No description available.

No description available.

Diss. (sammanfattning) Karlstad : Karlstads universitet, 2007. / Härtill 5 uppsatser.

Vatten är en viktig resurs inom processindustrin. Dess användning sträcker sig över olika processområden där exempelvis utspädning av kemikalier och rengöring förekommer. Införande av strängare utsläppskrav, ökade kostnader för vattenrening och begränsning av vattentillgång leder till att effektivisering av vattenanvändning inom vattenkrävande processer ses som ett viktigt arbete. Papperstillverkning är en vattenkrävande process och ständiga förbättringar med avseende på färskvatten intag och avloppsgenerering är önskvärda att genomföra. För att kunna uppskatta förbättringsmöjligheten i en process kan en vatten-pinchanalys tillämpas. I vatten- pinchanalys ingår framtagning av processinformation, framtagning av målvärden och nätverksdesign som nyckelsteg. Vid framtagning av processinformation kartläggs sänkor, dvs enhetsoperationer som kräver vatten av en viss kvalitet, och källor som är enhetsoperationer som genererar vatten i systemet. Målvärden utgörs av det minimala intaget av färskvatten och avloppsgenerering. Syftet med arbetet är att undersöka hur vatten-pinchanalys kan tillämpas i papperstillverkningsprocessen. I detta arbete har vatten-pinchanalys tillämpats på två fallstudier som behandlar papperstillverkningen. Målet med arbetet är att ta fram en validerad Excel-modell med inbyggd målframtagningsmetod och använda modellen vid genomförandet av vatten-pinchanalys vid papperstillverkning. Målet är även att kunna ge rekommendation på hur framtagning av processinformation ska genomföras i papperstillverkningsprocessen utifrån en känslighetsanalys. Arbetet resulterade i att vattenkaskadanalys användes som metod för målframtagning och byggdes in som en Excel-modell. Vidare användes närmastegrannen metoden för design av vattennätverk där maximering av vattenåteranvändning sker. Den skapade Excel-modellen som togs fram validerades mot publikationer som tillämpat vattenkaskadanalys. Som resultat erhölls en skillnad på mindre än 1 % mellan Excel-modell och publikationer där vattenkaskadanalys tillämpats. Detta leder till att Excel-modellen bidrar till en automatiserad framtagning av målvärden från papperstillverkningsprocessen. Användning av vattenkaskadanalys och närmastegrannen metoden för vatten- pinchanalys på fallstudiernas data leder till att besparingar i form av färskvatten och avloppsgenerering kan tas fram i papperstillverkningsprocessen. För den första fallstudien skulle intaget av färskvatten till mäldflödessystemet kunna uteslutas helt genom att återanvända befintliga procesströmmar och för den andra fallstudien kan ytterligare användningen av procesströmmen från flotationstanken i det befintliga systemet leda till en minskning av färskvatten intag i formningssektion. Generellt blir press-och formningssektion viktiga för återanvändning av vatten. Framtagning av processinformation utgör grunden i vatten-pinchanalys och för att kunna ta fram det minimala färskvatten intaget till processen som analyseras anses identifierade sänkor i systemet ha en stor betydelse utifrån känslighetsanalysen som genomfördes. Sänkor ska kartläggas så dessa har den högsta tillåtna koncentrationen. Det är även av stor vikt att informationsframtagning om enhetsprocesser med höga massflöden exempelvis formningssektionen genomförs noggrant då även dessa har en stor påverkan på färskvatten intag och avloppsgenereringen. / Water is an important resource in the process industry. Its use extends over various process areas such as dilution of chemicals and cleaning. The introduction of stricter emission requirements, increased costs of water treatment and limitation of water resources means that the efficiency of fresh water use in water-demanding processes is seen as an important topic. Paper production is a water-demanding process and continuous improvements with respect to fresh water use and wastewater effluent are desirable to implement. In order to be able to estimate the possibility of improvement in a process, water pinch analysis can be applied to processes. Water pinch analysis includes the extraction of process information, setting minimum target values and network design development as key steps. Extraction of process information involves, mapping sinks, that means unit operation that require water of a certain quality, and sources which are unit operations that generate water in the system. Minimum target values consist of the minimum freshwater intake and wastewater effluent. The purpose of the work is to investigate how water pinch analysis can be applied in the papermaking process. In this work, water pinch analysis has been applied to two case studies dealing with paper production. The goal of the work is to develop a validated Excel model with a built-in targeting method and apply it in water pinch analysis. The goal is also to provide recommendations on extraction of process information in the papermaking process based on a sensitivity analysis. This work resulted in the use of the water cascade analysis as a method for targeting minimum water requirements and built-in as an Excel model. Furthermore, nearest neighbor