Mapping of pH and COD in paper mills of Munksjö Paper AB and SCA Hygiene Products AB

Pappersbruken har två pappersmaskiner, PM4 som tillverkar mjukpapper från returfiber och PM13 som tillverkar papper till transformatorer och kablar från oblekt barrsulfatmassa. Överskottsvattnet från PM4, PM13 och returfiberanläggningen samt dagvattnet leds vidare till den externa avloppsreningen. Då någon utav pappersbruken har driftsstop erhålls ojämna utfall främst för pH och COD. Syftet med projektet är att kartlägga pH och COD förändringen i de enskilda delstegen i processerna PM 4, PM 13 samt den externa avloppsreningen. Det genomfördes intensiv provtagning från tolv provtagningspunkter i trettiotvå dagar. Prover analyserades samma dag med avseende på pH, konduktivitet, alkalinitet, COD, suspenderade ämnen och glödrester. Dessutom utfördes fällningsförsök på inkommande processavloppsvatten med styrd dosering av järnsulfat, järnklorid och aluminiumsulfat. Det genomfördes även metodvalidering, kalciumbestämning, samt försök med sammanblandat avloppsvattenprov. Resultat från mätningarna visar att processlinje PM 4 har generellt sätt högre pH-, konduktivitet-, alkalinitet - och COD värden och högre halt glödrester, men lägre halt suspenderade ämnen än PM 13. Det konstaterades att den största förändringen i de två processerna sker strax innan och efter pappersmaskinen. Efter pappersmaskinen, i det vattnet som leds vidare till den externa avloppsreningen, erhålls 70% COD reduktion och en pH ökning på 0,75 pH ekvivalenter för PM 13, respektive 30% COD reduktion och en pH sänkning på 1,27 pH ekvivalenter för PM 4. Totalt sätt, tyder resultat på att den största pH förändringen sker vid avloppsreningen, med 1,74 pH ekvivalenter. Från fällningsförsöken konstateras det att bästa pH- och lägsta COD- värden erhålls för fällningsmedlen, järnklorid och järnsulfat vid lägsta doseringsmängder, d.v.s. 97 g/m3 respektive 101 g/m3, utan pH justering. Resultat från jämförelse mellan processavloppsvatten och sammanblandat avloppsvatten, där dagvattenpåverkan utesluts tyder på 0,01-0,86 högre pH-värden i dem sammanblandade avloppsvattenprover. Alltså finns det en antydan att dagvatten bidrar till pH sänkning i ingående processavloppsvatten. För att åtgärda problemen borde järnklorid utprövas i lägre doseringsmängder i kombination med minskad svavelsyretillsats. Eventuellt kan järnklorid bytas ut mot järnsulfat. Installera mätinstrument för mätning av pH och COD direkt på det ingående- och utgående vattenflödet i den externa avloppsreningen för att möjliggöra exakt dosering av fällningskemikalierna utifrån dessa värden. Dagvattnet borde avskiljas från avloppsreningen och istället avledas till det kommunala avloppsnätet.The paper mills have two paper machines, the PM 4, producing tissue from the RCF and the PM 13, producing paper for transformers and cables from the unbleached softwood craft pulp. Excess water from PM4, PM13 and RCF factory, together with the storm water, leads on to the external wastewater treatment. When any of the paper mills has downtime, unequal outcomes are obtained, primarily with respect to pH and COD. The aim of the project is to identify the individual steps in the processes PM 4, PM 13 and wastewater treatment re to the pH and COD changes. Intensive sampling was carried out from twelve sampling points during thirty-two days. These samples were analyzed on the same day re to the pH, conductivity, alkalinity, COD, suspended solids, and inorganic residue. In addition, precipitation tests were carried out on the incoming wastewater with controlled doses of the ferrous sulphate, ferric chloride and aluminium sulphate. In addition methodological validation, calcium determination, and experiments with the mixed wastewater samples were carried out. The results show that the process line PM 4 has generally higher pH, conductivity, alkalinity, COD and concentration inorganic residues, but has a lower content of suspended solids than PM 13. But the biggest difference in the two processes takes place just before and after the paper machine. After the paper machine, the water that goes on to the external wastewater treatment, where a 70% COD reduction and a pH increase of 0,75 pH equivalents for PM 13, and 30% COD reduction and a pH decrease of 1,27 pH equivalents for the PM 4 are obtained. The results suggest that the greatest pH change occurs in wastewater treatment, with 22.06%. From precipitation experiments it was found that the best pH values and lowest COD values where obtained for precipitation chemicals, ferric chloride and ferrous sulphate at the lowest dose levels, i.e. 97 g/m3 and 101 g/m3, without pH adjustment. Results from the correlation between wastewater- and mixed wastewater samples, which excludes impact of storm water, indicates that pH values are 0.01 to 0.86 pH equivalents higher in those mixed wastewater samples. Thus, there is a hint that the storm water contributes to pH reduction of the input wastewater. To address these concerns ferric chloride should be tested at lower dose levels combined with reduced sulphuric acid addition. Eventually ferric chloride may be replaced by the iron sulphate. In addition, there should be measuring devices for pH and COD installed on the process wastewater and outgoing water, in the external wastewater treatment in order to allow for accurate dosing of chemicals precipitate from these values. Storm water should be separated from wastewater treatment and instead be diverted directly to the municipal sewage system