towards zero-effluent pulp and paper production: … · pulp market overall will be dominated by...

34
T T O O W W A A R R D D S S Z Z E E R R O O - - E E F F F F L L U U E E N N T T P P U U L L P P A A N N D D P P A A P P E E R R P P R R O O D D U U C C T T I I O O N N : : T T H H E E P P I I V V O O T T A A L L R R O O L L E E O O F F T T O O T T A A L L L L Y Y C C H H L L O O R R I I N N E E F F R R E E E E B B L L E E A A C C H H I I N N G G Paul A. Johnston, Ruth L. Stringer, David Santillo, Angela D. Stephenson, Irina. Ph. Labounskaia, Hannah M.A. McCartney, Greenpeace Research Laboratories, Earth Resources Centre, University of Exeter, Exeter, UK. Technical Report 7/96, November 28, 1996 ISBN 90-73361-32-X Greenpeace International, Amsterdam

Upload: others

Post on 10-Jul-2020

6 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

TTOOWWAARRDDSS ZZEERROO--EEFFFFLLUUEENNTT PPUULLPPAANNDD PPAAPPEERR PPRROODDUUCCTTIIOONN::

TTHHEE PPIIVVOOTTAALL RROOLLEE OOFF TTOOTTAALLLLYYCCHHLLOORRIINNEE FFRREEEE BBLLEEAACCHHIINNGG

PPaauull AA.. JJoohhnnssttoonn,, RRuutthh LL.. SSttrriinnggeerr,,DDaavviidd SSaannttiilllloo,, AAnnggeellaa DD.. SStteepphheennssoonn,,

IIrriinnaa.. PPhh.. LLaabboouunnsskkaaiiaa,,HHaannnnaahh MM..AA.. MMccCCaarrttnneeyy,,

GGrreeeennppeeaaccee RReesseeaarrcchh LLaabboorraattoorriieess,,EEaarrtthh RReessoouurrcceess CCeennttrree,,UUnniivveerrssiittyy ooff EExxeetteerr,,

EExxeetteerr,,UUKK..

TTeecchhnniiccaall RReeppoorrtt 77//9966,,NNoovveemmbbeerr 2288,, 11999966

IISSBBNN 9900--7733336611--3322--XXGGrreeeennppeeaaccee IInntteerrnnaattiioonnaall,, AAmmsstteerrddaamm

Page 2: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

11

EEXXEECCUUTTIIVVEE SSUUMMMMAARRYY

TThhee wwoorrlldd ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrryy ccoonnttiinnuueess ttoo eexxppaanndd pprroodduuccttiioonn aanndd iinnccrreeaassiinnggllyy,, ppllaannttss aarree bbeeiinngg bbuuiilltt iinn nneewwllyyiinndduussttrriiaalliisseedd ccoouunnttrriieess.. TThhee ddoommiinnaanntt pprroocceessss iiss tthhee kkrraafftt oorr ssuullpphhaattee pprroocceessss.. HHiissttoorriiccaallllyy,, ssuubbssttaannttiiaall ppoolllluuttiioonnpprroobblleemmss hhaavvee bbeeeenn aassssoocciiaatteedd wwiitthh ppuullpp mmaannuuffaaccttuurriinngg ooppeerraattiioonnss.. FFoolllloowwiinngg tthhee rreeccooggnniittiioonn ooff llaarrggee ssccaalleeeennvviirroonnmmeennttaall ccoonnttaammiinnaattiioonn bbyy oorrggaannoocchhlloorriinneess dduuee ttoo tthheeiirr ffoorrmmaattiioonn iinn bblleeaacchh ppllaannttss,, tthhee iinndduussttrryy iimmpplleemmeenntteedd aannuummbbeerr ooff pprroocceessss iinntteerrnnaall cchhaannggeess aanndd ccoonnttiinnuueedd ttoo ddeevveelloopp pprroocceessss eexxtteerrnnaall ttrreeaattmmeenntt pprroocceesssseess.. TThhee bblleeaacchh ppllaannttooff kkrraafftt mmiillllss ggeenneerraatteess aa ssuubbssttaannttiiaall pprrooppoorrttiioonn ooff tthhee ttoottaall pprroocceessss eefffflluueennttss..

TThhee iinnttrroodduuccttiioonn ooff eexxtteennddeedd ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn aanndd ooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn ccaann ssuubbssttaannttiiaallllyy rreedduuccee tthhee qquuaannttiittiieess oofflliiggnniinn eenntteerriinngg tthhee bblleeaacchh ppllaanntt.. RReessiidduueess ffrroomm ooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn ccaann bbee ccyycclleedd ttoo tthhee rreeccoovveerryy pprroocceessss..OOvveerraallll,, tthhiiss rreedduucceess tthhee ddeemmaanndd ffoorr bblleeaacchhiinngg aaggeennttss aanndd hheennccee rreedduucceess tthhee ggeenneerraattiioonn ooff oorrggaannoocchhlloorriinneess..TTooggeetthheerr wwiitthh ssuubbssttiittuuttiioonn ooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ((CCll22)) wwiitthh cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee,, tthheessee ssyysstteemmss hhaavvee ssuubbssttaannttiiaallllyyrreedduucceedd lleevveellss ooff AAOOXX bbeeiinngg ddiisscchhaarrggeedd ffrroomm bblleeaacchh kkrraafftt mmiillllss.. OOrrggaannoocchhlloorriinneess,, hhoowweevveerr,, hhaavvee nnoott bbeeeenneelliimmiinnaatteedd ffrroomm ddiisscchhaarrggeess,, mmeerreellyy rreedduucceedd.. SSwweeddiisshh rreesseeaarrcchh hhaass sshhoowwnn ddeetteeccttaabbllee lleevveellss ooff ttooxxiiccoollooggiiccaallllyycchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aanndd ddiibbeennzzooffuurraannss iinn tthhee eefffflluueennttss ffrroomm mmiillllss tthhaatt uussee cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee;; ssoo--ccaalllleeddeelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ffrreeee ((EECCFF)) mmiillllss..

TThhiiss sstteemmss ffrroomm tthhee ffaacctt tthhaatt EECCFF pprroocceesssseess aarree nnoott ffrreeee ooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee.. CCoommmmeerrcciiaall cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeeggeenneerraattoorrss iinn mmaannyy ccaasseess ccoo--ggeenneerraattee mmoolleeccuullaarr cchhlloorriinnee.. MMoorreeoovveerr,, cchheemmiiccaall rreeaaccttiioonnss aanndd ppHH ddeeppeennddeennttcchheemmiiccaall eeqquuiilliibbrriiaa iinn ppuullpp bblleeaacchhiinngg rreeaaccttiioonnss iinnvvoollvviinngg cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee lliibbeerraattee mmoolleeccuullaarr cchhlloorriinnee.. TThhiissmmoolleeccuullaarr cchhlloorriinnee tthheenn rreeaaccttss wwiitthh cchheemmiiccaallss rreelleeaasseedd ffrroomm tthhee wwoooodd..

OOrrggaannoocchhlloorriinnee pprroodduuccttiioonn iinn EECCFF pprroocceesssseess iiss wwiitthhiinn aa bbrrooaadd rraannggee ooff 00..11--1100..00 kkgg ppeerr ttoonnnnee ooff aaiirr ddrriieeddppuullpp pprroodduucceedd.. TThhee gglloobbaall aavveerraaggee iiss uunnkknnoowwnn.. TThhee iimmpprroovveemmeennttss eennggeennddeerreedd bbyy pprroocceessss iinntteerrnnaall mmeeaassuurreessaarree ssttiillll uunnddeerr iinnvveessttiiggaattiioonn.. AAvvaaiillaabbllee rreessuullttss iinnddiiccaattee tthhaatt tthhee ggrreeaatteerr tthhee ddeeggrreeee ooff cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeessuubbssttiittuuttiioonn aanndd eeaarrllyy ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn,, tthhee bbeetttteerr tthhee eefffflluueenntt qquuaalliittyy aacchhiieevveedd.. MMaannyy mmiillllss,, hhoowweevveerr,, hhaavvee nnoottaaddoopptteedd tthheessee ssttaaggeess aanndd tthheerreeffoorree ddiisscchhaarrggeess ooff oorrggaannoocchhlloorriinneess aarree rreellaattiivveellyy hhiigghh..

TThhee eelliimmiinnaattiioonn ooff oorrggaannoocchhlloorriinnee ddiisscchhaarrggeess ccaann bbee aacchhiieevveedd bbyy tthhee uussee ooff TTCCFF ((TToottaallllyy CChhlloorriinnee FFrreeee))bblleeaacchhiinngg wwhheerree aaggeennttss ssuucchh aass hhyyddrrooggeenn ppeerrooxxiiddee aanndd oozzoonnee aarree uusseedd.. AA nneecceessssaarryy pprreerreeqquuiissiittee ooff TTCCFFbblleeaacchhiinngg iiss aa ppuullpp wwiitthh llooww rreessiidduuaall lliiggnniinn ((kkaappppaa nnuummbbeerr)) pprroodduucceedd tthhrroouugghh eexxtteennddeedd ccooookkiinngg aanndd ooxxyyggeennddeelliiggnniiffiiccaattiioonn.. CCoonnvveerrssiioonn ooff eexxiissttiinngg mmiillllss ffaavvoouurrss tthhiiss tteecchhnnoollooggyy oovveerr cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee bbaasseedd pprroocceesssseess iinneeccoonnoommiicc tteerrmmss.. IInn aaddddiittiioonn tthhee ccoosstt ooff nneeww TTCCFF ppllaanntt iiss cchheeaappeerr tthhaann EECCFF..

IInn tteerrmmss ooff eefffflluueenntt ttooxxiicciittyy,, TTCCFF ssyysstteemmss pprroodduuccee aa lleessss ttooxxiicc eefffflluueenntt tthhaann eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee bblleeaacchheeddpprroocceesssseess wwhheenn rreeaalliissttiicc ccoonnddiittiioonnss uussiinngg aaccttuuaall mmiillll eefffflluueennttss aarree eemmppllooyyeedd iinn tthhee eexxppeerriimmeennttss aass ooppppoosseedd ttoossaammpplleess ssyynntthheessiisseedd iinn tthhee llaabboorraattoorryy.. TTooddaayy iitt iiss eessttiimmaatteedd tthhaatt ssoommee 1155--2200 ttrruuee TTCCFF mmiillllss eexxiisstt.. RReecceennttllyy,,hhoowweevveerr,, eeffffeeccttss hhaavvee bbeeeenn iiddeennttiiffiieedd iinn ffiisshh ppooppuullaattiioonnss eexxppoosseedd ttoo eefffflluueennttss ffrroomm ppuullpp mmiillllss pprroodduucciinngg bbootthhbblleeaacchheedd aanndd uunnbblleeaacchheedd ppuullpp.. TThhee cchheemmiiccaallss rreessppoonnssiibbllee aarree nnoott rreemmoovveedd bbyy aaddvvaanncceedd sseeccoonnddaarryy ttrreeaattmmeennttaanndd aarree ssuussppeecctteedd ttoo bbee ppllaanntt sstteerroollss oorr tthheeiirr ddeerriivvaattiivveess wwhhiicchh hhaavvee aa ssttrroonngg eennddooccrriinnee ddiissrruuppttiivvee aaccttiioonn..

TThhee iiddeennttiiffiiccaattiioonn ooff eennvviirroonnmmeennttaall eeffffeeccttss dduuee ttoo bbootthh bblleeaacchheedd aanndd uunnbblleeaacchheedd ppuullppiinngg aaccttiivviittiieess hhaass lleedd ttootthhee ccoonncceepptt ooff tthhee ttoottaallllyy eefffflluueenntt ffrreeee mmiillll.. AA kkeeyy iimmppeeddiimmeenntt ttoo ffuullllyy cclloossiinngg mmiillll cciirrccuuiittss iiss tthhee ddiiffffiiccuullttyy ooffcclloossuurree ooff tthhee bblleeaacchh lliinneess.. AAlltthhoouugghh pprroobblleemmss eexxiisstt wwiitthh cclloossiinngg bbootthh EECCFF aanndd TTCCFF lliinneess,, tthhoossee iinnvvoollvveedd iinncclloossiinngg EECCFF lliinneess aappppeeaarr ttoo bbee tthhee mmoosstt ddiiffffiiccuulltt aanndd ccoossttllyy ttoo rreessoollvvee..

TThhee pprreesseennccee ooff hhiigghh lleevveellss ooff cchhlloorriiddeess iinn aann aacciidd bblleeaacchh mmeeddiiuumm hhaass bbeeeenn aassssoocciiaatteedd wwiitthh sseevveerree ccoorrrroossiioonnpprroobblleemmss,, aanndd hheennccee tthhee ppoossssiibbiilliittyy ooff eexxpplloossiioonn iinn rreeccoovveerryy bbooiilleerr ssyysstteemmss.. MMoorreeoovveerr,, tthhee pprreesseennccee ooffoorrggaannoocchhlloorriinneess iinn bbootthh ffiillttrraatteess ooff EECCFF bblleeaacchh lliiqquuoorrss aanndd iinn sslluuddggeess ffrroomm ttrreeaattmmeenntt ppllaannttss mmeeaannss tthhaatt tthheeyyccaannnnoott bbee iinncciinneerraatteedd wwiitthhoouutt tthhee eemmiissssiioonn ooff pprroodduuccttss ooff iinnccoommpplleettee ccoommbbuussttiioonn iinncclluuddiinngg tthhee ddiiooxxiinnss aannddffuurraannss ((PPCCDDDDss aanndd PPCCDDFFss)).. BBootthh cclloosseedd cciirrccuuiitt mmiillllss ccuurrrreennttllyy ooppeerraattiinngg iinn CCaannaaddaa aarree CCTTMMPP ((cchheemmii--tthheerrmmoommeecchhaanniiccaall ppuullpp)) mmiillllss wwhhiicchh ddoo nnoott uussee cchhlloorriinnee cchheemmiiccaallss iinn tthhee bblleeaacchh ccyyccllee..

Page 3: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

22

AAccccoorrddiinnggllyy,, iinn oorrddeerr ttoo rreeaacchh lliikkeellyy rreegguullaattoorryy ssttaannddaarrddss iinn tthhee ffuuttuurree,, cclloossuurree ooff mmiillll cciirrccuuiittss wwiillll bbeenneecceessssaarryy.. TThhiiss iiss lliikkeellyy ttoo bbee mmoorree eeaassiillyy aacchhiieevvaabbllee wwiitthh TTCCFF tteecchhnnoollooggyy ssiinnccee tthheerree wwiillll bbee aa lloowweerrrreeqquuiirreemmeenntt ffoorr cchhlloorriiddee rreemmoovvaall ffrroomm tthhee pprroocceessss lliiqquuoorrss.. IInn aaddddiittiioonn tthheerree iiss mmuucchh ggrreeaatteerr ppootteennttiiaall ttooddeeaall wwiitthh tthheessee ssttrreeaammss wwiitthhoouutt tthhee uussee ooff iinncciinneerraattiioonn tteecchhnnoollooggyy.. IInn oorrddeerr ttoo aavvooiidd ttrraannssffeerrrriinnggeennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss ffrroomm oonnee mmeeddiiuumm ttoo aannootthheerr,, iinncciinneerraattiioonn ooff EECCFF ddeerriivveedd sslluuddggeess aanndd ootthheerr ssoolliiddsswwiillll nneeeedd ttoo bbee eelliimmiinnaatteedd.. HHeennccee,, mmoovveemmeenntt ooff tthhee iinndduussttrryy ggeenneerraallllyy iinnttoo TTCCFF pprroocceesssseess rraatthheerr tthhaann EECCFFssyysstteemmss pprroommiisseess mmoorree rraappiidd aacchhiieevveemmeenntt ooff tthhee zzeerroo ddiisscchhaarrggee ggooaall..

IInn oorrddeerr ttoo pprroommoottee ssoouunndd eennvviirroonnmmeennttaall pprraaccttiiccee aanndd mmoovvee ttoowwaarrddss zzeerroo eefffflluueenntt mmiillllss,, eennvviirroonnmmeennttaallrreegguullaattoorrss nneeeedd ttoo pprroommoottee tthhee nneeeedd ffoorr pprroocceessss cchhaannggeess.. EExxtteennddeedd ccooookkiinngg aanndd ooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn ooffppuullppss iiss rreeqquuiirreedd ttoo rreedduuccee tthhee qquuaannttiittiieess ooff lliiggnniinn eenntteerriinngg tthhee bblleeaacchh ppllaanntt.. TThhee bblleeaacchh ppllaanntt sshhoouulldd bbeebbaasseedd uuppoonn ttoottaallllyy cchhlloorriinnee ffrreeee tteecchhnnoollooggiieess ttoo rreedduuccee eefffflluueenntt ttooxxiicciittyy aass mmuucchh aass ppoossssiibbllee aanndd ttoo ffaacciilliittaatteewwaatteerr aanndd pprroocceessss cchheemmiiccaall rreeccyycclliinngg wwiitthhoouutt nneeeedd ffoorr iinncciinneerraattiioonn ooff sslluuddggee ccoonnttaammiinnaatteedd wwiitthhoorrggaannoocchhlloorriinnee ccoommppoouunnddss.. UUnnddeerr tthheessee ccoonnddiittiioonnss,, tthhee mmiillll cciirrccuuiittss ccaann eeffffeeccttiivveellyy bbee cclloosseedd aanndd ooppeerraatteeddttoottaallllyy eefffflluueenntt ffrreeee ((TTEEFF))..

Page 4: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

33

IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN

WWoorrlldd wwiiddee ccoonnssuummppttiioonn ooff ppaappeerr pprroodduuccttss nnoowweexxcceeeeddss 226688 mmiilllliioonn ttoonnss ppeerr yyeeaarr ((PPPPII 11999955)).. TThhiissiiss uupp ffrroomm 223388 mmiilllliioonn ttoonnss iinn 11999900 ((PPPPII 11999911))wwhhiicchh,, iinn ttuurrnn,, iinnccrreeaasseedd ffrroomm 117700 mmiilllliioonn ttoonnss iinntthhee llaattee 11997700ss ((SSmmooookk 11998899)).. AAppppaarreenntt ppeerr ccaappiittaaccoonnssuummppttiioonn iiss ggrreeaatteesstt iinn tthhee UUnniitteedd SSttaatteess aatt333322..66 kkgg ooff ppuullpp pprroodduuccttss,, wwhhiillee,, bbyy ccoonnttrraasstt tthhee11999900 ffiigguurree ffoorr MMaallttaa wwaass 7711..22 kkgg aanndd tthhaatt ffoorrIInnddiiaa wwaass eessttiimmaatteedd aatt 22..77kkgg ((PPPPII 11999911)).. TThhee ppuullppaanndd ppaappeerr iinndduussttrryy iiss eexxppeecctteedd ggeenneerraallllyy ttoo ggrroowwssiiggnniiffiiccaannttllyy iinn tthhee nneewwllyy iinndduussttrriiaalliisseedd ccoouunnttrriieessooff AAffrriiccaa aanndd LLaattiinn AAmmeerriiccaa.. TThhee hhiigghheesstt rraatteess ooffggrroowwtthh,, hhoowweevveerr,, aarree eexxppeecctteedd iinn SSEE AAssiiaa,, aapprreemmiissee bboorrnnee oouutt bbyy tthhee llaatteesstt wwoorrlldd iinndduussttrryyffiigguurreess ((PPPPII 11999955)).. EEllsseewwhheerree ccoonnttiinnuueedd ggrroowwtthhiiss aallssoo ffoorreeccaasstt,, aalltthhoouugghh aatt aa lloowweerr rraattee tthhaann iinntthhee ppaasstt.. WWoorrlldd ccoonnssuummppttiioonn iiss pprroojjeecctteedd ttoo rriisseettoo oovveerr 331100 mmiilllliioonn ttoonnnneess iinn tthhee yyeeaarr 22000000((MMyyrreeeenn 11999944)).. TThhee cchhaannggeess wwiitthhiinn tthhee iinndduussttrryyaarree eexxppeecctteedd ttoo hhaavvee aa ssiiggnniiffiiccaanntt iimmppaacctt oonn tthheecchheemmiiccaall iinndduussttrryy aass wweellll.. SSoommee 1166..55 mmiilllliioonn ttoonnssooff cchheemmiiccaallss aarree uusseedd aannnnuuaallllyy iinn tthhee UUSS aannddCCaannaaddiiaann iinndduussttrriieess aalloonnee.. AApppprrooxxiimmaatteellyy UUSS$$5500wwoorrtthh ooff cchheemmiiccaallss aarree uusseedd iinn tthhee pprroodduuccttiioonn ooffeevveerryy ttoonn ooff bblleeaacchheedd ssooffttwwoooodd ppuullpp,, UUSS$$2200 ppeerrttoonn ooff nneewwsspprriinntt aanndd UUSS$$8800 ppeerr ttoonn ooffrreepprrooggrraapphhiicc ppaappeerrss ((BBuurrtt 11998877))..

TThhee ddiiffffeerreenntt ggrraaddeess aarree lliikkeellyy ttoo sshhooww ddiiffffeerreennttiiaallggrroowwtthh rraatteess bbuutt nnoo ssppeecciiffiicc pprroodduucctt ggrroouupp iisstthhoouugghhtt lliikkeellyy ttoo ddiissaappppeeaarr ffrroomm tthhee mmaarrkkeett.. TThheeaavveerraaggee ccoommppoossiittiioonn ooff pprroodduuccttss,, hhoowweevveerr,, wwiillllcchhaannggee.. IInn ggeenneerraall,, tthhee ggrreeaatteerr tthhee rreeqquuiirreemmeennttffoorr ffiibbrree ppuurriittyy,, tthhee lloowweerr tthhee yyiieelldd ooff ffiibbrree aannddtthhee ggrreeaatteerr tthhee ccoosstt.. AAlltthhoouugghh rreeccyycclleedd ffiibbrree iisspprreeddiicctteedd ttoo bbeeccoommee aa mmaajjoorr ffiibbrree rreessoouurrccee wwiitthhssoommee eessttiimmaatteess tthhaatt iitt mmaayy uullttiimmaatteellyy ccoommpprriissee5500%% ooff tthhee ttoottaall ffiibbrree ffuurrnniisshh,, tthhiiss iiss lliikkeellyy ttoo bbeehhiigghhllyy iinnfflluueenncceedd bbyy ccoonnssiiddeerraattiioonnss ooff eenneerrggyyccoonnssuummppttiioonn.. TThhee pprroodduuccttiioonn ooff mmeecchhaanniiccaall aannddrreeccyycclleedd ppuullppss aarree eenneerrggyy iinntteennssiivvee pprroocceesssseess.. IInnaaddddiittiioonn,, ((BByyssttrroomm && LLoonnnnsstteeddtt 11999955)),, tthheeuuttiilliissaattiioonn rraatteess ffoorr wwaassttee ppaappeerr iinn EEuurrooppee aarreeaallrreeaaddyy rreeggaarrddeedd aass hhiigghh,, lleeaavviinngg lliimmiitteedd ssccooppeeffoorr tthhee uussee ooff wwaassttee ppaappeerr iinn pprroodduuccttiioonn.. TThheesseeccuurrrreenntt ggeenneerraall ttrreennddss aarree sshhoowwnn iinn FFiigguurree 11.. TThheeppuullpp mmaarrkkeett oovveerraallll wwiillll bbee ddoommiinnaatteedd bbyybblleeaacchheedd kkrraafftt ((ssuullpphhaattee)) hhaarrddwwoooodd aanndd ssooffttwwooooddppuullppss..

HHiissttoorriiccaallllyy,, ppuullpp aanndd ppaappeerr pprroodduuccttiioonn hhaass lloonnggbbeeeenn rreeccooggnniisseedd aass aa ssiiggnniiffiiccaanntt ppooiinntt ssoouurrccee ooff

ppoolllluuttiioonn.. EEaarrllyy ccoonnttrrooll iinniittiiaattiivveess iinn tthhee UUKK,, ffoorreexxaammppllee,, ccoonncceennttrraatteedd uuppoonn rreedduucciinngg tthhee llooaaddiinnggooff ssuussppeennddeedd ssoolliiddss aanndd bbiioollooggiiccaall ooxxyyggeenn ddeemmaannddttoo tthhee rreecciippiieenntt ((WWaallddmmeeyyeerr 11995577)).. BBOODD ccoonnttrrooll iissssttiillll pprroobblleemmaattiicc iinn aarreeaass wwhheerree ddiisscchhaarrggeess aarreemmaaddee ttoo rreessttrriicctteedd wwaatteerrccoouurrsseess oorr eenncclloosseeddccooaassttaall aarreeaass.. AA rreecceenntt ssttuuddyy ooff tthhee SSoonnee RRiivveerr iinnIInnddiiaa ((SSrriivvaassttaavvaa eett aall.. 11998888)) hhaass sshhoowwnn tthhaatt tthheerriivveerr eeffffeeccttiivveellyy rreeqquuiirreedd 221166 kkmm ttoo rreevveerrtt ttoo iittssoorriiggiinnaall ccoonnddiittiioonn aafftteerr rreecceeiivviinngg tthhee eefffflluueenntt ffrroommaa mmiillll ooff iinnssttaalllleedd ccaappaacciittyy ooff 8855kktt ppeerr yyeeaarr..EEssttiimmaatteedd BBOODD--77 ddiisscchhaarrggeess ddiirreecctt ttoo tthhee GGuullff ooffBBootthhnniiaa,, GGuullff ooff FFiinnllaanndd,, BBaallttiicc SSeeaa aanndd KKaatttteeggaattttoottaalllleedd ssoommee 118800kktt ppeerr yyeeaarr iinn tthhee llaattee 11998800ss((CCGGBB 11998877))..

TTeecchhnnoollooggiieess uusseedd oorr uunnddeerr ddeevveellooppmmeenntt aatt tthhiissttiimmee iinncclluuddeedd ppeerrccoollaattiinngg ffiilltteerrss,, aaccttiivvaatteedd sslluuddggeepprroocceesssseess,, aannaaeerroobbiicc ttrreeaattmmeenntt aanndd hhiigghh pprreessssuurreeooxxiiddaattiioonn.. TThheessee wweerree aallll bbrrooaaddllyy eenndd--ooff--ppiippeemmeetthhooddoollooggiieess wwhhoossee ccoouunntteerrppaarrttss mmaayy bbee ffoouunnddaatt mmaannyy mmooddeerrnn mmiillllss..

AAeerraatteedd llaaggoooonn ssyysstteemmss hhaavvee ttoo aa llaarrggee eexxtteennttbbeeccoommee tthhee iinndduussttrryy ssttaannddaarrdd ffoorr wwaasstteewwaatteerrttrreeaattmmeenntt.. PPrroocceessss ccoonnttrroollss,, tthheenn aass nnooww,,iinncclluuddeedd ffiibbrree rreeccoovveerryy ssyysstteemmss ttoo rreedduuccee llooaaddiinnggssooff ppaarrttiiccuullaatteess ttoo rreecceeiivviinngg wwaatteerrss.. AAss iinn tthhee UUKK,,((EEddddee 11999944)) eeaarrllyy ppoolllluuttiioonn aabbaatteemmeenntt iinniittiiaattiivveessiinn tthhee UUSSAA wweerree bbaasseedd llaarrggeellyy uuppoonn aa ssyysstteemm ooffrreecciippiieenntt wwaatteerr qquuaalliittyy oobbjjeeccttiivveess ccoouupplleedd wwiitthhddeeffiinniittiioonn ooff tthhee nnoottiioonnaall ""aassssiimmiillaattiivvee ccaappaacciittyy""ooff tthhee rreecciippiieenntt.. SSuubbsseeqquueennttllyy,, mmuullttii--ttiieerreeddffrraammeewwoorrkkss ooff eennvviirroonnmmeennttaall rreegguullaattiioonn hhaavveebbeeeenn eevvoollvveedd iinn aa nnuummbbeerr ooff ccoouunnttrriieess ((sseeee::GGiiffffoorrdd && MMccFFaarrllaannee 11999911;; SSpprraagguuee 11999911;; EEddddee11999944))..

DDeessppiittee tthhiiss pprreeooccccuuppaattiioonn wwiitthh bbiioollooggiiccaall ooxxyyggeennddeemmaanndd aanndd ttoottaall ssuussppeennddeedd ssoolliiddss,, hhoowweevveerr,,ssoommee eeaarrllyy wwoorrkk ((eegg EEbbeelliinngg 11993311)) hhaadd rreemmaarrkkeeddoonn tthhee ttooxxiicciittyy ooff ppuullpp eefffflluueennttss aanndd nnootteedd tthheerreessiinnoouuss ttaassttee tthhaatt tthheeyy iimmppaarrtteedd ttoo ffiisshh fflleesshh..BBeeggiinnnniinngg iinn tthhee llaattee 11996600ss tthheerree wwaass aanniinnccrreeaassiinngg aawwaarreenneessss ooff tthhee ttooxxiicc pprrooppeerrttiieess ooffppuullpp aanndd ppaappeerr eefffflluueennttss wwhhiicchh hhaadd pprreevviioouussllyybbeeeenn oobbssccuurreedd bbyy tthhee eexxcceessssiivvee BBOODD ddeemmaannddppllaacceedd oonn tthhee rreecceeiivviinngg wwaatteerrss.. TThhee eemmpphhaassiissggrraadduuaallllyy sshhiifftteedd ffrroomm uunnbblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillllwwaasstteess ttoo bblleeaacchheedd mmiillll wwaasstteess aanndd aa nnuummbbeerr ooffaatttteemmppttss wweerree mmaaddee ttoo iissoollaattee tthhee ttooxxiiccccoommppoonneennttss.. TThhiiss eeaarrllyy wwoorrkk hhaass bbeeeennccoommpprreehheennssiivveellyy rreevviieewweedd bbyy WWaallddeenn ((11997766))..AAss nnootteedd bbyy MMiinnoorr ((11998822)),, tthhee ppuullpp aanndd ppaappeerriinndduussttrryy hhaass hhaadd tthhrreeee vveerryy ddiiffffiiccuulltt pprroobblleemmss ttoo

Page 5: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

44

ccoonnttrrooll aass ffoolllloowwss:: tthhee ddeevveellooppmmeenntt ooff ssuuiittaabblleemmeetthhooddss ffoorr ssuullpphhiittee wwaassttee lliiqquuoorr rreeccoovveerryy,,eelliimmiinnaattiioonn ooff mmaallooddoorroouuss aanndd ttooxxiicc ssuullpphhuurrccoommppoouunndd eemmiissssiioonnss ffrroomm tthhee kkrraafftt ppuullppiinnggpprroocceessss aanndd tthhee eelliimmiinnaattiioonn ooff ttooxxiicc ccoommppoouunnddss,,BBOODD,, CCOODD aanndd ccoolloouurr ffrroomm bblleeaacchh ppllaanntteefffflluueennttss.. TThhee ssoolluuttiioonn ooff tthhee bblleeaacchh ppllaannttpprroobblleemmss hhaass pprroovveenn ttoo bbee tthhee mmoosstt ddiiffffiiccuulltt..AArrgguuaabbllyy,, tthhiiss aassppeecctt ooff ppuullpp pprroodduuccttiioonn iiss tthheessiinnggllee mmoosstt iimmppoorrttaanntt ddeetteerrmmiinnaanntt ooffeennvviirroonnmmeennttaall iimmppaacctt ooff ssuucchh ooppeerraattiioonnss aanndd tthheessiinnggllee ggrreeaatteesstt iimmppeeddiimmeenntt ttoo rreedduucciinngg aannddeelliimmiinnaattiinngg tthhee eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaacctt ooff ppuullpppprroodduuccttiioonn ffaacciilliittiieess..

AAccccoorrddiinnggllyy,, tthhiiss ddooccuummeenntt ttrraacceess tthhee eevvoolluuttiioonn ooffbblleeaacchhiinngg tteecchhnniiqquueess aanndd tthhee pprroobblleemmss aassssoocciiaatteeddwwiitthh ppuullpp eefffflluueennttss iinn rreecceeiivviinngg wwaatteerrss.. IIttddiissccuusssseess tthhee ccrriittiiccaall nneeeedd ttoo mmooddiiffyy bblleeaacchhiinnggpprroocceesssseess iinn oorrddeerr ttoo ccoonnttrrooll mmoorree ffuullllyy pprroocceesssseefffflluueennttss.. IInn ppaarrttiiccuullaarr iitt eexxaammiinneess tthhee uussee ooffcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee aass aa ssuubbssttiittuuttee ffoorr cchhlloorriinnee aass aappuullpp bblleeaacchh.. IItt rreeaacchheess tthhee ccoonncclluussiioonn tthhaatt iiff tthheezzeerroo eefffflluueenntt mmiillll iiss ttoo bbeeccoommee aa rreeaalliissttiicc pprroossppeeccttaanndd tthhee iinndduussttrryy ssttaannddaarrdd,, tthheenn aallll ffoorrmmss ooffcchhlloorriinnee bbaasseedd bblleeaacchhiinngg aaggeennttss nneeeedd ttoo bbeessuubbssttiittuutteedd ffoorr..

PPUULLPP PPRROODDUUCCTTIIOONN PPRROOCCEESSSSEESS

AAlltthhoouugghh tthhee hhiissttoorryy ooff ppaappeerrmmaakkiinngg ddaatteess bbaacckkttoo tthhee ffiirrsstt cceennttuurryy BBCC ((MMiinnoorr 11998822)) tthhee mmooddeerrnnpprroocceessss ddaatteess bbaacckk ttoo tthhee ooppeenniinngg ooff tthhee FFrrooggmmoorreeMMiillll iinn EEnnggllaanndd iinn 11779988 ((MMyyrreeeenn 11999944)) pprroodduucciinnggppaappeerr ffrroomm rraaggss.. TThhee eexxttrreemmee sshhoorrtt--ssuuppppllyy ooff

rraaggss wwaass aalllleevviiaatteedd iinn tthhee llaattee 11887700ss wwhheenn iittbbeeccaammee tteecchhnniiccaallllyy ffeeaassiibbllee ttoo pprroodduuccee ppuullpp ffrroommwwoooodd.. TThhiiss wwaass aa ttuurrnniinngg ppooiinntt iinn tthheeddeevveellooppmmeenntt ooff tthhee iinndduussttrryy wwhhiicchh ssuubbsseeqquueennttllyyeevvoollvveedd ffrroomm aann aarrttiissaannaall aaccttiivviittyy ttoo aa ffuullllyymmeecchhaanniisseedd iinndduussttrryy ((KKeerrsskkii 11999955)).. SSuubbsseeqquueennttllyy,,ppaappeerr mmiillllss ccaammee ttoo bbee llooccaatteedd bbyy rriivveerrss wwiitthhaaffffoorreesstteedd ccaattcchhmmeennttss,, ffaacciilliittaattiinngg ttrraannssppoorrtt ooff tthheemmiillll wwoooodd ffuurrnniisshh aanndd tthhee uussee ooff tthhee rriivveerrss ffoorrppoowweerr aanndd pprroocceessss wwaatteerr..

TThhee pprroodduuccttiioonn ooff ppuullpp iiss tthhee ssiinnggllee mmoossttiimmppoorrttaanntt tteecchhnniiqquuee ffoorr tthhee cchheemmiiccaall ccoonnvveerrssiioonnooff wwoooodd aanndd aaccccoouunnttss ffoorr mmoorree tthhaann oonnee tthhiirrdd oofftthhee ttoottaall pprroocceesssseedd mmaassss aannnnuuaallllyy:: 446600 mmiilllliioonnccuubbiicc mmeettrreess oouutt ooff aa ttoottaall 22660000 mmiilllliioonn ccuubbiiccmmeettrreess hhaarrvveesstteedd wwhhiicchh iinncclluuddeess tthhee 11550000 mmiilllliioonnccuubbiicc mmeettrreess uusseedd ffoorr ffuueell wwoooodd ((FFeennggeell &&WWeeggeenneerr 11998899)).. AAnnootthheerr ppeerrssppeeccttiivvee iiss pprroovviiddeeddbbyy KKeerrsskkii ((11999955)) wwhhoo eessttiimmaatteess tthhaatt tthhee aannnnuuaallttiimmbbeerr ccoonnssuummppttiioonn eeqquuaatteess ttoo tthhee pprroodduuccttiioonn ooffaa llaanndd aarreeaa ooff oovveerr 2200,,000000 ssqquuaarree kkiilloommeettrreess,, oorraarroouunndd hhaallff tthhee aarreeaa ooff SSwwiittzzeerrllaanndd.. PPuullpp aannddppaappeerr pprroodduuccttiioonn aaccccoouunnttss ffoorr oonnee ppeerr cceenntt ooff tthheewwoorrlldd''ss ttoottaall eeccoonnoommiicc oouuttppuutt.. TThhee 11999922,, 11999933aanndd 11999944 pprroodduuccttiioonn ffiigguurreess ooff tthhee 1100 llaarrggeesstt ppuullpppprroodduucciinngg ccoouunnttrriieess,, aaccccoouunnttiinngg ffoorr aarroouunndd 8855%%ooff tthhee ttoottaall wwoorrlldd ppuullpp pprroodduuccttiioonn aarree sshhoowwnn iinnTTaabbllee 11 ((PPPPII 11999922;; 11999933;; 11999944)).. TThhee rraappiidd aannddsstteeaaddyy iinnccrreeaassee iinn ddeemmaanndd ffoorr ppuullpp pprroodduuccttss iissccoouupplleedd wwiitthh aann iinnccrreeaassiinngg sshhoorrttaaggee ooff wwooooddssuupppplliieess.. HHeennccee,, sshhoorrtt--rroottaattiioonn iinntteennssiivvee ccuullttuurreeppllaannttaattiioonnss aarree nnooww bbeeiinngg aaccttiivveellyy rreesseeaarrcchheedd aass aassoouurrccee ooff mmiillll ffuurrnniisshh ((SSiieerrrraa--AAllvvaarreezz &&TTjjeeeerrddssmmaa 11999955))..

PPrroodduuccttiioonn ((xx11000000tt))11999922 11999933 11999944

UUSSAA 5599228822 5577006699 5588772244CCaannaaddaa 2222884411 2222889977 2244554477CChhiinnaa 1111998855 1155229900 1177005544SSwweeddeenn 99558899 99995533 1100886677JJaappaann 1111220000 1100559933 1100557799FFiinnllaanndd 88552255 99333388 99996622BBrraazziill 55336688 55550099 66110066CCIISS 66880000 44336655 33331133FFrraannccee 22660099 22554400 22778877NNoorrwwaayy 22000099 22116699 22334444

TTaabbllee 11:: PPuullpp pprroodduuccttiioonn ffiigguurreess ffoorr ttoopp pprroodduucceerrss iinn 11999944 aass ccoommppaarreedd ttoo pprreevviioouuss yyeeaarrss.. DDaattaa ffrroomm PPPPII((11999933;; 11999944;; 11999955))..

WWoooodd iiss cchheemmiiccaallllyy vveerryy hhiigghhllyy ccoommpplleexx.. TThhee bbaassiicc ssttrruuccttuurraall eelleemmeenntt ooff tthhee cceellll wwaallllss iiss

Page 6: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

55

cceelllluulloossee.. LLiiggnniinn aanndd hheemmiicceelllluulloossee aarree aallssooddiissttrriibbuutteedd tthhrroouugghhoouutt tthhee cceellll wwaallllss,, aalltthhoouugghhtthhiiss ddiissttrriibbuuttiioonn iiss ppoooorrllyy uunnddeerrssttoooodd ((MMiinnoorr11998822;; FFeennggeell aanndd WWeeggeenneerr 11998899)).. TThhee rreellaattiivveepprrooppoorrttiioonnss vvaarryy,, bbuutt iinn tthhee cceellllss ooff SSccoottss ppiinnee,, tthheerreellaattiivvee pprrooppoorrttiioonnss aarree 2288..00 wweeiigghhtt %% lliiggnniinn,, 2288..77wwtt%% hheemmiicceelllluulloossee aanndd 4400..33 wweeiigghhtt %% cceelllluulloossee.. IInnaaddddiittiioonn wwoooodd ccoonnttaaiinnss 33--1100%% ooff ""eexxttrraaccttiivveess"".. TThhiissffrraaccttiioonn iinncclluuddeess ffaattss aanndd eesstteerrss,, tteerrppeenneess aannddrreessiinn aacciiddss,, pphheennoolliicc mmaatteerriiaallss aanndd ttaannnniinnss.. TTrraacceeqquuaannttiittiieess ooff iinnoorrggaanniicc mmaatteerriiaallss aarree aallssoo pprreesseennttttooggeetthheerr wwiitthh hheeaavvyy mmeettaallss.. TThhee lliiggnniinn ccoommppoonneennttbbiinnddss tthhee cceelllluulloossee ffiibbrreess ttooggeetthheerr aanndd iinn oorrddeerr ttoopprroodduuccee ppaappeerr tthhee ffiibbrreess mmuusstt bbee sseeppaarraatteedd ffrroommeeaacchh ootthheerr.. TThhiiss mmaayy bbee aacchhiieevveedd mmeecchhaanniiccaallllyy oorrbbyy cchheemmiiccaall ddiissssoolluuttiioonn ooff tthhee lliiggnniinn..

