Abwasser aus der Papier- und Kartonindustrie

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Die Papier- und Kartonindustrie ist ein wichtiger Sektor in der Produktionskette von Papier, Karton, Kartonverpackungen und Zellstoffprodukten. Diese Industrien verbrauchen nicht nur Holz und Energie, sondern stellen auch erhebliche Umweltprobleme dar. Eine der bedeutendsten ist die Abwasserbehandlung, d. h. die Entsorgung der dabei entstehenden flüssigen Abfälle. Dieses Abwasser hat eine komplexe chemische Zusammensetzung und enthält große Mengen organischer Schadstoffe, Schwebstoffe, Chloride und verschiedene chemische Elemente. Unbehandelte Abwässer können negative Auswirkungen auf Oberflächengewässer, Böden, lebenswichtige Ökosysteme und die menschliche Gesundheit haben.

1. Abwasserquellen aus der Papier- und Kartonindustrie

1. Zellstoffaufbereitung:
In diesem Schritt wird Holz oder Zellulose in Zellulose umgewandelt. Lignin wird chemisch von der Zellulose getrennt. Das dabei entstehende Abwasser enthält Schwebstoffe, organische Verbindungen und Chemikalien. Einer der wichtigsten Schadstoffe ist Schwarzlauge, die hohe Konzentrationen an organischen Stoffen und Salzen enthält.

2. Zellstoffwäsche:
Der Zellstoff wird gewaschen, um überschüssiges Material zu entfernen. Das Wasser in diesem Prozess enthält organische Stoffe und Salzverbindungen.

3. Bleichen:
Bei der Herstellung von weißem Papier muss Zellstoff mit Hilfe von Oxidationsmitteln gebleicht werden. Dabei entstehen persistente organische Verbindungen und Chloride, die die Umwelt schädigen.

4. Papierherstellung und -verarbeitung:
In dieser Phase entsteht Trink- und Waschwasser, sogenanntes „Weißwasser“, das Mikrofasern, Füllstoffe, Farbstoffe und Harze enthält.

Gerätereinigung und allgemeine Reinigung:
Wie in anderen Branchen auch, entsteht bei der Reinigung von Geräten und Förderbändern eine gewisse Menge Abwasser.

2. Eigenschaften des Abwassers aus Unternehmen der Papier- und Kartonindustrie

2.1 Physikalische Eigenschaften

Schwebstoffe: Das meiste Abwasser besteht aus Fasern und Füllpartikeln.
Farbe: Abwasser hat aufgrund des Vorhandenseins von Lignin und organischen Verbindungen normalerweise eine dunkelbraune Farbe.
Temperatur: Die Temperatur des abfließenden Wassers ist normalerweise hoch.
pH-Wert: Je nach Produktionsstadium kann er sauer oder alkalisch sein.
Geruch: Schwefelverbindungen oder anaerobe Bedingungen können unangenehme Gerüche verursachen.

2.2 Chemische Eigenschaften

BSB und CSB: Die Werte sind aufgrund des Vorhandenseins gelöster und suspendierter organischer Stoffe sehr hoch.
Ionen und Salze: einschließlich Natrium, Chlorid, Sulfat, Calcium usw.
Phenole und chlorierte Verbindungen: werden unter anderem zum Bleichen verwendet .
Zugabe von Chemikalien: Harze, Farbstoffe, Klebstoffe.
Schwermetalle: teilweise in sehr geringen Mengen vorhanden.

2.3 Umweltauswirkungen

Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im aufnehmenden Gewässer nimmt ab.
Chloride und Phenolverbindungen sind für Wasserorganismen giftig.
Langzeitfolgen wie Mutationen und Krebs.

3. Methoden der Abwasserbehandlung in der Papier- und Kartonindustrie

3.1 Vorbehandlung

Sieben: Entfernen von grobem Material.
Vorklärung: Abtrennung von Schwebstoffen.
Koagulation und Agglomeration: Umwandlung feiner Partikel in sedimentierbare Klumpen.
Druckentspannungsflotation (DAF): Entfernt leichte Partikel.
Homogenisator: reguliert Schwankungen in der Qualität und im Durchfluss des Abwassers .

