DE2117872B2

DE2117872B2 - Verfahren zur wiederverwendung von aus abwasserschlaemmen gewonnenen fasern

Info

Publication number: DE2117872B2
Application number: DE19712117872
Authority: DE
Inventors: Alfons K. 7500 Karlsruhe Herr
Original assignee: Kataflox S.A., Genf (Schwejz)
Priority date: 1971-04-13
Filing date: 1971-04-13
Publication date: 1976-12-30
Also published as: DE2117872A1; DE2117872C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederver-Wendung von aus Abwasserschlämmen gewonnenen Fasern, vorzugsweise Zellulosefasern, in Holzspanwerkstoffen, wobei die Holzspanwerkstoffe aus Holzspänen oder Holzabfällen hergestellt sind, die in feuchtem Zustand zerkleinert und zerspant, danach getrocknet, gesichtet, eventuell nachzerspant, gebunkert, beleimt und schließlich zu Spanplatten oder -körpern verpreßt werden.

Holz ist ein Rohstoff, der nicht in beliebig großer Menge zur Verfügung steht, sondern vielmehr bereits durch die gewaltige Zunahme des Holzbedarfs in der ständig expandierenden Papier-, Zellstoff-, Holzfaserund Holzspanwerkstoff-Industrie knapp geworden ist.

Es wurden daher verschiedentlich Versuche unternommen, den Rohstoff Holz durch andere holzähnliche Beimengungen zu strecken. Schließlich sind auch Bemühungen bekanntgeworden, den Großmüll aufzuarbeiten und daraus einen brauchbaren Rohstoff für die holzverarbeitende Industrie zu gewinnen. Es wurde auch schon vorgeschlagen, Schlämme aus der Abwasserreinigung von Papierfabriken nutzbar zu machen, indem sie nach dem Trocknen mit nicht- oder schwerlöslichen Flaimmschutzsalzen vermischt werden und die gebildete Mischung anschließend Ausgangsstoffen zur Fertigung synthetischer Stoffe, insbesondere Spanmaterial für Holzspanplatten, zugegeben wird. Dieser Vorschlag ist mit erheblichen Vorteilen verbunden, da er eine Lehre zur vorteilhaften Einbringung von beispielsweise Flammschutzsalzen in Spanplatten, an die Hand gibt

All diesen Gedanken lag die Notwendigkeit zugrunde Abfälle in fester oder schlammartiger Form einer wirtschaftlichen Wiederverwertung zuzuführen, da ihre Vernichtung in aller Regel wirtschaftlich kaum zu vertreten und ihre Deponie fast stets nicht tragbar ist.

Die angeführten Versuche zur Wiederverwertung der Abfallstoffe konnten jedoch bisher noch nicht zu einem Erfolg führen, weil es nicht gelang ein streufähiges Material aus den Abfallstoffen herzustellen, das ohne Störung des Produktionsganges in den Fertigungsablauf für die Holzspanwerkstoffe eingefügt werden konnte. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die getrockneten und zur gleichmäßigen Verteilung zwischen die Holz-Ausgangsrohstoffe aufgemahlenen faserhaltigen Schlammrückstände je nach Art und Grad der Mahlung ein körniges Produkt ergeben, das in sich keinen genügenden Verbund aufweist, oder ein watteartiges Material, das sich zusammenknäult und -spinnt und in dieser Form nicht weiterverarbeitet werden kann. Außerdem ist es schwierig, die aus dem Abwasser abfiltrierten Fasern die dann in Fladen, Bahnen oder in Granulatform vorliegen, wieder in Einzelfasern zu zerlegen und sie in dieser Form zu halten. Beläßt man jedoch Faserbündel, so haben diese in sich nur einen geringen Zusammenhalt, im Vergleich zu den beleimten und verspreßten Holzspanwerkstoffen, so daß die Beimischung solcher Bündel die Festigkeit des Endproduktes sehr stark beeinträchtigen würde.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich die Faserbündel mit den Spänen vermischen und dabei in Einzelfasern zerlegen lassen, ohne sich bei der weiteren Verarbeitung wieder zusammenzuknäueln.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Fasern nach dem Abfiltrieren aus dem Schlamm in eine granulatähnliche Form mit einer den Weitertransport ermöglichenden Feuchte gebracht werden und das Fasergranulat den Ausgangsrohstoffen für den Holzspanwerkstoff bereits vor dessen Trocknung beigemischt und mit ihm zusammen weiterverarbeitet wird.

Die Fasern in Form eines Fasergranulats werden demnach gemeinsam mit den Ausgangsrohstoffen für Holzspanwerkstoffe zerspant, getrocknet, gesichtei, nachzerspant, gebunkert, beleimt, gestreut und sodann auch verpreßt. Bei diesen einzelnen Operationen, wie auch bei der in aller Regel pneumatischen Förderung, wird das Fasergranulat nicht nur zerschlagen und in seine einzelnen Fasern aufgelöst, sondern die elastischen Fasern klammern sich auch so an die zerkleinerten und zerspanten Ausgangsrohstoffe für die Holzspanwerkstoffe an, daß sie sich auch unter sehr starken

Vibrationen nicht mehl von ihnen lösen. Die Fasern können somit als Bestandteile der Ausgangsrohstoffe für die Herstellung von Holzspanwerkstoffen betrachtet werden, zudem sie auch ebenso wie diese beleimt werden und damit ein gemeinsames festes Gefüge nach der Verpressung bilden.

