DE3043518A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von abwaesserniederschlaegen bzw. -rueckstaenden - Google Patents
Verfahren zur rueckgewinnung von abwaesserniederschlaegen bzw. -rueckstaendenInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf die Zellstoff- und Papierindustrie und genauer auf die Verfahren zur Rückgewinnung von
Abwässerniederschlägen. Die Erfindung betrifft auch die Rückgewinnung
von Abwässerniederschlägen, die in ihrer Zusammensetzung Biomasse des überschüssigen Belebtschlammes, Faserstoff
und Rinde enthalten.
Die Erfindung kann in den Papierfabriken angewendet werden,
die Sulfatzelistoff produzieren und mit Anlagen zur biologischen
Abwässerreinigung ausgerüstet sind.
Die Zellstoff- und Papierindustrie ist eine der grössten
Industrien, die riesige Mengen an pflanzlichen Rohstoff (Holzgut) und an Wasser für dessen Verarbeitung verbrauchen. Etwa
50 Prozent des Rohstoffes treten nach der Verarbeitung in Form von verschiedenartigen - flüssigen und festen - Abfällen und
Rückständen auf. Die Abwässermengen und der Grad ihrer Verschmutzung hängen vom Stand der Technologie ab. Die Abwässer
der Zellstoff- und Papierproduktion werden je nach der Art der
betreffenden Verschmutzungen in laugenhaltige, saure, stinkende, rinde-, faserstoff- und schlammhaltige unterteilt. Die Beseitigung
von dispergieren Stoffen wie z.B. Faserstoff, Rinde u.a aus den Abwässern erfolgt mechanisch, z.B. in den primären
Absetzanlagen. Die wirksamste Methode der Entfernung von gelösten organischen Verschmutzungen aus den Abwässern ist die
biologische Reinigung. Das Wesen der biologischen Reinigung
von Abwässern besteht darin, dass die gelösten organischen Stoffe von den Mikroorganismen verarbeitet werden, indem
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ein Teil der organischen Stoffen oxydiert wird, und ein anderer in die Biomasse übergeht.
Das Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern gewährleistet einen hohen Reinigungsgrad, wobei sich aber
beträchtliche Mengen an überschüssigen Belebtschlamm bilden. Die Menge an überschüssigen Belebtschlamm beträgt 160 bis 210 g
pro 1 nr gereinigten Wassers. Der Belebtschlamm stellt eine amorphe flockenartige Masse dar, die dicht von den aeroben
Bakterien und anderen Mikroorganismen belebt ist. Dem mechanischen Zustand nach gehört Belebtschlamm zu den feinen Suspensionen,
die zu 98 Massenprozent aus Teilchen mit einer Grosse unter 1 mm bestehen. Der Belebtschlamm ist auch durch
einen hohen Wassergehalt gekennzeichnet. Die Schwierigkeiten bei der Aufbereitung von Biomasse des Belebtschlammes werden
gerade durch diese Faktoren bedingt, weil die Entfernung festgebundener Feuchtigkeit einen grossen Energieaufwand erfordert.
Ausserdem gewährleistet die Filtration keine vollständige Entwässerung und führt zur Verstopfung der Filtrationssiebe, was
seinerseits die Notwendigkeit wiederholter Regenerierung der Filtrationsfähigkeit der Siebe erfordert. Die Abführung
des Belebtschlammes in das natürliche Wassersystem in einer
solchen Form, in der er sich in den Reinigungsanlagen befindet, ist unmöglich, da dieses eine Verschlammung der Gewässer
und Störung der dort ablaufenden Naturvorgänge zur Folge hat. Deshalb werden Verfahren zur Aufbereitung des Überschüssigen
Belebtschlammes gesucht, die seine Rückgewinnung fördern.
Andere Quellen für Niederschläge in Abwässern der Zellstoff- und Papierindustrie sind die faserstoff- und rindehal-
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tigen Abwässer. FaserstoffhaItige Abwässer entstehen bei der
Herstellung von Halbprodukten, Papier, Pappe und Holzfaserplatten. Die Abführung; der faserstoffhaltigen Abwässer ohne
Reinigung ist unzulässig, da der Faserstoff zerfall zur Verschmutzung der Gewässer führt. Eindehaltige Abwässer entstehen
bei nasser Entrindung des Hölzgutes. In den Gewässern fällt die Rinde auf dem Boden und führt zur Änderungen des Stromungscharakters.
Die faserstoff- und rindehaltige Abwässer sollen des halb einer Reinigung unterzogen werden und die aus Faserstoff
und Rinde bestehenden Niederschläge - einer Vernichtung.
Es sind mehrere Verfahren zur Rückgewinnung von Abwässerniederschlägen
durch ihrer Benutzung im Produktionsverfahren der Zellstoff- und Papierbetrieben bekannt. Zu diesen
Verfahren gehört die Verwendung von Schlamm—Lignin, das bei
biologischer Abwässerreinigung entsteht, als Füllstoff in einer Menge von 0,6 bis 15 Massenprozent bezogen auf absolut trockenes
Produkt bei der Herstellung von Verpackungen (SU-ES 503967).
Gemäss SU-ES 440468 wird in die Papiermasse zur Herstellung
von Verpackungspappe unaufbereiteter Belebtschlamm in einer Menge
bis 20 Prozent bezogen auf absolut trockenes Produkt eingetragen.
' Die Anwendung des unaufbereiteten Belebtschlammes in den
Faserstoffmischungen führt zur Steigerung des DampfVerbrauches
im Pressenteil der Paniermaschine für die Entfernung der im Belebtschlamm
enthaltenden festgebundenen Feuchtigkeit; darum überschreitet der Verbrauch an Biomasse des Belebtschlammes unter
Produktionsbedingungen keine 3 Prozent und beträgt 13 kg pro 1 t Produkt.