3.2 Biologische Behandlung (sekundär)

Aerobe Verfahren: wie Belebtschlammverfahren, mobiler Biofilmreaktor usw.
Anaerobe Methoden: wie UASB-Reaktoren oder anaerobe Teiche für hohe organische Belastungen.
Kombiniertes anaerobes und aerobes Verfahren: die gängigste Methode zur Reduzierung der Schadstoffbelastung.

3.3 Zusätzliche Behandlungen

Membranen (UV, NF, RO): werden zur Trennung von Salzen und organischen Verbindungen verwendet.
Aktivkohleadsorption: entfernt organische Rückstände.
Erweiterte Oxidation: z. B. Ozon, UV/H₂O₂.
Sand- und Kohlefilterung: entfernt Partikel und reduziert die Farbe.

3.4 Schlammmanagement

Kondensation und Trocknung von Wasser: Verwenden Sie eine Filterpresse oder einen Bandfilter, um das Sedimentvolumen zu reduzieren.
Anaerobe Vergärung: erzeugt Biogas und reduziert das Schlammvolumen.
Verbrennung oder Deponierung von Abfällen: hängt von den örtlichen Gegebenheiten ab.

4. Probleme und Einschränkungen

Es gibt Verbindungen, die gegen Zersetzung beständig sind.
Schwankungen in der Abwasserqualität und im Abwasserdurchfluss .
Die Energie- und Chemikalienkosten sind hoch.
Problem mit verstopfter Membran.
Produziert große Mengen Schlamm.
Strenge Umweltstandards.
Wirtschaftliche Fragen kleiner Unternehmen.

5. Innovationen und neue Ansätze

Gereinigtes Wasser wird in der Produktionslinie wiederverwendet.
Verbessern Sie die Prozessgestaltung, um den Wasserverbrauch zu senken.
Moderne Membrananwendungen und Hybridsysteme.
Der Einsatz spezialisierter Pilze und Mikroorganismen zum Abbau komplexer Verbindungen.
Entfernt Farbstoffe und giftige Verbindungen durch Tiefenoxidation.
Implementierung intelligenter Steuerung und Echtzeitüberwachung .

6. Praktische Beispiele (Fälle)

Fabrikspezifikationen:

Produktionskapazität: 10.000 Tonnen/Jahr
Abwassermenge: 5000 m3/Tag
Eigenschaften der eingehenden Stoffe: CSB = 1200 mg/l, BSB = 600 mg/l, SS = 1200 mg/l

Behandlungsmöglichkeiten:
1. Homogenisierung und pH-Wert-Einstellung
2. DAF-Vorbehandlung
3. Anaerobe Behandlung (UASB)
4. Aerobe Behandlung (MBBR oder Belebtschlamm)
5. Filtration oder Ozonentfärbung
6. Schlammtrocknung in einer Filterpresse

Ergebnis: Der BCD des endgültigen Abwassers lag unter 25, der PHD unter 150 und der Salzgehalt unter 20 mg/l, was den Standards entspricht.

7. Lösungsvorschläge

Kontinuierliche Überwachung und Automatisierung des Systems.
Verbessern Sie die verwendeten Chemikalien.
Wiederverwendung eines Teils des gereinigten Wassers.
Nutzen Sie Biogasenergie.
Effizientes Schlammmanagement.
Professionelle Schulung des Personals.
Halten Sie sich an die Regeln und halten Sie Ihre Ausrüstung auf dem neuesten Stand.

Endlich

Aufgrund des hohen Gehalts an organischen Stoffen, Schwebstoffen und gefährlichen Chemikalien erfordert Abwasser aus der Papier- und Kartonindustrie eine mehrstufige Behandlung. Die Abwasserqualität kann durch die Kombination physikalischer, chemischer, biologischer und ergänzender Verfahren verbessert werden. Innovative Technologien wie Wasserwiederverwendung, Membrantechnologie und fortschrittliche Oxidation tragen ebenfalls zur nachhaltigen Entwicklung dieser Branche bei. Ein ordnungsgemäßes Abwassermanagement schont nicht nur die Umwelt, sondern spart auch Kosten und verbessert die Ressourceneffizienz.