Paper mill freshwater consumption and its reduction possibilities

Abstract

The aim of this study was to research freshwater applications at the paper mill and find reduction possibilities. In addition, laboratory analyses were made of water fractions, which could be used instead of freshwater. In the end, a short explanation of the water balance of the mill was made.

In the literature part, mechanical pulp production and papermaking process are described shortly. Water circulations and different process waters and effluent are presented. Possibilities to close the water cycles, and advantages and disadvantages of that are presented. White water treatment technologies and waste water treatment are described. In the applied part, the freshwater consumption was collected from 2017 to 2021 and freshwater applications were mapped. For the laboratory analysis, eight water fractions, that might be used instead of freshwater, were selected. Possible freshwater usage applications were examined. In the end, an explanation of the water balance was made to understand how freshwater consumption effect that.

In the applied part, few applications were found, where freshwater could be replaced. On the freshwater treatment plant 1, consumption could be reduced by 10-11 % with those changes. On the freshwater treatment plant 3, the usage of freshwater is better known and higher savings would demand the restart of the ultrafiltration system. It would demand careful cost-efficiency calculations. There are many lacks in the water balance of the mill, which mainly result from unreliable volume meters on channels. Because of that, reliable water balance simulation cannot be made, before those flow meters function. Additionally, handling the water balance demand educating the employee.

Työn tarkoituksena oli selvittää paperitehtaan tuoreveden käyttökohteet ja mahdollisia kohteita, joissa tuoreveden käyttöä voitaisiin vähentää. Tämän lisäksi tehtiin laboratoriomittauksia mahdollisista korvaavista vesijakeita. Lopuksi paperitehtaan vesitaseesta tehtiin lyhyt selvitys.

Työn kirjallisuusosassa kuvataan lyhyesti mekaanisen massan ja paperin valmistuksen prosessit. Lisäksi esitellään paperitehtaan vesikierrot sekä erilaiset prosessivedet ja jätevesi. Mahdollisuuksia vesikiertojen sulkemiseen sekä sen etuja ja haittoja esitellään. Lopuksi käydään läpi yleisiä kiertoveden puhdistustapoja paperitehtaalla sekä jätevedenpuhdistus. Kokeellisessa osassa esitellään tehtaan tuoreveden käyttöä vuosilta 2017-2021 ja käydään läpi tuoreveden käyttökohteet. Mahdollisia korvaavia prosessivesijakeita valittiin kahdeksan ja ne analysoitiin laboratoriossa. Tuoreveden käytön vähentämiskohteita kartoitettiin. Lopuksi tehtiin selvitys tehtaan vesitaseesta, jotta ymmärretään tuoreveden käytön vaikutus siihen.

Kokeellisessa osassa löydettiin muutamia kohteita, joissa tuorevesi voitaisiin korvata jollain muulla prosessivesijakeella. Tuorevesilaitos 1:llä tuoreveden kulutusta saataisiin vähennettyä näillä muutoksilla 10-11 %. Tuorevesilaitos 3:lla tuoreveden käyttö on hallitumpaa, ja suuremmat säästöt vaatisivat ultrasuodatuslaitteiston ottamisen uudelleen käyttöön. Tämä vaatisi huolelliset kustannustehokkuuslaskelmat. Paperitehtaan vesitaseessa on paljon epäkohtia, jotka johtuvat suurimmaksi osaksi epäluotettavista kanaalivirtausmittauksista. Vesitaseen hallinta vaatii myös henkilöstön kouluttamista.