Das Projekt "Bestandsaufnahme und Verbesserung von Wasserkreislaeufen in Papierfabriken mit integrierter Altpapierstofferzeugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung, Wasser-, Abwasser- und Reststoff-Forschungsstelle durchgeführt. 1. Der bei der Papiererzeugung seit 1974 von 48 auf 16 l/kg Produkt verringerte mittlere Frischwassereinsatz und die Zunahme der mit dem Altpapier eingetragenen Stoerstofffracht fuehrte zu einer Aufkonzentrierung von geloesten und kolloidalen Substanzen im Kreislaufwasser. Durch angepasste Kreislaufschaltungen kann die erhoehte Belastung des Kreislaufwassers vermieden werden, um eine geregelte Produktion und eine entsprechende Produktqualitaet zu gewaehrleisten. Bisher sind jedoch kaum allgemeine Regeln erkennbar, die eine verbesserte Kreislaufschaltung bei einer bestimmten Produktgruppe auszeichnen. 2. Ziel des Vorhabens war die Aufstellung allgemeiner Regeln zur Bewertung von Kreislaufschaltungen am Beispiel altpapierverarbeitender Papierfabriken und die Erarbeitung von Massnahmen zur Reduzierung der Kreislaufbelastung und damit zur Verringerung von Produktionsstoerungen. 3. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Untersuchungen in 8 Papierfabriken mit integrierter Altpapierstofferzeugung durchgefuehrt und umfassende Daten zur Belastung und Schaltung der Wasserkreislaeufe ermittelt. Es wurde eine Vorgehensweise zur systematischen Bestandsaufnahme von Wasserkreislaeufen erarbeitet. Die untersuchten Systeme unterscheiden sich nicht nur in der Hoehe der Belastung des Kreislaufwassers, sondern auch in der Struktur der Kreislaeufe stark voneinander. Die bekannten Kennzahlen (z.B. K1) deuten auf ein meist beachtliches Optimierungspotential hin. Zur Praezisierung des Optimierungspotential wurde ein neuer Kennwert (K2) entwickelt. Mit den Kennwerten K1 und K2 kann die Ist-Situation bewertet sowie der Erfolg von Optimierungsmassnahmen in Wasserkreislaeufen definiert und kontrolliert werden. Die Kennwerte stellen ein einfaches und leicht zu handhabendes Werkzeug zur Optimierung der Wasserkreislaeufe dar. 4. Fuer jede Papierfabrik wurden Optimierungsvorschlaege erarbeitet, die Reduzierungen der spezifischen Frischwassermengen um bis zu 50 Prozent bzw. die Verringerung der Belastungen (CSB) an den Papiermaschinen um bis zu 80 Prozent ermoeglichen. Mit diesen und einer Reihe weiteren Massnahmen zur Optimierung der Wasserkreislaeufe koennen Produktionskosten von bis zu 55 DM/t eingespart werden.
Das Projekt "Weiterentwickung und Einsatz mineralölfreier Zeitungsdruckfarben im Zeitungsdruck" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FOGRA Forschungsgesellschaft Druck e.V. durchgeführt. Die Migration von kritischen Mineralölbestandteilen aus Verpackungen in Lebensmittel und die erhöhten Mineralölgehalte in unbedruckten Verpackungen aus Recyclingkarton können unter anderem auf das Recycling von Zeitungen und die darin enthaltene Druckfarbe zurückgeführt werden. Aus unserer Sicht kann die Mineralölbelastung graphischer Altpapiere eine Enschränkung der Verwertbarkeit des Altpapiers für die ökologisch sinnvolle Herstellung von Recyclingkarton für Verpackungszwecke darstellen. Produkte sollen gemäß KrwG so entwickelt werden, dass bestehende Stoffkreislaufsysteme nicht gefährdet werden. Die Mineralölbelastung im Karton kann am effektivsten reduziert werden, wenn an der wesentlichen Quelle, den mineralölhaltigen Druckfarben für den Coldset-Offset Druck (Zeitungsdruck) angesetzt wird. In dem abgeschlossenen Forschungsvorhaben 37114333/3 'Druckversuche mit alternativen Druckfarben' wurde gezeigt dass mineralölfreie Druckfarben technisch herstellbar und einsetzbar sind. Ihr dauerhafter Einsatz erfordert allerdings die längerfristige Anpassung und Optimierung der Druckmaschine. Auch die Deinkbarkeit der Farben muss noch optimiert werden. In diesem Folgeprojekt sollen die mineralölfreien Farben nun für einen Langzeittest in einer Druckerei weiterentwickelt und langfristig für mindestens 6 Monate in einer Druckerei getestet werden. Derzeit noch bestehende technische Einschränkungen, wie die zu geringe Wegschlaggeschwindigkeit, die Verbesserung der farbrichtigen Wiedergabe mehrfarbiger Announcen, die Verbesserung der Deinkbarkeit sowie den problemlosen Wechsel von Farbe und Feuchtmittel sollen in dem Projekt bearbeitet werden.
