The influence of calcium on granular sludge in a full-scale UASB treating paper mill wastewater

Calcium precipitation can have a number of effects on the performance of high-rate anaerobic performance including cementing of the sludge bed, limiting diffusion, and diluting the active biomass. The aim of this study was to observe the influence of precipitation in a stable full-scale system fed with high-calcium paper factory wastewater. Granules were examined from an upflow anaerobic sludge blanket reactor (volume 1,805 m(3)) at a recycled paper mill with a loading rate of 5.7-6.6 kgCOD.m(-3).d(-1) and influent calcium concentration of 400-700 gCa(.)m(-3). The granules were relatively small (1 mm), with a 200-400 mum core of calcium precipitate as observed with energy dispersive X-ray spectroscopy. Compared to other granules, Methanomicrobiales not Methanobacteriales were the dominant hydrogen or formate utilisers, and putative acidogens were filamentous. The strength of the paper mill fed granules was very high when compared to granules from other full-scale reactors, and a partial linear correlation between granule strength and calcium concentration was identified.

Combustibility of Paper Mill Rejects

Tämän työn tarkoituksena oli selvittää mekaanisen massan valmistuksen käsittävän paperitehtaan rejektija jätevirtojen poltettavuutta, jos paperitehtaan vesikiertojen sulkemisastetta lisätään. Jotta prosessin tilannetta sulkemisen jälkeen saatiin arvioitua, Anjalan paperitehtaan nykypäivän PK3:n prosessia tutkittiin kuorimolta jätevesilaitokselle. Kirjallisuusosassa käsiteltiin rejekti- ja jätevirtojen alkuperää mekaanista massaa käyttävässä paperitehtaassa. Myös tämän päivän jätevedenkäsittelyprosessit sekä sulkemisessa mahdolliset prosessiveden puhdistustekniikat esiteltiin lyhyesti. Lisäksikäytiin läpi nykypäivänä metsäteollisuudessa käytössä olevat polttotekniikat sekä polttoaineiden karakterisointi kattilan käytettävyyden ja päästöjen kannalta. Anjalan PK3:lla käytetään sekä peroksidi- että ditioniittivalkaistua tai pelkästään ditioniittivalkaistua hioketta riippuen tuotannossa olevasta lajista. PK3-prosessissa syntyneet jätevesi-, liete- ja muut jätevirrat selvitettiin molemmissa valkaisuolosuhteissa. Prosessin eniten liuennutta orgaanista ainesta sisältävät jätevesijakeet, 3-hiomon kuumankierron ja kirkassuodoksen ulosajot sekä kuoripuristimen suodos, valittiin puhdistettaviksi virroiksi prosessin sulkemista arvioitaessa. Kun peroksidivalkaisua käytettiin 3-hiomolla, TOC-kuorma jokeen oli 30 % suurempi kuin pelkällä ditioniittivalkaisulla. Jos prosessin sulkemisastetta lisättäisiin, TOC-kuorma olisi 30 %pienempi kuin tänäpäivänä peroksidivalkaisua käytettäessä (80 % puhdistustehokkuudella). Prosessin sulkemisastetta lisättäessä biolietettä muodostuisi n. 30 % vähemmän verrattuna nykytilanteeseen, sillä mikrobien ravintona käyttämää orgaanista ainesta päätyisi vähemmän jäteveteen. 3-hiomon peroksidivalkaisun vaikutus kattilan käytettävyyteen ja päästöihin oli pieni, sillä biolietteen osuus polttoaineen syötöstä oli vain 4 %. Vain osa biolietteestä muodostui 3-hiomolta peräisin olevaa orgaanista ainesta poistettaessa. Jos nykyisen pääpolttoaineen, PDF:n,osuuden jättää huomioimatta, SO2- ja NOx-päästöt sekä leijupedin sintrautuvuus ovat hiukan suuremmat käytettäessä peroksidivalkaisua 3-hiomolla kuin pelkästään ditioniittivalkaisulla. Jos kuoripuristimen ja hiomon suodosten puhdistuksen konsentraatit johdetaan poltettaviksi BFB-tyyppiseen kattilaan, leijupedin sintrautuminen tulisi olemaan suurin ongelma. Myös raskasmetalli-, SO2- ja NOx-päästöt lisääntyisivät merkittävästi verrattuna nykyiseen tilanteeseen. Sen sijaan kattilan korroosioriski tuskin lisääntyisi. Lisäksi konsentraattien kosteuspitoisuus olisi korkea, mikä tekisi poltosta kannattamatonta veden haihdutuksen vaatiessa paljon energiaa. Yksityiskohtaisempaa tutkimusta tarvitaan vielä prosessin sulkemisen vaikutuksista päästöihin ja kattilan käytettävyyteen. Myös muita konsentraattien hävittämismahdollisuuksia tulisi tutkia lisää.

