Assessment and improvement of wastewater system in Pilot plant
Issakainen, Heini (2019)
Diplomityö
2019
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019080723600
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019080723600
Tiivistelmä
Aim of this master’s thesis was to study most efficient separation methods for wastewater produced by plastic company. Especially, there has been contaminants in Pilot plant wastewater. The main contaminants in wastewater are known to be plastic, oil and organic matter.
In the literature part possible techniques for contaminant removal were studied. For solid and plastic separation best separation techniques were rapid sand filter and dissolved air flotation. For oil and organic matter best separation techniques were ceramic membranes or activated carbon adsorption. Three different process configurations were presented for wastewater purification.
In the experimental part the objective was to separate contaminants from wastewater as effectively as possibly in two step separation. First separation step was vacuum filtration where three different filtration cloths from Outotec were used. In second filtration step hydrophilic cellulosic membranes were used. Wastewater samples were taken during March – May over 11 days.
On average 74 % of solids were separated in vacuum filtration and oil and organic matter separation efficiencies were 32 and 20 % respectively. Even though color and solids were separated from wastewater, there was still high organic matter and oil amounts left in wastewater. In conclusion, most of the organic carbon is dissolved in the water. Cellulosic membrane filtration did not separate organic matter and oil and therefore it is not suggested as a technique for wastewater treatment in Pilot plant. In further studies ceramic membrane or activated carbon adsorption should be studied for oil and organic matter separation. Diplomityön tarkoitus oli tutkia parhaita ja tehokkaimpia suodatusmetodeja muoviyrityksen jätevesille. Erityisesti Pilot-tehtaan jätevedessä on havaittu saasteita. Suurimmat saasteiden aiheuttajat ovat olleet muovipartikkeleja, öljyä ja orgaanista materiaalia.
Kirjallisuusosassa käsiteltiin erilaisia tekniikoita jäteveden puhdistamiseksi. Muovipartikkelien ja muun kiinteän materiaalin erotukseen parhaita tekniikoita olivat hiekkasuodatin ja ilmastettu kellutusallas. Öljyn ja orgaanisen materiaalin erotukseen parhaat erotustekniikat olivat keraamiset membraanit tai aktivoituhiili adsorptiokolonni. Kirjallisuusosassa esiteltiin myös kolme mahdollista prosessivaihtoehtoa jätevesien suodatukseen.
Kokeellisessa osassa tarkoituksena oli puhdistaa jätevettä kaksivaiheisessa suodatuksessa. Ensimmäinen erotusosa oli vakuumisuodatin, jossa käytettiin Outotecin kolmea erilaista suodatuskangasta. Toisessa suodatusvaiheessa käytettiin hydrofiilisiä selluloosamembraaneja. Jätevesinäytteitä otettiin 11 päivältä maaliskuun ja toukokuun välisenä aikana.
Vakuumisuodatuksella erotettiin keskiarvollisesti 74 % kiintoaineista jätevedestä. Öljyä ja orgaanista materiaalia erotettiin keskiarvollisesti 32% ja 20%. Jätevedestä erotettiin kiintoaineet ja värin aiheuttavat molekyylit mutta silti suuret määrät orgaanista materiaalia ja öljyä jäivät jäteveteen. Johtopäätöksenä oli, että suuri osa orgaanisesta materiaalista on liuenneena jäteveteen. Selluloosamembraani ei erottanut öljyä ja orgaanista materiaalia jätevedestä ja ei ole suositeltava tekniikkavaihtoehto Pilot-tehtaan jätevesijärjestelmään. Jatkossa keraamisia membraaneja tai aktiivihiiliadsorptiota tulisi kokeilla öljyn ja orgaanisen materiaalin erotuksessa.
In the literature part possible techniques for contaminant removal were studied. For solid and plastic separation best separation techniques were rapid sand filter and dissolved air flotation. For oil and organic matter best separation techniques were ceramic membranes or activated carbon adsorption. Three different process configurations were presented for wastewater purification.
In the experimental part the objective was to separate contaminants from wastewater as effectively as possibly in two step separation. First separation step was vacuum filtration where three different filtration cloths from Outotec were used. In second filtration step hydrophilic cellulosic membranes were used. Wastewater samples were taken during March – May over 11 days.
On average 74 % of solids were separated in vacuum filtration and oil and organic matter separation efficiencies were 32 and 20 % respectively. Even though color and solids were separated from wastewater, there was still high organic matter and oil amounts left in wastewater. In conclusion, most of the organic carbon is dissolved in the water. Cellulosic membrane filtration did not separate organic matter and oil and therefore it is not suggested as a technique for wastewater treatment in Pilot plant. In further studies ceramic membrane or activated carbon adsorption should be studied for oil and organic matter separation.
Kirjallisuusosassa käsiteltiin erilaisia tekniikoita jäteveden puhdistamiseksi. Muovipartikkelien ja muun kiinteän materiaalin erotukseen parhaita tekniikoita olivat hiekkasuodatin ja ilmastettu kellutusallas. Öljyn ja orgaanisen materiaalin erotukseen parhaat erotustekniikat olivat keraamiset membraanit tai aktivoituhiili adsorptiokolonni. Kirjallisuusosassa esiteltiin myös kolme mahdollista prosessivaihtoehtoa jätevesien suodatukseen.
Kokeellisessa osassa tarkoituksena oli puhdistaa jätevettä kaksivaiheisessa suodatuksessa. Ensimmäinen erotusosa oli vakuumisuodatin, jossa käytettiin Outotecin kolmea erilaista suodatuskangasta. Toisessa suodatusvaiheessa käytettiin hydrofiilisiä selluloosamembraaneja. Jätevesinäytteitä otettiin 11 päivältä maaliskuun ja toukokuun välisenä aikana.
Vakuumisuodatuksella erotettiin keskiarvollisesti 74 % kiintoaineista jätevedestä. Öljyä ja orgaanista materiaalia erotettiin keskiarvollisesti 32% ja 20%. Jätevedestä erotettiin kiintoaineet ja värin aiheuttavat molekyylit mutta silti suuret määrät orgaanista materiaalia ja öljyä jäivät jäteveteen. Johtopäätöksenä oli, että suuri osa orgaanisesta materiaalista on liuenneena jäteveteen. Selluloosamembraani ei erottanut öljyä ja orgaanista materiaalia jätevedestä ja ei ole suositeltava tekniikkavaihtoehto Pilot-tehtaan jätevesijärjestelmään. Jatkossa keraamisia membraaneja tai aktiivihiiliadsorptiota tulisi kokeilla öljyn ja orgaanisen materiaalin erotuksessa.