PPuullppiinngg iiss tthhee mmeeaannss wwhheerreebbyy tthhee wwoooodd iiss rreedduucceeddttoo aa ffiibbrroouuss mmaassss ffoorr oonnwwaarrdd pprroocceessssiinngg iinnttooppaappeerr aanndd bbooaarrdd pprroodduuccttss.. AAfftteerr hhaarrvveessttiinngg,, tthheewwoooodd iiss ddeebbaarrkkeedd mmeecchhaanniiccaallllyy aanndd ccoonnvveerrtteedd ttoo

cchhiippss ooff ssppeecciiffiieedd ssiizzee.. TThhee cchhiippss aarree ssccrreeeenneedd aannddtthheenn ppuullppeedd.. AAnn eexxtteennssiivvee oovveerrvviieeww ooff ppuullppiinnggpprroocceedduurreess aanndd ttrreeaattmmeennttss iiss ggiivveenn bbyy FFeennggeell &&WWeeggeenneerr ((11998899)) aanndd MMiinnoorr ((11998822)) aanndd tthhee rreeaaddeerriiss rreeffeerrrreedd ttoo tthheessee ddooccuummeennttss ffoorr mmoorree ddeettaaiilleeddiinnffoorrmmaattiioonn.. TThheerree aarree aa vvaarriieettyy ooff mmeetthhooddss ffoorrpprroodduucciinngg ppuullppss mmeecchhaanniiccaallllyy aanndd sseevveerraallcchheemmiiccaall ppuullppiinngg mmeetthhooddss aarree iinn uussee.. CChhlloorr--aallkkaalliipprroodduuccttss aarree wwiiddeellyy uusseedd iinn tthhee rreeffiinniinngg aannddbblleeaacchhiinngg pprroocceesssseess iinnvvoollvveedd iinn tthhee mmaannuuffaaccttuurreeooff cchheemmiiccaall ppuullppss.. TThhee ppuullppiinngg mmeetthhoodd ooff cchhooiicceewwiillll ddeeppeenndd uuppoonn aa nnuummbbeerr ooff ffaaccttoorrss iinncclluuddiinnggtthhee ggrraaddee ooff ppaappeerr bbeeiinngg mmaannuuffaaccttuurreedd.. DDiiffffeerreennttppaappeerr qquuaalliittiieess uuttiilliissee ddiiffffeerreenntt ttyyppeess ooff ffiibbrreess.. IInnaa ccooppyyiinngg ppaappeerr,, ffoorr eexxaammppllee,, hhaarrddwwoooodd ffiibbrree iissuusseedd aass tthhee bbuullkk wwiitthh ssooffttwwoooodd ffiibbrree aaddddeedd ttooiimmppaarrtt mmeecchhaanniiccaall ssttrreennggtthh.. NNeewwsspprriinntt iissmmaannuuffaaccttuurreedd pprreeddoommiinnaannttllyy ooff mmeecchhaanniiccaall oorrrreeccyycclleedd ffiibbrreess wwiitthh aa ssmmaallll ccoommppoonneenntt ooff ssooffttwwoooodd ffiibbrree ttoo iimmppaarrtt ssttrreennggtthheenniinngg pprrooppeerrttiieess..

RReeggiioonn CC MM OO CC MM OO((11999900)) ((11999944))

EE++WW EEuurrooppee 2288006633 1144228855 11771111 2266112200 1133339988 333322NN.. AAmmeerriiccaa 6622334466 1166331100 11339933 6677008800 1166118899 22LL.. AAmmeerriiccaa 55770000 771199 886622 88443333 555599 662266AAssiiaa 1199113300 22990044 22444444 2211660066 33006655 88008899AAuussttrraallaassiiaa 11227700 11112233 00 11227700 11009944 994422AAffrriiccaa 11338844 441133 559922 22002255 550044 114455TTOOTTAALL 111177889933 3355775544 77000022 112266553344 3344880099 1100113366

TTaabbllee 22:: WWoorrlldd rreeggiioonnaall pprroodduuccttiioonn ooff ppuullpp bbyy ttyyppeess ffoorr 11999900 && 11999944.. AAppppaarreenntt ddeecclliinnee iinn ttoottaall ffiigguurreess ffoorr EEuurrooppee iissdduuee ttoo cclloossuurree ooff ppllaannttss iinn tthhee ffoorrmmeerr EEaasstteerrnn BBlloocc.. DDaattaa ffrroomm PPPPII ((11999911;; 11999955)).. CC== CChheemmiiccaall ppuullpp,, MM== MMeecchhaanniiccaall ppuullpp,,OO== OOtthheerr ppuullpp ttyyppeess..

PPrroodduuccttiioonn MMeetthhooddMMiilllliioonn TToonnnneess PPeerrcceennttaaggee ooff TToottaall

SSuullpphhaattee PPuullpp 7722..00 5588..22%%SSuullpphhiittee PPuullpp 1111..44 99..22%%MMeecchhaanniiccaall PPuullpp 2266..00 2211..11%%DDiissssoollvviinngg PPuullppss 44..55 33..77%%OOtthheerr PPuullppss 99..66 77..88%%

TTaabbllee 33.. WWoorrlldd pprroodduuccttiioonn ooff ppuullpp aaccccoorrddiinngg ttoo ppuullppiinngg mmeetthhoodd iinn 11997799.. DDaattaa ffrroomm FFeennggeell && WWeeggeenneerr ((11997799))

Page 7: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

66

PPrroodduuccttiioonn ((xx11000000tt))SSuullpphhaattee SSuullpphhiittee MMeecchhaanniiccaall

BB UU BB UU MM SSUUSSAA 2288224499 1199887700 11333344 00 55333388 33771199CCaannaaddaa 1100995588 11447744 331133 551122 1100885511 444400CChhiinnaa** TToottaall 889933 TToottaall 8899 TToottaall 447733SSwweeddeenn 44999900 22004488 663399 8822 22885588 225500JJaappaann 66992288 11663388 99 00 11663366 221144FFiinnllaanndd 55115577 668877 00 00 44118811 --BBrraazziill 33660066 11224477 1177 -- 333333 3377CCIISS 11114400 886666 119944 331166 TToottaall 991155FFrraannccee 11002255 449944 226622 00 888866 111199NNoorrwwaayy 334466 116622 118899 4411 11551166 9900

TTaabbllee 44:: PPuullpp pprroodduuccttiioonn ffiigguurreess ffoorr ttoopp pprroodduucceerrss iinn 11999944 bbyy ccaatteeggoorryy ooff ppuullpp.. DDaattaa ffrroomm PPPPII ((11999944)).. BB== bblleeaacchheedd,, UU==uunnbblleeaacchheedd,, SS== sseemmiicchheemmiiccaall,, MM== mmeecchhaanniiccaall.. FFiigguurreess ffoorr CChhiinnaa [[**]] ddeerriivveedd ffrroomm lliimmiitteedd ddaattaasseett.. DDiissppaarriittyy bbeettwweeeenn ddaattaaiinn TTaabbllee 11 dduuee ttoo oommiissssiioonn ooff ootthheerr ppuullpp ttyyppeess aanndd ddiiffffeerreenncceess iinn ddaattaa ssoouurrcceess..

AAllll ppuullppiinngg pprroocceesssseess aarree ddeessiiggnneedd ttoo sseeppaarraattee tthheewwoooodd ffiibbrreess pprreesseenntt iinn tthhee wwoooodd.. MMeecchhaanniiccaallpprroocceesssseess aacchhiieevvee tthhiiss bbyy ggrriinnddiinngg oorr tteeaarriinngg tthheeffiibbrreess aappaarrtt.. CChheemmiiccaall pprroocceesssseess ddiissssoollvvee tthheelliiggnniinn pprreesseenntt bbeettwweeeenn tthhee cceellllss aalllloowwiinngg tthhee ffiibbrreessttoo sseeppaarraattee wwiitthh lliittttllee oorr nnoo mmeecchhaanniiccaall aaccttiioonn..TTeecchhnniiqquueess aavvaaiillaabbllee vvaarryy bbeettwweeeenn tthheessee ttwwooeexxttrreemmeess.. TThhee iinndduussttrryy bbaallaannccee ooff ppuullppiinnggmmeetthhooddss iiss sshhoowwnn iinn TTaabblleess 22 && 33 ttaakkeenn ffrroomm PPPPII11999911;;11999955 && FFeennggeell aanndd WWeeggeenneerr ((11998899)).. TTaabbllee 44sshhoowwss tthhee bbaallaannccee ooff ppuullppiinngg mmeetthhooddss uusseedd bbyy ttoopppprroodduucceerrss.. TThhee mmaajjoorr ppuullpp pprroodduuccttiioonn mmeetthhooddssccaann bbee ccaatteeggoorriisseedd aass ffoolllloowwss::

11)) GGrroouunnddwwoooodd ppuullppiinngg

TThheessee pprroocceesssseess eesssseennttiiaallllyy ggrriinndd tthhee rraaww wwoooodd ttoopprroodduuccee aa ppuullpp yyiieelldd ooff bbeettwweeeenn 9900 aanndd 9988%% iinnmmooddeerrnn ssyysstteemmss.. MMooddiiffiiccaattiioonnss ttoo tthhee pprroocceessssiinncclluuddee tthhee uussee ooff sstteeaamm aass aa lliiggnniinn ssoofftteenniinngg aaggeennttaanndd ccaarrrryyiinngg oouutt tthhee pprroocceessss uunnddeerr ppoossiittiivveepprreessssuurree.. UUsseess ooff tthhiiss ppuullpp aarree ggeenneerraallllyy rreessttrriicctteeddttoo aapppplliiccaattiioonnss ssuucchh aass nneewwsspprriinntt,, ttooiilleett ttiissssuueessaanndd ppaappeerrbbooaarrdd ssiinnccee iitt tteennddss ttoo yyeellllooww oonn aaggeedduuee ttoo tthhee ccoonntteenntt ooff rreessiidduuaall lliiggnniinn..

22)) RReeffiinneerr mmeecchhaanniiccaall ppuullppiinngg

TThhiiss pprroocceessss ddiiffffeerrss ffrroomm ggrroouunnddwwoooodd ppuullppiinnggpprriinncciippaallllyy iinn tthhee uussee ooff cchhiippss,, wwaaffeerrss aanndd ssaawwmmiillllwwaasstteess aass ffeeeeddssttoocckk.. TThhee ddoommiinnaanntt pprroocceessss iisstthheerrmmoo--mmeecchhaanniiccaall ppuullpp wwhheerree tthhee wwoooodd cchhiippssaarree pprreehheeaatteedd aanndd sstteeaammeedd bbeeffoorree bbeeiinngg ffeedd ttoo oonneeooff tthhee tthhrreeee ssttaannddaarrdd ddiisscc--rreeffiinneerr ssyysstteemmss.. TThhee

rreessuullttiinngg ppuullppss aarree ssoommeewwhhaatt lleessss bbrriigghhtt ffoorr aaggiivveenn wwoooodd ssppeecciieess tthhaann ggrroouunnddwwoooodd ppuullppss..

33)) SSeemmii--cchheemmiiccaall ppuullppiinngg

SSeemmii--cchheemmiiccaall ppuullppiinngg pprroocceesssseess aarreecchhaarraacctteerriisseedd bbyy aa cchheemmiiccaall pprreettrreeaattmmeenntt ssttaaggeeffoolllloowweedd bbyy aa mmeecchhaanniiccaall rreeffiinniinngg sstteepp.. TThheepprroocceessss uusseess pprreeddoommiinnaannttllyy hhaarrddwwooooddss aanndd ccaannaaccccoommmmooddaattee wwoooodd ooff rreellaattiivveellyy iinnffeerriioorr qquuaalliittyyaanndd wwoooodd oobbttaaiinneedd ffrroomm mmiixxeedd ssttaannddss.. TThhee bbeessttkknnoowwnn ooff tthheessee pprroocceesssseess iiss tthhee nneeuuttrraall ssuullpphhiitteesseemmiicchheemmiiccaall pprroocceessss aanndd iinnvvoollvveess iimmpprreeggnnaattiioonnooff tthhee cchhiippss wwiitthh ssooddiiuumm ssuullpphhiittee lliiqquuoorr,, ffoolllloowweeddbbyy ccooookkiinngg aatt 116600--119900 CC aanndd aa ssuubbsseeqquueenntt ddiissccrreeffiinniinngg ssttaaggee.. TThhee ppuullppss pprroodduucceedd ttyyppiiccaallllyy hhaavvee1100--1155%% rreessiidduuaall lliiggnniinn,, mmuucchh hhiigghheerr tthhaann tthhee ffuullllcchheemmiiccaall ppuullppss.. TThhee ppuullppss hhaavvee hhiigghh rriiggiiddiittyy aannddssttiiffffnneessss aanndd aarree uusseedd iinn ccoorrrruuggaatteedd bbooaarrddss aass wweellllaass pprriinnttiinngg ppaappeerrss,, ggrreeaasseepprrooooff ppaappeerrss aanndd bboonnddppaappeerrss.. TThheerree iiss nnoo cclleeaarr ddeemmaarrccaattiioonn bbeettwweeeenn tthheesseemmii--cchheemmiiccaall pprroocceesssseess aanndd tthhee hhiigghh yyiieellddcchheemmiiccaall pprroocceesssseess wwhhiicchh aarree ggeenneerraallllyymmooddiiffiiccaattiioonnss ooff tthhee nnoorrmmaall kkrraafftt aanndd ssuullpphhiitteeppuullppiinngg mmeetthhooddss..

44)) CChheemmiiccaall ppuullppss

aa)) AAllkkaalliinnee cchheemmiiccaall ppuullppiinngg

TThhee ttwwoo mmaajjoorr aallkkaalliinnee pprroocceesssseess ffoorr pprroodduucciinnggcchheemmiiccaall ppuullppss aarree tthhee aallkkaalliinnee ssuullpphhaattee oorr""kkrraafftt"" pprroocceessss aanndd tthhee ssooddaa pprroocceessss.. IInn bbootthhtthheessee pprroocceesssseess wwoooodd cchhiippss aarree ccooookkeedd wwiitthh

Page 8: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

77

ssooddiiuumm hhyyddrrooxxiiddee iinn oorrddeerr ttoo ddiissssoollvvee tthhee lliiggnniinnwwhhiicchh bbiinnddss tthhee ffiibbrreess ttooggeetthheerr.. SSooddiiuumm ssuullpphhiiddeeiiss aann aaddddiittiioonnaall ccoommppoonneenntt ooff tthhee ppuullppiinnggcchheemmiiccaall mmiixx iinn tthhee kkrraafftt pprroocceessss.. BBootthh pprroocceesssseessaarree nnaammeedd aaccccoorrddiinngg ttoo tthhee rreeggeenneerraattiioonncchheemmiiccaallss uusseedd ttoo ccoommppeennssaattee ffoorr ssooddiiuummhhyyddrrooxxiiddee:: ssooddiiuumm ssuullpphhaattee aanndd ssooddiiuummccaarrbboonnaattee.. TThhee kkrraafftt pprroocceessss iiss nnoott oonnllyy tthheeddoommiinnaanntt cchheemmiiccaall ppuullppiinngg pprroocceessss bbuutt tthhee mmoossttiimmppoorrttaanntt oovveerraallll iinn tteerrmmss ooff tthhee vvaarriioouusspprroodduuccttiioonn mmeetthhooddss.. TThhee ssooddaa pprroocceessss iissiimmppoorrttaanntt llaarrggeellyy iinn tthhee pprroodduuccttiioonn ooff nnoonn--wwooooddppuullppss.. VVaarriioouuss mmooddiiffiiccaattiioonnss ttoo tthhee kkrraafftt aanndd ssooddaapprroocceesssseess hhaavvee bbeeeenn ddeevviisseedd iinn oorrddeerr ttoo aatttteemmpptt ttoooovveerrccoommee llooww ppuullpp yyiieellddss aanndd eennvviirroonnmmeennttaallpprroobblleemmss.. TThheessee ggeenneerraallllyy iinnvvoollvvee tthhee aaddddiittiioonn ooffcchheemmiiccaallss ttoo tthhee ddiiggeesstt lliiqquuoorr.. TThhee mmoosstt iimmppoorrttaannttooff tthheessee iiss aanntthhrraaqquuiinnoonnee ((AAQQ)).. TThhee bbeenneeffiittss ooffAAQQ ppuullppiinngg iinncclluuddee iinnccrreeaasseedd ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn rraatteessttooggeetthheerr wwiitthh rreedduucceedd aallkkaallii cchhaarrggeess aannddiimmpprroovveedd ppuullpp pprrooppeerrttiieess..

AAnn iinntteeggrraall aanndd eeccoonnoommiiccaallllyy vviittaall ppaarrtt ooff aallkkaalliinneeppuullppiinngg mmiillll ooppeerraattiioonnss iiss tthhee rreeggeenneerraattiioonn ooff tthheeccooookkiinngg lliiqquuoorrss ((FFeennggeell && WWeeggeenneerr 11998899;; MMiinnoorr11998822)).. TThhee rreeccoovveerryy ccyyccllee iiss wweellll ddeeffiinneedd ffoorr tthheekkrraafftt pprroocceessss aanndd iiss ddeessiiggnneedd ttoo rreeccoovveerr ppuullppiinnggcchheemmiiccaallss,, rreedduuccee wwaatteerr ppoolllluuttiioonn bbyy ccoommbbuussttiinnggoorrggaanniicc mmaatttteerr iinn tthhee ssppeenntt lliiqquuoorr,, ggeenneerraatteepprroocceessss hheeaatt aanndd rreeccoovveerr bbyy--pprroodduuccttss ooff vvaalluuee..TThhee mmaaiinn sstteeppss iinn tthhee pprroocceessss aarree tthhee eevvaappoorraattiioonnooff tthhee bbllaacckk lliiqquuoorr ddrraaiinneedd ffrroomm tthhee ddiiggeesstteerr aafftteerrwwoooodd cchhiipp ddiiggeessttiioonn,, ccoommbbuussttiioonn ooff tthheeccoonncceennttrraatteedd lliiqquuoorr ttoo pprroodduuccee aa mmiinneerraall ""ssmmeelltt"",,ccaauussttiicciissaattiioonn ooff tthhee ssmmeelltt aanndd rreeggeenneerraattiioonn ooff tthheelliimmee uusseedd iinn tthhee pprroocceessss.. TThhee eenneerrggyy ccoonntteenntt ooff tthheebbllaacckk lliiqquuoorr iiss hhiigghh.. GGuulllliicchhsseenn ((11999911)) nnootteess tthhaatthhaallff ooff tthhee wwoooodd iiss ddiissssoollvveedd dduurriinngg tthheemmaannuuffaaccttuurree ooff cchheemmiiccaall ppuullpp,, aanndd tthhiiss,, wwhheennccoommbbuusstteedd iinn tthhee rreeccoovveerryy bbooiilleerr,, pprroovviiddeess hheeaattffoorr tthhee ppllaanntt ssyysstteemmss..

TThhee hheeaarrtt ooff tthhee pprroocceessss iiss tthhee rreeccoovveerryy ffuurrnnaaccee..TThhee bbllaacckk lliiqquuoorr iiss eevvaappoorraatteedd ttoo aa ssoolliiddss ccoonntteennttooff bbeettwweeeenn 6600%% aanndd 7755%% uussiinngg aa 55--66 ssttaaggeessyysstteemm aanndd tthhiiss iiss ffoolllloowweedd bbyy ddiirreecctt ccoonnttaacctteevvaappoorraattiioonn iinn wwhhiicchh fflluuee ggaass ffrroomm tthhee rreeccoovveerryybbooiilleerr iiss bbrroouugghhtt ddiirreeccttllyy iinnttoo ccoonnttaacctt wwiitthh tthheelliiqquuoorr.. TTaallll ooiill ssooaappss aarree rreeccoovveerreedd dduurriinngg tthheeeevvaappoorraattiioonn ssttaaggeess.. OOxxiiddaattiioonn ooff tthhee lliiqquuoorr pprriioorrttoo eevvaappoorraattiioonn ccaann bbee ccaarrrriieedd oouutt ttoo rreedduuccee tthheeeemmiissssiioonn ooff mmaallooddoorroouuss ccoommppoouunnddss.. WWhheenn tthheebbllaacckk lliiqquuoorr iiss ccoonncceennttrraatteedd,, ssooddiiuumm ssuullpphhaattee aannddootthheerr cchheemmiiccaallss aarree aaddddeedd ttoo ccoommppeennssaattee ffoorrtthhoossee lloosstt iinn tthhee ppuullppiinngg pprroocceessss..

IInn tthhee rreeccoovveerryy bbooiilleerr,, tthhee oorrggaanniicc ccoonntteenntt iissccoommbbuusstteedd ttoo pprroodduuccee hheeaatt.. CCaarrbboonn ddiiooxxiiddee rreeaaccttsswwiitthh ssooddiiuumm hhyyddrrooxxiiddee ttoo pprroodduuccee ssooddiiuummccaarrbboonnaattee.. TThhee aaddddeedd ssooddiiuumm ssuullpphhaattee iiss rreedduucceeddttoo ssooddiiuumm ssuullpphhiiddee aanndd hheennccee tthhee ssoolliidd ssmmeellttpprroodduucceedd bbyy tthhee bbooiilleerr ccoonnttaaiinnss llaarrggeellyy ssooddiiuummccaarrbboonnaattee aanndd ssooddiiuumm ssuullpphhiiddee.. TThhiiss iiss ddiissssoollvveeddiinn aa ttaannkk ttoo pprroodduuccee tthhee ggrreeeenn lliiqquuoorr wwhhiicchh iissssuubbsseeqquueennttllyy ffiilltteerreedd aanndd ttrreeaatteedd wwiitthh ccaallcciiuummhhyyddrrooxxiiddee ((ssllaakkeedd lliimmee)) ttoo ccoonnvveerrtt tthhee ssooddiiuummccaarrbboonnaattee ttoo ssooddiiuumm hhyyddrrooxxiiddee.. TThhee rreessuullttiinnggwwhhiittee lliiqquuoorr iiss tthheenn rreettuurrnneedd ttoo tthhee ddiiggeessttiioonnpprroocceessss.. TThhee lliimmee iiss rreeggeenneerraatteedd bbyy hheeaattiinngg aannddmmiixxiinngg wwiitthh wwaatteerr rreemmoovveedd ffrroomm tthhee ggrreeeenn lliiqquuoorr..TThhiiss pprroocceessss iiss,, tthheerreeffoorree,, tthheeoorreettiiccaallllyy cclloosseedd iinnrreellaattiioonn ttoo wwaatteerr uussee bbuutt nnoott wwiitthh rreessppeecctt ttooaattmmoosspphheerriicc eemmiissssiioonnss,, ssppiillllss aanndd ccoonnddeennssaatteeggeenneerraattiioonn..

TThhee ppuullppss pprroodduucceedd bbyy tthhee kkrraafftt pprroocceessss aarreecchhaarraacctteerriisseedd bbyy ggoooodd ssttrreennggtthh pprrooppeerrttiieess.. TThheeyyaarree,, tthheerreeffoorree,, tthhee pprreeffeerrrreedd ggrraaddeess iinn ssttrroonnggppaappeerr ggrraaddeess ssuucchh aass tthhee lliinneerr iinn ccoorrrruuggaattiinnggbbooaarrddss oorr bbaagg aanndd wwrraappppiinngg ppaappeerrss.. HHaarrddwwooooddkkrraafftt ppuullppss aarree uusseedd iinn mmaannyy pprriinnttiinngg ppaappeerrss ffoorrbbuullkkiinngg ppuurrppoosseess,, iinn mmiixxttuurree wwiitthh ssooffttwwoooodd ppuullppss..TThhee rreessiidduuaall lliiggnniinn pprreesseenntt iinn tthhee ppuullpp iisseexxpprreesssseedd iinn tteerrmmss ooff tthhee ""kkaappppaa nnuummbbeerr"" wwhhiicchhiiss ddeetteerrmmiinneedd bbyy tthhee ooxxiiddaattiioonn ooff lliiggnniinn bbyyppoottaassssiiuumm ppeerrmmaannggaannaattee uunnddeerr aacciiddiicc ccoonnddiittiioonnss..TThhee lloowweerr tthhee kkaappppaa nnuummbbeerr ooff aa ppuullpp,, tthhee lloowweerrtthhee lleevveell ooff rreessiidduuaall lliiggnniinn..

bb)) SSuullpphhiittee cchheemmiiccaall ppuullppiinngg

TThhee bbaassiicc pprroocceesssseess ffoorr tthhee mmaannuuffaaccttuurree ooffssuullpphhiittee cchheemmiiccaall ppuullppss aarree oouuttlliinneedd bbyy FFeennggeellaanndd WWeeggeenneerr ((11998899)) aanndd MMiinnoorr ((11998822)).. TThheessee aarreetthhee aacciiddiicc ssuullpphhiittee pprroocceessss,, bbiissuullpphhiittee pprroocceessss,,mmuullttii--ssttaaggee ssuullpphhiittee pprroocceessss,, nneeuuttrraall ssuullpphhiitteepprroocceessss aanndd aallkkaalliinnee ssuullpphhiittee pprroocceessss.. AAllll aarreeddeessccrriibbeedd iinn tteerrmmss ooff tthhee ccoommppoossiittiioonn ooff tthheeccooookkiinngg lliiqquuoorr wwhhiicchh iinn ttuurrnn ddeeffiinneess tthhee pprroocceessssppHH aanndd tthhee cchhooiiccee ooff bbaassiicc cchheemmiiccaallss uusseedd.. TThheeggaass ssuullpphhuurr ddiiooxxiiddee iiss uusseedd ttoo ggeenneerraattee tthheessuullpphhiittee cchheemmiiccaallss uusseedd iinn ddiiggeessttiioonn.. PPuullppiinnggccoonnddiittiioonnss vvaarryy wwiiddeellyy aaccccoorrddiinngg ttoo tthhee mmiillllffuurrnniisshh aanndd tthhee ddiiffffeerreenntt pprroocceesssseess pprroodduuccee ppuullppssooff ddiiffffeerriinngg cchheemmiiccaall ccoommppoossiittiioonn aannddppaappeerrmmaakkiinngg aapppplliiccaattiioonn..SSuullpphhiittee ppuullppss aarree aa rreellaattiivveellyy ssmmaallll ccoommppoonneenntt oofftthhee ppuullppss pprroodduucceedd gglloobbaallllyy iinn rreellaattiioonn ttoo kkrraafftt,,sseemmiicchheemmiiccaall aanndd mmeecchhaanniiccaall ppuullppss aass sshhoowwnn bbyytthhee ddaattaa iinn TTaabbllee 44 ddeerriivveedd ffrroomm PPPPII ((11999944))..

Page 9: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

88

dd)) OOrrggaannoossoollvv ppuullppiinngg

TThhiiss ppuullppiinngg mmeetthhoodd hhaass bbeeeenn rreecceeiivviinngg iinnccrreeaasseeddaatttteennttiioonn iinn rreecceenntt yyeeaarrss.. SSoollvveenntt ppuullppiinngg ooffffeerrss aannuummbbeerr ooff ppootteennttiiaall aaddvvaannttaaggeess oovveerr ccoonnvveennttiioonnaallppuullppiinngg tteecchhnniiqquueess ssuucchh aass rreellaattiivveellyy llooww cchheemmiiccaallaanndd eenneerrggyy ccoonnssuummppttiioonn ccoouupplleedd wwiitthh llooww ccaappiittaallccoossttss aanndd llooww eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaacctt.. AAqquueeoouussoorrggaanniicc ssoollvveennttss ssuucchh aass mmeetthhaannooll aanndd eetthhaannooll aarreeuusseedd ffoorr ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn ttoo pprroodduuccee aa bblleeaacchhaabblleeppuullpp wwhhiicchh ccaann bbee bblleeaacchheedd wwiitthh nnoonn--cchhlloorriinneecchheemmiiccaallss.. PPiilloott ssccaallee tteessttss hhaavvee ggiivveenn hhiigghh ppuullppyyiieellddss wwiitthh ssttrreennggtthh pprrooppeerrttiieess ssiimmiillaarr ttoo ssuullpphhiittee

aanndd kkrraafftt ppuullppss ((sseeee:: SSiieerrrraa--AAllvvaarreezz && TTjjeeeerrddssmmaa11999955))..

WWAATTEERR UUSSEE

WWaatteerr iiss aann iimmppoorrttaanntt ccoonnssuummaabbllee iinn tthheepprroodduuccttiioonn ooff ppuullpp aanndd ppaappeerr.. WWiitthh ttiimmee,,hhoowweevveerr,, tthheerree hhaass bbeeeenn aa pprrooggrreessssiivvee rreedduuccttiioonniinn tthhee uussee ooff wwaatteerr aatt mmiillllss ((EEddddee 11999944)) ccoonnssiiddeerreeddiinn rreellaattiioonn ttoo aallll ttyyppeess ooff mmiillll.. WWhheerreeaass iinn 11995599aarroouunndd 224400 ccuubbiicc mmeettrreess ooff wwaatteerr wweerree uusseedd iinn tthheepprroodduuccttiioonn ooff 11 ttoonnnnee ooff aaiirr ddrriieedd ppuullpp,, bbyy 11998888aavveerraaggee wwaatteerr uussaaggee hhaadd bbeeeenn rreedduucceedd ttoo 7722 ccuubbiiccmmeettrreess ppeerr aaiirr ddrriieedd ttoonnnnee.. TThhee mmoosstt rreecceenntttteecchhnnoollooggyy,, iinnssttaalllleedd iinn SSoouutthh AAffrriiccaa,, hhaass aa wwaatteerrddeemmaanndd ooff 1166 mm33 ppeerr aaiirr ddrriieedd ttoonnnnee.. TTaabbllee 55sshhoowwss tthhee mmaaiinn ssoouurrcceess ooff aaqquueeoouuss eefffflluueennttpprroodduucceedd iinn aa bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll..

PPrroocceessss AArreeaa NNeewweerr MMiillllss CCuurrrreenntt ddeessiiggnnss PPoossssiibbllee FFuuttuurreeWWooooddrroooomm 00..33 00..33 00..33DDiiggeessttiioonn 11..00 11..00 00..22WWaasshhiinngg && SSccrreeeenniinngg 11..88 00..55 00..22BBlleeaacchh PPllaanntt -- AAcciidd 2211..11 1100..55 55..33

-- AAllkkaalliinnee 1100..00 1100..66 55..33PPuullpp MMaacchhiinnee -- RReejjeeccttss 11..33 00..77 00..33

-- GGeenneerraall 55..99 55..99 00..77EEvvaappoorraattoorrss 00..66 00..44 00..22DDeemmiinneerraalliissaattiioonn 00..11 00..11 00..11RReeccoovveerryy 00..77 00..22 00..22HHoogg//PPoowweerr BBooiilleerr 33..33 11..00 00..55RReeccaauussttiicciissiinngg 11..44 11..11 00..55CChheemmiiccaall PPrreeppaarraattiioonn 00..88 00..33 00..22WWaatteerr SSuuppppllyy 88..11 22..77 00..88EEfffflluueenntt TTrreeaattmmeenntt 00..00 11..22 00..22CClleeaarr wwaatteerr bbyy--ppaassss 1166..66 00..00 00..00

TTOOTTAALL 7733..00 3366..55 1144..88

TTAABBLLEE 55 EEfffflluueenntt aarriissiinnggss ffrroomm vvaarriioouuss mmiillll pprroocceesssseess wwiitthh vvaarriioouuss ddeessiiggnn ccoonncceeppttss.. AAllll ffiigguurreess iinn ccuubbiicc mmeettrreess ppeerrttoonnnnee ooff aaiirr ddrriieedd ppuullpp..

VVaarriioouuss ssttaaggeess ooff tthhee ppuullppiinngg pprroocceessss ggiivvee rriissee ttooaaqquueeoouuss eefffflluueennttss iinn kkrraafftt mmiillllss.. CCoommppaarraattiivveewwaatteerr uussaaggeess aatt ggiivveenn ssttaaggeess aanndd ssttaatteess oofftteecchhnnoollooggyy ffoorr bblleeaacchheedd hhaarrddwwoooodd kkrraafftt ppuullpp aarreeggiivveenn bbyy EEddddee ((11999944)) aanndd tthheessee ffiigguurreess aarreerreepprroodduucceedd iinn TTaabbllee 55.. TThheessee ddeemmoonnssttrraattee qquuiitteecclleeaarrllyy tthhaatt wwhhaatteevveerr tthhee ddeessiiggnn,, tthhee bblleeaacchh ppllaanntteefffflluueennttss ccoommpprriissee aa hhiigghhllyy ssiiggnniiffiiccaanntt pprrooppoorrttiioonnooff tthhee ttoottaall pprroocceessss eefffflluueenntt aarriissiinnggss.. IInn tthhee ccaassee ooffaaddvvaanncceedd ffuuttuurree ddeessiiggnnss,, tthhee bblleeaacchheerryy eefffflluueennttwwiillll mmaakkee uupp 7711%% ooff tthhee eefffflluueenntt ffllooww aalltthhoouugghh

tthhee ttoottaall vvoolluummee ggeenneerraatteedd ppeerr ttoonnnnee ooff aaiirr ddrriieeddppuullpp ccoouulldd bbee aarroouunndd aa tthhiirrdd ooff ccuurrrreenntt lleevveellss..

PPrroojjeecctteedd rreedduuccttiioonnss iinn eefffflluueenntt aarriissiinnggss aarree lliikkeellyyttoo bbee aacchhiieevveedd bbyy eexxtteennssiivvee iinntteerrnnaall ccoolllleeccttiioonn aannddrreeccyycclliinngg,, aanndd tthhee ddiivveerrssiioonn ooff ssoommee pprroocceesssseefffflluueennttss ttoo ffeeeedd ootthheerr ppaarrttss ooff tthhee pprroodduuccttiioonnccyyccllee ((EEddddee 11999944)).. OOnnee ooff tthhee kkeeyy ffaaccttoorrss oonn wwhhiicchhtthhiiss ddeeppeennddss iiss tthhee qquuaalliittyy ooff bblleeaacchheerryy eefffflluueennttssaanndd tthhee ddeeggrreeee ttoo wwhhiicchh tthheeyy ccaann bbee rreeuusseedd wwiitthhiinntthhee pprroocceessss aanndd mmiinniimmiisseedd iinn vvoolluummee.. SSiinnccee

Page 10: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

99

cchhlloorriinnee aanndd cchhlloorriinnee--cchheemmiiccaall bblleeaacchhiinngg aaggeennttsspprroodduuccee aann eefffflluueenntt hhiigghh iinn cchhlloorriiddee tthheeyy ccaannnnoottbbee rreeaaddiillyy pprroocceesssseedd tthhrroouugghh tthhee rreeccoovveerryy ccyyccllee..TThhee cchhlloorriiddee iioonn,, aass hhyyddrroocchhlloorriicc aacciidd iiss hhiigghhllyyccoorrrroossiivvee,, ggiivviinngg tthhee ppootteennttiiaall ffoorr lleeaakkaaggee ffrroommtthhee bbooiilleerr ttuubbeess aanndd tthhee rriisskk ooff sseerriioouuss eexxpplloossiioonn iiffwwaatteerr rreeaacchheess tthhee mmeelltt ooff mmiinneerraallss iinn tthhee bboottttoommooff tthhee bbooiilleerr ((MMccDDoonnoouugghh 11999922))..

AAss nnootteedd bbyy AAllbbeerrtt ((11999955aa)) tthhee oonnllyy rreeaassoonn tthhaattpprroocceessss eefffflluueennttss aarree ggeenneerraatteedd ffrroomm aa bblleeaacchheeddkkrraafftt mmiillll iiss dduuee ttoo tthhee nneeeedd ttoo ppuurrggee ddiissssoollvveeddaanndd ssuussppeennddeedd mmaatteerriiaallss ffrroomm tthhee ssyysstteemm wwhhiicchhwwoouulldd ootthheerrwwiissee iinnhhiibbiitt pprroodduuccttiioonn oorr aaffffeeccttpprroodduucctt pprrooppeerrttiieess.. IIff tthheessee ccaann bbee ddeeaalltt wwiitthhtthhrroouugghh iinntteerrnnaall mmeeaassuurreess tthheenn cclloossuurree ooff mmiillllcciirrccuuiittss aanndd rreedduuccttiioonn ooff eefffflluueenntt vvoolluummeessbbeeccoommeess ffeeaassiibbllee..

BBLLEEAACCHHIINNGG AAGGEENNTTSS aanndd PPRROOCCEESSSSEESS FFOORRCCHHEEMMIICCAALL PPUULLPPSS

TThhee wwhhiitteenneessss ooff pprroodduucceedd ppuullpp hhaass ttrraaddiittiioonnaallllyybbeeeenn rreeggaarrddeedd aass aann iinnddeexx ooff qquuaalliittyy nnoott oonnllyywwiitthhiinn tthhee iinndduussttrryy,, bbuutt aallssoo bbyy tthhee ccoonnssuummeerr.. TThheewwhhiitteenneessss ooff ppuullpp iiss mmeeaassuurreedd bbyy iittss aabbiilliittyy ttoorreefflleecctt mmoonnoocchhrroommaattiicc lliigghhtt iinn ccoommppaarriissoonn ttoo aakknnoowwnn ssttaannddaarrdd,, uussuuaallllyy ooff mmaaggnneessiiuumm ooxxiiddee..UUnnbblleeaacchheedd ppuullppss eexxhhiibbiitt aa wwiiddee rraannggee ooffbbrriigghhttnneessss vvaalluueess.. KKrraafftt ppuullpp iiss ggeenneerraallllyy ddaarrkk

bbrroowwnn iinn ccoolloouurr wwhhiillee ssuullpphhiittee ppuullppss aarree aa lliigghhttyyeellllooww--bbrroowwnn..

TThhee pprriinncciippaall aaiimm ooff ppuullpp bblleeaacchhiinngg iiss ttoo iinnccrreeaasseetthhee bbrriigghhttnneessss ooff tthhee ppuullpp.. TThhee cchhrroommoopphhoorriicc((lliigghhtt aabbssoorrbbiinngg)) ccoommppoonneennttss iinn ppuullppss aarreepprreeddoommiinnaannttllyy ffuunnccttiioonnaall ggrroouuppss ooff ddeeggrraaddeedd aannddaalltteerreedd rreessiidduuaall lliiggnniinn wwhhiicchh iiss bbootthh ddaarrkkeerr aannddmmoorree ttiigghhttllyy bboouunndd ttoo tthhee ffiibbrreess tthhaann tthhee oorriiggiinnaalllliiggnniinn ccoommppoonneenntt ((MMccDDoonnoouugghh 11999922)).. TThhiiss ccaanneeiitthheerr bbee ccoonnvveerrtteedd aanndd ssttaabbiilliisseedd ((lliiggnniinnpprreesseerrvviinngg bblleeaacchhiinngg)) oorr rreemmoovveedd ((lliiggnniinnrreemmoovviinngg bblleeaacchhiinngg)).. IInn tthhee pprroodduuccttiioonn ooffddiissssoollvviinngg ppuullppss,, tthhee bblleeaacchhiinngg ssttaaggee iiss aallssoorreeggaarrddeedd aass ppaarrtt ooff tthhee rreeffiinniinngg pprroocceessss,, hheellppiinnggttoo pprroodduuccee aa ppuurree ppuullpp wwiitthh hhiigghh aallpphhaa--cceelllluulloosseeccoonntteenntt.. IInn tthhee lleessss hhiigghhllyy rreeffiinneedd ppuullppss,, bblleeaacchhiinnggiiss rreeggaarrddeedd aass rreemmoovviinngg wwoooodd eexxttrraaccttiivveess aannddbbaarrkk ssppeecckkss,, aanndd ccoonnffeerrrriinngg ssuuppeerriioorr ssttrreennggtthhcchhaarraacctteerriissttiiccss.. MMeecchhaanniiccaall ppuullppss aarree bblleeaacchheedduussiinngg ooxxiiddaattiivvee cchheemmiiccaallss,, pprreeddoommiinnaannttllyyhhyyddrrooggeenn ppeerrooxxiiddee..

TThhee cchheemmiiccaall ppuullppss aarree ggeenneerraallllyy bblleeaacchheedd uussiinngg aammuullttiissttaaggee pprroocceessss ooff tthhrreeee ttoo ssiixx sstteeppss,, ddeeppeennddiinngguuppoonn tthhee ppuullpp cchhaarraacctteerriissttiiccss.. HHaarrddwwoooodd ppuullppssggeenneerraallllyy rreeqquuiirree lleessss bblleeaacchhiinngg tthhaann ssooffttwwooooddppuullppss ssiinnccee tthheeyy hhaavvee aa lloowweerr lliiggnniinn

SSttaaggee CChheemmiiccaallss UUsseedd SSyymmbboollCChhlloorriinnee CCll22 CCAAllkkaalliinnee eexxttrraaccttiioonn NNaaOOHH EEHHyyppoocchhlloorriittee NNaaOOCCll++NNaaOOHH HHCChhlloorriinnee DDiiooxxiiddee CCllOO22 DDPPeerrooxxiiddee NNaa22OO22++NNaaOOHH PP oorr PP//EE

HH22OO22++NNaaOOHH PP oorr PP//EEOOxxyyggeenn OO22++NNaaOOHH OOCChhlloorriinnee// CCllOO22 CCll22//CCllOO22 CCDD

SSeeqquueennttiiaall BBlleeaacchh CCllOO22// CCll22 DD//CCCCll22//NNaaOOCCll++NNaaOOHH CC//HHCCllOO22//NNaaOOCCll++NNaaOOHH DD//HH

MMiixxeedd BBlleeaacchh CCll22++CCllOO22 CC++DDLLooww lleevveell cchhlloorriinnee CCll22 ((CC))GGaass pphhaassee bblleeaacchhiinngg CCll22 CCgg

CCllOO22 DDgg

OOzzoonnee OO33 ZZAAcciidd CCHH33CCOO33HH ((eexxaammppllee)) AA

TTAABBLLEE 66.. BBlleeaacchhiinngg cchheemmiiccaallss aanndd pprroocceessss sshhoorrtt hhaanndd nnoommeennccllaattuurree ffrroomm FFeennggeell && WWeeggeenneerr ((11998899))..

