Papir za notranjost revije PAPIR je prispevala tovarna papirja Radeče Papir Nova d. o. o., Nordiskt 80 g/m
2
39
RAZISKAVE IN RAZVOJ
A
Raziskujemo in razvijamo
  | junij 2017 | 17 | XLV
NOVICE IZ PAPIRNIC, TISKA IN TUJINE
38
Papir za notranjost revije PAPIR je prispevala tovarna papirja Radeče Papir Nova d. o. o., Nordiskt 80 g/m
2
  | junij 2017 | 17 | XLV
Papir za notranjost revije PAPIR je prispevala Papirnica Vevče d. o. o., Biomatt 90 g/m
2
 
Aleksandra RAČIČ KOZMUS
1
, Andreja ŽGAJNAR GOTVAJN
2
,
 
Gregor Drago ZUPANČIČ
3 
OBDELAVA MULJA IN ODPADNE VODE 
IZ PROIZVODNJE PAPIRJA IN VLAKNIN
THE TREATMENT OF SLUDGE AND WASTEWATER FROM 
MANUFACTURING OF PAPER AND PULP
AB velikosti 180.000 PE, ki ima primarno 
čiščenje s kemično mehansko obdelavo 
(KMČN). Na ČN se čistijo tudi komunalne 
odpadne vode (KOV) mesta Krško. Na 
primarnem delu ČN se iz OV odstrani-
jo suspendirane snovi in koloidi večjih 
molekul kot primarni mulj (PM). PM se 
zmeša z delno količino odvečnega AB, 
mešanica obeh muljev (KMČN mulj) se 
nato dehidrira na vijačni stiskalnici do 
povprečno 50 % suhe snovi. KMČN mulj 
se predela kot gorivo, skupaj z muljem, 
ki nastaja v proizvodnji RCV po postopku 
de-inking (mulj DIP), na kurilni napravi, ki 
je integrirana v papirnici. Pri tem nastaja 
tehnološka para za proizvodnjo in za 
ogrevanje. Preostale količine AB pa se 
oddajajo v obdelavo zunaj podjetja [6, 7].
2.1 Predobdelava odvečnega 
AB z alkalno hidrolizo in  
ozonom
Alkalno hidrolizo AB smo izvedli s 5 M 
NaOH v 2 L laboratorijski čaši. Z dodat-
1 UVOD
V proizvodnji grafičnih papirjev iz recikli-
ranih vlaknin (RCV) nastaja do 190 kg/t 
papirja primarnih muljev (PM), ki imajo 
nizko kalorično vrednost zaradi visoke 
vsebnosti anorganskih snovi [1, 2]. Zato 
je treba mulje pred energetsko predela-
vo dehidrirati oz. jih posušiti. Odvečno 
aktivno blato (AB) papirnice običajno pri-
mešajo PM, ki se zgošča in dehidrira [3]. 
Najprimernejši način zmanjšanja količine 
AB je z ukrepi in spremembami znotraj 
procesa, saj naknadna obdelava AB pred-
stavlja večje obratovalne stroške in bolj 
kompleksno tehnologijo [4]. Anaerobna 
razgradnja je potencial za sočasno reše-
vanje ekonomskih in okoljskih proble-
mov [5]. Uporaba mulja in bioplina kot 
vira energije prispeva k zmanjšanju emisij 
toplogrednih plinov in povečanju splošne 
energetske učinkovitosti [2]. Ovire za širšo 
uporabo AN reaktorjev v papirni industriji 
so nihanja v sestavi odpadne vode, velike 
količine proizvedenega mulja in priso-
tnost anaerobnih inhibitorjev [5]. Aerobna 
razgradnja AB je manj razširjena in se v 
glavnem uporablja na manjših ČN.Zaradi 
skopih podatkov o učinkovitosti biološke 
razgradnje AB in odpadnih voda (OV) iz 
proizvodnje papirja iz de-inking RCV smo 
raziskali različne tehnike obdelave AB in 
OV s ciljem določitve najprimernejšega 
načina, s katerim bomo učinkovito zmanj-
šali količine AB in izboljšali lastnosti vseh 
muljev za energetsko predelavo.