Die oben genannte Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, daß die Fasern nach dem Abfiltrieren aus dem Schlamm in eine granulatähnliche Form mit einer den Weitertransport ermöglichenden Feuchte gebracht werden und das Fasergranulat etwa auf die Feuchte der die Trockeneinrichtung verlassenden zerspanten Ausgangsrohstoffe für den Holzspanwerkstoff getrocknet, dann denselben beigemengt und mit ihnen zusammen weiterverarbeitet wird.

Wird in dieser Weise vorgegangen, wird den zerkleinerten Ausgangsrohstoffen, den Holzstücken beziehungsweise -schnitzeln oder aen sonstigen zerkleinerten zellulosehaltigen oder lignozellulosehaltigen Stoffen aiso möglichst unmittelbar nach dem Trockner der vorgetrocknete Faserschlamm beigemengt, so wird auch dieses Gemisch den gesamten weiteren Produktionsweg gemeinsam durchlaufen. Bereits in der nächsten Station, der Zerspanung beziehungsweise Nachzerspanung, werden hierbei sowohl die Zellulosehaltigen beziehungsweise lignozellulosehaltigen Ausgangsrohstoffe, wie auch das Fasergranulat gemeinsam mechanisch zerkleinert, wobei eine äußerst gute Durchmischung dieser Stoffe stattfindet. Die durchmischten Stoffe können sich nun auch nicht mehr voneinander trennen, da sich das Fasermaterial infolge seiner Struktur wiederum an die Späne beziehungsweise Holzsplitter anklammert beziehungsweise in der rauhen Spanoberfläche so verhakt, daß die Fasern für die weitere Verarbeitung als Bestandteil der Holzspäne angesehen werden können. Diese Haftung bleibt auch beim Beleimen erhalten, so daß die Beleimungseinrichtung, in der nochmals eine gute Vermischung der beiden Stoffe stattfindet, ein Materia!, bestehend aus beleimten Holzspänen mit angeklammerten Fasern, verläßt. Letztlich werden also Holzspäne zu einem Spankuchen geschüttet an deren Oberfläche sich Fasern anklammern, die dieselbe Feuchte aufweisen wie das Grundmaterial und die auch, zumindest teilweise, beleimt sind.

Zu erwähnen ist, daß durch die elastischen Fasern der Bindemechanismus zwischen den Holzspänen nicht beeinflußt wird, so daß, wenn man bei Zuschlagen bis zu 20 Gewichtsteilen bleibt, trotz der Beifügung von Fasern, die in aller Regel nicht die Festigkeit der Holzspäne aufweisen, die Festigkeit des Endproduktes nicht beeinträchtigt wird.

Das Beimischen anderer Materialien vor der Trocknung der Holzspanwerkstoffe ist zwar bereits bekannt. So wird, nach einem zum Stande der Technik gehörenden Verfahren Sägemehl den Ausgangsrohstoffen für den Holzspanwerkstoff bereits vor dessen Trocknung beigemischt und mit ihm zusammen weiterverarbeitet. Es ist jedoch festzustellen, daß Sägemehl ein körniges rieselfähiges Material ist, dessen Beimischung (Schüttung) zu anderen Stoffen keinerlei Schwierigkeiten bereitet. Fasern hingegen können keinesfalls geschüttet werden, da sie sich in der vorliegenden Form zusammenknäueln und innerhalb des geschütteten Holzspankuchens mehr oder weniger große Nester bilden würden, die selbstverständlich die Festigkeit des Endproduktes äußerst ungünstig beeinflussen. Eine Lehre wie vorzugehen ist, wenn Fasern den Auseanesrohstoffen für einen Holzspanwerkstoff beizumengen sind, kann daher diesem bekannten Verfahren nicht entnommen werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des zuletzt genannten Verfahrens besteht darin, daß das getrocknete Fasergranulat vor der Beimengung in Anwesenheit von Holzspänen oder Sägemehl beziehungsweise Schleifstaub, gemahlen wird. Hierzu kann beispielsweise eine Pralltellermühle verwendet werden. Dabei lösen sich die Faserbündel in Einzelfasern auf und es legen sich Staubund Feinstteile des Holzes zwischen die Fasern, deren Hohlräume und Fibrillen sie ausfüllen.