Page 11: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1100

PPuullpp TTyyppee SSeeqquueenncceeSSuullpphhiittee aanndd BBiissuullpphhiittee PPuullpp33--SSttaaggee CC--EE--HH44--SSttaaggee CC--EE--HH--HH

CC--EE--HH--DDCC--EE--DD--HHCC--CC--EE--HHCC--HH--EE--HHHH--CC--EE--HHCC--EE--DD--DD//HHCC++DD--EE--HH--DDEE--CC--HH--DD

FFiivvee SSttaaggee CC--EE--HH--DD--HHCC--CC--EE--HH--HH

KKrraafftt PPuullppTThhrreeee ssttaaggee sseemmii--bblleeaacchheedd CC--EE--HH

DD//CC--OO--DDFFoouurr ssttaaggee ppaarrtt sseemmii--bblleeaacchheedd CC--EE--HH--DD

CC--EE--HH--PPCC--EE--HH--HHCC--HH--EE--HHCC--DD--EE--DDOO--CC--EE--HHOO--CC--EE--DDOO--DD--EE--DDOO--DD--OO--DD

FFiivvee SSttaaggeess CC--EE--HH--PP--DDCC--EE--HH--DD--PPCC--EE--HH--EE--HHCC--EE--DD--EE--DDCC--EE--DD--PP--DDCC--EE--HH--EE--DDCC--HH--DD--EE--DDDD--EE--DD--EE--DDCC--CC//HH--EE--HH--HH

SSiixx SSttaaggeess CC--HH--EE--DD--EE--DDCC--EE--HH--DD--EE--DDCC--EE--HH--EE--HH--DDCC--EE--HH--DD--PP--DDCC--EE--HH--EE--DD--PPCC++DD--EE--HH--DD--EE--DDOO--CC--EE--DD--EE--DDOO--CC++DD--EE--DD--EE--DDOO--DD--EE--DD--EE--DDOO--CC--DD--EE--HH--DD

SSeevveenn SSttaaggeess CC--HH--HH--DD--DD--DD--PP

TTAABBLLEE 77.. EEssttaabblliisshheedd ppuullpp bblleeaacchh sseeqquueenncceess sshhoowwiinngg tthhee pprreeddoommiinnaanntt rroollee ooff CCll22 aanndd CCllOO22 iinn tthhee iinndduussttrryy..

Page 12: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1111

AApppplliiccaattiioonn BBlleeaacchh SSeeqquueenncceeRReedduucceedd CChhlloorriinnee ((CC))--PP--HH

((CC))--PP--DD--HH((CC))--PP--HH--DD--HH

PPeerrooxxiiddee rreeppllaacceemmeenntt PP--DD--PPPP--DD--HHPP--HH--HHPP--HH--DDDD--PP--DDPP--HH--DD--HHPP--DD--PP--DD

OOxxyyggeenn BBlleeaacchhiinngg OO--PPOO--DDOO--HHOO--PP--DDOO--DD--PPOO--CC--PPOO--HH--PPOO--CC--PP--DDOO--DD--PP--DDOO--CCgg--EE--DDgg

OO--DDgg--EE--DDgg

OOzzoonnee BBlleeaacchhiinngg ZZ--EE--PPZZ--EE--ZZZZ--EE--ZZ--PP

PPeerraaccaaeettiicc aacciidd PP--AA--PPAA--EE--AA--EE--AA

OOtthheerrss OOQQPPOOQQPPPPOOQQPPZZPP

TTAABBLLEE 88.. PPuullpp BBlleeaacchh SSeeqquueenncceess ddeessiiggnneedd ttoo rreedduuccee oorr eelliimmiinnaattee tthhee uussee ooff cchhlloorriinnee bbaasseedd ccoommppoouunnddss aanndd cchhlloorriinnee ffrroommFFeennggeell && WWeeggeenneerr ((11998899))..

ccoonntteenntt.. SSuullpphhiittee aanndd bbiissuullpphhiittee ppuullppss aarree mmoorreeeeaassyy ttoo bblleeaacchh tthhaann kkrraafftt ppuullppss,, aanndd ccaann bbeemmaannuuffaaccttuurreedd eennttiirreellyy wwiitthhoouutt bblleeaacchhiinngg wwiitthhcchhlloorriinnee oorr iittss ccoommppoouunnddss aalltthhoouugghh cchhlloorriinneebblleeaacchhiinngg iiss uusseedd.. TThhee ffoolllloowwiinngg tteexxtt,, tthheerreeffoorree,,llaarrggeellyy ccoonnssiiddeerrss tthhee bblleeaacchhiinngg ooff kkrraafftt ppuullppsswwhhiicchh iiss tthhee ddoommiinnaanntt pprroodduuccttiioonn pprroocceessss oonn aagglloobbaall bbaassiiss..

TThhee hhiissttoorriiccaall uussee ooff bblleeaacchhiinngg cchheemmiiccaallss iinn tthheeppuullpp iinndduussttrryy ppaarraalllleellss tthheeiirr uussee iinn tteexxttiilleebblleeaacchhiinngg aapppplliiccaattiioonnss.. IInn ppaarrtt tthhiiss iiss dduuee ttoo eeaarrllyyppaappeerr bbeeiinngg mmaannuuffaaccttuurreedd ffrroomm rraaggss.. TThhee eeaarrllyy

bblleeaacchhiinngg ooff ppaappeerr mmaannuuffaaccttuurreedd ffrroomm nnoonn--wwooooddffiibbrreess wwaass ccaarrrriieedd oouutt uussiinngg ssuunnlliigghhtt ((FFaarrrr eett aall..11999922)).. AAtt tthhee eenndd ooff tthhee 1199tthh cceennttuurryy,,hhyyppoocchhlloorriittee wwaass iinnttrroodduucceedd,, aanndd llaatteerr eelleemmeennttaallcchhlloorriinnee.. IInn ssoommee ccaasseess,, aa ccoommbbiinnaattiioonn ooff tthheesseecchheemmiiccaallss wwaass uusseedd aanndd ggeenneerraallllyy,, aanniinntteerrmmeeddiiaattee aallkkaalliinnee lliiggnniinn eexxttrraaccttiioonn sstteepp wwaassiinnttrroodduucceedd ((FFeennggeell && WWeeggeenneerr 11998899)).. SSoommeeccoommmmoonnllyy uusseedd bblleeaacchh sseeqquueenncceess ttooggeetthheerr wwiitthhtthhee iiddeennttiiffyyiinngg kkeeyyss uusseedd,, aarree ggiivveenn iinn TTaabblleess 66,, 77&& 88..

TTaabbllee 66 sshhoowwss tthhee kkeeyy rroollee ooff cchhlloorriinnee aanndd

Page 13: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1122

cchhlloorriinnee cchheemmiiccaallss iinn ttrraaddiittiioonnaall bblleeaacchh sseeqquueenncceessiinn tthhee ffoorrmm ooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee oorr aass cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee aanndd hhyyppoocchhlloorriittee.. CCoommmmoonn iinndduussttrriiaallbblleeaacchhiinngg sseeqquueenncceess aarree sshhoowwnn iinn TTaabbllee 77.. TTaabbllee 88sshhoowwss nnoonn--ttrraaddiittiioonnaall sseeqquueenncceess wwhhiicchh aarreeddeessiiggnneedd ttoo rreedduuccee oorr rreeppllaaccee cchhlloorriinnee..HHiissttoorriiccaallllyy,, iinn mmoosstt ccoommmmeerrcciiaall bblleeaacchhiinnggpprroocceesssseess,, cchhlloorriinnee bblleeaacchhiinngg iiss tthhee ffiirrsstt sstteeppccaarrrriieedd oouutt aatt aa lleevveell ooff 33--44%% CCll22 aatt 2200--4400ooCC ffoorr3300--6600 mmiinnuutteess TThhee rreessiidduuaall lliiggnniinn iiss ccoonnvveerrtteedd ttoowwaatteerr-- aanndd aallkkaallii-- ssoolluubbllee ddeeggrraaddaattiioonn pprroodduuccttssbbyy tthhee cchhlloorriinnee.. TThhiiss sstteepp iiss ggeenneerraallllyy ffoolllloowweedd bbyyaann aallkkaalliinnee eexxttrraaccttiioonn sstteepp ttoo rreemmoovvee tthheesseeccoommppoonneennttss.. TThhee ffiinnaall pprroocceessss sstteeppss iinnvvoollvvee tthheeuussee ooff hhyyppoocchhlloorriittee oorr cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee..

CChhlloorriinnee ddiiooxxiiddee,, ddeessppiittee hhaannddlliinngg ddiiffffiiccuullttiieess,, iissllaarrggeellyy rreeppllaacciinngg eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee iinn tthhee iinniittiiaallbblleeaacchhiinngg ssttaaggeess.. IIttss ppeerrcceeiivveedd aaddvvaannttaaggeess aarree::hhiigghheerr ppuullpp bbrriigghhttnneessss,, iimmpprroovveedd ffiibbrree ssttrreennggtthhpprrooppeerrttiieess,, lloowweerr cchheemmiiccaall ccoonnssuummppttiioonn aannddccoonnssiiddeerraabbllee rreedduuccttiioonn iinn tthhee AAOOXX ooff ddiisscchhaarrggeeddeefffflluueennttss.. PPeerrooxxiiddee iinn ccoommbbiinnaattiioonn wwiitthh cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee iiss oofftteenn uusseedd iinn tthhee llaatteerr ssttaaggeess ooffbblleeaacchhiinngg cchheemmiiccaall ppuullppss..

CChhlloorriinnee ggaass bbeeccaammee aa ccoommmmoonn bblleeaacchhiinngg aaggeennttiinn tthhee ffiirrsstt tthhiirrttyy yyeeaarrss ooff tthhee ttwweennttiieetthh cceennttuurryy((RReeeevvee 11999966)).. IInn ccoonnvveennttiioonnaall bblleeaacchhiinngg pprroocceesssseessaarroouunndd 9900kkgg ooff cchhlloorriinnee wwaass uusseedd ppeerr ttoonnnnee ooffppuullpp pprroodduucceedd.. TThhiiss ffiigguurree iiss ssttaatteedd ttoo hhaavvee nnoowwbbeeeenn rreedduucceedd ttoo aarroouunndd 2255KKgg ppeerr ttoonnnnee aanndd oofftteennttoo aarroouunndd 33--1100 kkgg//ttoonnnnee ((RRSSAAEESS 11998899)) aalltthhoouugghhKKrriinnggssttaaddtt && LLiinnddssttrroomm ((11998844)) ssttaattee tthhee cchhlloorriinneecchhaarrggee ttoo tthhee ppuullpp sslluurrrryy ttoo bbee bbeettwweeeenn 6600 aanndd 7700kkgg ppeerr ttoonnnnee ooff pprroodduucceedd ppuullpp.. CChhlloorriinnee ddiiooxxiiddeewwaass ffiirrsstt uusseedd oonn aa llaarrggee ssccaallee iinn tthhee 11994400''ss aannddwwaass ffiirrsstt uusseedd iinn SSwweeddeenn iinn 11994477.. TThhiiss lleedd ttoo tthheemmuullttii--ssttaaggee CCEEDDEEDD bblleeaacchhiinngg sseeqquueennccee wwhhiicchhaalllloowweedd hhiigghh bbrriigghhttnneessss pprroodduuccttss ffrroomm kkrraafftt ppuullppwwiitthhoouutt tthhee lloossss ooff ssttrreennggtthh.. TThhee eevvoolluuttiioonn ooffbblleeaacchhiinngg tteecchhnniiqquueess hhaass ffoolllloowweedd ppuullppiinngg pprroocceessssddeevveellooppmmeennttss ttoo aa vveerryy llaarrggee eexxtteenntt.. IInn ppaarrttiiccuullaarr,,tthhee cchheemmiiccaallss aapppplliieedd hhaavvee cchhaannggeedd aass tthhee lliiggnniinnccoonntteenntt ooff tthhee ppuullppss eenntteerriinngg tthhee bblleeaacchh sseeqquueenncceehhaass bbeeeenn rreedduucceedd..

TThhee hhiissttoorriiccaall aassppeeccttss ooff bblleeaacchhiinngg ddeevveellooppmmeennttssaarree ttrraacceedd bbyy SSooddrraa--CCeellll ((11999966)).. AA kkeeyy ffaaccttoorr wwaasstthhee ddeevveellooppmmeenntt ooff ooxxyyggeenn bblleeaacchhiinngg iinn tthheepprroocceessss dduurriinngg tthhee 11997700''ss ffoolllloowweedd bbyy uussee ooffooxxyyggeenn iinn tthhee aallkkaalliinnee eexxttrraaccttiioonn ssttaaggeess aa ddeeccaaddeeoorr ssoo llaatteerr.. OOxxyyggeenn bblleeaacchhiinngg wwaass iinnsseerrtteedd aass aasstteepp aafftteerr tthhee ddiiggeessttiioonn ssttaaggee aanndd aalllloowweedd tthhee

lliiggnniinn ccoonntteenntt ooff tthhee ppuullpp eenntteerriinngg tthhee bblleeaacchhppllaanntt ttoo bbee rreedduucceedd ffrroomm oonn aavveerraaggee 55%% ttoo 22..55%%..TThhiiss eeffffeeccttiivveellyy hhaallvveedd tthhee ppootteennttiiaall pprroobblleemm ffrroommtthhee bblleeaacchh ppllaanntt eefffflluueenntt.. IInn aaddddiittiioonn,, eexxtteennddeeddccooookkiinngg ttiimmee ooff tthhee ppuullpp iinn tthhee ddiiggeesstteerr aallssoorreedduucceedd tthhee qquuaannttiittiieess ooff lliiggnniinn eenntteerriinngg tthheebblleeaacchh ppllaanntt aanndd tthhiiss wwaass ccoommmmeerrcciiaallllyyddeemmoonnssttrraatteedd iinn tthhee 11998800ss..

SSuubbssttaannttiiaall ssuubbssttiittuuttiioonn ooff cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ffoorrcchhlloorriinnee hhaass bbeeeenn kknnoowwnn ssiinnccee tthhee 11996600''ss bbuuttbbeeccaammee wwiiddeellyy aacccceepptteedd dduurriinngg tthhee 11998800''ss aass aarreessuulltt ooff ggrroowwiinngg ccoonncceerrnnss aabboouutt tthheeeennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss ooff oorrggaanniicc cchhlloorriinneeccoommppoouunnddss ffoorrmmeedd dduurriinngg cchhlloorriinnee bblleeaacchhiinngg..CCoommpplleettee ssuubbssttiittuuttiioonn lleedd ttoo eelleemmeennttaall cchhlloorriinneeffrreeee pprroocceesssseess ((EECCFF)) bbeeccoommiinngg ddoommiinnaanntt ffiirrsstt iinnSSwweeddeenn aanndd tthheenn iinn CCaannaaddaa aanndd tthhiiss iiss wwiiddeellyyaattttrriibbuutteedd ttoo mmaarrkkeett pprreessssuurreess.. EEvveenn ssoo,, ccoossttccoonnssiiddeerraattiioonnss,, ppaarrttiiccuullaarrllyy iinn tthhee UUSS aappppeeaarr ttoohhaavvee iinnhhiibbiitteedd tthhee aapppplliiccaattiioonn ooff cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee..CChhlloorriinnee ddiiooxxiiddee iiss rreellaattiivveellyy mmoorree eexxppeennssiivvee tthhaanncchhlloorriinnee wwiitthh rreessppeecctt ttoo tthhee bblleeaacchhiinngg ppoowweerr ppeerruunniitt mmaassss.. FFuurrtthheerr ddeevveellooppmmeenntt lleedd ttoo bblleeaacchhiinnggpprroocceesssseess tthhaatt ddiidd nnoott uussee cchhlloorriinnee bbaasseeddcchheemmiiccaallss ((ttoottaallllyy cchhlloorriinnee ffrreeee oorr TTCCFF))..DDeevveellooppmmeenntt ooff hhyyddrrooggeenn ppeerrooxxiiddee aanndd oozzoonneebblleeaacchhiinngg tteecchhnnoollooggyy wwaass aann eesssseennttiiaall pprreerreeqquuiissiitteeooff tthhee ccoommmmeerrcciiaall ffeeaassiibbiilliittyy ooff ssuucchh mmeetthhooddss..

OOvveerraallll,, vvaarriioouuss bblleeaacchh sseeqquueenncceess hhaavvee bbeeeenneemmppllooyyeedd wwiitthh vvaarryyiinngg ddeeggrreeeess ooff cchhlloorriinneessuubbssttiittuuttiioonn.. MMoorreeoovveerr,, vvaarriiaattiioonn iinn tthhee bbaasseetteecchhnnoollooggyy mmeeaannss tthhaatt aa wwiiddee rraannggee ooff EECCFFpprroocceesssseess iinn ppaarrttiiccuullaarr eexxiisstt.. TThhiiss ppooiinntt iissddiissccuusssseedd ffuurrtthheerr bbeellooww..

FFOORRMMAATTIIOONN OOFF OORRGGAANNOOCCHHLLOORRIINNEESS BBYYCCHHLLOORRIINNEE BBLLEEAACCHHIINNGG

DDuuee ttoo tthhee ccoommpplleexxiittyy ooff ppuullpp mmiillll ddiisscchhaarrggeess iinncchheemmiiccaall tteerrmmss,, iitt hhaass bbeeccoommee ccoommmmoonn ttoo uusseevvaarriioouuss ggrroouupp ppaarraammeetteerrss ttoo cchhaarraacctteerriissee tthheemm..IInn aaddddiittiioonn ttoo CCOODD ((cchheemmiiccaall ooxxyyggeenn ddeemmaanndd))aanndd bbiioollooggiiccaall ooxxyyggeenn ddeemmaanndd ((BBOODD)) tthheeppaarraammeetteerr ooff AAOOXX iiss uusseedd ttoo mmeeaassuurree tthheeqquuaannttiittiieess ooff oorrggaannoohhaallooggeennss.. AAOOXX ddeennootteessaaddssoorrbbaabbllee oorrggaannoohhaallooggeenn ccoommppoouunnddss aanndd tthheetteerrmm aaddssoorrbbaabbllee rreeffeerrss ttoo tthhee mmeeaassuurriinnggtteecchhnniiqquuee uusseedd wwhheerree tthhee cchheemmiiccaallss aarree aaddssoorrbbeeddoonnttoo aaccttiivvaatteedd ccaarrbboonn bbeeffoorree qquuaannttiiffiiccaattiioonn bbyy aaccoommbbuussttiioonn tteecchhnniiqquuee.. BBrrooaaddllyy,, wwhheerree cchhlloorriinneecchheemmiiccaallss aarree uusseedd,, tthhee qquuaannttiittyy ooff AAOOXX

Page 14: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1133

ggeenneerraatteedd iinn kkgg ppeerr ttoonnnnee ooff aaiirr ddrriieedd ppuullppccoonnffoorrmmss ttoo tthhee ffoolllloowwiinngg aapppprrooxxiimmaattiioonn::

AAOOXX ≈≈ 00..11 ((CCll22 cchhaarrggee ++ CCllOO22cchhaarrggee//55))

CCoonnssiiddeerraabbllee rreesseeaarrcchh eeffffoorrtt hhaass bbeeeenn eexxppeennddeeddoonn tthhee ddeettaaiilleedd cchhaarraacctteerriissaattiioonn ooff ppuullpp bblleeaacchhlliiqquuoorrss,, aa pprroocceessss oonnllyy ppaarrttllyy hheellppeedd bbyy aaddvvaanncceessiinn aannaallyyttiiccaall tteecchhnniiqquueess ssuucchh aass GGCC//MMSS ((ggaasscchhrroommaattooggrraapphhyy//mmaassss ssppeeccttrroommeettrryy)).. TThhiiss hhaasssshhoowwnn eefffflluueennttss ffrroomm ppuullpp aanndd ppaappeerr bblleeaacchhppllaannttss uussiinngg cchhlloorriinnee ttoo bbee eexxttrraaoorrddiinnaarriillyyccoommpplleexx.. SSuunnttiioo eett aall.. ((11998888)) ppuubblliisshheedd aaccoommppiillaattiioonn ooff oovveerr 225500 cchheemmiiccaallss pprreesseenntt iinn ppuullppmmiillll eefffflluueennttss.. 118800 ooff tthhoossee lliisstteedd aarree cchhlloorriinnaatteeddccoommppoouunnddss ccoommpprriissiinngg pphheennoolliicc,, ttooggeetthheerr wwiitthhnneeuuttrraall aanndd aacciiddiicc ccoommppoouunnddss.. TThheecchhlloorroopphheennoolliicc ccoommppoouunnddss,, ppaarrttiiccuullaarrllyycchhlloorroopphheennoollss,, ccaatteecchhoollss,, gguuaaiiaaccoollss aanndd ssyyrriinnggoollssaarree iimmppoorrttaanntt ccoommppoonneennttss aanndd hhaavvee,, ffoorreexxaammppllee,, bbeeeenn iissoollaatteedd ffrroomm ssaammpplleess ttaakkeenn iinneevveerryy ssuubb--bbaassiinn ooff tthhee BBaallttiicc SSeeaa ((SSooddeerrggrreenn11999933)).. AA pprrooppoorrttiioonn ooff tthheessee ccoommppoouunnddss aappppeeaarr ttoobbee ddeerriivveedd ffrroomm tthhee ddeeggrraaddaattiioonn ooff hhiigghhmmoolleeccuullaarr wweeiigghhtt cchhlloorriinnaatteedd mmaatteerriiaall ffoorrmmeedddduurriinngg cchhlloorriinnee bblleeaacchhiinngg ((MMaarrttiinn eett aall.. 11999955)).. IIttiiss oonnllyy rreecceennttllyy tthhaatt rreeffeerreennccee ccoommppoouunnddss ffoorrssoommee ooff tthheessee eexxoottiicc cchheemmiiccaallss hhaavvee bbeeeennssyynntthheessiisseedd ffoorr aannaallyyttiiccaall ppuurrppoosseess ((SSmmiitthh eett aall..11999944 aa && bb;; HHyyoottyyllaaiinneenn 11999944))..

BBuusseerr eett aall.. ((11998899)) iiddeennttiiffiieedd aa sseerriieess ooff mmeetthhyyll--,,ppoollyymmeetthhyyll-- aanndd aallkkyyll--ppoollyycchhlloorrooddiibbeennzzooffuurraannss iinnppuullpp mmiillll sslluuddggee aanndd sseeddiimmeenntt wwhhiicchh hhaaddpprreevviioouussllyy bbeeeenn mmiissiiddeennttiiffiieedd aassppoollyycchhlloorrooxxaanntthhoonneess aanndd ppoollyycchhlloorroo--xxaanntthheenneess..vvaann LLoooonn eett aall.. ((11999900)) hhaavvee ddeessccrriibbeedd tthhee aannaallyyssiissooff cchhlloorroolliiggnniinnss iinn ppuullpp mmiillll eefffflluueenntt,, aalltthhoouugghhtthheessee wweerree nnoott qquuaannttiiffiieedd.. AA ssiiggnniiffiiccaannttccoommppoonneenntt ooff tthhee hhiigghh mmoolleeccuullaarr mmaassssccoommppoouunnddss wwaass iiddeennttiiffiieedd aass cchhlloorroolliiggnnoossuullpphhoonniiccaacciiddss bbyy vvaann LLoooonn ((11999922)) iinn eefffflluueennttss ddiisscchhaarrggeeddttoo tthhee RRiivveerr RRhhiinnee.. CChhlloorriinnaatteedd ddiioonneess aanndd eennoollllaaccttoonneess wwiitthh mmuuttaaggeenniicc pprrooppeerrttiieess hhaavvee bbeeeenniiddeennttiiffiieedd ((MMccKKaagguuee eett aall.. 11998888)) wwhhiillee ssuubbsseeqquueennttssttuuddiieess ((MMccKKaagguuee eett aall.. 11998899)) hhaavvee rreevveeaalleedd tthheepprreesseennccee ooff ttrriicchhlloorrootthhiioopphheenneess,, ccoommppoouunnddss wwiitthhssiiggnniiffiiccaanntt ppootteennttiiaall ffoorr bbiiooaaccccuummuullaattiioonn..MMccKKaagguuee eett aall.. ((11999900)) aallssoo iiddeennttiiffiieeddcchhlloorrooaacceettoonneess aatt aa nnuummbbeerr ooff mmiillllss.. LLoowwcchhlloorriinnaatteedd PPAAHHss pprreesseenntt iinn ppuullpp eefffflluueennttss wweerreeiissoollaatteedd bbyy KKooiissttiinneenn eett aall.. ((11999922))..

EElleemmeennttaall cchhlloorriinnee rreeaaccttss pprriimmaarriillyy wwiitthh rreessiidduuaalllliiggnniinn ttoo pprroodduuccee aapppprrooxxiimmaatteellyy 44kkgg ooffoorrggaanniiccaallllyy bboouunndd cchhlloorriinnee ppeerr ttoonnnnee ooff ppuullpppprroodduucceedd,, aalltthhoouugghh tthhiiss ffiigguurree wwiillll vvaarryy aaccccoorrddiinnggttoo tthhee kkaappppaa nnuummbbeerr ooff tthhee ppuullpp bbeeiinngg bblleeaacchheeddaanndd tthhee ssppeecciiffiicc bblleeaacchh sseeqquueennccee.. VVaarriioouuss ttyyppeess ooffrreeaaccttiioonn mmeecchhaanniissmm ccaann bbee iinnvvoollvveedd aanndd tthheeddiivveerrssiittyy ooff ssuucchh rreeaaccttiioonnss iiss uusseeffuullllyy ddeessccrriibbeedd bbyyBBeerrggmmaann eett aall.. ((11999944)).. AAbboouutt 7700%% ooff tthheeoorrggaanniiccaallllyy bboouunndd cchhlloorriinnee iiss pprreesseenntt aass hhiigghhmmoolleeccuullaarr mmaassss mmaatteerriiaall iinn ssppeenntt lliiqquuoorr ffrroomm tthheebblleeaacchh.. IInn tthhee eexxttrraaccttiioonn lliiqquuoorr aabboouutt 9955%% iissbboouunndd aass hhiigghh mmoolleeccuullaarr mmaassss ccoommppoouunnddss wwiitthhhhiigghh ccaarrbboonn ttoo cchhlloorriinnee rraattiiooss.. AAlltthhoouugghh tthheessee aarreetthhoouugghhtt,, iinn tthheemmsseellvveess,, ttoo bbee bbiioollooggiiccaallllyy aannddttooxxiiccoollooggiiccaallllyy iinnaaccttiivvee,, nnoo ddaattaa eexxiisstt ccoonncceerrnniinnggtthhee aaccttiivviittyy aanndd ffaattee ooff tthheeiirr ddeeggrraaddaattiioonnpprroodduuccttss.. IInn aaddddiittiioonn,, tthheeiirr hhiigghh rreellaattiivveemmoolleeccuullaarr mmaassss ccoouupplleedd wwiitthh tthheeiirr ppoollaarriittyyrreennddeerrss tthheemm ddiiffffiiccuulltt ttoo aannaallyyssee bbyy eessttaabblliisshheeddcchhrroommaattooggrraapphhiicc tteecchhnniiqquueess ((KKrriinnggssttaaddtt &&LLiinnddssttrroomm 11998844))..

AArroouunndd 3300%% ooff tthhee oorrggaanniiccaallllyy bboouunndd cchhlloorriinnee iissffoouunndd iinn tthhee ssppeenntt cchhlloorriinnaattiioonn lliiqquuoorr aanndd 55%% iinntthhee aallkkaallii eexxttrraaccttiioonn lliiqquuoorr aass ccoommppoouunnddss ooff lloowwmmoolleeccuullaarr mmaassss.. QQuuaannttiittaattiivveellyy,, tthhee mmoossttiimmppoorrttaanntt iiss ttrriicchhlloorroommeetthhaannee wwhhiicchh mmaayy bbeepprroodduucceedd iinn qquuaannttiittiieess ooff uupp ttoo 4400gg ppeerr ttoonnnnee ooffpprroodduucceedd ppuullpp.. TTrriicchhlloorrooeetthheennee,,ppeennttaacchhlloorroobbeennzzeennee aanndd ddiicchhlloorroopphheennooll aarree aallssoopprroodduucceedd iinn ssiiggnniiffiiccaanntt qquuaannttiittiieess ttooggeetthheerr wwiitthh aannuummbbeerr ooff cchhlloorriinnaatteedd pphheennoolliicc ccoommppoouunnddss..KKaallllqqvviisstt eett aall.. ((11998899)) rreeppoorrtteedd eemmiissssiioonnss ooff55..77kkgg//hhoouurr ooff ddiicchhlloorroommeetthhaannee aanndd 00..4477 kkgg//hhoouurrttrriicchhlloorroommeetthhaannee ffrroomm oonnee ppuullpp mmiillll ssttuuddiieedd.. AAttoottaall ooff 111199gg//hhoouurr ooff vvaarriioouuss cchhlloorroopphheennoolliiccccoommppoouunnddss wweerree aallssoo eemmiitttteedd.. TThhee ddeerriivvaattiissaattiioonnooff ppuullpp aanndd ppaappeerr eefffflluueenntt pphheennoolliiccss ffoorr aannaallyyttiiccaallppuurrppoosseess iiss ddeessccrriibbeedd bbyy LLeeee eett aall.. ((11998899)) wwhhooccoonnssiiddeerreedd tthhee rroouuttiinnee mmoonniittoorriinngg ooff tthheesseeccoommppoouunnddss ttoo bbee iimmppoorrttaanntt..

TThhee bbiioollooggiiccaall iimmppaacctt ooff mmaannyy ooff tthheessee cchheemmiiccaallssrreemmaaiinnss uunnkknnoowwnn.. TThheerree iiss nnooww ccoonnssiiddeerraabbllee

Page 15: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1144

eevviiddeennccee tthhaatt mmeettaabboolliissmm aanndd ddeeggrraaddaattiioonn ooff ppuullppmmiillll ddeerriivveedd oorrggaannoocchhlloorriinneess ccaann ccoonnssiiddeerraabbllyyccoommpplliiccaattee aann aallrreeaaddyy ccoommpplliiccaatteedd ppiiccttuurree.. FFoorreexxaammppllee,, iinn aa ssttuuddyy ooff oorrggaannoocchhlloorriinneessaaccccuummuullaatteedd bbyy mmuusssseellss iinn aa bblleeaacchh ppllaannttrreecciippiieenntt aatt lleevveellss ooff 22004455 uugg//gg AAOOXX iinn tthhee lliippiiddffrraaccttiioonn,, oonnllyy 11..11%% ccoouulldd bbee rreellaatteedd ttoo iiddeennttiiffiieeddoorrggaannoocchhlloorriinneess ((PPeelllliinneenn eett aall.. 11999944)).. OOtthheerr wwoorrkk((WWeesseenn eett aall 11999900)) ddeemmoonnssttrraatteedd tthhaatt bbeettwweeeenn 1100&& 1155%% ooff EEOOCCll iinn ffiisshh ccaann bbee rreellaatteedd ttoo kknnoowwnnccoommppoouunnddss wwhhiillee iinn sseeddiimmeennttss tthhee ffiigguurree iiss nneeaarreerr55%%.. IItt iiss tthhoouugghhtt tthhaatt iinn ffiisshh,, llaarrggee aammoouunnttss ooffcchhlloorriinnee mmaayy bbee pprreesseenntt iinn tthhee ffoorrmm ooff cchhlloorriinnaatteeddffaattttyy aacciiddss wwhhoossee oorriiggiinn iiss nnoott kknnoowwnn bbuutt mmaayyrreessuulltt ffrroomm bbiioollooggiiccaall ttrraannssffoorrmmaattiioonnss ooff mmoorreeccoommpplleexx cchhlloorriinnaatteedd oorrggaanniicc mmoolleeccuulleess..

CChhlloorriinnaatteedd pphheennoollss aarree kknnoowwnn pprreeccuurrssoorrss ooff tthheeppoollyycchhlloorriinnaatteedd ddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinnss ((PPCCDDDDss)) aannddtthhee ddiibbeennzzooffuurraannss ((PPCCDDFFss)).. CCoonnsseeqquueennttllyy,, tthheeddiissccoovveerryy ooff tthhee cchhlloorriinnaatteedd pphheennoollss iinn ssppeennttbblleeaacchh lliiqquuoorr hhaass lleedd ttoo ppuullpp aanndd ppaappeerr ppllaannttssbbeeiinngg iiddeennttiiffiieedd aass ssoouurrcceess ooff tthhee hhiigghhllyy ttooxxiicc aannddbbiiooaaccccuummuullaattiivvee PPCCDDDDss aanndd PPCCDDFFss.. TThheeiinndduussttrryy iiss wwiiddeellyy aacckknnoowwlleeddggeedd ttoo bbee oonnee ooff tthheemmaajjoorr ssoouurrcceess ffoorr tthhee ccoonnttaammiinnaattiioonn ooff aaqquuaattiiccssyysstteemmss iinn NN.. AAmmeerriiccaa aanndd SSccaannddiinnaavviiaa wwhheerreemmoosstt rreesseeaarrcchh hhaass bbeeeenn ccaarrrriieedd oouutt iinnttoo tthheebblleeaacchhiinngg ooff ppuullpp uussiinngg cchhlloorriinnee ccoommppoouunnddss((SSwwaannssoonn eett aall.. 11998888;; WWhhiitttteemmoorree eett aall.. 11999900)).. IInnaaddddiittiioonn ttoo tthhee cchhlloorroopphheennoolliiccss ddeerriivveedd ffrroommwwoooodd,, ooiill bbaasseedd ddeeffooaammeerrss hhaavvee aallssoo bbeeeenniiddeennttiiffiieedd aass pprreeccuurrssoorr mmaatteerriiaallss ((sseeee:: SSeerrvvooss eett aall..11999955)).. TThhee ccoonnggeenneerr ooff pprriinncciippaall iinntteerreesstt iiss22,,33,,77,,88--tteettrraacchhlloorrooddiibbeennzzoo-- --pp--ddiiooxxiinn.. TThhiiss iiss tthheemmoosstt ttooxxiicc ccoonnggeenneerr bbuutt ootthheerr mmeemmbbeerrss ooff tthheeggrroouupp aarree aallssoo ffoorrmmeedd bbyy cchhlloorriinnee bblleeaacchhiinngg.. AAssttuuddyy ooff aa NNeeww ZZeeaallaanndd wwoooodd pprroocceessssiinngg ffaacciilliittyy((CCaammppiinn eett aall.. 11999911)) cclleeaarrllyy ddeemmoonnssttrraatteess tthhee rroolleeooff cchhlloorriinnee bblleeaacchheerriieess iinn tthhee oovveerraallll mmaassss bbaallaanncceeooff PPCCDDDDss aanndd PPCCDDFFss.. IInn aaddddiittiioonn,, ccoonnttaammiinnaattiioonnooff tthhee ssiittee wwiitthh ppeennttaacchhlloorroopphheennooll,, oorriiggiinnaallllyy uusseeddffoorr ssaappssttaaiinn ccoonnttrrooll,, wwaass aallssoo iiddeennttiiffiieedd aassccoonnttrriibbuuttiinngg ttoo tthhee oovveerraallll ddiiooxxiinn llooaaddiinngg ttoo tthheerreecceeiivviinngg eeccoossyysstteemm..

EEssttiimmaatteess mmaaddee ooff oorrggaannoocchhlloorriinnee ddiisscchhaarrggeessffrroomm tthhee SSwweeddiisshh iinndduussttrryy iinn tthhee 11998800ss,, bbeeffoorreepprroocceessss cchhaannggeess ttoo EECCFF aanndd TTCCFF wweerree wwiiddeellyyiimmpplleemmeenntteedd iinnddiiccaattee tthhaatt tthhee qquuaannttiittiieess wweerreeeexxttrreemmeellyy llaarrggee.. WWiiggiilliiuuss eett aall.. ((11998888)) eessttiimmaatteeddtthhaatt SSwweeddiisshh kkrraafftt mmiillll eefffflluueennttss ccoonnttaaiinneedd aarroouunndd220000kktt ooff oorrggaannoocchhlloorriinneess ccoorrrreessppoonnddiinngg ttooaapppprrooxxiimmaatteellyy 1155kktt ooff bboouunndd cchhlloorriinnee.. IItt ccaann bbeeeenneessttiimmaatteedd oonn tthhiiss bbaassiiss tthhaatt 55kkgg oorrggaanniiccaallllyy

bboouunndd cchhlloorriinnee pprroodduucceedd ppeerr ttoonnnnee ooff ppuullppccoorrrreessppoonnddss ttoo aa ppootteennttiiaall gglloobbaall ddiisscchhaarrggee ooff225500kktt ooff AAOOXX.. TThhee aaccttuuaall mmaassss ooff ccoommppoouunnddssddiisscchhaarrggeedd wwiillll bbee ssoommeewwhhaatt hhiigghheerr ssiinncceeeemmppiirriiccaall ffoorrmmuullaaee rraannggee ffrroomm CC99HH99OO44CCll ttooCC1144HH1100OO88CCll.. HHeennccee tthhee cchhlloorriinnee ccoommpprriisseess aa lloowwpprrooppoorrttiioonn ooff tthhee rreellaattiivvee mmoolleeccuullaarr mmaassss.. OOnn tthheebbaassiiss ooff tthhee SSwweeddiisshh ffiigguurreess,, 225500kktt ooff oorrggaanniiccaallllyybboouunndd cchhlloorriinnee rreepprreesseennttss aarroouunndd 33000000kktt ooffoorrggaannoocchhlloorriinnee ccoommppoouunnddss.. TThhiiss,, ooff ccoouurrssee,,rreepprreesseennttss aa wwoorrsstt ccaassee sscceennaarriioo.. NNeevveerrtthheelleessss,, tthheeppeerrcceeiivveedd iimmpprroovveemmeennttss iinn ddeevveellooppeedd nnaattiioonnssmmuusstt bbee ccoonnssiiddeerreedd aalloonnggssiiddee tthhee ggrroowwtthh ooffppuullppiinngg iinn ddeevveellooppiinngg ccoouunnttrriieess wwhheerree eelleemmeennttaallcchhlloorriinnee iiss ssttiillll vveerryy wwiiddeellyy uusseedd..

EEvviiddeennccee mmoouunntteedd tthhrroouugghhoouutt tthhee 11998800ss tthhaatt mmiillllddiisscchhaarrggeess wweerree rreessppoonnssiibbllee ffoorr iinnccrreeaassiinngg lleevveellssooff oorrggaannoocchhlloorriinneess ddeetteecctteedd iinn rreecceeiivviinnggeennvviirroonnmmeennttss aanndd aa vvaarriieettyy ooff eeccoollooggiiccaall eeffffeeccttssrraannggiinngg ffrroomm lleetthhaall eeffffeeccttss uuppoonn mmaarriinneemmaaccrroofflloorraa ttoo ddeeffoorrmmiittiieess aanndd pphhyyssiioollooggiiccaallaabbnnoorrmmaalliittiieess iinn ffiisshh.. TThhiiss lleedd ttoo aa nnuummbbeerr ooffccoommpprreehheennssiivvee aanndd ccaassee ssppeecciiffiicc ssttuuddiieess bbeeiinnggccaarrrriieedd oouutt ((sseeee:: SSooddeerrggrreenn && WWaarrttiioovvaaaarraa 11998888;;SSooddeerrggrreenn 11998899;; SSooddeerrggrreenn 11999933;; LLiinnddeessjjoooo 11999922;;FFoorrlliinn eett aall.. 11999955)).. TThheessee bbrrooaaddllyy ccoonnffiirrmmeedd tthheeeexxtteenntt aanndd ssccaallee ooff tthhee eeccoollooggiiccaall iimmppaaccttss ooffbblleeaacchheerryy eefffflluueennttss ffrroomm ppuullpp mmiillllss aanndd bbeeccaammeehhiigghhllyy iinnfflluueennttiiaall iinn tthhee ffoorrmmuullaattiioonn ooff rreegguullaattoorryyppoolliiccyy wwoorrllddwwiiddee.. IItt hhaass bbeeeenn eessttiimmaatteedd ((WWuullff &&RRaahhmm 11999933)) tthhaatt aarroouunndd hhaallff tthhee oorrggaannoocchhlloorriinneesspprroodduucceedd bbyy tthhee BBaallttiicc ppuullpp iinndduussttrryy ssiinnccee tthhee11994400ss aarree ssttiillll pprreesseenntt iinn tthhee sseeddiimmeennttss ooff tthheerreeggiioonn..

IInn tthhee NNoorrtthh AAmmeerriiccaann iinndduussttrryy,, aannaallyyssiiss ooff ppuullppmmiillll wwaasstteess sshhoowweedd ssiiggnniiffiiccaanntt lleevveellss ooffcchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss ttoo bbee pprreesseenntt.. IInn bblleeaacchheeddkkrraafftt ppuullpp ssaammpplleess 22,,33,,77,,88--TTCCDDDD aanndd TTCCDDFF wweerreeffoouunndd aatt lleevveellss rraannggiinngg bbeettwweeeenn 11--5511 ppaarrttss ppeerrttrriilllliioonn aanndd 11..22--333300pppptt rreessppeeccttiivveellyy.. PPrriimmaarryysslluuddggee ccoonntteenntt rraannggeedd bbeettwweeeenn 33..33 aanndd 118800ppppttTTCCDDDD aanndd 3344--118800 pppptt TTCCDDFF.. LLeevveellss iinn ffiinnaalleefffflluueenntt rraannggeedd bbeettwweeeenn 33--112200 ppaarrttss ppeerrqquuaaddrriilllliioonn ffoorr TTCCDDDD aanndd bbeettwweeeenn 77--22,,220000 ppppqqffoorr TTCCDDFF ((sseeee:: HHaarrrriimmaann CChheemmssuulltt 11998899))..

