Puupohjaisen prosessiveden karakterisointi sekä jäteveden puhdistus - Kakko, Otso (2025)
Tässä pro gradu -tutkielmassa karakterisoidaan puupohjaisen vaahtorainausprosessin prosessivettä sekä kehitetään prosessissa muodostuneelle jätevedelle puhdistusmenetelmä. Vaahtorainaus on menetelmä, jossa kuitupohjaisten tuotteiden valmistamisessa käytetään kantaja-aineena, veden sijasta, vesipohjaista vaahtoa. Pro gradu -tutkielman kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan puun koostumusta, vaahtoa sekä vaahtorainausta ja sen sovelluksia. Näiden lisäksi perehdytään veden laatuun vaikuttaviin fyysisiin, kemiallisiin ja biologisiin tekijöihin sekä jäteveden puhdistamiseen. Työn kokeellisessa osuudessa kierrätetystä prosessivedestä, kymmenen kierrätystä, karakterisoitiin veden laatua kuormittavia aineita: fosfori, typpi, sulfaatti, ammoniumioni sekä kemiallinen hapenkulutus. Pitoisuuksien mahdollista kumuloitumista seurattiin jokaisen kierrätyksen jälkeen. Mitatut pitoisuudet 10. kierron jälkeen olivat fosfori 3,1 mg/l, typpi 11 mg/l, sulfaatti 35 mg/l, ammoniumioni 1,1 ± 0,13 mg/l ja kemiallinen hapenkulutus oli 30000 ± 130 mg/l. Jäteveden puhdistusta varten kehitettiin puhdistusprosessi, joka on skaalattavissa laboratoriomittakaavasta teollisen mittakaavan tuotantoprosessiin. Puhdistusprosessi koostui kolmesta eri vaiheesta: flokkulointi, koagulointi, suodatus. Kolmivaiheisen prosessin jälkeen jäteveden pitoisuudet olivat fosfori < 0,5 mg/l, typpi < 10 mg/l, sulfaatti 12400 ± 600 mg/l, ammoniumioni 1,5 mg/l ja kemiallinen hapenkulutus 1200 ± 40 mg/l. Tulosten perusteella prosessiveden kemiallinen hapenkulutus saatiin vähennettyä 96 %. Kemiallisen hapenkulutuksen alentamiseksi käytettiin runsaasti sulfaattia. Tämän poistaminen on kuitenkin yksinkertaisempi prosessi kuin kemiallisen hapenkulutuksen vähentäminen. Puhdistusmenetelmää kehitettäessä huomioitiin prosessin skaalautuvuuden tärkeys teollista mittakaavaa ajatellen.