DE2112767B2 - Verfahren zum Herstellen eines mit Zusatzstoffen beladenen faserigen Feststoffs - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines mit Zusatzstoffen beladenen faserigen FeststoffsInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines mit Zusatzstoffen beladenen faserigen
Feststoffs, wobei die faserigen Feststoffe Faserstoff Ober dem Abwasser entnommen werden.
Die Abwasserreinigung wurde als vordringliches Problem der zivilisierten Menschheit erkannt Insbesondere
in dicht besiedelten Gebieten, wie beispielsweise in Europa, nimmt die Abwasserverschmutzung
»tändig zu. Ein Grund hierin liegt nicht zuletzt in der so Tatsache, daß die Abwasserreinigung mit hohen Kosten
verbunden ist und daß die den Abwässern entzogenen Stoffe nicht einer sinnvollen Wiederverwendung
zugeführt werden können. Eine wirtschaftlich kaum ins Gewicht fallende Ausnahme bildet biologisch aufbereiteter
Abwasserschlamm, der zur Lockerung von Böden verwendet werden kann. Die aufwendige Abwasserreinigung
wurde daher stets nachlässig behandelt, bis die Verseuchung der Gewässer zu energischen Maßnahmen
aufrief.
Zur Reduzierung der Abfallmenge wird der Schlamm vielfach getrocknet und verbrannt Die unverbrennbaren
Rückstände betragen jedoch in aller Regel immer noch 30% der getrockneten Massen.
Die Deponie dieser getrockneten Stoffe scheitert im allgemeinen an Raummangel bzw. birgt wiederum Gefahren
für die Trinkwasserverseuchung.
Lösung, die die Herstellung von Kläranlagen wirtschaftlich
interessant macht, kann also nur dann gefunden werden, wenn der den Abwässern entzogene
Schlamm wieder einer sinnvollen Verwertung zugeführt wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Schlämme aus der Abwasserreinigung von Papierfabriken nutzbar zu
machen, indem sie nach dem Trocknen mit nicht- oder
schwerlöslichen Flammschutzsalzen vermischt werden und die gebildete Mischung anschließend Ausgangsstoffen
zur Fertigung synthetischer Stoffe, insbesonde re Spanmaterial für Holzspanplatten, zugegeben wird.
Dieser Vorschlag ist mit erheblichen Vorteilen verbunden,
indem er nicht nur eine interessant« Möglich keit zur Verwertung von Abwässerschlämmen aufzeigt,
sondern auch eine Lehre zur vorteilhaften Einbringung von beispielsweise Flammschutzsalzen in Artikel, wie
Spanplatten, an die Hand gibt. Ein Nachfcrr der be
kannten Maßnahme ist. daß sich je nach Beschaffenheit des Abwassers nicht immer die erforderlichen Menger.
Zusatzstoffe einbringen lassen oder aber eine gewiss Entmischungstendenz bei der Mischung aus Fasermau·
rial und Zusatzstoff vorhanden ist.
Es wurde nun gefunden, daß diese IJnzulänglichke
ten vermieden werden können, wenn das Verfahren /ur Herstellung derartiger faseriger Feststoffe in der Weise
durchgeführt wird, daß in an sich bekannter Weise die
im Abwasser suspendierten Feststoffe ausgeflockt und getrocknet werden, und daß sodann dieser Feststoff in
Gegenwart der Zusatzstoffe zerfasert wird. Als Zusatz
stoffe kommen hierbei in Betracht Borsäure oder bor haltige Verbindungen, Phosphate oder phosphathaltig«.·
Verbindungen, Carbonate, Silikate, Insektizide ode: Fungizide, d. h. Stoffe, die trocken den faserigen Fest
stoffen beizumengen sind.
Der Vorteil der Zerfaserung des bei der Trocknung gebildeten Feststoffs in Gegenwart des Zusatzstoff',
liegt insbesondere in der höheren Beladbarkeit des die Feststoffe bildenden Fasermaterials und in der gerin
gen Entmischungstendenz.
