RTU Research Information System
Latviešu English

Publikācija: Efficient Separation of Biomass from Veneer Production Hydrothermal Treatment Wastewater

Publication Type Doctoral Thesis
Funding for basic activity National Research Programme
Defending: 30.05.2018 15:00, Rīgas Tehniskās universitātes Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātē, Paula Valdena ielā 3/7, 272. auditorijā.
Publication language Latvian (lv)
Title in original language Efektīva biomasas izdalīšana no finiera ražošanas hidrotermiskās apstrādes notekūdeņiem, tās raksturojums un izmantošanas iespējas
Title in English Efficient Separation of Biomass from Veneer Production Hydrothermal Treatment Wastewater, Its Characterization and Application Possibility
Field of research 2. Engineering and technology
Sub-field of research 2.4 Chemical engineering
Authors Sanita Vītoliņa
Keywords koksnes hidrotermiskā apstrāde, notekūdeņi, biomasa, kompozītkoagulants, grunts strukturēšana
Abstract Promocijas darbā izstrādāts jauns hibrīda kompozītkoagulants un tā pielietošanas tehnoloģiskais paņēmiens, kas paaugstina biomasas, īpaši zemmolekulāro lignīnu fragmentu, izdalīšanas efektivitāti no bērza koksnes hidrotermiskās apstrādes notekūdeņiem. Izpētīts, ka ar hibrīda kompozītkoagulantu izdalītā biomasa ir spējīga strukturēt putekļveidīgu grunti un var tikt izmantota grants seguma ceļu atputekļošanā. Darba literatūras apskatā apkopota informācija par finiera ražošanas koksnes hidrotermiskās apstrādes notekūdeņiem un koagulācijas/flokulācijas metodes pielietojumu šo notekūdeņu biomasas izdalīšanai. Aplūkoti šobrīd visplašāk izmantotie koagulanti/flokulanti un pamatota kompozītkoagulanta izvēle biomasas izdalīšanai no koksnes pārstrādes notekūdeņiem. Apkopota informācija par šī brīža notekūdeņu nogulšņu pielietojuma jomām un, domājot par jaunu potenciālo biomasas izmantošanu, apskatītas grants seguma ceļu atputekļošana metodes. Formulēti pētījuma mērķis un veicamie uzdevumi. Darba metodiskajā daļā aprakstīta koagulācijas/flokulācijas procesa gaita. Detalizēti raksturotas izmantotās analīžu un pārbaužu metodes: metodes notekūdeņu biomasas un iegūto koagulātu komponentsastāva noteikšanai un raksturošanai, koagulantu/flokulantu biomasas izdalīšanas efektivitātes pētījumu metodikas, grunts strukturēšanas pētījumu metodika. Darba eksperimentālajā daļā noteikts un raksturots modeļnotekūdeņu biomasas komponentsastāvs. Pētītas biomasas izdalīšanas likumsakarības, kā flokulantus izmantojot polielektrolītus - polidiallildimetilamonija hlorīdu (PDADMAC), hitozānu un polietilēnimīnu (PEI). Noteikta flokulācijas procesa parametru (polimēra molekulmasa, deva, vides pH, temperatūra) ietekme uz biomasas izdalīšanas efektivitāti. Pamatojoties uz iegūtajiem rezultātiem, PEI ar augstu molekulmasu izvēlēts kā bāzes katjonaktīvais polimērs kopā ar polivalentu metāla sāli jauna hibrīda kompozītkoagulanta izstrādei. Noskaidrotas optimālās komponentu PEI/polivalenta metāla sāls masas attiecības hibrīda kompozītkoagulantā, kā arī hibrīda koagulanta devas, vides pH un temperatūras ietekme uz biomasas izdalīšanas efektivitāti. Noteikts, ka izdalītā biomasas koagulāta ūdens suspensija ir spējīga strukturēt putekļveidīgu grunti un veidot mehāniski izturīgus agregātus pret vēja eroziju. Izstrādāts finiera ražošanas koksnes hidrotermiskās apstrādes baseinu notekūdeņu biomasas izdalīšanas un izmantošanas tehnoloģiskā paņēmiena variants. Promocijas darbs uzrakstīts latviešu valodā. Tā apjoms 124 lpp. Darbs satur 82 attēlus, 16 tabulas un tajā izmantoti 202 literatūras avoti.
Abstract in English The Doctoral thesis presents a new hybrid composite coagulant and a technological method of its application that increases the efficiency of the biomass removal, especially the low molecular weight lignin fragments, from birch wood hydrothermal treatment wastewater. The biomass extracted with hybrid composite coagulant has been investigated to be able to structure dusty soils and can be used in gravel covering road dust control. Information on the wastewaters of veneer production hydrothermal treatment and the use of the coagulation/flocculation method for the separation of biomass from these wastewaters is summarized in the review of scientific literature. Currently, the most widely used coagulants/flocculants are reviewed and the right selection of composite coagulant for the separation of biomass from wood processing wastewater is justified. The information on current areas of application of wastewater sludge is summarized and, in the context of thinking about the new potential use of biomass, the methods of dust control of gravel covering roads are reviewed. Aim and tasks of the studies are formulated. The methodological part of the thesis contains description of the coagulation/flocculation process. The analysis used and testing methods are described in detail: methods for the determination and characterization of component compositon of wastewater biomass and obtained coagulates, methodology of research on coagulant/flocculant biomass removal efficiency, soil structuring research methodology. In the experimental part of the thesis, the component composition of model wastewater biomass is determined and described. Using polyelectrolyte flocculants - polidiallildimethylammonium chloride (PDADMAC), chitosan and polyethyleneimine (PEI), biomass separation regularities have been studied. The influence of the flocculation process parameters (molecular weight of the polymer, dosage, pH of the environment, temperature) on the biomass removal efficiency was determined. Based on the results obtained, PEI of a high molecular weight is selected as a base cationic polymer together with a polyvalent metal salt for the development of a new hybrid composite coagulant. The optimum mass ratio of the PEI/polyvalent metal salt in the hybrid composite coagulant, as well as the effects of hybrid coagulant dosage, environmental pH and temperature on biomass removal efficiency have been determined. The aqueous suspension of biomass coagulate has been found to be capable of structuring dusty soils and to form mechanically durable aggregates against wind erosion. An alternative of the technological solution for the separation and use of biomass from veneer production hydrothermal treatment wastewater is characterized. The Doctoral thesis is written in Latvian. Its volume is 124 pages. The work contains 82 figures, 16 tables and a list with 202 references.
Reference Vītoliņa, Sanita. Efficient Separation of Biomass from Veneer Production Hydrothermal Treatment Wastewater, Its Characterization and Application Possibility. PhD Thesis. Rīga: [RTU], 2018. 124 p.
Summary in English Summary in English
ID 27390