Rening av avloppsvatten från garveribranschen

• 1. Inledning: garverier och avloppsvatten
• 2. Karakterisering av avloppsvatten från garverier
• 3. Effektiva reningsmetoder för avloppsvatten från garverier
  • 3.1. Fysikalisk-kemiska förbehandlingsmetoder
  • Kombinerad DAF-process (koagulering–flockning och flotation): Teknik som erbjuds av SIGMA
  • 3.2. Biologisk rening
  • 3.3. Hantering och behandling av slam
  • 3.4. Avancerad membranrening
  • Membranteknik från SIGMA.
• 4. SIGMAs framgångsrika exempel på rening av vatten från garverier.
• 5. Referenser

1. Inledning: garverier och avloppsvatten

Produktionen och handeln medläderhar ökat avsevärt under de senaste åren. Denna ökade verksamhet medför en ökning av avloppsvattnet från läderproducenterna, vilket kräver effektivare system för rening av det avloppsvatten som genereras inom denna sektor.

Garvning är den process genom vilken hud från olika djur bearbetas och omvandlas till läder. Denna process förhindrar att huden förstörs av miljöförhållanden och nedbrytande påverkan från mikrober, svampar, insekter och andra mikroskopiska organismer.

Processen går ut på att man tillsätter en rad garvningsmedel till skinnen, främstkromsalteroch/ellerväxtbaserade tanniner. Dessa ämnen tränger in i skinnet och fäster sig i dess struktur, vilket förhindrar kemiska och biologiska nedbrytningsreaktioner – som förstärks av fukt – och ger eninert struktur som är motståndskraftigmot dessa processer.

Efter att huden har avskilts från det slaktade djuret behandlas den vanligtvis med salt för att förhindra förruttnelse och hålla sig intakt fram till bearbetningen. Garvningen sker i flera steg, där vattenförbrukningen är mycket hög och vilket ger upphov till förorenande gaser, avloppsvatten och fast avfall.

De fyra huvudsakliga stegen i garvningsprocessen är:

• Ribera: blötläggning, pälsavskiljning, avkalkning och uttorkning.
• Garvning: prickskärning och kromgarvning.
• Eftergarvning: upprepning av föregående steg för att förbättra behandlingen.
• Efterbehandling: färgning, torkning och balsamering.

Det avfall som uppstår vid garvningsprocesserna består huvudsakligen av FAST AVFALL och AVLOPPSVATTEN.

Fast avfall:

Dessa avfall består av salt, spån, rester av garvat skinn, obehandlat slam från avloppsreningsverket, rester av kemikalier och förpackningar m.m.

Det rör sig om produkter som INTE kan återvinnas (med undantag för slam) och som måste deponeras påkontrollerade avfallsdeponier, vilket i sig utgör ett annat miljöproblem.

Ogarvade biprodukter (avskärningar av råhud, hår, ull, fett och talg, köttavfall m.m.) kan användas i industriella tillämpningar såsom tillverkning av gelatin, lim och kollagen.

Avloppsvatten:

Vattenförbrukningen ligger mellan 25 och 60^m³per ton färsk hud, och utbytet är 500 kg färdigt läder per ton hud. Beroende på processen, som är unik för varje industri, kan mer än 440 kg kemikalier användas per ton hud. Dessa kemikalier löses upp i processvatten, vilket genererar ett avloppsvatten med mycket hög halt av organiskt material och förorenande oorganiska föreningar (krom, klorider, ammonium, sulfider, sulfater).

Det finns två alternativ för insamling och rening av avloppsvatten:

• Separat rening av avloppsvattnet från varje steg i produktionsprocessen. Varje anläggning utformas särskilt utifrån varifrån avloppsvattnet kommer: flodstrand, garvning eller efterbehandling.
• Blandning och homogenisering av allt avloppsvatten som genereras i varje steg samt gemensam behandling av det samlade avloppsvattnet. Detta är det vanligaste alternativet, eftersom det innebär installation av en enda reningsanläggning istället för en anläggning per avloppsflöde.