BBiiooaaccccuummuullaattiioonn ooff tthhee cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aannddddiibbeennzzooffuurraannss iinn ccoommmmeerrcciiaallllyy iimmppoorrttaanntt aaqquuaattiiccssppeecciieess lleedd ttoo tthhee cclloossuurree ooff sseevveerraall ffiisshheerriieess iinnCCaannaaddaa iinn llaattee 11998888 ((HHoocckkiinngg 11999911)).. TThhee ppootteennttiiaalliimmppoorrttaannccee ooff llooccaall ddiisscchhaarrggeess uuppoonn ffiisshheerriieess aannddffiisshh ccoonnssuummeerrss mmaayy bbee aasssseesssseedd ffrroommtthhee wwoorrkk ooff SSvveennssssoonn eett aall.. ((11999911)).. TThheeyy ffoouunndd

Page 16: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1155

tthhaatt ssuubbjjeeccttss ggrraaddeedd aass hhaavviinngg aa hhiigghh ffiisshhccoonnssuummppttiioonn hhaadd bblloooodd lleevveellss ooff ddiiooxxiinnss aarroouunnddtthhrreeee ttiimmeess hhiigghheerr tthhaann aavveerraaggee ccoonnssuummeerrss.. TThheessccaallee ooff tthhee pprroobblleemmss eennccoouunntteerreedd iiss rreeppoorrtteedd bbyyWWhhiittttllee eett aall..((11999933)).. AA ccaassee ssppeecciiffiicc UUSS ssttuuddyy iissddeessccrriibbeedd bbyy SScchheellll eett aall.. ((11999933)) wwhhiilleebbiiooaaccccuummuullaattiioonn ooff ddiiooxxiinnss iinn aa CCaannaaddiiaann rriivveerrssyysstteemm iiss ddeessccrriibbeedd bbyy OOwweennss eett aall.. ((11999944))..

AAss aa rreessuulltt ooff tthhee ccoommpplleexxiittyy ooff bblleeaacchheerryyeefffflluueennttss iinn rreellaattiioonn ttoo tthheeiirr oorrggaannoocchhlloorriinneeccoonntteenntt,, tthheerree hhaass bbeeeenn aa ttrreenndd ttoowwaarrddssmmoonniittoorriinngg tthheeiirr ddiisscchhaarrggee bbyy mmeeaannss ooff tthhee ggrroouuppppaarraammeetteerr AAOOXX.. AAOOXX ((AAddssoorrbbaabbllee OOrrggaanniiccHHaallooggeennss)) mmeeaassuurreess tthhee qquuaannttiittyy ooff oorrggaanniiccaallllyybboouunndd cchhlloorriinnee pprreesseenntt iinn aa ssaammppllee.. WWhhiillee uusseeffuullaass aa pprroocceessss ccoonnttrrooll mmoonniittoorriinngg iinnddeexx,, iitt hhaassiimmppoorrttaanntt lliimmiittaattiioonnss wwhhiicchh pprreevveenntt iittss uussee aass aapprreeddiiccttoorr ooff eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaacctt.. TThhee mmoossttoobbvviioouuss iiss ssiimmppllyy tthhaatt iitt ggiivveess nnoo iinnddiiccaattiioonn ooff tthheennaattuurree ooff tthhee ssuubbssttaanncceess pprreesseenntt ((sseeee eegg FFoollkkee11999911;; NNeeiillssoonn eett aall.. 11999911)).. NNoonneetthheelleessss,, tthhiissppaarraammeetteerr iiss aa wwiiddeellyy uusseedd iinnddeexx ooff tthhee qquuaalliittyy ooffppuullpp mmiillll eefffflluueennttss..

PPOOLLLLUUTTIIOONN CCOONNTTRROOLL MMEEAASSUURREESS

IInn tthhee ffaaccee ooff ggrroowwiinngg ppoolliittiiccaall aanndd ppuubblliiccccoonncceerrnn,, tthhee ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrryy bbeeggaann ttoorreesseeaarrcchh aanndd iimmpplleemmeenntt wwaayyss ooff rreedduucciinnggoorrggaannoocchhlloorriinnee ffoorrmmaattiioonn aanndd ddiisscchhaarrggee ffrroommmmiillllss rreeppoorrtteedd aass AAOOXX iinn aaddddiittiioonn ttoo CCOODD aannddBBOODD ddiisscchhaarrggeess.. TThheessee ccaann bbee bbrrooaaddllyyccaatteeggoorriisseedd aass pprroocceessss iinntteerrnnaall aanndd pprroocceesssseexxtteerrnnaall mmeeaassuurreess..

aa)) PPrroocceessss IInntteerrnnaall MMeeaassuurreess

VVaarriioouuss pprroocceessss mmooddiiffiiccaattiioonnss hhaavvee bbeeeenniimmpplleemmeenntteedd bbyy tthhee iinndduussttrryy ttoo rreedduuccee aannddccoonnttaaiinn ssppiillllss aarriissiinngg ffrroomm ppuullppiinngg aanndd cchheemmiiccaallrreeccoovveerryy ooppeerraattiioonnss aanndd tthheessee aallssoo lleeaadd ttooeeccoonnoommiicc bbeenneeffiittss bbyy rreedduucciinngg cchheemmiiccaall lloosssseess((DDoowwnnss 11998899)).. NNoonneetthheelleessss,, tthheessee mmeeaassuurreess ddoo nnoottaaddddrreessss tthhee pprroobblleemm ooff bblleeaacchheerryy eefffflluueennttss wwhhiicchhaaccccoouunntt ffoorr aa ssuubbssttaannttiiaall pprrooppoorrttiioonn ooff ttoottaall mmiilllleefffflluueennttss..

PPrroocceessss iinntteerrnnaall mmeeaassuurreess ttoo rreedduuccee mmiilllloorrggaannoocchhlloorriinnee aanndd ootthheerr ppoolllluuttiinngg oouuttppuuttsscceennttrree aarroouunndd iinnccrreeaasseedd rreemmoovvaall ooff lliiggnniinn bbeeffoorreetthhee ppuullpp iiss sseenntt ttoo tthhee bblleeaacchh ppllaanntt ((sseeee::GGuulllliicchhsseenn 11999911;; MMccDDoonnoouugghh 11999922)).. EEnnhhaanncceeddlliiggnniinn rreemmoovvaall aalllloowwss mmooddiiffiiccaattiioonn ooff tthhee

bblleeaacchhiinngg pprroocceessss aanndd aaggeennttss aanndd rreedduucceess tthheecchhaarrggee ooff bblleeaacchhiinngg cchheemmiiccaallss uusseedd.. IInn ttuurrnn,, tthhiissppoossiittiivveellyy aaffffeeccttss mmoosstt bblleeaacchh ppllaanntt eefffflluueennttqquuaalliittyy iinnddiicceess,, iinncclluuddiinngg BBOODD,, CCOODD,, CCoolloouurr aannddAAOOXX.. IInn ppaarrtt tthhiiss ccaann bbee aacchhiieevveedd bbyy iimmpprroovveeddwwaasshhiinngg ooff tthhee bbrroowwnn ppuullpp aatt vvaarriioouussiinntteerrmmeeddiiaattee ssttaaggeess ((bbrroowwnnssttoocckk wwaasshhiinngg)).. TThhiissggiivveess aa lloowweerr lloossss ooff lliiggnniinn iinnttoo tthhee bblleeaacchh ppllaanntt..TThhiiss iiss ppaarrttiiccuullaarrllyy ttrruuee ooff wwaasshhiinngg aafftteerr eexxtteennddeeddaanndd ooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn ssttaaggeess.. IInn tthheessee ccaasseesstthhee lloowweerr lliiggnniinn ccoonntteenntt mmaakkeess lliiggnniinn rreemmoovvaall ooffggrreeaatteerr rreellaattiivvee iimmppoorrttaannccee..

ii)) EExxtteennddeedd ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn

TThhee ddeeggrreeee ttoo wwhhiicchh lliiggnniinn ccaann bbee rreemmoovveedd bbyyeexxtteennddeedd ccooookkiinngg ooff tthhee wwooooddcchhiippss aalloonnee iisslliimmiitteedd.. OOvveerr ccooookkiinngg rreessuullttss iinn aa rreedduuccttiioonn ooff tthheessttrreennggtthh qquuaalliittiieess ooff tthhee ppuullpp ((MMiinnoorr 11998822;; FFeennggeell&& WWeeggeenneerr 11998899)).. WWhhiillee AAQQ ppuullppiinngg wwiitthhaanntthhrraaqquuiinnoonnee aass aann aaddddiittiivvee aalllloowwss ccooookkiinngg ttoolloowweerr kkaappppaa nnuummbbeerrss wwiitthhoouutt lloossss ooff ppuullpp qquuaalliittyy,,tthhee aaddddiittiivvee iiss eexxppeennssiivvee aanndd tthhiiss hhaass rreessttrriicctteedd iittssuussee.. EExxtteennddeedd ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn wwiitthhoouutt ssttrreennggtthhlloossss ccaann bbee aacchhiieevveedd bbyy eennssuurriinngg tthhaatt tthhee aallkkaalliiccoonncceennttrraattiioonn ssttaayyss aass ccoonnssttaanntt aass ppoossssiibblleetthhrroouugghhoouutt tthhee ccooookk ((GGuulllliicchhsseenn 11999911)).. UUssiinnggmmeetthhooddss ssuucchh aass MMooddiiffiieedd CCoonnccuurrrreennttCCoouunntteerrccuurrrreenntt ((MMCCCC)) ccooookkiinngg oorr RRaappiiddDDiissppllaacceemmeenntt HHeeaattiinngg ((RRDDHH)) tthhee lliiggnniinn ccoonntteenntt ooffssooffttwwoooodd kkrraafftt ppuullpp ccaann bbee rreedduucceedd ffrroomm 55%% ttoolleessss tthhaann 44%%..

iiii)) OOxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn

TThhee uussee ooff ooxxyyggeenn iinn ccoommbbiinnaattiioonn wwiitthh aallkkaallii wwaassffiirrsstt pprraaccttiisseedd ccoommmmeerrcciiaallllyy iinn 11997700 ((MMccDDoonnoouugghh11999922)).. IItt wwaass ffiirrsstt uusseedd iinn aa pprree--ddeelliiggnniiffiiccaattiioonnssttaaggee ttoo rreemmoovvee aabboouutt hhaallff ooff tthhee lliiggnniinn ffrroommuunnbblleeaacchheedd ppuullpp.. AA ggrreeaatt aaddvvaannttaaggee ooff tthhiisspprroocceessss,, iiss tthhaatt uunnlliikkee cchhlloorriinnee bbaasseedd bblleeaacchheefffflluueennttss,, tthhee eefffflluueenntt ccaann bbee rreeccyycclleedd,,ccoonncceennttrraatteedd aanndd sseenntt ttoo tthhee cchheemmiiccaall rreeccoovveerryyssyysstteemm ((AAllbbeerrtt 11999955aa)).. TThhiiss pprroocceedduurree iiss nnoowwwwiiddeesspprreeaadd:: mmoosstt nneeww mmiillllss aanndd mmiillll eexxppaannssiioonnssiinncclluuddee iitt wwhhiillee tthhee uussee ooff ooxxyyggeenn ttoo eennhhaannccee tthheeeeffffeeccttiivveenneessss ooff tthhee ffiirrsstt ccaauussttiicc eexxttrraaccttiioonn ssttaaggee iissrreeggaarrddeedd aass aallmmoosstt uunniivveerrssaall..

DDeelliiggnniiffiiccaattiioonn iiss ggeenneerraallllyy lliimmiitteedd ttoo bbeettwweeeenn 4400&& 5500%% ssiinnccee ooxxyyggeenn llaacckkss tthhee sseelleeccttiivviittyy nneeeeddeeddttoo ttaakkee tthhee pprroocceessss ffuurrtthheerr.. AAccccoorrddiinnggllyy,, rreesseeaarrcchhhhaass bbeeeenn ddiirreecctteedd aatt ddeevveellooppiinngg cchheemmiiccaallpprreettrreeaattmmeennttss ttoo iimmpprroovvee ooxxyyggeenn sseelleeccttiivviittyy aannddhheennccee aavvooiidd ppuullpp ssttrreennggtthh lloossss.. AAnn eexxaammppllee iiss tthhee

Page 17: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1166

PPRREENNOOXX pprroocceessss ((GGuulllliicchhsseenn 11999911)),, aalltthhoouugghh tthhiisshhaass nnoott eevvoollvveedd ttoo tthhee ssttaaggee ooff ccoommmmeerrcciiaallddeevveellooppmmeenntt aanndd aapppplliiccaattiioonn.. OOxxyyggeenn hhaassbbeeccoommee oonnee ooff tthhee mmaaiinn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonntteecchhnnoollooggiieess aafftteerr sstteeaaddyy ggrroowwtthh dduurriinngg tthhee 11998800''ssaanndd eeaarrllyy 11999900''ss ((HHaassssii 11999933)) aanndd aaccccoorrddiinngg ttooiinndduussttrryy ffiigguurreess ((sseeee:: RReeeevvee 11999966 aa && bb)) bbyy 11999944ssoommee 5500%% ooff wwoorrlldd ccaappaacciittyy ffoorr kkrraafftt ppuullppiinnccoorrppoorraatteedd aann ooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn ssttaaggee..AAccccoorrddiinngg ttoo tthheessee ffiigguurreess pprrooppoorrttiioonnaallppeenneettrraattiioonn ooff tthhiiss tteecchhnnoollooggyy iiss ssiiggnniiffiiccaannttllyy lleessssiinn tthhee UUSSAA aanndd CCaannaaddiiaann iinndduussttrryy aass ccoommppaarreeddttoo tthhee SSccaannddiinnaavviiaann iinndduussttrryy..

IImmpprroovveedd ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn pprroocceesssseess aalllloowwmmooddiiffiiccaattiioonn ooff tthhee ssuubbsseeqquueenntt bblleeaacchh sseeqquueennccee bbyyrreedduucciinngg tthhee qquuaannttiittiieess ooff cchheemmiiccaallss rreeqquuiirreedd ttoopprroodduuccee ppuullppss ooff tthhee ccoommmmeerrcciiaallllyy rreeqquuiissiitteebbrriigghhttnneessss..

iiiiii)) MMooddiiffiiccaattiioonn ooff tthhee BBlleeaacchh PPrroocceessss

TThhee sseeccoonndd mmaajjoorr aarreeaa ooff pprroocceessss iinntteerrnnaallmmeeaassuurreess ddeessiiggnneedd ttoo rreedduuccee oorrggaannoocchhlloorriinneeggeenneerraattiioonn iiss mmooddiiffiiccaattiioonn ooff tthhee bblleeaacchh sseeqquueennccee..MMoosstt oorrggaannoocchhlloorriinneess aarree ffoorrmmeedd iinn tthhee bblleeaacchhppllaanntt dduuee ttoo tthhee aaccttiioonn ooff mmoolleeccuullaarr cchhlloorriinnee..HHeennccee,, eelliimmiinnaattiioonn ooff iittss uussee wwiillll ssiiggnniiffiiccaannttllyyrreedduuccee tthheeiirr ffoorrmmaattiioonn.. IInn 11999900,, cchhlloorriinnee uusseedd iinnppuullpp aanndd ppaappeerr ttrreeaattmmeenntt aaccccoouunntteedd ffoorr 55%% ooffttoottaall cchhlloorriinnee uussee iinn WWeesstteerrnn EEuurrooppee.. CCuurrrreennttffiigguurreess ssuuggggeesstt tthhaatt iinn ccoommbbiinnaattiioonn wwiitthh wwaatteerrttrreeaattmmeenntt,, tthhiiss sseeccttoorr aaccccoouunnttss ffoorr aarroouunndd 22%% ooffpprroodduuccttiioonn.. OOvveerr aa ssiimmiillaarr ttiimmee ppeerriioodd,, eelleemmeennttaallcchhlloorriinnee uussee hhaass ffaalllleenn ffrroomm 2200%% ttoo 1133%% ooff tthheettoottaall cchhlloorriinnee mmaarrkkeett iinn tthhee UUSS rreefflleeccttiinngg ssiimmiillaarr,,aalltthhoouugghh mmaarrkkeeddllyy lleessss pprroonnoouunncceedd,, ttrreennddss((SShheelllleeyy 11999900;; BBootthhaa 11999955))..

EEsssseennttiiaallllyy,, eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee hhaass ddiissaappppeeaarreeddffrroomm uussee iinn SSccaannddiinnaavviiaa.. BBeerrggmmaann eett aall.. 11999944ssttaattee tthhaatt iitt iiss nnoo lloonnggeerr uusseedd iinn SSwweeddeenn,, aalltthhoouugghhtthheeyy nnoottee tthhaatt llaarrggee qquuaannttiittiieess aarree ssttiillll uusseedd ffoorrppuullpp pprroodduuccttiioonn iinn tthhee UUSS.. AAllbbeerrtt ((11999955aa)) nnootteesstthhaatt ccuurrrreennttllyy oovveerr 5500 bblleeaacchheedd kkrraafftt ppuullpp mmiillllsswwoorrllddwwiiddee aarree pprroodduucciinngg ppuullpp wwiitthhoouutt tthhee uussee ooffeelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ((EECCFF)) aanndd ssoommee 1100 kkrraaffttppllaannttss aarree pprroodduucciinngg ppuullpp wwiitthhoouutt tthhee uussee ooffcchhlloorriinnee cchheemmiiccaallss ((TTCCFF)).. AAllbbeerrtt ((11999944)) lliissttss oovveerrssiixxttyy mmiillllss pprroodduucciinngg TTCCFF ppuullpp.. TThheessee ffiigguurreess,,hhoowweevveerr,, iinncclluuddee ssuullpphhiittee aanndd CCTTMMPP lliinneess aass wweellllaass kkrraafftt mmiillllss.. TThhee llaatteesstt ffiigguurreess ssuuggggeesstt tthhaatt ssoommee1155--2200 TTCCFF kkrraafftt mmiillllss eexxiisstt bbuutt nnoott aallll aarree ffuullllyyccoonnvveerrtteedd aanndd uussee cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee aass aa bblleeaacchhaaggeenntt oonn ooccccaassiioonn..

EElleemmeennttaall cchhlloorriinnee uussee hhaass bbeeeenn ssuubbssttiittuutteedd ttoovvaarryyiinngg eexxtteennttss bbyy cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee iinn bblleeaacchhppllaannttss.. AAccccoorrddiinngg ttoo MMccDDoonnoouugghh ((11999922))ssuubbssttiittuuttiioonn ooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee bbyy bbeettwweeeenn 5500&& 7700%% cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee hhaass bbeeeenn pprraaccttiisseedd ffoorr aalloonngg ttiimmee bbuutt iinn rreellaattiivveellyy ffeeww mmiillllss.. CChhlloorriinneeddiiooxxiiddee hhaass aallssoo bbeeeenn uusseedd wwiiddeellyy iinn tthhee ffiinnaallbbrriigghhtteenniinngg ssttaaggeess ooff ppuullppss aatt ccoonncceennttrraattiioonnss ooffbbeettwweeeenn 00..11 aanndd 11..22%%.. FFiigguurreess pprroovviiddeedd bbyyGGuulllliicchhsseenn ((11999911)) iinnddiiccaattee tthhaatt cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeessuubbssttiittuuttiioonn ooff 9900%% wwiillll lleeaadd ttoo AAOOXX ddiisscchhaarrggeelleevveellss eeqquuaall ttoo tthhoossee aacchhiieevveedd bbyy eexxtteennddeeddddeelliiggnniiffiiccaattiioonn,, ooxxyyggeenn aanndd eefffflluueenntt ttrreeaattmmeenntt..OOvveerraallll,, iinn ccoommbbiinnaattiioonn,, tthheessee pprroocceessssmmooddiiffiiccaattiioonnss mmeeaann tthhaatt wwhheerreeaass ttrraaddiittiioonnaallpprroocceesssseess ddiisscchhaarrggee 55--1100 kkgg ooff AAOOXX ppeerr ttoonnnnee ooffaaiirr ddrriieedd ppuullpp,, mmiillllss mmaayy nnooww ddiisscchhaarrggee 11..55kkggAAOOXX//AADDTT..

TThhee tteerrmm EECCFF ccaann eemmbbrraaccee aa wwiiddee rraannggee ooffpprroocceessss tteecchhnnoollooggiieess.. TThhiiss hhaass lleedd ttoo ccoonnssiiddeerraabblleeccoonnffuussiioonn aanndd ddeebbaattee iinn tthhee tteecchhnniiccaall lliitteerraattuurree aassttoo tthhee rreellaattiivvee mmeerriittss ooff EECCFF aanndd TTCCFF iinneennvviirroonnmmeennttaall aanndd mmaarrkkeettiinngg tteerrmmss.. AA ggooooddeexxaammppllee ooff ppoooorr uussee ooff ddaattaa iiss ffuurrnniisshheedd bbyy AAEETT((11999966)).. TThhee ddaattaa sshhooww tthhaatt EECCFF ppuullpp pprroodduuccttiioonniiss rriissiinngg ffaasstteerr tthhaann ffoorr aannyy ootthheerr sseeccttoorr iinn tthheeppuullpp iinndduussttrryy aanndd pprroovviiddeess vvaarriioouuss qquuootteessddeemmoonnssttrraattiinngg tthhaatt mmaarrkkeett ddeemmaanndd ffoorr TTCCFF iisslliimmiitteedd,, aanndd tthhaatt tthhee eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss aarreeeeqquuaall ttoo tthhoossee ooff TTCCFF.. TThhee ccoouunntteerr aarrgguummeenntt iissggiivveenn bbyy GGuunnnnaarrssssoonn ((11999955)).. TThhiiss ttuurrnnss uuppoonn tthheeffaacctt tthhaatt aass ooff 11999944 mmoorree tthhaann 5500 mmiillllss ooff aa ttoottaall ooff8877 iinn tthhee UUSS wweerree uussiinngg oolldd ppuullppiinngg tteecchhnnoollooggyywwiitthhoouutt eexxtteennddeedd ccooookkiinngg aanndd ooxxyyggeennddeelliiggnniiffiiccaattiioonn..

HHeennccee,, tthhee tteerrmm EECCFF iiss oofftteenn aapppplliieedd bbootthh ttoo ppuullppwwiitthh aa hhiigghh kkaappppaa nnuummbbeerr lliikkeellyy ttoo ggeenneerraattee llaarrggeeqquuaannttiittiieess ooff AAOOXX aanndd tthhaatt pprroodduucceedd wwiitthh aa lloowwkkaappppaa nnuummbbeerr,, iimmppllyyiinngg tthhaatt mmuucchh lleessss AAOOXXwwoouulldd bbee ffoorrmmeedd.. OOvveerraallll,, oonnllyy 1155 mmiilllliioonn ttoonnnneessooff tthhee ttoottaall UUSS EECCFF ppuullpp pprroodduuccttiioonn wwaasspprroodduucceedd uussiinngg tteecchhnnoollooggyy ccoommppaarraabbllee ttoo tthheeTTCCFF pprroocceesssseess iinn SSccaannddiinnaavviiaa.. PPaarrttllyy aass aa rreessuullttooff tthhee bbrrooaadd ssppeeccttrruumm ooff EECCFF pprroocceesssseess,, aannddcchhlloorriinnee ggaass uusseerrss pprreesseenntt iinn tthhee iinndduussttrryy,,ddiisscchhaarrggeess ooff AAOOXX mmaayy rraannggee ffrroomm 00..11 ttoo 1100 kkggppeerr aaiirr ddrriieedd ttoonnnnee,, aanndd tthhee aavveerraaggee vvaalluuee ccaannnnoottbbee eeaassiillyy ddeetteerrmmiinneedd.. IItt iiss ssttaatteedd eellsseewwhheerree iinn tthheelliitteerraattuurree tthhaatt wwiitthhoouutt ooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn aannddaann eexxtteennddeedd ccooookkiinngg sstteepp,, EECCFF bblleeaacchhiinngg aalloonneewwiillll ssttiillll rreessuulltt iinn AAOOXX llooaaddiinnggss ooff uupp ttoo 11kkgg ppeerrttoonnnnee ooff ppuullpp pprroodduucceedd ((AAxxeeggaarrdd eett aall.. 11999933))..

Page 18: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1177

AAllbbeerrtt ((11999955 aa && bb;; 11999966)) hhaass ccoonnssiisstteennttllyy aarrgguueeddtthhaatt cchhlloorriinnee cchheemmiiccaall bblleeaacchh bbaasseedd pprroocceesssseess,,iinncclluuddiinngg EECCFF,, aarree uunnlliikkeellyy ttoo mmeeeett tthhee tteerrmmss ooffeemmeerrggiinngg lleeggiissllaattiivvee ffrraammeewwoorrkkss.. TThhee pprrooppoosseeddUUnniitteedd SSttaatteess EEfffflluueenntt LLiimmiittaattiioonn GGuuiiddeelliinneessaappppllyy ssttrriinnggeenntt ccoonnttrroollss ttoo AAOOXX,, CCOODD,, CCoolloouurr,,BBOODD aanndd TTSSSS.. TThhee oorriiggiinnaall lliimmiittss pprrooppoosseedd iinn11999933 wwoouulldd iinnddeeeedd bbee ddiiffffiiccuulltt ttoo aacchhiieevvee wwiitthhcchhlloorriinnee cchheemmiiccaall bbaasseedd tteecchhnnoollooggyy.. TThhiissiinndduussttrriiaall sseeccttoorr,, iiss hhoowweevveerr,, ssttiillll uunnddeerraasssseessssmmeenntt aanndd tthhee pprrooppoossaallss aarree bbeeiinnggpprrooggrreessssiivveellyy mmooddiiffiieedd.. TThhee ffiinnaall rreegguullaattiioonnss ttoo bbeeaapppplliieedd aarree eexxppeecctteedd ttoo bbee ppuubblliisshheedd iinn eeaarrllyy11999977.. TTwwoo ooppttiioonnss aappppeeaarr ttoo bbee ffaavvoouurreedd ffoorraapppplliiccaattiioonn iinn tthhee iinndduussttrryy.. TThhee ffiirrsstt ((AA)) iissccoonnvveennttiioonnaall ppuullppiinngg ccoouupplleedd wwiitthh 110000%% cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee bblleeaacchhiinngg wwhhiillee tthhee sseeccoonndd iiss ooxxyyggeennddeelliiggnniiffiiccaattiioonn// eexxtteennddeedd ccooookkiinngg aanndd cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee bblleeaacchhiinngg.. TThheessee aarree oouuttlliinneedd iinn mmoorreeddeettaaiill bbyy UUSSEEPPAA ((11999955))..

HHeennccee,, aa ssuubbssttaannttiiaall ddiiffffeerreennccee iinn AAOOXX aanndd CCOODDddiisscchhaarrggee lliimmiittaattiioonnss ccaann bbee eexxppeecctteedd ddeeppeennddiinngguuppoonn tthhee bbaasseelliinnee tteecchhnnoollooggyy.. UUnnaaccccoouunnttaabbllyy,,ddeessppiittee tthhee wweellll ddooccuummeenntteedd ccaappaabbiilliittyy ooff TTCCFFpprroocceesssseess iinn SSccaannddiinnaavviiaa pprroodduucciinngg ffuullllbbrriigghhttnneessss ppuullppss,, TTCCFF hhaass aappppaarreennttllyy bbeeeenneexxcclluuddeedd ffrroomm tthhee ooppttiioonnss ffoorr ddeeffiinniinngg aa BBeessttAAvvaaiillaabbllee TTeecchhnnoollooggyy ((SSPPPPTT 11999966)),, aalltthhoouugghh TTCCFFmmiillllss ccoouulldd qquuaalliiffyy uunnddeerr iinncceennttiivveess ppaacckkaaggeesspprrooppoosseedd.. TThhee pprrooppoosseedd 11999966 rreegguullaattiioonnss ddiiffffeerrssiiggnniiffiiccaannttllyy ffrroomm tthhoossee oouuttlliinneedd oorriiggiinnaallllyy iinn11999933.. IInn ppaarrttiiccuullaarr,, ooppttiioonn ((AA)) wwoouulldd rreessuulltt iinnAAOOXX ddiisscchhaarrggeess aallmmoosstt tthhrreeee ttiimmeess tthhoosseeoorriiggiinnaallllyy ssuuggggeesstteedd iinn 11999933..

CCoonnvveerrssiioonn ttoo TTCCFF pprroocceesssseess hhaass bbeeeenn iinntteennssiivveellyyiinnvveessttiiggaatteedd aanndd nnooww sseeeemmss eessttaabblliisshheedd aass tthheeffuuttuurree ssyysstteemm ooff cchhooiiccee ffoorr eelliimmiinnaattiinngg cchhlloorroo--oorrggaanniiccss ffrroomm tthhee wwaassttee ssttrreeaamm.. IInn ssuucchh pprroocceesssseess,,nnoo cchhlloorriinnee cchheemmiiccaallss aarree uusseedd,, rreelliiaannccee bbeeiinnggppllaacceedd oonn bblleeaacchhiinngg aaggeennttss ssuucchh aass ppeerrooxxiiddeess aannddoozzoonnee.. RReesseeaarrcchh iinnttoo tthhee ooppttiimmaall wwaayyss ooff uussiinnggaaggeennttss ssuucchh aass oozzoonnee aass bblleeaacchh cchheemmiiccaallss iiss bbeeiinnggaaccttiivveellyy ppuurrssuueedd ((MMiieelliisscchh eett aall.. 11999955)) ppaarrttiiccuullaarrllyywwiitthh rreessppeecctt ttoo ccaarrrryyiinngg oouutt bblleeaacchhiinngg aatt hhiigghheerrppuullpp ccoonnssiisstteenncciieess tthhuuss rreedduucciinngg wwaatteerr uussaaggee..OOtthheerr wwoorrkk hhaass ffooccuusssseedd oonn mmeetthhooddss ooffooppttiimmiissiinngg hhyyddrrooggeenn ppeerrooxxiiddee bblleeaacchhiinngg ((AAxxeeggaarrddeett aall.. 11999966))..

bb)) PPrroocceessss eexxtteerrnnaall mmeeaassuurreess

PPrroocceessss eexxtteerrnnaall mmeeaassuurreess llaarrggeellyy rreeffeerr ttoo tthhee

ddeessiiggnn aanndd ccoonnssttrruuccttiioonn ooff vvaarriioouuss ttyyppeess ooffttrreeaattmmeenntt ppllaannttss.. TThhee bbaallaannccee ooff eemmppllooyyeeddtteecchhnnoollooggiieess vvaarriieess bbeettwweeeenn rreeggiioonn.. aanndd iinncclluuddeeaaccttiivvaatteedd sslluuddggee ppllaannttss ((SSaauunnaammaakkii eett aall.. 11999911)),,aaeerraatteedd llaaggoooonnss ((SSttuutthhrriiddggee eett aall.. 11999911;; SSttuutthhrriiddggee&& MMccFFaarrllaannee 11999944)) aanndd aannaaeerroobbiicc ppllaannttss ((HHaabbeettss&& ddee VVeeggtt 11999911)).. AAllmmeemmaarrkk eett aall.. ((11999911)) ssuuggggeessttsstthhaatt iinn SSwweeddeenn,, ssoolliiddss ffrroomm aaeerraatteedd llaaggoooonnttrreeaattmmeenntt tteenndd ttoo bbee ddiisscchhaarrggeedd ttoo wwaatteerr,, wwhheerreeaassiinn NNoorrtthh AAmmeerriiccaa,, FFiinnllaanndd aanndd JJaappaann,, wwhheerreeaaccttiivvaatteedd sslluuddggee ssyysstteemmss aarree ccoommmmoonn,, sslluuddggeehhaannddlliinngg iiss aann iimmppoorrttaanntt ccoommppoonneenntt ooff tthhee wwaasstteemmaannaaggeemmeenntt ccyyccllee ffrroomm mmiillllss.. TThhee aabbiilliittyy ooffttrreeaattmmeenntt ssyysstteemmss ttoo rreedduuccee tthhee AAOOXX ccoommppoonneennttvvaarriieess mmaarrkkeeddllyy,, bbuutt wwaasstteewwaatteerrss ddiisscchhaarrggeeddffrroomm ssuucchh ppllaanntt iinnvvaarriiaabbllyy ccoonnttaaiinn AAOOXX iiffcchhlloorriinnee bbaasseedd cchheemmiiccaallss aarree uusseedd ((SSttuutthhrriiddggee eettaall.. 11999911)) wwhhiillee sslluuddggeess mmaayy ccoonnttaaiinn uupp ttoo 5500ggAAOOXX ppeerr kkgg ooff ddrriieedd mmaatteerriiaall..

OOnnee aassppeecctt ooff tthhee UUSS pprrooppoosseedd ""CClluusstteerr RRuulleess"" iisstthhaatt iitt wwiillll nnoo lloonnggeerr bbee ppeerrmmiissssiibbllee ttoo rreemmoovveeccoonnttaammiinnaannttss ffrroomm eefffflluueennttss aanndd ssiimmppllyy sshhiifftttthheemm ttoo aaiirr,, ssoolliidd wwaasstteess oorr iinnttoo pprroodduuccttss.. TThhiiss iissooff ssiiggnniiffiiccaannccee ggiivveenn tthhee AAOOXX rreessiidduueess lliikkeellyy ttoo bbeeffoouunndd iinn sslluuddggeess ffrroomm vvaarriioouuss ttyyppeess ooff wwaasstteewwaatteerrttrreeaattmmeenntt ppllaannttss aass eexxeemmpplliiffiieedd bbyy aa SSwweeddiisshhssttuuddyy ((AAllmmeemmaarrkk eett aall.. 11999911)).. BBiioollooggiiccaall sslluuddggeerreessiidduuee iinn aaeerraatteedd ttrreeaattmmeenntt llaaggoooonnss rraannggeedd ffrroomm00 ttoo 55 kkgg ddrryy ssoolliiddss ppeerr ttoonnnnee ooff ppuullpp pprroodduucceedd..TThhiiss,, iinn ttuurrnn ccoonnttaaiinneedd bbeettwweeeenn 22 aanndd 3300gg AAOOXXppeerr kkiillooggrraamm.. IInn aaccttiivvaatteedd sslluuddggee pprroocceesssseess,, 55--2255kkgg ooff sslluuddggee aarree pprroodduucceedd ppeerr ttoonnnnee ooff ppuullpp wwiitthhaa ccoonntteenntt ooff 1100--2255gg AAOOXX ppeerr kkgg.. CChheemmiiccaallccooaagguullaattiioonn pprroodduucceess 44--8800 kkgg ooff ddrriieedd cchheemmiiccaallssoolliiddss ppeerr ttoonnnnee ooff ppuullpp aanndd tthheessee ssoolliiddss ccoonnttaaiinn1100--4400 gg AAOOXX ppeerr kkgg.. TThheessee ffiigguurreess wweerree ddeerriivveeddffoorr tthhee SSccaannddiinnaavviiaann iinndduussttrryy pprriioorr ttoo wwiiddeesspprreeaaddpprroocceessss ccoonnvveerrssiioonnss iinn tthhee llaattee 11998800''ss//eeaarrllyy 11999900''ss,,bbuutt aarree lliikkeellyy ttoo ssttiillll bbee hhiigghhllyy rreelleevvaanntt ttoo tthheeiinndduussttrryy eellsseewwhheerree..

TThhee aaccttuuaall ddiissppoossaall mmeetthhooddss uusseedd ffoorr ssuucchh sslluuddggeessvvaarryy ffrroomm ccoouunnttrryy ttoo ccoouunnttrryy.. IInn SSccaannddiinnaavviiaa,,iinncciinneerraattiioonn iinn tthhee bbaarrkk bbooiilleerr wwaass oofftteenn uusseedd,,wwhhiillee iinn tthhee UUnniitteedd SSttaatteess,, llaannddffiilllliinngg aappppeeaarrss ttoobbee tthhee mmeetthhoodd ooff cchhooiiccee.. AAllmmeemmaarrkk eett aall..(( 11999911))nnoottee tthhaatt rreellaattiivveellyy lliittttllee wwoorrkk hhaass bbeeeenn ccaarrrriieeddoouutt oonn tthhee eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaacctt ooff tthhee vvaarriioouussddiissppoossaall mmeetthhooddss.. NNoonneetthheelleessss,, aass aa ggeenneerraallpphheennoommeennoonn iitt iiss kknnoowwnn tthhaatt llaannddffiillll lleeaacchhaatteessccaann ccoonnttaammiinnaattee ggrroouunndd aanndd ssuurrffaaccee wwaatteerrss..MMoorreeoovveerr,, oorrggaannoocchhlloorriinneess hhaavvee bbeeeenn ffoouunndd iinntthhee fflluuee ggaass ooff bbaarrkk bbooiilleerrss uusseedd ttoo iinncciinneerraatteesslluuddggeess aanndd cchhlloorriinnaatteedd lliiqquuoorrss aanndd iinn tthhee ffllyy aasshh

Page 19: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1188

ggeenneerraatteedd bbyy tthheessee ooppeerraattiioonnss ((KKooppppoonneenn eett aall..11999944)).. TThheessee iinncclluuddee tthhee cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aannddddiibbeennzzooffuurraannss.. SSoonnnneennbbeerrgg aanndd NNiicchhoollss ((11999955))ddeemmoonnssttrraatteedd tthhaatt aaddddiinngg ssmmaallll aammoouunnttss ooff EE11ccoonncceennttrraattee ccoonnttaaiinniinngg cchhlloorriinnee ttoo bbllaacckk lliiqquuoorriinnccrreeaasseedd eemmiissssiioonnss ooff hhyyddrroocchhlloorriicc aacciidd aanndd tthhaattPPCCDDDD aanndd PPCCDDFF eemmiissssiioonnss iinnccrreeaasseedd bbyy aa ffaaccttoorrooff tteenn wwiitthh aa 11%% aaddddiittiioonn ooff bblleeaacchh ppllaanntt eefffflluueennttttoo bbllaacckk lliiqquuoorr.. TThhee ssppiikkeedd bbllaacckk lliiqquuoorr wwaassccoommbbuusstteedd iinn bbootthh aa llaabboorraattoorryy ssccaallee ppllaanntt aanndd iinnaa ssmmaallll ppiilloott iinncciinneerraattiioonn ppllaanntt..

TTrreeaattmmeenntt ooff bblleeaacchh ppllaanntt eefffflluueennttss ccaann rreedduucceettooxxiicc eeffffeeccttss,, ddeeppeennddiinngg uuppoonn tthhee bblleeaacchh cchheemmiiccaallssuusseedd aanndd tthhee ttyyppee ooff ttrreeaattmmeenntt eemmppllooyyeedd,, wwhhiilleetthhee mmoovvee ttoowwaarrddss cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee aass aa bblleeaacchhcchheemmiiccaall hhaass aallssoo ccoonnttrriibbuutteedd ((RRoosseemmaarriinn eett aall..11999900)).. IItt hhaass bbeeccoommee cclleeaarr tthhaatt tthhee bbiioollooggiiccaallaaccttiivviittyy ooff ppuullpp eefffflluueennttss mmaayy ppeerrssiisstt tthhrroouugghhccoonnvveennttiioonnaall ttrreeaattmmeenntt pprroocceesssseess.. FFoorr eexxaammppllee,, aahhiigghhllyy ttrreeaatteedd eefffflluueenntt iinn AAuussttrraalliiaa wwaass rreeppoorrtteeddssiiggnniiffiiccaannttllyy ttoo iinndduuccee lliivveerr MMFFOO aaccttiivviittyy iinn ccaarrpp..IInndduuccttiioonn wwaass ppoooorrllyy ccoorrrreellaatteedd wwiitthhoorrggaannoocchhlloorriinneess eexxttrraacctteedd ffrroomm tthhee ffiisshh mmuussccllee,,bbuutt aappppeeaarreedd ttoo bbee ppoossiittiivveellyy ccoorrrreellaatteedd wwiitthhPPCCDDDD aanndd PPCCDDFF lleevveellss mmeeaassuurreedd iinn mmuussccllee((AAhhookkaass eett aall.. 11999944))..

AA ffuurrtthheerr pprroobblleemm iiss aassssoocciiaatteedd wwiitthh tthhee uussee ooffcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee.. TThhiiss iiss tthhee ppootteennttiiaall ddiisscchhaarrggee ooffcchhlloorraattee,, aa ppootteenntt hheerrbbiicciiddee ttoo wwhhiicchh mmaarriinneebbrroowwnn aallggaaee aarree ppaarrttiiccuullaarrllyy sseennssiittiivvee ((RRoosseemmaarriinneett aall.. 11999900;; 11999944)).. DDiisscchhaarrggeess ffrroomm tthhee SSwweeddiisshhMMoonnsstteerraass mmiillll iinn tthhee eeaarrllyy 11998800ss ccaauusseedd tthheebbrroowwnn aallggaa FFuuccuuss vveessiiccuulloossuuss ttoo ddiissaappppeeaarr ffrroommaann aarreeaa ooff 1122 kkmm22.. WWhhiillee tthhiiss pprroobblleemm aappppeeaarrss ttoohhaavvee llaarrggeellyy bbeeeenn ssoollvveedd tthhrroouugghh mmooddiiffiieeddeefffflluueenntt ttrreeaattmmeenntt ((LLaannddnneerr eett aall.. 11999944)),, tthheessiittuuaattiioonn oouuttssiiddee ooff SSccaannddiinnaavviiaa iiss uunncclleeaarr..

FFiinnaallllyy,, nnuuttrriieenntt llooaaddiinnggss ttoo rreecceeiivviinngg wwaatteerrss aarreeaallssoo ooff iimmppoorrttaannccee,, aanndd ttrreeaattmmeenntt ppllaanntt iiss bbeeiinnggddeessiiggnneedd ttoo mmiinniimmiissee eemmiissssiioonnss ooff nniittrraatteess aannddpphhoosspphhaatteess ((EEnneellll && HHaagglliinndd 11999944)).. IInn aarreeaass ssuucchhaass AAuussttrriiaa,, ssuucchh ppllaanntt hhaass ooppeerraatteedd ffoorr ssoommeeyyeeaarrss,, aalltthhoouugghh aass iinn GGeerrmmaannyy,, tthhee iinndduussttrryy iissbbaasseedd mmoorree oorr lleessss eexxcclluussiivveellyy oonn ssuullpphhiitteetteecchhnnoollooggyy ((KKrrooiissss 11999944))..

EEFFFFEECCTTSS OOFF PPRROOCCEESSSS MMOODDIIFFIICCAATTIIOONNSS OONNOORRGGAANNOOCCHHLLOORRIINNEE PPRROODDUUCCTTIIOONN

aa)) NNoonn--ddiiooxxiinn ccoommppoouunnddss aanndd AAOOXX

TThheerree iiss lliittttllee ddoouubbtt tthhaatt pprroocceessss iinntteerrnnaallmmooddiiffiiccaattiioonnss iinn ppaarrttiiccuullaarr hhaavvee sshhaarrppllyy rreedduucceeddtthhee qquuaannttiittiieess ooff oorrggaannoocchhlloorriinneess ((sseeee:: TTaabbllee 99))ddiisscchhaarrggeedd ffrroomm bblleeaacchheedd kkrraafftt ppuullpp mmiillllss.. TThhiiss iissrreefflleecctteedd bbootthh iinn ssttuuddiieess ooff eefffflluueennttss aanndd ooffrreecciippiieenntt wwaatteerrss,, bbuutt eevveenn wwhheerree bblleeaacchh sseeqquueenncceesshhaavvee bbeeeenn mmooddiiffiieedd,, iiff tthheeyy iinnvvoollvvee cchhlloorriinnee bbaasseeddcchheemmiiccaallss tthheenn oorrggaannoocchhlloorriinneess aarree ddiisscchhaarrggeedd((PPaallmm && LLaammmmii 11999955)).. FFoorr eexxaammppllee,, iinn aa ssttuuddyy ooffttwwoo FFiinnnniisshh mmiillllss wwhhiicchh eelliimmiinnaatteedd eelleemmeennttaallcchhlloorriinnee ffrroomm tthhee bblleeaacchh sseeqquueennccee aanndd ssuubbssttiittuutteeddcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee,, sshhaarrppllyy rreedduucceedd eemmiissssiioonnss ((bbuuttnnoott eelliimmiinnaattiioonn)) ooff tthhee ttooxxiiccoollooggiiccaallllyy iimmppoorrttaannttcchhlloorriinnaatteedd ccyymmeenneess wwaass rreeppoorrtteedd ((RRaannttiioo 11999955))..FFuurrtthheerr wwoorrkk hhaass sshhoowwnn tthhaatt lleevveellss ooff cchhlloorriinnaatteeddccyymmeenneess aanndd ccyymmeenneenneess eemmiitttteedd ffrroomm aa mmiilllleemmppllooyyiinngg ccoommpplleettee cchhlloorriinnee ssuubbssttiittuuttiioonn wweerreehhiigghheerr tthhaann ffrroomm aa mmiillll wwhheerree ssuubbssttiittuuttiioonn wwaassoonnllyy ppaarrttiiaall ((RRaannttiioo 11999966aa && bb)).. TThhiiss iimmpplliieess tthhaattvvaarriiaattiioonnss ooff wwiitthhiinn--mmiillll ssyysstteemmss mmaayy bbee hhiigghhllyyiimmppoorrttaanntt.. IInn aannootthheerr FFiinnnniisshh eexxaammppllee,, lleevveellss ooffcchhlloorriinnaatteedd PPAAHHss iinn mmiillll wwaasstteess aanndd pprroodduuccttsswweerree lloowweerr iinn bbiirrcchh ppuullpp pprroodduucceedd wwiitthhoouutteelleemmeennttaall cchhlloorriinnee aass ccoommppaarreedd ttoo ppiinnee ppuullppbblleeaacchheedd wwiitthh eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee aatt tthhee iinniittiiaallssttaaggee ((KKooiissttiinneenn eett aall.. 11999944aa)).. KKooiissttiinneenn eett aall..((11999944bb)) aallssoo rreeppoorrtteedd cchhlloorriinnaatteedd fflluuoorreenneess aannddaallkkyyfflluuoorreenneess iinn bbiirrcchh ppuullpp bblleeaacchheedd wwiitthh cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee,, bbuutt aatt lloowweerr lleevveellss tthhaann iinn eelleemmeennttaallcchhlloorriinnee bblleeaacchheedd ppiinnee ppuullpp..

AA ffuurrtthheerr FFiinnnniisshh ssttuuddyy ccoonndduucctteedd aannaallyysseess oofflleevveellss ooff ttrriicchhlloorraacceettiicc aacciidd ((TTCCAA)) iinn ppiinnee nneeeeddlleessssiittuuaatteedd ddoowwnnwwiinndd ooff aa ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll uussiinnggoonnllyy cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee iinn tthhee bblleeaacchh ppllaanntt ((JJuuuuttii eettaall.. 11999955)).. TThhee ssttuuddyy ffoouunndd aa cclleeaarr ccoorrrreellaattiioonnbbeettwweeeenn lleevveellss ooff TTCCAA aanndd ddiissttaannccee ffrroomm tthhee mmiillllsswwiitthh tthhee hhiigghheesstt lleevveellss ffoouunndd cclloossee ttoo tthhee mmiillllss..TTCCAA iiss ffoorrmmeedd ffrroomm tthhee cchhlloorroohhyyddrrooccaarrbboonnpprreeccuurrssoorrss.. WWhhiillee tthhee mmiillllss wweerree cclleeaarrllyyiimmpplliiccaatteedd aass tthhee ssoouurrccee ooff tthhiiss ccoommppoouunndd,, tthheessttuuddyy wwaass ccoonndduucctteedd oonnllyy aa sshhoorrtt ttiimmee aafftteerrpprroocceessss ccoonnvveerrssiioonn,, hheennccee tthhee ccoonnttrriibbuuttiioonn ooffcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ttoo tthhee pphheennoommeennoonn iiss uunncclleeaarr..

PPRROOCCEESSSS KKaappppaa BBOODD77 CCOODDCCrr CCoolloouurr AAOOXX

Page 20: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

1199

nnuummbbeerr kkgg//tt kkgg//tt kkgg PPtt//tt kkgg//ttBBEEFFOORREE AACCTTIIVVAATTEEDD SSLLUUDDGGEE TTRREEAATTMMEENNTT::

SSttaannddaarrdd KKrraafftt 3300 1166 8800 220000 77..00EExxtteennddeedd ccooookk 2244 1144 6600 115500 44..88OOxxyyggeenn 1188 1122 5500 112200 33..55EExxtteennddeedd ++ OO22 1144 99 3399 110000 22..88

AAFFTTEERR AACCTTIIVVAATTEEDD SSLLUUDDGGEE TTRREEAATTMMEENNTT::SSttaannddaarrdd KKrraafftt -- 22..44 4455 118800 33..99EExxtteennddeedd ccooookk -- 22..22 3366 113300 22..22OOxxyyggeenn -- 22..00 3311 110000 11..99EExxtteennddeedd ++ OO22 -- 11..77 2277 8855 11..33

TTAABBLLEE 99:: EEffffeeccttss ooff pprroocceessss iinntteerrnnaall mmeeaassuurreess ddeessiiggnneedd ttoo iinnccrreeaassee ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn ooff ssooffttwwoooodd kkrraafftt ppuullpp oonn tthhee qquuaalliittyyooff tthhee bblleeaacchhppllaanntt eefffflluueenntt.. FFiigguurreess bbeeffoorree aanndd aafftteerr aannaaeerroobbiicc ttrreeaattmmeenntt aarree sshhoowwnn.. KKaappppaa nnuummbbeerr ccaann bbee ccoonnvveerrtteedd ttooppeerrcceennttaaggee rreessiidduuaall lliiggnniinn eessttiimmaattee bbyy ddiivviiddiinngg tthhee ffiigguurree bbyy ssiixx.. TTaabbllee rreepprroodduucceedd ffrroomm GGuulllliicchhsseenn ((11999911)).. BBlleeaacchhsseeqquueennccee ggiivveenn aass CCDD--EEOO--DD--EE--DD..

WWhheerree ppaarrttiiaall ssuubbssttiittuuttiioonn ooff tthhee iinniittiiaall cchhlloorriinneecchhaarrggee wwiitthh cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee hhaass bbeeeenn pprraaccttiisseedd,,uunnttrreeaatteedd eefffflluueennttss hhaavvee bbeeeenn ffoouunndd ttoo hhaavveessiiggnniiffiiccaanntt mmuuttaaggeenniicc aaccttiivviittyy aanndd tthhee aabbiilliittyy ttooccaauussee cchhrroonniicc lliivveerr iinnjjuurryy ((MMeettccaallffee eett aall.. 11999955))aalltthhoouugghh ccaarrcciinnooggeenniicc eeffffeeccttss iinn ffiisshh wweerreeaappppaarreennttllyy aabbsseenntt.. MMuuttaaggeenniicc aaggeennttss wweerree aallssooddeetteecctteedd bbyy RRaaoo eett aall.. ((11999944)) iinn aa mmiillll eefffflluueennttwwhheerree aa hhiigghh ddeeggrreeee ooff cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeessuubbssttiittuuttiioonn wwaass eemmppllooyyeedd.. IItt iiss,, hhoowweevveerr,, nnoottcclleeaarr iinn eeiitthheerr ccaassee ttoo wwhhaatt eexxtteenntt tthhee oobbsseerrvveeddeeffffeeccttss wweerree dduuee ttoo oorrggaannoocchhlloorriinneess oorr ttoo nnoonn--cchhlloorriinnaatteedd wwoooodd ddeerriivvaattiivveess.. SSiimmiillaarrllyy,, iinn ssttuuddiieessooff bblleeaacchhiinngg ooff eeuuccaallyypptt ppuullpp 7700%% cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn ccoonnssiiddeerraabbllyy rreedduucceedd bbuutt ddiiddnnoott eelliimmiinnaattee tthhee pprroodduuccttiioonn ooff cchhlloorroopphheennoolliiccss,,cchhlloorrooffoorrmm,, cchhlloorrooaacceettoonneess aanndd cchhlloorroo--ddiimmeetthhyyllssuullffoonneess ((SSmmiitthh eett aall.. 11999944cc))..

IInn aa UUSS ssttuuddyy,, cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn ooff 6600--7700%% ((HHaalleeyy eett aall.. 11999955)) rreessuulltteedd iinn oonnllyy aa 1122%%ddeecclliinnee iinn AAOOXX lleevveellss aalltthhoouugghh cchhlloorriinnaatteedd rreessiinnaacciiddss,, cchhlloorriinnaatteedd pphheennoollss,, cchhlloorriinnaatteedd gguuaaiiaaccoollssaanndd ccaatteecchhoollss wweerree aallll rreedduucceedd iinn tthhee eefffflluueenntt bbyymmuucchh hhiigghheerr ppeerrcceennttaaggeess.. AAtt aa NNeeww ZZeeaallaanndd mmiillllwwiitthh aaeerraatteedd ttrreeaattmmeenntt llaaggoooonnss aanndd uussiinngg ffuullllcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn,, eelleevvaatteedd lleevveellss ooffcchhlloorroo--pphheennoolliicc ccoommppoouunnddss wweerree iiddeennttiiffiieedd iinn tthheerriivveerr aanndd rriivveerriinnee sseeddiimmeennttss wwhhiicchh rreecceeiivveedd tthheeeefffflluueenntt.. BBaacckkggrroouunndd lleevveellss ooff cchhlloorroopphheennoolliiccsswweerree aacchhiieevveedd aapppprrooxxiimmaatteellyy 2200kkmm bbeellooww tthhee mmiillll((JJuudddd eett aall.. 11999955))..

bb)) CChhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aanndd ddiibbeennzzooffuurraannss

AA ffoollllooww uupp ttoo tthhee UUSS 110044 MMiillll ssttuuddyy ((GGiilllleessppiiee

11999966)) hhaass sshhoowwnn tthhaatt ddiisscchhaarrggeess ooff cchhlloorriinnaatteeddddiiooxxiinnss hhaavvee bbeeeenn ssuubbssttaannttiiaallllyy rreedduucceedd..RReedduuccttiioonnss aarree tthhoouugghhtt ttoo bbee dduuee nnoott oonnllyy bblleeaacchhpprroocceessss cchhaannggeess,, bbuutt tthhee rreeppllaacceemmeenntt ooffddeeffooaammiinngg aaggeennttss mmaaddee ffrroomm ooiillss wwiitthh aa hhiigghhaarroommaattiicc ccoonntteenntt aanndd ccoonnttaammiinnaatteedd wwiitthh nnoonn--cchhlloorriinnaatteedd ddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinnss aanndd ddiibbeennzzooffuurraannssaass nnootteedd bbyy SSeerrvvooss eett aall.. ((11999944)).. TThhee ttoottaallrreelleevvaannccee ooff tthhee UUSS ssttuuddyy iiss ooppeenn ttoo qquueessttiioonn,,hhoowweevveerr,, ssiinnccee oonnllyy tthhee 22,,33,,77,,88--TTCCDDDD aanndd TTCCDDFFiissoommeerrss hhaavvee bbeeeenn ccoonnssiiddeerreedd.. OOtthheerr iissoommeerrss aarreeffoorrmmeedd iinn cchhlloorriinnee bblleeaacchh ooppeerraattiioonnss ((CCaammppiinn eettaall.. 11999911;; SSeerrvvooss eett aall 11999944)).. IInn aa ssttuuddyy ooffcchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinn aaccccuummuullaattiioonn iinn ffiisshh eexxppoosseedd ttoommiillll eefffflluueennttss aanndd eemmppllooyyiinngg vvaarryyiinngg ddeeggrreeeess ooffcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn sshhoowweedd tthhaatt iinnggeenneerraall tthhee hhiigghheesstt lleevveellss wweerree ffoouunndd cclloossee ttoo mmiillllsswwiitthh lloowweerr ppeerrcceennttaaggee ssuubbssttiittuuttiioonn aanndd lloowweerriinntteennssiittyy ooff eefffflluueenntt ttrreeaattmmeenntt.. TThhee iimmppoorrttaannccee ooffhhiissttoorriiccaall iinnppuuttss wwaass nnoott cclleeaarr bbuutt ccoouulldd hhaavveebbeeeenn aa ccoonnffoouunnddiinngg ffaaccttoorr ((SSeerrvvooss 11999944))..

RRaappppee && WWaaggmmaann ((11999955)) aannaallyysseedd bbrroowwnnssttoocckk,,EECCFF aanndd TTCCFF ppuullpp aanndd iiddeennttiiffiieedd 22,,33,,77,,88--TTCCDDFFiinn cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee bblleeaacchheedd ppuullpp bbuutt aatt lleevveellssvveerryy mmuucchh lloowweerr tthhaann pprreevviioouuss rreeppoorrttss iinn tthheelliitteerraattuurree.. TThhiiss iiss tteennttaattiivveellyy aattttrriibbuutteedd ttoo tthheeffoorrmmaattiioonn ooff ffrreeee cchhlloorriinnee ffrroomm tthhee cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee.. NNoo eefffflluueennttss wweerree tteesstteedd iinn tthhiiss ssttuuddyy..NNoonneetthheelleessss,, aaiirr ssaammpplliinngg aatt aa FFiinnnniisshh mmiillllccoonnvveerrtteedd ttoo bblleeaacchh uussiinngg oonnllyy cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeeddeetteecctteedd eelleevvaatteedd lleevveellss ooff sseevveerraall cchhlloorriinnaatteeddddiiooxxiinnss aanndd ffuurraannss,, wwiitthh tthhee ffuurraannss bbeeiinngg tthheeddoommiinnaanntt ccoommppoonneennttss ((RRoosseennbbeerrgg eett aall.. 11999944)).. IInnaaddddiittiioonn,, lleevveellss ooff 11,,22,,33,,44,,66,,77,,88--HHppCCDDFF,, tthheeddoommiinnaanntt ffuurraann iinn tthhee aaiirr ssaammpplleess,, wweerree hhiigghheerr iinn

Page 21: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2200

tthhee bblloooodd ooff aa ggrroouupp ooff wwoorrkkeerrss aatt tthhee mmiillll tthhaann iinntthhee bbaacckkggrroouunndd ppooppuullaattiioonn ((RRoosseennbbeerrgg eett aall..11999955))..

RReessuullttss ooff mmoonniittoorriinngg ffoorr cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aannddddiibbeennzzooffuurraannss aarree aavvaaiillaabbllee ffoorr tthhee CChhaammppiioonnPPuullpp MMiillll,, CCaannttoonn,, NNoorrtthh CCaarroolliinnaa aatt vvaarriioouussppooiinnttss iinn tthhee eefffflluueenntt ttrreeaattmmeenntt pprroocceessss..AAccccoorrddiinngg ttoo GGlleeaaddooww eett aall.. ((11999966)) tthhiiss mmiillll hhaassttwwoo bblleeaacchh lliinneess aapppplliieedd ttoo ppiinnee aanndd hhaarrddwwoooodd

ppuullpp,, uussiinngg ffuullll cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn.. OOfftthhee aannaallyytteess ddeetteerrmmiinneedd,, 22,,33,,44,,66,,77,,88--hheeppttaacchhlloorroo--ddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinn wwaass ffoouunndd iinn tthhee iinnfflluueenntt ttoo tthheewwaassttee ttrreeaattmmeenntt ppllaanntt,, tthhee sslluuddggee ffrroomm tthheettrreeaattmmeenntt ppllaanntt aanndd iinn tthhee lleeaacchhaattee ffrroomm tthheesslluuddggee.. 22,,33,,44,,66,,77,,88--HHeexxaaCCDDFF wwaass pprreesseenntt iinneefffflluueenntt ffrroomm tthhee ttrreeaattmmeenntt ppllaanntt.. 22,,33,,44,,66,,77,,88--HHeeppttaaCCDDFF wwaass ddeetteecctteedd iinn eefffflluueenntt,, sslluuddggee aannddlleeaacchhaattee aanndd 22,,33,,77,,88--TTeettrraaCCDDFF wwaass ddeetteecctteedd iinn tthheesslluuddggee..

MMiillll && DDaattee BBlleeaacchh SSeeqquueennccee TTEEQQ ppgg//ll TTEEQQ µµgg//ttAADDPPAA [[8899//9900]] OO((CC9922++DD88))((EEOO))DDEEDD 22..88 00..44BB [[8899//9900]] OO((DD3300++CC7700))((EEPPOO))DDEEDD 00..99 00..0033CC [[8899//9900]] OO((DD3300++CC7700))((EEPPOO))DDEEDD 00..66 00..0033DD [[9900]] ((DD8800++CC2200))((EEPPOO))DDEEDD 11..00 00..0044EE [[9900]] ((DD8800++CC2200((EEPPOO))DDEEDD 00..11 <<00..0011FF [[9900]] OO((DD3322++CC6688))((EEPPOO))DD((EEPP))DD 11..22 00..0077GG [[9900]] OO((DD3322++CC6688))((EEPPOO))DD((EEPP))DD 00..55 00..0033EECCFF--11 [[9922]] OODD((EEOO))DD((EEPP))DD NN//DD NN//DDEECCFF--22 [[9922]] OODD((EEOO))DD((EEPP))DD 00..22 00..0022EECCFF--33 [[9933]] OODD((EEOO))DD((EEPP))DD 00..99 00..0077EECCFF--44 [[9933]] OODD((EEOO))DD((EEPP))DD 00..11 <<00..0011EECCFF--55 [[9933]] OODD((EEOO))DD((EEPP))DD 00..33 00..0033EECCFF--66 [[9911]] OODD((EEPPOO))DD((EEPP))DD 00..44 00..0011EECCFF--77 [[9911]] OODD((EEPPOO))DD((EEPP))DD 11..00 00..0022EECCFF--88 [[9911]] OODD((EEPPOO))DD))EEPP))DD 00..99 00..0044EECCFF--99 [[9911]] OODD((EEPPOO))DD((EEPP))DD 00..66 00..0033

TTAABBLLEE 1100:: CCoonncceennttrraattiioonnss ooff cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss ffoouunndd iinn wwhhoollee mmiillll eefffflluueenntt eexxpprreesssseedd aass NNoorrddiicc TTooxxiicc EEqquuiivvaalleennttss..TThhee bblleeaacchh sseeqquueenncceess ffoorr eeaacchh ppllaanntt aarree sshhoowwnn.. EEfffflluueenntt wwaass aass ffoolllloowwss:: AA:: uunnttrreeaatteedd,, BB:: uunnttrreeaatteedd,, CC:: aaeerraatteedd llaaggoooonn,, DD::uunnttrreeaatteedd,, EE:: aaccttiivvaatteedd sslluuddggee,, FF:: uunnttrreeaatteedd,, GG:: aaeerraatteedd llaaggoooonn ((ppiilloott)),, EECCFF--11:: uunnttrreeaatteedd,, EECCFF--22:: aaeerraatteedd llaaggoooonn,, EECCFF--33::uunnttrreeaatteedd,, eexxcclluuddiinngg rriinnssee,, EECCFF--44:: uunnttrreeaatteedd,, iinncclluuddiinngg rriinnssee,, EECCFF--55:: aaeerraatteedd llaaggoooonn,, EECCFF--66:: bblleeaacchheerryy,, EECCFF--77::bblleeaacchheerryy,, aaeerraatteedd llaaggoooonn,, EECCFF--88:: uunnttrreeaatteedd,, EECCFF--99:: aaeerraatteedd llaaggoooonn..

OOnn tthhee bbaassiiss ooff qquuaarrtteerrllyy tteessttiinngg,, tthhee pprreesseennccee oofftthheessee ccoommppoouunnddss wwaass ffoouunndd ttoo bbee vvaarriiaabbllee.. IItt iissnnoott cclleeaarr wwhheetthheerr OOccttaa--CCDDDD aanndd OOccttaa--CCDDFF wweerreetteesstteedd ffoorr iinn tthhiiss ssttuuddyy.. TThheessee rreessuullttss ssuuggggeesstt tthhaattiinndduussttrriiaall ccllaaiimmss tthhaatt EECCFF aalloonnee ccaann ffuullllyy aaddddrreesssstthhee pprroobblleemm ooff cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinn ggeenneerraattiioonnwwiitthhiinn tthhee pprroocceessss mmaayy bbee oovveerr ooppttiimmiissttiicc.. IInnaaddddiittiioonn,, aa rreecceenntt SSwweeddiisshh ssttuuddyy iinnvveessttiiggaatteedd tthheeccoonncceennttrraattiioonnss ooff cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss iinn wwhhoolleemmiillll eefffflluueenntt ffrroomm aa nnuummbbeerr ooff mmiillllss uussiinnggddiiffffeerreenntt bblleeaacchh pprroocceesssseess ((MMiilljjoo9933 11999955)).. TThheesseerreessuullttss cclleeaarrllyy sshhooww tthhaatt cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aannddddiibbeennzzooffuurraannss ooff ttooxxiiccoollooggiiccaall ssiiggnniiffiiccaannccee aarreepprreesseenntt iinn tthhee wwaasstteewwaatteerrss ffrroomm aa nnuummbbeerr ooff mmiillllsseemmppllooyyiinngg ppaarrttiiaall aanndd ccoommpplleettee cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeessuubbssttiittuuttiioonn..HHeennccee,, wwhhiillee cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn aappppeeaarrssttoo rreedduuccee ddiiooxxiinn ddiisscchhaarrggeess,, tthheeyy aappppeeaarr ttoo bbeepprreesseenntt aatt ddeetteeccttaabbllee lleevveellss,, iinn ccoonnttrraaddiiccttiioonn ooff tthheeNNoorrtthh AAmmeerriiccaann vviieeww tthhaatt tthheessee pprroocceessss iinntteerrnnaall

cchhaannggeess rreedduucceedd tthheemm bbeellooww ddeetteeccttiioonn lliimmiittss((GGiilllleessppiiee 11999966)).. TThhee ppootteennttiiaall pprroodduuccttiioonn ooff22,,33,,77,,88--TTCCDDFF iiss aallssoo rreeccooggnniisseedd iinn tthhee UUSSEEPPAA""CClluusstteerr RRuullee"" pprrooppoossaallss wwhheerree aann eefffflluueenntt lliimmiittooff 2244..11ppgg//ll iiss ssuuggggeesstteedd ((SSPPTTTT 11999966))..

IItt iiss cclleeaarr ffrroomm tthhee lliimmiitteedd nnuummbbeerr ooff ssttuuddiieessccaarrrriieedd oouutt oonn mmiillllss eemmppllooyyiinngg ppaarrttiiaall aanndd ffuullllcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn,, wwiitthh oorr wwiitthhoouuttooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn,, tthhaatt wwhhiillee AAOOXX ddiisscchhaarrggeessmmaayy bbee rreedduucceedd bbyy ssuucchh pprroocceessss iinntteerrnnaallmmeeaassuurreess,, tthheeyy aarree nnoott eelliimmiinnaatteedd.. NNeeiitthheerr iiss tthheepprroodduuccttiioonn ooff ttooxxiiccoollooggiiccaallllyy ssiiggnniiffiiccaanntt ddiiooxxiinnsseelliimmiinnaatteedd..

CCHHLLOORRIINNEE AANNDD CCHHLLOORRIINNEE DDIIOOXXIIDDEELLIINNKKAAGGEE

IItt hhaass bbeeeenn ssuuggggeesstteedd bbyy RRaappppee aanndd WWaaggeemmaannnn

Page 22: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2211

((11999955)) tthhaatt tthhee eexxppllaannaattiioonn ffoorr cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnssffoouunndd iinn bbrroowwnnssttoocckk wwaass dduuee ttoo tthhee pprreesseennccee ooffeelleemmeennttaall cchhlloorriinnee iinn tthhee bblleeaacchhiinngg ggaass.. RReeeevvee eettaall.. ((11999955)) eessttaabblliisshheedd tthhaatt ddeeccrreeaassiinngg tthhee ppuullppccoonnssiisstteennccyy,, iinnccrreeaassiinngg tthhee ppHH oorr rreedduucciinngg tthheecchhlloorriiddee iioonn aatt llooww ppHH aallll tteennddeedd ttoo rreedduuccee AAOOXXddiisscchhaarrggeedd wwiitthh tthhee eefffflluueenntt.. TThhee SSwweeddiisshh ssttuuddyyMMiilljjoo9933 ((11999966)) ffoouunndd cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss pprreesseennttiinn EECCFF eefffflluueennttss.. TThheessee ffiinnddiinnggss ssuuggggeesstt tthhaatt EECCFFiiss aann iinnccoorrrreecctt tteerrmm dduuee ttoo tthhee iinneevviittaabbllee pprreesseenncceeooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee.. HHeennccee EECCFF pprroocceesssseessccaannnnoott ccoorrrreeccttllyy bbee ddeessccrriibbeedd aass cchhlloorriinnee ffrreeeeuunnddeerr eexxiissttiinngg ddeeffiinniittiioonnss.. FFoorr eexxaammppllee,, TThheeCCoonnffeeddeerraattiioonn ooff EEuurrooppeeaann PPaappeerr IInndduussttrriieess((CCEEPPII 11999922)) hhaass ppuubblliisshheedd tthhee ffoolllloowwiinnggddeeffiinniittiioonn ooff EECCFF::

EECCFF ((EElleemmeennttaall CChhlloorriinnee FFrreeee)) rreeffeerrss ttoo aa ppuullppbblleeaacchhiinngg pprroocceessss wwhhiicchh ddooeess nnoott uussee cchhlloorriinnee ggaass..

EElleemmeennttaall cchhlloorriinnee ccaann bbee pprreesseenntt iinn cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee tthhrroouugghh ttwwoo rroouutteess.. PPrroodduuccttiioonn ooffcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee iiss aaccccoommppaanniieedd bbyy tthhee ccoo--pprroodduuccttiioonn ooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee.. AAllll ccoommmmeerrcciiaallpprroocceesssseess aarree bbaasseedd uuppoonn tthhee rreeaaccttiioonn ooff aarreedduucciinngg aaggeenntt wwiitthh ssooddiiuumm cchhlloorraattee.. TThhiiss mmaayy bbeehhyyddrrooggeenn cchhlloorriiddee,, ssooddiiuumm cchhlloorriiddee,, ssuullpphhuurrddiiooxxiiddee oorr mmeetthhaannooll.. TThhee ssuullpphhuurr ddiiooxxiiddee pprroocceessss((MMaatthhiieessoonn pprroocceessss)) pprroodduucceess lleessss eelleemmeennttaallcchhlloorriinnee tthhaann ootthheerr rreedduucciinngg aaggeennttss ((CCllaappppeerr11997788;; MMccDDoonnoouugghh 11999922)).. AA pprrooppoorrttiioonn ooff tthheeeelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ccaann bbee aabbssoorrbbeedd iinn tthheessccrruubbbbiinngg ttoowweerr uusseedd ttoo pprreeppaarree tthhee bblleeaacchhiinnggssoolluuttiioonn.. IInn ssyysstteemmss uussiinngg cchhlloorriiddee aass tthhee rreedduucciinnggaaggeenntt,, tthhee cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee mmaayy hhaavvee uupp ttoo 1155%%bbyy wweeiigghhtt ooff cchhlloorriinnee ((RRaappssoonn && SSttrruummiillaa 11997799))..WWhheerree aa ssuullpphhuurr ddiiooxxiiddee bbaasseedd ssyysstteemm iiss uusseedd,, tthheepprroodduucceedd cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ccaann ccoonnttaaiinn bbeettwweeeenn 11aanndd 55%% eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ((KKaacczzuurr && CCaauullffiieelldd11999944))..

FFrreeddeettttee,, ((11999966)) nnootteess tthhaatt wwhheerree ssooddiiuumm cchhlloorriiddeeiiss uusseedd iinn tthhee RR22 pprroocceessss,, iitt pprroodduucceess aarroouunndd 00..66ttooff cchhlloorriinnee ppeerr ttoonnnnee ooff cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee..AApppprrooxxiimmaatteellyy 11gg//ll aappppeeaarrss iinn tthhee cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee ssoolluuttiioonn wwhhiillee tthhee bbaallaannccee iiss uusseedd ttoommaannuuffaaccttuurree hhyyppoocchhlloorriittee.. VViirrttuuaallllyy aallll RR22 uunniittsswweerree ssoolldd iinn tthhee SSoouutthheerrnn UUnniitteedd SSttaatteess..SSuubbsseeqquueenntt RR sseerriieess aanndd SSVVPP sseerriieess ppllaannttss wweerreeddeessiiggnneedd ttoo rreedduuccee wwaassttee aacciidd oouuttppuutt,, bbuuttiinnccrreeaasseedd lleevveellss ooff 22gg//ll ooff cchhlloorriinnee wweerree pprreesseenntt iinntthhee cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssoolluuttiioonn.. EEvveennttuuaallllyy,,hhyyddrroocchhlloorriicc aacciidd bbaasseedd ssyysstteemmss wweerree ddeevveellooppeedd..TThhiiss ccoouulldd bbee mmaaddee ffrroomm tthhee bbyy pprroodduucceeddcchhlloorriinnee.. EEvveenn iinn ppllaannttss uussiinngg mmeetthhaannooll,, cchhlloorriinneeiiss nnoott eelliimmiinnaatteedd dduuee ttoo tthhee nneeeedd ffoorr cchhlloorriiddee iioonn

ttoo bbee pprreesseenntt iinn tthhee rreeaaccttiioonn mmiixxttuurree.. IInn tthhee RR88pprroocceessss 00..11gg//ll ooff cchhlloorriinnee aarree pprreesseenntt iinn aa ssoolluuttiioonnooff 1100gg//ll ooff cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee.. HHyyddrrooggeenn ppeerrooxxiiddeepprroocceesssseess wwhhiicchh ccaann eelliimmiinnaattee tthhee cchhlloorriinnee bbyy--pprroodduuccttiioonn eennttiirreellyy aarree lliimmiitteedd bbyy tthhee hhiigghh ccoosstt ooffuussiinngg ppeerrooxxiiddee iinn tthheessee pprroocceesssseess.. CCEEFFIICC ((11999933))aallssoo rreeccooggnniissee tthhee bbyy--pprroodduuccttiioonn ooff cchhlloorriinnee iinncchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ggeenneerraattiioonn.. RReeeevvee ((11999966bb)) nnootteesstthhaatt wwiitthh tthhee RR22 && RR33//SSVVPP pprroodduucciinngg aa 1100gg//llcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssoolluuttiioonn,, 1100%% ooff tthhee ooxxiiddiissiinnggeeqquuiivvaalleennttss aarree pprroovviiddeedd bbyy cchhlloorriinnee..

EEvveenn iiff tthhiiss pprroobblleemm ooff cchhlloorriinnee bbyy--pprroodduuccttiioonn iissssoollvveedd,, ffrreeee cchhlloorriinnee iiss aallssoo ggeenneerraatteedd dduurriinnggbblleeaacchhiinngg wwiitthh cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee aass nnootteedd bbyyRRaappssoonn aanndd SSttrruummiillaa ((11997799)) aanndd RReeeevvee eett aall..((11999955)) HHyyppoocchhlloorroouuss aacciidd iiss ggeenneerraatteedd aass aanniinntteerrmmeeddiiaattee.. CChhlloorriinnee ddiiooxxiiddee rreeaaccttss wwiitthh tthheeppuullpp ttoo pprroodduuccee bblleeaacchheedd ppuullpp aanndd cchhlloorroouuss aacciidd..AA ppHH ddeeppeennddeenntt eeqquuiilliibbrriiuumm tthheenn bbeeccoommeesseessttaabblliisshheedd bbeettwweeeenn tthhee cchhlloorroouuss aacciidd,, cchhlloorriittee iioonnaanndd hhyyddrrooggeenn iioonn.. TThhee ccoonncceennttrraattiioonn ooff cchhlloorroouussaacciidd bbeeccoommeess lloowweerr wwiitthh iinnccrreeaassee iinn ppHH vvaalluuee..CChhlloorroouuss aacciidd iiss hhiigghhllyy rreeaaccttiivvee ttoowwaarrddss lliiggnniinnaanndd iinn tthhee ccoouurrssee ooff tthhee rreeaaccttiioonn iiss rreedduucceedd ttoohhyyppoocchhlloorroouuss aacciidd.. IInn tthhee pprreesseennccee ooff cchhlloorriiddee iioonn,,tthhee hhyyppoocchhlloorroouuss aacciidd eenntteerrss iinnttoo aannootthheerr ppHHddeeppeennddeenntt eeqquuiilliibbrriiuumm wwiitthh ffrreeee cchhlloorriinnee bbeeiinnggeevvoollvveedd.. TThhiiss ffrreeee cchhlloorriinnee iiss aavvaaiillaabbllee ttoo pprroodduucceecchhlloorriinnaatteedd oorrggaanniicc ccoommppoouunnddss mmeeaassuurreedd aassAAOOXX.. HHeennccee,,""eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ffrreeee"",, wwhheerree tthhiissmmeeaannss ""mmoolleeccuullaarr cchhlloorriinnee ffrreeee"" iiss nnoott ttrruuee ooff aannyybblleeaacchh sseeqquueennccee iinnvvoollvviinngg cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee..GGaasseeoouuss cchhlloorriinnee iiss iinneevviittaabbllyy eevvoollvveedd eeiitthheerr iinntthhee pprroodduuccttiioonn ooff cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee oorr iinn tthhee ppuullppmmiixxttuurree ttoo wwhhiicchh iitt iiss aapppplliieedd.. UUllttiimmaatteellyy,,tthheerreeffoorree,, iitt aappppeeaarrss tthhaatt oonnllyy tthhoossee ccoommmmeerrcciiaallpprroocceesssseess eennttiirreellyy ffrreeee ooff cchhlloorriinnee cchheemmiiccaallss aassbblleeaacchh aaggeennttss mmeerriitt tthhee tteerrmm ooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinneeffrreeee..

BBIIOOLLOOGGIICCAALL IIMMPPAACCTTSS OOFF MMIILLLLDDIISSCCHHAARRGGEESS--RREECCEENNTT RREESSEEAARRCCHH

RReecceenntt rreesseeaarrcchh wwoorrkk hhaass eessttaabblliisshheedd tthhaatt eevveennwwiitthh rreedduucceedd AAOOXX ddiisscchhaarrggeess,, mmiillll eefffflluueennttss ccaanneexxeerrtt ssiiggnniiffiiccaanntt iimmppaaccttss uuppoonn tthhee rreecceeiivviinnggeennvviirroonnmmeenntt.. SSoommee ffoollllooww--uupp wwoorrkk ttoo tthhee oorriiggiinnaallSSwweeddiisshh ssttuuddiieess ((SSooddeerrggrreenn 11998899;; 11999933)) hhaavveebbeeeenn ccoonndduucctteedd uuppoonn rreecceeiivviinngg eennvviirroonnmmeennttss ffoorr

Page 23: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2222

bblleeaacchheedd kkrraafftt ppuullpp mmiillll eefffflluueennttss iinn oorrddeerr ttooggaauuggee tthhee eeffffeeccttss ooff ccoonnvveerrssiioonn ffrroomm eelleemmeennttaallcchhlloorriinnee ttoo ootthheerr bblleeaacchhiinngg aaggeennttss.. TThheessee hhaavveeggeenneerraallllyy sshhoowwnn tthhaatt ffoolllloowwiinngg pprroocceessss cchhaannggeess,,ssoommee rreeccoovveerryy ooff tthhee eennvviirroonnmmeenntt ttaakkeess ppllaaccee bbuutttthhiiss iiss nnoott ccoommpplleettee.. SSaannddssttrroomm ((11999944)) rreeppoorrtteeddoonn aabbnnoorrmmaalliittiieess iinn ffiisshh ppooppuullaattiioonnss eexxppoosseedd ttoommiillll eefffflluueenntt.. FFoolllloowwiinngg tthhee iinnttrroodduuccttiioonn ooffcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee aatt tthhee NNoorrrrssuunnddeett MMiillll iinnSSwweeddeenn,, ssoommee aabbnnoorrmmaalliittiieess wweerree nnoo lloonnggeerrrreeccoorrddeedd.. NNoonneetthheelleessss,, tthhee aabbuunnddaannccee ooff aadduullttppeerrcchh wwaass llooww aanndd hhiigghh lleevveellss ooff llaarrvvaall mmoorrttaalliittyyaanndd llooww eemmbbrryyoo qquuaalliittyy wweerree rreeccoorrddeedd iinn tthhee aarreeaawwiitthhiinn 11--22kkmm ooff tthhee mmiillll..

KKaannkkaaaannppaaaa eett aall.. ((11999955)) iinnvveessttiiggaatteedd tthhee eeffffeecctt ooffeefffflluueenntt ffrroomm aa mmiillll uussiinngg 110000%% cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeeiinn tthhee bblleeaacchh pprroocceessss uuppoonn tthhee bbeehhaavviioouurr ooff aanneeccoollooggiiccaallllyy iimmppoorrttaanntt BBaallttiicc SSeeaa aammpphhiippoodd.. TThheeeefffflluueenntt ccoonnttaaiinneedd 88..33mmgg//ll AAOOXX.. NNeeggaattiivvee iimmppaaccttsswweerree oobbsseerrvveedd uuppoonn sswwiimmmmiinngg aaccttiivviittyy iinn tthhee tteessttaanniimmaallss ffoolllloowwiinngg eexxppoossuurree ttoo tthhee eefffflluueenntt aatt AAOOXXlleevveellss ddiilluutteedd ttoo bbeettwweeeenn 115500 aanndd 440000 mmiiccrrooggrraammssppeerr lliittrree.. KKoovvaaccss eett aall.. ((11999955)) ffoouunndd tthhaattsseeccoonnddaarriillyy ttrreeaatteedd eefffflluueenntt ffrroomm aa ppllaanntteemmppllooyyiinngg 4455%% cchhlloorriinnee ssuubbssttiittuuttiioonn ffoorreelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ssuupppprreesssseedd rreepprroodduuccttiioonn iinn tteessttffiisshh..

EEfffflluueenntt ffrroomm aa mmiillll uussiinngg 7700%% cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeessuubbssttiittuuttiioonn ccaauusseedd iinndduuccttiioonn ooff lliivveerr mmiixxeeddffuunnccttiioonn ooxxiiddaassee eennzzyymmeess,, aann iinnddeexx ooff ppoolllluuttiioonnssttrreessss,, iinn llaarrggeemmoouutthh bbaassss.. EEfffflluueennttccoonncceennttrraattiioonnss ooff 88%% aanndd 44%% eefffflluueenntt wweerree uusseeddiinn aarrttiiffiicciiaall ssttrreeaammss.. EEvveenn aafftteerr ooxxyyggeennddeelliiggnniiffiiccaattiioonn wwaass iinnssttaalllleedd aanndd ffuullll ssuubbssttiittuuttiioonnooff tthhee cchhlloorriinnee bbyy cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee,, eennzzyymmeeiinndduuccttiioonn rreessuulltteedd iinn ffiisshh eexxppoosseedd ttoo 44%% aanndd 1122%%eefffflluueenntt iinn aarrttiiffiicciiaall ssttrreeaammss ((BBaannkkeeyy eett aall.. 11999955))..SSiimmiillaarr ffiinnddiinnggss wweerree mmaaddee ffoorr ttrroouutt eexxppoosseedd ttooeefffflluueenntt ffrroomm aa mmiillll eemmppllooyyiinngg iinnccrreeaasseedd cchhlloorriinneeddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn ((HHaalleeyy eett aall.. 11999955)) aanndd aappoossiittiivvee ddoossee rreessppoonnssee rreellaattiioonnsshhiipp wwaass oobbsseerrvveedd..

SSuupppprreessssiioonn ooff iimmmmuunnee ppaarraammeetteerrss wwaass rreeccoorrddeeddiinn rrooaacchh eexxppoosseedd ttoo eefffflluueenntt ffrroomm aa mmiillll eemmppllooyyiinngg2255%% cchhlloorriinnee ssuubbssttiittuuttiioonn iinn FFiinnllaanndd ((JJookkiinneenn eettaall.. 11999955)).. FFuurrtthheerr ssuubbttllee eeffffeeccttss wweerree iiddeennttiiffiieedd iinnaa ccoommppaarraattiivvee CCaannaaddiiaann ssttuuddyy wwhhiicchh rreevveeaalleeddtthhaatt ffiisshh eexxppoosseedd ttoo bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll eefffflluueennttsshhoowweedd rreedduucceedd iinnvveessttmmeenntt iinn rreepprroodduuccttiioonn,,rreedduucceedd ggoonnaadd ssiizzee aanndd rreedduucceedd ffeeccuunnddiittyy wwhheennccoommppaarreedd ttoo ffiisshh ttaakkeenn ffrroomm aann uunnccoonnttaammiinnaatteeddssiittee ((GGaaggnnoonn eett aall.. 11999955)),, aalltthhoouugghh tthhee pprreecciisseebblleeaacchh sseeqquueennccee wwaass nnoott ggiivveenn iinn tthhee ssttuuddyy.. MMoorree

iinnttrriigguuiinnggllyy,, tthhee sshhoorrtt tteerrmm ggrroowwtthh ooff mmaayyffllyyllaarrvvaaee wwaass ssttiimmuullaatteedd bbyy eexxppoossuurree ttoo eefffflluueennttffrroomm aa bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll iinn CCaannaaddaa ((LLoowweellll eettaall.. 11999955)) lleeaaddiinngg tthhee aauutthhoorrss ttoo ssppeeccuullaattee tthhaattcchheemmiiccaallss aaccttiinngg uuppoonn tthhee iinnsseecctt eennddooccrriinnee ssyysstteemmccoouulldd bbee rreessppoonnssiibbllee.. AAnn aappppaarreenntt ssttiimmuullaattiioonn ooffffiisshh ggrroowwtthh iinn tthhee sshhoorrtt tteerrmm iiss aallssoo aappppaarreennttffrroomm tthhee wwoorrkk ooff HHaalleeyy eett aall.. ((11999955))..

CCoommppaarriissoonn ooff llooww lleevveell,, lloonngg tteerrmm eefffflluueennttttooxxiicciittyy bbeettwweeeenn mmiillllss uussiinngg aa vvaarriieettyy ooff bblleeaacchhpprroocceesssseess hhaass sshhoowwnn tthhaatt eefffflluueennttss ddeerriivveedd ffrroommeelleemmeennttaall cchhlloorriinnee bblleeaacchhiinngg aarree iinnddeeeedd tthhee mmoossttttooxxiicc.. IInn aa ssttuuddyy ooff ssttrruuccttuurree ooff aarrttiiffiicciiaalleeccoossyysstteemmss eexxppoosseedd ttoo mmiillll eefffflluueennttss,, tthhee lleeaassttssttrruuccttuurraall ddiissttuurrbbaannccee wwaass rreeccoorrddeedd iinn tthhee ssyysstteemmeexxppoosseedd ttoo bblleeaacchheerryy eefffflluueenntt ffrroomm aa fflluuffff ppuullppmmiillll uussiinngg aann OOPPDD bblleeaacchh sseeqquueennccee.. IInntteerrmmeeddiiaatteeddiissttuurrbbaanncceess wweerree rreeppoorrtteedd ffrroomm eefffflluueenntteexxppoossuurreess wwhheerree ppaarrttiiaall cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeessuubbssttiittuuttiioonn wwaass uusseedd iinn tthhee iinniittiiaall bblleeaacchhiinngg sstteeppaafftteerr aann ooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiiccaattiioonn sstteepp,, ffoorr eexxaammppllee,,OO((CC8855++DD1155))((EEOO))DDEEDD.. TThhee mmoosstt sseerriioouussddiissttuurrbbaanncceess wweerree rreeppoorrtteedd iinn ssyysstteemmss eexxppoosseedd ttooeefffflluueenntt ddeerriivveedd ffrroomm aa CCEEHHDDEEDD sseeqquueennccee ((TTaannaaeett aall.. 11999944))..

TThheessee oobbsseerrvvaattiioonnss hhaavvee bbeeeenn ggeenneerraallllyy ccoonnffiirrmmeeddiinn tthhee iinndduussttrryy ((AAxxeeggaarrdd eett aall.. 11999933)) wwhheerreelloowweerreedd cchhlloorriinnee cchhaarrggee hhaass rreessuulltteedd iinn rreedduucceeddiimmppaaccttss.. IInn mmiillllss uussiinngg cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee,, AAOOXXlleevveellss hhaavvee bbeeeenn rreedduucceedd ffuurrtthheerr.. TThheerree aappppeeaarrssttoo bbee nnoo ccoorrrreellaattiioonn bbeettwweeeenn AAOOXX ddiisscchhaarrggeelleevveellss aanndd eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaacctt,, aa pphheennoommeennoonnnnootteedd aallssoo bbyy TTaannaa eett aall.. ((11999944)) iinn tthheeiirr ssttuuddiieess ooffssppeecciiffiicc rreessppoonnsseess ooff ffiisshh.. IInn aaddddiittiioonn,, ootthheerroobbsseerrvvaattiioonnss ((BBaarrkkeerr eett aall.. 11999944)) hhaavveeddooccuummeenntteedd aa vvaarriieettyy ooff lleessiioonnss iinn ffiisshh ssaammpplleeddaaddjjaacceenntt ttoo aa mmiillll uussiinngg ssooddiiuumm hhyyddrroossuullpphhiittee aass aabblleeaacchhiinngg aaggeenntt,, wwiitthh nnoo cchhlloorriinnee cchheemmiiccaallss iinn uussee..

GGrraahhnn && GGrrootteellll ((11999955)) rreeppoorrtteedd tthhaatt ssoommeeeennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss wweerree ssiiggnniiffiiccaannttllyy rreedduucceeddwwhheenn ttoottaallllyy cchhlloorriinnee ffrreeee ((TTCCFF)) bblleeaacchh pprroocceesssseesswweerree uusseedd iinn ccoommppaarriissoonn ttoo EECCFF pprroocceesssseess uussiinnggcchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee,, ccoonnffiirrmmiinngg eeaarrlliieerr wwoorrkk((LLoovvbbllaadd && MMaallmmssttrroomm 11999944)).. KKoovvaaccss eett aall..((11999955)) rreeppoorrtteedd tthhaatt tthhee oovveerraallll ttooxxiicciittyy ooffeefffflluueennttss tteesstteedd iinn aa bbiiooaassssaayy wwaass uunnttrreeaatteedd EECCFF>>uunnttrreeaatteedd TTCCFF>> sseeccoonnddaarryy ttrreeaatteedd EECCFF>>sseeccoonnddaarryy ttrreeaatteedd TTCCFF.. IInn pprreevviioouussllyy ppuubblliisshheeddssttuuddiieess nnootteedd bbyy KKoovvaaccss eett aall.. ((11999955)),, tthheeddiiffffeerreenncceess bbeettwweeeenn TTCCFF aanndd EECCFF ddeerriivveeddeefffflluueennttss wweerree lleessss mmaarrkkeedd.. TThheeyy nnoottee tthhaatt

Page 24: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2233

ggeenneerraalliissaattiioonnss rreeggaarrddiinngg aa ppaarrttiiccuullaarr pprroocceessss aannddtthhee ssuubbsseeqquueenntt eeffffeeccttss uuppoonn tthhee mmiillll ddiisscchhaarrggee aarreeddiiffffiiccuulltt ttoo mmaakkee..

OOnnee ppaarrttiiccuullaarr pprroobblleemm iinn mmaakkiinngg ccoommppaarriissoonnsssstteemmss ffrroomm tthhee wwiiddee rraannggee ooff ppootteennttiiaall EECCFFpprroocceesssseess ddiissccuusssseedd aabboovvee.. CCoommppaarriissoonnss aarreessttrriiccttllyy oonnllyy vvaalliidd wwhheenn ccoommppaarriinngg llooww kkaappppaaEECCFF aafftteerr cchhlloorraattee iioonn rreemmoovvaall wwiitthh TTCCFFeefffflluueennttss.. AA ffuurrtthheerr ccoommpplliiccaattiioonn iinn ccoommppaarriinnggbbeettwweeeenn ssttuuddiieess iiss tthhee ffaacctt iinn ssoommee ooff tthheessee mmiilllleefffflluueennttss wweerree ssyynntthheessiisseedd iinn tthhee llaabboorraattoorryy rraatthheerrtthhaann ttaakkeenn ffrroomm rreeaall mmiillll ooppeerraattiioonnss.. TThheessee wweerreessuubbjjeecctteedd ttoo vvaarriioouuss nnoonn--ssttaannddaarrdd ttrreeaattmmeennttss aannddwweerree,, tthheerreeffoorree,, nnoott rreepprreesseennttaattiivvee ooff tthhee pprroodduuccttssooff tthhee ddiiffffeerreenntt aanndd ccoommpplleexx rreeaaccttiioonnss ooccccuurrrriinnggwwiitthhiinn tthhee mmiillll.. TThhiiss ffuunnddaammeennttaall ccrriittiicciissmm ccaann bbeelleevveelllleedd aatt,, ffoorr eexxaammppllee,, tthhee wwoorrkk ooff OO''CCoonnnnoorr eettaall.. ((11999933)) wwhhiicchh iiss wwiiddeellyy cciitteedd aass eevviiddeennccee ooff EECCFFeefffflluueennttss bbeeiinngg lleessss ttooxxiicc tthhaann TTCCFF eefffflluueennttss..

OOnnee ssttuuddyy ffoouunndd aa hhiigghh aaccuuttee ttooxxiicciittyy ooff uunnttrreeaatteeddTTCCFF eefffflluueenntt aanndd tthhiiss wwaass iiddeennttiiffiieedd aass dduuee ttoorreessiidduuaall hhyyddrrooggeenn ppeerrooxxiiddee.. TThhee ttooxxiicciittyy ccoouulldd bbeerreemmoovveedd ccoommpplleetteellyy bbyy bbiioollooggiiccaall ttrreeaattmmeenntt.. TThheettrreeaattaabbiilliittyy ooff tthhee eefffflluueennttss pprroodduucceedd bbyy TTCCFFpprroocceesssseess iinn ccoommppaarriissoonn ttoo wwaasstteewwaatteerrss ffrroommcchhlloorriinnee ggaass aanndd cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee bblleeaacchhiinngg ooffssooffttwwooooddss wwaass iinnvveessttiiggaatteedd iinn tthhee ssaammee ssttuuddyy..AAccttiivvaatteedd sslluuddggee ttrreeaattmmeenntt rreedduucceedd tthhee CCOODD ooffTTCCFF eefffflluueennttss bbyy 5555--6655%% aass aaggaaiinnsstt 3355--4455%% ffoorrwwaasstteewwaatteerrss ccoonnttaaiinniinngg cchhlloorriinnee ccoommppoouunnddss..SSiimmiillaarrllyy,, cchheemmiiccaall ffllooccccuullaattiioonn pprroodduucceedd ppoossiittiivvee8855%% rreemmoovvaall ooff CCOODD ffrroomm TTCCFF wwaasstteewwaatteerrss((SSaauunnaammaakkii 11999955))..

OOnnee kkeeyy ccoonncceerrnn iinn rreellaattiioonn ttoo TTCCFF mmiillllss iiss tthheeuussee ooff cchheellaattiinngg aaggeennttss ttoo ccoonnttrrooll mmeettaall bbuuiilldd uuppiinn tthhee pprroocceesssseess wwhhiicchh ccoouulldd aaffffeecctt ppeerrooxxiiddee aannddooxxyyggeenn bblleeaacchhiinngg.. TThhee ddeeggrreeee ttoo wwhhiicchh tthheessee ccoouullddaaffffeecctt mmeettaall mmoobbiilliissaattiioonn iinn tthhee wwiiddeerreennvviirroonnmmeenntt iiss nnoott cclleeaarr bbuutt ccoouulldd bbee ssiiggnniiffiiccaanntt..TThhee ccoonncceennttrraattiioonnss ooff mmeettaallss pprreesseenntt iinn TTCCFFwwaasstteewwaatteerrss hhaavvee bbeeeenn ffoouunndd ttoo bbee hhiigghheerr tthhaann iinnootthheerr bblleeaacchheerryy eefffflluueennttss,, pprroobbaabbllyy dduuee ttoo tthheeEEDDTTAA ccoonntteenntt.. TThhee EEDDTTAA iiss aallssoo rreessppoonnssiibbllee ffoorrrraaiisseedd nniittrrooggeenn eemmiissssiioonnss aanndd,, iinn ccoommmmoonn wwiitthhDDTTPPAA,, ddooeess nnoott rreeaaddiillyy ddeeggrraaddee uunnddeerr bbiioollooggiiccaallttrreeaattmmeenntt..

OOvveerraallll,, ssuucchh ssttuuddiieess ddeemmoonnssttrraatteedd tthhaatt wwhhiilleeeennvviirroonnmmeennttaall iimmpprroovveemmeennttss ccoouulldd bbee aacchhiieevveeddbbyy pprroocceessss cchhaannggeess aanndd tthhaatt tthhee eelliimmiinnaattiioonn ooffcchhlloorriinnee bbaasseedd cchheemmiiccaallss wwaass aa kkeeyy ffaaccttoorr iinn ssuucchhiimmpprroovveemmeennttss,, eefffflluueennttss ffrroomm aallll pprroocceesssseess wweerree

ttooxxiicc ttoo ssoommee ddeeggrreeee.. IInnddeeeedd,, tthheessee aanndd ssiimmiillaarrffiinnddiinnggss lleedd ttoo iinnccrreeaassiinngg ssuussppiicciioonnss tthhaattcchheemmiiccaallss ootthheerr tthhaann tthhee AAOOXX ccoommppoonneennttsspprreesseenntt iinn ppuullpp aanndd ppaappeerr eefffflluueennttss wweerree aatt lleeaassttppaarrttiiaallllyy rreessppoonnssiibbllee ffoorr oobbsseerrvveedd cchhaannggeess iinn ffiisshhppooppuullaattiioonnss.. IItt hhaass bbeeeenn kknnoowwnn ffoorr ssoommee ttiimmeetthhaatt aaccuuttee eeffffeeccttss ooff ppuullpp eefffflluueennttss wweerreeaattttrriibbuuttaabbllee ttoo rreessiinn aanndd ffaattttyy aacciiddss rreelleeaasseedd ffrroommtthhee pprroocceesssseedd wwoooodd.. TThheessee ccoommppoonneennttss pprreesseenntt iinntthhee eefffflluueenntt ooff aa tthheerrmmoommeecchhaanniiccaall ppuullpp mmiillll wweerreeffoouunndd ttoo bbee lleetthhaall ttoo ttrroouutt aafftteerr 22--44 wweeeekksseexxppoossuurree aatt aa ttwwoo hhuunnddrreedd ffoolldd ddiilluuttiioonn ((JJoohhnnsseenneett aall.. 11999955)).. AAnnaallyysseess ooff rreessiinn aacciiddss iinn tthhee ffiisshhsshhoowweedd aa ppoossiittiivvee ddoossee--rreessppoonnssee ccoorrrreellaattiioonn..

RReessiinn aacciidd ccoonnttaammiinnaattiioonn iinn sseeddiimmeennttss wwaass ffoouunnddttoo ccoorrrreellaattee wwiitthh ssiiggnniiffiiccaanntt bbeehhaavviioouurraallmmooddiiffiiccaattiioonn iinn bbeenntthhiicc iinnvveerrtteebbrraattee ssppeecciieess((HHiicckkeeyy && MMaarrttiinn ((11999955)).. TThhee rreessiinn aanndd ffaattttyyaacciiddss ffrroomm wwoooodd,, hhoowweevveerr,, aarree ccoonnssiiddeerreedd ttoo bbeellaarrggeellyy rreemmoovveedd bbyy bbiioollooggiiccaall ttrreeaattmmeenntt ((sseeee::OOwweennss 11999911)) wwhhiillee ZZeennddeerr eett aall.. rreeppoorrtteedd aa 9966%%rreemmoovvaall ooff tthheessee ccoommppoonneennttss bbyy sseeccoonnddaarryyttrreeaattmmeenntt iinn aa NNeeww ZZeeaallaanndd ppllaanntt.. TThhee ggrreeaatteessttmmaassss ffllooww wwaass ffrroomm tthhee ffoouull ccoonnddeennssaattee ssttrreeaammaanndd eexxttrraaccttiioonn bblleeaacchhiinngg ssttaaggeess..

AAnn eexxtteennssiivvee ssttuuddyy ooff CCaannaaddiiaann mmiillllss uussiinngg aavvaarriieettyy ooff ppuullpp pprroodduuccttiioonn pprroocceesssseess rreevveeaalleedd tthhaattpphhyyssiioollooggiiccaall cchhaannggeess iinn ffiisshh eexxppoosseedd ttoo eefffflluueennttwweerree aassssoocciiaatteedd wwiitthh ssiiggnniiffiiccaanntt eeffffeeccttss uuppoonnrreepprroodduuccttiivvee ddeevveellooppmmeenntt.. TThheessee eeffffeeccttss wweerree aallssooaassssoocciiaatteedd wwiitthh cchhaannggeess iinn lliivveerr mmiixxeedd ffuunnccttiioonnooxxiiddaassee aaccttiivviittyy.. MMoorreeoovveerr,, tthhee eeffffeeccttss wweerreerreeccoorrddeedd aatt vveerryy llooww eefffflluueenntt ccoonncceennttrraattiioonnss aannddtthhee ccaauussaattiivvee aaggeenntt oorr aaggeennttss wweerree nnoott rreemmoovveedddduurriinngg nnoorrmmaall sseeccoonnddaarryy ttrreeaattmmeenntt.. SSiiggnniiffiiccaannttllyytthhee oobbsseerrvveedd eeffffeeccttss ddiidd nnoott ccoorrrreellaattee wwiitthh AAOOXXlleevveellss iinn tthhee eefffflluueenntt oorr lleevveellss ooff ddiiooxxiinnss aannddffuurraannss ((CCaarreeyy eett aall.. 11999922)).. TThheessee ssttuuddiieess hhaavveessuubbsseeqquueennttllyy bbeeeenn rreeppoorrtteedd iinn ccoonnssiiddeerraabbllee ddeettaaiill..TThhee pprreecciissee rreelleevvaannccee ooff MMFFOO iinndduuccttiioonnmmeeaassuurreedd aass eetthhooxxyyrreessoorruuffiinn--OO--ddeeeetthhyyllaassee((EERROODD)) iiss ooppeenn ttoo qquueessttiioonn iinn vviieeww ooff rreecceennttrreesseeaarrcchh sshhoowwiinngg tthhaatt tteemmppeerraattuurree ccaann ssttrroonnggllyyiinnfflluueennccee tthhee iinndduuccttiioonn ooff tthhiiss eennzzyymmee aanndd tthheeccyyttoocchhrroommee PP44550011AA ssyysstteemm iinn mmaarriinnee ffiisshh ssppeecciieessaass wweellll aass eexxppoossuurree ttoo xxeennoobbiioottiicc cchheemmiiccaallss.. ((sseeee::EEggggeennss eett aall.. 11999955;; SSlleeiiddeerriinnkk eett aall.. 11999955 aa,, bb && cc))..EEvveenn ssoo,, MMFFOO eennzzyymmee aaccttiivviittyy wwaass iinndduucceedd iinn ffiisshhlliivviinngg iinn tthhee rreecciippiieennttss ooff mmoosstt mmiillll wwaasstteewwaatteerrsseexxaammiinneedd..

TThhee mmiillllss ssttuuddiieedd aarree ddeessccrriibbeedd,, ttooggeetthheerr wwiitthh tthheerreecceeiivviinngg wwaatteerr cchhaarraacctteerriissttiiccss,, bbyy RRoobbiinnssoonn eett aall..

Page 25: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2244

((11999944)).. AAllll ddiisscchhaarrggeedd iinn eexxcceessss ooff 4400,,000000 ccuubbiiccmmeettrreess ooff eefffflluueenntt ppeerr ddaayy aanndd iinncclluuddeedd bblleeaacchheeddkkrraafftt pprroodduucceerrss aanndd ssuullpphhiittee//mmeecchhaanniiccaall ppuullppmmiillllss.. IInndduuccttiioonn ooff lliivveerr MMFFOO eennzzyymmeess aannddddeepprreessssiioonn ooff ppllaassmmaa sseexx sstteerrooiidd lleevveellss wweerreeiiddeennttiiffiieedd ddoowwnnssttrreeaamm ooff sseevveerraall mmiillllss iinncclluuddiinnggssoommee wwiitthhoouutt cchhlloorriinnee bblleeaacchhiinngg aanndd wwiitthhaaddvvaanncceedd sseeccoonnddaarryy ttrreeaattmmeenntt ((MMuunnkkiittttrriicckk eett aall..11999944)).. OOtthheerr rreessppoonnsseess ssuucchh aass rreedduucceedd ggoonnaaddssiizzee aanndd eennllaarrggeedd lliivveerrss wweerree aallssoo ffoouunndd iinn ffiisshhnneeaarr mmiillllss uussiinngg cchhlloorriinnee aanndd mmiillllss uussiinngg nnoocchhlloorriinnee cchheemmiiccaallss.. TThhee eeffffeeccttss iinn ffeerraallppooppuullaattiioonnss ccoouulldd nnoott bbee pprreeddiicctteedd ffrroomm tthheerreessuullttss ooff llaabboorraattoorryy ttooxxiicciittyy tteessttss oonn aa vvaarriieettyy ooffssppeecciieess.. AAss nnootteedd aabboovvee,, tthheerree wwaass nnoo aappppaarreennttccoorrrreellaattiioonn wwiitthh PPCCDDDD//PPCCDDFF lleevveellss aanndd cchhaannggeessiinn pphhyyssiioollooggiiccaall ppaarraammeetteerrss oorr tthhee bbiioommaarrkkeerrssuusseedd wwiitthh tthhee eexxcceeppttiioonn ooff EERROODD iinndduuccttiioonn..PPCCDDDD aanndd PPCCDDFF lleevveellss wweerree,, hhoowweevveerr,, hhiigghheerrnneeaarr mmiillllss uussiinngg eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee tthhaann tthhoosseeuussiinngg ootthheerr bblleeaacchh aaggeennttss oorr nnoo bblleeaacchhiinngg aatt aallll((SSeerrvvooss eett aall.. 11999944)).. 22,,33,,77,,88--TTCCCCDD ttooxxiicceeqquuiivvaalleennccee lleevveellss wweerree ssttrroonnggllyy aanndd nneeggaattiivveellyyccoorrrreellaatteedd wwiitthh tteessttoosstteerroonnee lleevveellss iinn ffiisshh ooff bbootthhsseexxeess ((HHeeuuvveell eett aall.. 11999944))..

EENNDDOOCCRRIINNEE DDIISSRRUUPPTTIIOONN && PPUULLPP AANNDDPPAAPPEERR MMIILLLLSS

TThhee ffiinnddiinnggss ffrroomm tthhee CCaannaaddiiaann rreesseeaarrcchhpprrooggrraammmmee ccoouupplleedd wwiitthh oobbsseerrvvaattiioonnss mmaaddee iinntthhee BBaallttiicc sseeccttoorr ffooccuusssseedd aatttteennttiioonn oonn nnaattuurraallppllaanntt ccoommppoonneennttss,, ppaarrttiiccuullaarrllyy tthhoossee ccaappaabbllee ooffiinntteerrffeerriinngg wwiitthh tthhee eennddooccrriinnee ssyysstteemmss rreessppoonnssiibblleeffoorr hhoorrmmoonnee ssyynntthheessiiss aanndd mmeettaabboolliissmm.. LLaannddnneerreett aall.. ((11999944)) ssuuggggeesstteedd tthhaatt nnaattuurraall sstteerroollss pprreesseennttiinn tthhee wwoooodd ssuucchh aass αα-- aanndd ββ--ssiittoosstteerrooll ccoouulldd bbee aaffaaccttoorr ssiinnccee aaddmmiinniissttrraattiioonn ooff tthheessee ccoommppoouunnddss ttooffiisshh iinndduucceedd ssiimmiillaarr rreessppoonnsseess ttoo ppuullpp aanndd ppaappeerrmmiillll eefffflluueenntt eexxppoossuurree.. TThhiiss tthheemmee wwaass aallssoo ttaakkeennuupp bbyy TTaannaa eett aall.. ((11999944)) wwhhoo nnootteedd tthhaatt aapprrooppoorrttiioonn ooff tthheessee cchheemmiiccaallss eexxttrraacctteedd ffrroommwwoooodd wwoouulldd nnoott bbee ccyycclleedd tthhrroouugghh tthhee rreeccoovveerryypprroocceessss,, bbuutt wwoouulldd bbee ppaasssseedd ttoo tthhee bblleeaacchh aannddeefffflluueenntt ttrreeaattmmeenntt ppllaannttss..

TThhee ccuurrrreenntt ssiittuuaattiioonn iiss aannaallooggoouuss ttoo tthhaattpprreevvaaiilliinngg aafftteerr rreegguullaattoorryy iinniittiiaattiivveess ttoo ccoonnttrroollBBOODD aanndd CCOODD ddiisscchhaarrggeess iinn tthhee 11998800''ss aannddbbeeffoorree.. RReemmoovvaall ooff BBOODD ffrroomm eefffflluueennttss lleedd ttooiimmpprroovveemmeenntt iinn rreecciippiieenntt qquuaalliittyy,, bbuutt aalllloowweedd tthheeiiddeennttiiffiiccaattiioonn ooff eeffffeeccttss dduuee ttoo ootthheerr aaggeennttsspprreesseenntt iinn ddiisscchhaarrggeess,, ssppeecciiffiiccaallllyyoorrggaannoocchhlloorriinneess,, wwhhiicchh hhaadd pprreevviioouussllyy bbeeeenn

oobbssccuurreedd.. PPrrooggrreessssiivvee rreedduuccttiioonn ooff oorrggaannoocchhlloorriinneellooaaddiinngg ssiimmiillaarrllyy,, hhaass aalllloowweedd tthhee iiddeennttiiffiiccaattiioonn ooffyyeett ffuurrtthheerr iimmppaaccttss dduuee ttoo ootthheerr cchheemmiiccaallss.. ((sseeee::eegg.. OOwweennss 11999911))..

IInn ffaacctt,, llaabboorraattoorryy ssttuuddiieess aass eeaarrllyy aass 11994411 hhaaddeessttaabblliisshheedd tthhaatt iitt wwaass ppoossssiibbllee ttoo mmaassccuulliinniisseemmoossqquuiittoo--ffiisshh uussiinngg aarrttiiffiicciiaall hhoorrmmoonneess.. IItt wwaassrreeppoorrtteedd iinn 11999911 tthhaatt aannddrroosstteenneeddiioonnee,,aannddrroossttaannooll aanndd ssppiirroonnoollaaccttoonnee ccoouulldd aacchhiieevvee tthheessaammee rreessuulltt.. IInn 11997788 iitt hhaadd bbeeeenn rreeppoorrtteedd tthhaattpphhyyttoosstteerroollss pprreesseenntt iinn ttaallll ooiillss rreeccoovveerreedd ffrroommwwoooodd ccoouulldd bbee ccoonnvveerrtteedd bbyy mmiiccrroobbeess ttoo sstteerrooiiddss..TTaallll ooiill ccoonnssiissttss ooff 2255--2255%% pphhyyttoosstteerroollss.. HHeennccee,,tthhee ttoottaall pphhyyttoosstteerrooll pprroodduuccttiioonn bbyy tthhiiss rroouutteeaalloonnee iinn tthhee UUSS wwaass eessttiimmaatteedd aatt 2200,,000000 ttoonnss.. ((sseeee::DDaavviiss && BBoorrttoonnee 11999922)).. TThheessee ssaammee cchhaannggeess ccaannbbee pprroodduucceedd bbyy eexxppoossiinngg ffiisshh ttoo kkrraafftt mmiilllleefffflluueenntt,, aalltthhoouugghh tthhee aauutthhoorrss ddoo nnoott ssppeecciiffyywwhheetthheerr tthhiiss wwaass ddeerriivveedd ffrroomm aa cchhlloorriinnee cchheemmiiccaallbblleeaacchh lliinnee..

AAss aa rreessuulltt,, tthheerree aarree nnooww ttwwoo ddiissttiinncctt eelleemmeennttss ttootthhee ddeebbaattee aabboouutt eennvviirroonnmmeennttaall pprrootteeccttiioonn ffrroommppuullpp aanndd ppaappeerr ooppeerraattiioonnss.. TThhee CCaannaaddiiaannffiinnddiinnggss hhaavvee pprroommpptteedd tthhee iinndduussttrryy iinnttoo llaarrggeessccaallee qquueessttiioonniinngg ooff tthhee uuttiilliittyy ooff rreedduucciinngg AAOOXXeemmiissssiioonnss aannyy ffuurrtthheerr.. FFoorr eexxaammppllee,, MMyyrreeeenn((11999944)) cciitteess tthhee ooppiinniioonn ooff sscciieennttiissttss iinn tthhee NNoorrddiiccccoouunnttrriieess aanndd CCaannaaddaa tthhaatt rreedduuccttiioonnss ooffoorrggaannoocchhlloorriinneess bbeellooww 11..55 kkgg AAOOXX//AADDTT ppuullpprreepprreesseennttss aann iinneeffffiicciieenntt uussee ooff rreessoouurrcceess.. TThheepprreecciissee bbaassiiss ffoorr tthhiiss vviieeww iiss oobbssccuurree..

MMaalliinneenn eett aall.. ((11999944)) aaddvvaannccee aa ssiimmiillaarr vviieewwppooiinnttiinn tthheeiirr aannaallyyssiiss ooff tthhee ffuuttuurree ooff tthhee iinndduussttrryy iinnFFiinnllaanndd.. TThhee vviieewwss ssuubbsseeqquueennttllyy ddiivveerrggeemmaarrkkeeddllyy.. WWhhiillee MMaalliinneenn eett aall.. ((11999944)) pprrooppoossee tthheeddeevveellooppmmeenntt ooff ttrreeaattmmeenntt ppllaanntt ttoo aaddddrreessss tthheerreessiidduuaall pprroobblleemmss,, MMyyrreeeenn ((11999944)) ccoonnssiiddeerrss tthhaattttoottaall eefffflluueenntt ffrreeee ((TTEEFF)) pprroodduuccttiioonn iiss nnoowwaacccceepptteedd bbyy tthhee iinndduussttrryy aass tthhee ddeecciissiivvee sstteeppttoowwaarrddss eennvviirroonnmmeennttaallllyy ffrriieennddllyy ppuullpp aanndd ppaappeerrpprroodduuccttiioonn.. IInn lliigghhtt ooff tthhee CCaannaaddiiaann ffiinnddiinnggss aannddtthhee rreeaalliissaattiioonn tthhaatt aallll ppuullpp mmiillllss ccaann eemmiitteennddooccrriinnee ddiissrruuppttiivvee cchheemmiiccaallss oonn aa llaarrggee ssccaallee,,cclloossuurree ooff tthhee mmiillll cciirrccuuiittss mmaayy bbee sseeeenn aass aanneennvviirroonnmmeennttaall iimmppeerraattiivvee ffoorr tthhee iinndduussttrryy,, aatthheemmee ttaakkeenn uupp aanndd ddiissccuusssseedd bbyy AAllbbeerrtt ((11999955bb))..IInn mmoosstt ggeeooggrraapphhiiccaall aarreeaass tthheerree aappppeeaarr ttoo bbeecclleeaarr pprreesseenntt aanndd lliikkeellyy ffuuttuurree eennvviirroonnmmeennttaall,,mmaarrkkeett aanndd ffiissccaall iinncceennttiivveess ttoo mmoovvee ttoowwaarrddss TTEEFFpprroodduuccttiioonn..

Page 26: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2255

TTOOTTAALLLLYY EEFFFFLLUUEENNTT FFRREEEE PPRROOCCEESSSSEESS--CCLLOOSSIINNGG TTHHEE BBLLEEAACCHH CCIIRRCCUUIITTSS

CCuurrrreennttllyy,, zzeerroo eefffflluueenntt ooppeerraattiioonn aappppeeaarrss ttoo bbeerreessttrriicctteedd ttoo ppllaannttss pprroodduucciinngg bblleeaacchheedd cchheemmiiccaalltthheerrmmaall mmeecchhaanniiccaall ppuullpp aanndd nnoonn--cchhlloorriinneebblleeaacchhiinngg aaggeennttss ((EEddddee,, 11999944)).. AAss nnootteedd eeaarrlliieerr,,tthhee bblleeaacchh ppllaanntt iiss tthhee mmaajjoorr ssoouurrccee ooffccoonnttaammiinnaatteedd eefffflluueenntt iinn aa kkrraafftt ppuullpp mmiillll.. HHeenncceecclloossuurree ooff tthheessee cciirrccuuiittss iiss aann eesssseennttiiaall pprreerreeqquuiissiitteeffoorr pprroodduucciinngg aa zzeerroo--eefffflluueenntt kkrraafftt mmiillll.. MMyyrreeeenn((11999944)) ppooiinnttss oouutt tthhaatt tthhiiss rreeqquuiirreess tthheessiimmuullttaanneeoouuss rreessoolluuttiioonn ooff aa nnuummbbeerr ooff pprroobblleemmss..TThheessee iinncclluuddee wwaatteerr bbaallaannccee,, cchheemmiiccaallss bbaallaannccee,,ccoorrrroossiioonn,, pprreecciippiittaattiioonn ooff ssaallttss aanndd rreemmoovvaall ooffnnoonn--pprroodduucctt ssuubbssttaanncceess.. DDeevveellooppmmeenntt wwoorrkk iissbbeeiinngg ddiirreecctteedd aatt cclloossiinngg bbootthh EECCFF aanndd TTCCFFbblleeaacchh cciirrccuuiittss.. CClloossuurree ooff tthhee bblleeaacchh ppllaannttcciirrccuuiittss iimmpplliieess aa llaarrggee ssccaallee iinnccrreeaassee iinn tthhee lleevveellssooff oorrggaanniicc aanndd iinnoorrggaanniicc mmaatttteerr iinn tthhee pprroocceesssslliiqquuoorrss aanndd ffiillttrraatteess wwhhiicchh nneeeedd ttoo bbeeaaccccoommmmooddaatteedd ((KKrroottsscchheecckk eett aall.. 11999955))..

AAllbbeerrtt ((11999955aa)) pprroovviiddeess aa ccoosstt bbrreeaakkddoowwnn ffoorr aarreeffeerreennccee kkrraafftt mmiillll iinn rreellaattiioonn ttoo aann eefffflluueenntt ffrreeeeppllaanntt bbaasseedd oonn oozzoonnee aanndd ppeerrooxxiiddee bblleeaacchhiinnggwwhhiicchh hhaass ccoonnssiiddeerraabbllee ccaappiittaall aanndd rruunnnniinngg ccoossttaaddvvaannttaaggeess.. TThhiiss aalllloowwss ffoorr tthhee rree--uussee ooff aallllpprroocceessss wwaatteerrss iinn tthhee bbrroowwnnssttoocckk cciirrccuuiittss aanndd tthheecchheemmiiccaall rreeccoovveerryy cciirrccuuiittss.. IInn aaddddiittiioonn ttoossiiggnniiffiiccaanntt cchheemmiiccaall ccoosstt ssaavviinnggss,, tthheerree iiss nnoo nneeeeddffoorr ccaappiittaall iinnvveessttmmeenntt iinn pprriimmaarryy aanndd sseeccoonnddaarryyeefffflluueenntt ttrreeaattmmeenntt ppllaanntt.. AA cclloosseedd ccyyccllee TTCCFF ppllaannttddooeess nnoott rreeqquuiirree ssuubbssttaannttiiaallllyy ddiiffffeerreenntt rreeccoovveerryybbooiilleerr ddeessiiggnn ((GGlleeaaddooww eett aall.. 11999955)) bbuutt mmaayyiinnvvoollvvee tthhee ttrreeaattmmeenntt ooff ppuurrggee lliinneess ttoo ccoonnttrroollppoottaassssiiuumm aanndd cchhlloorriiddee lleevveellss eenntteerriinngg wwiitthh tthheemmiillll ffuurrnniisshh.. MMoorreeoovveerr,, aa rreecceenntt aannaallyyssiiss ((LLaaxxeenn&& HHeennrriiccssoonn 11999966)) hhaass sshhoowwnn tthhaatt TTCCFF pprroocceesssseessaarree eeccoonnoommiiccaall iinn tteerrmmss ooff tthhee eenneerrggyy uusseedd iinn tthheeggeenneerraattiioonn ooff oozzoonnee..

DDuuee ttoo lloowweerr cchhlloorriiddee lleevveellss iinn tthhee pprroocceessss lliiqquuoorrss,,TTCCFF pprroocceesssseess uunnddoouubbtteeddllyy hhaavvee aann aaddvvaannttaaggeeoovveerr EECCFF pprroocceesssseess ssiinnccee tthhee cchhlloorriiddee iinnttrroodduucceeddiiss ffrroomm tthhee mmiillll ffuurrnniisshh aalloonnee.. EECCFF bblleeaacchh ppllaanntteefffflluueennttss ccoonnttaaiinn hhiigghh lleevveellss ooff cchhlloorriiddee iioonn ffrroommtthhee bblleeaacchhiinngg rreeaaccttiioonn iinn aaddddiittiioonn ttoo nnoonn--pprroocceessssssoouurrcceess.. AA mmaajjoorr pprroobblleemm iiss ccoorrrroossiioonn aass nnootteedd bbyyEEddddee ((11999944)) dduuee ttoo tthhee pprreesseennccee ooff ccoorrrroossiivveecchhlloorriiddee ssaallttss.. DD ssttaaggee ffiillttrraatteess aarree aallssoo hhiigghhllyyaacciiddiicc,, eexxaacceerrbbaattiinngg ccoorrrroossiioonn pprroobblleemmss((MMaannoolleessccuu eett aall.. 11999955)).. IIff EECCFF cciirrccuuiittss aarree ttoo bbeecclloosseedd tthheerreeffoorree,, ssoommee mmeeaannss ooff ddeeaalliinngg wwiitthh bbootthh

tthhee cchhlloorriinnaatteedd oorrggaanniiccss aanndd iinnoorrggaanniicc cchhlloorriiddeessiiss rreeqquuiirreedd.. MMoosstt pprrooppoosseedd ssyysstteemmss iinncclluuddee aanniinncciinneerraattiioonn sstteepp ((MMyyrreeeenn 11999944;; MMaannoolleessccuu eett aall..11999955)).. IInncciinneerraattiioonn hhaass bbeeeenn ssuuggggeesstteedd bbootthh ffoorreevvaappoorraatteess aanndd ffiillttrraatteess ffrroomm tthhee bblleeaacchh lliinnee aannddffoorr oorrggaannoocchhlloorriinnee ccoonnttaaiinniinngg sslluuddggeess ffrroommwwaasstteewwaatteerr ttrreeaattmmeenntt ppllaanntt.. OOtthheerr ssuuggggeesstteeddssyysstteemmss ssuucchh aass ffllooccccuullaattiioonn ffoolllloowweedd bbyyeelleeccttrrooddiiaallyyssiiss aarree aatt aann eexxttrreemmeellyy eeaarrllyy ssttaaggee ooffddeevveellooppmmeenntt ((JJoohhaannssssoonn eett aall.. 11999955))..

TThhee iinncciinneerraattiioonn ooff oorrggaannoocchhlloorriinnee wwaasstteess hhaassbbeeeenn sshhoowwnn ttoo pprroodduuccee aanndd eemmiitt aa wwiiddee rraannggee ooffoorrggaannoocchhlloorriinneess ooff ttooxxiiccoollooggiiccaall ssiiggnniiffiiccaannccee.. TThhiissiiss dduuee ttoo tthhee rreeaaccttiioonn ooff oorrggaanniicc ffrraaggmmeennttss wwiitthhhhyyddrrooggeenn cchhlloorriiddee aanndd ffrreeee cchhlloorriinnee ggaass iinn tthheepprroocceessss,, ppaarrttiiccuullaarrllyy iinn tthhee ggaass pphhaassee.. TThheesseeccoommppoouunnddss iinncclluuddee tthhee cchhlloorriinnaatteedd ddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinnss aanndd ddiibbeennzzooffuurraannss ttooggeetthheerr wwiitthhcchhlloorriinnaatteedd pphheennoollss aanndd bbeennzzeenneess ((sseeee:: eegg CCaaiinnss &&DDyykkee 11999944;; WWiieenneecckkee eett aall.. 11999955;; HHeeeebb eett aall.. 11999955;;JJaayy && SSttiieegglliittzz 11999955))..

CCoommbbuussttiioonn ooff aaiirr ddrriieedd ccoonncceennttrraatteess ffrroomm EECCFFpprroocceesssseess hhaass bbeeeenn sshhoowwnn ttoo eevvoollvvee bbootthh hhyyddrrooggeenncchhlloorriiddee aanndd ffrreeee cchhlloorriinnee iinn ppiilloott ssttuuddiieess((MMaannoolleessccuu eett aall.. 11999955)).. SShhaarrppllyy eelleevvaatteedd lleevveellss ooffPPCCDDDDss aanndd PPCCDDFFss wweerree ffoorrmmeedd iinn aa llaabboorraattoorryyssccaallee ccoommbbuussttiioonn ffuurrnnaaccee bbyy iinncciinneerraattiinngg bbllaacckklliiqquuoorr wwiitthh 11%% cchhlloorriinnee bblleeaacchh eefffflluueenntt aaddddeedd((SSoonnnneebbeerrgg && NNiicchhoollss 11999955)).. PPCCDDDDSS aanndd PPCCDDFFsswweerree iissoollaatteedd ffrroomm aa nnuummbbeerr ooff ffllyyaasshh ssaammpplleessddeerriivveedd ffrroomm tthhee eexxppeerriimmeennttaall ccoommbbuussttiioonn ooffbblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll pprriimmaarryy aanndd bbiioollooggiiccaall sslluuddggeemmiixxeedd wwiitthh bbaarrkk ((KKooppppoonneenn eett aall.. 11999944)).. SSiimmiillaarreemmiissssiioonn ccoonnssiiddeerraattiioonnss aappppllyy ttoo pprrooppoossaallss ttoorroouuttee EECCFF wwaassttee ssttrreeaammss tthhrroouugghh tthhee rreeccoovveerryybbooiilleerr,, wwhhiicchh iinn aaddddiittiioonn wwiillll rreeqquuiirree bbooiilleerr ddeessiiggnnttoo bbee aaddaapptteedd ttoo ttoolleerraattee hhiigghheerr cchhlloorriiddee lleevveellss((GGlleeaaddooww eett aall.. 11999955)).. TThhee iinncciinneerraattiioonn ooffcchhlloorriinnaatteedd bblleeaacchh ppllaanntt wwaasstteess iiss lliikkeellyy ttoo pprroovvee aassiiggnniiffiiccaanntt bbaarrrriieerr ttoo tthhee cclloossuurree ooff EECCFF bblleeaacchhlliinneess.. TThhiiss iiss dduuee bbootthh ttoo tthhee tteecchhnniiccaall ddiiffffiiccuullttiieessiinnvvoollvveedd aanndd aa ggrroowwiinngg llaacckk ooff ppuubblliicc aacccceeppttaanncceeooff iinncciinneerraattiioonn pprroocceesssseess ggeenneerraallllyy.. IInn aaddddiittiioonn,,tthhee iinneevviittaabbllee pprreesseennccee ooff oorrggaannoocchhlloorriinneess iinn tthheesslluuddggeess aanndd ootthheerr pprroocceessss wwaasstteess iiss lliikkeellyy ttoo ffaaiilltthhee tteesstt ooff tthhee UUSSEEPPAA ""CClluusstteerr RRuullee"" ((AAllbbeerrtt11999955bb)) uunnddeerr tthhee oorriiggiinnaall 11999933 pprrooppoossaallss..

