DE2529861A1

DE2529861A1 - Verfahren zur reinigung von bei der papierherstellung anfallendem abwasser

Info

Publication number: DE2529861A1
Application number: DE19752529861
Authority: DE
Inventors: Lars Olof Barkman
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1974-07-10
Filing date: 1975-07-04
Publication date: 1976-01-29
Also published as: FR2277779B1; BR7504341A; CA1059926A; SE415677B; SE7507518L; JPS5149565A; US4127440A; NL7409304A; FR2277779A1; NL152617B; IT1039687B; GB1476577A

Description

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Verfahren zur Reinigung von bei der Papierherstellung anfallenden Abwasser.

λ k ζ ο

Wuppertal

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sur Reinigung von Abwasser aus der Papierherstellung und insbesondere ein Verfahren zum Abfiltieren fester Bestandteile aus Abwasser, das bei der Herstellung von Papier aus solchen Rohstoffen anfällt, die ganz oder zum Teil aus gedrucktem Abfallpapier bestehen, wobei die noch brauchbaren Fasern aus dem Abwasser im wesentlichen zurückgewonnen werden.

Bei der Papierherstellung wird bekanntlich ein Faserbrei, allgemein als Pulpe bezeichnet, auf einem Siebband abgesetzt. Das Wasser läuft durch das Sieb ab, während die Fasern zurückgehalten werden und ein Faserblatt bilden, das im Verlauf der Papierherstellung weiteren Behandlungen unter« worfen wird. Bei der Blattbildung werden nicht alle Fasern auf dem Siebband zurückgehalten, vielmehr gelangt stets ein gewisser Teil, insbesondere Fasern kürzerer Länge, in das ablaufende Wasser.

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Je nachdem welches Rohmaterial verwendet wird, kann das Wasser außerdem noch andere Feststoffe enthalten. Aue Wirtschaftlichkeitsgründen wurden früher die im Wasser enthaltenen Feststoffe nicht entfernt und gelangten dementsprechend ungereinigt in die Abwasserleitungen. Man hat inzwischen jedoch eingesehen, daß dies zu einer untragbaren Umweltverschmutzung führt.

Es wurden daher Maßnahmen zur Entfernung der Feststoffe aus solchen Abwässern der Papierfabrikation ergriffen, und zwar hat man diesen Abwässern chemische Verbindungen, wie Aluminiumverbindungen, beispielsweise Aluminiumhydroxyd, zugesetzt, die zusammen mit den im Wasser enthaltenen Feststoffen Niederschläge bilden. Die Niederschläge lassen sich dann vom Wasser abtrennen, und das Wasser kann dem Prozeß wieder zugeführt werden. Die abgetrennten Niederschläge enthalten beträchtliche Mengen an Fasern, die bei der Papierherstellung eingesetzt werden könnten, doch lassen sich diese Niederschläge als solche nicht der Pulpe zusetzen, da sie Bestandteile enthalten, die die Qualität des Papiers beeinträchtigen würden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das für die Papierherstellung eingesetzte Rohmaterial bedrucktes Altpapier war. Die Niederschläge enthalten in solchen Fällen beispielsweise Rußteilchen und andere in Druckertinte enthaltene Substanzen sowie Agenzien, die bei der Papierherstellung verwendet werden.

Es ist jedoch möglich, diejenigen Bestandteile der Niederschläge, die für die Papierqualität nachteilig sind, abzutrennen, beispielsweise durch Filtration über einen Siebabscheider. Dies führt einerseits zu einer brauchbaren Faseraufschlämmung und andererseits zu einer faserfreien Suspension, die ohne weitere Reinigung nicht in die öffentlichen Abwasserleitungen geführt werden kann. Jedoch ist der Fest-

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■toffanteil solcher Suspensionen so gering, daß eine Eindickung erforderlich ist, was lediglich durch spezielle Maßnahmen realisiert werden kann. Eine derartige Maßnahme besteht beispielsweise darin, der Suspension ein Filtrationshilfsmittel üblicher Art zuzusetzen. Die Kosten für diese Zusätze sind aber so hoch, daß in den meisten Fällen von einer Abtrennung der an sich noch brauchbaren Fasern abgesehen wird. Die Niederschläge werden daher ohne Zusatz von Filtrationshilfsmitteln konzentriert, etwa durch Filtration und Pressen. Die anfallende feste Masse, die noch etwa 20% Wasser enthält, kann auf Abfallkippen deponiert werden.