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Gemäss SU-ES 536268 werden Hackspäne vor der Kochung in
einer Suspension des Belebtschlammes gehalten. Diese Behandlung führt zur Steigerung der Ausbeute des Zellstoffes und Verbesserung
seiner mechanischen Kennwerte. Ähnliche Ergebnisse werden bei der Verwendung von Biomasse des Belebtschlammes direkt
beim Kochen des Zellstoffes statt eines Teils oder der gesammten Schwarzlauge erzielt (Buchteev B.M., Ishkhanov V.A.,
Grudinin V.P., Dergunova T.V. "Verwendung von überschüssigem Belebtschlamm in der Technologie der Herstellung von Sulfatzellstoff",
Referativnaja Informatsija "Tselluloza, bumaga i
karton", 1979, N 15, S. 3-4).
Das Kochen des SuIfatzelistoffes erfolgt in einer starken
Weisslauge gemischt mit verbrauchter Schwarzlauge. Die starke Weisslauge wird wie folgt zubereitet. Die beim Kochen
des Zellstoffes verbrauchte Schwarzlauge wird verbrannt. Beim Verbrennen wird der organische Teil der Schwarzlauge abgebrannt
und der mineralische - Natriumsalze — bildet eine Schmelze. Die Hauptbestandteile dieser Schmelze sind Natriumkarbonat
(Na0CO0) und Natriumsulfid (Na0S). Die Schmelze wird in einer
beim Waschen von Weissschlamm entstandenen dünnen Weisslauge gelöst. Die Lösung der Schmelze in dünner Weisslauge bezeichnet
man als Grünlauge. Der Hauptbestandteil der Grünlauge - Natriumkarbonat - ist bei der Sulfatkochung des Holzrohstoffes
inaktiv. Natriumkarbonat wird deshalb in einen aktiven Kochungsreaktant - Ätznatron - überführt, d.h. es erfolgt eine
Kaust if izierungsreakt ion. Die Kaustifizierung erfolgt durch die
Einführung der erforderlichen Menge an Kalk in die Grünlauge. Bei der Kaustifizierung bilden sich starke Weisslauge und
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Weissschlamm (CaCOO . Die starke Weisslauge, die ein Gemisch
aus NaOH und Na2S darstellt, wird beim Kochen des Zellstoffes
eingesetzt.
Das Ersetzen eines Teils bzw. der gesammten Schwarzlauge
durch den überschüssigen Belebtschlamm bei der Sulfatkochung
des Zellstoffs ergibt keine Möglichkeit, auf diese Weise den gesammten in den Reinigungsanlagen entstehenden überschüssigen
Schlamm rückzugewinnen.
Es gibt ein Verfahren zur Vernichtung von Abwässernieder-· schlagen, das ein Abtransport des zuerst entwässerten und
getrockneten Niederschlags zu Abfalldeponien vorsieht. Dieses Verfahren zur Vernichtung von Abwässerniederschläge erfordert
aber die Errichtung von neuen Niederschlagssammlern je nach
dem Befüllen der schon vorhandenen. Dieses führt seinerseits zu einem Bedarf an neuen Bodenflächen. Ausserdem entstehen um
die Niederschläge herum keine umweltfreundliche Bedingungen. Deshalb bevorzugt man Verfahren zur Vernichtung von Abwässerniederschlägen,
die ihre Entwässerung, Trocknung und Verbrennung einschliessen.
Es ist ein Verfahren zur Vernichtung von Abwässerniederschlägen, insbesondere von überschüssigen Belebtschlamm bekannt,
das in der Koagulierung des Schlammes mit Eisen TIT-
-chloridlösung und Kalkmilch mit darauffolgender Entwässerung auf Vakuumfiltern, Trocknung und Verbrennung besteht (Yakovleva
O.I., Tkachenko N.I. "Abwässerreinigung", Verlag "Lesnaya
promyschlennost», Moskau, 1975f S. 40-42). Das Verfahren wird
wie folgt durchgeführt. Die Biomasse des überschüssigen Belebtschlammes
wird in einem Belebtschlammverdichter mit dem aus
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Faserstoff und Rinde bestehenden Niederschlag aus den primären Absetzanlagen im Verhältnis von 1:1 bzw. 1:2 vermischt.
Zur Verbesserung der Wasserabgabe des Niederschlages wird der letztere mit Eisen(III)-Chlorid und Kalkmilch bearbeitet. Danach
erfolgt eine Entwässerung des Niederschlages auf Vakuumfiltern, vor allem auf solchen mit einem schrägen Filtertuch.
Der entwässerte Niederschlag wird vom Vakuumfjltermaterial mit
Hilfe eines speziellen Messers bzw. mit Druckluft abgenommen. Der entwässerte Niederschlag mit einer Feuchtigkeit von 83 bis
85 Prozent wird einer thermischen Trocknung in Trocknungstrommeln bei einer Temperatur von 500 bis 8000C unterzogen. Der
getrocknete Niederschlag mit einer Feuchtigkeit von 2 bis 40 Prozent wird verbrannt. Die Vernichtung von Abwässerniederschlägen
nach dem bekannten Verfahren erfordert eine Errichtung von Thermotrocknuffigs- und Verbrennungsanlagen, die grosse
Energiemengen verbrauchen. Ausserdem enthält des bei der Entwässerung
des vor gängig koagulierten Niederschlages abgenommene und zu den Reinigungsanlagen abgeführte Filtrat giftige Eisen-
und Calciumverbindungen, was das Verfahren der biologischen Reinigung der Abwasser ungünstig beeinflußt, der Vorgang
der Niederschlagsentwässerung auf den Vakuumfiltern wird durch
die Verstopfung des Filtenaaterials begleitet, was eine Verschlechterung
seiner Filtrierfähigkeit zur Folge hat. Zwecks Regenerierung des Filtermaterials des Vakuumfilters wird es
ständig durch ein Einspritzsystem mit Wasser und ab und zu mit inhibierter Salzsäure gewaschen.
