Feasibility study for acidic biorefinery concept

The integration a recovery process for spent sulfite liquor from a sulfite cooking process with a kraft pulp mill was studied in this thesis work. The process includes a fermentation process for the production of biofuel. The calculation for three cases was done. The three cases considered were with a spruce sulfite pulp production of 100, 250 and 1000 Adt/day corresponding to 10, 25 and 100% of the total pulp production. A kraft cooking process with prehydrolysis was taken in consideration as reference. Compared to kraft cooking with prehydrolysis a bigger amount of ethanol can be produced by sulfite cooking. In the kraft prehydrolysis case 40 t/day of ethanol and 1000 Adt/day pine pulp is produced and in the sulfite case the production is 113 t/day of ethanol and 1000 Adt/day of spruce pulp. The energy consumption in the sulfite process is assumed to be slightly higher than in the kraft prehydrolysis process. The recovery system for spent liquor mix was studied. The evaporation of the spent cooking liquors should be done separately. The approximately composition of melt was calculated. A comparison of all four cases was done and profitability was estimated.

On the potential utilisation of sawdust and wood chip screenings

This work is based on the utilisation of sawdust and wood chip screenings for different purposes. A substantial amount of these byproducts are readily available in the Finnish forest industry. A black liquor impregnation study showed that sawdust-like wood material behaves differently from normal chips. Furthermore, the fractionation and removal of the smallest size fractions did not have a significant effect on the impregnation of sawdust-like wood material. Sawdust kraft cooking equipped with an impregnation stage increases the cooking yield and decreases the lignin content of the produced pulp. Impregnation also increases viscosity of the pulp and decreases chlorine dioxide consumption in bleaching. In addition, impregnation increases certain pulp properties after refining. Hydrotropic extraction showed that more lignin can be extracted from hardwood than softwood. However, the particle size had a major influence on the lignin extraction. It was possible to extract more lignin from spruce sawdust than spruce chips. Wood chip screenings are usually combusted to generate energy. They can also be used in the production of kraft pulp, ethanol and chemicals. It is not economical to produce ethanol from wood chip screenings because of the expensive wood material. Instead, they should be used for production of steam and energy, kraft pulp and higher value added chemicals. Bleached sawdust kraft pulp can be used to replace softwood kraft pulp in mechanical pulp based papers because it can improve certain physical properties. It is economically more feasible to use bleached sawdust kraft pulp in stead of softwood kraft pulp, especially when the reinforcement power requirement is moderate.

Introduktionen av kärnkraften i Finland

Finlands industri har av tradition varit starkt energikrävande. Träförädlingsindustrin, som fick sin egentliga start i medlet på 1800-talet, använde stora mängder energi liksom metallförädlingsföretagen i ett senare skede. Krigstiden med sin energiransonering visade handgripligen för allmänheten liksom för specialisterna att en tillräcklig tillgång till energi är ett livsvillkor för vår industri och därmed för vårt land. Efterkrigstiden kännetecknades av en allt snabbare utbyggnad av den på vatten- och ångkraft baserade elkraftskapaciteten, en utbyggnad som den inhemska verkstadsindustrin i stor utsträckning deltog i. Men redan på 1950-talet var vattenkraften till stor del utbyggd, varför den privata såväl som den statliga sektorns intresse allt mera inriktade sig på den speciellt i USA favoriserade atomenergin. Efter fördjupade studier i kärnfysik och kärnteknik vid the International School of Nuclear Science and Engineering i USA deltog författaren av dessa rader intensivt (först som Ahlströmanställd och senare som VD för Finnatom) i den utvecklingsverksamhet inom det kärntekniska området som inte bara elproducenterna utan även verkstadsindustrin i vårt land genomförde. Det var därför naturligt för mig att som objekt för min doktorsavhandling välja introduktionen av kärnkraften i Finland med speciell fokus på den inhemska verkstadsindustrins roll. Jag ställde följande forskningsfrågor: a. När och hur skedde introduktionen av kärnkraften i Finland? b. Vilka var orsakerna till och resultatet av denna introduktion? c. Vilken var den inhemska verkstadsindustrins roll? Ett grundligt studium av litteraturen inklusive mötesprotokoll och tidningsreferat samt personligen genomförda intervjuer med ett trettiotal av de verkliga aktörerna i den långa och komplicerade introduktionsprocessen ledde till en teori, vars riktighet jag anser mig ha kunnat bevisa. Den inhemska verkstadsindustrins roll var synnerligen central. Dess representanter lyckades, bl.a. refererande till erfarenheterna från utbyggnaden av vatten- och ångkraften liksom till byggandet av den underkritiska milan YXP samt forskningsreaktorn TRIGA, övertyga beslutsfattarna om att den besatt nödig kompetens för att kompensera den kompetensbrist som kunde iakttas inom vissa områden hos den sovjetiska kärnkraftverksleverantören. De inhemska leveranserna påverkade även driftsresultatet, speciellt i fallet Lovisa, i positiv riktning. Introduktionsprocessen, som omfattade tiden från slutet av 1950-talet till början på 1980-talet, beskrevs, noterande bl.a. J. W. Creswells anvisningar, i detalj i avhandlingen. Introduktionen fick som resultat konkurrenskraftig elkraft, impuls till start av nya företag, exempelvis Nokia Elektronik, liksom en klar höjning av den tekniska nivån hos vår industri, inkluderande kärnteknisk tillverkning i stor skala. Katastrofen i Tjernobyl i slutet av april 1986 innebar emellertid att utvecklingen tog en paus på ett par decennier. Erfarenheterna från introduktionsfasen kan förhoppningsvis utnyttjas till fullo nu, när utbyggnaden av kärnkraften återupptagits i vårt land.

