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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.
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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.
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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.
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Es
besteht also Bedarf, ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoff
aus lignocellulosischem Rohstoff mit wässrigen Schwefelsalzen
vorzuschlagen, dessen Aufschlusslösung mit geringen Investitionskosten
herzustellen ist.
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Erfindungsgemäß wird
ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Lösung der vorstehenden
Aufgabe vorgeschlagen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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%.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Soweit
in dieser Patentanmeldung verschiedene Ausführungen des
erfindungsgemäßen Rückgewinnungsverfahrens
beschrieben wurden, können diese verschiedenen Ausführungen
auch miteinander kombiniert werden.
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Details
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an Hand
des nachfolgenden Ausführungsbeispiels erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 99/51532 [0007]
- - DE 102005050997 [0007]
- - DE 102006027006 [0027]