Es wurde nun gefunden, daß sich das Abwasser, das bei der Herstellung von Papier aus solchen Ausgangsstoffen, die ganz oder teilweise aus bedrucktem Abfallpapier bestehen, anfällt, in der Weise reinigen läßt, daß man dem Abwasser zunächst einen Flokkenbildner zusetzt, dann aus der Masse die fasrigen Anteile abtrennt und der im wesentlichen faserfreien Suspension von Abfallstoffen in Wasser ein Filtrationshilfsmittel zusetzt und die festen Abfallstoffe durch Filtration oder Zentrifugieren vom Abwasser abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß man als Filtrationshilfsmittel das Material zusetzt, das vor Beginn des Papierherstellungsverfahrens auf mechanischem Wege aus der Pulpe abgetrennt worden 1st.

Dieses Material besteht im allgemeinen aus einer Mischung schwerer Teilchen, wie Sand, Ton und andere Substanzen, die im Abfallpapier als Füllstoffe vorhanden sind. Weiterhin enthält es kleine Teilchen plastischer Filme, beispielsweise aus Polyäthylen. Solche Teilchen sind im Abfallpapier als Verunreinigungen oder in Form von Beschichtungen enthalten. Bei der Herstellung der Pulpe aus dem Rohmaterial wird dieser Film zu Teilchen mit Abmessungen von einem bis wenigen Millimetern aufges ch1agen.

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Wenn gemahlenes Holz als Rohstoff verwendet wird, enthält dieses Material auch Faserknoten, die aus kleinen Teilchen von zerfasertem Holz bestehen, die nicht zu Einzelfasern aufgeschlagen wurden.

Dieses Material, das bisher als völlig unbrauchbar angesehen wurde, macht - wenn es den oben genannten Suspensionen zugesetzt wird - diese sehr gut filtrierbar. Die anfallenden Filterkuchen enthalten in fester leicht verwerfbarer Form alle im Rohmaterial enthaltenen Bestandteile, die beim Papierherstellungsprozeß schädlich sind und die aus der Pulpe mechanisch abgeschieden werden, insbesondere schwere und grobe Bestandteile, wie Faserknoten, Sand, Ton und kleine Teilchen von plastischen Massen ebenso wie feine schwerfiltrierbare Bestandteile, wie Rufi-Teilchen und schleimige Verunreinigungen. Der große Vorteil des erflndungsgemäfien Verfahrens besteht darin, daß noch verwertbare Fasern aus dem Abwasser wiedergewonnen werden können, ohne daß der Zusatz von Filtrationshilfsmitteln erforderlich wäre, die nicht nur teuer sind sondern darüber hinaus auch noch zu einer Zunahme des Volumens des entstehenden Abfalls führen.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist darin zu sehen, daß

der Prozentsatz an verwertbaren Fasern im Abfall erheblich herabgesetzt wird. Die Rückgewinnung brauchbarer Fasern einerseits und die beachtliche Herabsetzung der Abfallmeng· ist sowohl aus Gründen der Kostenersparnis als auch des Umweltschutzes von Bedeutung.

Das erfindungsgemäß zuzusetzende Filtrationshilfsmittel fällt als Abfall bei der Herstellung der Pulpe an und kann beispielsweise in der Weise gewonnen werden, daß die Faser-

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suspension fraktioniert wird/ etwa mittels Cyclonen.

Das Abfallmaterial kann folgende Zusammensetzung aufweisen:

20 Gew.% synthetisches Material, beispielsweise Polyäthylen, 40 " Holzteilchen (Faserknoten), 40 " anorganische Stoffe wie Sand und Ton.

Es ist selbstverständlich, daß dies nur ein Beispiel für die mögliche Zusammensetzung eines brauchbaren Produktes ist. Die Zusammensetzung kann sich je nach Art des ursprünglichen Ausgangsmaterials ändern.

Es wurde gefunden, daß in allen Fällen, in denen ein Ausgangsmaterial verwendet wurde, das bedrucktes Papier und gemahlenes Holz enthält, ein Material erhalten wurde, welches in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann.