Bei der Zerfaserung der Feststoffe werden Biindungs
kräfte geschaffen, die im allgemeinen bereits unmittel bar nach ihrem Entstehen dadurch neutralisiert werden.
daß sich Fasern zusammenlagern oder Gas- bzw. Flüssigkeitspartikel
anlagern. Bei der Erfindung hingegen findet die Zerkleinerung des Feststoffs in Gegenwart
von pulverförmigen Zusatzstoffen statt, so daß die durch Zerfaserung geschaffenen Bindunfskriifte unmittelbar
auf die Zusatzstoffe wirken. Die dadurch bewerkstelligte Anlagerung ist praktisch irreversibel und
somit für die hohe Stabilität der Mischung verantwortlich.
Die Herstellung des zu zerfasernden Materials kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Die Zusatzstoffe, deren Eigenschaften im fertigen Erzeugnis erwünscht sind, können vor der Flockung des
Abwassers zugegeben werden. Ea bildet sich dann bereits
beim Flockungsprozeß eine homogene Mischung aus Zusatzstoff und im Abwasser enthaltenem Trägerstoff,
die während der Trocknungsphasen erhalten bleibt
Der Zusatzstoff kann aber auch unmittelbar vor der Zerfaserung des Trägermaterials untergemischt werden.
Schließlich können die Zusatzstoffe im Anschluß an die mechanische Entwässerung des Abwasserschlamme«
in speziellen Mischpumpen zudosiert werden.
dung werden die Zusatzstoffe, die im Abwasser praktisch
unlöslich oder bei Flockungsbedingungen abscheidbar sind und die mechanische Entwässerung
nicht erschweren, vor der Flockung der in den Abwässern enthaltenen Stoffe zugesetzt, und die löslichen
und/oder die Entwässerung erschwerenden Zusatzstoffe
vor der Zerfaserung eingebracht Besonders geeignete vor der Flockung zuzusetzende Stoffe sind solche,
deren Partikel in Lösung eine entgegengesetzte Ladung zu den bei der Flockung gebildeten Fasermateria-Ijen
aufweisen. Diese Verfahrensvariante hat den Vorzug, daß eine homogene Mischung mit einem Minimum
an Mischenergie erhalten wird.
Als Zusatzstoffe kommen in Betracht: Borsäure und borhaltige Verbindungen, Phosphate und phosphathaltige
Verbindungen, Carbonate mit seinen Verbindungen sowie Silikate, Insektizide und Fungizide. Es empfiehlt
sich, vor der Zerfaserung Bindemittel einzubringea
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene
Erzeugnis besitzt eine große Zahl von Anwendungsmöglichkoten. Es läßt sich in Kunststoff- und
Preßmassen einarbeiten. Eine besonders gute Verwertbarkeit liegt in der Spanplattenindustrie. Das gewonnene
Fasermaterial kann zur Herstellung von Ein- und Mehrschichtplatten in Mengen von 5 bis 35% der Gesamtmasse
zugesetzt werden und bringt sämtliche Stoffe, die in der fertigen Holzspanplatte wegen ihrer Wirkung
erforderlich sind, ein.
Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf gestaltet sich wie folgt: Sofern das aufzuarbeitende Abwasser
grobe Bestandteile aufweist, wird zunächst deren Zerkleinerung in an sich bekannten Vorrichtungen, wie
Zerkleinerungspumpen i./der »".echenwölfen« betrieben.
Zur Aufbereitung des Abw?-»sers wird unter Verwendung
sogenannter Flockungsmittel, wie Metallsalze oder Polyelektrolyte, in an sich bekannter Weise geflockt
Gegebenenfalls werden bereits vor der Flokkung Zusatzstoffe zugemischt.
Der bei der Flockung erhaltene Schlamm wird in einem Eindicker angereichert, einer Filtriereinrichtung,
wie einem Vakuumfilter oder einer Zentrifuge, zugeführt und auf einen Wassergehalt von 50 bis 75 Gewichtsprozent
entwässert. Vorzugsweise erfolgt die Entwässerung auf eine Feuchte um 60 Gewichtsprozent
Anschließend wird der Filterrückstand in eine Trocknungsvorrichtung
geleitet und dort bis auf 2 bis 10 Gewichtsprozent Feuchtigkeit getrocknet Zweckmäßigerweise
wird die Trocknung bis zu einer Rastfeuchte um 5% getrieben. Durch die Trocknung wird nicht nur
die Feuchtigkeit weitgehend ausgetrieben, sondern auch, im Falle einer thermischen Trocknung, eine Sterilisation
des Trägermaterials erreicht.
