Papiertechnische Stiftung

Wie im gesamten Abwasserbereich gehören auch in der Papierindustrie Membrananlagen zum Stand der Technik. Die Referenten stellten praktische Anwendungen in großtechnischen Anlagen vor sowie Ergebnisse aus Forschungs- und Pilotversuchen. 

Stand der Technik

Als typische Anwendungen, in denen bereits erfolgreich Membrananlagen eingesetzt werden und in denen in den kommenden Jahren noch deutliches Entwicklungspotenzial besteht, gelten:

– Membranbioreaktoren, als Alternative zur klassischen Belebung/Sedimentation. Eine Anzahl von mittlerweile mindestens 11 MBR-Anlagen in europäischen Papierfabriken zeigt deutlich die Relevanz der Technologie für die Papierbranche.

– die Ultrafiltration im internen Wasserkreislauf. Hier erschließt sich die Möglichkeit zur integrierten Einsparung von Wasser und Energie. Eine Technologie, die inzwischen weltweit bereits in zahlreichen Werken erfolgreich eingesetzt wird.

– die Rückgewinnung von Streichfarbenpigmenten aus Teilstromabwässern. Ein bereits seit Anfang der 90er Jahre etabliertes Verfahren, mit dem mittels Ultrafiltration die Streichpigmente in Spül- und Abwässern aufkonzentriert und zurück gewonnen werden können. Als Alternative zur ansonsten üblichen Flockung/Fällung dieses Teilstromes fallen somit keine Entsorgungskosten für Schlämme an, womit diese Anlagen auch eine äußerst kurze Pay-back Zeit von 1 bis 2 Jahren erreichen.

Forschungsziele und Visionen

Es wurden Technologien angesprochen, die bisher wenig verbreitet sind oder sich zum Teil erst in der Entwicklung befinden:

– Nanofiltration oder Umkehrosmose als weitergehende Reinigungsstufe. Wenn nach erfolgter biologischer Reinigung die gelösten, noch im Wasser enthaltenen Stoffe weiter verringert werden sollen, kann dies über die Verfahren Nanofiltration oder Umkehrosmose erfolgen. Zwei deutsche Papierfabriken setzen dieses Verfahren bereits ein.

– „Electrical-Driven“-Membranprozesse, Verfahren, die vor allem zur Entsalzung Anwendung finden können.

– Aus Abwässern der Zellstofferzeugung kann man mittels Umkehrosmose Hemicellulosen und Linginsulfonate aufkonzentrieren. Mit diesem Verfahren können Wertstoffe aus dem Abwasser gewonnen werden, die bisher noch völlig unbeachtet der Abwasserreinigung zugeführt werden.

– die keramische Ultra- und Nanofiltration. Die Entwicklungen der keramischen Membranfilter eröffnet Möglichkeiten, die gerade in der Papierindustrie künftig von Bedeutung sein werden. Besonders die hohe Materialbeständigkeit prädestiniert die Keramik für einen Einsatz in extrem heißen Prozessströmen oder in Anwendungen, die einen häufigen Einsatz von aggressiven Reinigungschemikalien erfordern.

– anaerob betriebene MBR-Verfahren. Diese vielversprechende Technologie steht noch am Anfang ihrer Entwicklung, wird aber weltweit bereits in einigen Spezialapplikationen eingesetzt. Das Thema ist für Forschung und Entwicklung derzeit von höchstem Interesse. Es wird dabei ein normaler MBR-Betrieb durchgeführt, mit dem Unterschied, dass die Membranstufe unter Luftausschluss in Kombination mit einem Anaerobreaktor betrieben wird. Der technologisch-wirtschaftliche Vorteil liegt dabei auf der Hand: die Energieerzeugung bei gleichzeitig stark minimiertem Schlammanfall. Diese Technologie ist ein Schritt in eine neue Richtung: Abwasser ist nicht mehr Problemstoff, sondern wertvoller Rohstoff zur Energiegewinnung.

Fazit

Membranprozesse haben in der Papierindustrie mit Sicherheit wirtschaftliche Einsatzgebiete, die vor allem durch den nachhaltigeren Einsatz der Ressourcen zum Tragen kommen. Ungenutzte Potenziale zur Einsparung von Wasser, Energie und Rohstoffen können mit den neuen Technologien genutzt werden. Man muss sich jedoch bewusst sein, dass die Wässer der Papierindustrie Inhaltsstoffe enthalten, die für eine Membranfiltration zu einer Herausforderung werden können. Dabei wurden vor allem die teils sehr hohen Kalziumkonzentrationen diskutiert. Trotz allem gibt es inzwischen technische Lösungen, die einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb einer Membrananlage ermöglichen.

An der Papiertechnischen Stiftung wird die Membrantechnik auch weiterhin von Bedeutung sein. Aktuell werden Forschungsprojekte zur weitergehenden Abwasserreinigung, zum thermophilen und anaeroben MBR-Betrieb oder zur Prozesssimulation bearbeitet. 

Unternehmen mit Interesse an der Mitwirkung an Projekten oder Seminaren der PTS zum Thema Membrantechnologie können sich den Autor (Kontakt) wenden.

 

KONTAKT

Papiertechnische Stiftung

Dipl.-Ing. Benjamin SIMSTICH

E-Mail: benjamin.simstich@ptspaper.de

Tel.: 089/12146-388