2. Beskrivning av avloppsvatten från garverier

Avloppsvatten från garverier kännetecknas av en mycket hög koncentration av biologiskt nedbrytbar organisk belastning (COD) och ett högt kväveinnehåll, eftersom läder består av proteiner, keratiner, fetter osv. Dessutom används organiska föreningar (garvämnen, syntetiska ämnen, fetter, färgämnen osv.) i garvningsprocessen.

Vattnet innehåller även oorganiska föreningar (krom, klorider, ammonium, sulfider, sulfater osv.), varavkromförekommer i de högsta koncentrationerna och utgör det största problemet. Det finns också en mycket hög halt av salter (i garvningsprocessen används salter för konservering av skinnet, sulfider, kromsalt etc.), vilket leder till höga alkalinitetsnivåer, med ett pH-värde på omkring 10 i det blandade och homogeniserade avloppsvattnet. Halten av oljor och fetter är vanligtvis försumbar.

Den typiska sammansättningen av homogeniserat avloppsvatten från en garveriverksamhet är följande:

Tabell 1. Sammansättning av homogeniserat avloppsvatten från garveribranschen. Efter Artiga 2005.

Parameter (mg/l)	Allmänt avloppsvatten	Avloppsvatten som tidigare genomgått rening för att avskilja hår, krom och svavel
COD	7 000 – 8 000	5 000 – 5 500
DBO5	4000–4500	3000–3500
NH3	200–250	<200
SS	3 500 – 4 000	2 500 – 3 000
Cr³⁺	200–300	80–100
S2-	200–250	<2
SO42-	1800	1800
Cl–	5 000 – 6 000	5 000 – 6 000

Egenskaperna hos de olika föroreningarna i detta avloppsvatten kan sammanfattas på följande sätt:

• Salter:Salterna och den höga ledningsförmåga som de ger upphov till är svåra att få bort. Dessutom försvårar de den biologiska reningen när de förekommer i för stora mängder.
• Organiskt material:förekommer i mycket höga koncentrationer och är till största delen biologiskt nedbrytbart. En väl utformad biologisk rening, som innefattar en effektiv förbehandling, kan leda till att upp till 99 % av COD avlägsnas.
• Sulfider:kan avlägsnas genom en oxidationsprocess som en del av förbehandlingen.
• Totalt kväve och ammoniakalt kväve:härrör från huden och från ammoniakbaserade produkter som tillsätts under garvningsprocessen. De avlägsnas vid den biologiska reningen genom nitrifikation och denitrifikation.
• Krom:förekommer huvudsakligen som^Cr³⁺. Det påverkar i regel inte den biologiska reningen, men det rekommenderas att återvinna det i förbehandlingen. Den största utmaningen vid utformningen av förbehandlingen är att välja en lämplig teknik för att reducera kromhalten i avloppsvattnet.

Genom att installera olika skräddarsydda reningsanläggningar för vattnet i varje garvningssteg kan man bättre anpassa sig till de specifika egenskaperna hos varje avloppsvatten, vilket underlättar reningen och ökar återvinningsgraden för viktiga och värdefulla beståndsdelar som krom. Denna metod används dock sällan på grund av de höga driftskostnaderna jämfört med hanteringen av homogeniserat avloppsvatten.

Tabell 2. Karakterisering av avloppsvattnet från varje steg i garvningsprocessen. Värdena anges i ton rått nötläder. Anpassat efter Artiga 2005.

	Ribera	Garvning	Eftergarvning	Ytbehandling	Totalt
Volym (m³/ton)	20–25	1–3	3–8	1	24–37
COD (kg/ton)	120–160	10–20	15–40	10	145–230
BOD5 (kg/ton)	40–60	3–7	5–15	4	48–86
SS (kg/ton)	70–120	5–10	10–20	5	85–155
Cr³⁺ (kg/ton)	–	2–5	1-2	–	3–7
S2- (kg/ton)	8–12	–	–	–	8–12
Kväve (kg/ton)	10–20	–	1-2	–	11–22
Klorider (kg/ton)	120–200	50–60	5–10	–	175–270
Sulfater (kg/ton)	5–20	30–50	10–40	–	45–110

3. Effektiva reningsmetoder för avloppsvatten från garverier

De vanligaste metoderna för rening av vatten från garverier är FYSIKALISK-KEMISKA PROCESSER och BIOLOGISKA RENINGSMETODER. Numera är även MEMBRANTEKNIK vanligt förekommande, eftersom den möjliggör återanvändning av det renade vattnet i produktionsprocessen.

