Abwasserbehandlung in der Papierindustrie

Die enorme Nachfrage an braunem Karton und Pappe, die durch die steigenden Umsatzzahlen im Onlinehandel getrieben wird, erfordert speziell abgestimmte Verfahren und Apparate bei der Aufreinigung der Abwässer. Rohstoff für die Produktion von braunem Karton und Pappe ist ein möglichst hoher Anteil an recyceltem Altpapier. Die bei der Wiederaufbereitung rückgewonnenen Fasern führen zu einem hohen Eintrag von Kalk, Füllstoffen und Bindemitteln. Aus der Produktion werden große Mengen an organischen Verbindungen mit dem Abwasser ausgetragen. Ein Großteil davon kann in einem anaeroben Verfahrensschritt bereits abgebaut werden. Für das Absenken der Schmutzfrachten im Abwasser auf ein Maß, das es erlaubt, das gereinigte Abwasser wieder in einen Vorfluter und damit die Umwelt abzugeben, wird jedoch zusätzlich ein aerober Verfahrensschritt benötigt.

Herausforderungen der aeroben Reinigung 

Im aeroben Verfahrensschritt werden Bakterien durch ein Belüftungssystem mit Sauerstoff versorgt und somit die organische Schmutzfracht zuverlässig abgebaut. Die Herausforderung in der aeroben Stufe besteht, neben einem energieeffizienten Sauerstoffeintrag, vor allem in den schwierigen Randbedingungen, die sich im Abwasser einer Papierfabrik ergeben. Sobald kalkhaltiges („hartes“) Wasser mit Umgebungsluft begast wird, kommt es zu einer Verschiebung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts. Es kommt im gesamten Becken (Wände, Rohrleitungen) zu flächigen Kalkablagerungen und zur Ausfällung von Kalkpartikeln. Diese liegen lose vor und lagern sich durch ihre hohe Dichte am Beckenboden ab, wenn sie nicht ausreichend stark durch eine Umwälzeinrichtung aufgewirbelt werden.

Der ausfallende Kalk lagert sich in die Schlammflocken ein, wodurch neben dem Sauerstoffeintrag auch eine ausreichend hohe Umwälzung vorhanden sein muss, um diesen schweren Schlamm homogen im gesamten Becken zu verteilen, den aeroben Prozess optimal zu fahren und Ablagerungen zu vermeiden.

Randbedingungen wie hohe Temperaturen, große Einblastiefen und Kalkausfällungen führen bei vielen Belüftungssystemen zu Beschädigungen und einem Einbruch der Sauerstoffzufuhr. Die Belüfter können durch die Partikel verschleißen, verstopfen (starker Anstieg des Druckverlustes) und stark an Eintragsleistung verlieren. Letztendlich kann der aerobe Verfahrensschritt nicht mehr die geplante Abbauleistung erbringen und die Ablaufwerte der Kläranlage übersteigen die genehmigten Zielwerte. Dies hat Auswirkungen auf die maximal mögliche Produktionskapazität.