Aspects on Process Engineering in the Finnish Pulp and Paper Industry : Thesis for the Degree of Licentiate in Science of Technology

Process development will be largely driven by the main equipment suppliers. The reason for this development is their ambition to supply complete plants or process systems instead of single pieces of equipment. The pulp and paper companies' interest lies in product development, as their main goal is to create winning brands and effective brand management. Design engineering companies will find their niche in detail engineering based on approved process solutions. Their development work will focus on increasing the efficiency of engineering work. Process design is a content-producing profession, which requires certain special characteristics: creativity, carefulness, the ability to work as a member of a design team according to time schedules and fluency in oral as well as written presentation. In the future, process engineers will increasingly need knowledge of chemistry as well as information and automation technology. Process engineering tools are developing rapidly. At the moment, these tools are good enough for static sizing and balancing, but dynamic simulation tools are not yet good enough for the complicated chemical reactions of pulp and paper chemistry. Dynamic simulation and virtual mill models are used as tools for training the operators. Computational fluid dynamics will certainlygain ground in process design.

Wet Oxidation of TMP Concentrated Paper Mill Process Water. Kinetics of the reaction

Työn tarkoituksena oli tutkia lämpötilan, paineen, pH:n ja katalyytin vaikutusta paperitehtaan TMP-konsentroidun prosessiveden märkähapetuksessa. Teoriaosio sisältää katsauksen sellu- ja paperiteollisuuteen, jätevesien käsittelyyn, nanosuodatuksen ja märkähapetusprosessin toimintaperiaatteet ja sovellukset hybriditeknologialle nanosuodatus-märkähapetuksessa. Empiirinen osa koostuu märkähapetuskokeista eri lämpötiloissa, paineissa, pH:ssa ja eri katalyyseillä. Työssä tutkittiin näiden vaikutusta kemialliseen hapenkulutukseen (COD), Biologiseen hapenkulutukseen (BOD), Välittömästi saatavana olevan biologisen hapenkulutukseen (IABOD), ligniiniin, täysin orgaanisen hiileen (TOC) ja rasvaliukoisten uuteaineiden (LWEs) pitoisuuteen. Tuloksina kokeellisesta työstä saatiin korkeimmat COD:n alenemat ja BOD/COD (biohajoavuus) suurimmilla lämpötilaolosuhteilla (COD:n alenema 70 % ja BOD/COD 97 % 200 °C:ssa ja hapen 10 bar osapaineella). Tutkimuksessa, jossa selvitettiin hapen osapaineen vaikutusta saatiin tuloksena, että hapen osapaineen kasvu parantaa orgaanisen kuormituksen poistoa: COD poisto oli olosuhteilla130°C, 5bar 5 %, olosuhteilla 130 °C, 15bar 15 %, olosuhteilla 170 °C, 5bar 20 % ja olosuhteilla 170 °C, 15bar 50 %. Lähes täydellinen LWEs –poisto saavutettiin 150 °C ja 10bar olosuhteilla, vaikka tässä lämpötilassa ei saavutettu korkeata orgaanisen kuormituksen poistoa. Emäksinen pH vaikutti suosivan hapettavia reaktioita, koska korkein COD:n poisto saavutettiin näissä olosuhteilla; kuitenkin alkalisen väliaineen tehokkuudelle löydettiin tärkeä lämpötilariippuvuus.