T)er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine abfallarme Technologie der Zellstoff- und Papierproduktion durch die
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Anwendung einer alkalischen Belebtschlammlösung bei der Zelist
offherst ellung und einer nach der Laugenbehandlung von Abwässerniederschlägen entstehenden alkalischen Masse bei der
Pappe- und Holzfaserplattenherstellung zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass man im Verfahren
zur Rückgewinnung von Abwässerniederschlägen, die die Biomasse des Belebtschlammes, den Faserstoff und die Rinde enthalten,
durch chemische Behandlung von Abwässerniederschlägen, Entwässerung sowie durch darauffolgende Wärmebehandlung
der gebildeten Produkte erfindungsgemäss als Chemikalie zur Abwässerniederschlägebehandlung eine alkalische
Losung mit einer Konzentration von 5 bis 80 g pro 1 Liter berechnet
als Na2O bei einer Temperatur von 20 bis 700C anwendet,
das erhaltene Reaktionsgemisch entwässert, wobei das gesammelte alkalische Filtrat, das die Produkte der alkalischen
Hydrolyse von Belebtschlamm enthält, zur Auflösung einer Schmelze bei der Zubereitung von Alkalikochlauge eingesetzt und die
entwässerte alkalische Masse in einer Menge bis 40 Massenprozent der Paserstoffmischung zur Pappe- und Holzfaserplattenherstellung
zugegeben wird.
Im System der biologischen Abwässerreinigung tritt als
Biooxydationsmittel eine Mikroorganismengemenge (Biozoenose) auf, die Bakterien, Protozoen sowie Algen und Pilze einschliesst
d.h. einen Belebtschlamm darstellt; Es gibt praktisch keinen Stoff organischer Herkunft, der nicht durch die Mikroorganismen
oxydiert werden kann. Die Abflüsse der Zellstoff- und Papierproduktion
sind durch eine grosse Verschiedenheit der Verschmutzungen gekennzeichnet, deshalb ist die Zusammensetzung
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der Mikroflora des in der Reinigungsanlagen der Betriebe verwendeten
Belebtschlammes so verschiedenartig. Eine führende Rolle in der Biozoenose spielen die Bakterien, deren Menge
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bis zu 10 Zellen je 1 kg trockener Biomasse beträgt. Während
ihrer Lebenstätigkeit verbrauchen die Mikroorganismen den organischen Anteil der Abwässer, vermehren sich und bilden einen
überschüssigen Belebtschlamm. Die Biomasse des Belebtschlammes wird durch einen hohen Gehalt - von 30 bis 50 Massenprozent
- an Eiweiss gekennzeichnet, der unter Einfluss von Laugen unter Bildung von positiv auf die Kochungsvorgänge der
Zellstoff- und Papierproduktion einwirkenden Aminderivaten
hydrolysiert. Das ermöglicht die Anwendung von den Alkalilösungen der Biomasse des Belebtschlammes in einer Stufe der Zubereitung
von starker Weisslauge bei der Sulfatzellstoffherstellung, indem diese Losungen zur Schmelzeauf lösung; zugeführt
werden.
Erfindungsgemäss kann zur Bearbeitung von Abwässerniederschlägen, die die Biomasse des überschüssigen Belebtschlammes
enthalten, eine dünne Weisslauge verwendet werden. Nach dieser Bearbeitung wird die durch die Produkte der Hydrolyse der Belebtschlammbiomasse
angereicherte dünne Lauge zur Auflösung der Schmelze mit nachfolgender Behandlung der Grünlauge nach
bekannter Methode eingesetzt. Die auf diese Weise hergestellte Alkalikochlauge wird durch die Produkte der alkalischen Hydrolyse
angereichert, was die Herstellung eines Zellstoffes verbesserter Qualität ermöglicht. Die Behandlung der Abwässerniederschläge
mit Alkalilösungen mit einer Konzentration unter 5 g
pro 1 Liter berechnet als Ka3O ist unzweckmässig, weil eine solche
Behandlung Erhöhung der Temperatur und Verlängerung der Dau-
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er, die für den Ablauf der Hydrolyse der Biomasse des Belebtschlammes
benotigt sind, erfordert. Die Verwendung von Alkalilösungen mit einer Konzentration über 80 g pro 1 Liter berechnet
als NapO ist auch unzweckmässig, weil sich dabei der Hydrolysengrad
der Biomasse des Belebtschlammes nicht erhöht.
Die alkalische Masse (nach Entwässerung) in einer Menge von 40 Massenprozent wird in eine Mischung zur Pappe- und Holzfaserplattenherstellung
zugegeben. Die alkalische Masse besteht aus Paser und Rinde gemischt mit unhydrolysiertem Belebtschlamm
und Produkten seiner alkalischen Hydrolyse. Die Zugabe der alkalischen Masse in einer Menge über 40 Massenprozent
in die Mischung zur Pappeherstellung ist infolge einer Verschlechterung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften
des Endproduktes unzweckmässig.
Bei der Herstellung von Papier, verschiedenartigen Pappen und Holzfaserplatten wird faserförmiger Rohstoff pflanzlicher
Herkunft angewendet. Der Faserrohstoff wird seinerseits durch die Kochung eines zellstoffhaltigen Pflanzenrohstoffes
hergestellt. Die Kochung, besteht in einer Absonderung von Lignin aus dem Faserstoff. Je nach der Art der in der Fabrik
herzustellenden Produktion wird ein Zellstoff mit unterschiedlicher Delignifizierungstiefe hergestellt, was seine physikalisch-mechanischen
Eigenschaften beeinflusst. Eine Möglichkeit des teilweisen Ersetzens des Faserstoffes durch einen Faserstoff,
der aus den Abwässern abgesondert ist, unter Beibehaltung bzw. Verbesserung der 'Eigenschaften des Endproduktes ermöglicht
eine Reduzierung des Verbrauches an zellstoffhaltigen Pflanzenrohstoff pflanzlicher Herkunft. Ausserdem bietet die
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"Verwendung eines aus den Abwässern abgesonderten !Faserstoffes
in den Mischungen für Pappen und Holzfaserplatten eine Möglichkeit, das Problem der Rückgewinnung dieses Faserstoffes
durch deren Rückführung in den Hauptproduktionszyklus zu lösen.