Hjärtats vanor, tankens välvilja och handens gärning : dygd som vårdetiskt grundbegrepp

The main aim of the study is to elucidate the meaning and dimensions of the concept of „virtue‟, and to find the place of virtue in a caritative caring ethics, i.e. a caring ethics based on human love and mercy. The intention is to create a theory model which utilizes the possibilities of virtue in developing the caritative caring ethics as a whole. The caritative caring ethics has a universal potential – it is primarily not a professional ethics, but it may form a frame of reference and basis for formulating ethical codes, and for ethical discussions within different caring contexts. The hermeneutic approach of the study is inspired by Gadamer‟s philosophical hermeneutics combined with the view of hermeneutics as a hypothetical-deductive process. The study is guided by Eriksson‟s model of definition of concepts. The concept of „virtue‟ is studied focusing on its ethical dimensions. These ethical dimensions of virtue are seen as anchored to an inner ethos, whereas ethos stands for the ontological goodness, a basic notion of the Good that permeates the entity of the human being, and forms the base of the culture where he lives and acts. The overarching research questions are: 1. What is virtue? 2. What is „virtue‟ as a basic concept in caring science? 3. What place does virtue have in caritative caring ethics? The answer of the first question is mainly searched for by an ontological determination comprising partly an etymologic and semantic analysis of „virtue‟, and partly a determination of the essence of virtue. The answer to the second and third questions are mainly searched for using a contextual determination, where the purposive context and pragmatic features of virtue are studied in relation to caring ethics. The ontological and contextual determinations are brought together through hermeneutical interpretation, forming a new whole, which constitutes the results of the study. The results of the study are depicted in a theory model, in which the movement of virtue from ethos to deed is moulded as caritative caring ethics. The material of the study consists of dictionaries, texts written by Aristotle and St. Thomas Aquinas, articles, dissertations, and books, as well as parts of a pilot survey answered by 33 nurses. The results of the study show that the essence of virtue is primarily functional, not ethical. The ethical emerges when virtue is contextualized in a human communion. Virtue makes something fulfil its function well; makes the human being good, and gives him morals and morality. The human being needs prudence, love, and humility to acquire and develop the moral virtues. Virtue is a power, related to a value, which considering a caritative caring ethics consists of the caritas motif. Human love is shown through deeds, making the human being do what he is expected to do. Virtue, as an active power of becoming, affirms and clarifies the human being‟s ability to develop in the direction of the Good. Virtue becomes essential and unifying when morality appears in the human mind as auctoritas, an inner, prompting power based on divinity or a transcendental ethos. Together ethos and virtue create opportunities for an inner ethics based on voluntariness and joy in being and doing the true, the good, and the beautiful.

Kaasun dispergoituminen tehdasmittakaavaisessa keskisakean massan sekoittimessa

Työn tarkoituksena oli selvittää Proto 10 kemikaalisekoittimen kyky dispergoida kaasua keskisakean valkaistun mäntysellun joukkoon. Työssä käytettiin kuvantamistekniikkaa, jonka avulla pystyttiin näkemään sekoittimen ja putkiston sisälle sekoitustapahtuman aikana. Muodostunutta dispersiota tarkasteltiin kolmesta kuvauspisteestä, joista yksi sijaitsi sekoittimen pesässä ja kaksi putkistossa sekoittimen jälkeen. Työssä verrattiin myös laboratoriosekoittimella saatuja tuloksia teollisen mittakaavan sekoittimella saatuihin tuloksiin, sekä määritettiin tarvittava pinta-aktiivisen aineen konsentraatio, jolla saavutettiin ruskeaa massaa vastaava vaahtoaminen. Työn kokeellinen osuus koostui kolmesta osasta. Ensimmäisessä vaiheessa tutkittiin ruskeasta mänty- ja koivumassasta lingotun suodoksen vaahtoamista ja verrattiin sitä vedellä ja pesuaineella saatavaan vaahtoon. Toisessa vaiheessa suoritettiin referenssiajot laboratoriosekoittimen ja teollisen mittakaavan sekoittimen vertailua varten Quantum Mark IV laboratoriosekoittimella. Kolmannessa vaiheessa tutkittiin Proto 10 sekoittimen kykyä dispergoida kaasua mäntysellun joukkoon eri pyörimisnopeuksilla ja virtaamilla. Työn tuloksien perusteella energiankäytön kannalta paras pyörimisnopeus Proto 10 sekoittimelle on 1500 min-1. Nostamalla kierrosnopeutta yli tämän ei saavutettu merkittävää parannusta dispersion laadussa varsinkaan suuremmilla virtaamilla. Virtaamalla todettiin olevan suuri merkitys sekoitustulokseen. Laboratoriosekoittimella tehtyjen kokeiden todettiin vastaavan parhaiten teollisen mittakaavan tuloksia pyörimisnopeudella 1200 min-1.