De oorganiska föreningarna i avloppsvattnet kan ha toxiska effekter och hämma mikroorganismerna i den biologiska reningsprocessen, varför en fysikalisk-kemisk förbehandling genomförs för att avlägsna dem.

När avloppsvattnet inte separeras och det blandade och homogeniserade avloppsvattnet ska renas, måste följande punkter beaktas vid utformningen av reningsprocessen:

• Hög kromhalt (främst i form av^Cr³⁺, men förekommer ibland även som^Cr⁶⁺). Detta minskar möjligheten att återanvända och återvinna det slam som uppstår vid den biologiska reningen.
• Hög koncentration av organiskt material. Om denna koncentration är för hög och den biologiska reningen inte uppnår önskad effektivitet måste ett efterreningssteg installeras (vanligtvis används membranteknik).
• Hög halt av sulfater. Detta gör att en anaerob biologisk rening inte rekommenderas. Ett alternativ är att använda avsvavlingstekniker under förbehandlingen.
• Hög halt av fasta ämnen. En väl utformad förbehandling kan avsevärt minska mängden fasta ämnen. Koagulerings- och flockningsprocesser samt primärrening (dekanteringsbassänger eller DAF-utrustning,dissolved air flotation) är mycket effektiva för att avlägsna fasta ämnen. En effektiv utformning av förbehandlingen skyddar utrustningen mot dessa fasta ämnen och minskar avsevärt volymen av inflödet till den biologiska reningen, vilket innebär besparingar i utrustning, utrymme och energi.

Om man förutom att rena avloppsvattnet även vill återanvända det renade vattnet, bör man beakta följande punkter:

• Återvinning av krom under förbehandlingen. En förbehandling som är korrekt utformad för detta ändamål kan avlägsna mellan 95 och 100 % av kromet ur vattnet. Om kromet avlägsnas kan det slam som bildas under den biologiska reningen användas som gödsel.
• Genom att installera ett anaerobt biologiskt reningssystem kan man producerabiogas. Om man vill installera ett sådant reningssystem måste svavelväteföreningar och sulfater avlägsnas i förväg. Efter den anaeroba reningen måste ett luftningssystem installeras för att uppnå en avskiljning av organiskt material som uppfyller utsläppsgränserna.

Den FYSIKALISK-KEMISKA PROCESSEN består i att behandla det homogeniserade avloppsvattnet genom tillsats av utfällningsmedel för att avlägsna krom (natriumhydroxid, NaOH), koaguleringsmedel (järnklorid, FeCl₃, eller aluminiumsalter) och flockningsmedel (polyelektrolyter).

3.1. Fysikalisk-kemiska förbehandlingsmetoder

Förbehandlingen av avloppsvatten från garveribranschen sker genom fysikalisk-kemiska processer som avlägsnar fasta ämnen, sulfider, krom m.m. och förbättrar effektiviteten i den efterföljande biologiska reningen.

De vanligaste funktionerna är följande:

3.1.1. Homogenisering

En jämn blandning av de olika avloppsvattenströmmarna som uppstår i varje steg av garvningsprocessen. Detta gör det möjligt att uppnå ett konstant flöde och konstanta koncentrationer i det inkommande vattnet till reningsverket.

3.1.2. Grovbearbetning

Fysisk avskiljning av större fasta partiklar med hjälp av galler och siktar.

3.1.3. Avlägsnande av sulfider

Oxidation sker med luft eller andra kraftigare oxidationsmedel. Oxidation med luft, som sker vid ett pH-värde på omkring 11, är en långsam process och kräver en katalysator för att påskyndas. Man kan uppnå en avskiljningseffektivitet för sulfider som ger koncentrationer under 1 mg/l i utflödet. Andra ämnen som används som starka oxidationsmedel är: hypoklorsyra (HClO), klor (_Cl2), väteperoxid (_H2O2) och ozon (_O3).

