Membrane filtration of debarking plant wastewater
Salmi, Perttu (2020)
Diplomityö
Salmi, Perttu
2020
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020081148309
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020081148309
Tiivistelmä
Efficiency of wastewater treatment system in Stora Enso’s Anjala mill typically decreases during winter. One possible reason for this problem can come from debarking process where heated water is used to keep debarking process optimal. Higher temperature in the water causes more wood extractives to dissolve from bark to water which increases the load of wastewater coming from debarking plant to the wastewater treatment system.
The goal of the study is to evaluate the possibility of membrane filtration to purify debarking water and reduce the load to wastewater treatment plant. Cross-rotational membrane modules are typically used in treating paper machine circulating waters and concentrating coating effluents. Only one research has been done on their use in the treatment of debarking waters.
Cross-rotational membrane CR-250 module was used to treat debarking wastewater from Anjala mill. Used membranes were ultrafiltration membrane RC70PP and nanofiltration membrane NF270. NF270 reached around 80 % retentions for most of the compounds analysed. Pulsed corona discharge as an oxidation process and adsorption to saw dust, modified saw dust and activated carbon were used as pretreatment methods to increase filtration flux and decrease fouling. All pretreatment methods increased filtration flux, modified saw dust had the greatest effect on the flux. Estimations on investment and operation costs for different process configurations were also made based on the experiments. Stora Enson Anjalankosken tehtaan jäteveden puhdistamon toiminta heikentyy yleensä talvella. Yksi mahdollinen syy toiminnan heikkenemiseen voi tulla kuorimolta, jossa talvella käytetty vesi lämmitetään kuorintaprosessin pitämiseksi optimaalisena. Veden korkeampi lämpötila liuottaa puun kuoresta enemmän uuteaineita veteen, mikä lisää jäteveden puhdistamolle kuorimolta kulkeutuvaa kuormitusta.
Tämän työn tarkoituksena on tutkia mahdollisuutta membraanisuodatuksen käyttöön kuoriveden puhdistuksessa sekä jäteveden puhdistamolle kulkeutuvan kuorman pienentämisessä. CR-moduuleita käytetään yleensä paperikoneiden kiertovesien puhdistukseen tai päällystepitoisten jätevesien konsentroimiseen. Näiden käytöstä kuorimon jätevesien puhdistukseen on tehty vain yksi tutkimus.
CR-250 moduulia käytettiin kokeissa Anjalankosken paperitehtaan kuorimon jäteveden puhdistamiseen. Käytetyt membraanit olivat RC70PP ultrasuodatusmembraani ja NF270 nanosuodatusmembraani. NF270 membraanilla päästiin noin 80 % retentioihin useimmilla analysoiduilla yhdisteillä. Pulssitettua koronapurkausta hapetusmenetelmänä sekä adsorptiota sahanpuruun, käsiteltyyn sahanpuruun ja aktiivihiileen käytettiin esikäsittelymenetelminä suodatuksen vuon ja likaantumisen parantamiseksi. Kaikki esikäsittelymenetelmä nostivat suodatuksen vuota, käsitellyn sahanpurun vaikutus vuohon oli suurin. Alustavat investointi- ja käyttökustannusarviot laskettiin eri prosessivaihtoehdoille suoritettujen kokeiden perusteella.
The goal of the study is to evaluate the possibility of membrane filtration to purify debarking water and reduce the load to wastewater treatment plant. Cross-rotational membrane modules are typically used in treating paper machine circulating waters and concentrating coating effluents. Only one research has been done on their use in the treatment of debarking waters.
Cross-rotational membrane CR-250 module was used to treat debarking wastewater from Anjala mill. Used membranes were ultrafiltration membrane RC70PP and nanofiltration membrane NF270. NF270 reached around 80 % retentions for most of the compounds analysed. Pulsed corona discharge as an oxidation process and adsorption to saw dust, modified saw dust and activated carbon were used as pretreatment methods to increase filtration flux and decrease fouling. All pretreatment methods increased filtration flux, modified saw dust had the greatest effect on the flux. Estimations on investment and operation costs for different process configurations were also made based on the experiments.
Tämän työn tarkoituksena on tutkia mahdollisuutta membraanisuodatuksen käyttöön kuoriveden puhdistuksessa sekä jäteveden puhdistamolle kulkeutuvan kuorman pienentämisessä. CR-moduuleita käytetään yleensä paperikoneiden kiertovesien puhdistukseen tai päällystepitoisten jätevesien konsentroimiseen. Näiden käytöstä kuorimon jätevesien puhdistukseen on tehty vain yksi tutkimus.
CR-250 moduulia käytettiin kokeissa Anjalankosken paperitehtaan kuorimon jäteveden puhdistamiseen. Käytetyt membraanit olivat RC70PP ultrasuodatusmembraani ja NF270 nanosuodatusmembraani. NF270 membraanilla päästiin noin 80 % retentioihin useimmilla analysoiduilla yhdisteillä. Pulssitettua koronapurkausta hapetusmenetelmänä sekä adsorptiota sahanpuruun, käsiteltyyn sahanpuruun ja aktiivihiileen käytettiin esikäsittelymenetelminä suodatuksen vuon ja likaantumisen parantamiseksi. Kaikki esikäsittelymenetelmä nostivat suodatuksen vuota, käsitellyn sahanpurun vaikutus vuohon oli suurin. Alustavat investointi- ja käyttökustannusarviot laskettiin eri prosessivaihtoehdoille suoritettujen kokeiden perusteella.