Reducing consumption of chemically purified fresh water on an SC paper machine

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli SC-paperikoneen kemiallisesti puhdistetun veden käytön vähentäminen 20 %. Veden käytön vähentämisellä ei saisi olla heikentävää vaikutusta paperin laatuun tai paperikoneen ajettavuuteen.

Kirjallisuusosassa tutustuttiin kiertoveden ominaisuuksiin ja vesikiertojen sulkemisen aiheuttamiin vaikutuksiin prosessissa ja paperin laadussa. Lisäksi syvennyttiin vesikiertojen sulkemisen aiheuttamien ongelmien ehkäisemiseen ja kemiallisesti puhdistetun veden käytön vähentämisen mahdollisuuksiin.

Tuoreveden käytön vähentämisen seurauksena paperikoneen kiertovettä joudutaan kierrättämään entistä enemmän ja puhdistamaan eri menetelmillä, jotta uudelleenkäyttö olisi mahdollista. Kierrättäminen lisää kiertovesissä olevien liuenneiden ja kolloidisten aineiden määrää, millä on negatiivisia vaikutuksia sekä prosessiin että paperin laatuun. Kiertoveden puhdistamiseen käytetään yleensä kiekkosuodinta. Kiekkosuotimen LK-aineita poistava vaikutus on kuitenkin niin pieni, että tietyn sulkemisasteen saavuttamiseksi täytyy niiden poistamiseen käyttää kehittyneempiä puhdistusmenetelmiä kuten esimerkiksi kalvotekniikkaa. Parhaimmat mahdollisuudet tuoreveden käytön vähentämiseen löytyvät yleensä viira- ja puristinosan suihkuista. Tällöin on syytä harkita suihkuveden laatuvaihteluiden aiheuttamien ongelmien ehkäisemistä vähintään jonkinlaisella poliisisuotimella ja/tai harjallisilla suihkuputkilla. Mikrobiologisia ongelmia voidaan taas ehkäistä biosidijärjestelmillä, perusteellisilla seisokkipesuilla ja mahdollisesti myös innovatiivisemmalla sähkökäsittelyllä.

Diplomityön kokeellisessa osassa kartoitettiin nykyiset kemiallisen veden käyttökohteet sekä vertailun vuoksi tutustuttiin Rauman PK2:n vesijärjestelmiin. Kiekkosuotimella ajetuilla koeajoilla tutkittiin suodoksien laadun parantamisen mahdollisuuksia. Lisäksi suoritettiin koeajoja suodoksien jatkokäsittelymahdollisuuksista ja kokeiltiin käytännössä suihkuveden käytöstä aiheutuneiden ongelmien ehkäisemistä. Diplomityössä mallinnettiin myös Balas-simulointiohjelman avulla vedenkäytön vähentämisen vaikutuksia vesikierroissa.

Kiekkosuotimen kirkas- ja todennäköisesti myös superkirkassuodoksen laatua voidaan koeajojen perusteella parantaa lisäämällä tuorehierrettä apumassana toimivan hylyn joukkoon tilanteessa, jossa ajetaan selluttomia lajeja. Suihkuvetenä toimiva superkirkassuodos ei kuitenkaan sellaisenaan sovi harjattomiin suihkuputkiin, vaan vaatii jatkokäsittelyn. Kiertoveden poliisisuotimen avulla, toisin kuin kaarisihdillä, on mahdollista poistaa pitkät kuidut suihkuvedestä, kun taas vastavirtapesusuodatin ei perinteisillä patruunoilla näyttäisi sopivan tähän tarkoitukseen tukkeutumisherkkyytensä ja huonohkon puhdistusvaikutuksensa takia. Hiekkasuodattimella on mahdollista saada hyvin puhdasta vettä, joka sopii jopa korkeapainesuihkuihin. Vaihtamalla alaviiran palautustelojen suihkut suihkuvedelle sekä hiekkasuodattamalla kudosten korkeapainesuihkuvesi on tuoreveden kulutusta mahdollista vähentää lähes tavoitteen mukaisesti. Suihkuveden limaongelmia saadaan mahdollisesti parannettua ottamalla peretikkahappo käyttöön metyleenibistiosyanaatin rinnalle. Balas-simuloinnin perusteella tuoreveden vähentäminen vaikuttaa eniten alumiinin ja sulfaatin sekä vähiten lipofiilisten uuteaineiden pitoisuuksien nousuun.