Investigation towards reducing the costs of industrial wastewater treatment process that utilize activated carbon

Abstract

Industrial wastewaters are unique, and they demand correspondingly unique solutions. This thesis, conducted at an industrial facility in Northern Europe, concentrates on lowering the costs associated with treating post-evaporation water that is presently processed using activated carbon. Key contaminants identified included elevated levels of total organic carbon (TOC), phenols, and alcohols. Phenols were the most significant concern due to sewering restrictions, whereas elevated TOC levels led to swift activated carbon saturation and increased operational costs.

Alternative approaches for the removal of phenol and alcohol were evaluated. Advanced oxidation processes (AOPs) demonstrated considerable potential for this particular site and water matrix. In addition to the investigation of new technologies, an assessment was conducted to optimize the current activated carbon system. Although an AOP and air stripping tandem presents a potential alternative, it necessitates substantial investment. In contrast, the integration of ion exchange pretreatment (to address high TOC composed to high degree of volatile fatty acids) with optimized activated carbon operation exhibited promise and significantly easier implementation.

Overall, the thesis offers practical approaches to reduce operating costs for this specific post evaporation wastewater.

Teollisuuden jätevedet ovat usein ainutlaatuisia, ja ne vaativat vastaavasti ainutlaatuisia käsittelyratkaisuja. Tämä diplomityö toteutettiin Pohjois-Euroopassa sijaitsevassa teollisuuslaitoksessa. Diplomityö keskittyy haihdutuksen jälkeisen veden käsittelykustannusten pienentämiseen. Kyseinen vesi käsitellään tällä hetkellä aktiivihiilellä. Keskeisiksi haitta-aineiksi tunnistettiin korkea kokonaishiili (TOC), fenolit ja pienemmissä määrin alkoholit. Fenolit olivat merkittävin haaste viemäröintirajoitusten vuoksi, kun taas kohonneet TOC-pitoisuudet aiheuttivat aktiivihiilen nopeaa kyllästymistä ja käyttökustannuksien nousua.

Fenolien ja alkoholien poistoon arvioitiin vaihtoehtoisia menetelmiä. Kehittyneet hapetusprosessit (AOP) osoittivat merkittävää potentiaalia juuri tämän laitoksen vesimatriisissa ja ympäristössä. Uusien teknologioiden arvioinnin lisäksi tarkasteltiin mahdollisuuksia optimoida nykyistä aktiivihiilijärjestelmää. Vaikka AOP:n ja ilmastrippauksen yhdistelmä voisi toimia vaihtoehtona, sen käyttöönotto vaatisi huomattavia investointeja. Sen sijaan ioninvaihdon lisääminen esikäsittelyvaiheeksi (korkean, pääosin haihtuvista rasvahapoista koostuvan TOC:n vähentämiseksi) yhdessä optimoidun aktiivihiilen käytön kanssa on lupaava kehitysehdotus ja selvästi helpommin toteutettavissa.

Kokonaisuutena työ esittelee käytännönläheisiä ratkaisuja tämän erityisen haihdutuksen jälkeisen jäteveden käsittelyn käyttökustannusten pienentämiseksi.