Das Projekt "Development of strategies for increase of plant availability of membrane bioreactors in waste paper using paper mills" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. The objective of the research project is an increased availability of membrane bioreactor systems with submerged ultra filtration membranes. This aim should be gained by identification of organic und inorganic substances, MBR operating conditions and sludge properties causing membrane layers. Knowing the substances efficient cleaners and cleaning strategies should be elaborated and tested in continuous operation on-site. Guideline values should be defined showing the limits for economic operation. Inappropriate criteria will be expressed if waters, substances or operating conditions affecting the plant performance avoiding economic operation. Effluent samples from 10 different paper mills have been examined in laboratory tests using different membrane material, pressure and filtration volume. Filterability seems to depend on the content of soluble ingredients. Filter material, pore size and pressure have less influence. criteria for estimation of filterability have been established based on the flux rate. The developed method for early evaluating filterability of effluents can only be used as a rough estimation. Trials with laboratory MBR plant had been operating on-site in three mills. Operation depends on the quality of the biological treatment process and the water composition. Some water ingredients, e.g. acrylates might cause problematic layers in case of polymerisation. Incomplete biological degradation forces development of EPS. EPS is a basis for biofilm and therefore a serious factor causing biofouling. Sole scaling is the least blocking problem. It can be removed using effective reagents, defined by analytic examination of effluent ingredients and laboratory trials. Fouling and biofouling effects are more serious in treatment. Therefore lifting the overlay in the first step is most important than treatment with the right reagents. Using the effective reagents is important for the second step. In most cases fouling/biofouling layers are more difficult in removing. Early cleaning improves the cleaning success.
Das Projekt "Stärke für die Papierindustrie - Refixierung der im Kreislauf vagabundierenden Stärke aus dem Rohstoff Altpapier in das Fasergefüge des neugebildeten Wellpappenrohpapiers (207)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Die bei der Herstellung von Verpackungspapieren vorwiegend eingesetzten Altpapiersorten bestehen zu ca. 3-6 Prozent aus nativer, abgebauter Stärke. Bei der Zerfaserung des Altpapiers im Pulper geht die Stärke in Lösung und belastet dadurch den Wasserkreislauf. Die Folge sind CSB-Gehalte in Höhe von z.B. 5.000-8.000 mg/l. Die im Kreislaufwasser vagabundierenden Stärkeprodukte sind Ursache für Geruchsbildung, Korrosion und eine reduzierte Wirksamkeit der chemischen Additive. Der größte Anteil der vagabundierenden Stärke wird bei der Blattbildung nicht an die Faser gebunden, sondern gelangt mit dem Siebwasser zur Kläranlage. Ihre Reduzierung könnte viele große Probleme der altpapierverarbeitenden Papierfabriken abschwächen. Die im Kreislaufwasser vagabundierende Stärke wird isoliert und charakterisiert. Auf Basis der Ist-Stand-Analyse sollen ausgehend von der molekularen Zusammensetzung und möglichen effektiven Funktionalisierungen verschiedene Anwendungen mit Additiven im Wet-End und im Oberflächenauftrag untersucht werden. Das Projekt ist sehr risikoreich, da nicht abgeschätzt werden kann, ob die molekulare Zusammensetzung der vagabundierenden Stärke deren weitere Verwendung gestattet.
Das Projekt "Vergleich der Eignung und Effizienz von Maßnahmen zur Geruchsvermeidung und -minderung in einer Altpapier verarbeitenden Papierfabrik in Innenstadtlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schulte und Söhne durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Auf der Basis umfangreicher Emissionsmessungen und Ausbreitungsberechnungen im Rahmen des Genehmigungsverfahrens zur Kapazitätserhöhung erarbeitete die Unternehmensberatung Dr. Wohlfarth ein von der Behörde gebilligtes Geruchssanierungskonzept. Die vorgeschlagenen Maßnahmen waren aber überwiegend end-of-the-pipe-Lösungen, die nicht auf die Verminderung des Geruches sondern auf die modifizierte Ableitung der Gerüche abzielen. Die Maßnahmen sollten durch geeignete alternative Maßnahmen substituiert werden, deren Schwerpunkt auf der Bekämpfung der Ursachen für die Geruchsbildung abzielen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Insgesamt 13 verschiedene Maßnahmen wurden untersucht. Dabei handelte es sich um Maßnahmen, die auf verfahrenstechnischem, chemischem, biologischem oder physikalischem bzw. einer Kombination daraus Geruch vermeiden oder mindern sollten. Ein Teil der Maßnahmen wurde als Versuche in der Papierfabrik durchgeführt, sofern dies technisch machbar war. Andere Maßnahmen wurden aufgrund von Technikumsversuchen beurteilt. Jede der Maßnahmen wurde hinsichtlich des zu erwartenden Minderungseffektes und der Wirtschaftlichkeit bewertet Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit und die Auswirkung der verschiedenen Maßnahmen auf die Ergebnisse der Ausbreitungsberechnung erfolgte in enger Zusammenarbeit zwischen dem Antragsteller und den Kooperationspartnern. Eine zentrale Bedeutung kam den olfaktrometischen Messungen an drei ausgewählten Abluftquellen der Papierfabrik vor und nach Umsetzung der jeweiligen Maßnahmen zu. Nur diese Messungen geben eine eindeutige Aussage zur Wirksamkeit der Maßnahmen. Nachdem für die einzelnen Vermeidungsmaßnahmen die erzielten Geruchsminderungen messtechnisch quantifiziert wurden, wurde für jede Maßnahme eine Ausbreitungsberechnung durchgeführt. Die Maßnahmen Kreislauftrennung Stoffaufbereitung und Papiermaschine und Verstärkte biologische Kreislaufwasserreinigung können nicht in Praxisversuchen evaluiert werden. In diesen beiden Fällen sind Simulationsberechnungen durchgeführt worden, auf deren Ergebnissen die Ausbreitungsberechnungen teilweise aufbauen werden. Fazit: Das Projekt wurde erfolgreich durchgeführt und hat die gesteckten Ziele erreicht. Es konnten für das Geruchssanierungsprogramm Methoden gefunden haben, die hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Effektivität besser sind als die ursprünglich geplanten Maßnahmen.