3.1.4. Koagulering-flockning

Förutom fasta partiklar som sedimenterar naturligt finns det även kolloidala partiklar och partiklar som inte sedimenterar lätt, eftersom de på grund av sin elektrostatiska laddning stöter bort varandra och därmed hålls i suspension. I dessa fall användskoaguleringsmedelför att destabilisera denna laddning, så att de suspenderade och kolloidala partiklarna kan fällas ut.

Ibland kan man tillsätta ettpolyelektrolyt som flockningsmedelför att agglomerera dessa utfällda partiklar och bilda flockar med bättre sedimenterings- eller flytbarhet, vilket möjliggör en optimering av det efterföljande klarningssteget. Dessutom möjliggör denna utfällning en reduktion av krom, sulfater och det organiska materialet som är bundet till de separerade fasta ämnena, vilket är långsamt biologiskt nedbrytbart material som försvårar den biologiska behandlingen.

De elimineringsprocent som kan uppnås är:

• >60 % av BOD
• >55 % av BOD₅
• >30 % sulfater
• >95 % krom.

De vanligaste koagulerings- och utfällningsmedlen äraluminium- och järnsalter, främst järnklorid (_FeCl₃), aluminiumklorid (_AlCl₃) och aluminiumsulfat (_Al₂(_SO₄)_₃), samtutfällningsbasersom kalciumhydroxid (Ca(OH)_₂) eller natriumhydroxid (NaOH). För att avlägsna krom med dessa fällnings- och koaguleringsmedel krävs ett kontrollerat pH-värde på cirka 7,5.

I vissa garvningsprocesser används inte krom, utan iställettanniner. Dessa ämnen är svårnedbrytbara och avlägsnas under förbehandlingen genom utfällning med aluminium- eller järnsalter, vilket kan minska COD-värdet med cirka 50 %.

3.1.5. Separation av fasta ämnen genom flotation

System för flotation med upplöst luft (DAF) används i stor utsträckning vid förbehandlingen av avloppsvatten från garveribranschen.

I en DAF-anläggning sker en kombinerad flotation och sedimentering av de partiklar och flockar som bildas under koagulations- och flockningsprocessen.

Det renade vattnet trycksätts och mättas med upplöst luft. När denna mättade ström leds in i flotationskammaren sker en tryckavlastning, vilket ger upphov till mikrobubblor som för med sig partiklar och flockar som varken kan sedimentera eller flyta upp till ytan. De partiklar som har tillräcklig sedimenteringsförmåga samlas på botten av DAF-enheten.

Med dessa anläggningar går det att avskilja flytande och sedimenterat slam med mycket hög fastämneshalt (upp till 5 %) och få ett klarvatten av hög kvalitet.

Det slam som bildas i en DAF-anläggning leds vidare till en avvattningsprocess, för vilken det finns flera olika tekniker: centrifugering, tryckfiltrering, termisk torkning eller vakuumfiltrering.

Det finns även sedimenteringsenheter som möjliggör avskiljning av sedimenterbara fasta ämnen; dessa anläggningar avskiljer inte fasta ämnen som inte kan sedimentera och tar upp mer utrymme än DAF-klaringsanläggningar.

3.1.6. Alternativa förbehandlingar

Det finns andra tekniker som kan ge betydande resultat när det gäller att avlägsna krom, sulfider och fasta ämnen. Dessa tekniker används dock i mindre utsträckning på grund av sina höga kostnader: jonbyte, adsorption på aktivt kol…

Kombinerad använtning av koagulering–flockning och DAF-flotation: Teknik som erbjuds av Sigmadaf

Denna process möjliggör avskiljning av föroreningar genom koagulering och flockning, följt av borttagning av flockarna och flytande fasta ämnen med hjälp av ett DAF-system.

De flocculer som bildas under koagulerings- och floculeringsprocessen har en idealisk storlek för att separeras från vattnet i en DAF-enhet (dissolved air flotation). Den DAF-teknik som utvecklats av Sigmadaf kombinerar principerna för flotation med upplöst luft och sedimentering med en optimerad utrustningskonstruktion.

SIGMAerbjuder olika utformningar för koagulerings- och flockningsprocessen: en process med omrörda tankar eller den kontinuerliga SIGMA PFL-processen.