2 MATERIALI IN METODE
Odpadne vode in AB smo vzorčili v 
proizvodnji papirjev iz recikliranih vlaknin 
VIPAP VIDEM KRŠKO pri proizvodnji 
časopisnih in grafičnih papirjev. Osnov-
na vhodna surovina papirnice so RCV, 
pridobljena z integriranim postopkom 
de-inking (70–95 %). 60–70 % OV 
papirnice predstavljajo OV iz proizvodnje 
DIP in 30–40 % OV predstavljajo OV 
iz proizvodnje papirja na treh papirnih 
strojih (PS). V papirnici obratuje aerobna 
čistilna naprava (ČN) za OV z razpršenim 
IZVLEČEK
Velike količine muljev, ki nastajajo v integrirani proizvodnji grafičnih papirjev in recikliranih de-inking vlaknin, omejene možnosti 
predelave muljev v drugih sektorjih in visoki stroški obdelave muljev so glavni razlogi, da je energetska izraba mulja s soproizvodnjo 
toplote in električne energije ena izmed najboljših razpoložljivih tehnik ravnanja z mulji. Zaradi slabih izžemalnih lastnosti odvečnega 
aktivnega blata (AB) ni mogoče uporabiti kot gorivo brez predhodnega sušenja ali mešanja s primarnim muljem, biomaso ali drugimi 
gorivi. Da bi določili najbolj učinkovit postopek za zmanjšanje količin nastanka AB, smo raziskali aerobno in anaerobno obdelavo 
AB in anaerobno obdelavo odpadnih voda iz različnih virov papirnice. Z anaerobno in aerobno obdelavo AB smo zmanjšali njegovo 
količino samo za 23–26 %. S predobdelavo AB z ozonom ali alkalno hidrolizo smo pretvorili 5–12 % snovi iz AB v topno obliko. Pri 
tem so se sprostile snovi, ki zavirajo biorazgradnjo AB, dehidracijske lastnosti trdnega preostanka so se poslabšale. Najbolj učinkovito 
smo znižali količino odvečnega AB z anaerobno predobdelavo odpadne vode iz de-inking postopka ali skupnega iztoka iz papirnice 
po primarnem čiščenju in izločitvi suspendiranih snovi. S tem smo zmanjšali BPK
5
 obremenitev aerobne stopnje za 55–78 % in 
količino biološkega blata za 49–71 %, kar omogoča energetsko izrabo vseh količin blata znotraj papirnice in zmanjšanje obratovalnih 
stroškov papirnice do 5,2 evra na t papirja.
Ključne besede: anaerobna obdelava, aerobna obdelava, deinking, papirniški mulji, odpadne vode papirnice
ABSTRACT
Large amount of sludge, generated in graphic paper mills with integrated production of recycled fibre with de inking, limited 
possibilities for sludge recovery in other sectors and high costs for sludge treatment are the main reasons that sludge energy 
recovery with heat and electricity cogeneration is one of the best available techniques for sludge management. Waste activated 
sludge (WAS) has poor dewatering properties and without drying or mixing it with primary sludge, biomass or other fuels, it is 
not possible to utilize it for energy recovery. To define the most efficient treatment option for WAS reduction and internal energy 
recovery of the entire WAS quantity, the aerobic and anaerobic degradability of WAS samples and the anaerobic degradability 
of different mill effluents were investigated. With anaerobic or aerobic WAS digestion total WAS quantity was reduced only 
by 23 26%. WAS pre treatment with ozone and alkali hydrolysis solubilised 5 12% of WAS solids, releasing substances, which 
inhibit WAS biodegradation. Dehydration properties of solids residue decreased. The most efficient treatment option for WAS 
reduction was the anaerobic pre-treatment of the effluent from de inking process or mill effluent after primary treatment and the 
elimination of suspended solids. This reduced the BOD
5
 load of aerobic stage by 55 78% and biological sludge quantity by  
49 71%, enabling the energy recovery of total mill sludge and reduction of mill operational costs for up to 5.2 € per ton of paper.
Keywords: anaerobic digestion, aerobic digestion, deinking, paper mill sludge, paper mill effluents
Odgovor leži prav tu. 
Dobra kemija ni nujno tudi zapletena. 
Večkrat je vse, kar potrebujemo, pogovor. V tesnem sodelovanju z vami 
analiziramo kemijske procese in obvladujemo izzive kemije voda. Povezovanje 
pravih tehnologij nam omogoča doseganje zastavljenih ciljev. 
Doživite moč sodelovanja s solenis.com

RAZISKAVE IN RAZVOJ
40
Papir za notranjost revije PAPIR je prispevala tovarna papirja Radeče Papir Nova d. o. o., Nordiskt 80 g/m
2
Papir za notranjost revije PAPIR je prispevala tovarna papirja Radeče Papir Nova d. o. o., Nordiskt 80 g/m
2
41
RAZISKAVE IN RAZVOJ
Raziskujemo in razvijamo
  | junij 2017 | 17 | XLV  | junij 2017 | 17 | XLV
2.4 Pilotni preizkus ANO OV
Pilotni preizkus ANO OV smo izvajali  
v 12 L laboratorijskem anaerobnem pi-
lotnem reaktorju (UASB – Upflow Ana-
erobic Sludge Blanket) pri temperaturi 
30–35 °C in pH 6,8–7,3 ter pretoku OV 
20–100 L/dan (Slika 2). Za inokulum smo 
uporabili 6 L granuliranega blata iz pi-
vovarniške ČN s koncentracijo 51,97g/L. 