algorithm was used for water network design for maximization of water reuse. The developed Excel model was validated against publications where water cascade analysis is applied. As a result, a difference of less than 1% was obtained between the Excel model and publications. Hence the Excel model is considered to contribute automatization of targeting the minimum requirements in the process. The use of the water cascade analysis and nearest neighbor algorithm for water pinch analysis on cases study data leads to savings in the form of fresh water and waste effluent can be mapped in the papermaking process. For the first case study, use of fresh water to the approaching flowsystem could be completely excluded by reusing existing process streams and for the second case study further use of the process stream from the flotation tank will lead to a reduction of fresh water use in the forming section. In general, the pressing and forming section become important for water reuse. Extraction of process information is fundamental in water pinch analysis and in order to be able to obtain the minimum fresh water intake for processes being analyzed, the identified sinks in the system are consider having a great impact based on a sensitivity analysis conducted. The sinks should be mapped with the highest allowed concentration. It is also of great importance that extraction of process information for process operations such as the forming section, is done accurately as these also have a major effect on fresh water intake and the wastewater effluent due to the magnitude of water required in these processes.

Det här examensarbetet utfördes på Innventia på uppdrag av Bioisolator. Bioisolator är ett SME-företag, (SME = små och medelstora företag) som saluför ett cellulosabaserat material för beklädnad av väggar och tak. Bioisolator har utvecklat ett nytt och unikt byggnadsmaterial för ljudisolering, Acustica Spackel. Materialet acustica kan appliceras och monteras på alla ytor och har en rad andra egenskaper såsom att vara värmeisolerande, fukt- och mögelresistent med mera. Appliceringen sker för hand, med hjälp av spackel, vilket är en tidskrävande och slitsam process. För att hitta olika metoder som kan vara mer tidseffektivare och med mindre ansträngning, utvecklades det här examensarbetet. För att undersöka olika metoder och se vilka som är tillgängliga, har en litteraturstudie tagits fram där olika alternativa metoder presenterades och beskrivits närmare, se avsnitt om litteraturstudien s.10. Två olika huvudmetoder upphittades inför granskning och jämförelse, dessa är tapetmetod och sprejningsmetod. För var och respektive metod upphittades ett antal olika procedurer som samlades i en tabell i avsnitt om litteraturstudien. Av sprejningsmetoden valdes skruvpumpen och elmyggan och av tapetmetoden valdes StratEx att prövas inför det praktiska försöket i detta examensarbete. Resultatet blev att skruvpumpen inte funkade för ändamålet, medan elmyggan funkar, dock med lite justeringar i acustica massa såsom bortföring av flakesen, som är små runda plastikliknande former som kan täppa till i slangen vid sprutningen. StratEx försöket är inte färdigt än eftersom de försök som utfördes i detta projekt anses vara otillräckliga för att kunna fastställa något med säkerhet. Bioisolator, som medverkade under vissa moment, blev nöjda med det erhållna resultatet, de testade elmygga metoden med godkända resultat. / This thesis was done at Innventia and commissioned by Bioisolator. Bioisolator is an SME, small and medium sized company which markets cellulose-based materials for covering walls and ceilings. Bioisolator has developed a new and unique building material, Acustica Spackel, for sound insulation. The material acustica can be applied and mounted on any surface and has other characteristics as well, such as being heat-insulating and being resistant to moisture, mold, etc. This application is done by hand using a spatula, which is both time-consuming and exhausting. The aim of this method is to compare different methods and find the one that is more time efficient and requires less effort. To investigate different methods and see what's on the market, a literature study was done in which various alternative methods were presented and described in more detail. Two main methods were used for examination and comparison; these are the wallpaper method and the spraying method. For each respective method, different procedures were given and gathered in a table. From the spraying method, screw pump and elmyggan were chosen and from the wallpaper method, Stratex was chosen, to be tested for the practical attempt in this thesis. The result was that the screw pump was not suitable for this purpose. A few adjustments such as: in acustica pulp such as removal of flakesen, which are small circular plastic-like shapes which can clog the tubing, for the elmyggan was deemed more suitable. The StratEx trial is not finished yet because the experiments which were carried out in this project are considered to be insufficient to establish with certainty. Bioisolator, participated in certain moments, was satisfied with the result obtained; they tested the method elmygga then at home with approved results.

