Optimization of coagulation and dissolved air flotation for BOD reduction in resin-containing wastewater from glass fiber tissue manufacturing
Kempas, Sini (2025)
Diplomityö
2025
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025072579216
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025072579216
Tiivistelmä
In this thesis, the main objective was to optimize the wastewater treatment process to better address the site-specific effluent, which has a high BOD content. The thesis aimed to study the behavior of different resin-based binders and determine how effectively they can be removed using a DAF system. The aim was to promote flocculation of binder residues in order to lower BOD levels through more efficient treatment. Additionally, oxidizing chemical was tested on resin-based binders to evaluate its impact on BOD reduction.
In the literature part, background on glass fiber tissue manufacturing process, resin polymer chemistry, and relevant wastewater treatment technologies were introduced. The experimental section involved testing three different types of resin binders using a coagulation–flocculation approach, with the goal of optimizing treatment conditions for each. Parameters were adjusted to simulate the real operational environment of the DAF system. Pure resin samples were also treated with an oxidizer, and BOD measurements were taken to evaluate the effectiveness of the oxidizer.
The experimental results indicated that optimal coagulation–flocculation conditions could not be achieved under the current setup, and the existing DAF process does not remove resin-based binders as intended. Although full optimization of the DAF system was not accomplished, the findings suggest that alternative treatment strategies, such as modifying chemical dosing, exploring different coagulants or changing the amount of the oxidant may be necessary to achieve meaningful BOD reduction. These results highlight the need for continued testing and process development tailored to the complex chemistry of resin-based effluents. Tämän opinnäytetyön päätavoitteena oli optimoida jätevedenpuhdistusprosessia, jotta voidaan paremmin käsitellä kohdekohtaista jätevettä, jolla on korkea BOD-pitoisuus. Työn tavoitteena oli tutkia erilaisten hartsipohjaisten sideaineiden käyttäytymistä ja määrittää, kuinka tehokkaasti DAF-järjestelmä voi erottaa niitä. Tavoitteena oli saada sideainejäämät flokkaantumaan, mikä edistäisi BOD-tasojen alentamista. Lisäksi sideaineita testattiin hapettavalla kemikaalilla ja sen vaikutusta arvioitiin BOD-pitoisuuden pienentämiseen.
Kirjallisuusosiossa esiteltiin lasikuituhuovan valmistusprosessi, hartsipolymeerikemiaa ja asiaankuuluvia jätevedenpuhdistustekniikoita. Kokeellisessa osiossa testattiin kolmea erilaista hartsisideainetyyppiä koagulaatio-flokkausmenetelmällä, jonka tavoitteena oli optimoida käsittelyolosuhteet kullekin sideainetyypille. Parametrit säädettiin DAF-järjestelmän todellisia käyttöolosuhteita vastaavasti. Puhtaita hartsinäytteitä käsiteltiin myös hapettimella, ja BOD-mittaukset tehtiin hapettimen tehokkuuden arvioimiseksi.
Koetulokset osoittivat, että optimaalisia olosuhteita ei voitu saavuttaa nykyisillä laitteistoilla, eikä nykyinen DAF-prosessi poista hartsipohjaisia sideaineita kuten sen on tarkoitus. Vaikka DAF-järjestelmän täydellistä optimointia ei saavutettu, havainnot viittaavat siihen, että vaihtoehtoiset käsittelymenetelmät, kuten annostuksen muuttaminen, erilaisten koagulanttien tutkiminen tai hapetuskemikaalin annostuksen muuttaminen, voivat olla tarpeen BOD-vähennyksen saavuttamiseksi. Tulokset korostavat tarvetta jatkaa testausta ja vedenkäsittelyprosessien räätälöimistä hartsipohjaisia jätevesiä varten.
In the literature part, background on glass fiber tissue manufacturing process, resin polymer chemistry, and relevant wastewater treatment technologies were introduced. The experimental section involved testing three different types of resin binders using a coagulation–flocculation approach, with the goal of optimizing treatment conditions for each. Parameters were adjusted to simulate the real operational environment of the DAF system. Pure resin samples were also treated with an oxidizer, and BOD measurements were taken to evaluate the effectiveness of the oxidizer.
The experimental results indicated that optimal coagulation–flocculation conditions could not be achieved under the current setup, and the existing DAF process does not remove resin-based binders as intended. Although full optimization of the DAF system was not accomplished, the findings suggest that alternative treatment strategies, such as modifying chemical dosing, exploring different coagulants or changing the amount of the oxidant may be necessary to achieve meaningful BOD reduction. These results highlight the need for continued testing and process development tailored to the complex chemistry of resin-based effluents.
Kirjallisuusosiossa esiteltiin lasikuituhuovan valmistusprosessi, hartsipolymeerikemiaa ja asiaankuuluvia jätevedenpuhdistustekniikoita. Kokeellisessa osiossa testattiin kolmea erilaista hartsisideainetyyppiä koagulaatio-flokkausmenetelmällä, jonka tavoitteena oli optimoida käsittelyolosuhteet kullekin sideainetyypille. Parametrit säädettiin DAF-järjestelmän todellisia käyttöolosuhteita vastaavasti. Puhtaita hartsinäytteitä käsiteltiin myös hapettimella, ja BOD-mittaukset tehtiin hapettimen tehokkuuden arvioimiseksi.
Koetulokset osoittivat, että optimaalisia olosuhteita ei voitu saavuttaa nykyisillä laitteistoilla, eikä nykyinen DAF-prosessi poista hartsipohjaisia sideaineita kuten sen on tarkoitus. Vaikka DAF-järjestelmän täydellistä optimointia ei saavutettu, havainnot viittaavat siihen, että vaihtoehtoiset käsittelymenetelmät, kuten annostuksen muuttaminen, erilaisten koagulanttien tutkiminen tai hapetuskemikaalin annostuksen muuttaminen, voivat olla tarpeen BOD-vähennyksen saavuttamiseksi. Tulokset korostavat tarvetta jatkaa testausta ja vedenkäsittelyprosessien räätälöimistä hartsipohjaisia jätevesiä varten.