Studies to Avoid Decreased Efficiency in Multiple Stage Biological Wastewater Treatment Plants: Concerning Forests Industry Effluents

Målet med den här studien är att förhindra effektivitetssänkningar i moderna biologiska reningsanläggningar för skogsindustriella avloppsvatten. Biologiska processer är vanligtvis effektiva när det gäller att reducera lättnedbrytbart organiskt material. Eftersom den utgörs av levande mikroorganismer (MO) är tekniken känslig. Toxiska ämnen kan döda en kultur av MO. Innan de har ökat i antal igen kommer reduktionseffektiviteten att vara påverkad för en ansenlig tid framöver. I ett pappers- och massabruk finns många typer av vätskor som oavsiktligt kan hamna i reningsanläggningen. I den här studien har svartluts inverkan på reduktionsgraden studerats. Biologiska reningsverk har använts under en lång tid. De har utvecklats från att vara generella reningsverk till att bli konceptanläggningar i flera steg, där varje steg har designats för sitt eget syfte med specifika MO. I det här arbetet har ett MultiBio-koncept vid Gruvön Bruk studerats. En anläggning i laboratorieskala har byggts för svartlutsförsöken. Resultatet har jämförts mot simulerade värden och värden från bruket. När ett spill av svartlut passerar genom en MultiBio späds det ut mellan varje steg. Halten av svartlut är hög i de första stegen vilka påverkas kraftigt. I de första stegen lever snabbväxande organismer som återhämtar sig på ett par dagar. De mer känsliga aktivslamstegen finns längre bak i reningsverket och är skyddade från toxiska koncentrationer av svartlut. Endast vid försök med 24-timmarstillsatser blev koncentrationen av svartlut så hög att den påverkade MO negativt. Den biologiska processen i ett reningsverk kan störas om MO förnekas något essentiellt behov. En biologisk process har ett flertal behov, bland annat behöver aeroba MO löst syre. Eftersom syresättning av vattnet är energikrävande och kostsamt är det inte problemfritt att skapa en omgivning som ger hög effektivitet samtidigt som man strävar efter att sänka energiförbrukningen. I avhandlingen beskrivs ett tillvägagångssätt för att studera energieffektiv syresättning.The aim of this study is to prevent efficiency reduction in modern wastewater treatment plants for forest industry effluents. Biological processes are usually efficient in reducing biodegradable organic material. Since the technique depends on living microorganisms (MO) it is sensitive. Toxic substances can kill the population. It takes considerable time for the MOs to grow in number and the treatment efficiency will be affected accordingly. In a pulp and paper mill, a number of liquors are handled that can reach the treatment plant by accident. In this study the impact of black liquor spills on treatment efficiency has been studied. Biological treatment methods have been used for a long time. They have developed from general treatment plants to multiple stage concepts, where each stage is designed for its own purpose with specific MO cultures. In this thesis, a plant with the MultiBio concept, located at Gruvön Mill in Sweden has been studied. A laboratory scale MultiBio plant has been constructed for the trials in which efficiency during black liquor exposure has been measured. The measured laboratory results were evaluated by comparing them with simulated values and a mill case. When a shock of toxic black liquor passing through a MultiBio concept, the black liquor is diluted between the compartments. The first compartments that are exposed to high concentrations of black liquor are affected negatively. The MOs in the first compartment are fast growing and recover in a few days. The more sensitive activated sludge compartments are located further on in the plant. A toxic concentration is found in the activated sludge compartments only when the duration of the spill is 24 hours or more. Denying the MOs their needs can disturb biological treatments. Among many things, a biological process needs dissolved oxygen. Since aeration is energy consuming and expensive, there is a conflict between gaining high efficiency and, at the same time, decreasing the energy consumption. In this study, an approach to saving energy for aeration is initiated