekyler. Samtidigt frigörs vätejoner vilka ger den pH sänkning som noterats, se bilaga C. 7 .3 Flux, gångtid De allra flesta NFförsök har gjorts vid ett tryck på 40 bar och temperaturer mellan 5–40 °C. Några enstaka försök har gjort vid 0 bar och temperaturer mellan 25– 0 °C. Ingen signifikant skillnad i medelflux mellan tvättningarna har kunnat noteras varför drift vid 0 bar knappast kan motiveras ur energikostnadssynpunkt. Orsaken till att skillnaden inte Tryck (bar) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 Al3+ (g/l) 25 30 35 40 Figur 7-1. Koncentrering av Al 3+ som funktion av tryck. 1 är signifikant är att temperaturen måste begränsas till 0 °C om drifttrycket är 0 bar. Viskositeten är ca 2 % högre vid 0 °C än vid 40 °C; till detta kommer säkerligen en viss kompression av membranen vilket kan minska fluxet. Som tidigare nämnts har fouling (beläggning av utfälld humus på membranytan) orsakat det största driftproblemet. De åtgärder som vidtagits har visserligen minskat problemet men utfällning reducerar fortfarande gångtiden mellan tvättning. Ju högre humuskoncentrationen (högre VRF) är, desto kortare tid kan löpa mellan tvättning. För att nå en acceptabel driftekonomi i NFsteget har ett medelflux om 20 l/m h sats som ett framtida riktvärde för när tvättning skall ske. Figur 2 nedan (nästa sida) visar fluxet som en funktion av producerad mängd permeat mellan varje tvätt. En kvadratmeter kan därmed producera ca 125 liter permeat innan fluxet har sjunkigt från ca 45 till ca 15 l/m 2 , h före första tvätt. Mellan första och andra tvätt produceras ca 5 l och ca 50 l efter andra tvätt. Noteras bör att detta är medelvärden och att variationen kan var mer än +/–50 %. Konsekutiva koncentreringar på ”samma slam” kan uppföra sig helt olika. Vad som orsakar dessa mycket stora variationer är för närvarande oklart. 7 .4 Tvätt Tvättning har skett genom att NFkoncentratet som stått i ledningar och membran först förträngts med rent kallt vatten. Därefter har tvättningen börjat med tvättlösning bestående av vatten blandat med tvättmedel eller ren lut till pH 12. Tvättningen har alltid UF permeat som feed Ren Al2 (SO4)3 som feed Al2 (SO4)3 enligt van't Hoff
Flux (l/m2, h) 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 Figur 7-2. Flux som funktion av producerad mängd NF-permeat. skett med kall tvättlösning. Genom att de slangar som anslutits för tvätt har varit genomskinliga PVCslangar har man kunnat följa tvättprocessen. När tvättlösningen börjar ledas över membranet blir tvättlösningen nästan svartfärgad av borttvättad humus. Efter mindre än 0 sekunder är tvättlösningen klar, dvs. all humus är borttvättad. När membranet tvättades med lut tog tvättprocessen upp till en minut. Tvättiden är dock fortfarande extremt kort, jämfört med de 0– 0 minuter som brukar behövas i vanliga membrananläggningar. Både när tvättlösning och lutlösning användes kunde samma lösning användas upp till 10 ggr utan att tvättprocessen försämrades. Efter avslutad tvätt förträngdes tvättlösning med renvatten varefter renvattnet i sin tur förträngs med NFkoncentrat. Det manuella tvättförfarandet i pilotanläggningen har tagit ca 5 minuter. Med automatiserad tvätt kan man därmed förvänta att en tvättcykel skall ta mindre tid än 5 min. Samma membran har varit i drift under hela försöksperioden och någon försämring av vare sig flux eller retention har noterats. Fluxet har helt återställts efter varje tvätt. Man kan därmed på goda grunder anta att membranlivslängden blir minst 1 år. 8 Biologisk nedbrytbarhet Den biologiska nedbrytbarheten för de olika fraktionerna har studerats genom att förhållandet COD/ BOD har analyserats. Resultaten av analyserna visas i tabell 1. Producerat NF permeat (liter/m2) 19 Tabell 8-1. Förhållandet COD/BOD Feed 281:1 UF-koncentrat 368:1 NF-koncentrat (efter fällning) 23:1 Analyserna visar att feeden och UFkoncentratet inte är biologiskt nedbrytbara. Humus brukar inte brytas ned. Analysen av NFkoncentratet visar att en hydrolys av slammet har skett vid det låga pH och den höga temperatur som råder i processen. En faktor 2 :1 visar dock att andelen lättillgängligt kol fortfarande är liten varför NFkoncentratet knappast lämpar sig som kolkälla i ett kvävereduktionssteg. Å andra sidan kan man konstatera att utsläpp av fällt NFkoncentrat till recipient inte kommer att ge någon negativ miljöpåverkan, eftersom nedbrytbarheten fortfarande är mycket låg. 9 Indunstning För att minimera förlusten av aluminium i fällningssteget som uppstår genom kalialunets löslighet skall man fälla en lösning med så hög aluminiumhalt som möjligt. Utfällning av humus med syra för att minska CODhalten gynnas av en hög humushalt. Som framgår av NFförsöken är det relativt lätt att nå en VRF på 5 med en medelflux på 20 l/m 2 , h utan att behöva tvätta allt för ofta. Vill man nå ett högre VRF behövs täta tvättningar. Försöken har även visat att det inte är realistiskt att försöka nå en högre VRF
Page 1: VA-Forsk rapport Nr 2006-07 Återvi
Page 4 and 5: VA-Forsk Bibliografiska uppgifter f
Page 7 and 8: Innehåll Förord . . . . . . . . .
Page 9 and 10: Sammanfattning Vid produktion av dr
Page 11 and 12: 1 Bakgrund De försök i pilotskala
Page 13 and 14: koncentrerade svavelsyran lagras i
Page 15 and 16: 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Figur
Page 17 and 18: Under de första månadernas drift
Page 19: 7 Nanofiltrering NF I nanofiltrerin
Page 23 and 24: KAl(SO4)2 (%) 0,55 0,5 0,45 0,4 0,3
Page 25 and 26: Figur 11-3. Fördelningen av COD om
Page 27 and 28: C: Flöde C utgör klarvattenfasen
Page 29 and 30: 4. 5. . (alternativ T5) eller till
Page 31 and 32: 13 .2 Alternativ 2 Kostnader altern
Page 33 and 34: 16 Slutsatser Slutsatserna avser be
Page 35 and 36: Bilaga A: 3-D bild över pilotanlä
Page 37 and 38: Bilaga C: Humusmolekyler (50-100 kD
Page 39 and 40: Bilaga E: Batchmodellen Arbets- tan
Page 41: Box 47607 117 94 Stockholm Tfn 08 5

Återvinning av vattenverksslam

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?