Es ist zweckmässig, als chemischen Reaktant zur Behandlung von Abwässerniederschlägen eine Sulfatweisslauge
zu benutzen..Es gibt zwei Arten von Sulfatweisslaugen. Die
starke Weisslauge wird bei der Sulfatkochung eines Pflanzenrohstoffes eingesetzt. Die beim Waschen eines Weissschlammes
entstehende dünne Weisslauge wird zur Auflösung der Schmelze bei der Zubereitung von der starken Weisslauge zugeführt. Das
Waschen des WeisSchlammes erfolgt bei einer Temperatur von
60 bis 80°C. Demgemäss ist in den Sulfatzellstoff herstellenden
und über ein Chemikalienrückgewinnungssystem verfügenden Betrieben immer eine alkalische Lösung mit der Temperatur von
60 bis 80°C, d.h. dünne Weisslauge vorhanden. Mittels dünner Sulfatweisslauge vor derer Zuführung zur Schmelzeauflösung
werden enfindungsgemäss Abwässerniederschläge behandelt, die in ihrer Zusammensetzung Biomasse des Belebtschlammes, Faserstoff
und Rinde enthalten. So gelangt zur Schmelzeauflösung eine dünne Weisslauge, die die Produkte der alkalischen Hydrolyse
der Biomasse des Belebtschlammes enthält. Die Behandlung der Abwässerniederschläge mit dünner Weisslauge,
die in der Produktion vorliegt und eine Temperatur von 60 bis 800C hat, schliesst eine Notwendigkeit ihrer Aufheizung
aus.
Das Wesen der Erfindung wird nachfolgend erläutert. Die Abflüsse, die eine Biomasse des überschüssigen Belebtschlam-
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mes enthalten,werden mit Faserstoff und Rinde enthaltenden
Abflüssen im Verhältnis von 1:1 bzw. 1:2 vermischt. Das Gemisch wird,z.B. in einem Vakuumfilter,entwässert. Die entwässerte
Masse wird mit Alkalilösung mit einer Konzentration von 5 bis 80 g pro 1 Liter berechnet als Na2O bei einer Temperatur
von 20 bis 80°C behandelt. Die Behandlung erfolgt in einem Rührkessel, dem die entwässerte Masse und Alkalilösung zugerührt
werden. Je nach der Temperatur und Konzentration der Alkalilösung beträgt die Behandlungsdauer 5 bis 60 Minuten.
Die unter Einfluss der Lauge ablaufende Hydrolyse der Biomasse des Belebtschlammes führt zum Übergang der Produkte der alkalischen
Belebtschlammhydrolyse in die Lösung. Der Hydrolysengrad der Biomasse des Belebtschlammes beträgt je nach der Temperatur
und Konzentration der Alkalilösung 50 bis 95»6 Prozent.
Beim nachfolgenden Vakuumfiltrieren des Reaktionsgemisches
erfolgt seine Trennung in die flüssige und feste Phasen. Die flüssige Phase in Form eines alkalischen Filtrates, des
die Produkte der alkalischen Hydrolyse des Belebtschlammes enthält, wird zur Auflösung der Schmelze bei der Zubereitung der
Alkalikochlauge der Sulfatzellstoffproduktion eingesetzt. Die
feste Phase in Form einer aus Faserstoff, Rinde und unhydrolysiertem
Belebtschlamm bestehenden alkalischen Masse wird mit den Produkten der alkalischen Hydrolyse des Belebtschlammes
gemischt und in einer Menge bis 40 Prozent der Mischung der Faserstoffmasse zur Herstellung von Pappe und Holzfaserplatten
zugegeben.
Auf der Abb. I ist eine der Ausführungsform des technologischen
Schema des erfindungsgemäßen Verfahren zur Rückgewinnung von Abwässerniederschlagen gezeigt.
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Aus einer Absetzanlage (I) wird der überschüssige Belebtschlamm
in einen Mischer (2) geleitet, dem auch Faserstoff und Rinde enthaltenden Abflüsse zugeführt werden. Das Verhältnis
der Abflüsse beträgt 1:1.. Das Gemisch wird weiter in einem Vakuumfilter (3) bevorzugt mit einem schrägen Filtertuch entwässert.
Das von dem Vakuumfilter (3) abgenommene Filtrat wird zur Zelistoffwäsche geleitet bzw. in die Reinigungsanlagen abgeführt.
Die entwässerte Niederschlagsschicht wird in einen Rührkessel (4) eingetragen, dem eine alkalische Lösung mit einer
Konzentration von 5 "bis 80 g je Liter berechnet als Na2O
zugegeben wird. Der Rührkessel (4) stellt einen Behälter dar und ist mit einem Rührwerk und öffnungen zur Beschickung mit
entwässerten Niederschlag und alkalischen Losung im oberen Teil und zur Abführung der alkalischen Reaktionssuspension im unteren
Teil versehen. Im Rührkessel (4) erfolgt eine alkalische Hydrolyse der Biomasse des Belebtschlammes. Die auf diese Weise
hergestellte Suspension, die aus einer alkalischen Losung (flüssige Phase), die die Produkte der alkalischen Hydrolyse
des Belebtschlammes enthält und einer festen Phase besteht, die den Faserstoff, die Rinde und einen Teil des unhydrolysierten
Belebtschlammes darstellt, wird auf einem Vakuumfilter (5) getrennt. Das von dem Vakuumfilter (5) abgenommene alkalische
Filtrat wird zur Auflösung der Schmelze bei der Zubereitung einer Alkalikochlauge der SuIfatzelistoffproduktion eingesetzt
und die entwässerte alkalische Masse wird der Fasermasse bei der Herstellung von Pappe und Holzfaserplatten zugegeben.
Bei der Aufbereitung der Faserstoffmasse zur Herstellung von Pappe wird dieser ein Leimstoff und zu dessen Festhalten
auf der Fasermatrix - ein Fällungsmittel zugegeben, wo-
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nach eine Pappebahn gegossen und anschliessend entwässert und getrocknet wird.
Bei der Herstellung von Holzfaserplatten wird in die fertige Fasermasse eine Paraffinemulsion eingeführt. Aus der auf
solche Weise aufbereiteten Masse wird eine Bahn geformt, die nachfolgend gepresst und aufgeheizt wird.
Die erfindungsgemässe Erfindung ermöglicht also die Realisierung
einer abfallarmen Technologie in den Zellstoff- und Papierbetrieben durch Anwendung von Abwässerniederschlägen
in den Hauptproduktionsstufen mit gleichzeitiger Reduzierung des Verbrauches an frischem Wasser pro 1 Tonne des Endproduktes.