Catalytic Wet Oxidation of Paper Mill Debarking Water

The objective of the research was to study the influence of temperature, oxygen pressure, catalysts loading and initial COD concentration of debarking wastewater on the pollutants during the catalytic oxidation. More importantly, how the addition of catalyst affects the wet oxidation process. The whole work was divided into two main sections, theoretical and experimental parts. The theoretical part reviews the pulp and paper industry from wood processing to paper production as well as operations that generate wastes. Treatment methods applicable for industrial pulp and paper mill effluents were also discussed. Wet oxidation and catalytic wet oxidation processes including mechanism, reactions, kinetics and industrial applications were previewed. In the experimental part, catalytic wet oxidation process were studied at 120-180°C, 0-10 bar oxygen pressure, 0-1 g/L catalyst concentration and 1000-3000 mg/L initial COD concentration. Responses, such as Chemical oxygen demand (COD), Total organic carbon (TOC), colour, lignin/tannin, Biochemical oxygen demand (BOD) and pH were measured. In the experiment, the best conditions occurred at 180°C, 10 bar, l g/L catalyst concentration and 3000mg/L initial COD. At these conditions; 74% COD, 97% lignin/tannin, 54% TOC, 90% colour were removed from the wastewater. pH was greatly reduced from 7 to 4.6. Lignin/tannin was removed most. Lignin/tannin showed linear dependency with colour during oxidation. Temperature made the most impact in reducing contaminants in debarked wastewater.

Portucel: Pulp and Paper: Equity Investment Report

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Finance from the NOVA – School of Business and Economics

Environmental Tax on Products and Services Based on Their Carbon Footprint: A Case Study of the Pulp and Paper Sector

The main aim of this work is to define an environmental tax on products and services based on their carbon footprint. We examine the relevance of conventional life cycle analysis (LCA) and environmentally extended input-output analysis (EIO) as methodological tools to identify emission intensities of products and services on which the tax is based. The short-term price effects of the tax and the policy implications of considering non-GHG are also analyzed. The results from the specific case study on pulp production show that the environmental tax rate based on the LCA approach (1,8%) is higher than both EIO approaches (0,8% for product and 1,4% for industry approach), but they are comparable. Even though LCA is more product specific and provides detailed analysis, EIO would be the more relevant approach to apply economy wide environmental tax. When the environmental tax considers non-GHG emissions instead of only CO2, sectors such as agriculture, mining of coal and extraction of peat, and food exhibit higher environmental tax and price effects. Therefore, it is worthwhile for policy makers to pay attention on the implication of considering only CO2 tax or GHG emissions tax in order for such a policy measure to be effective and meaningful. Keywords: Environmental tax; Life cycle analysis; Environmental input-output analysis.

Educating Pulp and Paper Engineers for the Global Forest Industry

Vol.23, No. 5, pp. 1024-1037, 2007.

Exchange of Product-related Data between a Pulp and Paper Machinery Supplier and Its Partners

Kiihtyvä kilpailu yritysten välillä on tuonut yritykset vaikeidenhaasteiden eteen. Tuotteet pitäisi saada markkinoille nopeammin, uusien tuotteiden pitäisi olla parempia kuin vanhojen ja etenkin parempia kuin kilpailijoiden vastaavat tuotteet. Lisäksi tuotteiden suunnittelu-, valmistus- ja muut kustannukset eivät saisi olla suuria. Näiden haasteiden toteuttamisessa yritetään usein käyttää apuna tuotetietoja, niiden hallintaa ja vaihtamista. Andritzin, kuten muidenkin yritysten, on otettava nämä asiat huomioon pärjätäkseen kilpailussa. Tämä työ on tehty Andritzille, joka on maailman johtavia paperin ja sellun valmistukseen tarkoitettujen laitteiden valmistajia ja huoltopalveluiden tarjoajia. Andritz on ottamassa käyttöön ERP-järjestelmän kaikissa toimipisteissään. Sitä halutaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti, joten myös tuotetiedot halutaan järjestelmään koko elinkaaren ajalta. Osan tuotetiedoista luo Andritzin kumppanit ja alihankkijat, joten myös tietojen vaihto partnereiden välillä halutaan hoitaasiten, että tiedot saadaan suoraan ERP-järjestelmään. Tämän työn tavoitteena onkin löytää ratkaisu, jonka avulla Andritzin ja sen kumppaneiden välinen tietojenvaihto voidaan hoitaa. Tämä diplomityö esittelee tuotetietojen, niiden hallinnan ja vaihtamisen tarkoituksen ja tärkeyden. Työssä esitellään erilaisia ratkaisuvaihtoehtoja tiedonvaihtojärjestelmän toteuttamiseksi. Osa niistä perustuu yleisiin ja toimialakohtaisiin standardeihin. Myös kaksi kaupallista tuotetta esitellään. Tarkasteltavana onseuraavat standardit: PaperIXI, papiNet, X-OSCO, PSK-standardit sekä RosettaNet. Lisäksi työssä tarkastellaan ERP-järjestelmän toimittajan, SAP:in ratkaisuja tietojenvaihtoon. Näistä vaihtoehdoista parhaimpia tarkastellaan vielä yksityiskohtaisemmin ja lopuksi eri ratkaisuja vertaillaan keskenään, jotta löydettäisiin Andritzin tarpeisiin paras vaihtoehto.