PPrreecciissee ccoosstt eessttiimmaatteess ffoorr ccoonnssttrruuccttiioonn aannddooppeerraattiioonn ooff aa nneeww zzeerroo eefffflluueenntt bblleeaacchheedd kkrraaffttmmiillll uussiinngg oozzoonnee aass ccoommppaarreedd ttoo aa ssttaannddaarrdd mmiilllluussiinngg cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee hhaavvee bbeeeenn ggeenneerraatteedd bbyyAAllbbeerrtt ((11999955aa)).. AA TTEEFF mmiillll ccoonnssttrruucctteedd oonn tthhiiss

Page 27: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2266

bbaassiiss wwoouulldd iinnccuurr ccaappiittaall ccoossttss ooff $$558855 mmiilllliioonn aassaaggaaiinnsstt $$662255 mmiilllliioonn ffoorr aann EECCFF ppllaanntt.. OOppeerraattiinnggccoossttss ffoorr tthhee TTEEFF mmiillll wwoouulldd bbee $$5588 ppeerr AADDTT aassccoommppaarreedd ttoo $$9933 ppeerr AADDTT ffoorr aa ssttaannddaarrdd mmiillll.. IInntthhee ccaassee ooff ccoonnvveerrttiinngg aann eexxiissttiinngg mmiillll,, tthheeddiissttiinnccttiioonn iiss lleessss cclleeaarr,, bbuutt tthhee bbaallaannccee ssttiillllffaavvoouurrss TTCCFF pprroocceesssseess.. TToo cclloossee aann eexxiissttiinngg EECCFFmmiillll ooppeerraattiinngg oonn cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ccoouulldd iinnccuurrccoossttss ooff $$9988 mmiilllliioonn wwiitthh iinnccrreemmeennttaall ccoossttss ooff $$33

ppeerr AADDTT.. TToo ccoonnvveerrtt ttoo TTCCFF wwoouulldd ccoosstt $$9966mmiilllliioonn wwiitthh iinnccrreemmeennttaall ccoossttss ooff --$$22 ppeerr AADDTT((RRiicckkeettttss 11999944)).. TThheessee eessttiimmaatteess aarree rreeccooggnniisseedd ttoobbee vvaarriiaabbllee aanndd ssiittee sseennssiittiivvee,, bbuutt nnoonneetthheelleessssffaavvoouurr TTCCFF pprroocceesssseess.. SSiiggnniiffiiccaannttllyy,, tthhee llaarrggeessttccoosstt eelleemmeenntt aassssoocciiaatteedd wwiitthh ccoonnvveerrssiioonn ooff aann EECCFFmmiillll iiss ccoommbbuussttiioonn ppllaanntt ffoorr aacciidd ffiillttrraatteeccoonncceennttrraattiioonn aanndd iinncciinneerraattiioonn..

AAcckknnoowwlleeddggeemmeennttss::TThhaannkkss aarree dduuee ttoo LLeeee GGooddffrreeee aanndd JJeeffff JJoonneess ffoorr pprreeppaarraattiioonn ooff tthhee ffiigguurreess..

RREEFFEERREENNCCEESS

AAEETT ((11999966)) TTrreennddss iinn WWoorrlldd BBlleeaacchheedd CChheemmiiccaall PPuullpp PPrroodduuccttiioonn 11999900--11999966.. PPuubbll.. AAlllliiaannccee ffoorr EEnnvviirroonnmmeennttaall TTeecchhnnoollooggyy,, MMaarrcchh 11999966,,44pppp

AAhhookkaass,, JJ..TT..,, HHoollddwwaayy,, DD..AA..,, BBrreennnnaann,, SS..EE..,, GGoouuddeeyy,, RR..WW.. && BBiibbrroowwsskkii,, HH..BB.. ((11999944)) MMFFOO aaccttiivviittyy iinn ccaarrpp ((CCyypprriinnuuss ccaarrppiioo)) eexxppoosseedd ttoottrreeaatteedd ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll eefffflluueenntt iinn LLaakkee CCoolleemmaann,, VViiccttoorriiaa,, AAuussttrraalliiaa,, iinn rreellaattiioonn ttoo AAOOXX,, EEOOXX aanndd mmuussccllee PPCCDDDD//PPCCDDFF..EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1133:: 4411--5500

AAllbbeerrtt,, RR..JJ.. ((11999944)) WWoorrllddwwiiddee SSuurrvveeyy:: SSttaattee ooff tthhee AArrtt TTCCFF bblleeaacchhiinngg.. PPrroocc.. 11999944 IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--cchhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreenncceeMMaarrcchh 11999944 AAmmeelliiaa IIssllaanndd,, FFlloorriiddaa 2255pppp && AAppppeennddiicceess

AAllbbeerrtt,, RR..JJ.. ((11999955aa)) TTeecchhnniiccaall aanndd EEccoonnoommiicc FFeeaassiibbiilliittyy ooff tthhee CClloosseedd CCyyccllee BBlleeaacchheedd KKrraafftt PPuullpp MMiillll.. PPrroocc.. 11999955 IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, MMaarrcchh 55--99,, 11999955,, AAmmeelliiaa IIssllaanndd FFlloorriiddaa,, 2233pppp && AAppppeennddiicceess

Page 28: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2277

AAllbbeerrtt,, RR..JJ.. ((11999955bb)) WWoorrllddwwiiddee ssttaattuuss ooff eefffflluueenntt ffrreeee tteecchhnnoollooggyy ffoorr bblleeaacchheedd kkrraafftt ppuullpp pprroodduuccttiioonn.. PPrroocc.. 11999955 IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, MMaarrcchh 55--99,, 11999955,, AAmmeelliiaa IIssllaanndd FFlloorriiddaa 3377pppp && AAppppeennddiicceess

AAllbbeerrtt,, RR..JJ.. ((11999966)) CCuurrrreenntt ssttaattuuss ooff TTEEFF bblleeaacchheedd kkrraafftt ppuullpp mmiillllss aanndd ffuuttuurree ttrreennddss.. PPrroocc.. 11999966 IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinnggCCoonnffeerreennccee,, OOrrllaannddoo FFllaa.. MMaarrcchh 2244--2288 11999966

AAllmmeemmaarrkk,, MM..,, FFiinnnnvveeddeenn,, GG.. && FFrroosstteellll,, BB.. ((11999911)) TTrreeaattmmeenntt tteecchhnnoollooggiieess ffoorr oorrggaannoocchhlloorriinnee--ccoonnttaaiinniinngg sslluuddggeess aanndd ccoonncceennttrraattiioonnssffrroomm eexxtteerrnnaall ttrreeaattmmeenntt ooff ppuullpp aanndd ppaappeerr wwaasstteewwaatteerrss.. WWaatteerr SScciieennccee && TTeecchhnnoollooggyy,, 2244 ((33--44)):: 331199--332299

AAxxeeggaarrdd,, PP..,, DDaahhllmmaann,, OO..,, HHaagglliinndd,, II..,, JJaaccoobbssoonn,, BB..,, MMoorrcckk,, RR.. && SSttrroommbbeerrgg,, LL.. ((11999933)) PPuullpp BBlleeaacchhiinngg aanndd tthhee EEnnvviirroonnmmeenntt-- TThheeSSiittuuaattiioonn,, 11999933.. NNoorrddiicc PPuullpp aanndd PPaappeerr RReesseeaarrcchh JJoouurrnnaall 88 ((44)):: 336655--337788

AAxxeeggaarrdd,, PP..,, BBeerrggnnoorr,, EE..,, EEllkk,, MM.. && EEkkhhoollmm,, UU.. ((11999966)) BBlleeaacchhiinngg ooff ssooffttwwoooodd kkrraafftt ppuullppss wwiitthh HH22OO22,, OO33 aanndd CCllOO22.. TTaappppii JJoouurrnnaall,, 7799((11)):: 111133--111199

BBaannkkeeyy,, LL..AA..,, VVaann VVeelldd,, PP..AA..,, BBoorrttoonn,, DD..LL..,, LLaaFFlleeuurr,, LL.. && SStteeggeemmaann,, JJ..JJ.. ((11999955)).. RReessppoonnsseess ooff ccyyttoocchhrroommee PP44550011AA11 iinn ffrreesshhwwaatteerr ffiisshheexxppoosseedd ttoo bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll eefffflluueenntt iinn eexxppeerriimmeennttaall ssttrreeaamm cchhaannnneellss.. CCaannaaddiiaann JJoouurrnnaall ooff FFiisshheerriieess aanndd AAqquuaattiicc SScciieennccee 5522:: 443399--444477

BBaarrkkeerr,, DD..EE..,, KKaahhnn,, RR..AA..,, LLeeee,, EE..MM..,, HHooooppeerr,, RR..GG.. && RRyyaann,, KK.. ((11999944)) AAnnoommaalliieess iinn SSccuullppiinnss ((MMyyxxoocceepphhaalluuss sspppp..)) ssaammpplleedd nneeaarr aa ppuullppaanndd ppaappeerr mmiillll.. AArrcchhiivveess ooff EEnnvviirroonnmmeennttaall CCoonnttaammiinnaattiioonn aanndd TTooxxiiccoollooggyy 2266:: 449911--449966

BBeerrggmmaann,, AA..,, PPiilloottttii,, AA.. && RReennbbeerrgg,, LL.. ((11999944)) PPootteennttiiaall FFoorrmmaattiioonn ooff CChhlloorriinnaatteedd BByy--pprroodduuccttss iinn IInndduussttrriiaall PPrroocceesssseess.. PPuubbll.. SSwweeddiisshhNNaattiioonnaall CChheemmiiccaallss IInnssppeeccttoorraattee 1133pppp && AAppppeennddiicceess

BBootthhaa,, NN.. ((11999955)) TThhee oouuttllooookk ffoorr tthhee wwoorrlldd cchhlloorraallkkaallii iinndduussttrryy.. CChheemmiissttrryy aanndd IInndduussttrryy,, 1166 OOccttoobbeerr,, 11999955

BBuurrtt,, LL.. ((11998877)) PPuullpp aanndd ppaappeerr tteecchhnnoollooggyy cchhaannggeess wwiillll bboooosstt cchheemmiiccaall nneeeeddss.. PPrroocceessss IInndd.. CCaannaaddaa ((OOccttoobbeerr--NNoovveemmbbeerr 11998877)) 2233--2266

BBuusseerr,, HH..--RR..,, KKjjeelllleerr,, LL..--OO..,, SSwwaannssoonn,, SS..EE.. && RRaappppee,, CC.. ((11998899)) MMeetthhyyll-- ppoollyymmeetthhyyll-- aanndd aallkkyyllppoollyycchhlloorrooddiibbeennzzooffuurraannss iiddeennttiiffiieedd iinn ppuullppmmiillll sslluuddggee aanndd eefffflluueennttss.. EEnnvviirroonnmmeennttaall SScciieennccee && TTeecchhnnoollooggyy 2233 ((99)):: 11113300--11113377

BByyssttrroomm,, SS..,, && LLoonnnnsstteeddtt,, LL.. ((11999955)) WWaassttee ppaappeerr uussaaggee aanndd ffiibbeerr ffllooww iinn WWeesstteerrnn EEuurrooppee.. RReessoouurrcceess CCoonnsseerrvvaattiioonn && RReeyycclliinngg 1155:: 111111--112211

CCaaiinnss,, PP..WW.. && DDyykkee,, PP.. ((11999944)) CChhlloorriinnaatteedd ddiibbeennzzooddiiooxxiinn aanndd ddiibbeennzzooffuurraann eemmiissssiioonnss ffrroomm wwaassttee ccoommbbuussttiioonn ppllaannttss iinn tthhee UUKK..CChheemmoosspphheerree,, 2288 ((1122)):: 22110011--22111199

CCaammppiinn,, DD..NN..,, BBuucckkllaanndd,, SS..JJ..,, HHaannnnaahh,, DD..JJ.. && TTaauucchheerr,, JJ..AA.. ((11999911)).. TThhee iiddeennttiiffiiccaattiioonn ooff ddiiooxxiinn ssoouurrcceess iinn aann iinntteeggrraatteedd wwoooodd pprroocceessssiinnggffaacciilliittyy.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy.. 2244 ((33//44)):: 6655--7744

CCaarreeyy,, JJ..HH..,, HHooddssoonn,, PP..VV..,, MMuunnkkiittttrriicckk,, KK..RR.. && SSeerrvvooss,, MM..RR.. ((11999922)) RReecceenntt CCaannaaddiiaann ssttuuddiieess oonn tthhee pphhyyssiioollooggiiccaall eeffffeeccttss ooff ppuullpp mmiilllleefffflluueenntt oonn ffiisshh.. PPuubbll.. EEnnvviirroonnmmeenntt CCaannaaddaa,, DDeepptt.. ooff FFiisshheerriieess aanndd OOcceeaannss SSppeecciiaall RReeppoorrtt,, BBuurrlliinnggttoonn OOnnttaarriioo 2200pppp

CCEEFFIICC ((11999933)) CChhlloorriinnee DDiiooxxiiddee iinn PPuullpp BBlleeaacchhiinngg,, PPuubbll.. CCEEFFIICC CChhlloorraattee SSeeccttoorr GGrroouupp,, BBrruusssseellss,, 11999933

CCGGBB ((11998877)).. CCoommmmiitttteeee ffoorr tthhee GGuullff ooff BBootthhnniiaa.. WWaatteerr ppoolllluuttiioonn pprroobblleemmss ooff ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrriieess iinn FFiinnllaanndd aanndd SSwweeddeenn.. RReeppoorrttNNoo::33334488 ppuubbll.. NNaattiioonnaall SSwweeddiisshh EEnnvviirroonnmmeennttaall PPrrootteeccttiioonn BBooaarrdd pppp 112222 && AAppppeennddiicceess

CCllaappppeerr,, TT..WW.. ((11997788)) CChhlloorriinnee ooxxyyggeenn aacciiddss aanndd ssaallttss ((HHCCllOO33)) IInn:: VVoolluummee 55,, GGrraayyssoonn.. MM.. [[EEdd]].. KKiirrkk--OOtthhmmeerr EEnnccyyccllooppeeddiiaa ooff CChheemmiiccaallTTeecchhnnoollooggyy.. 33rrdd EEddiittiioonn,, PPuubbll.. JJoohhnn WWiilleeyy && SSoonnss,, NNeeww YYoorrkk pppp663333--664455

DDaavviiss,, WW..PP.. && BBoorrttoonnee,, SS..AA.. ((11999922)) EEffffeeccttss ooff kkrraafftt mmiillll eefffflluueenntt oonn tthhee sseexxuuaalliittyy ooff ffiisshheess:: AAnn eennvviirroonnmmeennttaall eeaarrllyy wwaarrnniinngg.. IInn:: CCoollbboorrnn,,TT.. && CClleemmeenntt CC.. [[EEddss]].. CChheemmiiccaallllyy--IInndduucceedd AAlltteerraattiioonnss iinn SSeexxuuaall aanndd FFuunnccttiioonnaall DDeevveellooppmmeenntt:: TThhee WWiillddlliiffee--HHuummaann CCoonnnneeccttiioonn..VVoolluummee XXXXII AAddvvaanncceess iinn MMooddeerrnn EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy,, PPuubbll.. PPrriinncceettoonn SScciieennttiiffiicc PPuubblliisshhiinngg CCoommppaannyy,, NNeeww JJeerrsseeyy pppp111133--112277

DDoowwnnss,, TT.. ((11998899)) PPaappeerr iinndduussttrryy oonn rriigghhtt ttrraacckk wwiitthh llaatteesstt eefffflluueenntt ccoonnttrrooll ssttrraatteeggiieess.. PPuullpp && PPaappeerr,, SSeepptteemmbbeerr 11998899,, pp7744

EEbbeelliinngg,, GG.. ((11993311)).. RReecceenntt rreessuullttss ooff tthhee cchheemmiiccaall iinnvveessttiiggaattiioonn ooff tthhee eeffffeecctt ooff wwaasstteewwaatteerrss ffrroomm cceelllluulloossee ppllaannttss oonn ffiisshh.. VVoomm WWaasssseerr 55::119922--220000

EEddddee,, HH.. ((11999944)) TTeecchhnniiqquueess ffoorr cclloossiinngg tthhee wwaatteerr cciirrccuuiittss iinn tthhee ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrryy.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66)):: 1111--1188

EEggggeennss,, MM..,, BBeerrggmmaann,, AA..,, VVeetthhaaaakk,, DD..,, vvaann ddeerr WWeeiiddeenn,, MM..,, CCeellaannddeerr,, MM.. && BBoooonn,, JJ..PP.. ((11999955)) CCyyttoocchhrroommee PP44550011AA iinnddiicceess aass bbiioommaarrkkeerrssooff ccoonnttaammiinnaanntt eexxppoossuurree:: rreessuullttss ooff aa ffiieelldd ssttuuddyy wwiitthh ppllaaiiccee ((PPlleeuurroonneecctteess ppllaatteessssaa)) aanndd fflloouunnddeerr ((PPllaattiicchhtthhyyss fflleessuuss)) ffrroomm tthhee SSoouutthheerrnnNNoorrtthh SSeeaa,, AAqquuaattiicc TTooxxiiccoollooggyy 3322:: 221111--222255

EEnneellll,, MM.. && HHaagglliinndd,, II.. ((11999944)) NNiittrrooggeenn,, pphhoosspphhoorruuss aammdd mmeettaall llooaaddss ffrroomm SSwweeddiisshh ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrryy oonn tthhee GGuullff ooff BBootthhnniiaa--

Page 29: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2288

QQuuaannttiittiieess aanndd sshhaarreess ooff ttoottaall llooaadd.. WWaatteerr SScciieennccee && TTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66)):: 4499--5599

FFaarrrr,, JJ..PP..,, SSmmiitthh,, WW..LL.. && SStteeiicchheenn,, DD..SS.. ((11999922)) BBlleeaacchhiinngg AAggeennttss ((SSuurrvveeyy)) IInn:: VVoolluummee 44.. GGrraayyssoonn,, MM.. ((EEdd)).. KKiirrkk--OOtthhmmeerr EEnnccyyccllooppeeddiiaaooff CChheemmiiccaall TTeecchhnnoollooggyy.. 44tthh EEddiittiioonn.. PPuubbll.. JJoohhnn WWiilleeyy && SSoonnss,, NNeeww YYoorrkk.. pppp227711--330000

FFoollkkee,, JJ.. ((11999911)) RReegguullaattoorryy rreeqquuiirreemmeennttss ffoorr ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll eefffflluueenntt ccoonnttrrooll:: SScciieennttiiffiicc bbaassiiss aanndd ccoonnsseeqquueenncceess.. WWaatteerr SScciieennccee aannddTTeecchhnnoollooggyy 2244 ((33//44)) 1199--3311

FFoorrlliinn,, LL..,, AAnnddeerrssssoonn,, TT..,, BBaallkk,, LL.. && LLaarrssssoonn,, AA.. ((11999955)) BBiioocchheemmiiccaall aanndd pphhyyssiioollooggiiccaall eeffffeeccttss iinn ffiisshh eexxppoosseedd ttoo bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiilllleefffflluueennttss.. EEccoottooxxiiccoollooggyy aanndd EEnnvviirroonnmmeennttaall SSaaffeettyy 3300:: 116644--117700

FFrreeddeettttee,, ,, MM..CC.. ((11999966)) BBlleeaacchhiinngg CChheemmiiccaallss:: CChhlloorriinnee DDiiooxxiiddee SSeeccttiioonn 22,, CChhaapptteerr 22 IInn:: BB DDeennccee,, CC..WW.. && RReeeevvee,, DD..WW.. [[EEddss]] PPuullppBBlleeaacchhiinngg:: PPrriinncciipplleess aanndd PPrraaccttiiccee.. TTaappppii PPrreessss,, AAttllaannttaa pppp5599--6699

GGaaggnnoonn,, MM..MM..,, BBuussssiieerreess,, DD..,, DDooddssoonn,, JJ..JJ.. && HHooddssoonn,, PP..VV.. ((11999955)).. WWhhiittee ssuucckkeerr ((CCaattoossttoommuuss ccoommmmeerrssoonnii)) ggrroowwtthh aanndd sseexxuuaall mmaattuurraattiioonniinn ppuullpp mmiillll ccoonnttaammiinnaatteedd aanndd rreeffeerreennccee rriivveerrss.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1144 ((22)):: 331177--332277

GGiiffffoorrdd,, JJ..SS.. && MMccFFaarrllaannee,, PP..NN.. ((11999911)) TThhee ddeevveellooppmmeenntt ooff eennvviirroonnmmeennttaall ccoonnttrrooll lleeggiissllaattiioonn aanndd eefffflluueenntt ssttaannddaarrddss ffoorr AAuussttrraallaassiiaannwwoooodd pprroocceessssiinngg iinndduussttrriieess.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2244 ((33--44)):: 3377--4444

GGiilllleessppiiee,, WW..JJ.. ((11999966)) AA ssuummmmaarryy ooff ddaattaa rreefflleeccttiivvee ooff UUSS ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrryy pprrooggrreessss iinn rreedduucciinngg tthhee TTCCDDDD aanndd TTCCDDFF ccoonntteenntt ooffeefffflluueennttss,, ppuullppss aanndd wwaasstteewwaatteerr ttrreeaattmmeenntt sslluuddggeess.. CChheemmoosspphheerree 3322 ((11)):: 6655--7711

GGlleeaaddooww,, PP..,, HHaassttiinnggss,, CC..,, BBrryynniinn,, JJ..,, JJoohhnnssoonn,, TT.. && WWaarrnnqqvviisstt,, UU ((11999955)).. CClloosseedd CCyyccllee KKrraafftt:: EECCFF vv.. TTCCFF.. PPrroocc.. 11999955 IInntteerrnnaattiioonnaallNNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, AAmmeelliiaa IIssllaanndd.. FFllaa.. MMaarrcchh 55--99,, 11999955

GGlleeaaddooww,, PP..LL..,, VViiccee,, KK..,, JJoohhnnssoonn,, AA..PP..,, SSoorreennssoonn,, DD..RR.. && HHaassttiinnggss,, CC..RR.. ((11999966)).. MMiillll aapppplliiccaattiioonnss ooff cclloosseedd ccyyccllee tteecchhnnoollooggyy PPrroocc.. 11999966IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, OOrrllaannddoo FFllaa.. MMaarrcchh 2244--2288,, 11999966

GGrraahhnn,, OO.. && GGrrootteellll,, CC.. ((11999955)) EEffffeeccttss iinn mmooddeell eeccoossyysstteemmss ooff bblleeaacchh ppllaanntt aanndd wwhhoollee mmiillll eefffflluueennttss ffrroomm pprroodduuccttiioonn ooff TTCCFF-- aanndd EECCFF--bblleeaacchheedd ssooffttwwoooodd kkrraafftt ppuullpp aatt tthhee SSooddrraa CCeellll AABB mmiillll VVaarroo BBrruukk.. PPuubbll.. EEnnvviirroonnmmeennttaall RReesseeaarrcchh aanndd CCoonnssuullttiinngg,, MMFFGG EEnnvviirroonnmmeennttaallRReesseeaarrcchh GGrroouupp,, FFrryykkssttaa,, SSwweeddeenn,, 1166pppp

GGuulllliicchhsseenn,, JJ.. ((11999911)) PPrroocceessss iinntteerrnnaall mmeeaassuurreess ttoo rreedduuccee ppuullpp mmiillll ppoolllluuttiioonn llooaadd.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2244 ((33--44)):: 4455--5533

GGuunnnnaarrssssoonn,, UU.. ((11999955)) AAEETT aanndd ""aalllliieedd"" ffrriieenndd ooff EECCFF aanndd aann eenneemmyy ooff TTCCFF.. RReessppoonnzzee ffrroomm SSooddrraa--CCeellll,, MMaarrcchh 11999955 pp55

HHaabbeettss,, LL..HH..AA.. && VVeeggtt,, AA..LL.. ddee ((11999911)) AAnnaaeerroobbiicc ttrreeaattmmeenntt ooff bblleeaacchheedd TTMMPP aanndd CCTTMMPP eefffflluueenntt iinn tthhee BBIIOOPPAAQQ UUAASSBB ssyysstteemm.. WWaatteerrSScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2244 ((33--44)):: 333311--334455

HHaarrrriimmaann CChheemmssuulltt ((11998899)) BBlleeaacchhiinngg ooff WWooooddppuullpp iinn tthhee 11999900''ss iinn WWeesstteerrnn EEuurrooppee.. PPuubbll.. HHaarrrriimmaann CChheemmssuulltt LLttdd,, LLoonnddoonn ((MMiimmeeooRReeppoorrtt))

HHaalleeyy,, RR..KK..,, HHaallll,, TT..JJ.. && BBoouussqquueett,, TT..MM.. ((11999955)) EEffffeeccttss ooff bbiioollooggiiccaallllyy ttrreeaatteedd bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll eefffflluueenntt bbeeffoorree aanndd aafftteerr mmiillllccoonnvveerrssiioonn ttoo iinnccrreeaasseedd cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddee ssuubbssttiittuuttiioonn:: RReessuullttss ooff aann eexxppeerriimmeennttaall ssttrreeaammss ssttuuddyy.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aannddCChheemmiissttrryy 1144 ((22)):: 228877--229988

HHaassssii,, HH.. ((11999933)) BBlleeaacchhiinngg ddeevveellooppmmeenntt.. PPaappeerr,, JJuunnee 11999933,, pp3388--3399

HHeeeebb,, NN..VV..,, DDoolleezzaall,, II..SS..,, BBuuhhrreerr,, TT..,, MMaattttrreell,, PP..,, && WWoollffeennssbbeerrggeerr,, MM.. ((11999955)) DDiissttrriibbuuttiioonn ooff hhaallooggeennaatteedd pphheennoollss iinncclluuddiinngg mmiixxeeddbbrroommiinnaatteedd aanndd cchhlloorriinnaatteedd pphheennoollss iinn mmuunniicciippaall wwaassttee iinncciinneerraattoorrss.. CChheemmoosspphheerree,, 3311 ((44)):: 33003333--33004422

HHeeuuvveell,, vvaann ddeenn,, MM..RR..,, MMuunnkkiittttrriicckk,, KK..RR..,, vvaann ddeerr KKrraaaakk,, GG..JJ..,, MMccMMaasstteerr,, MM..EE..,, PPoorrrrtt,, CC..BB..,, SSeerrvvooss,, MM..RR.. && DDiixxoonn,, DD..GG.. ((11999944)) SSuurrvveeyyooff rreecceeiivviinngg--wwaatteerr eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss aassssoocciiaatteedd wwiitthh ddiisscchhaarrggeess ffrroomm ppuullpp mmiillllss.. 44.. BBiiooaassssaayy ddeerriivveedd 22,,33,,77,,88--tteettrraacchhlloorrooddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinn ttooxxiicc eeqquuiivvaalleenntt ccoonncceennttrraattiioonn iinn wwhhiittee ssuucckkeerr ((CCaattoossttoommuuss ccoommmmeerrssoonnii)) iinn rreellaattiioonn ttoo bbiioocchheemmiiccaall iinnddiiccaattoorrss ooff iimmppaacctt..EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1133 ((77)):: 11111177--11112266

HHiicckkeeyy,, CC..WW.. && MMaarrttiinn,, MM..LL.. ((11999955)) RReellaattiivvee sseennssiittiivviittyy ooff ffiivvee bbeenntthhiicc iinnvveerrtteebbrraattee ssppeecciieess ttoo rreeffeerreennccee ttooxxiiccaannttss aanndd rreessiinn aacciiddccoonnttaammiinnaatteedd sseeddiimmeennttss.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1144 ((88)):: 11440011--11440099

HHoocckkiinngg,, JJ.. ((11999911)) RReegguullaattiioonn ooff ddiisscchhaarrggee ooff oorrggaannoocchhlloorriinneess ffrroomm ppuullpp mmiillllss iinn CCaannaaddaa.. EEnnvviirroonn.. MMaannaaggee.. 1155 ((22)):: 119955--220044

HHyyttoottyyllaaiinneenn,, JJ.. ((11999944)) CChheemmiiccaall ddeeggrraaddaattiioonn pprroodduuccttss ooff lliiggnniinn aanndd hhuummiicc ssuubbssttaanncceess.. PPaarrtt IIII:: SSyynntthheessiiss,, ssttrruuccttuurree vveerriiffiiccaattiioonn aannddlliiqquuiidd cchhrroommaattooggrraapphhiicc sseeppaarraattiioonn ooff cchhlloorriinnaatteedd pprroottooccaatteecchhuuaallddeehhyyddeess ((33,,44-- ddiihhyyddrrooxxyybbeennzzaallddeehhyyddeess)),, 55--hhyyddrrooxxyyvvaanniilllliinnss ((33,,44--ddiihhyyddrrooxxyy--55--mmeetthhooxxyy--bbeennzzaallddeehhyyddeess aanndd ggaallllaallddeehhyyddeess ((33,,44,,55--ttrriihhyyddrrooxxyybbeennzzaallddeehhyyddeess)).. CChheemmoosspphheerree 2288 ((99)):: 11664411--11665566

JJaayy,, KK.. && SSttiieegglliittzz,, LL.. ((11999955)) IIddeennttiiffiiccaattiioonn aanndd qquuaannttiiffiiccaattiioonn ooff vvoollaattiillee oorrggaanniicc ccoommppoonneennttss iinn eemmiissssiioonnss ooff wwaassttee iinncciinneerraattiioonn ppllaannttssCChheemmoosspphheerree,, 3300 ((77)):: 11224499--11226600

Page 30: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

2299

JJookkiinneenn,, EE..II..,, AAaallttoonneenn,, TT..MM.. && VVaallttoonneenn,, EE..TT.. ((11999955)) SSuubbcchhrroonniicc eeffffeeccttss ooff ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll eefffflluueennttss oonn tthhee iimmmmuunnoogglloobbuulliinnssyynntthheessiiss ooff rrooaacchh RRuuttiilluuss rruuttiilluuss.. EEccoottooxxiiccoollooggyy aanndd EEnnvviirroonnmmeennttaall SSaaffeettyy 3322:: 221199--222255

JJoohhaannssssoonn,, NN..GG..,, CCllaarrkk,, FF..MM.. && FFlleettcchheerr,, DD..EE.. ((11999955)) NNeeww tteecchhnnoollooggyy ddeevveellooppmmeennttss ffoorr tthhee cclloosseedd ccyyccllee bblleeaacchh ppllaanntt.. PPrroocc.. 11999955IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, MMaarrcchh 55--99,, 11999955,, AAmmeelliiaa IIssllaanndd FFlloorriiddaa..

JJoohhnnsseenn,, KK..,, MMaattttssssoonn,, KK..,, TTaannaa,, JJ..,, SSttuutthhrriiddggee,, TT..RR..,, HHeemmmmiinngg,, JJ.. && LLeehhttiinneenn,, KK..--JJ ((11999955)) UUppttaakkee aanndd eelliimmiinnaattiioonn ooff rreessiinn aacciiddss aannddpphhyyssiioollooggiiccaall rreessppoonnsseess iinn rraaiinnbbooww ttrroouutt eexxppoosseedd ttoo ttoottaall mmiillll eefffflluueenntt ffrroomm aann iinntteeggrraatteedd nneewwsspprriinntt mmiillll.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aannddCChheemmiissttrryy 1144 ((99)):: 11556611--11556688

JJuudddd,, MM..CC..,, SSttuutthhrriiddggee,, TT..RR..,, TTaavveennddaallee,, MM..HH..,, MMccFFaarrllaannee,, PP..NN..,, MMaacckkiiee,, KK..LL..,, BBuucckkllaanndd,, SS..JJ..,, RRaannddaallll,, CC..JJ..,, HHiicckkeeyy,, CC..WW..,, RRooppeerr,, DD..SS..,,AAnnddeerrssoonn,, SS..MM.. && SStteewwaarrdd,, DD.. ((11999955)) BBlleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll ssoouurrcceedd oorrggaanniicc cchheemmiiccaallss iinn sseeddiimmeennttss ffrroomm NNeeww ZZeeaallaanndd rriivveerrss.. PPaarrtt II::WWaaiikkaattoo RRiivveerr.. CChheemmoosspphheerree,, 3300 ((99)):: 11775511--11776655

JJuuuuttii,, SS..,, NNoorrookkoorrppii,, YY.. && RRuuuusskkaanneenn,, JJ.. ((11999955)) TTrriicchhlloorrooaacceettiicc aacciidd ((TTCCAA)) iinn ppiinnee nneeeeddlleess ccaauusseedd bbyy aattmmoosspphheerriicc eemmiissssiioonnss ooff kkrraaffttppuullpp mmiillllss.. CChheemmoosspphheerree 3300 ((33)):: 443399--444488

KKaacczzuurr,, JJ..JJ.. && CCaauullffiieelldd,, DD..WW.. ((11999944)) CChhlloorriinnee OOxxyyggeenn AAcciiddss aanndd SSaallttss ((CCllOO22,, HHCCllOO22)).. IInn:: VVoolluummee 55:: GGrraayyssoonn,, MM.. ((EEdd..)) KKiirrkk--OOtthhmmeerrEEnnccyyccllooppeeddiiaa ooff CChheemmiiccaall TTeecchhnnoollooggyy.. JJoohhnn WWiilleeyy && SSoonnss,, NNeeww YYoorrkk,, pppp996688--997777

KKaallllqqvviisstt,, TT..,, CCaarrllbbeerrgg,, GG..EE.. && KKrriinnggssttaaddtt,, AA.. ((11998899)) EEccoottooxxiiccoollooggiiccaall cchhaarraacctteerriissaattiioonn ooff iinndduussttrriiaall wwaasstteewwaatteerr-- SSuullffiittee ppuullpp mmiillll wwiitthhbblleeaacchhiinngg.. EEccoottooxxiiccoollooggyy && EEnnvviirroonnmmeennttaall SSaaffeettyy 1188:: 332211--333366

KKaannkkaaaannppaaaa,, HH..,, LLaauurreenn,, MM..,, MMaattttssoonn,, MM.. && LLiinnddssttrroomm,, MM.. ((11999955)) EEffffeeccttss ooff bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll eefffflluueennttss oonn tthhee sswwiimmmmiinngg aaccttiivviittyy ooffMMoonnooppoorreeiiaa aaffffiinniiss ((CCrruussttaacceeaa,, AAmmpphhiippooddaa)) LLiinnddssttrroomm.. CChheemmoosspphheerree 3311 ((1111//1122)):: 44445555--44447733

KKeerrsskkii,, AA.. ((11999955)) PPuullpp,, PPaappeerr aanndd PPoowweerr:: HHooww aann iinndduussttrryy rreesshhaappeess iittss ssoocciiaall eennvviirroonnmmeenntt.. EEccoollooggiisstt 2255 ((44)):: 114422--114488

KKooiissttiinneenn,, JJ..,, NNeevvaallaaiinneenn,, TT..,, TTaarrhhaanneenn,, JJ.. ((11999922)) IIddeennttiiffiiccaattiioonn aanndd lleevveell eessttiimmaattiioonn ooff aarroommaattiicc ccoo--eelluuaatteess ooff ppoollyycchhlloorriinnaatteedd ddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinnss aanndd ddiibbeennzzooffuurraannss iinn ppuullpp mmiillll pprroodduuccttss aanndd wwaasstteess.. EEnnvviirroonnmmeennttaall SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2266:: 22449999--22550077

KKooiissttiinneenn,, JJ..,, PPaaaassiivviirrttaa,, JJ..,, NNeevvaallaaiinneenn,, TT.. && LLaahhttiippeerraa,, MM.. ((11999944aa)) CChhlloorroopphheennaanntthhrreenneess,, aallkkyyllcchhlloorroopphheennaanntthhrreenneess aannddaallkkyyllcchhlloorroonnaapphhtthhaalleenneessiinn kkrraafftt mmiillll pprroodduuccttss aanndd ddiisscchhaarrggeess.. CChheemmoosspphheerree 2288 ((77)):: 11226611--11227777

KKooiissttiinneenn,, JJ..,, PPaaaassiivviirrttaa,, JJ..,, NNeevvaallaaiinneenn,, TT.. && LLaahhttiippeerraa,, MM.. ((11999944bb)) CChhlloorriinnaatteedd fflluuoorreenneess aanndd aallkkyyllfflluuoorreenneess iinn bblleeaacchheedd kkrraafftt ppuullpp aannddppuullpp mmiillll ddiisscchhaarrggeess.. CChheemmoosspphheerree 2288 ((1122)):: 22113399--22115500

KKooppppoonneenn,, PP..,, VVaallttttiillaa,, OO..,, TTaallkkaa,, EE..,, TToorrrroonneenn,, RR..,, TTaarrhhaanneenn,, JJ..,, RRuuuusskkaanneenn,, JJ..,, KKaarreennllaammppii,, SS.. ((11999944)) CChheemmiiccaall aanndd bbiioollooggiiccaall 22,,33,,77,,88--tteettrraacchhlloorrooddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinn eeqquuiivvaalleennttss iinn ffllyy aasshh ffrroomm ccoommbbuussttiioonn ooff bblleeaacchheedd kkrraafftt ppuullpp mmiillll sslluuddggee.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aannddCChheemmiissttrryy 1133:: 114433--114488

KKrriinnggssttaaddtt,, KK..PP.. && LLiinnddssttrroomm KK.. ((11998844)) SSppeenntt lliiqquuoorrss ffrroomm ppuullpp bblleeaacchhiinngg.. EEnnvviirroonnmmeennttaall SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 1188 ((88)):: 223366AA--224488AA

KKoovvaaccss,, TT..GG..,, GGiibbbboonnss,, JJ..SS..,, TTrreemmbbllaayy,, LL..AA..,, OO''CCoonnnnoorr,, BB..II..,, MMaarrtteell,, PP..HH.. && VVoossss,, RR..HH.. ((11999955)) TThhee eeffffeeccttss ooff aa sseeccoonnddaarryy ttrreeaatteeddbblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll eefffflluueenntt oonn aaqquuaattiicc oorrggaanniissmmss aass aasssseesssseedd bbyy sshhoorrtt tteerrmm aanndd lloonngg tteerrmm llaabboorraattoorryy tteessttss.. EEccoottooxxiiccoollooggyy aannddEEnnvviirroonnmmeennttaall SSaaffeettyy 3311:: 77--2222

KKoovvaaccss,, TT..GG..,, TTaannaa,, JJ..,, LLeehhttiinneenn,, KK..--JJ.. && SSaannggffaarrss,, OO.. ((11999955)) AA ccoommppaarriissoonn ooff tthhee eennvviirroonnmmeennttaall qquuaalliittyy ooff eelleemmeennttaall cchhlloorriinnee ffrreeee ((EECCFF))aanndd ttoottaallllyy cchhlloorriinnee ffrreeee ((TTCCFF)) HHaarrddwwoooodd bblleeaacchh ppllaanntt eefffflluueennttss.. PPrroocc.. 11999955 IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, MMaarrcchh 55--99,, 11999955,, AAmmeelliiaa IIssllaanndd FFlloorriiddaa,, 2233pppp

KKrrooiissss,, HH.. ((11999944)) WWaatteerr pprrootteeccttiioonn iinn tthhee ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrryy:: AAuussttrriiaann aanndd CCeennttrraall EEuurrooppeeaann ssiittuuaattiioonn.. WWaatteerr SScciieennccee aannddTTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66)):: 3333--4488

LLaannddnneerr,, LL..,, GGrraahhnn,, OO..,, HHaarrddiigg,, JJ..,, LLeehhttiinneenn,, KK..--JJ..,, MMoonnffeelltt,, CC.. && TTaannaa JJ.. ((11999944)) AA ffiieelldd ssttuuddyy ooff eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss aatt aa bblleeaacchheeddkkrraafftt ppuullpp mmiillll ssiittee oonn tthhee BBaallttiicc SSeeaa ccooaasstt.. EEccoottooxxiiccoollooggyy aanndd EEnnvviirroonnmmeennttaall SSaaffeettyy 2277:: 112288--115577

LLaaxxeenn,, TT.. && HHeennrriiccssoonn,, KK.. ((11999966)) EEnneerrggyy eeffffiicciieennccyy iinn EECCFF aanndd TTCCFF bblleeaacchhiinngg.. PPuullpp && PPaappeerr,, CCaannaaddaa 9977 ((11)):: 5588--6611

LLeeee,, HH..--BB..,, HHoonngg--YYoouu,, RR..LL.. && FFoowwlliiee,, PP..JJ..AA.. ((11998899)) CChheemmiiccaall ddeerriivvaattiizzaattiioonn aannaallyyssiiss ooff pphheennoollss.. PPaarrtt IIVV.. DDeetteerrmmiinnaattiioonn ooff cchhlloorriinnaatteeddpphheennoolliiccss iinn ppuullpp aanndd ppaappeerr eefffflluueennttss.. AAssssoocc.. OOffff.. AAnnaallyyttiiccaall CChheemmiissttrryy.. 7722 ((66)):: 997799--998844