Ansvar som klangbotten i vårdandets meningssammanhang

Avhandlingen Ansvar som klangbotten i vårdandets meningssammanhang är en vårdvetenskaplig studie om ansvar som inre etik. Riktningen för teoribildningen i studien ges av följande satser: Ansvar är etik och ansvar är en vårdetisk grundkategori inom den caritativa vårdetiken, samt att ansvar har sin utgångspunkt i vårdandets ethos. Ansvar som inre etik handlar här om det meningsbärande innehållet i begreppen frihet, skuld och kärlek. Den hermeneutiska metodologin är en genomgående röd tråd i studien. Frihet, skuld och kärlek granskas med utgångspunkt i ordböcker, i religionsfilosofiska texter av Lèvinas, Buber och Kierkegaard samt i vårdetiska artiklar. Förståelse och tolkning vävs samman och denna rörelse leder oavbrutet fram till nya helheter om ansvarets inre betydelseinnehåll. Den inre ansvarsetiken tar form kring hälsa och lidande som görande, varande och vardande samt kring Kierkegaards estetiska, etiska och religiösa stadier på livets väg. Konturerna av en teorimodell för vårdandets etik som ansvarsetik börjar framträda. Skulden, som central kraft för ansvaret, är den källa som på ett verkligt sätt formar det inre ansvaret till olika mognadsstadier. En personlig inre etik handlar här om en oavbruten skapelseakt, där skulden får sin positiva laddning och kraft av friheten och kärleken. Skulden ses som verksam och meningsbärande substans för ansvarets gärningar, ett svar på att kärlek existerar. De mönster som skapats i studien ger förståelse för frihetens, skuldens och kärlekens samverkan och starka beroende av varandra. Den nya förståelse av ansvarets inre verklighet som synliggjorts i avhandlingen gestaltar på ett nytt sätt ansvar i vårdandets meningssammanhang och fångar på ett överskådligt sätt ansvarets betydelserikedom och komplexitet. Ansvar kan belysas och tolkas på många olika sätt, beroende bl.a. på disciplin, perspektiv och forskningsfrågor. I denna studie är teorigenereringen om det inre ansvaret sanningslik för ansvar i vårdandets meningssammanhang. Ansvar har avtäckts som den kärna som finns bortom det direkt synliga, den kärna som enligt Eriksson (2009) "blir bärare av de ursprungliga vårdande substanserna och avspeglar en djup mänsklig tillvaro".