In der Technologie der Herstellung von Pappe und Holzfaserplatten erlaubt die Erfindung den Verbrauch an pflanzlichen
Faserstoff mit gleichzeitiger Steigerung des Produktionsausstosses zu reduzieren. Der Ausschluss der Thermotrocknungs-
und Verbrennungsstufen des Niederschlags führt zur Reduzierung
des Energieaufwandes. Diese Erfindung ermöglicht es, die Ausnutzung
der früher für die Koagulierung der Niederschläge verwendenden unregenerierbaren und giftigen Reaktanten auszuschliessen.
Der von der Absetzanlage (1) abgenommene überschüssige Belebtschlamm wird in einem Mischer (2) mit dem aus Faserstoff
und Rinde bestehenden Niederschlag aus primären Absetzanlagen im Verhältnis 1:1 vermischt. Gleich nach dem Mischen gelangt
das Gemisch auf einen Vakuumfilter (3). Auf dem Vakuumfilter (3) wird das Gemisch bis zum Feuchtigkeitsgehalt von 85 Prozent
entwässert. Der entwässerte Niederschlag, der 43 Massenprozent
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Belebtschlamm und 57 Massenprozent Faserstoff und Rinde enthält, wird in einem Rührkessel (4) mit alkalischer Lösung mit
einem Gehalt an Gesamtlauge von 20 g pro 1 Liter berechnet als Na„O behandelt. Die Behandlung wird bei einer Temperatur
von 700C innerhalb von 20 Minuten durchgeführt. Der Hydrolysengrad
der Biomasse des Belebtschlammes beträgt unter diesen Bedingungen 95»6 Prozent (siehe Tab. 1). Das auf diese
Weise behandelte Gemisch wird in einem Vakuumfilter (5) bis zum Feuchtigkeitsgehalt von 80 Prozent entwässert. Das abgenommene
Filtrat mit einem Gehalt an Gesammtlauge von 19»5 g P^o
1 Liter berechnet als Na^O wird zur Schmelzeauflösung geleitet.
Die von dem Filtermaterial des Vakuumfilters (5) abgenommene alkalische Masse wird bei der Herstellung von Pappe und Holzfaserplatten
eingesetzt.
Beis-piel 2
Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlung mit alkalischer Losung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die Behandlung
mit alkalischer Losung wird unter folgenden Bedingungen durchge führt:
Gehalt an Gesamt lauge in Weisslauge 10 g/Liter
berechnet als NapO
Temperatur 70°C
Dauer 40 Minuten
Unter diesen Behandlungsbedingungen beträgt der Hydrolysengrad des Belebtschlammes 76,4 Prozent. Die nach der Entwässerung
des alkalischen Reaktionsgemisches entstehenden Produkte werden wie im Beispiel 1 eingesetzt.
Die Analyseergebnisse der Beispiele 1 und 2 sind in der Tabelle 1 angeführt.
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Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlung mit alkalischer
Lösung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die Behandlung mit alkalischer Lösung wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
Ätznatron (NaOH)-konzentration 5 g/Liter
berechnet als NanO
Temperatur 20°C
Dauer 60 Minuten
Unter diesen Behandlungsbedingungen beträgt der Hydrolysengrad des Belebtschlammes 50 Prozent. Die nach der Entwässerung
des alkalischen Reaktionsgemisches entstehenden Produkte werden wie im Beispiel 1 eingesetzt.
Beispiel 4
Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlung mit alkalischer Lösung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die Behandlung mit
alkalischer Lösung wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
Ätznatronkonzentration 20 g/Liter
berechnet als Na2O
Temperatur 200C
Dauer , 20 Minuten
Unter diesen Behandlungsbedingungen beträgt der Hydrolysengrad des Belebtschlammes 62,3 Prozent. Die nach der alkalischen
Behandlung hergestellten Produkte werden wie im Beispiel 1 eingesetzt.
Beispiel 5
Beispiel 5
Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlund mit alkalischer Lösung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die alkalische Behandlung
wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
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Ätznatronkonzentration 20 g/Liter
berechnet als Na2O
Temperatur 60 C
Dauer . 5 Minuten
Der Hydrolysengrad des Belebtschlammes beträgt 84,4 Prozent. Die nach der Entwässerung des alkalischen Reaktionsgemisches hergestellten Produkte werden wie im Beispiel 1
eingesetzt.
Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlung mit alkalischer Losung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die alkalische Behandlung
wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
Ätznatronkonzentration 20 g/Liter
berechnet als Na2O
Temperatur 60°C
Dauer 20 Minuten
Unter diesen Behandlungsbedingungen beträgt der Hydrolysengrad des Belebtschlammes 87,6 Prozent. Die bei der Entwässerung
des alkalischen Reaktionsgemisches hergestellten Produkte werden wie im Beispiel 1 eingesetzt.
Beispiel 7
Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlung mit alkalischer Lösung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die alkalische
Behandlung wird unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
Ätznatronkonzentration 20 g/Liter
berechnet als Na^O
Temperatur 700C
20 Minuten
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Unter diesen Behandlungsbedingungen beträgt der Hydrolysengrad des Belebtschlammes 93,4 Prozent. Die bei der Entwässerung
des alkalischen Reaktionsgemisches hergestellten Produkte werden wie im Beispiel 1 eingesetzt.
Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlung mit alkalischer Lösung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die Bedingungen
der alkalischen Behandlung sind wie folgt:
Ätznatronkonzentration 40 g/Liter
berechnet als NapO
Temperatur 20 C
Dauer 20 Minuten
Unter diesen Bedingungen beträgt der Hydrolysengrad des
Belebtschlammes 74,6 Prozent. Die bei der Entwässerung des alkalischen Reaktionsgemisches hergestellten Produkte werden
wie im Beispiel 1 eingesetzt.
Beispiel 9
Beispiel 9
Die Abwässerniederschläge werden zur Behandlung mit alkalischer Lösung nach Beispiel 1 vorbereitet. Die alkalische
Behandlung erfolgt unter folgenden Bedingungen:
Ätznatronkonzentration 80 g/Liter
berechnet als Na2O
Temperatur . 70°C
Dauer 5 Minuten
Unter diesen Behandlungsbedingungen beträgt der Hydrolysengrad des Belebtschlammes 80,2 Prozent. Die bei der Entwässerung
des alkalischen Reaktionsgemisches hergestellten Produkte werden wie im Beispiel 1 eingesetzt.