Syftet med detta arbete som utförts på Kvarnsvedens pappersbruk i Borlänge har varit att framställa ett operatörsverktyg. Ett operatörsverktyg som ska åskådliggöra processens rörliga kostnader, som kan benämnas en produktkalkyl för stunden. Verktyget skall senare möjliggöra förbättrade utsikter för kontroll, styrning och uppföljning av rörliga kostnader inom företaget samt öka möjligheterna till att minska de rörliga kostnaderna som är kopplade till processen. Massafabriken på Kvarnsvedens pappersbruk och pappersmaskin 11 har utgjort arbetets grundläggande måltavlor för operatörsverktyget. Arbetet innefattade kartläggning och granskning av pappersprocessen för att skapa en så heltäckande bild av uppdragsbeskrivningen som möjligt. När processen studerats och processflöden kartlagts mer ingående påbörjades utvecklandet av operatörsverktyget. Vidare utfördes en litteraturundersökning för att urskilja potentiella handlingsalternativ vid utformningen av operatörsverktyget samt för en ökad förståelse för verksamheten och ämnesområdet. I dagsläget saknas direkt återkoppling, i realtid, för den kontinuerliga utvecklingen av de rörliga kostnaderna eftersom nuvarande uppföljning är baserad på månadsrapporter. Operatörsverktyget som arbetet utmynnade i kommer med hög sannolikhet vara av betydelse för utvecklingen av verksamheten på företaget. Operatörsverktyget kommer även att understödja både styrningen och kontrollen av processens rörliga kostnader. Förhoppningen är att verktyget skall fungera som ett hjälpmedel i arbetet med att optimera arbetet och processen. Några av de fördelar som operatörsverktyget förväntas ge är bland annat att operativa prestationer omedelbart kan kopplas till företagets resultat, ett snabbt synliggörande av exempelvis resultat vilket öppnar för faktabaserad beslutsstrategi samt att viktig information inte behöver gå förlorad. Operatörsverktyget kan framöver anpassas och utnyttjas på fler av verksamhetens pappersmaskiner.

<p>Pappersbruken har två pappersmaskiner, PM4 som tillverkar mjukpapper från returfiber och PM13 som tillverkar papper till transformatorer och kablar från oblekt barrsulfatmassa. Överskottsvattnet från PM4, PM13 och returfiberanläggningen samt dagvattnet leds vidare till den externa avloppsreningen. Då någon utav pappersbruken har driftsstop erhålls ojämna utfall främst för pH och COD.</p><p>Syftet med projektet är att kartlägga pH och COD förändringen i de enskilda delstegen i processerna PM 4, PM 13 samt den externa avloppsreningen.</p><p>Det genomfördes intensiv provtagning från tolv provtagningspunkter i trettiotvå dagar. Prover analyserades samma dag med avseende på pH, konduktivitet, alkalinitet, COD, suspenderade ämnen och glödrester. Dessutom utfördes fällningsförsök på inkommande processavloppsvatten med styrd dosering av järnsulfat, järnklorid och aluminiumsulfat. Det genomfördes även metodvalidering, kalciumbestämning, samt försök med sammanblandat avloppsvattenprov.</p><p>Resultat från mätningarna visar att processlinje PM 4 har generellt sätt högre pH-, konduktivitet-, alkalinitet - och COD värden och högre halt glödrester, men lägre halt suspenderade ämnen än PM 13. Det konstaterades att den största förändringen i de två processerna sker strax innan och efter pappersmaskinen. Efter pappersmaskinen, i det vattnet som leds vidare till den externa avloppsreningen, erhålls 70% COD reduktion och en pH ökning på 0,75 pH ekvivalenter för PM 13, respektive 30% COD reduktion och en pH sänkning  på 1,27 pH ekvivalenter för PM 4. Totalt sätt, tyder resultat på att den största pH förändringen sker vid avloppsreningen, med 1,74 pH ekvivalenter. Från fällningsförsöken konstateras det att bästa pH- och lägsta COD- värden erhålls för fällningsmedlen, järnklorid och järnsulfat vid lägsta doseringsmängder, d.v.s. 97 g/m³ respektive 101 g/m³, utan pH justering. Resultat från jämförelse mellan processavloppsvatten och sammanblandat avloppsvatten, där dagvattenpåverkan utesluts tyder på 0,01-0,86 högre pH-värden i dem sammanblandade avloppsvattenprover. Alltså finns det en antydan att dagvatten bidrar till pH sänkning i ingående processavloppsvatten. För att åtgärda problemen borde järnklorid utprövas i lägre doseringsmängder i kombination med minskad svavelsyretillsats.