Lyssnande : en vårdvetenskaplig betraktelse

Denna vårdvetenskapliga studie har sökarljuset riktat mot lyssnande som något fundamentalt för människan. Studiens syfte är att utifrån forskarens traditionstillhörighet och en klart uttalad teorikärna, värdegrund, ontologisk grund samt en hermeneutisk ansats avtäcka nytt inseende om vad lyssnande är samt vad som är vårdande i lyssnande. Studiens avsikt är att bringa ontologisk klarhet, klargöra lyssnandets plats inom vårdvetenskaplig teoribildning samt bidra med bilder av det vårdande med relevans för klinisk praxis. Det hermeneutiska arbetssättet är en ständig rörelse mellan det enskilda och gemensamma. Den vårdvetenskapliga traditionens grundläggande ordning utgör siktet för kunskapssökandet samtidigt som det är gentemot den caritativa vårdteorin som nytt inseende ur historiska källor reflekteras för att lysa upp och synliggöra det evidenta och ursprungliga om lyssnande. Begreppsutredningen av lyssna som begrepp ger förståelse för begreppets historiska ursprung och dess starka band med begreppen lyss, lystra, lyda, följa, iaktta, se samt lust, begär, böjelse och glädje. Läsning och begrundan av filosoferna Bubers, Lévinas och författaren Dostojevskijs livsverk avtäcker vittnesbörd och stillbilder som tolkas för att synliggöra tolkningsantaganden om lyssnandets väsen och gestaltning. Jag har läst och begrundat texterna med öppenhet, lyhördhet och en kvardröjande hållning för att låta dem beröra, tilltala mig och framträda som något nytt. Ur de enskilda texterna avtäcks mönster av en gemensam inre ordning och en gemensam stillbild och tolkningsantaganden om lyssnande formas. När den gemensamma inre ordningen får sammanstråla med studiens vårdvetenskapliga grund synliggörs en urbild och teser om lyssnande samt det vårdande i lyssnande. Avtäckandet visar att lyssnande är en grundhållning till livet självt. Människan lyssnar till sitt innersta väsen för att tillägna sig en inre grundordning samt hörsamma sin tillhörighet i en mera allomfattande gemenskap till den skapande, den andre och det oändliga. I ljuset av kärlekens kraft och bejakandet av mänskligt lidande kan ensamhet och gemenskap sluta förbund med varandra i en mellanverklighet som bär oändlighetens och evighetens kännetecken, och som får toner av det heliga och eviga att ljuda i allt och alla i en närvaro här och nu. Lyssnande är en väsenshandling som uttalas genom en vårdande hållning att tjäna, offra och bära ansvar för den andre med medmänsklig barmhärtighet och medmänskligt medlidande. Band till den andre knyts genom den egna sårbarheten och genom att med ödmjukhet, äkthet och gästfrihet bjuda in och välkomna den andre i sin annanhet. Den vårdande gemenskapen skapar en rörelse som bär på en livsbringande kraft genom vilken människan uppnår frihet att varda, finna näring och försoning.

Vårdandets imperativ i de yttersta livsrummen : hermeneutiska vårdande samtal inom den rättspsykiatriska vården

Avhandlingen söker en djupare förståelse för vad som är det vårdande för människor som befinner sig i djupt lidande som gränsar till det outhärdliga lidandet. Människans övergripande livsrum är sammansatt av flera mindre rum dit tillträde ges i olika omfattning. Vissa av människans handlingar innebär att de rum som ger möjlighet till näring och växt är stängda. Endast de yttersta livsrummen återstår att vistas i. Vårdaren bör vara beredd att ge sig in i dessa tillsammans med patienten. Fokus är på vad som är det vårdande i en samtalsform som här benämns hermeneutiska vårdande samtal. Patienterna som samtalen förs med befinner sig inom rättspsykiatrisk vårdkontext. Där vårdas människor, som överlämnats till vård efter att de begått brottsliga handlingar. Skälet till att de vårdas och inte befinner sig i fängelse är att de befunnits lida av en allvarlig psykisk störning (som den juridiska termen lyder). Grunden för samtalen är den caritativa vårdvetenskapen där ethos anger tonen och riktningen. Substansen i samtalen hämtas från de filosofiska fundamenten varat och transcendensen, det Oändliga samt gränssituation. En annan del av samtalsplattformen utgörs av några centrala begrepp såsom lidande, livsförståelsemörker och försoning. Skönlitterära texter, poesi och musik har även utgjort en viktig förutsättning för samtalen att växa sig mot allt större djup. Samtalen ses som en gemensam bildningsresa för forskaren och forskningspersonen som handlar om att lämna det bekanta för det främmande och sedan återvända som en annan. Rytmen och rörelsen i samtalen är väsentliga för uppnåendet av den horisontsammansmältning som kan leda fram till en gemensam förståelse av saken, det vill säga vad som är det vårdade. Resultatet framträder genom en mönsterskapande fas, ett sökandet efter det universella samt en allomfattande tolkning. De mönster som visar sig är att bära och hantera skuld, lindrat lidande genom utveckling i livsförståelse, möten i vårdade gemenskap samt försoningens vandring och slutligen hopp. Dessa mönster ger glimtar av en ny förståelsehorisont. Förståelsen av vad som är det vårdande i de hermeneutiska vårdade samtalen utifrån dessa mönster, mynnar ut i följande: Den vårdade gemenskapen innebär att vårdaren är tillsammans med patienten i gränssituationen, den gemensamma förståelsen av saken betyder att patienten så småningom kan ge sig själv rätten att inneha det mänskliga ämbetet, lidandet öppnar för det universella som ibland kan ta formen av en gudstro, enda vägen till försoning är att för alltid bära skulden, reningen ger kraft samt slutligen att vara varandras hopp. Den nya förståelsen har kontextspecifika drag, men öppnar för ett vidare inseende i vad som är det vårdande för den som befinner sig i ett stort lidande. Den funna kunskapen betraktas utifrån sin universella karaktär som överförbar till andra människor och till andra vårdade kontexter än den som är aktuell i studien.

