DE102007054210A1 - Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen unter Verwendung von aufbereitetem Abwasser - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen unter Verwendung von aufbereitetem Abwasser Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen aus lignocellulosischem Rohstoff mit wässrigen Lösungen von Schwefelsalzen, dadurch gekennzeichnet, dass Filtrat und Schwefel und/oder Schwefelverbindungen aus einer anaeroben Abwasserbehandlung zur Herstellung der wässrigen Lösung von Schwefelsalzen verwendet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen unter Verwendung von aufbereitetem Abwasser, das bei der Herstellung von Faserstoff aus lignocellulosischem Rohstoff mittels Schwefelsalzen entsteht.
  • Die Herstellung von Faserstoff aus lignocellulosischem Rohstoff zur Herstellung von z. B. Papier oder Pappe erfolgt in großem industriellem Maßstab. Bei der Mehrzahl der Verfahren zur Herstellung von z. B. CTMP, Hochausbeute- oder Vollzellstoff werden Schwefelsalze in wässriger Lösung, ggf. unter Zusatz von organischen Lösungsmitteln wie insbesondere Alkohol, zum Erweichen und/oder Lösen des Lignins eingesetzt. Hauptsächlich werden Sulfite oder Sulfide für den Aufschluss von Holz oder Einjahrespflanzen eingesetzt. Als Basen werden meist Natrium, Calcium, Magnesium und/oder Ammonium eingesetzt. Je nach Aufschluss-Verfahren werden zusätzlich Säuren, Laugen oder Additive wie Chinon-Komponenten zugesetzt. Ein typisches Beispiel für eine Aufschluss-Chemikalie ist Natriumsulfit, z. B. eingesetzt in einem Faserstoff-Aufschluss, der bei Anfangs-pH-Werten von 9–10 geführt wird, zum Erzeugen von Kiefer-Hochausbeutefaserstoff.
  • Sowohl wegen der Kosten als auch aus Gründen des Umweltschutzes müssen die eingesetzten Chemikalien, insbesondere die Schwefelsalze, -sofern nicht sehr geringe Mengen eingesetzt werden-zurückgewonnen werden. Dies geschieht heute, indem das Abwasser der Faserstoff-Herstellung zunächst durch Eindampfen aufkonzentriert wird. Dann wird das konzentrierte Abwasser bei Temperaturen über 1000°C verbrannt. Die organischen Bestandteile (Kohlenhydrate, Lignin) werden während der Verbrennung zersetzt, die anorganischen Bestandteile werden aufgefangen und zum erneuten Einsatz für die Herstellung von Faserstoff aufbereitet. Nachteilig hierbei sind vor allem die erheblichen Investi-tionskosten für die Anlagen, in denen die Rückgewinnung durchge führt wird. Weiter nachteilig ist die komplexe und aufwändige Verfahrensführung bei der Aufbereitung der Aufschlusschemikalien. Insbesondere das Eindampfen und Verbrennen des Abwassers ist energieaufwändig und erfordert teure Anlagen.
  • Es besteht also Bedarf, ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus lignocellulosischem Rohstoff mit wässrigen Schwefelsalzen vorzuschlagen, dessen Aufschlusslösung mit geringen Investitionskosten herzustellen ist.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Lösung der vorstehenden Aufgabe vorgeschlagen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Faserstoff mit einer Aufschlusslösung mit wässrigen Schwefelsalzen setzt für einen industriellen, kontinuierlich geführten Faserstoff-Aufschluss die Behandlung von Abwässern aus der Faserstoff-Herstellung mittels anaerober Mikroorganismen voraus. Abwässer, die Substanzen enthalten, deren Abbau Sauerstoffverbraucht, werden als Abwässer mit einer CSB-Belastung bezeichnet (CSB = Chemischer Sauerstoff-Bedarf). Solche Abwässer kommen vielfältig vor, sei es als gewerbliche, kommunale oder industrielle Abwässer. Bei der anaeroben Abwasserbehandlung wird die CSB-Belastung durch Einwirkung von Mikroorganismen (Bakterien) abgebaut, die unter Sauerstoff-Abschluss, meist im Dunkeln und bei Temperaturen von 15°C bis 25°C (psychrophile Mikroorganismen), von 25°C bis 45°C (mesophile Mikroorganismen) oder von 45°C bis 70°C, vereinzelt auch bei höheren Temperaturen, (thermophile Mikroorganismen) diese sauerstoffzehrenden Substanzen, meist organische Materie, abbauen.
  • Die Mikroorganismen werden als Schlamm mit dem zu behandelnden Abwasser versetzt, wobei verschiedene Verfahren bekannt sind, von Durchmischungsreaktoren über Festbettreaktoren bis zu Reaktoren, die als Schlammbett- oder Pellet-Reaktoren z. B. nach dem UASB-Verfahren (upflow anaerob sludge blanket-Verfahren) arbeiten, wie z. B. in der WO 99/51532 (Zeppelin Silo- und Apparatetechnik GmbH) oder in der DE 10 2005 050 997 (Aquatyx GmbH) beschrieben. Auch das EGSB-Verfahren (Expanded Granulated Sludge Blanket-Verfahren) ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Die Beschreibung der in den angegebenen Schriften offenbarten Bau- und Verfahrensweise von UASB-Reaktoren machen wir hiermit zum Gegenstand dieser Patentanmeldung. Es wird ausdrücklich angemerkt, dass die Erfindung nicht auf bestimmte Verfahren oder Reaktoren der anaeroben Abwasserbehandlung beschränkt ist.
  • Zu Beginn der anaeroben Abwasserbehandlung werden Abwasser und Mikroorganismen miteinander in Berührung gebracht. Am Ende der Abwasserbehandlung entstehen Schlamm, Filtrat und gasförmige Bestandteile. Der Schlamm macht mit ca. 10% der abgebauten CSB-Belastung nur einen verhältnismäßig kleinen Bestandteil aus. Das Gas, in der Regel Methan und Kohlendioxid, wird als Biogas bezeichnet macht 90% der abgebauten CSB-Belastung aus und wird zur Energieerzeugung eingesetzt. Das Filtrat wird als gereinigtes Abwasser dem Vorfluter zugeführt.
  • Die anaerobe Abwasserbehandlung verläuft in vier Haupt-Reaktionsschritten. Zunächst werden die organischen Substanzen, die als CSB-Belastung erfasst werden, hydrolysiert. Die Hydrolyseprodukte, z. b. Oligomere oder Monomere werden nach Acidogenese in organische Säuren und/oder Alkohole umgewandelt. Diese organischen Säuren oder Alkohole werden durch Acetogenese in Wasserstoff und Acetate umgesetzt. Actetate und Wasserstoff werden infolge Methanogenese zu Methan umgesetzt. Die zur Herstellung von Methan führenden Reaktionen werden bei den bekannten Verfahren der Abwasserbehandlung bevorzugt. Gleichzeitig laufen unerwünschte, konkurrierende Reaktionen ab, die z. B. zur Freisetzung von Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff führen. Die organischen Substanzen werden durch die Einwirkung anaerober Mikroorganismen also reduziert. Zur Reduzierung des CSB tragen alle der oben genannten Reaktionen bei. Dabei dienen insbesondere Acetat-Verbindungen als Nährstoff für Bakterien, sowohl für Schwefel reduzierende Bakterien als auch für Methan erzeugende Bakterien.
  • Im Umfeld der Faserstoff-Herstellung und -Verarbeitung ist der Einsatz der anaeroben Abwasserbehandlung beschrieben worden für den Abbau der CSB-Belastung von Abwässern von schwefelfreien Soda-Aufschlüssen von landwirtschaftlichen Rohstoffen, für den Abbau der CSB-Belastung von Abwässern aus der Papierherstellung und für den Abbau der CSB-Belastung von Brüdenkondensaten der Viskoseherstellung.
  • Für die bekannte, vorbeschriebene anaerobe Abwasserbehandlung wird stets angemerkt, dass die aufzubereitenden Abwässer frei von Schwefelverbindungen sein sollen, weil die Umsetzung von Schwefelverbindungen in Schwefelwasserstoff gegenüber der erwünschten Umsetzung von Kohlenstoffverbindungen in Methan bevorzugt abläuft. In Gegenwart von Schwefelverbindungen wird also die Ausbeute an Methan beeinträchtigt. Außerdem bereitet Schwefelwasserstoff bei der Nutzung von Biogas Korrosionsprobleme.
  • Es ist die besondere Leistung der Erfinder, die Eignung der anaeroben Abwasserbehandlung zur Rückgewinnung von Chemikalien aus Faserstoff-Abwasser erkannt zu haben, das Schwefelsalze enthält. Die Erfinder schlagen gegenüber dem Stand der Technik ganz abweichende Prioritäten bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor. Es kommt erfindungsgemäß nicht auf eine maximierte Erzeugung von Biogas oder auf einen maximierten Abbau der CSB-Belastung an. Vielmehr sollen die im Abwasser enthaltenen Schwefelsalze von der Base (z. B. Natrium, Calcium, Magnesium oder Ammonium) getrennt und zu Schwefel und/oder Schwefelverbindungen umgesetzt werden. Bevorzugt wird die Erzeugung von Schwefel, Schwefelwasserstoff und/oder Schwefeldioxid. Schwefel schwimmt auf dem Filtrat auf, Schwefelwasserstoff wird als Gas freigesetzt, Schwefeldioxid liegt entweder gasförmig oder in Wasser bzw. Filtrat gelöst vor. Die Rückgewinnungsrate der Schwefelsalze des Abwassers beträgt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens 10%, bevorzugt mindestens 50%, in der Regel bis zu 70%.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn bei der anaeroben Abwasserbehandlung die vom Schwefel getrennte Base, die in Wasser gelöst vorliegt, mit dem Filtrat ausgetragen wird. Bevorzugt ist die Base zu Carbonat oxidiert, z. B. Natrium-, Calcium-, Magnesium- oder Ammoniumcarbonat. Es kann aber auch eine Umsetzung zu Hydroxiden erfolgen; auch eine Mischung von Oxidationsprodukten ist möglich, beispielsweise in der Form, dass Carbonate und Hydroxide nebeneinander vorliegen.
  • Das Verfahren zur anaeroben Abwasserbehandlung kann im einfachsten Fall einstufig durchgeführt werden. Um wirtschaftliche Größenordnungen für die Abwasserbehand lungs-Reaktoren zu erreichen, können mehrere Reaktoren parallel zueinander betrieben werden. Es ist aber auch möglich, mehrere anaerobe Behandlungsstufen nacheinander durchzuführen, insbesondere dann, wenn dadurch die Rückgewinnungsrate der Chemikalien gesteigert wird.
  • Mit dem Schwefel, den gasförmigen und/oder in Wasser gelösten Schwefelverbindungen und ggf. dem Filtrat, das meist die für die wässrige Lösung von Schwefelsalzen benötigte Base enthält, stehen aus Abwasser zurückgewonnene Chemikalien zur Verfügung. Diese Chemikalien werden erfindungsgemäß zur Herstellung der wässrigen Lösung von Schwefelsalzen verwendet, um dann mit dieser Lösung Faserstoffe aus lignocellulosischem Rohstoff herzustellen.
  • Beispielsweise können Sulfit- oder Sulfidlösungen mit Natrium als Base hergestellt werden. Als Base können aber auch Calcium, Magnesium und/oder Ammonium eingesetzt werden. Die Base ist nach einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Filtrat der anaeroben Abwasserbehandlung enthalten. Sie liegt bevorzugt als Carbonat und/oder Hydroxid vor. Carbonate und/oder Hydroxide lassen sich auf einfache Weise mit Schwefel oder Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff und/oder Schwefeldioxid in wässriger Lösung zu den gewünschten Schwefelsalzen umsetzen, beispielsweise indem Schwefel zur Herstellung von Schwefeldioxid verbrannt wird, gasförmiger Schwefelwasserstoff mit Wasser und/oder wässrigen Lösungen zu Schwefeldioxid umgesetzt und/oder Schwefeldioxid direkt in das die Base enthaltende Filtrat eingeleitet werden, um Sulfitlösungen zu erzeugen. Sollen Sulfidlösungen hergestellt werden, kann Schwefelwasserstoff mit Wasser und Alkali, bevorzugt in direkter Umsetzung mit alkalischem Filtrat, zu Alkalisulfidlösungen umgesetzt werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können vor, während oder nach der Herstellung der wässrigen Lösung von Schwefelsalzen Basen, Schwefelverbindungen oder frische Schwefelsalze zugegeben werden, sei es, um den pH-Wert der Lösung für den nächsten Aufschluss einzustellen, sei es, um Verluste an Chemikalien zu ersetzen.
  • Es ist besonders hervorzuheben, dass die Verwendung der so hergestellten wässrigen Lösung von Schwefelsalzen mit minimalem Energieverbrauch erfolgt, weil die Trennung und Rekombination der Schwefelsalze und der Schwefelverbindungen ohne Eindampfen und Verbrennen bei Temperaturen von unter 100°C erfolgt. Das Einsparen der Eindampfung bewirkt eine erhebliche Verringerung der Investitionskosten und eine wesentlich vereinfachte Verfahrensführung bei der Herstellung von Faserstoff. Auch das Einsparen der Ablaugen-Verbrennung reduziert die Anlagenkosten und vermeidet einen kritischen und aufwändigen Verfahrensschritt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die anaerobe Abwasserbehandlung mindestens 5%, bevorzugt aber mehr als 20%, vorteilhaft mehr als 30%, besonders bevorzugt bis zu 40% der ursprünglich im Abwasser vorhandenen CSB-Belastung abgebaut. Da das erfindungsgemäße Verfahren der Rückgewinnung der Chemikalien Vorrang gibt, trägt diese Reduktion der CSB-Belastung, die zu einer entsprechenden Methan-Erzeugung führt, immerhin zu einer weiter verbesserten Energiebilanz des Verfahrens bei. Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch anzusehen, dass die Verwendung des noch mit einer CSB-Belastung befrachteten Filtrats zur Herstellung der wässrigen Lösung von Schwefelsalzen keine Einschränkungen für den nächsten Aufschluss lignocellulosischen Rohstoffs bedeutet. Es ist also keine spezielle Maßnahme erforderlich, um die CSB-Belastung des Filtrats unter einen bestimmten Grenzwert abzubauen, um das Filtrat wieder für den nächsten Aufschluss von lignocellulosischem Rohstoff einsetzen zu können. Dies erlaubt eine besonders einfache Verfahrensführung bei der industriellen, kontinuierlichen Herstellung von Faserstoff.
  • Es ist als Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, dass aus dem Schwefel bzw. den Schwefelverbindungen und ggf. dem Filtrat, die als Produkt der anaeroben Abwasserbehandlung bereitgestellt werden, wahlweise sowohl Sulfitlösungen als auch Sulfidlösungen für den Aufschluss von lignocellulosischem Rohstoff hergestellt werden können. Es ist als weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, dass die zurückgewonnenen Chemikalien nach einer bevorzugten Weiterbildung mit nur wenigen, einfachen und nicht energieaufwändigen Schritten in Chemikalien umgesetzt werden können, die für eine erneute Verwendung in einem Faserstoff-Aufschluss mittels Schwefelsalzen eingesetzt werden können.
  • Es erweist sich weiter als vorteilhaft, wenn die CSB-Belastung des Abwassers aus der Faserstoff-Herstellung bis zu 150 g/l CSB enthält, weil dann die Rückgewinnungsrate der Chemikalien und die Abbaurate des CSB besonders hoch sind und das Verfahren entsprechend wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Bevorzugt werden Abwässer eingesetzt, die eine CSB-Belastung von 20 g/l bis 120 g/l, insbesondere von 40 g/l bis 100 g/l aufweisen. Insbesondere die Abwässer von CTMP-Faserstoff oder von Hochausbeute-Faserstoff, die unter Einsatz von Schwefelverbindungen erzeugt werden, weisen CSB-Belastungen in dem vorgenannten Rahmen auf.
  • Um die Effizienz der anaeroben Abwasserbehandlung zu verbessern kann nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der anaeroben Abwasserbehandlung eine aerobe und/oder anaerobe Vorbehandlung des Abwassers vorgeschaltet werden. Eine solche Vorbehandlung, beispielsweise eine Vorversäuerung, erweist sich als vorteilhaft, wenn das Abwasser die Bildung unerwünschter, die Methanogenese störender Substanzen verhindert oder minimiert werden soll. Die Vorversäuerung ist eine anaerobe Abwasserbehandlung, die im sauren pH-Bereich abläuft, und die bevorzugt zur Bildung von Acetaten führt.
  • Alternativ kann auch eine aerobe Vorbehandlung erfolgen, z. B., indem Weißfäulepilze auf die Ablauge einwirken. Diese biologische Vorbehandlung trägt dazu bei, dass die Effizienz und Stabilität der anaeroben Abwasserbehandlung gesteigert wird, wenn die Chemikalien im Abwasser vor der erfindungsgemäßen anaeroben Abwasserbehandlung so weit wie möglich oxidiert sind. Schwefelverbindungen werden zu Sulfat oxidiert, Kohlenstoffverbindungen werden, soweit sie oxidiert werden, zu Carbonaten oxidiert.
  • Soweit in dieser Patentanmeldung verschiedene Ausführungen des erfindungsgemäßen Rückgewinnungsverfahrens beschrieben wurden, können diese verschiedenen Ausführungen auch miteinander kombiniert werden.
  • Details des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an Hand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels erläutert.
  • Einer Anlage zur anaeroben Abwasserbehandlung von Abwasser einer Altpapier-Aufbereitung wird Schlamm entnommen, der anaerobe Mikroorganismen enthält. Dieser Schlamm wird über einen Zeitraum von ca. 3 bis 6 Monaten mit einem Abwasser versorgt, das, ausgehend von dem Abwasser der Altpapier-Aufbereitung, in Schritten von jeweils 5 Volumenprozent zunehmend durch Abwasser eines alkalischen Sulfitverfahrens zur Herstellung von Hochausbeute-Faserstoff ersetzt wird, so dass die Mikroorganismen am Ende des genannten Zeitraums vollständig auf das neue Abwasser-Substrat umgestellt sind.
  • Das alkalische Sulfitverfahren ist in der DE 10 2006 027 006 beschrieben. Wir erklären ausdrücklich, dass der Inhalt dieser Patentanmeldung auch zur Offenbarung dieser Patentanmeldung zählen soll. Fichtenholz-Hackschnitzel werden nach einer Dämpfung (30 Minuten bei Saftdampf mit 105°C) mit einer Natriumsulfit-Aufschlusslösung bei einem Flottenverhältnis von Holz:Aufschlusslösung 1:3 versetzt. Der gesamte Einsatz an Chemikalien betrug 23,6% berechnet als Natriumsulfit, bezogen auf otro Fichtenholz-Hackschnitzel. Die mit Chemikalienlösung imprägnierten Fichtenholz-Hackschnitzel wurden über einen Zeitraum von 90 Minuten auf 170°C aufgeheizt und über 180 Minuten bei dieser maximalen Temperatur aufgeschlossen. Der Anfangs-pH-Wert stellte sich im Bereich von pH 8,0 bis 9,5 ein.
  • Die Ausbeute beträgt 79% bezogen auf otro Faserstoff, es gehen also während des Aufschlusses ca. 21% der Holzsubstanz in Lösung und werden mit dem Abwasser ausgetragen. Das Abwasser des Aufschlusses weist eine CSB-Belastung von 65 g/l auf. Der pH-Wert des Abwassers liegt zwischen 6,5 und 7,0 und ist damit ideal für eine effiziente Wirkung der anaeroben Mikroorganismen. Das Abwasser verlässt die Faserstoff-Wäsche mit einer Temperatur von ca. 60°C und kann damit unmittelbar der aeroben oder der anaeroben Abwasserbehandlung zugeführt werden.
  • Das Abwasser des Hochausbeute-Sulfitaufschlusses enthält Lignin, darunter sulfonierte Ligninbausteine, Kohlenhydrate, darunter Cellulose und Hemicellulosen sowie Reaktionsprodukte der Aufschlusschemikalien und unverbrauchte Chemikalien. Dieses Abwasser wird zunächst einer aeroben Abwasserbehandlung unterzogen. Die Mikroorganimen der aeroben Stufe werden in vergleichbarer Weise wie die Mikroorganismen der anaeroben Stufe auf das neue Substrat umgestellt und oxidieren dann niedermolekulare Kohlenstoff-Verbindungen zu Carbonaten und insbesondere in dem Abwasser enthaltene Sulfite zu Sulfaten. Am Ende der aeroben Stufe liegt die Base des Aufschlusses, soweit nicht als Sulfat gebunden, ganz überwiegend als Natriumcarbonat in wässriger Lösung vor.
  • Das so aufbereitete Abwasser wird dann der anaeroben Abwasserbehandlung zugeführt. Das Abwasser wird unten in einen UASB-Reaktorturm eingeführt und steigt in dem Turm aufwärts und durchdringt den darin enthaltenen Schlamm (Schlammpellets)/die darin enthaltenen mesophilen Mikroorganismen. Da die Umsetzung der Sulfate zu Schwefel bzw. Schwefelwasserstoff bevorzugt abläugt, werden zunächst die Sulfate umgesetzt. Überwiegend entweicht Schwefelwasserstoff als Gas, ein Teil wird aber auch mit Wasser zu Schwefeldioxid umgesetzt, das teilweise gasförmig entweicht, teilweise in Wasser gelöst bleibt. Daneben entsteht elementarer Schwefel, insbesondere bei höheren pH-Werten, die sich ergeben, wenn die alkalische Komponente des Abwassers, hier Natrium, zu Natriumhydroxid umgesetzt wird.
  • Parallel, überwiegend aber im Anschluß an die Umsetzung der Schwefelverbindungen erfolgt der Abbau der CSB-Belastung durch die Umsetzung zu Methan, die über die Schritte der Hydrolyse, der Acidogenese, der Acetogenese und der Methanogenese erfolgt. Im Gleichgewicht mit Methan wird auch Kohlendioxid gebildet.
  • Schwefelwasserstoff, Methan und Kohlendioxid entweichen gasförmig am oberen Ende des Turms. Die Gase, die beim Aufsteigen des Abwassers im Turm zunächst an die Schlammpellets gebunden bzw. in diese eingelagert sind, werden durch Abstreifer von den Pellets getrennt und aufgefangen. Die vom Gas befreiten Pellets verlieren an Auftrieb und sinken wieder zum Boden des Turms, wo der Kreislauf der chemischen Umsetzung erneut beginnt. Das Filtrat, das noch einen Rest der CSB-Belastung und das Natriumkarbonat bzw. -hydroxid enthält, wird an Überläufen am oberen Ende des Turms entnommen. Elementarer Schwefel, der insbesondere entsteht, wenn bei der Umsetzung der alkalischen Komponente die Bildung von Hydroxiden zu hohen pH-Werten führt, schwimmt auf dem Filtrat auf und kann dort erfasst werden.
  • Zur Herstellung einer wässrigen Lösung von Schwefelsalzen kann der elementare Schwefel zu Schwefeldioxid verbrannt und mit alkalischem Filtrat zu einer wässrigen Lösung von Alkalisulfit umgesetzt werden. Schwefelwasserstoff, der aus dem Filtrat ausgast, kann mit Wasser zu Schwefeldioxid umgesetzt werden, das dann weiter mit alkalischem Filtrat zu einer wässrigen Lösung von Alkalisulfiten weiterreagiert. Etwa während der Abwasseraufbereitung entstehendes Schwefeldioxid gast entweder aus oder liegt in wässriger Lösung vor. Dieses Schwefeldioxid kann mit alkalischem Filtrat zu Alkalisulfitlösungen umgesetzt werden.
  • Technisch verwertbares Biogas, das aus Methan und Kohlendioxid besteht, tritt aus dem Filtrat aus. Der in Form von Schwefel und Schwefelsalzen im Abwasser vorliegende Schwefel wurde zu 70% in Form von Schwefel, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid umgesetzt. Das Schwefeldioxid wird – wie erläutert- mit dem in wässriger Lösung vorliegenden Natriumkarbonat und/oder -hydroxid zu einer Natriumsulfitlösung umgesetzt. Dem Filtrat werden vor, während oder nach der Umsetzung mit Schwefeldioxid ergänzend Schwefelsalze zugesetzt, damit eine Aufschlusslösung mit dem ursprünglichen Gehalt an Schwefelsalzen hergestellt wird, die zum Aufschluss von Fichtenholz eingesetzt werden kann. Fehlt es an alkalischer Komponente, dann kann diese bevorzugt aus Bleichereiabwässern, z. B. der Sauerstoff- oder Peroxidbleiche ergänzt werden, sofern gebleichter Faserstoff hergestellt wird. Diese Bleichereiabwässer können ohne weiteres in die Aufbereitung der Faserstoffablaugen einbezogen werden. Der gewünschte pH-Wert kann durch Zugabe von Säure eingestellt werden.
  • Das Filtrat weist eine gegenüber dem Abwasser um 40% reduzierte CSB-Belastung auf. Es kann auch mit der verbleibenden CSB-Belastung mit den darin erzeugten Schwefelsalzen für den Aufschluss lignocellulosischen Rohstoffs eingesetzt werden, ohne dass sich die Aufschluss-Ergebnisse verschlechtern.
  • Im Falle von Sulfidaufschlüssen kann erneut Aufschlusslösung bereitgestellt werden, indem während der anaeroben Abwasseraufbereitung entstehender Schwefelwasserstoff mit Wasser und alkalischem Filtrat zu Alkalisulfidlösungen umgesetzt wird. Auch hier kann fehlendes Sulfid ergänzt werden, vorzugsweise, indem dem Abwasser vor der anaeroben Abwasserbehandlung Sulfat zugesetzt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 99/51532 [0007]
    • - DE 102005050997 [0007]
    • - DE 102006027006 [0027]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen aus lignocellulosischem Rohstoff mit wässrigen Lösungen von Schwefelsalzen, dadurch gekennzeichnet, dass Filtrat und Schwefel und/oder Schwefelverbindungen aus einer anaeroben Abwasserbehandlung zur Herstellung der wässrigen Lösung von Schwefelsalzen verwendet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat der anaeroben Abwasserbehandlung eine Base, bevorzugt Natrium, Calcium, Magnesium und/oder Ammonium, aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Base im Filtrat in Form eines Carbonats und/oder Hydroxids vorliegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat sauerstoffzehrende Substanzen enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat und der Schwefel und/oder die Schwefelverbindungen zur Herstellung der Natrium, Calcium, Magnesium und/oder Ammoniumsalze des Schwefels verwendet werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filtrat zur Herstellung der wässrigen Lösung von Schwefelsalzen Basen, Säure und/oder Schwefelsalze zugesetzt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstoff mit wässrigen Sulfitlösungen im sauren, neutralen oder alkalischen pH-Wert-Bereich hergestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstoff mit wässrigen Sulfidlösungen hergestellt wird.
DE200710054210 2007-11-12 2007-11-12 Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen unter Verwendung von aufbereitetem Abwasser Withdrawn DE102007054210A1 (de)

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