Kirkniemen paperitehtaan prosessijätevesien jäähdytys
Kärkäs, Mikko (2019)
Kärkäs, Mikko
2019
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-2019121126069
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019121126069
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tutkitaan Sappi Finland Oy:n Kirkniemen paperitehtaan jätevesiaseman jäähdytystornien korvaamista vaihtoehtoisella menetelmällä. Nykyiset jäähdytystornit ovat teknisen käyttöikänsä loppupäässä ja tukkeutumisalttiita eikä niiden jäähdytysteho ole riittävä. Tässä työssä käsitellään kolmea vaihtoehtoa, joita ei ole markkinoilla valmiina kaupallisina ratkaisuina. Vaihtoehdot käsitellään teoriatasolla siten, että tarkastelusta saa käsityksen niiden jatkokehityskelpoisuudesta. Lisäksi esitellään kaksi kaupallista vaihtoehtoa, joista toinen on uusien jäähdytystornien hankinta.
Tarkastelun perustana on käytetty tehtaan omia mittaushistoriatietoja lämpötiloista ja tilavuusvirroista. Lisäksi on käytetty Sarlinin paineilmaraportista saatuja tietoja ilmastuksen turbokompressorien osalta, Jacir air treatment:n esitettä alkuperäisistä jäähdytystorneista ja Pöyry Oy:n vuonna 2000 laatimaa prosessi-ja instrumentointikaaviota sekä Kähkösen (2000) diplomityötä jätevesiaseman prosessiin tutustumisen ja aktiivilietelaitoksen toimintaan perehtymisessä.
Tämä opinnäytetyö sisältää kuvauksen jätevesiaseman prosessista pääpiirteittäin ja yleiskuvauksen aktiivilietelaitoksen toiminnasta sekä siihen vaikuttavista prosessiparametreistä. Lisäksi tässä työssä kerrotaan paperin- ja massanvalmistusprosessin vaikutuksesta prosessijätevesien lämpötilaan sekä vertaillaan ympärivuotisen lämpötilanmuutoksen vaikutusta raakaveden ja prosessijäteveden lämpötilaan.
Tämän opinnäytetyön tulosten pohjalta luotu vertailutaulukko esittää jokaisen vaihtoehdon keskeiset toiminnot. Vertailuun valittiin vaihtoehdon toimivuus pää- tai apujäähdyttimenä, legionellariski, jäähdytystehon säädettävyys, liitettävyys höyrystävään jäähdytykseen, huollettavuus, likaantumisalttius sekä valmiiden ratkaisujen saatavuus. Vertailu tehtiin rasti ruutuun periaatteella. Laskemalla jokaisen vaihtoehdon pisteet, ilmastukseen virtaavan jäteveden suora jäähdytys lämmönvaihtimella vaikutti kaikkein lupaavimmalta ratkaisulta. The objective of this thesis was to study alternative methods for wastewater cooling towers in Sappi Finland Kirkniemi mill. The current cooling towers are at the end of their technical lifespan, prone to clogging and their cooling power is insufficient during warm weather. This thesis presents three proposals that are not on the market. Alternative cooling methods were reviewed in theory, so that their potential for further development can be demonstrated. In addition, two on-the-market solutions are presented as a potential solution. One of these is investing on new cooling towers.
The mill’s own recording history about temperature and volumetric flow rates was used as a basis of this study. In addition, Sarlin’s pneumatic report was used in order to gain information on the aeration of turbo compressors. Jacir air treatment’s cooling tower data sheet, PI diagram created by Pöyry Oy in 2000 and the thesis by Kähkönen in 2000 regarding Kirkniemi’s wastewater plant were used as source material to become familiar with wastewater handlingand activated sludge process.
This thesis contains a description of wastewater handling process and principles of activated sludge process and important process parameters are outlined. In addition, pulp and paper manufacturing process and weather effects on wastewater temperature were studied.
The comparison chart, that was created from the results of this study presents eight key features of the studied proposals. The compared features include adequacy for main and auxiliary cooling, the risk of spreading legionella, adjustable cooling power, option of connecting with evaporative cooling, serviceability, fouling and availability of readymade solutions. The comparison was made by checking the box. By counting the score for each proposal, a direct cooling of wastewater flow to the aeration seemed to be the most promising solution.
Tarkastelun perustana on käytetty tehtaan omia mittaushistoriatietoja lämpötiloista ja tilavuusvirroista. Lisäksi on käytetty Sarlinin paineilmaraportista saatuja tietoja ilmastuksen turbokompressorien osalta, Jacir air treatment:n esitettä alkuperäisistä jäähdytystorneista ja Pöyry Oy:n vuonna 2000 laatimaa prosessi-ja instrumentointikaaviota sekä Kähkösen (2000) diplomityötä jätevesiaseman prosessiin tutustumisen ja aktiivilietelaitoksen toimintaan perehtymisessä.
Tämä opinnäytetyö sisältää kuvauksen jätevesiaseman prosessista pääpiirteittäin ja yleiskuvauksen aktiivilietelaitoksen toiminnasta sekä siihen vaikuttavista prosessiparametreistä. Lisäksi tässä työssä kerrotaan paperin- ja massanvalmistusprosessin vaikutuksesta prosessijätevesien lämpötilaan sekä vertaillaan ympärivuotisen lämpötilanmuutoksen vaikutusta raakaveden ja prosessijäteveden lämpötilaan.
Tämän opinnäytetyön tulosten pohjalta luotu vertailutaulukko esittää jokaisen vaihtoehdon keskeiset toiminnot. Vertailuun valittiin vaihtoehdon toimivuus pää- tai apujäähdyttimenä, legionellariski, jäähdytystehon säädettävyys, liitettävyys höyrystävään jäähdytykseen, huollettavuus, likaantumisalttius sekä valmiiden ratkaisujen saatavuus. Vertailu tehtiin rasti ruutuun periaatteella. Laskemalla jokaisen vaihtoehdon pisteet, ilmastukseen virtaavan jäteveden suora jäähdytys lämmönvaihtimella vaikutti kaikkein lupaavimmalta ratkaisulta.
The mill’s own recording history about temperature and volumetric flow rates was used as a basis of this study. In addition, Sarlin’s pneumatic report was used in order to gain information on the aeration of turbo compressors. Jacir air treatment’s cooling tower data sheet, PI diagram created by Pöyry Oy in 2000 and the thesis by Kähkönen in 2000 regarding Kirkniemi’s wastewater plant were used as source material to become familiar with wastewater handlingand activated sludge process.
This thesis contains a description of wastewater handling process and principles of activated sludge process and important process parameters are outlined. In addition, pulp and paper manufacturing process and weather effects on wastewater temperature were studied.
The comparison chart, that was created from the results of this study presents eight key features of the studied proposals. The compared features include adequacy for main and auxiliary cooling, the risk of spreading legionella, adjustable cooling power, option of connecting with evaporative cooling, serviceability, fouling and availability of readymade solutions. The comparison was made by checking the box. By counting the score for each proposal, a direct cooling of wastewater flow to the aeration seemed to be the most promising solution.