Anaerobic treatment of deinking pulp plant effluents

Anaerobic treatment as a first biological stage in wastewater treatment is nowadays a well-established technology in recycled paper processing mills using closed water circuits. Today further developed high-rate processes and especially high-tower reactors are also able to handle lower organic loads and become therefore feasible for deinking pulp plant effluents. The interest in the anaerobic method is based on a positive energy balance in form of biogas production and low biomass yield from the process. The anaerobic treatment method was researched and its suitability for the deinking pulp plant effluents was tested experimentally at Stora Enso Maxau mill. In the theory, the deinking pulp process is introduced and the effluents from the deinking process are characterized. The anaerobic treatment is brought up in depth in terms of its use for the deinking effluents, and different kind of reactor types are presented. In addition, other wastewater treatment methods are shortly introduced with the focus on tertiary treatment. Static biodegradability tests were carried out for the wastewaters both anaerobically and aerobically. Based on the results, the deinking effluents can be degraded anaerobically, and inhibition to the methanogenic bacteria was not noticed. In the aerobic static test a good performance of the existing wastewater treatment plant at Maxau mill was proved. Later on pilot trials with sequential anaerobic-aerobic treatment were carried out for the deinking effluents. The anaerobic reactor used was a so called internal circulation reactor. The results confirmed that the combination of the anaerobic treatment and the aerobic activated sludge process is a suitable method for deinking wastewaters with a COD reduction as good as with a two stage aerobic method. When combined with the outstanding quality of the produced biogas and the cost savings acquired from the lower sludge production, the anaerobic treatment was found to be an especially favorable treatment method.

Anaerobinen jätevedenkäsittely on vakiintunut tekniikka suljetun vesikierron omaavilla kierrätyspaperitehtailla. Kehittyneet korkeakuormitusnopeusreaktorit ja erityisesti korkeat reaktorimallit ovat nykyisin sopivia käsittelemään myös matalampaa orgaanista kuormaa jätevesissä, ja ovat täten mahdollisia käyttää siistauslaitoksen jätevesien puhdistukseen. Kiinnostus anaerobiseen tekniikkaan on herännyt biokaasun muodostumisesta syntyvän positiivisen energia-balanssin ja matalan biomassan tuotannon johdosta. Anaerobista jätevedenkäsittelymenetelmää tutkittiin ja sen sopivuutta siistauslaitoksen jätevesille testattiin Stora Enso Maxaun tehtailla. Teoriassa siistausmassan valmistusprosessi on esitelty ja siinä syntyvät jätevedet on karakterisoitu. Anaerobinen menetelmä on tuotu esiin perusteellisesti siistauslaitoksen jätevesille ja erilaiset reaktorityypit on esitelty. Lisäksi muita mahdollisia jätevedenkäsittelymenetelmiä siistauslaitoksen jätevesille on esitelty lyhyesti painottuen erityisesti tertiäärikäsittelyyn. Työn kokeellisessa osassa suoritettiin staattiset biohajoavuustestit jätevesille sekä aerobisesti että anaerobisesti. Tuloksien mukaan siistauslaitoksen jätevedet voidaan käsitellä anaerobisesti eikä inhibiitiota metanogeenisille bakteereille havaittu. Aerobisessa biohajoavuustestissä nykyisen jätevedenkäsittelyn hyvä toiminta todennettiin Maxaun tehtailla. Myöhemmin suoritettiin pilot kokeita sarjaan kytketyillä anaerobisella ja aerobisella reaktorilla. Anaerobisena reaktorina käytettiin reaktoria sisäisellä kierrätyksellä. Saadut tulokset vahvistivat anaerobisen jätevedenkäsittelyn olevan sopiva menetelmä siistauslaitoksen jätevesille yhdistettynä aktiivilietelaitokseen. COD-reduktio prosessissa oli vastaava kaksivaiheisen aerobisen käsittelyn kanssa. Kun korkean metaanipitoisuuden omaavan biokaasun synty ja matala biomassan tuotanto otetaan huomioon, on anaerobinen tekniikka erittäin suotuisa jätevedenkäsittelymenetelmä.