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- 20 - | Die Analysenergebnisse | 20 | 5 | Tempe ratur 0C |
Behandlungs dauer, Minuten |
3043518 | |
10 | 20 | 70 | 20 | der Beismele | |||
3 bis | 3 9 sind in der Tabelle 2 angeführt. | 20 | 70 | 40 | |||
Beispiels- Gehalt an Ge- NN° samtlauge in Weisslauge g/l berechnet als Na2O |
20 | Tabelle 1 | |||||
Beispiels- Gehalt an Ge- NN0 samtlauge in Weisslauge g/l berechnet als Na2O |
3 | 20 | Tempe ratur °C |
Behandlungs dauer, Minuten |
Hydrolysengrad Biomasse des Belebtschlam- mes % |
||
1 | 4 | 40 | 70 | 60 | 95,6 | ||
2 | 5 | 80 | 20 | 20 | 76,4 | ||
6 | Beispiel Io | 60 | 5 | Tabelle 2 | |||
7 | 60' | 20 | Hydrolysengrad Biomasse des Belebtschlam- me s % |
||||
8 | 70 | 20 | 50,0 | ||||
9 | 20 | 20 | 62,3 | ||||
70 | 5 | 84,4 | |||||
87,6 | |||||||
93,4 | |||||||
74,6. | |||||||
80,2 | |||||||
Das alkalische Filtrat, das die Hydrolyseprodukte des
Belebtschlammes enthält und das- man bei der Zubereitung der starken Weisslaugen einsetzt, wird wie folgt hergestellt.
130036/0526
Der überschüssige Belebtschlamm wird aus einer Absetzanlage (1) in einen Mischer (2) geleitet. Demselben wird
auch der Niederschlag aus den primären Absetzanlagen zugeführt, der aus Faserstoff und Binde besteht. Das Verhältnis von überschüssigen
Belebtschlamm zu Niederschlag aus den primären Absetzanlagen beträgt 1:1.Gleich nach dem Mischen gelangt das
Gemisch auf einen Vakuumfilter (3) zur Entwässerung. Der bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 85 Prozent entwässerte Niederschlag,
der 43 Massenprozent Belebtschlamm und 57 Massenprozent
Faserstoff und Rinde enthält, wird in einem Eührkessel (4) mit Weisslauge behandelt. Der Gehalt an Gesamtlauge in der
Weisslauge beträgt 20 g pro 1 Liter berechnet als Na^O· Die Behandlungstemperatur
beträgt 7O°C, die Behandlung dauert 20 Minuten. Unter diesen Bedingungen beträgt der Hydrolysengrad der
Biomasse des Belebtschlammes 95»6 Prozent. Das nach der Behandlung
gewonnene Eeaktionsgemisch wird auf einem Vakuumfilter (5)
bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 80 Prozent entwässert. Das bei der Entwässerung abgenommene alkalische Filtrat enthält
Produkte der alkalischen Hydrolyse des Belebtschlammes. Der Gehalt an Gesamtlauge gleicht 19,5 g pro 1 Liter berechnet
als Na2O. Im alkalischen Filtrat wird die Schmelze aufgelöst.
Die hergestellte Grünlauge mit einem Gehalt an Gesamtlauge von 125,2 g pro 1 Liter berechnet als Na3O, an aktive
Lauge von 42,9 g pro 1 Liter und mit einer Sulfidität von
28,2 Prozent wird kaustifiziert. Die Kaustifizierungsbedingungen
sind:
Temperatur 95°C
Dauer 2 Stunden
130036/0526
Der Kaustifizierungsgrad beträgt dabei 80,6 Prozent. Die bei der Kaustifizierung hergestellte starke Weisslauge ist durch
folgende Kennwerte gekennzeichnet:
Gehalt an Gesamtlauge 102,2 g/Liter
berechnet als Na^O
Gehalt an aktive Lauge 98,7 g/T iter
berechnet als Na^O
Sulfidität 27,9 Prozent
Das alkalische Filtrat, das die Produkte der alkalischen
Hydrolyse der Belebtschlammbiomasse enthält, wird wie
im Beispiel 10 hergestellt.
Das alkalische Filtrat und die Weisslauge mit einem Gehalt
an Gesamtlauge von 19»5 g pro 1 Liter werden im Verhältnis
von 1:1 zur Schmelzeauflösung zugeführt. Die Grünlauge mit
einem Gehalt an Gesamtlauge von 125,2 g pro 1 Liter berechnet als Na2O» an aktive Lauge von 43,4 g pro 1 Liter berechnet
als Na2O und mit einer Sulfidität von 27»7 Prozent wird kaustifiziert.
Die Kaustifizierungsbedingungen sind wie im Beispiel 10. Der Kaustifizierungsgrad beträgt 80,3 Prozent und die starke
Weisslauge hat folgende Kennwerte:
Gehalt an Gesamtlauge 101,8 g/Liter
berechnet als Na-O
Gehalt an aktive Lauge 98,5 g/Liter
berechnet als Na?0
Sulfidität 27,4 Prozent.
Zur Auflösung der Schmelze wird dünne Weisslauge mit einem Gehalt an Gesamtlauge von 19,5 g pro 1 Liter berechnet als
130036/0526
Na?0 eingesetzt, die hergestellte Grünlauge mit einem Gehalt
an aktive Lauge von 41,2 g pro 1 Liter berechnet als Na2O und mit einer Sulfidität von 28,0 Prozent wird kaustifiziert.
Die Kaustifizierungsbedingungen sind wie im Beispiel
10. Der Kaustifizierungsgrad beträgt dabei 81,2 Prozent und
die starke Weisslauge enthält 102,1 g/l Gesamtlauge (berechnet
als Na2O), 98,8 g/l aktive Lauge (berechnet als Na2O) mit
einer Sulfidität von 27,8 Prozent.
Die Kennwerte der in den Versuchen der Beispiele 10 bis 12 hergestellten Grün- und Weisslaugen sind in der Tabelle 3
angeführt.