LLiinnddeessjjoooo,, EE.. ((11999922)) FFiisshh DDiisseeaasseess aanndd PPuullpp MMiillll EEfffflluueennttss.. AAccttaa UUnniivv.. UUppss.. CCoommpprreehheennssiivvee SSuummmmaarriieess ooff UUppppssaallaa DDiisssseerrttaattiioonnss ffrroomm tthheeFFaaccuullttyy ooff SScciieennccee 333300.. PPuubbll.. UUnniivveerrssiittyy ooff UUppppssaallaa,,,, SSwweeddeenn,, 3399pppp

LLoooonn,, WW..MM..GG..MM vvaann ((11999922)) IIssoollaattiioonn aanndd qquuaannttiittaattiivvee ppyyrroollyyssiiss mmaassss ssppeeccttrroommeettrryy ooff ddiissssoollvveedd cchhlloorroolliiggnnoossuullpphhoonniicc aacciiddss:: AApppplliiccaattiioonnttoo ppuullpp mmiillll eefffflluueennttss,, RRhhiinnee wwaatteerr aanndd ddrriinnkkiinngg wwaatteerr.. AAccaaddeemmiisscchhee PPrrooeeffsscchhrriifftt,, PPuubbll.. UUnniivveerrssiittyy ooff AAmmsstteerrddaamm 116655pppp

Page 31: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

3300

LLoooonn,, WW..MM..GG..NN.. vvaann,, PPoouuwweellss,, AA..DD..,, VVeeeenneennddaaaall,, PP.. && BBoooonn,, JJ..JJ.. ((11999900)) UUllttrraaffiillttrraattiioonn aanndd ppyyrroollyyssiiss ggaass cchhrroommaattooggrraapphhyy mmaassssssppeeccttrroommeettrryy ooff cchhlloorroolliiggnniinnss iinn ppuullpp mmiillll eefffflluueenntt.. IInntteerrnn.. JJ.. EEnnvviirroonnmmeennttaall AAnnaallyyttiiccaall CChheemmiissttrryy 3388:: 225555--226644

LLoovvbbllaadd,, RR.. && MMaallmmssttrroomm,, JJ.. ((11999944)) BBiioollooggiiccaall eeffffeeccttss ooff kkrraafftt ppuullpp mmiillll eefffflluueennttss-- aa ccoommppaarriissoonn bbeettwweeeenn EECCFF aanndd TTCCFF ppuullpp pprroodduuccttiioonn..PPrroocceeeeddiinnggss 11999944 IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--cchhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, AAmmeelliiaa IIssllaanndd,, FFllaa.. UUSSAA

LLoowweellll,, RR..BB..,, CCuullpp,, JJ..MM.. && WWrroonnaa,, FF..JJ.. ((11999955)) SSttiimmuullaattiioonn ooff iinnccrreeaasseedd sshhoorrtt tteerrmm ggrroowwtthh aanndd ddeevveellooppmmeenntt ooff mmaayyfflliieess bbyy ppuullpp mmiilllleefffflluueenntt.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1144 ((99)):: 11552299--11554411

MMaalliinneenn,, RR..,, WWaarrttiioovvaaaarraa,, II..,, VVaallttttiillaa,, OO.. && AAnnttttiillaa,, SS.. ((11999944)) SScceennaarriioo aannaallyyssiiss ooff ppuullpp mmaannuuffaaccttuurree iinn FFiinnllaanndd ttoo tthhee yyeeaarr 22001100.. WWaatteerrSScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66)):: 1199--3311

MMaannoolleessccuu,, DD..RR..,, FFuuhhrr,, BB.. && LLeeee,, TT..WW..KK.. ((11999955)) PPiilloott wwoorrkk aaddvvaanncceess zzeerroo eefffflluueenntt bblleeaacchhiinngg tteecchhnnoollooggyy.. PPrroocc.. 11999955 IInntteerrnnaattiioonnaall NNoonn--CChhlloorriinnee BBlleeaacchhiinngg CCoonnffeerreennccee,, MMaarrcchh 55--99,, 11999955,, AAmmeelliiaa IIssllaanndd FFlloorriiddaa,, 2211pppp

MMaarrttiinn,, VV..JJ..JJ..,, BBuurrnniissoonn,, BB..KK..,, LLeeee..,, HH.. && HHeewwiitttt,, LL..MM.. ((11999955)) CChhlloorroopphheennoolliiccss ffrroomm hhiigghh mmoolleeccuullaarr wweeiigghhtt cchhlloorriinnaatteedd oorrggaanniiccss iissoollaatteeddffrroomm bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll eefffflluueennttss.. HHoollzzffoorrsscchhuunngg 4499 ((55)):: 445533--446611

MMccDDoonnoouugghh,, TT.. ((11999922)) BBlleeaacchhiinngg AAggeennttss ((PPuullpp aanndd PPaappeerr)) IInn:: VVoolluummee 44.. GGrraayyssoonn,, MM.. ((EEdd)).. KKiirrkk--OOtthhmmeerr EEnnccyyccllooppeeddiiaa ooff CChheemmiiccaallTTeecchhnnoollooggyy.. 44tthh EEddiittiioonn.. PPuubbll.. JJoohhnn WWiilleeyy && SSoonnss,, NNeeww YYoorrkk.. pppp330011--331111

MMccKKaagguuee,, AA..BB..,, KKoollaarr,, MM..--CC.. && KKrriinnggssttaaddtt,, KK..PP.. ((11998888)) NNaattuurree aanndd pprrooppeerrttiieess ooff ssoommee cchhlloorriinnaatteedd,, lliippoopphhiilliicc,, oorrggaanniicc ccoommppoouunnddss iinnssppeenntt lliiqquuoorrss ffrroomm ppuullpp bblleeaacchhiinngg.. 11.. LLiiqquuoorrss ffrroomm ccoonnvveennttiioonnaall bblleeaacchhiinngg ooff ssooffttwwoooodd kkrraafftt ppuullpp.. EEnnvviirroonnmmeennttaall SScciieennccee && TTeecchhnnoollooggyy2222 ((55)):: 552233--552266

MMccKKaagguuee,, AA..BB..,, KKoollaarr,, MM..--CC.. && KKrriinnggssttaaddtt,, KK..PP.. ((11998899)) NNaattuurree aanndd pprrooppeerrttiieess ooff ssoommee cchhlloorriinnaatteedd,, lliippoopphhiilliicc,, oorrggaanniicc ccoommppoouunnddss iinnssppeenntt lliiqquuoorrss ffrroomm ppuullpp bblleeaacchhiinngg.. 22.. EEnnvviirroonnmmeennttaall SScciieennccee && TTeecchhnnoollooggyy 2233 ((99)):: 11112266--11112299

MMccKKaagguuee,, AA..BB..,, BBrraaddlleeyy,, DD..,, MMeeiieerr,, HH..PP..,, MMoonntteeiitthh,, DD.. && BBeettttss,, JJ..LL.. ((11999900)) CChhlloorrooaacceettoonneess iinn ppuullpp mmiillll cchhlloorriinnaattiioonn ssttaaggee eefffflluueennttss ..EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 99:: 11330011--11330033

MMeettccaallffee,, CC..DD..,, NNaannnnii,, MM..EE.. && SSccuullllyy,, NN..MM.. ((11999955)) CCaarrcciinnooggeenniicciittyy aanndd mmuuttaaggeenniicciittyy tteessttiinngg ooff eexxttrraaccttss ffrroomm bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiilllleefffflluueennttss,, CChheemmoosspphheerree 3300 ((66)):: 11008855--11009955..

MMiieelliisscchh,, HH..JJ..,, OOddeerrmmaatttt,, JJ..,, KKoorrddssaacchhiiaa,, OO.. && PPaatttt,, RR.. ((11999955)) TTCCFF bblleeaacchhiinngg ooff kkrraafftt ppuullpp:: IInnvveessttiiggaattiioonn ooff tthhee mmiixxiinngg ccoonnddiittiioonnss iinn aannMMCC oozzoonnee ssttaaggee.. HHoollzzffoorrsscchhuunngg 4499 ((55)):: 444455--445522

MMiilljjoo9933 ((11999966)) SSlluuttrraappppoorrtt ffrraann ddeellpprroojjeekktt 11 MMiilljjooeeffffeeccttffoorrsskknniinngg.. RRaappppoorrtt ffrraann SSkkooggssiinndduussttrriinnss MMiilljjooffoorrsskknniinnggss PPrroojjeekktt.. MMiilljjoo 9933RRaapppprrtt nnrr..7799 pp4433

MMiinnoorr,, JJ.. ((11998822)) PPuullpp.. IInn:: VVoolluummee 1199.. GGrraayyssoonn,, MM.. ((EEdd)).. KKiirrkk--OOtthhmmeerr EEnnccyyccllooppeeddiiaa ooff CChheemmiiccaall TTeecchhnnoollooggyy.. 33rrdd EEddiittiioonn.. PPuubbll.. JJoohhnnWWiilleeyy && SSoonnss,, NNeeww YYoorrkk.. pppp337799--441199

MMuunnkkiittttrriicckk,, KK..RR..,, VVaann ddeerr KKrraaaakk,, GG..JJ..,, MMccMMaasstteerr,, MM..EE..,, PPoorrrrtt,, CC..BB..,, VVaann ddeerr HHeeuuvveell,, MM..RR.. && SSeerrvvooss,, MM..RR.. ((11999944)) SSuurrvveeyy ooff rreecceeiivviinngg--wwaatteerr eennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss aassssoocciiaatteedd wwiitthh ddiisscchhaarrggeess ffrroomm ppuullpp mmiillllss.. 22.. GGoonnaadd ssiizzee,, LLiivveerr ssiizzee,, HHeeppaattiicc EERROODD aaccttiivviittyy aanndd ppllaassmmaasseexx sstteerrooiidd lleevveellss iinn wwhhiittee ssuucckkeerr.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy 1133 ((77)):: 11008899--11110011

MMyyrreeeenn,, BB.. ((11999944)) PPuullpp aanndd ppaappeerr mmaannuuffaaccttuurree iinn ttrraannssiittiioonn.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66)):: 11--99

NNiieellssoonn,, AA..HH..,, AAllllaarrdd,, AA..--SS..,, HHyynnnniinngg,, PP..--AA.. && RReemmbbeerrggeerr,, MM.. ((11999911)) DDiissttrriibbuuttiioonn,, ffaattee aanndd ppeerrssiisstteennccee ooff oorrggaannoocchhlloorriinnee ccoommppoouunnddssffoorrmmeedd dduurriinngg pprroodduuccttiioonn ooff bblleeaacchheedd ppuullpp.. TTooxxiiccoollooggyy aanndd EEnnvviirroonnmmeennttaall CChheemmiissttrryy .. 3300:: 33--4411

OO''CCoonnnnoorr,, BB..II..,, KKoovvaaccss,, TT..GG..,, VVoossss,, RR..HH..,, MMaarrtteell,, PP..HH..,, VVaann LLiieerroopp,, BB.. ((11999933)) AA llaabboorraattoorryy aasssseessssmmeenntt ooff tthhee eennvviirroonnmmeennttaall qquuaalliittyy ooffaalltteerrnnaattiivvee ppuullpp bblleeaacchhiinngg eefffflluueennttss.. EEUUCCEEPPAA IInntteerrnnaattiioonnaall EEnnvviirroonnmmeennttaall SSyymmppoossiiuumm PPrroocceeeeddiinnggss,, PPaarriiss,, 2277--2299 AApprriill 11999933 pppp227733--229977

OOwweennss,, JJ..WW.. ((11999911)) TThhee hhaazzaarrdd aasssseessssmmeenntt ooff ppuullpp aanndd ppaappeerr eefffflluueennttss iinn tthhee aaqquuaattiicc eennvviirroonnmmeenntt:: AA rreevviieeww.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyyaanndd CChheemmiissttrryy 1100:: 11551111--11554400

OOwweennss,, JJ..WW..,, SSwwaannssoonn,, SS..MM.. && BBiirrkkhhoollzz,, DD..AA.. ((11999944)) BBiiooaaccccuummuullaattiioonn ooff 22,,33,,77,,88-- tteettrraacchhlloorrooddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinn 22,,33,,77,,88--tteettrraacchhlloorrooddiibbeennzzooffuurraann aanndd eexxttrraaccttaabbllee oorrggaanniicc cchhlloorriinnee aatt aa bblleeaacchheedd--kkrraafftt mmiillll ssiittee iinn aa NNoorrtthheerrnn CCaannaaddiiaann rriivveerr ssyysstteemm..EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1133 ((22)):: 334433--335544

PPaallmm,, HH.. && LLaammmmii,, RR.. ((11999955)) FFaattee ooff ppuullpp mmiillll oorrggaannoocchhlloorriinneess iinn tthhee GGuullff ooff BBootthhnniiaa SSeeddiimmeennttss.. EEnnvviirroonnmmeennttaall SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy2299 ((77)):: 11772222--11772277

PPeelllliinneenn,, JJ.. RRuuookkoollaaiinneenn,, MM..,, MMaakkeellaa,, PP.. && TTaasskkiinneenn,, JJ.. ((11999944)) OOrrggaanniicc hhaallooggeenn ccoommppoouunnddss,, EEOOXX,, iinn mmuusssseellss ffrroomm aa cclleeaann llaakkee aanndd aappuullpp mmiillll rreecciippiieenntt.. CChheemmoosspphheerree 2299 ((77)):: 11551155--11552266

Page 32: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

3311

PPPPII ((11999911)) AAnnnnuuaall RReevviieeww.. PPuullpp && PPaappeerr IInntteerrnnaattiioonnaall,, JJuullyy 11999911

PPPPII ((11999933)) AAnnnnuuaall RReevviieeww.. PPuullpp && PPaappeerr IInntteerrnnaattiioonnaall,, JJuullyy 11999933

PPPPII ((11999944)) AAnnnnuuaall RReevviieeww.. PPuullpp && PPaappeerr IInntteerrnnaattiioonnaall,, JJuullyy 11999944

PPPPII ((11999955)) AAnnnnuuaall RReevviieeww.. PPuullpp && PPaappeerr IInntteerrnnaattiioonnaall,, JJuullyy 11999955

RRaannttiioo,, TT.. ((11999955)) CChhlloorriinnaatteedd ccyymmeenneess iinn tthhee eefffflluueennttss ooff ttwwoo FFiinnnniisshh ppuullpp mmiillllss iinn 11999900--11999933.. CChheemmoosspphheerree 3311 ((66)):: 33441133--33442233

RRaannttiioo,, TT.. ((11999966aa)) CChhlloorroohhyyddrrooccaarrbboonnss iinn ppuullpp mmiillll eefffflluueenntt aanndd tthhee eennvviirroonnmmeenntt IIII:: CChhlloorrooccyymmeenneess aanndd cchhlloorrooccyymmeenneenneess..CChheemmoosspphheerree 3322 ((22)):: 223399--225522

RRaannttiioo,, TT.. ((11999966bb)) CChhlloorroohhyyddrrooccaarrbboonnss iinn ppuullpp mmiillll eefffflluueenntt aanndd tthhee eennvviirroonnmmeenntt IIIIII:: PPeerrssiisstteenntt cchhlloorrhhyyddrrooccaarrbboonn ppoolllluuttaannttss..CChheemmoosspphheerree 3322 ((22)):: 225533--226655

RRaaoo,, SS..SS..,, BBuurrnniissoonn,, BB..KK..,, RRookkoosshh,, DD..AA.. && TTaayylloorr,, CC..MM.. ((11999944)) MMuuttaaggeenniicciittyy aanndd ttooxxiicciittyy aasssseessssmmeenntt ooff ppuullpp mmiillll eefffflluueenntt.. CChheemmoosspphheerree2288 ((1100)):: 11885599--11887700

RRaappppee,, CC.. && WWaaggmmaann,, NN.. ((11999955)) TTrraaccee AAnnaallyyssiiss ooff PPCCDDDDss aanndd PPCCDDFFSS iinn uunnbblleeaacchheedd aanndd bblleeaacchheedd ppuullpp ssaammpplleess.. OOrrggaannoohhaallooggeennCCoommppoouunnddss 2233:: 337777--338822

RRaappssoonn,, WW..HH.. && SSttrruummiillaa,, GG..BB.. ((11997799)) CChhlloorriinnee DDiiooxxiiddee BBlleeaacchhiinngg.. CChhaapptteerr 66 IInn:: SSiinngghh,, RR..PP.. [[EEdd]] TThhee BBlleeaacchhiinngg ooff PPuullpp 33rrdd EEddiittiioonn..PPuubbll.. TTaappppii PPrreessss pppp111133--115577

RReeeevvee,, DD..WW.. ((11999966aa)) IInnttrroodduuccttiioonn ttoo tthhee PPrriinncciipplleess aanndd PPrraaccttiiccee ooff PPuullpp BBlleeaacchhiinngg.. SSeeccttiioonn 11,, CChhaapptteerr 11 IInn:: DDeennccee,, CC..WW.. && RReeeevvee,, DD..WW..[[EEddss]] PPuullpp BBlleeaacchhiinngg:: PPrriinncciipplleess aanndd PPrraaccttiiccee.. TTaappppii PPrreessss,, AAttllaannttaa pppp22--2244

RReeeevvee,, DD..WW.. ((11999966bb)) CChhlloorriinnee DDiiooxxiiddee iinn BBlleeaacchhiinngg SSttaaggeess.. SSeeccttiioonn 44,, CChhaapptteerr 88 IInn:: DDeennccee,, CC..WW.. && RReeeevvee,, DD..WW.. [[EEddss]] PPuullpp BBlleeaacchhiinngg::PPrriinncciipplleess aanndd PPrraaccttiiccee.. TTaappppii PPrreessss,, AAttllaannttaa pppp337799--339944

RReeeevvee,, DD..WW,, WWeeiisshhaarr,, KK..MM.. && LLii,, LL.. ((11999955)) PPrroocceessss mmooddiiffiiccaattiioonnss ttoo ddeeccrreeaassee oorrggaannoocchhlloorriinnee ffoorrmmaattiioonn dduurriinngg cchhlloorriinnee ddiiooxxiiddeeddeelliiggnniiffiiccaattiioonn.. JJ.. PPuullpp && PPaappeerr SScciieennccee 2211 ((66)):: 119977--220022

RRiicckkeettttss,, DD.. ((11999944)) CCoosstt aannaallyyssiiss:: CClloossiinngg tthhee bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll.. PPuullpp aanndd PPaappeerr IInntteerrnnaattiioonnaall SSppeecciiaall EEddiittoorriiaall SSuupppplleemmeenntt ""CClloossiinnggtthhee LLoooopp:: EEnnggiinneeeerriinngg tthhee EEfffflluueenntt FFrreeee MMiillll.. PPaaggee SS1199

RRSSAAEESS ((11998899)) CChhlloorriinnee aanndd cchhlloorriinnee pprroodduuccttss:: MMaannuuffaaccttuurree uuttiilliissaattiioonn aanndd eennvviirroonnmmeennttaall aassppeeccttss.. IIVVAA RReeppoorrtt NNoo:: 337700.. PPuubbll.. RRooyyaallSSwweeddiisshh AAccaaddeemmyy ooff EEnnggiinneeeerriinngg SScciieenncceess 4444pppp

RRoobbiinnssoonn,, RR..DD..,, CCaarreeyy,, JJ..HH..,, SSoolloommoonn,, KK..RR..,, SSmmiitthh,, II..RR..,, SSeerrvvooss,, MM..RR.. && MMuunnkkiittttrriicckk,, KK..RR.. ((11999944)) SSuurrvveeyy ooff rreecceeiivviinngg--wwaatteerreennvviirroonnmmeennttaall iimmppaaccttss aassssoocciiaatteedd wwiitthh ddiisscchhaarrggeess ffrroomm ppuullpp mmiillllss.. 11.. MMiillll cchhaarraacctteerriissttiiccss,, rreecceeiivviinngg--wwaatteerr cchheemmiiccaall pprrooffiilleess aanndd llaabbttooxxiicciittyy tteessttss.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1133 ((77)):: 11007755--11008888

RRoosseennbbeerrgg,, CC..,, KKoonnttssttaass,, HH..,, JJaappppiinneenn,, PP..,, TToorrnnaaeeuuss,, JJ..,, HHeessssoo,, AA.. && VVaaiinniioo,, HH.. ((11999944)) AAiirrbboorrnnee cchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aanndd ffuurraannss iinn aa ppuullppaanndd ppaappeerr mmiillll.. CChheemmoosspphheerree 2299 ((99--1111)):: 11997711--11997788

RRoosseennbbeerrgg,, CC..,, KKoonnttssttaass,, HH..,, TToorrnnaaeeuuss,, JJ..,, MMuuttaanneenn,, PP..,, JJaappppiinneenn,, PP..,, VVaaiinniioo,, HH..,, PPaatttteerrssoonn,, DD..GG.. && NNeeeeddhhaamm,, LL..LL.. ((11999955)) PPCCDDDD//PPCCDDFFlleevveellss iinn tthhee bblloooodd ooff wwoorrkkeerrss aatt aa ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll.. CChheemmoosspphheerree 3311 ((88)):: 33993333--33994444

RRoosseemmaarriinn,, AA..,, LLeehhttiinneenn,, KK..--JJ.. && NNoottiinnii,, MM.. ((11999900)) EEffffeeccttss ooff ttrreeaatteedd aanndd uunnttrreeaatteedd ssooffttwwoooodd ppuullpp mmiillll eefffflluueennttss oonn BBaallttiicc SSeeaa aallggaaee aannddiinnvveerrtteebbrraatteess iinn mmooddeell eeccoossyysstteemmss.. NNoorrddiicc PPuullpp aanndd PPaappeerr JJoouurrnnaall 110033:: 8833--8877

RRoosseemmaarriinn,, AA..,, JJeehhttiinneenn,, KK..--JJ..,, NNoottiinnii,, MM.. && MMaattttssssoonn,, JJ.. ((11999944)) EEffffeeccttss ooff ppuullpp mmiillll cchhlloorraattee oonn BBaallttiicc SSeeaa AAllggaaee.. EEnnvviirroonnmmeennttaallPPoolllluuttiioonn 8855:: 33--1133

SSaannddssttrroomm,, OO.. ((11999944)) IInnccoommpplleettee rreeccoovveerryy iinn aa ffiisshh ccooaassttaall ccoommmmuunniittyy eexxppoosseedd ttoo eefffflluueenntt ffrroomm aa mmooddeerrnniisseedd SSwweeddiisshh bblleeaacchheedd kkrraaffttmmiillll.. CCaannaaddiiaann JJoouurrnnaall ooff FFiisshheerriieess aanndd AAqquuaattiicc SScciieennccee 5511:: 22119955--22220022

SSaauunnaammaakkii,, RR..,, JJookkiinneenn,, KK..,, JJaarrvviinneenn,, RR.. && SSaavvoollaaiinneenn,, MM.. ((11999911)) FFaaccttoorrss aaffffeeccttiinngg tthhee rreemmoovvaall aanndd ddiisscchhaarrggee ooff oorrggaanniicc cchhlloorriinneeccoommppoouunnddss ooff aaccttiivvaatteedd sslluuddggee ttrreeaattmmeenntt ppllaannttss.. WWaatteerr SScciieennccee && TTeecchhnnoollooggyy 2244 ((33--44)):: 229955--330077

SScchheellll,, JJ..DD..,, CCaammppbbeellll,, DD..MM.. && LLoowwee,, EE.. ((11999933)) BBiiooaaccuummuullaattiioonn ooff 22,,33,,77,,88--tteettrraacchhlloorroo ddiibbeennzzoo--pp--ddiiooxxiinn iinn ffeerraall ffiisshh ccoolllleecctteedd ffrroomm aabblleeaacchh--kkrraafftt ppaappeerr mmiillll rreecceeiivviinngg ssttrreeaamm.. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1122:: 22007777--22008822

SSeerrvvooss,, MM..RR..,, HHuueessttiiss,, SS..YY..,, WWhhiittttllee,, DD..MM..,, KKrraaaakk,, GG..JJ..vvaann ddeerr && MMuunnkkiittttrriicckk,, KK.. ((11999944)) SSuurrvveeyy ooff rreecceeiivviinngg wwaatteerr eennvviirroonnmmeennttaalliimmppaaccttss aassssoocciiaatteedd wwiitthh ddiisscchhaarrggeess ffrroomm ppuullpp mmiillllss 33.. PPoollyycchhlloorriinnaatteedd ddiiooxxiinnss aanndd ffuurraannss iinn mmuussccllee aanndd lliivveerr ooff wwhhiittee ssuucckkeerr ((CCaattoossttoommuuss

Page 33: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

3322

ccoommmmeerrssoonnii)).. EEnnvviirroonnmmeennttaall TTooxxiiccoollooggyy aanndd CChheemmiissttrryy 1133 ((77)):: 11110033--11111155

SShheelllleeyy ((11999900)),, CChhlloorr--aallkkaallii ttoo wwoorrkk ffoorr ""IInndduussttrriiaall EEccoossyysstteemm"".. SSppeecciiaall RReeppoorrtt,, 88 OOccttoobbeerr 11999900,, EEuurrooppeeaann CChheemmiiccaall NNeewwss 5555:: 2200--2211

SSiieerrrraa--AAllvvaarreezz,, RR.. && TTjjeeeerrddssmmaa,, BB..FF.. ((11999955)) OOrrggaannoossoollvv ppuullppiinngg ooff wwoooodd ffrroomm sshhoorrtt rroottaattiioonn iinntteennssiivvee ccuullttuurree ppllaannttaattiioonnss.. WWoooodd aannddFFiibbeerr SScciieennccee 2277 ((44)):: 339955--440011

SSlleeiiddeerriinnkk,, HH..MM..,, BBeeyyeerr,, JJ..,, EEvveerraaaarrttss,, JJ..MM.. && BBoooonn,, JJ..PP.. ((11999955aa)) IInnfflluueennccee ooff tteemmppeerraattuurree oonn ccyyttoocchhrroommee PP445500 11AA iinn ddaabbLLiimmaannddaalliimmaannddaa)) ffrroomm tthhee SSoouutthheerrnn NNoorrtthh SSeeaa:: RREEssuullttss ffrroomm ffiieelldd ssuurrvveeyyss aanndd aa llaabboorraattoorryy ssttuuddyy.. MMaarriinnee EEnnvviirroonnmmeennttaall RReesseeaarrcchh 3399:: 6677--7711

SSlleeiiddeerriinnkk,, HH..MM..,, OOoossttiinngghh,, II..,, GGookkssooyyrr,, AA.. && BBoooonn,, JJ..PP.. ((11999955bb)) SSeennssiittiivviittyy ooff ccyyttoocchhrroommee PP445500 11AA iinndduuccttiioonn iinn ddaabb ((LLiimmaannddaa lliimmaannddaa))ooff ddiiffffeerreenntt aaggee aanndd sseexx aass aa bbiioommaarrkkeerr ffoorr eennvviirroonnmmeennttaall ccoonnttaammiinnaannttss iinn tthhee SSoouutthheerrnn NNoorrtthh SSeeaa.. AArrcchhiivveess ooff EEnnvviirroonnmmeennttaallCCoonnttaammiinnaattiioonn aanndd TTooxxiiccoollooggyy 2288:: 442233--443300

SSlleeiiddeerriinnkk,, HH..MM..,, BBeeyyeerr,, JJ..,, SScchhoolltteennss,, EE..,, GGookkssooyyrr,, AA..,, NNiieewweennhhuuiizzee,, JJ..,, VVaann LLiieerree,, JJ..MM..,, EEvveerraarrrrttss,, JJ..MM.. && BBoooonn,, JJ.. ((11999955cc)) IInnfflluueennccee oofftteemmppeerraattuurree aanndd ppoollyyaarroommaattiicc ccoonnttaammiinnaannttss oonn CCYYPP 11AA lleevveellss iinn NNoorrtthh SSeeaa ddaabb ((LLiimmaannddaa lliimmaannddaa)).. AAqquuaattiicc TTooxxiiccoollooggyy 3322:: 118899--220099

SSmmiitthh,, TT..JJ..,, WWeeaarrnnee,, RR..HH.. && WWaalllliiss,, AA..FF..AA.. ((11999944aa)) PPrreeppaarraattiioonn aanndd pprrooppeerrttiieess ooff cchhlloorroo--33--mmeetthhooxxyyccaatteecchhoollss-- ccoommppoonneennttss ooff ppuullppbblleeaacchhiinngg eefffflluueennttss.. CChheemmoosspphheerree 2288 ((55)):: 991111--992200

SSmmiitthh,, TT..JJ..,, WWeeaarrnnee,, RR..HH.. && WWaalllliiss,, AA..FF..AA.. ((11999944bb)) PPrreeppaarraattiioonn ooff cchhlloorroossyyrriinnggoollss aanndd cchhlloorrooppyyrrooggaalllloollss-- ccoommppoonneennttss ooff ppuullpp bblleeaacchhiinnggeefffflluueennttss.. CChheemmoosspphheerree 2288 ((55)):: 992211--993300

SSmmiitthh,, TT..JJ..,, WWeeaarrnnee,, RR..HH.. && WWaalllliiss,, AA..FF..AA.. ((11999944cc)) CChhaarraacctteerriissttiiccss ooff tthhee cchhlloorriinnaatteedd oorrggaanniicc ssuubbssttaanncceess iinn ffiillttrraatteess ffrroomm bblleeaacchhiinngg ooffooxxyyggeenn ddeelliiggnniiffiieedd eeuuccaallyypptt kkrraafftt ppuullpp.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66)):: 6611--7711

SSmmooookk,, GG..AA.. ((11998899)) OOvveerrvviieeww ooff tthhee ppuullpp aanndd ppaappeerr iinndduussttrryy ffrroomm aa cchheemmiiccaall iinndduussttrryy ppeerrssppeeccttiivvee.. JJoouurrnnaall ooff CChheemmiiccaall TTeecchhnnoollooggyy aannddBBiiootteecchhnnoollooggyy 4455::1155--2277

SSooddeerrggrreenn,, AA.. && ((11998899)) [[EEddiittoorr]] BBiioollooggiiccaall EEffffeeccttss ooff BBlleeaacchheedd PPuullpp MMiillll EEfffflluueennttss.. SSwweeddiisshh EEnnvviirroonnmmeennttaall PPrrootteeccttiioonn BBooaarrdd RReeppoorrtt NNoo::33555588.. 113399pppp

SSooddeerrggrreenn,, AA.. ((11999933)) [[EEddiittoorr]] BBlleeaacchheedd PPuullpp MMiillll EEfffflluueennttss:: CCoommppoossiittiioonn,, FFaattee aanndd EEffffeeccttss iinn tthhee BBaallttiicc SSeeaa.. SSwweeddiisshh EEnnvviirroonnmmeennttaallPPrrootteeccttiioonn AAggeennccyy RReeppoorrtt NNoo:: 44004477.. 115500pppp

SSooddeerrggrreenn,, AA.. && WWaarrttiioovvaaaarraa,, JJ.. ((11998888)) [[EEddiittoorrss]] FFoorreesstt IInndduussttrryy WWaasstteewwaatteerrss-- EEnnvviirroonnmmeennttaall EEffffeeccttss.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy2200 ((22)):: 221100pppp..

SSooddrraa--CCeellll ((11999966)) TThhee BBooookk aabboouutt ZZ.. PPuubbll.. SSooddrraa--CCeellll,, VVaaxxjjoo,, SSwweeddeenn 111144pppp

SSoonnnneennbbeerrgg,, LL..BB.. && NNiicchhoollss,, KK..MM.. ((11999955)) EEmmiissssiioonnss ooff hhyyddrroocchhlloorriicc aacciidd,, PPCCDDDD aanndd PPCCDDFF ffrroomm tthhee ccoommbbuussttiioonn ooff cchhlloorriinnee--ccoonnttaaiinniinnggkkrraafftt ppuullpp mmiillll bblleeaacchh ppllaanntt wwaassttee.. CChheemmoosspphheerree,, 3311 ((1100)):: 44225599--44227722

SSpprraagguuee,, JJ..BB.. ((11999911)) EEnnvviirroonnmmeennttaallllyy ddeessiirraabbllee aapppprrooaacchheess ffoorr rreegguullaattiinngg eefffflluueennttss ffrroomm ppuullpp mmiillllss.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2244((33--44)):: 336611--337711

SSPPTTTT ((11999966)) EECCFF//TTCCFF//CClloosseedd ccyyccllee uuppddaattee.. SSiimmoonnss PPuullpp TTeecchhnnoollooggiieess TTeeaamm,, UUSS VVoolluummee 22 ((33)) 44pppp

SSrriivvaassttaavvaa,, RR..KK..,, FFaarrggoo,, WW..SS..,, SSaaii,, VV..SS.. && MMaatthhuurr,, KK..CC.. ((11998888)) WWaatteerr qquuaalliittyy aalloonngg tthhee SSoonnee RRiivveerr ppoolllluutteedd bbyy tthhee OOrriieenntt PPaappeerr MMiillll..WWaatteerr AAiirr && SSooiill PPoolllluuttiioonn 3399:: 7755--8800

SSttuutthhrriiddggee,, TT..RR..,, CCaammppiinn,, DD..NN..,, LLaannggddoonn,, AA..GG..,,MMaacckkiiee,, KK..LL..,, MMccFFaarrllaannee,, PP..NN.. && WWiillkkiinnss,, AA..LL.. ((11999911)).. TTrreeaattaabbiilliittyy ooff bblleeaacchheedd kkrraaffttppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll wwaasstteewwaatteerrss iinn aa NNeeww ZZeeaallaanndd aaeerraatteedd llaaggoooonn ttrreeaattmmeenntt ssyysstteemm.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2244 ((33--44)):: 330099--331177

SSttuutthhrriiddggee aanndd MMccFFaarrllaannee,, PP..NN.. ((11999944)) AAddssoorrbbaabbllee oorrggaanniicc hhaalliiddee rreemmoovvaall mmeecchhaanniissmmss iinn aa ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll aaeerraatteedd llaaggoooonnttrreeaattmmeenntt ssyysstteemm.. WWaatteerr SScciieennccee && TTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66)):: 119955--220088

SSuunnttiioo,, LL..RR..,, SShhiiuu,, WW..YY.. && MMaacckkaayy,, DD.. ((11998888)) AA rreevviieeww ooff tthhee nnaattuurree aanndd pprrooppeerrttiieess ooff cchheemmiiccaallss pprreesseenntt iinn ppuullpp mmiillll eefffflluueennttss..CChheemmoosspphheerree 1177 ((77)):: 11224499--11229900

SSvveennssssoonn,, BB..GG..,, NNiillssssoonn,, AA..,, HHaannssssoonn,, MM..,, RRaappppee,, CC..,, AAkkeessssoonn,, BB.. && SSkkeerrvviinngg,, SS.. ((11999911)) EExxppoossuurree ttoo ddiiooxxiinnss aanndd ddiibbeennzzooffuurraannss tthhrroouugghhtthhee ccoonnssuummppttiioonn ooff ffiisshh.. NNeeww EEnnggllaanndd JJ.. MMeeddiicciinnee 332244:: 88--1122

SSwwaannssoonn,, SS..EE..,, RRaappppee,, CC..,, MMaallmmssttrroomm,, JJ.. && KKrriinnggssttaaddtt,, KK..PP.. ((11998888)) EEmmiissssiioonnss ooff PPCCDDDDss aanndd PPCCDDFFss ffrroomm tthhee ppuullpp iinndduussttrryy..CChheemmoosspphheerree 1177 ((44)):: 668888--669911

TTaannaa,, JJ..,, RRoosseemmaarriinn,, AA..,, LLeehhttiinneenn,, KK..--JJ..,, HHaarrddiigg,, JJ..,, GGrraahhnn,, OO.. && LLaannddnneerr,, LL.. ((11999944)) AAsssseessssiinngg iimmppaaccttss oonn BBaallttiicc ccooaassttaall eeccoossyysstteemmss wwiitthhmmeessooccoossmm aanndd ffiisshh bbiioommaarrkkeerr tteessttss:: aa ccoommppaarriissoonn ooff nneeww aanndd oolldd wwoooodd ppuullpp bblleeaacchhiinngg tteecchhnnoollooggiieess.. SScciieennccee ooff tthhee TToottaall EEnnvviirroonnmmeenntt

Page 34: TOWARDS ZERO-EFFLUENT PULP AND PAPER PRODUCTION: … · pulp market overall will be dominated by bleached kraft (sulphate) hardwood and softwood pulps. Historically, pulp and paper

3333

114455:: 221133--223344

UUSSEEPPAA ((11999955)) PPrrooffiillee ooff tthhee PPuullpp aanndd PPaappeerr IInndduussttrryy.. UUnniitteedd SSttaatteess EEnnvviirroonnmmeennttaall PPrrootteeccttiioonn AAggeennccyy,, OOffffiiccee ooff EEnnffoorrcceemmeenntt aannddCCoommpplliiaannccee AAssssuurraannccee.. EEPPAA 331100--RR--9955--001155 112288pppp ++ AAppppeennddiicceess

WWaallddeenn,, CC..CC.. ((11997766)) TThhee ttooxxiicciittyy ooff ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll eefffflluueennttss aanndd ccoorrrreessppoonnddiinngg mmeeaassuurreemmeenntt pprroocceedduurreess.. WWaatteerr RReesseeaarrcchh 1100:: 663399--666644

WWaallddmmeeyyeerr,, TT.. ((11995577)) TThhee TTrreeaattmmeenntt ooff PPaappeerrmmiillll WWaasstteess.. IInn:: IIssaaaacc,, PP..CC..GG.. ((EEdd)) TThhee TTrreeaattmmeenntt ooff TTrraaddee--WWaassttee WWaatteerrss aanndd tthheePPrreevveennttiioonn ooff RRiivveerr PPoolllluuttiioonn.. PPuubbll.. UUnniivveerrssiittyy ooff DDuurrhhaamm,, KKiinngg''ss CCoolllleeggee.. pppp221155--222266

WWiieenneecckkee,, JJ..,, KKrruussee,, HH..,, HHuucckkffeellddtt,, UU..,, EEiicchhooffff,, WW.. && WWaasssseerrmmaannnn,, OO.. ((11999955)) OOrrggaanniicc ccoommppoouunnddss iinn tthhee fflluuee ggaass ooff aa hhaazzaarrddoouuss wwaasstteeiinncciinneerraattoorr.. CChheemmoosspphheerree 3300 ((55)):: 990077--991144

WWeesseenn,, CC..,, CCaarrllbbeerrgg,, GG..EE.. && MMaarrttiinnsseenn,, KK.. ((11999900)) OOnn tthhee iiddeennttiittyy ooff cchhlloorriinnaatteedd oorrggaanniicc ssuubbssttaanncceess iinn aaqquuaattiicc oorrggaanniissmmss.. AAmmbbiioo 1199 ((11))::3366--3388

WWhhiitttteemmoorree,, RR..CC..,, LLaaFFlleeuurr,, LL..EE..,, GGiilllleessppiiee,, WW..JJ..,, AAmmeennddoollaa,, GG..AA.. && HHeellmmss,, GG.. ((11999900)) UUSSEEPPAA//PPaappeerr iinndduussttrryy ccoo--ooppeerraattiivvee ssttuuddyy:: TThhee110044 mmiillll ssttuuddyy.. CChheemmoosspphheerree 2200:: 11662255--11663322

WWhhiittttllee,, DD..MM..,, MMaaggeeaauu,, CC..,, DDuunnccaann,, RR..KK..,, SSeerrggeeaanntt,, DD..BB..,, NNaassssiicchhuukk,, MM..DD..,, MMoorrrriissssoonn,, JJ.. && PPiiuuzzee,, JJ.. ((11999933)) CCaannaaddiiaann nnaattiioonnaall ddiiooxxiinnssaammpplliinngg pprrooggrraamm:: ddiiooxxiinnss aanndd ffuurraannss iinn bbiioottaa nneeaarr 4466 ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillllss uussiinngg tthhee cchhlloorriinnee bblleeaacchhiinngg pprroocceessss.. CChheemmoosspphheerree 2277:: 227799--228866

WWiiggiilliiuuss,, BB..,, BBoorreenn,, HH..,, GGrriimmvvaallll,, AA..,, CCaarrllbbeerrgg,, GG..EE..,, HHaaggeenn,, II.. && BBrrooggggeerr,, AA.. ((11998888)) IImmppaaccttss ooff bblleeaacchheedd kkrraafftt mmiillll eefffflluueennttss oonn ddrriinnkkiinnggwwaatteerr qquuaalliittyy.. SScciieennccee ooff tthhee TToottaall EEnnvviirroonnmmeenntt 7744:: 7755--9966

WWuullffff,, FF.. && RRaahhmm,, LL.. ((11999933)) AAccccuummuullaattiioonn ooff cchhlloorriinnaatteedd oorrggaanniicc mmaatttteerr iinn tthhee BBaallttiicc SSeeaa ffrroomm 5500 yyeeaarrss ooff uussee-- AA tthhrreeaatt ttoo tthheeeennvviirroonnmmeenntt.. MMaarriinnee PPoolllluuttiioonn BBuulllleettiinn 2266 ((55)):: 227722--227755

ZZeennddeerr,, JJ..AA..,, SSttuutthhrriiddggee,, TT..RR..,, LLaannggddoonn,, AA..GG..,, WWiillkkiinnss,, AA..LL..,, MMaacckkiiee,, KK..LL.. && MMccFFaarrllaannee,, PP..NN.. ((119944)) RReemmoovvaall aanndd ttrraannssffoorrmmaattiioonn ooffrreessiinn aacciiddss dduurriinngg sseeccoonnddaarryy ttrreeaattmmeenntt aatt aa NNeeww ZZeeaallaanndd BBlleeaacchheedd KKrraafftt ppuullpp aanndd ppaappeerr mmiillll.. WWaatteerr SScciieennccee aanndd TTeecchhnnoollooggyy 2299 ((55--66))::110055--112211