aalto1 untyped-item.component.html
Suitability of reverse osmosis for pulp mill wastewater treatment
Loading...
Files
Aalto login required (access for Aalto Staff only).
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
CHEM3048
Degree programme
Language
en
Pages
31
Series
Abstract
The increasing demand for freshwater requires more solutions to uphold the cur-rent water consumption. Freshwater is used in copious amounts in the pulp and paper industry. Potential options for lowering the need for new freshwater are re-cycling of water and wastewater treatment in the mill.
In this bachelor’s thesis, the suitability of reverse osmosis for pulp mill wastewater treatment, is studied. The thesis was a literature review. Reverse osmosis is a widely used method for desalination of brackish and sea water, that utilizes a semi-permeable membrane and pressure for rejecting dissolved constituents. Three wastewater streams from a pulp mill are considered in this thesis. Two different effluents from the bleaching stage of pulping and one effluent from a cooling tower are considered for reverse osmosis treatment. The effluents contain high levels of colour, biological and chemical oxygen demand, dissolved solids, and turbidity, and have a high electrical conductivity caused by inorganic substances.
The conclusion of this thesis is that all three effluent streams are suitable for re-verse osmosis and are mostly suitable for all paper and pulp grades by meeting the industry standards. Membrane materials offer variation for purification requirements of different influents and permeates. The addition of other membrane purification methods, such as micro-, ultra- or nanofiltration treatment, and biological pretreatment maximizes the efficiency of reverse osmosis. Reverse osmosis should be studied more to ensure its suitability also for large wastewater volumes from pulp mills.
Kasvava makean veden tarve edellyttää uusia ratkaisuja vastaamaan kasvavaa veden kulutusta. Makeaa vettä vaaditaan suuria määriä sellu- ja paperialalla. Mahdollisia ratkaisuja vastaamaan kasvavaan tarpeeseen ovat esimerkiksi veden kierrätyksen sekä jätevesien käsittelyn tehostaminen.
Tässä kandidaatintutkielmassa käsitellään käänteisosmoosin soveltuvuutta sellutehtaan jätevesien käsittelyyn, ja se toteutettiin kirjallisuuskatselmuksena. Käänteisosmoosissa hyödynnetään puoliläpiseviä kalvoja sekä painetta liuenneiden aineosien poistamiseen. Menetelmää hyödynnetään kaupallisesti eniten murto- ja merivesien suolanpoistossa, mutta ei vielä sellu- ja paperiteollisuudessa.
Tutkielmassa tarkasteltiin kolmea sellunvalmistuksen jätevirtaa: kahta eri sellun valkaisuvaiheen virtaa sekä yhtä jäähdytystornien jätevirtaa. Valkaisuvaiheen kokonaisjätevirta sisältää korkeat määrät väriä, biologista ja kemiallista hapenkulutusta sekä liuenneita kiinteitä aineita, ja sillä on korkea epäorgaanisten aineiden aiheuttama sähkönjohtavuus. Emäksinen valkaisujäte sisältää myös paljon väriä, mutta se eroaa emäksisyydellään neutraalista kokonaisvirrasta. Jäähdytystornien jätevirrassa on korkeat määrät kiinteitä aineita, jotka näkyvät värin, sameuden ja sähkönjohtavuuden määrissä.
Tutkimusten perusteella käänteisosmoosin avulla paperi- ja selluteollisuuden jäte-virroista voidaan poistaa orgaanista sekä epäorgaanista materiaalia. Esimerkiksi biologista ja kemiallista hapenkulutusta, sameutta, väriä sekä liuenneita kiinteitä aineita voidaan erottaa virrasta. Myös epäorgaanisia aineita kuten metalleja ja ioneja voidaan poistaa tehokkaasti.
Käänteisosmoosissa käytetään usein selluloosa-asetaatista tai aromaattisesta polyamidista valmistettavia kalvoja kuten ohutkalvokomposiitteja. Myös muita materiaaleja on tutkittu, mutta ne vaativat jatkotutkimusta. Tutkimusten perusteella todettiin, että kalvomateriaalin fyysiset, kemialliset sekä sähköiset ominaisuudet vaikuttavat käänteisosmoosin tehokkuuteen esimerkiksi likaantumisen tai tukkiutumisen kannalta.
Kandidaatintutkielman johtopäätöksenä todettiin, että kaikki kolme jätevirtaa soveltuvat käänteisosmoosin hyödyntämiseen. Puhdistetut virrat soveltuvat enimmäkseen myös kaikille paperi- ja sellulaaduille, ja vastaavat alan veden uudelleenkäytön stan-dardeja. Muiden kalvopuhdistusmenetelmien, kuten mikro-, ultra- tai nanofiltterikäsittelyn, sekä biologisen esikäsittelyn lisääminen maksimoi käänteisosmoosin tehokkuuden. Käänteisosmoosia tulee tutkia enemmän, jotta voidaan varmistaa sen soveltuvuus myös sellutehtaiden suurille jätevesimäärille.