SIGMA DAF-tekniken är en effektiv och robust separationsprocess för oljor, fetter, kolloider, joner, makromolekyler, mikroorganismer och fibrer.

Sekvensenkoagulering–flockning följt av DAFär en process som används i stor utsträckning vid rening av avloppsvatten från garveribranschen. Denna lösning har visat sig vara mycket effektiv och kostnadseffektiv, både vad gäller driftskostnader och förbrukning av kemikalier och energi.

I ett DAF-system tillförs tryckluft till en återcirkulationsström av det klarade vattnet. Luften löses upp i vätskan och bildar därefter bubblor på 30–50 µm när den släpps ut genom ett spruthuvud i flotationskammaren. De koagulerade och flockulerade partiklarna fäster vid bubblorna och flyter upp till toppen av DAF-enheten, där de avlägsnas mekaniskt.

Det sedimenterbara materialet sjunker ner till sedimentkammaren i botten av DAF-enheten och avlägsnas via ett system för slamuttag, vanligtvis en skruvtransportör.

Sigmadaf erbjuder även utrustning för behandling av insamlat slam.

Det renade vattnet lämnar DAF-enheten via ett justerbart system för avskiljning av överskott. En del av detta renade vatten omdirigeras av återcirkulationspumpen till systemet för luftkompression och mättning.

Sigmadaf erbjuder ett brett sortiment av DAF-flotationsutrustning som anpassas efter det flöde som ska behandlas och utrymmeskraven. Vi tillverkar utrustning som kan hantera flöden från 5 m³/h upp till 1 000 m³/h. Behandlingskapaciteten hos Sigmadafs utrustning täcker föroreningsbelastningar på upp till 40 kg fasta ämnen per flotationsyta. Dessutom tillverkar vi kompakta ”plug&play”-enheter.

Här är våra viktigaste modeller:

• SIGMA DAF FPAC: flöden mellan 5 och 160 m3/h med mycket hög fastämneshalt. Det är ett tvärflödessystem med hög prestanda. 

SIGMA DAF FPBC:flöden mellan 10 och 250 m³/h med låg till medelhög halt av fasta ämnen. Anläggningen arbetar med motströmsflöde och erbjuder hög prestanda.

SIGMA DAF FPHF: flöden mellan 200 och 1000^m3/h med hög halt av suspenderade fasta ämnen. En kombination av motströms- och tvärströmsflöde används för att uppnå optimal prestanda.

COMPACT DAF: kompakta skidmonterade enheter som inkluderar koagulerings- och flockningssystemet samt DAF, vilket möjliggör besparingar i både utrymme och energiförbrukning.

Fördelarna med SIGMA DAF-systemen är bland annat:

•  Högkvalitetpå det renade vattnet.
• Snabb igångsättning.
• Höghastighetsdrift.
• Tjockare slam (mindre slamvolym).
• Mindre miljöpåverkan.
• Enkel att använda.
• En beprövad och robust teknik.
• Enkla, anpassningsbara och effektiva styrsystem.

Analys av avloppsvatten med hjälp av Jar-Test-försök är avgörande för att kunna avgöra vilken kemikaliekombination som är bästför koagulerings- och flockningsstegen samt för pH-justeringen.

På Sigmadaf utför vi dessa analyser som ett första steg inför utformningen av koagulerings- och flockuleringsprocesserna, pH-justeringen samt konstruktionen av DAF-utrustningen.

3.2. Biologisk rening

Idag bygger de flesta reningsverk på BIOLOGISK RENING, som sker efter homogenisering och fysikalisk-kemisk förbehandling. Den biologiska reningen är mycket effektiv, eftersom nästan allt organiskt material i avloppsvattnet är biologiskt nedbrytbart.

Avloppsvattnet från garvningsprocesser innehåller organiskt material som bryts ned mycket lätt, varför den biologiska reningen blir mycket effektiv förutsatt att förbehandlingen har utformats på rätt sätt för att avlägsna de hämmande ämnen som beskrivits ovan.

Man kan använda aeroba eller anaeroba behandlingsmetoder.

