Ultrafiltration and electrocoagulation of bleaching filtrates from a kraft pulp mill for reuse porpuses

Devido ao contínuo aumento das restrições ambientais em fábricas produtoras de polpa celulósica, a indústria tem procurado encontrar opções para minimizar o consumo de água, aumentar o reúso da água e melhorar a qualidade do efluente final. O tratamento de correntes líquidas setoriais da fábrica pode ser uma alternativa técnica e economicamente atrativa por possuírem baixos volumes e altas concentrações quando comparados ao efluente final que consiste na mistura de todos os efluentes da fábrica. Em estudos anteriores, foi determinada a viabilidade de utilizar ultrafiltração para o tratamento do efluente alcalino do setor de branqueamento da fábrica. O primeiro objetivo desse estudo foi avaliar o reúso do permeado gerado e a disposição do concentrado no ciclo de recuperação química. Os resultados indicaram que é possível substituir 100% da água quente na prensa (EPO) sem gerar incrustações de carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio. De acordo com a caraterização do concentrado, estima-se que é possível a disposição do concentrado na área de evaporadores sem aumentar o risco de formação de incrustações ou afetar o funcionamento da caldeira de recuperação. O segundo objetivo foi determinar a viabilidade técnica de tratar o efluente ácido do setor de branqueamento com membranas de ultrafiltração e avaliar mediante simulações por software a viabilidade de reusar o permeado, a formação de incrustações de sulfato de bário e os efeitos na estação de tratamento de efluentes da fábrica. Os resultados indicaram que é possível tratar o filtrado ácido com membranas de ultrafiltração, a remoção de matéria organica e cor foi de 65% e 82% respetivamente. A simulação por software indicou que a de substituição de 25% da água branca na prensa do primeiro estagio D pelo permeado, aumenta em 10% o risco de formação de incrustações de sulfato de bário. Neste caso o efluente final da fábrica possuiria uma carga de DQO 38% menor e a geração de lodo biológico diminuiria em 40%. O terceiro objetivo foi avaliar o tratamento de eletrocoagulação com eletrodos de ferro e alumínio, dos efluentes ácido e alcalino, determinar a viabilidade técnica de reusar os efluentes tratados e determinar os efeitos na estação de tratamento de efluentes (ETE). Os resultados indicaram que tanto para o efluente ácido como para o efluente alcalino, a maior remoção de DQO foi obtida com o tratamento de eletrocoagulação com eletrodos de alumínio, 51% e 48% respectivamente. Pelas características finais dos efluentes tratados, conclui-se que os mesmos podem substituir a água quente na prensa (EPO) sem aumentar o risco de formação de incrustações de carbonato de cálcio. A substituição da água quente pelo efluente tratado diminui o consumo de água em 7,5 m 3 por tonelada de polpa seca.Due to the continuous rise of environmental concern of the pulp industry, it is necessary to find options that minimize the water consumption, and enhance effluent quality. The treatment of specific in-plant stream seems to be an attractive technical and economical approach because of the smaller amount of effluent to be treated compared with the total final effluent volume. Previous studies have shown that it is possible to treat alkaline extraction (EPO) effluent with ultrafiltration membranes. The first objective of this study was to evaluate the reuse of the ultrafiltration (UF) permeate and the transfer of the retentate to the chemical recovery cycle. The results showed that it was possible to replace 100% of the hot water in the (EPO)-press without generating scaling of calcium carbonate or magnesium hydroxide. According to the characteristics of the retentate, it is assumed that it is possible to transfer the UF-retentate to the evaporator area without increasing the risk of fouling or negatively affecting the operation of the recovery boiler. The second objective was to evaluate the feasibility of the bleaching plant acidic effluent ultrafiltration membrane treatment and study, using software simulations, the feasibility of reusing the permeate determining the risk of barium sulfate scaling and the effects on the final effluent treatment plant. The results indicated that it was possible to treat the acidic effluent with UF membranes, the removal of COD and color was 65% and 82%, respectively. Software simulation indicated that the 25% replacement of white water in the first D-stage press would increase by 10% the risk of barium sulfate formation. The final total effluent of the mill decreased by 38% of the COD load and the biological sludge generation decreased by 40%. The third objective was evaluating the electrocoagulation treatment with iron and aluminum electrodes of acidic and alkaline bleaching plant effluents, to determine the technical feasibility of reusing the treated effluents and to determine the effects on the effluent treatment plant. The results indicated that for both, acidic and alkaline effluent, the highest COD removal was achieved with the electrocoagulation treatment with aluminium electrodes, 51% and 48%, respectively. Due to the pH and composition of the treated effluents, both treated effluents could replace hot water in the (EPO) press without increasing the risk of calcium carbonate scale formation. The substitution of hot water by treated effluent reduced water consumption by 7.5 m 3 / ADt