Purified lignin for demanding applications

Diplomityön tarkoituksena oli puhdistaa kraft ligniiniä. Raaka-aineena käytettiin pääasiassa Lignoboost -menetelmän kaltaisella menetelmällä havupuu- mustalipeästä saostettua ligniiniä. Diplomityön ensimmäisenä tavoitteena oli löytää menetelmä, jolla voidaan poistaa kraft ligniinistä tuhkaa. Työssä raaka-aineena käytetyn saostetun ligniinin tuhkapitoisuus oli noin 3 %. Tarkoituksena oli saada laskettua tuhkapitoisuutta uudelleenlieton, suodatuksen ja pesun avulla. Työn toisena tavoitteena oli hiilihydraattien poisto kraft ligniinistä. Hiilihydraatit, pääosin hemiselluloosaa, ovat kiinnittyneet ligniiniin vahvoin kovalenttisin sidoksin. Aiempien kokemusten perusteella hemiselluloosat eivät irtoa ligniinistä vesipesun yhteydessä, vaan niiden irrottaminen vaatii onnistuakseen happo-, entsyymi- tai mikrobikäsittelyn, mikäli halutaan säilyttää ligniinin rakenne muuttumattomana. Tässä työssä käytetyt kraft ligniinin puhdistusmenetelmät olivat lietto, happohydrolyysi ja entsymaattinen hydrolyysi, joista kumpikin sisälsi ligniinin uudelleenlieton, suodatuksen ja muodostuneen kakun pesun vedellä.

Alternative liquid biofuels for lime kilns

Causticizing plant is an important part of kraft pulp mill. It uses green liquor from recovery boiler as a raw material and consumes lime to produce white liquor, which is an important chemical used in pulping. Lime kiln is a part of the causticizing process. It is used to convert lime mud, a by-product obtained from the causticizing back to lime in high temperatures. This conversion requires a lot of energy. The most common fuels used as energy source for lime kiln are heavy fuel oil and natural gas. In a modern pulp mill lime kiln is the only user of significant amount of fossil fuels. Replacing fossil fuels with biofuels can have prominent economical and environmental benefits. Interest in using biofuels as energy source of lime kiln has become a worldwide issue in the recent years. However fuels used for lime kiln have a lot of certain requirements. The purpose of this work is to study the required characteristics from liquid fuels used in pulp mill lime kiln and to map suitable liquid biofuels already available in the markets. Also taxation of liquid biofuels compared to heavy fuel oil in Finland, Sweden and Germany is shortly introduced.

Ledelse - en bevegelse i ansvar og kjærlighet

Bakgrunn for denne studien har vært en uro over markedskreftenes innflytelse i samfunnet generelt og i helsevesenet spesielt. Økonomiske organisasjonsmodeller er utviklet for det private næringsliv, hvor organisasjonens mål er å tjene penger. Når kostnadsbesparelser og effektivitet er førende tenkning i kulturen, er det en fare for at mennesket blir sett på som et verktøy eller middel for effektivisering av organisasjonen. Det synes derfor å være et behov for ny tenkning om ledelse, hvor lederens ansvar i større grad er knyttet til ansvar for medmennesket og for mellommenneskelige relasjoner, fremfor ytre strukturer og økonomiske resultater. Hensikten med denne studien har vært å studere hva ansvarlig ledelse er med bakgrunn i vårdvitenskapen, filosofiske tekster av Levinas og Gadamer, samt empirisk materiale. Studien viser at ansvarlig ledelse er styrt av et indre ansvar og har sin etiske grunn i kjærligheten til medmennesket. Ansvarlig ledelse er en del av det å være menneske, og dette innebærer å føre seg selv og andre frem mot ansvaret for de som er sårbare og hjelpeløse. Å føre andre frem mot ansvaret for medmennesket og for fellesskapet er å ivareta egen og andres verdighet ved å fremme menneskets naturlige retningsbestemmelse. Ansvaret for andre danner menneskets menneskelighet i berørthet og følsomhet ved andres smerte og lidelse. Dette vekker menneskets potensial for godhet og nestekjærlighet. Forståelsen for ansvarets betydning bidrar til et fellesskap som opprøres over den urett som rammer andre, og kjennetegnes av solidaritet med de svakeste. Studien viser at ansvarlig ledelse er å tjene den andre i stedfortredelse og ydmykhet. Den andre er den egentlige leder og ledestjerne, og den andre er den som kan avgjøre om ledelse er ansvarlig ledelse. Overført til sykehus vil dette innebære at ansvarlig ledelse er å fremme en kultur, hvor pasienten er den naturlige ledestjerne i fellesskapet. Et slikt fellesskap verner om og gir vekstvilkår for det gode vårdande. Teorimodellen om ansvarlig ledelse er rettet mot hva det innebærer å være ansvarlig som menneske. Det vises til et ansvar som kan betraktes som et vilkår, eller som en mulighet ved livet selv. Å påta seg ansvar for andre gir kraft og mot, og bidrar til at mennesket utvikler sitt iboende potensial for å kunne styres av et ”indre bør” fremfor ytre regler og direktiver. Ledelse knyttet til et slikt ansvar innebærer noe mer enn ledelse som en rolle eller funksjon i organisasjoner, da det er et ansvar som strekker seg utover det som kan rommes i en stillingsinstruks.

