Evaluation of CTMP mill wastewaters and handling methods
Rantanen, Sonja (2018)
Diplomityö
2018
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018080633416
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018080633416
Tiivistelmä
The aim of this work was to evaluate the characteristics of chemithermomechanical pulp (CTMP) mill wastewaters and their impact to the selection of the treatment method. Target for this work was to find out what kind of components the wastewaters contain and are there any limiting factors among them that could affect to the treatment method selection. With this information, justifications for the treatment methods selection were looked.
In the theoretical part CTMP process, origins of the wastewater impurities and the characteristics of the wastewater are examined. Possible treatment methods are described shortly and their benefits and challenges are presented. The requirements for the purified water are also described shortly. In the experimental part, softwood CTMP wastewaters from two different mills are analyzed. Experimental part includes also an Excel tool, which can be used to roughly evaluate treatment methods (aerobic, anaerobic and evaporation) suitability for wastewaters in question.
On the ground of the results, the aerobic method seems to be the best alternative to treat CTMP wastewaters. Also, a combination of aerobic and anaerobic method could be profitable solution. The energy demand in evaporation is so high, that it was not seen to be a reasonable treatment method, otherwise than in cases where discharge limits are strict or water needs to be circulated. Työssä selvitettiin kemitermomekaanisen sellutehtaan jätevesien koostumusta ja koostumuksen vaikutuksia jäteveden käsittelymenetelmän valintaan. Työn tavoitteena oli selvittää jätevedestä löytyviä komponentteja ja selvittää onko niistä jokin rajoittava tekijä jäteveden käsittelymenetelmän valinnassa. Näiden tietojen perusteella tavoiteltiin perusteluja käsittelymenetelmän valinnalle ja parhaalle menetelmälle kyseisten vesien käsittelyyn.
Kirjallisuusosassa tarkastellaan CTMP prosessia, jäteveden epäpuhtauksien alkuperiä prosessissa ja jäteveden koostumusta. Mahdolliset jäteveden käsittelymenetelmät käydään läpi ja tutkitaan niiden hyötyjä sekä haittoja ja puhdistustehokkuutta. Myös tavoiteltava jäteveden laatu käydään lyhyesti läpi. Kokeellisessa osassa tutkitaan kahden eri CTMP tehtaan jätevesiä. Jätevesistä määritetään erilaisia komponentteja sillä perusteella, mitä kirjallisuusosassa on löydetty käsittelyn rajoittaviksi tekijöiksi. Kokeellinen osa sisältää myös Excel työkalun, jonka avulla voidaan karkeasti arvioida tutkittujen vedenkäsittelymenetelmien (aerobinen ja anaerobinen biologinen käsittely sekä haihdutus) sopivuutta kyseisille jätevesille.
Tulosten perusteella aerobinen jäteveden käsittely olisi CTMP vesien käsittelyyn parhaiten soveltuva ja käyttöhyödykkeiden kannalta kannattavin. Myös aerobisen ja anaerobisen menetelmän yhdistelmä olisi toimiva ratkaisu. Haihdutuksen energiankulutus on niin paljon suurempi kuin biologisten menetelmien, että sitä ei nähty kannattavana muissa tapauksissa, kuin jos päästörajat ovat erittäin tiukat tai vettä halutaan kierrättää prosessissa.
In the theoretical part CTMP process, origins of the wastewater impurities and the characteristics of the wastewater are examined. Possible treatment methods are described shortly and their benefits and challenges are presented. The requirements for the purified water are also described shortly. In the experimental part, softwood CTMP wastewaters from two different mills are analyzed. Experimental part includes also an Excel tool, which can be used to roughly evaluate treatment methods (aerobic, anaerobic and evaporation) suitability for wastewaters in question.
On the ground of the results, the aerobic method seems to be the best alternative to treat CTMP wastewaters. Also, a combination of aerobic and anaerobic method could be profitable solution. The energy demand in evaporation is so high, that it was not seen to be a reasonable treatment method, otherwise than in cases where discharge limits are strict or water needs to be circulated.
Kirjallisuusosassa tarkastellaan CTMP prosessia, jäteveden epäpuhtauksien alkuperiä prosessissa ja jäteveden koostumusta. Mahdolliset jäteveden käsittelymenetelmät käydään läpi ja tutkitaan niiden hyötyjä sekä haittoja ja puhdistustehokkuutta. Myös tavoiteltava jäteveden laatu käydään lyhyesti läpi. Kokeellisessa osassa tutkitaan kahden eri CTMP tehtaan jätevesiä. Jätevesistä määritetään erilaisia komponentteja sillä perusteella, mitä kirjallisuusosassa on löydetty käsittelyn rajoittaviksi tekijöiksi. Kokeellinen osa sisältää myös Excel työkalun, jonka avulla voidaan karkeasti arvioida tutkittujen vedenkäsittelymenetelmien (aerobinen ja anaerobinen biologinen käsittely sekä haihdutus) sopivuutta kyseisille jätevesille.
Tulosten perusteella aerobinen jäteveden käsittely olisi CTMP vesien käsittelyyn parhaiten soveltuva ja käyttöhyödykkeiden kannalta kannattavin. Myös aerobisen ja anaerobisen menetelmän yhdistelmä olisi toimiva ratkaisu. Haihdutuksen energiankulutus on niin paljon suurempi kuin biologisten menetelmien, että sitä ei nähty kannattavana muissa tapauksissa, kuin jos päästörajat ovat erittäin tiukat tai vettä halutaan kierrättää prosessissa.