Identification and preliminary mitigation of unidentified solid formation in industrial water purification system : a case study on Valmet’s process water system

Abstract

An unidentified solid formation was observed in the filter of an industrial process water system, which raised concerns about water quality and system functionality. The goal of this study was to identify the composition of the solid formation and suggest methods to prevent its recurrence. Laboratory analyses, including microscopic analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), and ion chromatography, were conducted to assess the possible reasons for the solid formation.

The analyses revealed that the formation mainly consisted of biofilm. The formation of biofilm was found to be associated with inconsistent water flow, stagnation, and elevated concentrations of organic material. These conditions provided a favorable environment for microbial growth. The biocide currently in use was found to be ineffective, potentially due to biofilm resistance or poor water circulation.

Multiple methods for biofilm prevention were suggested, which included improving water circulation and flow, proper use of the clarification tank, and pipe flushing. Further research is recommended to conduct a microbial plate analysis to make sure a suitable and effective biocide is in use. The findings of this study can guide future improvements in water circulation systems by providing practical insights into biofilm mitigation.

Tuntematon kiinteä muodostuma havaittiin teollisen prosessin vedenkiertojärjestelmän suodattimesta, mikä herätti huolta veden laadusta ja järjestelmän toimivuudesta. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kyseisen muodostuman koostumus ja ehdottaa menetelmiä sen ehkäisemiseksi. Kiintoaineksen kertymisen mahdollisia syitä selvitettiin laboratorioanalyysein, kuten mikroskopoimalla, FTIR-spektroskopialla, kokonaishiilen ja typen analyysillä (TOC/TN) sekä ionikromatografialla.

Tulokset osoittivat, että suodattimeen kertynyt kiintoaines koostui pääasiassa biofilmistä. Biofilmin synty ja kehitys liittyi vedenkierron häiriöihin, veden paikallaan seisomiseen, sekä kohonneisiin ravinnepitoisuuksiin. Nämä olosuhteet loivat suotuisan ympäristön mikrobikasvulle. Käytössä oleva biosidi todettiin tehottomaksi, johtuen mahdollisesti biofilmin luomasta resistanssista tai veden heikosta kierrosta.

Biofilmin kehittymisen ehkäisemiseksi ehdotettiin lukuisia toimenpiteitä, kuten vedenkierron tehostamista, selkeytystankin oikeanlaista käyttöä sekä putkistojen huuhtelua. Jatkotutkimuksiksi ehdotetaan mikrobikannan tarkempaa analyysia, jotta voidaan varmistaa biosidin sopivuus. Tämän tutkimuksen tulokset voivat tukea vedenkiertojärjestelmien kehitystä, tarjoamalla käytännönläheisiä ratkaisuja biofilmin muodostumisen ehkäisyyn.