Die in der Tabelle 3 angeführten Angaben zeugen davon, dass die Verwendung des durch die Produkte der Belebtschlammhydrolyse
aufbereiteten alkalischen Filtrats bei der Zubereitung von starken Weisslaugen eine Herstellung von Laugen ermöglicht,
deren Qualität nicht unter dieser der nach dem bekannten Verfahren erhaltenen steht.
Kennwerte | der Grünlauge | Lauge, g/l | Sulfidi | Kausti- | Kennwerte der | Ge_ Salfi | |
Bsp. WTJO |
Gehalt an | Gehält an | als berech | tät, % | fikati- | Weisslauge | halt dl~ |
JWrI " | Gesamtlau-aktive | net Na?0 | onsgrad | Gehalt | an ak- *a* | ||
.ge g/l ' | % | an Ge | tive * | ||||
als be- | samt | Lauge | |||||
rechhet | lauge | g/l | |||||
NagO | g/l | als | |||||
42,9 | als be | berech | |||||
43,4 | rechnet | net | |||||
41,2 | 28,2 | 80,6 | Na2O | 98,7 27,9 | |||
125,2 | 27,7 | 80,3 | 98,5 27,4 | ||||
10 | 125,2 | 28,0 | 81,2 | 102,2 | 98,8 27,8 | ||
11 | 125,2 | 101,8 | |||||
12 | 102,1 | ||||||
130036/0526
In die Faserstoffmischung zur Pappeherstellung wird
eine nach dem folgenden Verfahren hergestellte alkalische Masse zugegeben. Der überschüssige Belebtschlamm wird aus einer
Absetzanlage (1) in einen Mischer (2) geleitet, wo er mit dem aus Paserstoff und Rinde bestehenden Niederschlag
aus den primären Absetzanlagen im Verhältnis von 1:1 gemischt wird. Gleich nach dem Mischen gelangt das Gemisch auf einen
Vakuumfilter (3) zur Entwässerung. Der bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 85 Prozent entwässerte Niederschlag, der aus
43 Massenprozent Belebtschlamm und 57 Massenprozent Faserstoff
und Rinde besteht, wird in einem Rührkessel (4) mit Weisslauge behandelt. Der Gehalt an Gesamtlauge in der Weisslaup;e beträgt
20 g pro 1 Liter berechnet als ÜTapO. Die Behandlung wird innerhalb
von 20 Minuten bei einer Temperatur von 700C durchgeführt.
Nach der alkalischen Behandlung wird das Reaktionsgemisch auf einem Vakuumfilter (5) bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt
von 80 Prozent entwässert. Aus der auf diese Weise hergestellten alkalischen Masse und dem ungebleichten Sulfatzellstoff
wird eine Faserstoffmasse zur Pappeherstellung gefertigt.
Die Bestandteile dieser Faserstoffmasse (in Massenprozent) sind:
ungebleichter Sulfatzellstoff 75
alkalische Masse 25
Die Faserstoffmasse wird bis 76° SR (Schopper-Riegler-Skala)
gemahlen, anschliessend wird dieser ein Leimstoff, z.B. Harzleim ausgehend von 6 kg je 1 t und Fällungsmittel, z.B. Tonerde
in einer Menge von 70 kg je 1 t zugegeben. Aus der auf die-
130036/0526
se Weise hergestellten Faserstoffmasse wird Pappe mit einer
Masse von 200 g/m gefertigt, deren Eigenschaften wie Saugfähigkeit,
Bruch, abs. Durchdrückungswiderstand und Rinpdruckfestigkeit
nachfolgend geprüft werden. Die hergestellte Pappe wird durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:
2 Saugfähigkeit 18 g/m
Bruch (Doppelfalzzahl) 167
2 abs. Durchdrückungswiderstand 5>3 kp/cm
Ringdruckfestigkeit 31 kp
Die alkalische Masse wird nach Beispiel 13 hergestellt. Aus der hergestellten alkalischen Masse und dem ungebleichten
Sulfatzellstoff wird eine Faserstoffmasse folgender Zusammensetzung
(in Massenprozent) gefertigt:
ungebleichter Sulfatzellstoff 70
alkalische Masse 30
Die Faserstoffmasse wird wie im Beispiel 13 behandelt und
anschliessend daraus wird eine Pappe mit einer Masse von
200 g/m gefertigt. Die mechanischen Kennwerte der hergestellten Pappe werden geprüft. Die Pappe hat folgende Kennwerte:
Saugfähigkeit 15 g/m2
Bruch (Doppelfalzzahl) 143
abs. Durchdrückungswiderstand 5,0 kp/cm
Ringdruckfestigkeit 31 kp
Die alkalische Masse wird nach Beispiel 13 hergestellt. Aus der alkalischen Masse und dem ungebleichten Sulfat zellstoff
wird eine Faserstoffmasse folgender Zusammensetzung (in Massenprozent) gefertigt:
130036/0526
ungebleichter SulfatzeIlstoff 60
alkalische Masse 40
Die !Faserstoffmasse wird dann wie im Beispiel 13 behandelt
und die Pappe mit einer Masse von 200 g/m wird hergestellt.
Die mechanischen Kennwerte der hergestellten Pappe sind wie folgt:
2 Saugfähigkeit 16 g/m
Bruch (Doppelfalzzahl 161
2 abs. Durchdrückungswiderstand 4,7 kp/cm
Ringdruckfestigkeit 32 kp
Die Qualitätskennwerte der Pappen, die nach der in Beispielen
13 bis 15 beschriebenen Technologie hergestellt sind,
sind in der Tabelle 4 angeführt.
Die in der Tabelle 4 angeführten Prüfergebnisse zeugen davon, dass die aus den Abwässerniederschlägen abgetrennte
alkalische Masse in den Faserstoffmischungen zur Herstellung
von Verpackungs- Bau- und Schupappen angewendet werden kann.