Aus der US-PS 3 574 098 war es bekannt, dem Abwasser gemahlenes Zeitungspapier, welches zuvor von öligen Bestandteilen befreit wurde, zuzusetzen. Das pulversisierte Material wird zuvor mehr oder minder stark karbonisiert und wirkt dann als Flockenbildner. Aus der genannten Patentschrift ist zu entnehmen, daß die Anwesenheit von ölen aus der Druckerfarbe nachteilig ist. Laut Spalte 3, Zeile 56-64 der Patentschrift verhindert dieses öl, daß sich feste Bestandteile in filtrierbarer Form niederschlagen und muß daher vorher durch Extraktion mit Perchloräthylen entfernt werden. Es ist daher überraschend, daß es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, Niederschläge, die verhältnismäßig große Mengen solcher öle enthalten,zu filtrieren.

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Die Erfindung wird anhand eines Verfahrenescheinas und durch Beispiele näher erläutert:

In der Zeichnung sind die verschiedenen Apparaturen durch Rechtecke dargestellt/ die durch Buchstaben gekennzeichnet sind, während die Reihenfolge der Verfahrensschritte durch Linien dargestellt und nummeriert ist.

In eine Vorrichtung A wird Rohmaterial 1, welches beispielsweise aus wenigstens teilweise bedrucktem Abfall-» papier besteht und Wasser 2 eingespeist und zu einem Faserbrei 3 verarbeitet. Dieser wird einem Reiniger B zugeführt, der aus einer Anzahl von Cyclonen bestehen kann. In diesem Reiniger wird der Faserbrei von schweren Bestandteilen, wie Sand, Ton, Füllstoffen und groben Materialien, wie plastischen Filmteilchen oder Faserknoten befreit. Die gereinigte Pulpe verläßt den Reiniger durch die Leitung 4 und wird zu einer Papiermaschine C geführt, in welcher die Herstellung von Papier erfolgt, welches die Maschine über 6 verläßt. Das vom Papierbrei 3 abgetrennte Material wird aus dem Reiniger B über 5 abgezogen. Dem die Papiermaschine C verlassenden Wasser (7) wird über 15 ein Flockenbildner, beispielsweise Aluminiumsulfat zugesetzt, wonach in einem Sedimentationsgefäß D (beispielsweise einer Zentrifuge) die so gebildeten Flocken vom Wasser getrennt werden. Das derart gereinigte Wasser wird aus dem Sedimentationsgefäß D über die Leitung 9 abgeführt und zu einem Teil (9 A) in dem Verfahrenskreislauf zurückgeführt, zu einem anderen Teil (9 B) abgeleitet. Die immer noch sehr wasserhaltige flockenförmige Masse, die im Sedimentationsgefäß D abgeschieden wurde, wird über 8 einer Trennvorrichtung E zugeleitet, in welcher die in der Masse enthaltenen Fasern mittels - beispielsweise - eines Siebabscheiders abgetrennt wer-

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den. Di··· Fasern werden fiber 11 der Einrichtung λ wieder zugeführt werden.

Die stark wasserhaltige, schleimige Masse, die weitgehend von Fasern befreit ist, tritt als Strom 10 aus der Vorrichtung E aus. Diesen Strom 10 wird das in B abgetrennte Material 5 zugefügt, und die zusammengeführten Ströme 5 und 10 werden dann in die Filtriereinrichtung F geleitet, der anfallende Filterkuchen über 13 zur Komprimierung in die Einrichtung G gebracht und zu einem festen Produkt 14 gepreßt, welches auf Abfallkippen gelagert oder Verbrennungsöfen zugeführt werden kann.

Das dargestellte Verfahreneschema zeigt eine mögliche AusfUhrungsform des erfindungsgemäBen Verfahrens, welches jedoch nicht auf diese speziellen Maßnahmen beschränkt ist. In Abhängigkeit von den eingesetzten Ausgangsstoffen ist es beispielsweise möglich, lediglich einen Teil des Stromes 5 mit Strom 10 zu mischen. Außerdem können auch andere allgemein übliche Verfahrensschritte durchgeführt werden, die aus dem Schema nicht zu ersehen sind.

