DE1225038B - Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung des bei der Reinigung der Restabwaesser von Papierfabriken anfallenden Schlamms - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung des bei der Reinigung der Restabwässer von Papierfabriken anfallenden Schlamms Es ist bekannt, Papierfabrikabwässer dadurch zu reinigen, daß man sie in besonderen Anlagen mit Flockungsmitteln, wie z. B. einem wasserlöslichen Aluminiumsalz, versetzt und die sich dabei bildenden Flocken einer Sedimentation unterwirft. Auf diese Weise wird erreicht, daß die sonst nur schwer sedimentierbaren feinsten Feststoffe durch die gebildeten Flocken abgetrennt werden können, so daß eine Reinigung des Abwassers möglich ist.
• Bei dieser Verfahrenstechnik fallen die Feststoffe in mehr oder weniger eingedickter Form an. Diese Feststoffe enthalten vor allem die aus dem Betrieb mit dem Abwasser zur Flockung und Sedimentation gelangenden Feststoffteilchen und bestehen im wesentlichen deshalb aus Fasern und Füllstoffen. Daneben enthält der Schlamm noch bestimmte Mengen an Metallhydroxyden, vor allem durch die Flockung. Da nicht nur die Restabwässer, die sogenannten Abwässer III der Papierfabrikation, in denen beispielsweise der Überlauf von Abwasser II, Naßpressenwässer, Filzsaugerwässer, Stoffaufbereitungsabwässer, Saugwalzenwässer und Randbegrenzungswässer der Siebpartie vereinigt sind, sondern auch die Schmutzwässer, die beim Säubern entstehen, d. h. die Maschinen- und Saalreinigungswässer, sind in den Restabwässern auch Schmutzteilchen enthalten. Es sind im wesentlichen gerade diese Schmutzteilchen, die eine Wiederverwendung des eingedickten Schlammes in der Papierfabrikation sehr schwierig machen. Man hat zwar auf mancherlei Weise versucht, den bei der Abwasserreinigung anfallenden Feststoff direkt wieder zur Fabrikation zu verwenden, doch scheiterte das einmal an den relativ schlechten Eigenschaften dieses Stoffes und dabei vor allem auch an den schon erwähnten Schmutzpartikeln, die im anfallenden Schlamm mitenthalten sind.
• Aus diesem Grunde mußte man darauf verzichten, de anfallenden Schlamm direkt wieder der Fabrikation zuzuführen und mußte deshalb nach Mitteln und Wegen suchen, um diesen schmierigen Schlamm, der in der flüssigen Form viel zu viel Lagerraum beansprucht, so weit zu entwässern, daß er entweder gestapelt oder sonst irgendwie aufgearbeitet werden kann, beispielsweise durch Verbrennung. Für diese Entwässerung des Schlamms haben sich grundsätzlich zwei Verfahrensweisen bewährt, und zwar einmal die Filtration und zum anderen das Zentrifugieren. Die Anwendung von Filtern hat den Nachteil, daß die dafür notwendigen Einrichtungen sowohl im Betrieb als auch in der Anschaffung sehr teuer sind, wenn sie auch den großen Vorteil haben, daß es mit ihnen gelingt, praktisch die gesamten Feststoffe aus dem Schlamm in entwässerter Form zu erhalten. Wegen dieser und anderer Nachteile der Filter hat man schon frühzeitig versucht, die Entwässerung des Schlamms mittels Zentrifugen wie Schälzentrifugen oder Dekantierzentrifugen vorzunehmen, wobei vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit aus zu erwarten war, daß die besten Ergebnisse mit kontinuierlichen Schneckenschleudern erreicht werden müssen. Die Anwendung dieser Schleudern wurde deshalb in vielen Fällen versucht. Nun haben aber diese Schleudern den Nachteil, daß deren überlauf noch relativ feststoffhaltig ist, was einmal darauf zurückzuführen ist, daß nicht alle Teilchen im Schlamm sich durch die Zentrifugalkraft wirklich einwandfrei zur Abtrennung bringen lassen, und zum anderen darauf, daß in diesen Schneckenschleudern der entwässerte Feststoff mittels einer rotierenden Schnecke zum Austrag gelangt, und es ist verständlich, das mittels einer solchen Austragsvorrichtung nur solche Stoffe abzuscheiden sind, die sich durch eine Schnecke auch einwandfrei unter den gegebenen Bedingungen fördern lassen.