Investments and value creation Case pulp and paper industry

Tämä tutkimus analysoi 49 sellu- ja paperiteollisuusyrityksen investointistrategioiden ja yrityksen arvon välistä yhteyttä vuosien 1996 ja 2005 välillä. Teoriaosa luo katsauksen arvonmääritysmenetelmiin ja investointien vaikutuksesta yrityksen arvoon ja arvonluontiin. Empiirinen osa on sekä kuvaileva, että selittävä. Yrityksen arvon kehittyminen mitataan vuosittain lisäarvomallilla (EVA®). Toteutetussa analyysissa yritykset on ryhmiteltyjoko liiketoimintaorientaation tai maantieteellisen alueen mukaan. Yritysten investointistrategiat jaoteltiin kasvumallin mukaisesti T&K:hon käyttöomaisuusinvestointeihin ja yritysostoihin. Kasvumallin tulokset ovat raportoitu yritystasolla. Tulokset osoittavat, että harvat sellu- ja paperiteollisuusyritykset ovetpystyneet arvonluontiin. Arvonluonti riippuu merkittävästi talouden suhdanteista. Yritysten investointistrategiat ovat olleet hyvin identtisiä tarkastelujaksonaikana ja alan suurimpien yritysten investointistrategiat kuvaavat hyvin koko toimialan kehitystä. Pienempien yritysten investointistrategiat eroavat valtavirran toimista. Jatkoanalyysi osoitti, että investoinnit käyttöomaisuuteen parantavat kannattavuutta, mitattuna EBITDA-%:lla ja yritysostot heikentävät sitä. Mitattaessa arvonluontia EVA®:lla käyttöomaisuusinvestoinneilla on positiivinen vaikutus arvonluontiin, kun taas yritysostot tuhoavat arvoa. Havainnot tukevat aikaisempia empiirisiä tutkimustuloksia.

The Reflections of Strategic Orientation on profitability - A resource-based study in pulp and paper industry

Tutkielman tavoitteena oli analysoida erilaisia strategisia orientaatioita sellu- ja paperiteollisuudessa. Sellu- ja paperiteollisuus on kohtaamassa strategisia haasteita, jotka ulottuvat syvälle sen rakenteisiin. Yritykset ovat valinneet erilaisia lähestymistapoja organisoidessaan tuotantoa ja kansainvälistä arvoketjuaan tässä muuttuvassa ympäristössä. Tutkimukseen valittiin 30 suurinta sellu- ja paperiteollisuudessa toimivaa yritystä ja mahdollisia syitä kannattavuuseroihin yritysten välillä analysoitiin. Yritysten strategista orientaatiota tarkasteltiin vertailemalla muun muassa seuraavia tekijöitä: vertikaalinen integraatioaste, tuotevalikoiman laajuus, tuotantokapasiteetin levinneisyys ja tuotantokapasiteetin ikä. Kannattavuutta mitattiin erilaisilla talouden tunnusluvuilla (liikevoitto, oman pääoman tuotto-%, koko pääoman tuotto-%). Tulosten mukaan yrityksiä voidaan ryhmitellä strategisen orientaation perusteella ja ryhmien välillä on kannattavuuseroja.

Financial Analysis of the Pulp and Paper Industry: Performance and value creation of the world's pulp and paper companies

Tutkimuksen tavoitteena on analysoida 74 sellu- ja paperiyrityksen taloudellista suorituskykyä kannattavuutta, maksuvalmiutta, vakavaraisuutta ja arvonluontikykyä kuvaavilla tunnusluvuilla. Tutkimuksen teoriaosa esittelee liiketoiminta-analyysin välineet, jonka jälkeen esitellään taloudelliset tunnusluvut. Empiriaosassa käydään läpi vuoden 2005 tunnusluvut yritystasolla. Jotta voidaan tarkastella tunnuslukujen muutoksia pitkällä aikavälillä, yritykset ryhmitellään maantieteellisen sijainnin sekä liiketoimintaorientaation mukaan. Tutkimus on kuvaileva. Tunnusluvuista voidaan todeta sellu- ja paperiteollisuudessa meneillään oleva toimialan rakennemuutos. Eteläamerikkalaiset yritykset, jotka hyötyvät uudesta ja kustannustehokkaasta raaka-aineesta, ovat siirtyneet lähemmäs arvonluontia, kun taas suurin osa pohjoisamerikkalaisista yrityksistä, jotka olivat toimialan johtavia arvonluojia, ovat nyt arvon tuhoajia. Toimiala kärsii myös alhaisesta kannattavuudesta, joka vaikuttaa eniten pohjoisamerikkalaisiin yrityksiin. Samaan aikaan eteläamerikkalaiset yritykset ovat nostaneet kannattavuuttaan, mikä puolestaan korostaa meneillään olevaa muutosta.