3.2.1. Aeroba system

Det vanligaste systemet är ett enkelt system med aktivt slam, som består av en sekvens av anoxiska (syrefria) och aeroba (syretillförda) reaktorer som, genom biologiska reaktioner utförda av mikroorganismer, bryter ned COD och kväve. Denna behandling kan utformas som en kontinuerlig process i en eller flera reaktorer, eller som en sekventiell process i form av ett SBR-system (”sequencing batch reactor”).

3.2.2. Anaeroba system

Anaeroba system klarar mycket höga halter av COD och_BOD₅och möjliggör dessutom produktion av biogas, som är en gas med högt energivärde som uppstår genom den biologiska nedbrytningen av biologiskt nedbrytbart organiskt material i syrefria miljöer.

De reaktorer som oftast används vid rening av avloppsvatten från garverier är UASB-reaktorer (”Upflow anaerobic sludge blanket”, dvs. en anaerob reaktor med uppströmsflöde och slamskikt). Dessa reaktorer är kompakta och högeffektiva anläggningar där avlägsnande av kemisk syreförbrukning (KSB), uppsamling av biogas och separering av fasta ämnen sker i en och samma enhet.

De största nackdelarna med anaeroba system är att de är mycket känsliga för giftiga ämnen och att COD-reduktionen inte överstiger 60 %, vilket innebär att det krävs en väl utformad förbehandling och en efterföljande aerob biologisk rening.

I följande tabell visas de generella reningsgraderna som uppnås genom användning av olika tekniker för rening av avloppsvatten från garveribranschen:

Tabell 3.Beräknade reningsgrader för avloppsvatten från garveribranschen beroende på vilken reningsmetod som används. Anpassat efter European IPPC Bureau.

	COD	DBO5	SS	Krom	Svavel	NTK
Förbehandlingar
Fettavskiljning	20–40	–	–	–	–	–
Oxidation av sulfid	10	–	–	–	90	–
Utfällning av krom	–	–	–	90–99	–	–
Kombinationer av förbehandlingar
Homogenisering + sedimentering	25–35	25–35	50–70	20–30	–	25–35
Homogenisering + fysikalisk-kemisk analys + sedimentering	50–65	50–65	80–90	20–50	2–10	40–50
Homogenisering + fysikalisk-kemisk behandling + flotation*	55–75	55–75	80–95	20–50	2–5	40–50
Biologisk rening (förbehandling + …)
… ventilation	85–95	90–97	90–98	–	–	50
… syrebrist – luftning	85–95	90–97	90–98	–	–	80–90
… anaerob UASB	65–75	60–70	50–80	–	–	20–30

3.3. Hantering och behandling av slam

Slammet från avloppsvattnet inom garveribranschen innehåller mellan 60 och 70 % organiskt material och 3–5 % kväve, medan kaliumhalten är försumbar.

Innan behandlingen påbörjas måste slammetavvattnasför att minska dess volym och underlätta transporten. Vanligtvis används utrustning såsom:

• Bandfilter
• Pressfilter
• Centrifugala dekanterare

Där salter och/eller polyelektrolyter används för att behandla slammet.

För den slutliga behandlingen av slammet används flera olika processer:

• Anaerob rötning: möjliggör dessutom produktion av biogas tillsammans med det rötade slammet.
• Användning inom jordbruket: Direkt applicering är tillåten förutsatt att de lagstadgade gränsvärdena för bekämpningsmedel, patogener, tungmetaller och andra föroreningar iakttas.
• Aerob kompostering: framställning av organiskt gödsel, som även måste uppfylla de lagstadgade kraven.
• Värmebehandling: här kan man använda förbränning, förgasning eller pyrolys. Dessa metoder möjliggör energiåtervinning.

3.4. Avancerad membranrening

De vanliga förbehandlings- och biologiska reningsprocesserna är effektiva när det gäller att avlägsna sulfider, krom, organisk belastning, kväve och suspenderade ämnen, men avloppsvattnet innehåller fortfarande stora mängdersalter och lösta ämnen(natrium ^Na+, klor^Cl–, sulfat^SO42-, kalcium^Ca2+, magnesium^Mg2+) samt svårnedbrytbara föroreningar, vilket gör attdet behandlade vattnetinte kanåteranvändasom inte dessa föroreningar avlägsnas.

