För att minska vattenanvändningen inom papperstillverkning har WPA tillämpats. WPA genomfördes med hjälp av WCA och NNA och ledde till besparingmöjligheter i form av FV intag och minskad avloppsgenerering för fallstudierna. I fallstudierna identifierades att en högre grad av återanvändning av vattnet som genereras inom systemet är möjligt. Framförallt kommer press- och formningssektionens vattenbehov att kunna uppfyllas genom återanvändning av vatten. För fallstudie I skulle man kunna tillgodose behovet av FV till mäldflödessystemet med befintliga procesströmmar och utesluta intag av FV. I fallstudie II skulle flotationstankens procesström kunna få en utökad användning och på så sätt minska intag av FV till formningssektionen och minska avloppflödet till reningsverk.
Den skapade Excel-modellen med inbyggd WCA för målframtagning ger korrekt information vad gäller FV intag samt avloppsgenerering och anses vara användbar vid tillämpning av WPA på papperstillverkningsprocessen. NNA som metod för nätverksdesign leder till maximal återanvändning av vatten inom processen och är väl anpassad för att uppfylla de framtagna målvärdena.
Vid tillämpning av WPA är framtagning av processinformation en viktig del och utgör grunden för framtagning av målvärden och nätverksdesign. Känslighetsanalys av procesströmmarna i fallstudierna ledde till slutsatsen att vid framtagning av processinformation så kommer SK i systemet ha störst betydelse då dessa påverkar det minimala FV intaget. Det är viktigt att SK kartläggs så att dessa har den högsta tillåtna föroreningskoncentration vid tillämpning av WPA i processen. Det är även av stor vikt att informationsframtagning av enhetsprocesser som opererar med höga massflöden exempelvis formningssektionen genomförs noggrant då även dessa har en stor påverkan på FV intag och avloppsgenereringen.
41
Referenser
Agrawal, V. & Shenoy, U. V. (2006). Unified conceptual approach to targeting and design of water and hydrogen networks. AIChE Journal, 52(3), 1071–1082. doi:10.1002/aic.10724.
Bajpai, P. (2015). Pulp and paper industry : chemical recovery. Amsterdam: Elsevier.
Balla, W., Rabah, A. & Abdalla, P. B. (2017). Pinch Analysis of Sugarcane Refinery Water Integration. Sugar Tech, doi:10.1007/s12355-017-0535-5.
Castaño, J. A. & Higuita, J. C. (2016). Using turbidity for designing water networks.
Journal of Environmental Management, 172 129–135.
doi:10.1016/j.jenvman.2016.02.027.
El-Halwagi, M. M., Gabriel, F. & Harell, D. (2003). Rigorous Graphical Targeting for Resource Conservation via Material Recycle/Reuse Networks. Industrial & Engineering Chemistry Research, 42(19), 4319–4328. doi:10.1021/ie030318a.
El-Halwagi, Mahmoud M. (2006). Process Integration. Amsterdam: Academic Press.
Fellers, C., Norman, B. & Westerlund, Ö. (1996). Pappersteknik. 3. uppl. Stockholm: Avd. för pappersteknik, Tekniska högsk.
Foo, D. C. Y. (2007). Water Cascade Analysis for Single and Multiple Impure Fresh Water Feed. Chemical Engineering Research and Design, 85(8), 1169–1177. doi:10.1205/cherd06061.
Foo, D. C. Y. (2009). State-of-the-Art Review of Pinch Analysis Techniques for Water Network Synthesis. Industrial & Engineering Chemistry Research, 48(11), 5125–5159. doi:10.1021/ie801264c.
Foo, D. C. Y., Manan, Z. A. & El-Halwagi, M. M. (2006). Correct identification of limiting water data for water network synthesis. Clean Technologies and Environmental Policy, 8(2), 96–104. doi:10.1007/s10098-006-0037-8. Foo, D., Manan, Z. & Aziz, R. (2003). Water cascade analysis technique for
minimum flowrate targeting: tabular and numerical approach.
Friedler, F. (2010). Process integration, modelling and optimisation for energy saving and pollution reduction. Applied Thermal Engineering, 30(16), 2270– 2280. doi:10.1016/j.applthermaleng.2010.04.030.
Gundersen, T. (2013). Heat Integration: Targets and Heat Exchanger Network Design. I Handbook of Process Integration (PI): Minimisation of Energy and Water Use, Waste and Emissions. ss.129–167.
Hallale, N. (2002). A new graphical targeting method for water minimisation. Advances in Environmental Research, 6(3), 377–390. doi:10.1016/S1093-0191(01)00116-2.
Hubbe, M. (2007). Water and papermaking 1. Fresh water components. Paper Technology, 48 18–24.
Jin-Kuk Kim (2013). Using Systematic Design Methods to Minimise Water Use in Process Industries. I Klemeš, Jiří J. (red.). Handbook of Process Integration (PI). Woodhead Publishing, ss.383–400.
Klemeš, Jiři Jaromir (2013). Process Integration (PI): An Introduction. I Klemeš, Jiří J. (red.). Handbook of Process Integration (PI). Woodhead Publishing, ss.3– 27.
42
Koufos, D. & Retsina, T. (2001). Practical energy and water management through pinch analysis for the pulp and paper industry. Water Science and Technology, 43(2), 327–332. doi:10.2166/wst.2001.0107.
Manan, Z. A. & Alwi, S. R. W. (2007). Water pinch analysis evolution towards a holistic approach for water minimization. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering, 2(6), 544–553. doi:10.1002/apj.99.
Manan, Z. A., Tan, Y. L. & Foo, D. C. Y. (2004). Targeting the minimum water flow rate using water cascade analysis technique. AIChE Journal, 50(12), 3169– 3183. doi:10.1002/aic.10235.
Manan, Z. A., Wan Alwi, S. R. & Ujang, Z. (2006). Water pinch analysis for an urban system: a case study on the Sultan Ismail Mosque at the Universiti Teknologi Malaysia (UTM). Desalination, 194(1), 52–68. doi:10.1016/j.desal.2005.11.003.
Manan, Zainuddin Abdul, Tea, S. Y. & Alwi, S. R. W. (2009). A new technique for simultaneous water and energy minimisation in process plant. Chemical Engineering Research and Design, 87(11), 1509–1519. doi:10.1016/j.cherd.2009.04.013.
Morar, M. & Agachi, P. S. (2010). Review: Important contributions in development and improvement of the heat integration techniques. Computers & Chemical Engineering, 34(8), 1171–1179. doi:10.1016/j.compchemeng.2010.02.038. Mostafa, K., Lotfi, F., Tabibian, S. & Erfani, Z. (2010). Application of water pinch
technology for water and wastewater minimization in aluminum anodizing industries. International Journal of Environmental Science and Technology, 7 doi:10.1007/BF03326138.
Mughees, W. & Al-Ahmad, M. (2015). Application of water pinch technology in minimization of water consumption at a refinery. Computers & Chemical Engineering, 73 34–42. doi:10.1016/j.compchemeng.2014.11.004.
Nemati-Amirkolaii, Romdhana, H. & Lameloise, M.-L. (2019). Pinch Methods for Efficient Use of Water in Food Industry: A Survey Review. Sustainability, 11 4492. doi:10.3390/su11164492.
Parthasarathy, G. & Krishnagopalan, G. (2001). Systematic reallocation of aqueous resources using mass integration in a typical pulp mill. Advances in Environmental Research, 5(1), 61–79. doi:10.1016/S1093-0191(00)00043-5. Paulapuro, H. (2008). Papermaking : Part 1, Stock preparation and wet end. 2. ed., totally updated version. Finnish Paper Engineers’ Association/Paperi ja Puu Oy.
Prakash, R. & Shenoy, U. V. (2005). Targeting and design of water networks for fixed flowrate and fixed contaminant load operations. Chemical Engineering Science, 60(1), 255–268. doi:10.1016/j.ces.2004.08.005.
Saw, S., Liangming, L., Lim, M., Foo, D., Chew, I., Tan, R. & Klemeš, J. (2011). An extended graphical targeting technique for direct reuse/recycle in concentration and property-based resource conservation networks. Clean Technologies and Environmental Policy, 13 347–357. doi:10.1007/s10098-010-0305-5.
SCB (2017). Vattenanvändningen minskar i Sverige. Statistiska Centralbyrån.
http://www.scb.se/hitta-statistik/statistik-efter- amne/miljo/vattenanvandning/vattenuttag-och-vattenanvandning-i- sverige/pong/statistiknyhet/vattenuttag-och-vattenanvandning-i-sverige-2015/ [2020-03-30].
43
Shenoy, U. V. (2012). Enhanced nearest neighbors algorithm for design of water networks. Chemical Engineering Science, 84 197–206. doi:10.1016/j.ces.2012.08.014.
Shukla, S. K., Kumar, V., Chakradhar, B., Kim, T. & Bansal, M. C. (2013). Designing plant scale process integration for water management in an Indian paper mill. Journal of Environmental Management, 128 602–614. doi:10.1016/j.jenvman.2013.06.012.
Shukla, S. K., Kumar, V., Yeom, I. T. & Bansal, M. C. (2012). Recycling of bleach plant effluent of an Indian paper mill using water cascade analysis technique. Clean Technologies and Environmental Policy, 14(4), 677–685. doi:10.1007/s10098-011-0432-7.
Shukla, S., Kumar, V., Pamdey, M. & Bansal, M. C. (2013). Process integration in bleaching section of paper mill for minimization of fresh water consumption and wastewater generation. Environmental engineering and management journal, 12 2435–2442. doi:10.30638/eemj.2013.295.
SIS (2020). ISO 14001 - Svenska institutet för standarder, SIS. /iso14001/dettariso14001/ [2020-04-1].
Skouteris, G., Ouki, S., Foo, D., Saroj, D., Altini, M., Melidis, P., Cowley, B., Ells, G., Palmer, S. & O’Dell, S. (2018). Water footprint and water pinch analysis techniques for sustainable water management in the brick-manufacturing industry. Journal of Cleaner Production, 172 786–794. doi:10.1016/j.jclepro.2017.10.213.
Tan, Y. L., Manan, Z. A. & Foo, D. C. Y. (2007). Retrofit of Water Network with Regeneration Using Water Pinch Analysis. Process Safety and Environmental Protection, 85(4), 305–317. doi:10.1205/psep06040.
Thapliyal, B. (2015). Water Pinch Analysis- An Innovative Approach Towards Water Conservation in Pulp & Paper Industry. IPPTA: Quarterly Journal of Indian Pulp and Paper Technical Association, 27 59–66.
UNDP (2020). Mål 6: Rent vatten och sanitet för alla. Globala målen. https://www.globalamalen.se/om-globala-malen/mal-6-rent-vatten-och-sanitet/ [2020-03-30].
Varbanov, P. (2013). Basic Process Integration Terminology, 28–78. doi:10.1533/9780857097255.1.28.
Venkatesh, G. (2018). Water pinch analysis – A Review of recent journal publications. Journal of Water Management and Research, 74 147–152. Wan Alwi, S. R. & Manan, Z. A. (2013). Water Pinch Analysis for Water
Management and Minimisation: An Introduction. I Klemeš, Jiří J. (red.). Handbook of Process Integration (PI). Woodhead Publishing, ss.353–382. Zainuddin, A., Manan, Z., Tan, Y., Chwan, D., Foo, D. & Tea, S. (2007). Application
of the water cascade analysis technique for water minimisation in a paper mill plant. Int. J. Environment and Pollution, 29 doi:10.1504/IJEP.2007.012798.
I
Bilaga
Fallstudie I-WCA tabell
II