<strong> </strong>Eventuellt kan järnklorid bytas ut mot järnsulfat. Installera mätinstrument för mätning av pH och COD direkt på det ingående- och utgående vattenflödet i den externa avloppsreningen för att möjliggöra exakt dosering av fällningskemikalierna utifrån dessa värden.</p><p>Dagvattnet borde avskiljas från avloppsreningen och istället avledas till det kommunala avloppsnätet.</p> / <p>The paper mills have two paper machines, the PM 4, producing tissue from the RCF and the PM 13, producing paper for transformers and cables from the unbleached softwood craft pulp. Excess water from PM4, PM13 and RCF factory, together with the storm water, leads on to the external wastewater treatment. When any of the paper mills has downtime, unequal outcomes are obtained, primarily with respect to pH and COD.</p><p>The aim of the project is to identify the individual steps in the processes PM 4, PM 13 and wastewater treatment re to the pH and COD changes.</p><p>Intensive sampling was carried out from twelve sampling points during thirty-two days. These samples were analyzed on the same day re to the pH, conductivity, alkalinity, COD, suspended solids, and inorganic residue. In addition, precipitation tests were carried out on the incoming wastewater with controlled doses of the ferrous sulphate, ferric chloride and aluminium sulphate. In addition methodological validation, calcium determination, and experiments with the mixed wastewater samples were carried out.</p><p>The results show that the process line PM 4 has generally higher pH, conductivity, alkalinity, COD and concentration inorganic residues, but has a lower content of suspended solids than PM 13. But the biggest difference in the two processes takes place just before and after the paper machine. After the paper machine, the water that goes on to the external wastewater treatment, where a 70% COD reduction and a pH increase of 0,75 pH equivalents for PM 13, and 30% COD reduction and a pH decrease of 1,27 pH equivalents for the PM 4 are obtained. The results suggest that the greatest pH change occurs in wastewater treatment, with 22.06%. From precipitation experiments it was found that the best pH values and lowest COD values where obtained for precipitation chemicals, ferric chloride and ferrous sulphate at the lowest dose levels, i.e. 97 g/m³ and 101 g/m³, without pH adjustment. Results from the correlation between wastewater- and mixed wastewater samples, which excludes impact of storm water, indicates that pH values are 0.01 to 0.86 pH equivalents higher in those mixed wastewater samples. Thus, there is a hint that the storm water contributes to pH reduction of the input wastewater.</p><p>To address these concerns ferric chloride should be tested at lower dose levels combined with reduced sulphuric acid addition. Eventually ferric chloride may be replaced by the iron sulphate. In addition, there should be measuring devices for pH and COD installed on the process wastewater and outgoing water, in the external wastewater treatment in order to allow for accurate dosing of chemicals precipitate from these values. Storm water should be separated from wastewater treatment and instead be diverted directly to the municipal sewage system.</p>

Pappersbruken har två pappersmaskiner, PM4 som tillverkar mjukpapper från returfiber och PM13 som tillverkar papper till transformatorer och kablar från oblekt barrsulfatmassa. Överskottsvattnet från PM4, PM13 och returfiberanläggningen samt dagvattnet leds vidare till den externa avloppsreningen. Då någon utav pappersbruken har driftsstop erhålls ojämna utfall främst för pH och COD. Syftet med projektet är att kartlägga pH och COD förändringen i de enskilda delstegen i processerna PM 4, PM 13 samt den externa avloppsreningen. Det genomfördes intensiv provtagning från tolv provtagningspunkter i trettiotvå dagar. Prover analyserades samma dag med avseende på pH, konduktivitet, alkalinitet, COD, suspenderade ämnen och glödrester. Dessutom utfördes fällningsförsök på inkommande processavloppsvatten med styrd dosering av järnsulfat, järnklorid och aluminiumsulfat. Det genomfördes även metodvalidering, kalciumbestämning, samt försök med sammanblandat avloppsvattenprov. Resultat från mätningarna visar att processlinje PM 4 har generellt sätt högre pH-, konduktivitet-, alkalinitet - och COD värden och högre halt glödrester, men