Development of Managerial Reporting for a Pulp and Paper Technology Supplier

Työn tavoitteena oli yritysjohdon käyttämän sisäisen raportin kehittäminen vastaamaan paremmin johdon tarpeita. Teoriaosuuden tarkoituksena oli selvittää kirjallisuuden avulla sisäisen raportin käyttöä johdon työkaluna, hyvän raportin vaatimuksia ja yleisiä raportoinnin periaatteita. Empiirinen osuus toteutettiin haastatteluiden avulla ja analysoimalla case-yrityksen sisäisiä raportteja. Empiirisen osan tavoitteena oli selvittää aiemman raportin ongelmat, löytää ratkaisut näihin ongelmiin ja laatia uusi raportointimalli, joka palvelee paremmin raportin käyttäjiä.Teoriaosuuden perusteella voidaan päätellä, että raportoinnin kehittämiseen vaikuttaa eniten raportin käyttötarkoitus ja henkilöt, joiden työväline raportti tulee olemaan. Raportin kehittäminen on jatkuva prosessi, sillä raportin tulee mukautua liiketoiminta- ja organisaatiomuutoksiin.Työn empiirisessä osassa esitetty uusi raportointimalli palvelee case-yritystä monella eri tasolla. Se tukee johdon työskentelyä ja tarjoaa yritystasolla välineen kustannusten parempaan hallintaan ja seurantaan.

An Evaluation of the Paper Profile - a comparative assessment of the applicability of an emerging environmental communication tool in pulp and paper industry

Diplomityön tavoitteena oli arvioida uutta sellu-, paperi- ja kartonkiteollisuuden Paper Profile -ympäristötuoteselostetta. Paper Profilen tarkoituksena on tarjota paperiteollisuuden asiakkaille ja muille kiinnostuneilla sidosryhmille yhtenäistä ympäristöinformaatiota koskien paperituotteiden koostumusta ja tuotteiden tärkeimpiä ympäristöparametrejä. Työn tärkein tavoite oli arvioida kriittisesti Paper Profilea ja verrata konseptia ISO:n, Kansainvälisen stardardisoimisliiton tuoteselosteeseen sekä löytää konseptien yhtäläisyydet ja erot. Tärkein tehtävä oli tunnistaa ne avaintekijät, joiden avulla Paper Profile -tuoteselostetta voitaisiin pitää yhtenevänä ISO/TR 14025 teknisen raportin kanssa. Lisäksi Paper Profile -tuoteselosteen mahdolliset kehittämistarpeet arvioitiin ISO-tuoteselosteen näkökulmasta. Työn toinen tavoite oli kerätä ja analysoida uuteen tuoteselosteeseen liittyvä asiakaspalaute ja verrata sitä Stora Enson tehtaiden ympäristöpäälliköiden antamiin Paper Profilea koskeviin kommentteihin. Työn tuloksena huomattiin, että Paper Profile -konsepti sellaisenaan ei ole kovin informatiivinen vaan tuoteseloste jättää monia ympäristökysymyksiä avoimeksi. Siitä huolimatta Paper Profile tarjoaa riittävän taustan eri paperituotteiden ympäristökuormitusten keskinäiselle vertailuille. Konseptin viestinnällinen näkökulma paranisi huomattavasti, jos tuoteselosteeseen lisättäisiin kolmannen osapuolen verifiointi. Lisäksi referenssiarvot kertoisivat asiakkaille paremmin esitettyjen parametrien taustoista. Stora Enson tehtaiden ympäristöpäälliköiden, samoin kuin asiakkaidenkin mielestä Paper Profile on yleisesti ottaen potentiaalinen ympäristöviestinnän työkalu, mutta silti konseptiin ehdotettiin joitakin pieniä muutoksia. Avoinna olevat metsäsertifiointikysymykset ja niiden puutteellinen tiedottaminen tuoteselosteessa puhututtivat sekä tehtaiden henkilöstöä että yritysasiakkaita.