Vattenrening och återanvändning inom glasindustrin

• 1. Avloppsvatten från glasindustrin och återanvändning av detta
• 2. Rening av avloppsvatten från glasindustrin
• 3. Avloppsvatten från brandhämmande glas: effektiviteten hos den fysikalisk-kemiska reningsmetoden SIGMADAF
• 4. Slutsatser

1. Återcirkulation och återanvändning av vatten vid glasproduktion

Glasframställning kräver stora mängder vatten, varför det är vanligt att man i många delar av produktionskedjan använder återcirkulerat vatten från själva processen. Detta vatten måste hålla hög kvalitet och uppfylla specifika, kontrollerade krav. Avloppsvattnet från glasindustrin kännetecknas av ett högt innehåll av:

• Glasmikropartiklar.
• Metaller.
• Du går ut.
• Oljor och fetter.
• Suspenderade fasta ämnen.
• Organiskt material som är svårt att bryta ned biologiskt.
• Fluorider, bly och andra tungmetaller.
• Fenoler, fosfor och andra föroreningar som är specifika för tillverkningen av specialglas.

Suspenderade fasta ämnen, särskilt glaspartiklar, utgör ett problem i kretsloppet för återanvänt vatten, eftersom de fastnar på rörväggarna, kyltornen, pumpmekanismerna och processutrustningen. Detta skapar ett fast smutslager och orsakar ofta utfällning av föreningar som bryter ned och korroderar material, samt försvårar en jämn temperaturöverföring vid kylningen.

Huvudsyftet med avloppsreningen är att avlägsna suspenderade fasta ämnen, närmare bestämt att separera glaspartiklarna och få salterna att fällas ut, så att vattnet kan återanvändas i glasproduktionsprocessen.

2. Rening av avloppsvatten från glasindustrin

Avloppsvattnet från glasindustrin måste renas så att alla glaspartiklar och salter avlägsnas, samtidigt som halten av suspenderade fasta ämnen och oljor minimeras.

För detta ändamål tillämpas följande mekaniska och fysikalisk-kemiska processer:

• Siktad.
• Förbehandling för att avlägsna olja.
• Koagulering-flockning med pH-justering.
• Flotation med upplöst luft.
• Multimediefilter med sand.
• Aktivt kolfilter.
• Omvänd osmos.
• Beroende på de specifika kraven kan det krävas ett desinficeringssteg.

Siktad

Den fångar upp större fasta partiklar som glasbitar, stora partiklar och andra föremål samt partiklar med stor diameter.

Oljeavskiljare

Den separerar oljor och fetter från avloppsvattnet, vilka flyter på ytan och kan avlägsnas med hjälp av skrapmekanismer. Vid vissa produktionsanläggningar utgör dessa oljor och fetter en värdefull produkt som återvinns som råvara.

Koagulering-flockning med pH-justering

Koaguleringsmedel destabiliserar de suspenderade fasta partiklarna och separerar dem från vätskefasen.

De vanligaste koaguleringsmedlen är föreningar av järnsalter (som järn(III)klorid) och aluminiumsalter (som aluminiumklorid, PAC), samt andra syntetiska och organiska föreningar eller blandningar av olika produkter.

PAC-koaguleringsmedel är i allmänhet mycket effektiva för behandling av avloppsvatten från glasindustrin.

Koaguleringsmedel är sura och sänker därför vattnets pH-värde, vilket kräver neutralisering med NaOH. Tillsatsen av hydroxider möjliggör inte bara neutralisering, utan får även metaller och andra ämnen som bildar hydroxider att fällas ut, varvid dessa lämnar vätskefasen och övergår till de koagulerade fasta partiklarna.

Flockuleringsmedlen (polyelektrolyter) samlar koagulerna till fasta flockar med låg densitet som lätt flyter upp till ytan.

Flotation med upplöst luft (DAF)

DAF-tekniken sprutar in mikrobubblor i vattnet så att flockarna transporteras upp till ytan, där de dras med och avlägsnas från avloppsvattnet, vilket ger ett klarat vatten som är praktiskt taget fritt från suspenderade fasta ämnen och andra ämnen som är förknippade med dessa.

Sandfilter

Multimediefilter (oftast sandfilter) används för att avlägsna suspenderade partiklar som eventuellt har klarat sig igenom den föregående fysikalisk-kemiska processen med flotation med upplöst luft. Sanden fångar upp dessa partiklar och låter det renade vattnet rinna igenom filterbädden.

Aktivt kol

I filter med aktivt kol kvarhålls det upplösta organiska materialet, som adsorberas på ytan av de aktiverade och laddade kolpartiklarna i filterbädden.

Dessa filter har en mycket hög filtreringskapacitet tack vare den stora ytan hos partiklarna av aktivt kol och deras affinitet för organiskt material. De filtrerar även bort färg, lukt och vissa svårnedbrytbara föreningar.

Omvänd osmos

Omvänd osmosmembranen håller kvar de salter och hydroxider som blivit kvar efter den fysikalisk-kemiska processen, liksom andra salthaltiga eller svårnedbrytbara föreningar.

Desinfektion

Desinfektion är en valfri process som tillämpas på avloppsvatten som innehåller patogena mikroorganismer, eller sporer av dessa, som inte har fångats upp i de tidigare stegen.

Vanligtvis används klorering, ozonbehandling eller ultraviolett ljus. Desinfektionen gör att det behandlade vattnet kan återanvändas i processen och till och med släppas ut i vattendrag, förutsatt att övriga kontrollparametrar tillåter detta.

3. Avloppsvatten från brandhämmande glas: effektiviteten hos den fysikalisk-kemiska reningsmetod som föreslås av SIGMADAF

Brandhämmande glas är en speciell typ av brandskyddsglas, vars tillverkningsprocess kräver återcirkulation av renat vatten.

Här följer en studie som genomförts avseende avloppsvatten som uppstår vid tillverkningen av denna typ av glas.

Kunden behövde avlägsna kiseldioxidpartiklarna från sitt avloppsvatten, eftersom dessa skadade metallkomponenterna i utrustningen, särskilt de av aluminium, och orsakade allvarlig korrosion.

När vattnet återcirkuleras i processen leder den upprepade och kontinuerliga urlakningen av jonerna från glaspulvret till en ökad koncentration av kiseldioxid, karbonater och natrium, vilket höjer saltinnehållet och förändrar pH-värdet och konduktiviteten.

Det avloppsvatten som ska renas är gråvitt och uppvisar hög grumlighet. Det har ett ursprungligt pH-värde på 8,9.

En studie genomförs för att analysera prestandan hos en fysikalisk-kemisk reningsprocess genom koagulering-flockning med pH-justering och flotation med upplöst luft.

• Ett PAC-koaguleringsmedel tillsätts
• Därefter justeras pH-värdet.
• För att bilda flockar används ett anjoniskt flockningsmedel som är kompatibelt med de utfällda salterna och de redan förekommande fasta ämnena, vilket ger konsistenta flockar med låg densitet som har en tendens att flyta och som lätt kan separeras i ett DAF-system.

Den föreslagna behandlingen ger följande resultat:

• Avlägsnar mer än 98 % av grumligheten och de suspenderade partiklarna.
• pH-värdet påverkas inte.
• Den elektriska ledningsförmågan ökar till följd av användningen av koaguleringsmedlet och NaOH, vilket lämnar kvar rester av klorider och hydroxider som ökar ledningsförmågan.
• Salter kan avlägsnas med hjälp av membran för omvänd osmos.

Genom denna process erhålls ett renat vatten av mycket hög kvalitet, som på ett säkert sätt kan återföras till processen.