Inom branscher med hög vattenförbrukning blir det allt viktigare att införa ett CIRKULÄRT SYSTEM som gör det möjligt att återanvända det renade avloppsvattnet i produktionsprocessen. Den teknik som möjliggör avskiljning av föroreningar ochåteranvändning av vattnetär FILTERMEMBRAN.

Membrantekniken kan användas vid avloppsrening inom garveribranschen på två olika sätt:

• Genom att använda filtreringsmembran som efterbehandling.
• Genom användning av MBR-membranbioreaktorer (”membrane bioreactor”)

3.4.1. Filtermembran som efterbehandling

Det finns fyra typer av membran som, ordnade efter porstorlek, är: mikrofiltrering (MF), ultrafiltrering (UF), nanofiltrering (NF) och omvänd osmos (RO). I figur 17 visas denna klassificering utifrån porstorlek (i nm) och utifrån vilka föroreningar varje typ kan kvarhålla.

• MF-mikrofiltrering:MF-membran avlägsnar kolloider, suspenderade fasta ämnen, bakterier och virus. De används vanligtvis som förbehandling inför andra membran, såsom UF-, NF- eller RO-membran. De används normalt inte på egen hand, eftersom deras effektivitet är låg när det gäller kraven för avloppsvatten från garverier.
• Ultrafiltrering (UF):är en selektiv filtreringsprocess som utförs med ett tryck på upp till cirka 10 bar. Dessa membran avlägsnar organiska makromolekyler med hög molekylvikt samt partiklar, vilket möjliggör fraktionering av det organiska materialet. Effektiviteten hos ett UF-membran beror i hög grad på vilket material membranet består av. UF-membran används vanligtvis som förfiltrering för att optimera RO-processerna och förhindra igensättning. Det är de membran som oftast installeras i MBR-system.
• Nanofiltrering (NF):NF-membran används för att avlägsna svårnedbrytbart organiskt material och tungmetaller. Dessa membran genererar mycket liten mängd koncentrat. NF-membran kräver noggrann övervakning för att undvika igensättning.
• Omvänd osmos (RO): RO är en mycket effektiv teknik som använder tryck för att rena avloppsvatten. En RO-process gör det möjligt att koncentrera alla upplösta fasta ämnen, spår av organiska föreningar, tungmetaller och envärda joner.

Membran för omvänd osmos, i kombination med ultrafiltrering eller nanofiltrering, uppnår en reningsgrad på cirka 95 % för lösta fasta ämnen, 94 % för ^Na+-och Cl-joner, 98 % för sulfater, 65 % för^Mg2+och 55 % för^Ca2+.

De största nackdelarna med ett system för omvänd osmos är att det lätt blir igensatt, vilket kräver förbehandling, samt att det genererar stora mängder koncentrat som måste hanteras på rätt sätt.

Den största utmaningen vid tillämpningen av membranteknik är att uppnå en bra balans mellan effektivitet och kostnad samt att lösa problemen med igensättning. Valet av produkter och rengöringsmetoder är mycket viktigt när man utformar och installerar ett membransystem som optimerar både driftskostnaderna och prestandan.

3.4.2. MBR-membranbioreaktorer

Denna teknik kombinerar i ett enda systemultrafiltreringsmembranmed biologisk rening, som fungerar som ett medel för att hålla kvar biomassan.

Membranen fungerar som en separator för det slam som bildas i reaktorn, vilket innebär att det inte behövs någon efterföljande sedimenteringsbehållare. Dessutom förhindrar de förlust av biomassa (förlust av nitrifikationsmikroorganismer och mikroorganismer som kan bryta ned långsamt biologiskt nedbrytbart organiskt material), vilket gör att mycket höga biomassakoncentrationer kan uppnås inuti reaktorn.

Dessa reaktorer är anläggningar som uppnår en hög biomassakoncentration, mycket låg slamproduktion och hög reningsgrad. Dessutom möjliggör de flexibel utformning och drift. Efter en MBR-reaktor är det mycket vanligt att installera enheter med omvänd osmosmembran som fungerar som efterbehandling.

Den största nackdelen med dessa system är att membranen blir nedsmutsade, vilket gör att det krävs ett noggrant utformat rengöringssystem.

Membranteknik från SIGMA.