lägre halt suspenderade ämnen än PM 13. Det konstaterades att den största förändringen i de två processerna sker strax innan och efter pappersmaskinen. Efter pappersmaskinen, i det vattnet som leds vidare till den externa avloppsreningen, erhålls 70% COD reduktion och en pH ökning på 0,75 pH ekvivalenter för PM 13, respektive 30% COD reduktion och en pH sänkning  på 1,27 pH ekvivalenter för PM 4. Totalt sätt, tyder resultat på att den största pH förändringen sker vid avloppsreningen, med 1,74 pH ekvivalenter. Från fällningsförsöken konstateras det att bästa pH- och lägsta COD- värden erhålls för fällningsmedlen, järnklorid och järnsulfat vid lägsta doseringsmängder, d.v.s. 97 g/m3 respektive 101 g/m3, utan pH justering. Resultat från jämförelse mellan processavloppsvatten och sammanblandat avloppsvatten, där dagvattenpåverkan utesluts tyder på 0,01-0,86 högre pH-värden i dem sammanblandade avloppsvattenprover. Alltså finns det en antydan att dagvatten bidrar till pH sänkning i ingående processavloppsvatten. För att åtgärda problemen borde järnklorid utprövas i lägre doseringsmängder i kombination med minskad svavelsyretillsats. Eventuellt kan järnklorid bytas ut mot järnsulfat. Installera mätinstrument för mätning av pH och COD direkt på det ingående- och utgående vattenflödet i den externa avloppsreningen för att möjliggöra exakt dosering av fällningskemikalierna utifrån dessa värden. Dagvattnet borde avskiljas från avloppsreningen och istället avledas till det kommunala avloppsnätet. / The paper mills have two paper machines, the PM 4, producing tissue from the RCF and the PM 13, producing paper for transformers and cables from the unbleached softwood craft pulp. Excess water from PM4, PM13 and RCF factory, together with the storm water, leads on to the external wastewater treatment. When any of the paper mills has downtime, unequal outcomes are obtained, primarily with respect to pH and COD. The aim of the project is to identify the individual steps in the processes PM 4, PM 13 and wastewater treatment re to the pH and COD changes. Intensive sampling was carried out from twelve sampling points during thirty-two days. These samples were analyzed on the same day re to the pH, conductivity, alkalinity, COD, suspended solids, and inorganic residue. In addition, precipitation tests were carried out on the incoming wastewater with controlled doses of the ferrous sulphate, ferric chloride and aluminium sulphate. In addition methodological validation, calcium determination, and experiments with the mixed wastewater samples were carried out. The results show that the process line PM 4 has generally higher pH, conductivity, alkalinity, COD and concentration inorganic residues, but has a lower content of suspended solids than PM 13. But the biggest difference in the two processes takes place just before and after the paper machine. After the paper machine, the water that goes on to the external wastewater treatment, where a 70% COD reduction and a pH increase of 0,75 pH equivalents for PM 13, and 30% COD reduction and a pH decrease of 1,27 pH equivalents for the PM 4 are obtained. The results suggest that the greatest pH change occurs in wastewater treatment, with 22.06%. From precipitation experiments it was found that the best pH values and lowest COD values where obtained for precipitation chemicals, ferric chloride and ferrous sulphate at the lowest dose levels, i.e. 97 g/m3 and 101 g/m3, without pH adjustment. Results from the correlation between wastewater- and mixed wastewater samples, which excludes impact of storm water, indicates that pH values are 0.01 to 0.86 pH equivalents higher in those mixed wastewater samples. Thus, there is a hint that the storm water contributes to pH reduction of the input wastewater. To address these concerns ferric chloride should be tested at lower dose levels combined with reduced sulphuric acid addition. Eventually ferric chloride may be replaced by the iron sulphate. In addition, there should be measuring devices for pH and COD installed on the process wastewater and outgoing water, in the external wastewater treatment in order to allow for accurate dosing of chemicals precipitate from these values. Storm water should be separated from wastewater treatment and instead be diverted directly to the municipal sewage system.