Je verästelter und fibrillierter die Fasern sind, um so höher kann der Anteil an staubförmigen Bestandteilen sein. So wurde in Versuchen gefunden, daß man infolge der sehr stark vergrößerten Oberfläche der aus der Feinpapierfertigung stammenden Fasern einen sehr hohen Anteil an Staub- und Holzteilchen beifügen kann, ohne daß sich diese Feinstteile wieder entmischen. Zweckmäßigerweise mischt man beim Mahlen gleichzeitig andere die Eigenschaften der Platte verbessernde, nicht wasserlösliche Zusatzstoffe, wie Fungizide und hydrophobierende Mittel, die zur Erzielung bestimmter Eigenschaften beim Endprodukt erwünscht sind, oder auch thermoplastische Kunstharzpulver bei. Dadurch wird eine homogene Verteilung dieser Chemikalien über den gesamten Spankuchen erreicht

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es also möglich, in Abwässern mitgeführte Festteilchen fasriger Form der Wiederverwertung zuzuführen. Damit ist nicht nur die Frage der Unterbringung der Rückstände gelöst, sondern ein äußerst wertvoller Rohstoff gegeben, der durchaus geeignet ist, die Rohstoffbasis zur Herstellung von Holzspanwerkstoffen bedeutend zu verbreitern.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll an einigen Beispielen erläutert werden.

Beispiel 1

In der Produktionsanlage einer Spanplattenfabrik wurde während der laufenden Fertigung den feuchten Holzspänen für die Deckschicht mit einem Feuchtegehalt von 57,2% 20 Gewichtsteile eines auf 42% vorgetrockneten Schlammgranulats aus einer Feinpapierfabrik stammend vor dem Spänetrockner zugegeben. Bereits nach dem Trocknen und Sichten war ein nahezu homogenes Span-Fasergemisch entstanden, welches eine Gesamtfeuchte von 5,8% hatte. Dieses Gemisch wurde dann wie üblich mit Harnstoffharz beleimt und zu 21 mm dicken Platten heiß verpreßt, ohne daß irgendwelche Störungen im Produktionsablauf eintraten. Anschließend wurden die physikalischen Eigenschaften dieser Dreischichtspanplatte im Vergleich zu Platten geprüft, die in der Deckschicht keinen Zusatz von Zellulose- und Papierfasern hatten.

Dabei wurden folgende Werte gemessen:

Eigenschaften

Platte mit
Faserzusatz

Normalplatte

Biegefestigkeit	149 kp/cm²	153 kp/cm²
Querzugsfestigkeit	6,8 kp/cm²	3,7 kp/cm²
Quellung, 2 Std.	5,9%	4,8%
Quellung, 24 Std.	13,2%	13,3%
Oberflächenhärte	2H	4B

Beispiel 2

In der Produktionsanlage einer Spanplattenfabrik wurden versuchsweise den auf 3% getrockneten Holzspänen nach der Trocknung 20 Gewichtsteile eines auf 7% vorgetrockneten Schlamrngranulats zugemischt, das aus dem Abwasserschlamm einer Feinpapierfabrik durch Abfiltrieren über Drehfilter und Mahltrocknung gewonnen wurde. Zusammen mit den Holzspänen durchlief das Schlammgranulat alle Stufen der Nachzerkleinerung, Sortierung, Beleimung und Heißverpressung. Im Betrieb traten keine Störungen auf; die Deckschicht der fertigen Spanplatte war gegenüber der Normalfertigung geschlossener und härter.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wiederverwendung von aus Äbwasserschlämmen gewonnenen Fasern, Vorzugsweise Zellulosefasern, in Holzspanwerkstoffen, wobei die Holzspanwerkstoffe aus Holzspänen oder Holzabfällen hergestellt sind, die in feuchtem Zustand zerkleinert und zerspant, danach getrocknet, gesichtet, eventuell nachzerspcr.t, gebunkert, beleimt und schließlich zu Spanplatten oder -körpern verpreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern nach dem Abfiltrieren aus dem Schlamm in eine granulatähnliche Form mit einer den Weitertransport ermöglichenden Feuchte gebracht werden und das Fasergranulat den Ausgangsrohstoffen für den Holzspanwerkstoff bereits vor dessen Trocknung beigemischt und mit ihm zusammen weiterverarbeitet wird.

2. Verfahren zur Wiederverwendung von aus Abwasserschlämmen gewonnenen Fasern, vorzugsweise Zellulosefasern, in Holzspanwerkstoffen, wobei die Holzspanwerkstoffe aus Holzspänen oder Holzabfällen hergestellt sind, die in feuchtem Zustand zerkleinert und zerspant, danach getrocknet, gesichtet, eventuell nachzerspant, gebunkert, beleimt, und schließlich zu Spanplatten oder -körpern verpreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern nach dem Abfiltrieren aus dem Schlamm in eine granulatähnliche Form mit einer den Weitertransport ermöglichenden Feuchte gebracht werden und das Fasergranulat etwa auf die Feuchte der die Trockeneinrichtung verlassenden zerspanten Ausgangsrohstoffe für den Holzspanwerkstoff getrocknet, dann denselben beigemengt und mit ihnen zusammen weiterverarbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das getrocknete Fasergranulai vor der Beimengung in Anwesenheit von Holzspänen oder Sägemehl bzw. Schleifstaub gemahlen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Mahlen gleichzeitig andere die Eigenschaften der Platte verbessernde, nicht wasserlösliche Zusatzstoffe, wie Fungizide oder hydrophobierende Mittel zugesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Mahlen thermoplastisches Kunstharzpulver zugemischt wird.