Voimalaitos- ja jätevesitutkimus
Kaijanen, Laura (2010)
Diplomityö
Kaijanen, Laura
2010
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201006142023
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201006142023
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkittiin Stora Enso Oyj:n Heinolan Flutingtehtaan voimalaitos- ja jätevesien seuranta-analyysimenetelmien kehittämistä. Käytössä olevia menetelmiä vertailtiin vaihtoehtoisiin uusiin menetelmiin, jotka perustuvat erotustekniikoihin ja automaatioon. Flutingtehtaalla nykyisin käytössä olevat analyysimenetelmät perustuvat suurelta osin standardimäärityksiin, joissa käytetään pääasiassa titrausta. Määritykset vievät paljon aikaa, koska titraukset toteutetaan manuaalisesti. Titrausten päätepisteet tulkitaan esim. indikaattorin värinmuutoksella ja saostamalla, joten määritysten tarkkuus vaihtelee.
Kokeellisessa osassa Flutingtehtaan puhtaista voimalaitosvesistä yhdistetty sekoitenäyte analysoitiin kahdella ionikromatografilla, liekkiatomiabsorptiospektrometrillä ja kapillaarielektroforeesilla. Yksittäisiä näytteitä ei tutkittu. Lisäksi vesilaboratoriossa määritettävistä jätevesistä yhdistettiin sekoitenäyte, joka analysoitiin kapillaarielektroforeesilla. Samat sekoitenäytteet analysoitiin myös nykyisillä menetelmillä tehtaan vesilaboratoriossa.
Tulokset osoittivat, että kokeellisessa osassa tutkitut menetelmät soveltuvat sekoitenäytteen perusteella hyvin vesilaboratoriossa käytössä oleviin kuukausianalyyseihin. Automaattisella näytteensyötöllä varustettuna kaikki kolme kokeellisessa osassa tutkittua menetelmää ovat yksikertaisia käyttää ja ne nopeuttavat analyysejä. Päivittäisiä titrausanalyysejä voidaan tehostaa ja nopeuttaa automaation avulla. Erotustekniikoilla esimerkiksi typpi voidaan määrittää kokonaistyppenä, mutta myös komponentteinaan eli ammoniakkina, nitraattina ja nitriittinä. Lisäksi samalla erotuksella voidaan määrittää useita alkali- ja maa-alkalimetalleja sekä raskas-metalleja toistomittauksilla. Menetelmän käyttöalue on laajempi erotustekniikoilla kuin perinteisillä liuoskemian mittauksilla. Erotustekniikoilla tunnistetaan helposti määritysten oikeellisuus detektointimahdollisuuksien monipuolisuuden vuoksi. In this master´s thesis the usability of the screening of clean power plant waters and sewage waters of the Heinola Fluting Mill of Stora Enso Oyj were studied. The current methods were compared to new alternatives. The current determination methods used for analysis of waters in the water laboratory of the Fluting Mill in Heinola are largely based on standards, in which titration is primarily used. The analyses take a lot of time, because the titrations are handled manually. The endpoints of the titrations are interpreted by e.g. colour change of an indicator chemical and precipitation, so analysis repetitions may have large deviations.
In the experimental section several water samples of the clean power plant were combined to form a homogenous mixture. Single samples were not analyzed. The mixture was analyzed by ion chromatography, flame atomic absorption spectros-copy and capillary electrophoresis. In addition, the mixture of the sewage waters was analyzed by capillary electrophoresis. In parallel, for reference the analyses were made by the current methods in the water laboratory of the Fluting Mill.
The obtained results showed that new or updated methodologies that were studied apply well for the current monthly analyses in the water laboratory. With automatic sample injection the three methods are simple to use, and they make the analyses faster. The daily made titration analyses can be enhanced and accelerated by automation. Separation techniques could be used not only for analysis of total nitrogen, but also for determination of ammonium, nitrate and nitrite. In addition, repeated analyses can be used for simultaneous determination of many alkali and earth alkali metals and heavy metals. Usually, the range of method is larger in separation techniques than in traditional solvent methods. It is possible to identify the reliability of the methods by using the versatile detection systems.
Kokeellisessa osassa Flutingtehtaan puhtaista voimalaitosvesistä yhdistetty sekoitenäyte analysoitiin kahdella ionikromatografilla, liekkiatomiabsorptiospektrometrillä ja kapillaarielektroforeesilla. Yksittäisiä näytteitä ei tutkittu. Lisäksi vesilaboratoriossa määritettävistä jätevesistä yhdistettiin sekoitenäyte, joka analysoitiin kapillaarielektroforeesilla. Samat sekoitenäytteet analysoitiin myös nykyisillä menetelmillä tehtaan vesilaboratoriossa.
Tulokset osoittivat, että kokeellisessa osassa tutkitut menetelmät soveltuvat sekoitenäytteen perusteella hyvin vesilaboratoriossa käytössä oleviin kuukausianalyyseihin. Automaattisella näytteensyötöllä varustettuna kaikki kolme kokeellisessa osassa tutkittua menetelmää ovat yksikertaisia käyttää ja ne nopeuttavat analyysejä. Päivittäisiä titrausanalyysejä voidaan tehostaa ja nopeuttaa automaation avulla. Erotustekniikoilla esimerkiksi typpi voidaan määrittää kokonaistyppenä, mutta myös komponentteinaan eli ammoniakkina, nitraattina ja nitriittinä. Lisäksi samalla erotuksella voidaan määrittää useita alkali- ja maa-alkalimetalleja sekä raskas-metalleja toistomittauksilla. Menetelmän käyttöalue on laajempi erotustekniikoilla kuin perinteisillä liuoskemian mittauksilla. Erotustekniikoilla tunnistetaan helposti määritysten oikeellisuus detektointimahdollisuuksien monipuolisuuden vuoksi.
In the experimental section several water samples of the clean power plant were combined to form a homogenous mixture. Single samples were not analyzed. The mixture was analyzed by ion chromatography, flame atomic absorption spectros-copy and capillary electrophoresis. In addition, the mixture of the sewage waters was analyzed by capillary electrophoresis. In parallel, for reference the analyses were made by the current methods in the water laboratory of the Fluting Mill.
The obtained results showed that new or updated methodologies that were studied apply well for the current monthly analyses in the water laboratory. With automatic sample injection the three methods are simple to use, and they make the analyses faster. The daily made titration analyses can be enhanced and accelerated by automation. Separation techniques could be used not only for analysis of total nitrogen, but also for determination of ammonium, nitrate and nitrite. In addition, repeated analyses can be used for simultaneous determination of many alkali and earth alkali metals and heavy metals. Usually, the range of method is larger in separation techniques than in traditional solvent methods. It is possible to identify the reliability of the methods by using the versatile detection systems.