Die alkalische Masse wird nach Beispiel 13 hergestellt. Aus alkalischen Masse und einer Holzmasse wird Faserstoffmischung
folgender Zusammensetzung (in Massenprozent) gefertigt:
Holzmasse 90
alkalische Masse 10
Die gefertigte Masse wird mit Schwefelsäure neutralisiert,
anschliessend wird der letzteren eine Paraffinemulsion in einer Menge von 0,3 Massenprozent eingeführt und eine Faserstoffbahn
geformt, die nachfolgend innerhalb von 7 Minuten unter einem
Druck von 30 kp/cm und bei einer Temperatur von 180°C gepresst wird. Die hergestellten Holzfaserplatten haben folgende Kennwerte:
130036/0526
3043518 | |
870 | kp/m3 |
8 | Prozent |
16 | Prozent |
12 | Prozent |
530 | ρ kp/cm |
Dichte
feuchtigkeitsgehalt Wasseraufnahme (in 24 Stunden)
Quellen (nach der Stärke, in 24 Stunden)
Biegefestigkeit
Die alkalische Masse wird nach Beispiel 13 gefertigt. Die Holzfaserplattenbahn wird wie folgt hergestellt. In eine
Holzmasse (90 Massenprozent) wird eine Paraffinemulsion in einer Menge von 0,8 Massenprozent eingeführt, eine Plattengrundschicht
wird gepresst und die vorgängig mit Schwefelsäure neutralisierte alkalische Masse (in einer Menge von 10 Massenprozent)
wird als Innenschicht aufgetragen. Die Pressbedingungen: Druck 30 kp/cm , Temperatur 1800C, Dauer 7 Minuten.
Die hergestellten Holzfaserplatten haben folgende Kennwerte:
Dichte
Feuchtigkeitsgehalt
Wasseraufnahme (in 24 Stunden)
Quellen (nach der Stärke, in 24 Stunden)
Biegefestigkeit
Tie Faserstoffmasse zur Herstellung von Holzfaserplatten
wird nur aus der Holzmasse gefertigt. Die Platten werden nach Beispiel 16 hergestellt. Die Platten weisen folgende Kennwerte
auf:
130036/0526
870 | kg/m3 |
8 | Prozent |
16 | Prozent |
12 | Prozent |
500 | ρ kp/cm |
870
8 Prozent 22 Prozent
15 Prozent 2
Dichte
Feuchtigkeitsgehalt
Wasseraufnahme (in 24 Stunden)
Quellen (in 24 Stunden)
Biegefestigkeit 350 kp/cnf
Die Eigenschaften der nach Beispielen 16 bis 18 hergestellten Holzfaserplatten sind in der Tabelle 5 zusammengefasst.
Z us ammens e t ζ ung der Faserstoffmischung
Mechanische Kennwerte
Ungeblei- Alkali- Lichte, Saugfä-Bruch,Abs.Durch- Ringchter
SuI- sehe g/m higkeit, Dop- drückungs- druck-
fatzell- Masse g/m pel- widerstand festigst off (in Mas- falz Vr>/cm 2 kerb,
(in Masseri-senpro- zahl p/ kp
prozent) zent)
13 | 75 | 25 | It, 5 | 200 | 18 | 167 | 5 | ,3 | 31 | 5 |
14 | 70 | 30 | 200 | 15 | 143 | 5 | ,0 | 31 | ||
15 | 60 | 40 | 200 | 16 | 161 | 4 | ,7 | 32 | ||
Kennwerte | Beispiele | |||||||||
1 | 16 | 17 | ||||||||
kg/m3 | 2 | 3 | Tabelle | |||||||
Dichte, | F e uc ht igke it sge ha | 870 | 870 | |||||||
8 | 8 | |||||||||
18 | ||||||||||
4 | ||||||||||
870 | ||||||||||
8 |
130036/0526
1 | 2 | 3 | 4 |
Wasseraufnahme, in 24 Stunden, | |||
% | 16 | 18 | 22 |
Quellen (nach der Stärke, in | |||
24 Stunden) | 12 | 13 | 15 |
2 Biegefestigkeit, kp/cm |
530 | 500 | 350 |
Die Prüfergebnisse zeugen davon, dass die Rückgewinnungvon Abwässerniederschlägen durch ihre Anwendung in den Hauptproduktionsstufen
ermöglicht es, Produkte mit hohen Qualität skennwerten herzustellen.
130036/0526
Leerseite
Claims (2)
- PATENTANWÄLTE 'SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCKMARIAHILFPLATZ 2 4 3, MÖNCHEN SO POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÜNCHEN S5ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICEVseso juznoe nautschno-proizvodatvennoe objedinenie celljulozno-bumasch-nO j prOmySChlennOSti . DIPL-CHEM1DR1URSULASCHuBEl-HOPFAmurskij celloulozno-kartonnyj kombinatDIPL. INS. DIETER EBBINQHAUSDR·1Ne D1ETER F1NOKTELEFON (OBB) 4B2O64TELEX 6-23 666 AURO DTELEORAMME AUROMARCPAT MÜNCHENDEA-2155918. November 1980VERFAHREN ZUR RÜCKGEWINNUNG VON ABWÄSSERNIEDERSCHLAGENBZW. -RÜCKSTÄNDENPatentansprüche1* Verfahren zur Rückgewinmmg von Abwässerniederschlägen bzw. -rückständen, die Biomasse des Belebtschlammes, Faserstoffe und Rinde enthalten, durch chemische Behandlung der Abwässerniederschläge, Entwässerung sowie durch darauffolgende Wärmebehandlung der gebildeten Produkte, dadurch gekennzeichnet , daß man als Chemikalie eine alkalische Lösung mit einer Konzentration von 5 bis 80 g pro 1 Liter, berechnet als Na2O7 bei einer Temperatur von 2O bis 700C verwendet, das erhaltene Reaktionsgemisch entwässert, wobei das gesammelte alkalische Filtrat zur Auflösung einer Schmelze bei der Zubereitung einer Alkalikochlauge eingesetzt und die entwässerte alkalische Masse in einer Menge bis 40 Massenprozent der Faserstoffmischung zur Herstellung von Pappe und130036/0526ORiGiNAL INSPECTEDHolzfaserplatten zugegeben wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als chemischen Reaktant eine SuI-fatweisslauge einsetzt.130036/0526
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SU792847164A SU1044708A1 (ru) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Волокниста масса дл изготовлени картона и древесно-волокнистых плит |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |