Challenge of High Water Hardness and Elevated Temperature: MBR Pilot Trials in the Paper Industry under Mesophilic and Thermophilic Conditions

The results of two MBR pilot trials conducted in paper mills are discussed. In the fi rst trial it was possible to operate a MBR pilot plant under the challenges of extremely high water hardness and a mean calcium concentration of 770 mg/L that caused massive scaling problems. An upstream lime softening pilot plant was designed and constructed. As a result, the fl ux increased again and the cleaning intervals could be extended signifi cantly. With the help of lime softening, 50–80 % of the calcium was removed upstream of the MBR pilot plant. The second part of the paper describes trials using a thermophilic aerobic MBR (TMBR) at 50 °C. A new and innovative use of submerged fl at-sheet MBR-modules to treat paper industry circuit wastewater was studied. The elimination rates of the TMBR regarding COD and BOD5 were 83 % and 99 %, respectively. A pilot trial was conducted at a fl ux of 4.5 to 8.5 L/m2/h. Lab experiments with a smaller membrane module had shown a higher fl ux of 8 to 13 L/m2/h.

A typical problem of the membrane fi ltration of paper industry wastewaters is calcium scaling. Calcium carbonate is used in the paper production as fi ller and coating pigment. Due to the common use of recovered paper as raw material, high concentrations of calcium can occur in the water circuit. In particular mills producing board or corrugated paper typically have a nearly closed water circuit with low specifi c effl uent volumes of << 5 L/kg paper. This combination of dissolved calcium from the raw material and high process water reuse rates leads to a high water hardness and problems with scaling and precipitation. As fi ltration processes are susceptible to scaling problems, measures have to be studied to enable the successful use of membrane technologies in the paper industry.



Copyright: © DIV Deutscher Industrieverlag GmbH
Source: GWF international 2011 (September 2011)
Pages: 6
Price: € 6,00
Autor:
Dipl.-Ing. (FH) Hakan Cücük
Dipl.-Ing. Svenja Bierbaum

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