SIGMA erbjuder sin membranteknik för konstruktion och installation av processer för ultrafiltrering, omvänd osmos och MBR-reaktorer.

SIGMA DAFSMBR-reaktorerna erbjuder följande fördelar:

• De är en PLUG&LAY-lösning.
• De erbjuder högsta möjliga tillförlitlighet och hållbarhet.
• De säkerställer en jämn kvalitet på avloppsvattnet.
• Det är en kompakt anläggning som möjliggör modulär utbyggnad med ultrafiltreringsmembran.
• Driften och styrningen är enkel och pålitlig.
• De har hög beständighet mot oxidationsmedel.

SIGMA DAF SMBR-anläggningarna konstrueras specifikt för varje avloppsvattenström som ska renas. Flödesintervallet ligger mellan 20 och 100^m³/dag.

SIGMA erbjuder även utrustning för behandling av det slam som bildas i reaktorn.

4. SIGMAs framgångsrika exempel på rening av vatten från garverier.

Nedan presenteras ett framgångsrikt exempel på installation av en av våra anläggningar för förbehandling av avloppsvatten från garveribranschen.

Vattnets ursprung	Blandat avloppsvatten från garvningsprocessen vid skotillverkning
Mål	Efterlevnad av de lagstadgade gränsvärdena för utsläpp till avloppsnätet, som ska ledas till ett reningsverk, samt möjlighet att planera för återanvändning av avloppsvattnet. Heltäckande hantering av slammet.
Flöde	200m³/dag
Egenskaper hos en inflytelserik person	· pH = 3
· SST = 1000 mg/l
· DQO = 3000 mg/l
·BOD5= 1500 mg/l
· Totalt kväve = 100 mg/l
· Krom (Cr³⁺) = 140 mg/l
Installerade system	· Grovsiktar
· Homogeniseringsbehållare
· System för beredning och dosering av koaguleringsmedel (FeCl₃), flockningsmedel (polyelektrolyt) och pH-reglering (NaOH)
· System för koagulerings-, flocknings- och pH-regleringstankar
· SIGMA DAF FPAC-40-reningsanläggning
· Komplett system för slambehandling: förbehandling och avvattning med filterpress, beredning och dosering av kalkbruk (Ca(OH)2)
Prestanda	> 90 % inom arbetsmiljöområdet
> 67 % i COD
> 67 % iBOD₅
> 50 % totalt kväve
> 98 % krom (Cr³⁺)
Torrsubstans i slammet = 35 %

5. Referenser

Álvarez S.G., Maldonado M., Gerth A., Kuschk P. Karakterisering av avloppsvatten från garverier och en studie av vattenlilja vid återvinning av krom. Cite-tidskrifter.

Artiga P. 2005. Bidrag till förbättring av den biologiska reningen av avloppsvatten från garveribranschen. Avhandling för doktorsexamen, Universidad de Santiago de Compostela, Institutionen för kemiteknik.

Bernardino S. 2019. Produktion av biogas/bioSNG genom anaerob förbehandling av avloppsvatten från mjölkbearbetning. Kapitel i ”Substitute Natural Gas from Waste”. 397–424.

Córdova H.M., Vargas R., Cesare M.F., Flores L., Visitación L. 2014. Rening av avloppsvatten från traditionell och alternativ garvning med användning av kromkomplexbildare. Tidskrift från Perus kemiska sällskap. 80(3), 183–191.

Minimeringsstudie. Bransch: Garverier. Ministeriet för offentliga arbeten, transport och miljö. Avdelningen för avfallshantering.

Europeiska IPPC-byrån.

Song Z., Williams C.J., Edyvean R.G.J. 2003. Rening av avloppsvatten från garverier genom kemisk koagulering. Desalination. 164, 249–259.

Suárez A.F., Agudelo R.N. 2014. Rening av avloppsvatten från garverier med hjälp av underjordiska våtmarker med Zantadeschia Aethiopica. Avances Investigación en Ingeniería. 11(1), 121–126.

Suthanthararajan R., Ravindranath E., Chitra K., Umamaheswari B., Ramesh T., Rajamani S. 2003. Membrananvändning för återvinning och återanvändning av vatten från renat avloppsvatten från garverier. Desalination. 164, 151–156.