Improving effluent quality at UPM Rauma Mill raw water treatment facility

Abstract

This study aimed to identify methods to ensure that the chemically treated water produced at UPM Rauma Mill meets the required standards under all conditions. An analysis of the results over the past two years revealed that the minimum requirements were generally met, except for iron. Target levels for especially chemical oxygen demand and iron were exceeded. The review also highlighted that the first-stage coagulation-flocculation and flotation in treatment train B performed less compared to the other trains.

Experiments indicated variations in effluent quality and showed that particulate breakthrough occurred in certain sand filters. The primary source of iron was identified as the sand filters in line B, where the grain size of the sand was unsuitable, allowing hydrolysed iron from the coagulant to pass through the filtration.

Jar tests revealed that the optimal coagulation pH was higher than the current level and should be further increased when the influent is cold. Test runs demonstrated that raising the pH in the first-stage coagulation decreased turbidity by 31% and prevented iron leaching. By altering the coagulation pH in the second stage treatment, the removal rate of organic matter was increased from 16.5% to 44%. Additionally, the test runs confirmed that enhancing the removal of organic matter in the second coagulation stage is unlikely to compromise the product water quality in terms of aluminium.

Based on the study's findings, recommendations were made regarding the operation methods of the water plant, sampling procedures, online measurements, and technical solutions. The study concludes that the water plant would particularly benefit from adjusting the precipitation pH according to the temperature of the incoming water.

Tässä työssä pyrittiin löytämään keinoja, joilla UPM:n Rauman tehtaan kolmilinjaisella raakavedenpuhdistamolla tuotetun kemiallisen veden laatu saavuttaisi sille asetetut vaatimukset kaikissa olosuhteissa. Kahden edellisen vuoden analyysitulosten tarkastelu osoitti, että vähimmäisvaatimukset saavutettiin rautaa lukuun ottamatta hyvin, mutta tavoitetasoa korkeampia pitoisuuksia esiintyi erityisesti kemiallisen hapenkulutuksen ja rautapitoisuuden suhteen. Havaittiin myös, että ensimmäisen vaiheen saostus ja flotaatioselkeytys B-linjassa toimi rinnakkaisia linjoja heikommin.

Näytteenotot osoittivat, että tuoteveden laadussa esiintyi vaihtelua, ja että osa hiekkasuodattimista ei pidättänyt partikkeleita riittävän hyvin. Raudan pääasialliseksi lähteeksi varmistuivat B-linjan hiekkasuodattimet, joissa käytetyn hiekan raekoko ei ollut sopiva, jolloin saostuskemikaalista peräisin oleva hydrolysoitunut rauta läpäisi suodatuksen.

Saostuskokeiden perusteella todettiin optimaalisen saostus-pH olevan korkeampi kuin käytössä ollut taso, ja että kylmässä vedessä pH:ta tulee vielä entisestään nostaa. Koeajojen perusteella pH:n nosto ensimmäisessä saostusvaiheessa alensi sameutta 31 % ja ehkäisi raudan läpipääsyä prosessin seuraaviin vaiheisiin. Orgaanisen aineksen poistotehoa toisessa saostusvaiheessa parannettiin saostus-pH:n muutoksella 16,5 %:sta keskimäärin 44 %:iin. Koeajoilla myös varmistettiin, että orgaanisen aineksen poiston tehostaminen toisessa saostusvaiheessa ei todennäköisesti heikennä tuoteveden laatua alumiinin suhteen.

Tutkimusten tuloksena esitettiin suosituksia vesilaitoksen ajotapoihin, näytteenottoihin ja jatkuvatoimisiin mittauksiin sekä teknisiin ratkaisuihin liittyen. Työssä todetaan, että vesilaitos hyötyisi erityisesti saostus-pH:n muuttamisesta tulevan veden lämpötilan mukaan.