Ultrafiltration of pulp mill bleaching effluents

Main objective of this research was to find suitable polymeric ultrafiltration membranes with high retentions, good capacities and low fouling tendencies for the E2- and EP-effluent ultrafiltration. Purpose was to treat alkaline bleaching effluents with ultrafiltration in a way that permeates of the filtrations could be recycled back to process and the consumption of fresh water in the pulp mill could be reduced significantly. In the theoretical part of this work the challenges set by the pulp and paper indus-try processes for membranes were examined. An overview of the membrane tech-nology in the pulp industry was also provided. In addition process conditions in the chemical pulp bleaching and properties of bleaching effluents were discussed in literature study. In experimental part the E2- and EP-stage bleaching effluents from Stora Enso Imatra kraft pulp mill were ultrafiltered with CR250- and CR200-filters. Suitable membranes for ultrafiltration were chosen after screening experiments. Concentra-tion experiment was made for the E2-effluent in order to estimate water saving potential. The E2-effluent was finally ultrafiltered in the pulp mill in order to test the feasibility of ultrafiltration in a real industrial environment. Good membrane for the EP-effluent ultrafiltration based on the EP-screening ex-periments was polyethersulfone membrane UP020 with cut-off value of 20 000 Da. Polysulfone membrane UFX05 with cut-off value of 5 000 Da was promising membrane for the ultrafiltration of the E2-effluent. Based on the concentration filtration of the E2-effluent with UFX05 membrane the water saving potential could be 2.2 m3/Adt for the industrial scale ultrafiltration process. Retention re-sults, such as average COD retention of 60 %, from the trial filtration at the pulp mill with UFX05 membrane were modest compared to the screening experiments, where average COD retention was 75 %. Therefore tighter ultrafiltration mem-branes should be tested for the ultrafiltration of the E2-effluent. The UP020 mem-brane seemed to be suitable for the ultrafiltration of the EP-effluent however con-centration and pilot scale ultrafiltration experiments are needed to verify this.

Patoturvallisuusopas

Uusi patoturvallisuuslaki (494/2009) tuli voimaan 1.10.2009 ja valtioneuvoston asetus patoturvallisuudesta (319/2010) 5.5.2010. Tämä patoturvallisuusopas korvaa patoturvallisuusohjeet (MMM:n julkaisuja 7/1997), jotka poistuivat käytöstä 1.10.2009. Patoturvallisuusoppaassa esitetty ei ole padon omistajaa sitovaa, vaan oppaan tarkoitus on täydentää ja selventää esimerkein ja selostuksin laissa ja asetuksessa esitettyä. Oppaassa käsitellään padon suunnittelua kuten hydrologista mitoitusta ja padon teknisiä turvallisuusvaatimuksia, padon rakentamista ja käyttöönottoa sekä vahingonvaaraselvitystä, padon omistajan turvallisuussuunnitelmaa sekä padon kunnossapitoa, käyttöä, tarkkailua, vuosi- ja määräaikaistarkastuksia. Padot luokitellaan vahingonvaaran perusteella luokkiin 1, 2 ja 3. Luokittelua ei tarvitse kuitenkaan tehdä, jos patoturvallisuusviranomainen katsoo, että padosta ei aiheudu vaaraa. Jokaiselle luokitellulle padolle on padon omistajan laadittava tarkkailuohjelma, jonka patoturvallisuusviranomainen hyväksyy päätöksellään. Padosta aiheutuvan vahingonvaaran selvittämiseksi 1-luokan padon omistajan on laadittava vahingonvaaraselvitys padosta ihmisille, omaisuudelle ja ympäristölle aihetuvasta vahingonvaarasta. Myös muusta kuin 1-luokan padosta voi patoturvallisuusviranomainen määrätä tehtäväksi vahingonvaaraselvityksen luokittelua varten. Padon omistajan on laadittava 1-luokan padolle turvallisuussuunnitelma onnettomuus- ja häiriötilanteiden varalle. Suunnitelmassa esitetään padon omistajan omatoiminen varautuminen em. tilanteiden varalle. Pelastusviranomainen arvioi tapauskohtaisesti pelastuslain mukaisen suunnitelman laatimistarpeen. Padon omistajan on toimitettava patoturvallisuusviranomaiselle tietojärjestelmään vietäväksi patoturvallisuusasetuksessa mainitut tiedot. Patoturvallisuusviranomaisen ja padon omistajan on säilytettävä kustakin luokitellusta padosta ajantasaiset tulosteet tietojärjestelmästä sekä muut padon turvallisuuden kannalta tärkeät asiakirjat patoturvallisuuskansiossa siten, että ne ovat mahdollisissa häiriötilanteissa nopeasti saatavilla.

