Täytekappalekolonnin likaantumisen syyt ja likaantumisen vähentämisen menetelmiä
Haikama, Jyrki (2013)
Diplomityö
Haikama, Jyrki
2013
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201309105663
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201309105663
Tiivistelmä
Lateksinvalmistusprosessin aikana syntyvää jätevettä käsitellään täytekappalekolonnissa siinä olevien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden poistamiseksi. Käsittelyprosessin aikana jätevedessä oleva kiintoaine kiinnittyy täytekappaleiden pinnalle, lopulta tukkien ne. Täytekappaleiden vaihtotyö sekä likaantuneiden täytekappaleiden pesu aiheuttavat kustannuksia. Lainsäädäntö ja sopimus kunnallisen jäteveden käsittelyn kanssa vaativat, että haihtuvien yhdisteiden päästöt lasketaan tietyn tason alapuolelle.
Työn ensimmäisenä tavoitteena oli tutkia lateksitehtaan jätevesivirtojen koostumusta massa- ja ainetaseiden avulla, erityisesti täytekappalekolonnia likaavan aineen osalta. Toisena tavoitteena oli löytää menetelmiä pidentää täytekappalekolonnin ajojaksoa nykyisestä. Kolmantena tavoitteena oli löytää tai kehittää esikäsittelymenetelmä likaavan aineen poistamiseksi ennen täytekappalekolonnia. Viimeisenä tavoitteena oli optimoida prosessin ajotapa, josta saavutettaisiin säästöjä vähentyneenä energiankulutuksena.
Tutkimuksen perusteella täytekappalekolonni poistaa syntyvästä jätevedestä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä 100 prosenttia sekä kemiallista hapenkulutusta 99,5 prosenttia. Täytekappalekolonnin ajojaksoa voidaan pidentää ennakoimalla kolonnin ylä- ja alapään paine-eron perusteella sen likaantumisastetta ja täytekappaleiden vaihtotarvetta. Tutkimuksen perusteella soveltuvia jäteveden esikäsittelymenetelmiä ovat dekantointi, jossa kuuden tunnin viipymällä poistetaan kiintoainetta sekä hallittu kiintoaineen saostus, jossa kymmenen minuutin viipymällä poistetaan sekä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, että kiintoainetta. Energiankulutusta voidaan optimoida vähentämällä höyryn virtausta täytekappalekolonniin erotustehokkuuden siitä kärsimättä. Wastewater that is formed during the manufacturing of latex is processed with a packed column to remove the volatile organic compounds in it. During the process solid content in the wastewater fouls the packing’s, eventually blocking them. Changing and washing the fouled packing’s consumes resources.
Primary goal of this thesis was to determine the contents of plants wastewater streams with mass balances. Secondary goal was to discover methods to elongate the period between packing’s changes. Third goal was to discover or develop methods to remove the fouling material before the packed column. The last goal was to optimize the process to reduce the energy consumption.
Currently the packed column removes 100 percent of volatile organic compounds and 99.5 percent of chemical oxygen demand from wastewater stream. Elongating the period for packing’s change is possible by predicting the fouling status of column from the pressure difference between the top and bottom of the column. The fouling material content in wastewater can be reduced by decantation of the wastewater for six hours or by controlled thickening of the wastewater for ten minutes. The energy consumption can be optimized by reducing the steam flow to column without the reduction of separation efficiency of volatile organic compounds.
Työn ensimmäisenä tavoitteena oli tutkia lateksitehtaan jätevesivirtojen koostumusta massa- ja ainetaseiden avulla, erityisesti täytekappalekolonnia likaavan aineen osalta. Toisena tavoitteena oli löytää menetelmiä pidentää täytekappalekolonnin ajojaksoa nykyisestä. Kolmantena tavoitteena oli löytää tai kehittää esikäsittelymenetelmä likaavan aineen poistamiseksi ennen täytekappalekolonnia. Viimeisenä tavoitteena oli optimoida prosessin ajotapa, josta saavutettaisiin säästöjä vähentyneenä energiankulutuksena.
Tutkimuksen perusteella täytekappalekolonni poistaa syntyvästä jätevedestä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä 100 prosenttia sekä kemiallista hapenkulutusta 99,5 prosenttia. Täytekappalekolonnin ajojaksoa voidaan pidentää ennakoimalla kolonnin ylä- ja alapään paine-eron perusteella sen likaantumisastetta ja täytekappaleiden vaihtotarvetta. Tutkimuksen perusteella soveltuvia jäteveden esikäsittelymenetelmiä ovat dekantointi, jossa kuuden tunnin viipymällä poistetaan kiintoainetta sekä hallittu kiintoaineen saostus, jossa kymmenen minuutin viipymällä poistetaan sekä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, että kiintoainetta. Energiankulutusta voidaan optimoida vähentämällä höyryn virtausta täytekappalekolonniin erotustehokkuuden siitä kärsimättä.
Primary goal of this thesis was to determine the contents of plants wastewater streams with mass balances. Secondary goal was to discover methods to elongate the period between packing’s changes. Third goal was to discover or develop methods to remove the fouling material before the packed column. The last goal was to optimize the process to reduce the energy consumption.
Currently the packed column removes 100 percent of volatile organic compounds and 99.5 percent of chemical oxygen demand from wastewater stream. Elongating the period for packing’s change is possible by predicting the fouling status of column from the pressure difference between the top and bottom of the column. The fouling material content in wastewater can be reduced by decantation of the wastewater for six hours or by controlled thickening of the wastewater for ten minutes. The energy consumption can be optimized by reducing the steam flow to column without the reduction of separation efficiency of volatile organic compounds.