Potential of electrochemically generated biocide in paper mill processes

Abstract

Different types of biocides are used to control microbe growth. Chlorine gas has traditionally been the preferred biocide for raw water treatment. Chlorine is economical, effective and easy to use. However, tightening environmental and work safety legislation has prompted mills to consider alternatives to chlorine gas.

This thesis had two research objectives. The first was to determine whether electrochemically generated biocide (OxiAcWa) could replace chlorine gas in freshwater treatment in paper mills. The second was to determine whether electrochemically generated biocide could be used to prevent legionella outbreaks in wastewater treatment plants and whether it would disturb the activated sludge process.

From OxiAcWa's general performance in freshwater treatment trial can be concluded that OxiAcWa can be used to replace chlorine gas and BCDMH. The chemical costs of OxiAcWa are lower than those of both those chemicals, and OxiAcWa is much safer for mill personnel and transportation than chlorine gas. The technical performance of equipment was generally good during the trial. Disturbances in OxiAcWa preparation were solved before they could disrupt other parts in the process. According to laboratory studies, keeping legionella out of cooling tower water and sludge handling filtrate will require high dosages of OxiAcWa due to the reducing chemicals and to the high consistency of organic material.

Effluents gave promising results and more research is needed to determine the potential of OxiAcWa in mill scale treatment. Activated sludge process laboratory emulations show that the presence of OxiAcWa in influents would not cause disturbances with dosages that are realisable in continuous feeding in mill scale.

Erityyppisiä biosideja käytetään mikrobiologian hallinnassa. Kloorikaasua on suosittu perinteisesti raakaveden käsittelyyn. Se on taloudellinen, tehokas ja helppo käyttää. Kuitenkin tiukentuvat ympäristö- ja työturvallisuussäädökset ovat saaneet paperitehtaat harkitsemaan vaihtoehtoja kloorikaasun korvaamiseen.

Tällä diplomityöllä oli kaksi tutkimuskohdetta. Ensimmäinen tavoite oli selvittää voiko sähkökemiallisesti valmistettua biosidia (OxiAcWaa) käyttää kloorikaasun korvaajana tuoreveden käsittelyssä paperitehtaalla. Toinen tavoite oli selvittää voiko sähkökemiallisesti tuotettua biosidia käyttää legionellabakteerin torjunnassa jätevesilaitoksella Ja aiheuttaisiko tämä käsittely mahdollisesti ongelmia aktiivilietelaitoksella.

OxiAcWan tehokkuudesta tuoreveden käsittelyssä koeajon aikana, voidaan päätellä, että OxiAcWaa voidaan käyttää kloorikaasun ja BCDMH:n korvaamiseen. OxiAcWan kemikaalikustannukset ovat matalampia kuin molempien vertailukemikaalien, lisäksi OxiAcWa on huomattavasti turvallisempi vaihtoehto työntekijöille tehtaalla sekä kemikaalien kuljetuksessa. Laitteen teknillinen suorituskyky oli pääsääntöisesti hyvä koeajon aikana, valmistuksessa havaitut häiriöt pystyttiin korjaamaan ennen kuin niistä olisi aiheutunut haittaa muissa prosessin osissa.

Tehtyjen laboratoriokokeiden perusteella voidaan todeta, että legionellan torjunta jäähdytystorneilla ja lietteen käsittelyn suodosvedestä vaatii korkeita biosidiannoksia OxiAcWaa. Syitä tähän ovat vesijakeissa esiintyneet orgaaninen aines sekä pelkistävät kemikaalit. Jätevedenpuhdistamon ulosvirtaus antoi lupaavia tuloksia biosidikäsittelyn kannalta ja tutkimuksia olisi syytä jatkaa tehdasmittakaavan soveltuvuuden selvittämiseksi. Laboratoriossa tehdyt kokeet osoittavat, että OxiAcWa ei aiheuta häiriöitä aktiivilietelaitoksen toimintaan annoksilla, jotka ovat toteutettavissa jatkuvalla syötöllä tehdasmittakaavassa.