Selvitys käytöstä poistettujen kaatopaikkojen pinta- ja pohjavesitarkkailusta Uudellamaalla

Tässä selvityksessä on tarkasteltu Uudenmaan vanhoja kaatopaikkoja, joilla on voimassa oleva velvoitetarkkailuohjelma. Kaatopaikkoja on yhteensä 30 ja ne on poistettu käytöstä vuosien 1975–2008 välillä. Kaatopaikoilla käytöstä poistamisen jälkeen tehdyt sulkemistoimenpiteet ovat vaihdelleet jonkin verran ja kaatopaikat ryhmittyvät parhaiten sen mukaan, koska ne on poistettu käytöstä. Sulkemistoimenpiteiden vaatimukset ovat riippuneet kulloinkin voimassa olleesta lainsäädännöstä. Tarkastellut kaatopaikat on jaettu käytöstä poistamisen hetkellä voimassa olleen lainsäädännön mukaan kolmeen ryhmään: ympäristönsuojelulain mukaan suljetut (2000-), jätelain mukaan suljetut (1997–1998) ja jätehuoltolain mukaan suljetut (1975–1996) kaatopaikat. Lisäksi jätehuoltolain aikana käytöstä poistetut kaatopaikat on jaettu neljään ryhmään: yhdyskuntajätteen kaatopaikat, teollisuusjätteen kaatopaikat, kaatopaikan käytöstä poistamisen jälkeen kompostointi- tai maankaatopaikkoina toimineet kaatopaikat sekä kaatopaikan käytöstä poistamisen jälkeen jäteasemina toimineet kaatopaikat. Muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta kaatopaikoilla toteutetut sulkemistoimenpiteet vastaavat käytöstä poistamishetkellä voimassa olleita säädöksiä. Oman lukunsa muodostavat ne kaatopaikat, joilla sulkemissuunnitelma on tehty vaatimusten mukaisesti, mutta sen toteutukseen ei vieläkään ole ryhdytty, vaikka kaatopaikka on poistettu käytöstä vuosia tai jopa vuosikymmeniä sitten. Lähes joka toisella tarkastelluista kaatopaikoista sulkemisrakentaminen on vielä kesken. Näistä kaatopaikoista kuudella sulkemista ei ole vielä edes aloitettu. Lisäksi osalla jo suljetuista kaatopaikoista sulkemistoimenpiteet ovat jääneet osittain puutteellisiksi. Ongelmallisinta on ollut kaatopaikkoja ohjaavan lainsäädännön hidas kehittyminen – vaatimukset nykytiedon pohjalta tarpeeksi huolellisiin sulkemistoimenpiteisiin kirjattiin valtioneuvoston kaatopaikkapäätökseen vasta vuonna 1997. Pitkien siirtymäsäännösten vuoksi näitä tarkkoja säädöksiä on vaadittu vasta ympäristönsuojelulain mukaan suljetuilta kaatopaikoilta. Suurin osa Uudenmaan kaatopaikoista on kuitenkin poistettu käytöstä 1990-luvun aikana. Riittämättömät sulkemistoimenpiteet ovat havaittavissa useiden tarkasteltujen kaatopaikkojen jälkitarkkailutuloksissa. Kaatopaikkavesi sisältää rehevöittäviä, happea kuluttavia sekä haitallisia aineita ja yhdisteitä, joiden leviämistä kaatopaikan alapuolisiin vesistöihin ja pohjavesiin ei ole estetty tarpeeksi tehokkaasti. Tämän vuoksi ympäristö- ja terveysriskejä aiheuttavat kaatopaikkojen pinta- ja pohjavesivaikutukset voivat jatkua vuosikymmeniä kaatopaikan sulkemisen jälkeen. Pinta- ja pohjavesivaikutusten merkittävyyden arvioinnissa velvoitetarkkailujen vuosiraportit ja niiden luotettavuus ovat avainasemassa. Tarkkailun lopettaminen on mahdollista, jos useiden tarkkailuvuosien aikana on havaittu laskevat trendit eri aineiden pitoisuuksissa sekä tieto siitä, että kaatopaikka on suljettu asianmukaisesti.