Dnevno smo spremljali in po potrebi 
spreminjali pretok OV, temperaturo in 
pH. Iztok iz reaktorja smo zbirali v iztočni 
posodi, ki je delovala tudi kot usedalnik. 
Proces je bil analiziran v petih točkah. 
Količino nastalega bioplina smo merili pri 
sobnih pogojih. Sestavo bioplina smo ana-
lizirali na reprezentativnih vzorcih s plinsko 
kromatografijo (GC) in jo podali  
v volumskih procentih pri STP .
3 REZULTATI Z RAZPRAVO
3.1 Rezultati predobdelave  
odvečnega AB z alkalno  
hidrolizo in ozonom
Alkalna hidroliza je bila nekoliko bolj učin-
kovita od obdelave z ozonom, kar je bilo 
najbolj očitno pri večjem povečanju KPK 
v filtratu AB po obdelavi (Preglednica 1). 
Zmanjšanje skupnih suspendiranih snovi 
(TSS) AB je bilo v obeh primerih nizko 
(5–12 %). V obeh primerih se je zmanj-
šal predvsem organski del suspendiranih 
snovi (VSS). Po alkalni hidrolizi smo opazili 
izrazito izboljšanje usedanja AB, saj se je 
volumska usedljivosti (VU) AB zmanjšala za 
50 %, medtem ko se je po obdelavi z ozo-
nom VU zmanjšala samo za 5 %. Zaradi 
14-odstotnega zmanjšanja deleža organ-
skih snovi v HAB hidroliza vpliva na zmanj-
šanje kalorične vrednosti suhega trdnega 
preostanka HAB z 11,99 na 9,66 MJ/kg. 
Ugotovili smo, da se po hidrolizi zmanjšajo 
tudi dehidracijske sposobnosti AB. AB lah-
ko dehidriramo do vsebnosti suhe snovi  
17 %, trdni preostanek HAB pa do 11 %.
3.2 Rezultati preizkusa  
aerobne in ANO odvečnega AB
AB je slabo biološko razgradljivo. Dinamika 
anaerobne razgradnje surovega AB se po 
dnevih ni bistveno spreminjala. Učinka raz-
gradnje VSS in KPK sta bila približno enaka, 
kar pomeni, da je prisotna inhibicija v vseh 
fazah anaerobnega procesa (Preglednica 
2). Temu primerna sta zelo nizki specifična 
proizvodnja metana (SPM) in metanska pro-
duktivnost (MPR). Pri ANO HAB se je sku-
pna kemična in biološka razgradljivost AB 
glede na VSS in na TSS povečala, skupna 
razgradljivost KPK pa je ostala na istem ni-
voju, kot pri surovem AB. V primeru ANO 
HAB je bila hidroliza v anaerobnem reak-
torju bistveno boljša in manj inhibirana, 
kot pri surovem AB. Metanogeneza pa je 
bila bistveno bolj inhibirana, kar se je po-
kazalo v nižji SPM in nižji MPR. SPM se je 
med anaerobno razgradnjo HAB znižala za 
kom NaOH smo povečali pH AB na 12,0, 
nato pa smo vzorec 4 h kuhali na 70 °C 
med konstantnim mešanjem.
Predobdelava AB z ozonom je potekala v 
valjastem 3 L steklenem reaktorju pri pH 
6,8–7,2. Ozon smo uvajali v reaktor kon-
tinuirano skozi difuzor na dnu reaktorja 
s konstantnim pretokom 2 L
(STP)
/min in 
s koncentracijo 166 mgO
3
/L
(STP)
. Različ-
ne doze ozona smo dosegli s spreminja-
njem kontaktnega časa ozona z AB od 
2,0–20,5 min. Pretok ozona in koncen-
tracijo ozona v plinski fazi smo določili 
na vstopu in izstopu iz reaktorja z me-
rilnikom ozona.
2.2 Pilotni preizkus anaerobne 
obdelave (ANO) odvečnega AB
ANO AB in HAB smo izvajali v pilotnem 
anaerobnem sekvenčno–šaržnem reak-
torju (SBR) z mešalom, volumna 12 L pri 
temperaturi 38 °C in pH 6,5–8,0 (Slika 1). 
Dnevno smo dodajali in odvzemali 1 L  
Slika 1: Shema eksperimentalne postavitve ANO AB z vzorčnimi mesti 1–2.
Figure 1: Experimental set up of anaerobic treatment of WAS with sampling points 1–2
Slika 2: Shema eksperimentalne postavitve ANO OV z vzorčnimi mesti 1–5
Figure 2: Experimental set up of anaerobic treatment of wastewater with sampling points 1–5.
blata. Pred vsakim dodatkom svežega bla-
ta smo odvzeli enako količino obdelanega 
blata. 
Količino biometana smo določili pri sob-
nih pogojih. Kot inokulum smo uporabili 
anaerobno blato iz gnilišča komunalnega 
blata s koncentracijo 15 g/L. Organska 
obremenitev reaktorja (OOR) je bila rela-
tivno nizka. Zadrževalni čas AB v reaktorju 
(SRT) je znašal 12 dni.
2.3 Laboratorijski preizkus  
aerobne obdelave odvečnega 
AB
Aerobno obdelavo smo izvajali na surovem 
AB in na AB po predobdelavi z ozonom v 
količini 16 mg O
3
/gVSS
AB
. Vse teste smo 
izvajali v laboratorijskih šaržnih reaktorjih z 
magnetnim mešalom, volumna 1,4 in 2,5 L, 
pri temperaturi 40 °C. Testi so trajali 7–10 
dni. V reaktorje smo uvajali čisti kisik, kon-
centracijo raztopljenega kisika v blatu smo 
vzdrževali avtomatsko med 2–8 mg O
2
/L.
Raziskujemo in razvijamo
stabilno obratoval. Določili smo minimal-
ni HRT za dobro delovanje sistema, ki 
je znašal 2,5 h. Povprečna učinkovitost 
odstranjevanja KPK je bila pri različnih 
vzorcih različna. Najnižji učinek čiščenja 
glede na KPK je bil dosežen pri vzorcu 
KMČN iztok brez dodatkov, in sicer 54,0 % 
in je porasel do 64,8 % pri vzorcu KMČN 
iztok z dodatkom nutrientov. Dodatek  
1 v/v. % tekočega dela HAB v vzorec 
KMČN iztok je pozitivno vplival na učin-
kovitost odstranjevanja KPK, ki je porasla 
do 58,1 %. S tekočim delom HAB smo v 
proces doprinesli nutriente, kar je verje-
tno povečalo učinkovitost čiščenja. Do-
ločili smo tudi optimalno dozo dodatka 
nutrientov v vtoku, ki je znašala približno 
70 % količin, ki jih dodajajo v papirni-
ci pred aerobno stopnjo, podobno kot 
30 % v primerjavi s surovim AB, prav tako 
se je za enak delež znižal tudi učinek biolo-
ške razgradnje KPK AB. Razgradnja KPK je 
namreč stehiometrično povezana s proizvo-
dnjo metana. Kot kaže, je kemična hidroliza 
bolje sprostila inhibitorne snovi v blatu, kar 
ima za posledico boljši učinek hidrolize in 
slabši učinek biološke razgradnje organskih 
snovi in proizvodnje bioplina v primerjavi s 
procesom obdelave surovega AB.
Aerobna obdelava na splošno ni pokazala 
bistvenih razlik med surovim AB in ozoni-
ranim AB (Preglednica 2). Pri vseh vzorcih 
AB smo opazili, da se v prvih dveh dneh 
porabi večina organskih snovi v substratu, 
nato pa se prične endogena aktivnost. Pro-
ces se praktično konča v 7–10 dneh. Ae-
robna obdelava surovega in ozoniranega 
AB je povzročila povečanje koncentracije 
KPK v raztopini AB, najbolj izrazito pri ozo-
niranem AB, ter nekoliko zmanjšala VSS/
TSS razmerje in koncentracije TSS. Kon-
centracija TSS se je zaradi biološke obde-
lave surovega AB zmanjšala za 23–26 %, 
z aerobno obdelavo ozoniranega blata pa 
za 20 %. Tudi z aerobno obdelavo nismo 
dosegli pomembnega zmanjšanja skupne 
snovi AB, niti njenega organskega dela, 
ozoniranje ni povečalo učinkov razgradnje 
snovi v AB.
Rezultati nakazujejo, da so v AB prisotne 
snovi, ki povzročajo inhibicijo razgradnje 
AB. Ta inhibicija je še bolj očitna po pre-
dobdelavi AB z ozonom ali z alkalno hidro-
lizo. Rezultati ANO so v okviru referenčnih 
vrednosti iz literature, rezultati aerobne 
obdelave pa so bistveno nižji od referenč-
nih vrednosti, ki so podane za AB iz komu-
nalnih ČN.
3.3 Rezultati pilotnega  
preizkusa ANO OV
Na pilotnem reaktorju (Slika 2) smo prvih 
83 dni preizkušali OV iz proizvodnje DIP 
(DIP OV) na premešanih in posedenih 
vzorcih. V nadaljevanju pa smo 127 dni 
preizkušali OV po primarnem čiščenju na 
KMČN (KMČN iztok) z različnimi dodatki 
(1 vol % HAB, nutrienti, 18 vol % KOV). 
Ob vsaki spremembi smo proces stabilizira-
li 10 x HRT (25–30 h). Povprečne vrednosti 
rezultatov celotnega eksperimenta so pri-
kazane v Preglednici 3. Določili smo, da z 
ANO ne moremo razgraditi suspendiranih 
snovi (SS) v odpadni vodi, SS motijo proces 
v UASB reaktorju, znatno pa se poslabša-
jo tudi njihove dehidracijske lastnosti po 
prehodu skozi ANO, zato je SS iz vode 
najbolje odstraniti. Organska obremenitev 
reaktorja (OOR) se je med preizkusi gibala 
v območju 5–18 kgKPK/m
3
R/dan, hidrav-
lični zadrževalwni čas (HRT) pa v območju 
3–14 h. Proces in proizvodnja bioplina sta 
bila konstantna do OOR 16 kgKPK/m
3
R/
dan. Določili smo minimalni HRT 3 h. Pri 
večji OOR in manjšem HRT so se poja-
vili hidravlični problemi (mašitev ocevja, 
izpiranje biomase). Določili smo povprečni 
učinek čiščenja, specifično proizvodnjo 
bioplina (SPB) in delež metana v bioplinu. 
Parameter Surovo AB
AB po 
hidrolizi
Učinek 
hidrolize
(%)
Surovo AB
AB po 
obdelavi z 
ozonom
Učinek
pH (/) 7,1 9,0 / 7,1 7,23 /
KPKf (mg O
2
/L) 159 5761 / 139 780 /
TSS (g/L) 10,76 9,45 12 10,53 10,02 5
VSS (g/L) 8,08 6,09 25 7,80 7,32 6
VSS/TSS (/) 75,1 64,5 14 74,1 73,1 1
VU (m/L) 933 466 50 860 820 5
Opombe:  
Hidroliza s 5M NaOH pri pH 12, 4h 70°C; Ozonacija z dozo O
3
: 16 mg O
3
/ gVSS
AB
;/ ni podatka
Preglednica 1: Učinkovitost obdelave AB z ozonom ali z alkalno hidrolizo.
Table 1: Efficiency of WAS pre treatment with ozone and alkali hydrolysis.
Preglednica 2: Rezultati aerobne in ANO surovega AB in AB po predobdelavi s hidrolizo ali z ozonom.
Table 2: Results of aerobic and anaerobic treatment of raw WAS and WAS, pre treated with hydrolysis or ozone.
ANO AB Aerobna obdelava AB
Surovo AB HAB Surovo AB Ozonirano AB
Parameter
Učinek biol. 
razgr.
Učinek 
kem. in 
biol. razgr.
Učinek biol. 
razgr.
Učinek biol. 
razgr.
Učinek 
kem. in 
biol. razgr.
Učinek biol. 
razgr.
Enota % % % % % %
TSS 
26 33 24
23–26 20
16
(do 50 %)
1
) (50–80 %)
1
)
VSS 31 55
39 30–31 25 20
(21–55)
1
) (28–62)
1
)
KPK 31 31 22 / / /
OOR
(kgKPK/m
3
R/
dan)
1,7 1,5 / / /
SPM
(m
3
/
tVSSvtok)
141 120
/ / /
(40–200)
1
) (11–249)
1
)
Spec.por. 
kisika
/ / 0,9–1,3 1,6
(gO
2
 /g VSS 
porab.)
Referenčne vrednosti: 
1
) [6] 
Pojasnilo: 
evra/t b. Pap. = evra na tono bruto papirja 
m
3
/t VSS vtok = kubični meter na tono hlapnih susupendiranih snovi (volatile 
suspended solids) na vtoku
Z odvzemom SS iz OV so hidravlične 
težave izginile, vendar se je znižal tudi 
učinek razgradnje OV in SPB. Ocenjujemo, 
da lahko zmanjšan učinek čiščenja v tem 
primeru v veliki meri pripišemo pomanjka-
nju nutrientov, ki so bili v vzorcu DIP OV 
dodani v proces s suspendiranimi delci, 
ki so imeli v tem smislu pozitivni vpliv na 
proces.
V nadaljevanju smo preizkušali štiri vzorce 
OV iztoka iz KMČN z različnimi dodat-
ki. Proces je bil stabilen pri vseh vzorcih 
do OOR 10–12 kgKPK/m
3
R/dan. Pri višjih 
obremenitvah reaktorja je biomasa uhajala 
iz reaktorja v iztok. Sistem je učinkovito in 

RAZISKAVE IN RAZVOJ
42
Papir za notranjost revije PAPIR je prispevala tovarna papirja Radeče Papir Nova d. o. o., Nordiskt 80 g/m
2
Papir za notranjost revije PAPIR je prispevala tovarna papirja Radeče Papir Nova d. o. o., Nordiskt 80 g/m
2
43
RAZISKAVE IN RAZVOJ
Raziskujemo in razvijamo Raziskujemo in razvijamo
  | junij 2017 | 17 | XLV  | junij 2017 | 17 | XLV
Določili smo, da z ANO ne moremo 
razgraditi suspendiranih snovi (SS) v 
odpadni vodi, SS motijo proces v UASB 
reaktorju, znatno pa se poslabšajo tudi 
njihove dehidracijske lastnosti po preho-
du skozi ANO, zato je SS iz vode najbolje 
odstraniti. Organska obremenitev reak-
torja (OOR) se je med preizkusi gibala v 
območju 5–18 kgKPK/m
3
R/dan, hidrav-
lični zadrževalni čas (HRT) pa v območju 
3–14 h. Proces in proizvodnja bioplina sta 
bila konstantna do OOR 16 kgKPK/m
3
R/
dan. Določili smo minimalni HRT 3 h. Pri 
večji OOR in manjšem HRT so se pojavili 
hidravlični problemi (mašitev ocevja, 
izpiranje biomase). Določili smo povpreč-
ni učinek čiščenja, specifično proizvodnjo 
bioplina (SPB) in delež metana v bioplinu. 
Z odvzemom SS iz OV so hidravlične teža-
ve izginile, vendar se je znižal tudi učinek 
razgradnje OV in SPB. Ocenjujemo, da 
lahko zmanjšan učinek čiščenja v tem 
primeru v veliki meri pripišemo pomanj-
navaja literatura [2]. Dodatek nutrientov 
je vplival na stabilnost delovanja reaktorja 
in njegovo učinkovitost, sorazmerno je 
naraščala tudi SPB. Delež metana je bil v 
vseh vzorcih visok, vsebnost H
2
S pa je bila 
v vseh vzorcih pod mejo detekcije. Zaradi 
nizkega HRT in KPK na vtoku se del nasta-
lega bioplina najbrž absorbira v tekočino 
in zapusti reaktor z iztokom, zato je vseb-
nost CO
2
 in H
2
S v bioplinu nizka.
Z dodatkom KOV na vtoku na ANO se je 
KPK vtoka nekoliko znižal, učinkovitost či-
ščenja glede na KPK in BPK5 pa se je ob-
držala na istem nivoju, kot v primeru opti-
malnega dodatka nutrientov, enako velja 
tudi za SPB. Z uvedbo KOV na ANO lahko 
pričakujemo še večje znižanje količin na-
stanka AB v aerobni stopnji, vse do  
78 %. Dodatek KOV ima tudi pozitivni 
vpliv na manjšo potrebo po dodatku nutri-
entov, znižanje temperature tople tehno-
loške OV za 3–4 °C in zmanjšanje porabe 
električne energije za hlajenje.
Preglednica 3: Povprečne vrednosti ANO OV na UASB reaktorju.
Table 3: Average values of wastewater anaerobic treatment in UASB reactor.
Vzorec OV
Parameter Enota DIP OV
DIP OV brez 
SS
KMČN 
iztok
KMČN 
iztok + 1 
% HAB
KMČN 
iztok + 
nutrienti
KMČN 
iztok + 
18 % 
KOV
Vtok OV (vzorčno mesto 2 )
TSS g/L
0,56
< 0,12 < 0,12 < 0,12 < 0,12 < 0,12
 (1,51)
2)
KPK mg/L
2.146
1.916 1.036 1.098 1.043 929
(2.656)
2)
C/N/P
1)
/
/0,05/
100/0,03/0,04
100/0,05/ 100/0,12/
100/0,5/0,2 100/0,4/0,2
0,04 0,05 0,04
Iztok OV (vzorčno mesto 3)
TSS g/L 0,56 < 0,12 < 0,12 < 0,12 < 0,12 < 0,12
KPK uč. č. % 67,6 58,2 54 58,1 64,8 65
BPK
5
 uč. č. % n.d. n.d. n.d. n.d. 74,4 78,9
Bioplin (vzorčno mesto 5 )
SPB
m
3
/ t 
KPKrazg.
440 441 435 463 496 489
SPM 386±85 379±16 405±74 425±84 456±36 445±16
CH
4
v/v. % 87,8 90,3 92,9 91,6 92 91,1
CO
2
v/v. % 12 9,7 7,1 8,4 8 8,9
H
2
S v/v. % 0,2 p.m.d. p.m.d. p.m.d. p.m.d. p.m.d.
Obratovalni pogoji ANO
OOR
kgKPK/ 
m
3
/ dan
12–16 10–12
min HRT h 3 2,5
V reakt. 
(papirn.)
m
3
/ 1.100 / / 1.400 1.600
p.m.d.: pod mejo detekcije, n.d.: ni določena 
1) C/N/P razmerje = KPK/ NH4 – N/TP razmerje, 2) vzorec DIP OV pred prelivom skozi sito. Referenčne 
vrednosti za proizv. pap. Iz RCV [5]: 
KPK uč.č.: 58 – 86%, 
SPM: 240–400 m
3
 /t KPKrazg. 
kanju nutrientov, ki so bili v vzorcu DIP 
OV dodani v proces s suspendiranimi delci, 
ki so imeli v tem smislu pozitivni vpliv na 
proces.
V nadaljevanju smo preizkušali štiri vzorce 
OV iztoka iz KMČN z različnimi dodat-
ki. Proces je bil stabilen pri vseh vzorcih 
do OOR 10–12 kgKPK/m
3
R/dan. Pri višjih 
obremenitvah reaktorja je biomasa uhajala 
iz reaktorja v iztok. Sistem je učinkovito in 
stabilno obratoval. Določili smo minimalni 
HRT za dobro delovanje sistema, ki je zna-
šal 2,5 h. Povprečna učinkovitost odstra-
njevanja KPK je bila pri različnih vzorcih 
različna. Najnižji učinek čiščenja glede na 
KPK je bil dosežen pri vzorcu KMČN iztok 
brez dodatkov, in sicer 54,0 % in je porasel 
do 64,8 % pri vzorcu KMČN iztok z dodat-
kom nutrientov. Dodatek 1 v/v. % tekoče-
ga dela HAB v vzorec KMČN iztok je pozi-
tivno vplival na učinkovitost odstranjevanja 
KPK, ki je porasla do 58,1 %. S tekočim 
delom HAB smo v proces doprinesli nutri-
ente, kar je verjetno povečalo učinkovitost 
čiščenja. Določili smo tudi optimalno dozo 
dodatka nutrientov v vtoku, ki je znašala 
približno 70 % količin, ki jih dodajajo v pa-
pirnici pred aerobno stopnjo, podobno kot 
navaja literatura [2]. Dodatek nutrientov je 
vplival na stabilnost delovanja reaktorja in 
njegovo učinkovitost, sorazmerno je na-
raščala tudi SPB. Delež metana je bil v vseh 
vzorcih visok, vsebnost H
2
S pa je bila v vseh 
vzorcih pod mejo detekcije. Zaradi nizkega 
HRT in KPK na vtoku se del nastalega bio-
plina najbrž absorbira v tekočino in zapusti 
reaktor z iztokom, zato je vsebnost CO
2
 in 
H
2
S v bioplinu nizka.
Z dodatkom KOV na vtoku na ANO se je 
KPK vtoka nekoliko znižal, učinkovitost 
čiščenja glede na KPK in BPK5 pa se je 
obdržala na istem nivoju, kot v primeru 
optimalnega dodatka nutrientov, enako 
velja tudi za SPB. Z uvedbo KOV na ANO 
lahko pričakujemo še večje znižanje količin 
nastanka AB v aerobni stopnji, vse do  
78 %. Dodatek KOV ima tudi pozitivni 
vpliv na manjšo potrebo po dodatku nutri-
entov, znižanje temperature tople tehno-
loške OV za 3–4 °C in zmanjšanje porabe 
električne energije za hlajenje.
S hidrolizo AB in uvajanjem tekočega dela 
HAB na ANO je možno povečati skupno 
znižanje AB za dodatne 3–4 %. Hidroliza 
pa pomeni dodatne zahteve po energiji, 
predvsem pa izrazito poslabša dehidra-
cijske lastnosti trdnega preostanka HAB, 
zato ne izboljša kurilnih lastnosti skupnega 
mulja in ni primeren postopek za dosego 
zastavljenih ciljev.
Prirastek anaerobne biomase je znašal 
3,65 % glede na maso razgrajenega KPK 
in je za 91 % nižji, kot je prirast AB v 
preiskovani ČN papirnice. Anaerobna bi-
omasa ima kalorično vrednost suhe snovi 
11,1 MJ/kg in je nekoliko nižja od AB 
(13,9 MJ/kg), ima pa boljše dehidracijske 
lastnosti kot AB, dehidrira se do 27,9 % 
vsebnosti suhe snovi. Lahko se jo primeša 
PM, dehidrira in posledično uspešno upo-
rabi kot gorivo.
Izdelali smo primerjavo stroškov in 
učinkov biološkega čiščenja OV papirnice 
danes in z uvedbo anaerobnega pred-
čiščenja DIP OV brez SS z nutrienti ali pa 
KMČN iztoka z nutrienti ali s KOV. Do-
ločili smo znižanje BPK5 obremenitve na 
vstopu na aerobno ČN za 55–78 %, zni-
žanje količin odvečnega biološkega blata 
za 49–71%, kar omogoča energetsko 
predelavo vseh količin v mešanici s PM 
znotraj papirnice, znižanje HRT v aeraciji z 
18 h na minimalno 3 h [6, 7], proizvodnja 
biometana 1–1,3 mio m
3
/leto, ki nado-
mešča zemeljski plin. Z uvedbo ANO OV 
smo določili možni prihranek v vrednosti 
4,1 do 5,2 evra/t b. Pap.
4 SKLEPI
Z namenom zmanjšati nastanek odvečnega 
AB in zagotoviti 100-odstotno energetsko 
predelavo AB v mešanici s PM s pozitivno 
energijsko bilanco znotraj papirnice smo 
preiskali aerobno obdelavo surovega AB 
in predobdelanega AB z ozonom in ANO 
surovega AB ter HAB in različnih vzorcev 
OV iz procesa proizvodnje DIP ter iztok iz 
primarnega čiščenja OV papirnice. Ugo-
tovili smo, da najbolj učinkovito znižamo 
količino odvečnega AB (55–78 %) z ANO 
OV. Aerobna obdelava AB in ANO AB na 
surovih ali predobdelanih vzorcih z ozonom 
ali alkalno hidrolizo zniža količino AB le za 
20–33 %, kar ne zadostuje za pridobitev 
mešanice vseh muljev s pozitivno ener-
gijsko bilanco za zgorevanje. S hidrolizo 
znižamo količino AB za 12 %, vendar 
poslabšamo dehidracijske lastnosti HAB, 
zato hidroliza v tem primeru ni primeren 
postopek. Z ANO DIP OV ali skupnih OV po 
izločitvi suspendiranih snovi in z dodatkom 
optimalne količine nutrientov ali KOV pa 
dosežemo zastavljeni cilj in lahko znižamo 
stroške obratovanja papirnice do 5,2 evra/t 
papirja na račun manjše porabe fosilnih 
goriv, elektrike, nutrientov in nižjih stroškov 
ravnanja z mulji in tako vplivamo na trajno-
stno ravnanje z mulji in OV v papirnici.
ZAHVALA
Zahvaljujemo se podjetju VIPAP VIDEM 
KRŠKO, d. d., za sodelovanje v raziskavah 
in za sofinanciranje raziskav.
5 LITERATURA
[1] Suhr M., Klein G., Kourti I.; Gonzalo M. R., 
Santonja G. G., Roudier S., Sancho L. D.; Best 
Available Techniques (BAT) Reference Document 
for the Production of Pulp, Paper and Board. 
European Commission, Joint Research Centre, 
Seville, Spain, 2015.
[2] Zhang L., Xu C.C., Champagne P ., Warren 
M.; Overview of current biological and thermo – 
chemical treatment technologies for sustainable 
sludge management. Waste Management & 
Research 32 (7); 2014: 586–600.
mag. Aleksandra RAČIČ KOZMUS
1
,  
dr. Andreja ŽGAJNAR GOTVAJN
2
, dr. Gregor 
Drago ZUPANČIČ
3
1
 ZEL-EN, razvojni center energetike, d. o. o., 
PE Krško-Vipap, Tovarniška 18, SI-8270 Krško, 
Slovenija.
2
 Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, 
Univerza v Ljubljani, Katedra za kemijsko 
procesno, okoljsko in biokemijsko inženirstvo, 
Večna pot 113, SI-1000 Ljubljana, Slovenija. 
3
 Inštitut za okoljevarstvo in senzorje,  
Beloruska 7, SI-2000 Maribor, Slovenija. 
[3] Bayr S., Kaparaju P ., Rintala J.; Screening 
pretreatment methods to enhance thermophilic 
anaerobic digestion of pulp and paper mill 
wastewater treatment secondary sludge. 
Chemical Engineering Journal 223; 2013: 
479–486.
[4] Mahmood T., Elliott A.; A review of WAS 
reduction technologies for the pulp and paper 
industry. Water Research 40; 2006: 2093–2112.
[5] Meyer T., Edwards E.A.; Anaerobic digestion 
of pulp and paper mill wastewater and sludge. 
Water Research 65; 2014: 321–349.
[6] Račič Kozmus A. Ravnanje z mulji v 
integrirani proizvodnji recikliranih vlaknin in 
papirjev: magistrsko delo. Ljubljana, 2016, 107 
str.
[7] Račič Kozmus A., Žgajnar Gotvajn A., 
Lobnik A., Novak N., Klasinc A., Zupančič G.D.; 
Anaerobic treatment to improve sludge recovery 
at a deinked fiber pulp and paper mill. Tappi 
Journal 15(2); 2016: 129–139.