• Wie erwähnt, haben also die an sich sehr wirtschaftlichen Schneckenzentrifugen den Nachteil, daß im überlauf noch große Feststoffmengen enthalten sind, und man hat versucht, diesem Nachteil dadurch abzuhelfen, daß man den überlauf der Zentrifugen in das Behandlungsbecken für Flockung und Sedimentation zurückgeführt hat. Dabei stellte sich jedoch heraus, daß sich die feinsten, nicht durch die Zentrifuge abscheidbaren Feststoffe in dem Kreislauf immer mehr anreicherten. Dadurch sank der Wirkungsgrad der Zentrifuge laufend weiter ab, und schließlich konnten nach kurzer Zeit fast. gar keine Feststoffe mehr mit der Zentrifuge abgeschieden werden. Um diesen Effekt zu vermeiden, hat man versucht, zusätzlich den Schlamm vor der Zentrifuge 6d6r-d6d@Überlauf aus der Zentrifuge einer gesonderten chemischen Behandlung zu unterwerfen, doch hat sich herausgestellt, daß ein wirklich- brauchbarer Effekt .nur. bei einer außerordentlich großen Zusatzmenge an Chemikalien erreicht-weiden konnte, so daß dadurcii.der wirtschaftliche Vorteil-dieser Zentrifuge. bei weitem aufgehoben wurde.
• Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem le bei der Papierfabrikation anfallenden Siebwässer, die sogenannten Abwässer I und II, zusammengeführt und dann einer Zentrifuge zugeführt werden. In dieser Zentrifuge werden die-Füll- und Faserstoffe getrennt, die jedoch beide unmittelbar wieder in den Herstellprozeß,rückgeleitet werden. Schmutzteilchen sind in diesen Abwässern jedoch nicht enthalten. Auch ist eine Flockung nicht vorgesehen und erforderlich. Die Abwässer I setzen sich beispielsweise aus den Sieb- oder Registerwässern, Spritzwässern der Siebleitwalzen, die Abwässer II beispielsweise aus Teilen der Saugerwässer und Registerüberlaufwässern zusammen.
• Das vorliegende Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung des bei der Reinigung der Restabwässer von Papierfabriken in Kläranlagen nach der Flokkung anfallenden Schlamms, der einer Zentrifuge zugeführt- wird, beseitigt diese Nachteile. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die mittels der Zentrifuge nicht abscheidbaren, in wäßriger Suspension befindlichen. Anteile des geflockten Schlamms zur Papierfabrikation zurückgeführt werden.
• Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß gemeinsam mit den Fasern auch die für die Rücknahme in den Betrieb sonst so störenden Schmutzstoffe praktisch vollständig in der Zentrifuge abgeschieden werden, so daß der Überlauf der Zentrifuge die Füllstoffe und feinsten Faserteile in so reiner Form enthält, daß eine nachteilige Wirkung bei der Papierfabrikation nicht entsteht. Durch diese Rücknahme gelingt es, eine wesentliche Ersparnis an Füllstoffen und auch Fasern im Betrieb zu erreichen, und diese Ersparnis übersteigt bei weitem die Kosten für die Abwasseraufbereitung. Vorzugsweise werden die Aluminiumsalze, die als Flockungsmittel angewandt werden, aus dem Schlamm zurückgewonnen und zusammen mit dem Überlauf der Papiermaschine zurückgeführt.
• Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren wird also bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise nicht der faserhaltige Anteil, sondern der im wesentlichen füllstoff- und schleimstoffhaltige Anteil in den Betrieb zurückgeführt, während der schmutzstoff-und faserhaltige Anteil anderweitig verwendet wird. Auf diese Weise gelingt es, praktisch sämtliche Feststoffe aus dem Schlamm abzuscheiden und die vorhin erwähnte Anreicherung von feinsten Feststoffen im Kreislauf zu vermeiden. Man hat auf diese Weise eine sehr einfache Schlammverarbeitung, die durch die Ersparnis im Betrieb einen zusätzlichen Gewinn bringt, während sonst die Abwasserreinigung nur zusätzliche Kosten verursacht.
• Der Abscheidungsgrad in der Zentrifuge ist weitgehend abhängig von der Zusammensetzung und dem Feststoffgehalt des zugeführten Schlamms. Da -man aber zur wirklich vollständigen Abscheidung der Schmutzstoffe in der Zentrifuge mindestens 40% der anfallenden Feststoffe- zur Abscheidung bringen soll, ist es in einer 'geihe, von Fällen notwendig; diesen Wirkungsgrad dadurch zu verbessern, daß erfindungsgemäß vor der Zentrifuge der Schlamm einer Vorbehandlung unterworfen wird, vorzugsweise untereVerwendung ="vön : organischen - Flockungsmitteln auf Polyacrylbasis. Je nach der Zusatzmenge an diesen Hilfsmitteln läßt sich der Abscheidungsgrad in der .Zentrifuge weitgehend steuern, und man kann dann -die Abscheidungsgrade einstellen, die erforderlich sind, um die Schmutzstoffe auch wirklich vollständig zur Abscheidung zu bringen.
