Valkaisemattoman havupuusellun tuotannon vaikutus jätevedenkäsittelyn kemialliseen hapenkulutukseen
Tupeli-Karhu, Riikka (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202504045645
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202504045645
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli vertailla, miten sellutehtaan toisen kuitulinjan siirtyminen valkaisemattoman havupuusellun (unbleached kraft pulp, UKP) tuotantoon vaikuttaa tehtaan jätevesien kemialliseen hapenkulutukseen (chemical oxygen demand, COD) sekä jätevedenkäsittelyn eri vaiheissa tapahtuvaan COD-reduktioon verrattuna tilanteeseen, jossa kumpikin kuitulinja tuottaa valkaistua havupuusellua (northern bleached softwood kraft, NBSK). Kemiallisella hapenkulutuksella mitataan jätevesissä olevan orgaanisen aineksen määrää. COD määritettiin sekä pitoisuutena (mg/l) että virtaaman perusteella laskettuna päiväkohtaisena kuormana (tonnia päivässä, t/d). Osasta näytteenottopisteistä määritettiin myös liukoinen COD sekä COD-fraktiot.
Jälkiselkeytyksen jälkeisessä ja vesistöön laskevassa vedessä COD-pitoisuus oli tilastollisesti merkitsevästi alhaisempi UKP-ajolla verrattuna NBSK-ajoon. Kuivauskone 1:n nollaveden ja kuitulinja 2:n valkaisun suodoksien COD-pitoisuudet olivat merkitsevästi korkeampia UKP-ajolla. COD-kuorma oli suurimmassa osassa näytteenottopisteitä (tehtaalta poistuva vesi, ennen esiselkeytystä, tasausaltaan jälkeen, jälkiselkeytyksen jälkeen, vesistöön laskeva) UKP-ajolla NBSK-ajoa merkitsevästi alhaisempia. Kuivauskone 1:n nollaveden ja kuitulinja 2:n valkaisun suodoksien COD-kuorma oli merkitsevästi suurempi UKP-ajolla.
Liukoisen COD:n pitoisuus ja kuorma olivat merkitsevästi suurempia kuivauskone 1:n nollavedessä UKP-ajolla. Ilmastusaltaasta lähtevän veden liukoisen COD:n pitoisuus oli UKP-ajolla merkitsevästi pienempi. Toihan Oy:n tuottamien COD:n karakterisointien perusteella aktiivilieteprosessissa poistettavaa COD:ta oli UKP-ajolla kuivauskone 1:n nollavedestä 97 prosenttia ja ilmastusaltaaseen tulevassa vedessä 60 prosenttia. NBSK-ajolla ilmastusaltaaseen tulevassa vedessä oli aktiivilieteprosessissa poistettavaa COD:ta 66 prosenttia.
Yhteenvetona tehdyn vertailun perusteella jätevedenkäsittelyyn tulee UKP-ajolla vähemmän COD:ta kuin NBSK-ajolla. Tulosten mahdollisia virhelähteitä ovat pienet otannat osassa näytteenottopisteistä, virtausmittarien tuottama epätarkkuus COD-kuorman laskentaan, pistonäytteiden ulkopuolelle jäävä vaihtelu sekä aktiivilieteprosessin toimintaan peilaten lyhyt seurantajakso UKP-ajolta. The aim of the work was to compare how the conversion of the one fiber line of a pulp mill to the production of unbleached softwood pulp (UKP) affects the chemical oxygen demand (COD) of the mill's wastewater and the COD reduction in different stages of wastewater treatment compared to a situation where both fiber lines produce northern bleached softwood kraft pulp (NBSK). COD measures the amount of organic matter in wastewater. COD was determined both as a concentration (mg/l) and as a daily load (tons per day, t/d) calculated based on the flow rate. Soluble COD and COD fractions were also determined at some of the sampling points.
The COD concentration in water after secondary clarification and in the water leaving wastewater treatment was lower during UKP operation compared to NBSK operation. The COD concentration in the white water from dryer 1 and in the filtrates from the bleaching stages of fiber line 2 was higher during UKP operation. The COD load was lower in most sampling points (water leaving the mill, pre-sedimentation, after equalization, post-secondary clarification, and water leaving wastewater treatment) in the UKP operation. The COD load of the white water and of the bleaching filtrates from fiber line 2 was higher during the UKP operation.
The concentration and load of soluble COD were higher in the white water in the UKP operation. The concentration of soluble COD in the water leaving the aeration basin was lower in the UKP operation. Based on the COD characterizations produced by Toihan Oy (Ltd), the COD to be removed in the activated sludge process was 97 percent in the white water and 60 percent in the water entering the aeration basin in the UKP operation. The COD to be removed in the activated sludge process was 66 percent in the water entering the aeration basin in the NBSK operation.
In summary, the comparison shows that less COD is added to wastewater treatment with the UKP operation than with the NBSK operation. Potential sources of error in the results include the small sample sizes, possible inaccuracies in flow meter measurements affecting COD load calculations, variations outside grab sample data, and the relatively short monitoring period for UKP operation.
Jälkiselkeytyksen jälkeisessä ja vesistöön laskevassa vedessä COD-pitoisuus oli tilastollisesti merkitsevästi alhaisempi UKP-ajolla verrattuna NBSK-ajoon. Kuivauskone 1:n nollaveden ja kuitulinja 2:n valkaisun suodoksien COD-pitoisuudet olivat merkitsevästi korkeampia UKP-ajolla. COD-kuorma oli suurimmassa osassa näytteenottopisteitä (tehtaalta poistuva vesi, ennen esiselkeytystä, tasausaltaan jälkeen, jälkiselkeytyksen jälkeen, vesistöön laskeva) UKP-ajolla NBSK-ajoa merkitsevästi alhaisempia. Kuivauskone 1:n nollaveden ja kuitulinja 2:n valkaisun suodoksien COD-kuorma oli merkitsevästi suurempi UKP-ajolla.
Liukoisen COD:n pitoisuus ja kuorma olivat merkitsevästi suurempia kuivauskone 1:n nollavedessä UKP-ajolla. Ilmastusaltaasta lähtevän veden liukoisen COD:n pitoisuus oli UKP-ajolla merkitsevästi pienempi. Toihan Oy:n tuottamien COD:n karakterisointien perusteella aktiivilieteprosessissa poistettavaa COD:ta oli UKP-ajolla kuivauskone 1:n nollavedestä 97 prosenttia ja ilmastusaltaaseen tulevassa vedessä 60 prosenttia. NBSK-ajolla ilmastusaltaaseen tulevassa vedessä oli aktiivilieteprosessissa poistettavaa COD:ta 66 prosenttia.
Yhteenvetona tehdyn vertailun perusteella jätevedenkäsittelyyn tulee UKP-ajolla vähemmän COD:ta kuin NBSK-ajolla. Tulosten mahdollisia virhelähteitä ovat pienet otannat osassa näytteenottopisteistä, virtausmittarien tuottama epätarkkuus COD-kuorman laskentaan, pistonäytteiden ulkopuolelle jäävä vaihtelu sekä aktiivilieteprosessin toimintaan peilaten lyhyt seurantajakso UKP-ajolta.
The COD concentration in water after secondary clarification and in the water leaving wastewater treatment was lower during UKP operation compared to NBSK operation. The COD concentration in the white water from dryer 1 and in the filtrates from the bleaching stages of fiber line 2 was higher during UKP operation. The COD load was lower in most sampling points (water leaving the mill, pre-sedimentation, after equalization, post-secondary clarification, and water leaving wastewater treatment) in the UKP operation. The COD load of the white water and of the bleaching filtrates from fiber line 2 was higher during the UKP operation.
The concentration and load of soluble COD were higher in the white water in the UKP operation. The concentration of soluble COD in the water leaving the aeration basin was lower in the UKP operation. Based on the COD characterizations produced by Toihan Oy (Ltd), the COD to be removed in the activated sludge process was 97 percent in the white water and 60 percent in the water entering the aeration basin in the UKP operation. The COD to be removed in the activated sludge process was 66 percent in the water entering the aeration basin in the NBSK operation.
In summary, the comparison shows that less COD is added to wastewater treatment with the UKP operation than with the NBSK operation. Potential sources of error in the results include the small sample sizes, possible inaccuracies in flow meter measurements affecting COD load calculations, variations outside grab sample data, and the relatively short monitoring period for UKP operation.