Beispiel (Versuche 1 bis 7)

Aus den in der nachfolgenden Tabelle unter "A" angegebenen Ausgangsstoffen wird eine Fasersuspension hergestellt, die zunächst von schweren und groben Teilchen befreit wird. Diese letzteren Abfallprodukte werden später als Filtration·· hilfsmittel verwendet.

Die erhaltenen Pulpen werden mittels einer Papiermaschine in üblicher Weise zu Papier verarbeitet. Jeder Kubikmeter des d:w· Papiermaschine verlassenden Abwassers enthält

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- wenn das Ausgangsmaterial reine Cellulose war - 0,3 kg und bis zu 2,5 kg Feststoff, wenn das Ausgangsmaterial bedrucktes Papier war. Die Feststoffe bestehen im wesentlichen aus Fasern mit geringeren Längen als der mittleren Faserlänge des Ausgangsmaterials. Die Gesamtmenge an Feststoffen in Abwasser ist aus Spalte "B" der Tabelle su entnehmen .

Zu jedem Kubikmeter Abwasser, der die Papiermaschine verläßt, werden 25g Al₂(SO₄)- · 18 H₃O hinzugesetzt, wodurch sich ein Niederschlag bildet, der aus Aluminiumoxydhydrat, Fasern, Ruß-Teilchen und anderen mehr oder weniger schleimigen festen Teilchen besteht. Der Niederschlag wird durch Sedimentation abgetrennt und über einen Siebabscheider geführt, auf welches eine Abtrennung der Fasern erfolgt. (Die Menge, der so zurückgewonnenen Fasern ist in Spalte "C" der Tabelle angegeben).

Die abgetrennten Fasern werden in die Pulpe zurückgeführt. Die durch den Siebabscheider ablaufende Suspension ist bei den Versuchen 1 bis 4 (s. Tabelle) nicht ohne weiteres filtrierbar, während bei den Versuchen 5 bis 7, bei denen kein bedrucktes Papier als Ausgangsmaterial eingesetzt wurde, keine großen Schwierigkeiten bei der Filtration auftreten. Diesen Suspensionen, die nur noch geringe Fasermengen enthalten, werden die oben beschriebenen Abfallprodukte, die aus der Ausgangspulpe abgetrennt worden waren, zugesetzt. Dann wird die Suspension über einen Rotationsscheibenfilter geleitet, auf welchem aus den unlöslichen Verunreinigungen Filterkuchen mit guter Permeabilität gebildet werden. Sie lassen sich dem Filter leicht entnehmen und werden in einer Schneckenpresse zu einer festen kompakten Mass· verdichtet, dl· verworfen werden kann.

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Tabelle

Ver such	A Auegangsmaterial in Gew.I	gemahl, Holz	Cellu lose	B Feststoffe in Abwasser un mittelbar hin ter der Papier maschine in kg / 1000 kg Ausgangs material	C Fasermenge in kg trockene Fasern / 1000 kg Ausgangs material
1	be drucktes Papier	0	0	140	80
2	1OO	50	0	85	45
3	50	0	70	45	30
4	30	0	80	40	34 35
5	20	40	60	50	36
6	0	20	80	40	37
7	0	0	100	40
0

Aus den Versuchen 1 bis 4 ist ersichtlich, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich ist, 30 bis 80 kg Fasern pro 1000 kg Ausgangsmaterial zurückzugewinnen.

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Claims

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Patentanspruch

Verfahren zum Reinigen von Abwasser, das bei der Herstellung von Papier aus solchen Ausgangsstoffen, die ganz oder teilweise aus bedrucktem Abfallpapier bestehen, anfällt, wobei man dem Abwasser zunächst einen Flockenbildner zusetzt, dann aus der Masse die fasrigen Anteile abtrennt und der im wesentlichen faserfreien Suspension von Abfallstoffen in Wasser ein Filtrationshilfsmittel zusetzt, dann die festen Abfallstoffe durch Filtration oder Zentrifugieren vom Abwasser abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß man als Filtrationshilfsmittel das Material zusetzt, das vor Beginn des Papierherstellungsverfahrens auf mechanischem Wege aus der Pulpe abgetrennt worden ist.

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