• In den meisten Fällen tritt durch die Rücknahme der Feststoffe in die Papierfabrikation keine Beeinträchtigung der Entwässerbarkeit auf der Papiermaschine auf. Sollte jedoch eine derartige Gegebenheit einmal bestehen, so kann man dieser in einfacher Weise dadurch abhelfen, daß man den Schlamm vor der Zentrifuge auf einen pH-Wert über 9 einstellt, vorzugsweise durch Zusatz von Kalk, wodurch die für die Papierherstellung nützlichen Aluminiumverbindungen zurückgewonnen werden können. Der Überlauf der Zentrifuge wird dann vor der Rückführung in den Betrieb wieder auf den üblichen pH-Wert (4,5 bis 5) durch Zugabe von beispielsweise Schwefelsäure eingestellt. Man erreicht auf diese Weise eine wesentliche Verbesserung der Entwässerbarkeit. Eine solche Maßnahme ist jedoch praktisch nur bei sehr schnell laufenden Maschinen erforderlich.
• Grundsätzlich arbeitet also das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise, daß das Abwasser durch Flockung und Sedimentation in an sich bekannter Weise eine Reinigung erfährt, und daß der dabei anfallende Schlamm in einer Zentrifuge entwässert wird, wobei der feststoffhaltige Überlauf der Zentrifuge im Gegensatz zu den bisherigen Arbeitsweisen nicht in das Abwasser gelangt und damit wieder zur Abwasseraufbereitungsanlage, sondern direkt in der Papierfabrikation von neuem eingesetzt wird. Diese Arbeitsweise ist auch bei hochqualifizierten Papieren deshalb möglich, weil es durch die Abscheidung in der Zentrifuge gelingt, auch die Schmutzstoffe abzuscheiden und dadurch relativ reine Rohstoffe wieder der Fabrikation zuzuführen. Den Abscheidungsgrad und damit auch die Reinheit des Schlamms kann man einstellen durch Zugabe von organischen Flokkungshilfsmitteln vor der Zentrifuge. Beispiel In einer Papierfabrik fallen stündlich 400 ms Abwasser an mit einem Feststofigehalt von 300 mg/l. Das Abwasser wird in einer Anlage nach dem Suspensionskreislaufverfahren durch Flockung und Sedimentation gereinigt, indem man dem Abwasser bei einem pH-Wert von 6 Aluminiumsulfatlösung zugibt und die dabei gebildeten Flocken mittels aktivierter Kieselsäure zur Erzielung einer sicheren Sedimentation verdichtet. Das so behandelte Abwasser verläßt mit einem Reststoffgehalt von 20 mg/1 den Betrieb und kann, soweit gereinigt, in den Vorfluter gelangen. Der dabei anfallende Schlamm hat einen Feststoffgehalt von im Mittel 5%, wobei der Aschegehalt dieser Feststoffe etwa 50 % ist. Mittels einer kontinuierlichen Schneckenzentrifuge werden 40% der Feststoffe in stichfester Form mit einem Feststoffgehalt von etwa 20°/o abgeschieden. Der Überlauf besitzt noch einen Feststoffgehalt von etwa 3,51/o und wird zur Papiermaschine zurückgeführt, auf der im wesentlichen holzfreies Druck- und Schreibpapier hergestellt wird.
• Mit den Feststoffen werden auch die Schmutzstoffe abgeschieden, so daß die Feststoffe im Überlauf einen höheren Reinheitsgrad besitzen als die Feststoffe im Zentrifugenaustrag. Der Reinigungseffekt mit Schmutzstoffen wird noch dadurch gesteigert, daß man dem Schlamm vor der Zentrifuge 50 g/ms von einem organischen Flockungsmittel auf Polyacrylbasis zusetzt, wodurch der Abscheidungsgrad in der Zentrifuge bis auf 55,1/o gesteigert und somit der Unterschied im Reinheitsgrad zwischen beiden Feststoffarten nach der Zentrifuge größer wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung des bei der Reinigung der Restabwässer von Papierfabriken in Kläranlagen nach der Flockung anfallenden Schlamms, der einer Zentrifuge zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Zentrifuge nicht abscheidbaren, in wäßriger Suspension befindlichen Anteile des geflockten Schlamms zur Papierfabrikation zurückgeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man höchstens 60% der Anteile des Schlamms, bezogen auf die eingebrachten Feststoffe, zurückführt.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Schlamm aus der Kläranlage vor dem Zentrifugieren organische Flockungsmittel zur Nachflockung zusetzt.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlamm vor dem Zentrifugieren auf einen pH-Wert über 9 einstellt und die zurückzuführende wäßrige Suspension auf den zur Papierherstellung üblichen pH-Wert von etwa 4,5 bis 5 bringt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1053 918; USA.-Patentschriften Nr. 2 718179, 2 771823; »Das Papier« (1958), H. 23/24, S. 615 bis 623.