Characterisation of Laser Beam and Paper Material Interaction

It is known already from 1970´s that laser beam is suitable for processing paper materials. In this thesis, term paper materials mean all wood-fibre based materials, like dried pulp, copy paper, newspaper, cardboard, corrugated board, tissue paper etc. Accordingly, laser processing in this thesis means all laser treatments resulting material removal, like cutting, partial cutting, marking, creasing, perforation etc. that can be used to process paper materials. Laser technology provides many advantages for processing of paper materials: non-contact method, freedom of processing geometry, reliable technology for non-stop production etc. Especially packaging industry is very promising area for laser processing applications. However, there are only few industrial laser processing applications worldwide even in beginning of 2010´s. One reason for small-scale use of lasers in paper material manufacturing is that there is a shortage of published research and scientific articles. Another problem, restraining the use of laser for processing of paper materials, is colouration of paper material i.e. the yellowish and/or greyish colour of cut edge appearing during cutting or after cutting. These are the main reasons for selecting the topic of this thesis to concern characterization of interaction of laser beam and paper materials. This study was carried out in Laboratory of Laser Processing at Lappeenranta University of Technology (Finland). Laser equipment used in this study was TRUMPF TLF 2700 carbon dioxide laser that produces a beam with wavelength of 10.6 μm with power range of 190-2500 W (laser power on work piece). Study of laser beam and paper material interaction was carried out by treating dried kraft pulp (grammage of 67 g m-2) with different laser power levels, focal plane postion settings and interaction times. Interaction between laser beam and dried kraft pulp was detected with different monitoring devices, i.e. spectrometer, pyrometer and active illumination imaging system. This way it was possible to create an input and output parameter diagram and to study the effects of input and output parameters in this thesis. When interaction phenomena are understood also process development can be carried out and even new innovations developed. Fulfilling the lack of information on interaction phenomena can assist in the way of lasers for wider use of technology in paper making and converting industry. It was concluded in this thesis that interaction of laser beam and paper material has two mechanisms that are dependent on focal plane position range. Assumed interaction mechanism B appears in range of average focal plane position of 3.4 mm and 2.4 mm and assumed interaction mechanism A in range of average focal plane position of 0.4 mm and -0.6 mm both in used experimental set up. Focal plane position 1.4 mm represents midzone of these two mechanisms. Holes during laser beam and paper material interaction are formed gradually: first small hole is formed to interaction area in the centre of laser beam cross-section and after that, as function of interaction time, hole expands, until interaction between laser beam and dried kraft pulp is ended. By the image analysis it can be seen that in beginning of laser beam and dried kraft pulp material interaction small holes off very good quality are formed. It is obvious that black colour and heat affected zone appear as function of interaction time. This reveals that there still are different interaction phases within interaction mechanisms A and B. These interaction phases appear as function of time and also as function of peak intensity of laser beam. Limit peak intensity is the value that divides interaction mechanism A and B from one-phase interaction into dual-phase interaction. So all peak intensity values under limit peak intensity belong to MAOM (interaction mechanism A one-phase mode) or to MBOM (interaction mechanism B onephase mode) and values over that belong to MADM (interaction mechanism A dual-phase mode) or to MBDM (interaction mechanism B dual-phase mode). Decomposition process of cellulose is evolution of hydrocarbons when temperature is between 380- 500°C. This means that long cellulose molecule is split into smaller volatile hydrocarbons in this temperature range. As temperature increases, decomposition process of cellulose molecule changes. In range of 700-900°C, cellulose molecule is mainly decomposed into H2 gas; this is why this range is called evolution of hydrogen. Interaction in this range starts (as in range of MAOM and MBOM), when a small good quality hole is formed. This is due to “direct evaporation” of pulp via decomposition process of evolution of hydrogen. And this can be seen can be seen in spectrometer as high intensity peak of yellow light (in range of 588-589 nm) which refers to temperature of ~1750ºC. Pyrometer does not detect this high intensity peak since it is not able to detect physical phase change from solid kraft pulp to gaseous compounds. As interaction time between laser beam and dried kraft pulp continues, hypothesis is that three auto ignition processes occurs. Auto ignition of substance is the lowest temperature in which it will spontaneously ignite in a normal atmosphere without an external source of ignition, such as a flame or spark. Three auto ignition processes appears in range of MADM and MBDM, namely: 1. temperature of auto ignition of hydrogen atom (H2) is 500ºC, 2. temperature of auto ignition of carbon monoxide molecule (CO) is 609ºC and 3. temperature of auto ignition of carbon atom (C) is 700ºC. These three auto ignition processes leads to formation of plasma plume which has strong emission of radiation in range of visible light. Formation of this plasma plume can be seen as increase of intensity in wavelength range of ~475-652 nm. Pyrometer shows maximum temperature just after this ignition. This plasma plume is assumed to scatter laser beam so that it interacts with larger area of dried kraft pulp than what is actual area of beam cross-section. This assumed scattering reduces also peak intensity. So result shows that assumably scattered light with low peak intensity is interacting with large area of hole edges and due to low peak intensity this interaction happens in low temperature. So interaction between laser beam and dried kraft pulp turns from evolution of hydrogen to evolution of hydrocarbons. This leads to black colour of hole edges.