In der letzten Verfahrensstufe wird der Feststoff in Gegenwart von Zusatzstoffen zerfasert. Falls bei dieser
Verfahrensstufe eine ergänzende oder alleinige Beigabe von Zusatzstoff beabsichtigt ist, empfiehlt sich die
Vorschallung eines Mischprozesses. Ist die zugegebene Materialmenge gering oder der Zusatzstoff bereits sehr
feinkörnig, kann ein Mischprozeß entfallen.
Für die Zerfaserung ist es zweckmäßig, stark beschleunigende, mit Prallflächen versehene Vorrichtungen
zu verwenden. Solche Vorrichtungen sind Schlagscheiben-, Planscheiben- oder Prallstiftmühlen, insbesondere
jedoch Pralltellermühlen.
Je nach Beschaffenheit der 2'usatzstoffe kann es vorteilhaft
sein, während des Zerfaserungsvorgangs unter Vakuum zu arbeiten, damit die bei der Zerfaserung an
den Trägerstoffen freiwerdenden Bmdungskräfte für die Anlagerung des Zusatzstoffs zur Verfügung stehen
und nicht durch Luftmoleküle blockiert werden.
Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einerseits ein reines Abwasser, das auf konventionelle
Art und Weise nachbehandelt werden kann, andererseits ein faseriger Hilfsstoff, der mit verschiedenen Zusatzstoffen
beladen ist und der Verwertung zugeführt
ίο wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen
sich die Kosten der Abwasseraufbereitung zumindestens zu einem Teil decken. Außerdem ivi für finanzschwache
Betriebe bzw. Gemeinden ein Anreiz gegeben, ein Klarwerk unter wirtschaftlichen Gesichtspunkts
ten zu betreiben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird am Beispiel der Reinigung von Abwässern einer Papierfabrik und
der Herstellung eines flammhemmenden Hilfsstoffs für
Holzspanplatten dargelegt
ao Das anfallende Abwasser hat einen Feststoffgehalt von 0,2 bis 03%, der sich aus Zellsioffastrn, Farbstoffpartikeln
und Mineralien zusammensetzt Um den Mineral- bzw. Metallgehalt der Feststoffteilchen zu erhöhen,
erfolgt die Flockung mit Metallsalzen und KaIk-
a5 milch. Das mit dem Flockungsmittel versetzte Abwasser
wird einem Absetzbecken zugeleitet, worin sich bei langsamer Bewegung des Gemisches der Abwasserschlamm
am Boden des Beckens absetzt Das über dem Abwasserschlamm stehende Klarwasser wird durch
einen Überlauf direkt einem Gewässer oder einer weiteren an sich bekannten aeroben bzw. aneroben Reinigung
zugeführt
Der entstandene Schlamm mit einem Feststoffgehalt von 3 bis 5 Gewichtsprozent wird in eine Mischbütte
gepumpt, wo er in Konsistenz und Farbe eingeste'lt werden kann. Diese Maßnahme kann dann entfallen,
wenn ein in seiner Zusammensetzung stets gleichbleibender Klärschlamm anfällt
Die Fasersuspension wird anschließend einem Drehfilter zugeleitet, der den Schlanm auf eine Restfeuchte von etwa 60% eindickt. Sollte das Produkt hierbei keine krümelige Form erhalten, kann dem Drehfilter ein Pastenverformer oder eine ähnliche Einrichtung nachgeschaltet werden.
Die Fasersuspension wird anschließend einem Drehfilter zugeleitet, der den Schlanm auf eine Restfeuchte von etwa 60% eindickt. Sollte das Produkt hierbei keine krümelige Form erhalten, kann dem Drehfilter ein Pastenverformer oder eine ähnliche Einrichtung nachgeschaltet werden.
Die entstandenen ungleichmäßig geformten und ungleichmäßig großen granulatähnlichen Feststoffkörper
werden einer thermischen Trocknungseinrichtung zugeleitet, die das Wasser bis zu einer Restfeuchte von
etwa 5% austreibt Nach dieser Verarbeitungsstufe lie-So gen Feststoffkörperchen vor, die etwa im Verhältnis
60:40 aus Cellulosefaser! und Mineralien bestehen.
Die Mineralien waren hierbei bereits bei der Flockung derart ausgewählt, daß sie an sich flammhemmend wirken
und auch teilweise — in dieser Form allerdings erst bei höheren Temperaturen - Glasfluß zu bilden vermögen.
Um jedoch auch bereits bei niedrigeren Temperaturen eine flammhemmende Wirkung zu erzielen, wird
dem Material noch Borsäure beigemengt Dies geschient in einer als Mahl· und Mischvorrichtung dienenden
Pralltellermühle. Hierzu wird das Granulat gemeinsam mit Borsäure, beispielsweise im Verhältnis
1 :1 dosiert, so daß sich nach der Mischung ein Hilfsstoff
ergibt, der aus etwa 30 Gewichtsteilen Cellulose, 20 Gewichtsteilen Mineralien und 50 Gewichtsteilen
Borsäure besteht.
Das gewonnene Material kann Holzspänen zur Fertigung von Spanplatten in Mengen von etwa 25 Ge-
2 Π2767
wicbtsprQsent zugesetzt und nach Herstellung einer
Schonung unter in der Spfuiplattenmdustrie bekannten
Bedingungen verpreßt werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum Herstellen eines mit Zusatzstoffen beladenen faserigen Feststoffs, wobei die faserigen
Feststoffe faserstofführendem Abwasser entnommen werden, dadurch gekennzeichne
t, daß als Zusatzstoffe Borsäure oder borhaltige Verbindungen, Phosphate oder phosphathaltige
Verbindungen, Carbonate, Silikate, Insektizide oder ta
Fungizide verwendet werden, und daß in an sich bekannter Weise die im Abwasser suspendierten Feststoffe
ausgeflockt und getrocknet werden, und daß sodann dieser Feststoff in Gegenwart der Zusatzstoffe
zerfasert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zusatzstoff vor der Flockung der suspendierten Feststoffe zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zusatzstoff während des Zerfa- ao serns der Feststoffe zugesetzt oder dem bei der
Trocknung gebildeten Feststoff untergemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einbringung mehrerer Zusatzstoffe,
die in Wasser schwer- bis unlöslichen oder bei Rockungsbedingungen abscheidbaren Zusatzstoffe
vor der Flockung der suspendierten Feststoffe und die löslichen Zusatzstoffe bei oder unmittelbar vor
der Zerfaserung der Feststoffe zugesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Entwässerung der
bei der Flockung abgeschiedenen Fasermaterialien bis auf eine Restfeuchte um 60% getrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der mechanisch entwässerten
Fasermaterialien bis auf eine Restfeuchte um 5% getrieben wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2112767A DE2112767C3 (de) | 1971-03-17 | 1971-03-17 | Verfahren zum Herstellen eines mit Zusatzstoffen beladenen faserigen Feststoffs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2112767A DE2112767C3 (de) | 1971-03-17 | 1971-03-17 | Verfahren zum Herstellen eines mit Zusatzstoffen beladenen faserigen Feststoffs |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2112767A1 DE2112767A1 (de) | 1972-09-28 |
DE2112767B2 true DE2112767B2 (de) | 1974-09-05 |
DE2112767C3 DE2112767C3 (de) | 1975-05-07 |
Family
ID=5801788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2112767A Expired DE2112767C3 (de) | 1971-03-17 | 1971-03-17 | Verfahren zum Herstellen eines mit Zusatzstoffen beladenen faserigen Feststoffs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2112767C3 (de) |
-
1971
- 1971-03-17 DE DE2112767A patent/DE2112767C3/de not_active Expired
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE2112767C3 (de) | 1975-05-07 |
DE2112767A1 (de) | 1972-09-28 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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