Das Projekt "Effizienz- und Qualitätssteigerung in Altpapieraufbereitungsanlagen durch zielgerichteten Einsatz von mineralischen Adsorbentien in Cleanern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Steigerung der Effizienz von Altpapieraufbereitungsanlagen und damit die Steigerung der erzeugten AP-Stoffqualität in Bezug auf die Abtrennung feindisperser klebender Störstoffe. Damit soll ein wesentlicher Beitrag zur Verminderung ablagerungsbedingter Stillstände an der Papiermaschine sowie zur irreversiblen Ausschleusung klebender Störstoffe aus dem Papierkreislauf geleistet werden. Ausgangssituation/Problemstellung Die am meisten störenden papierfremden Substanzen bei der Papierherstellung sind nach wie vor die klebenden oder potenziell klebenden Störstoffe aus dem Altpapier. Bei der Bekämpfung grobdisperser klebender Störstoffe konnten aufgrund intensiver Forschung deutliche Fortschritte erreicht werden. Der Focus bei der Stickykontrolle in Papierfabriken verschiebt sich heute mehr und mehr in den Bereich feindisperser Stickys. Zur dringend notwendigen Verringerung der hohen Beladung der Altpapierstoffsuspension mit feindispersen klebenden Störstoffen sind momentan allenfalls wenige Lösungsansätze vorhanden, die jedoch verfahrensspezifisch deutliche Nachteile aufweisen. Bei der zielgerichteten Modifikation klebender Störstoffe durch eine Umhüllung mit mineralischen Adsorbentien kann anhand von Modellrechnungen eine deutliche Dichteerhöhung der Stickys prognostiziert werden. Diese Dichteerhöhung ist die Voraussetzung zur effizienten Abtrennung feindisperser Stickys im Cleaner (Hydrozyklon). Der Prozessbaustein Cleaner kann somit zukünftig einen neuen effektiven Lösungsansatz zur Reduzierung der Beladung feindisperser Stickys in der Altpapierstoffsuspension darstellen. Dabei sind folgende grundsätzliche Fragen zu klären: Wie ist eine vollständige Umhüllung feindisperser Stickys zu erreichen? Welche Einflussgrößen haben hier höchste Priorität? Wie ist die Umhüllung bzw. Dichteerhöhung messtechnisch erfassbar? Welche Abtrennraten sind tatsächlich im Cleaner erreichbar? Welche Methoden sind am besten zur messtechnischen Erfassung der Beladung mit feindispersen Stickys geeignet? Forschungsziel/Forschungsergebnis: Ziel des Forschungsvorhabens ist die Steigerung der Effizienz von Altpapieraufbereitungsanlagen und damit die Steigerung der erzeugten AP-Stoffqualität in Bezug auf die Abtrennung feindisperser klebender Störstoffe. Damit soll ein wesentlicher Beitrag zur Verminderung ablagerungsbedingter Stillstände an der Papiermaschine sowie zur irreversiblen Ausschleusung klebender Störstoffe aus dem Papierkreislauf geleistet werden. Das Forschungsziel soll durch eine signifikante Steigerung der Abtrennbarkeit von feindispersen klebenden Störstoffen im Cleaner (Hydrozyklon) erreicht werden. Dazu soll das spezifische Gewicht von feindispersen Stickys durch die zielgerichtete Anlagerung mineralischer Adsorbentien deutlich erhöht werden. Damit wird die Grundlage für die Abtrennbarkeit der Stickys im Cleaner geschaffen. usw.
Das Projekt "Teil II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Schutz der Umwelt und wachsende Altpapierberge fordern zwingend innovative Verfahren in der Altpapierverarbeitung. Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Prozessfuehrung in den Stufen der Altpapier-Stoffaufbereitung. Das Vorhaben befasst sich mit der Analyse der verfahrenstechnischen Zusammenhaenge und der Entwicklung von prozessbeschreibenden Modellen. Aufbauend auf den guten Ergebnissen beim Einsatz innovativer Steuer- und Regelkonzepte in der Zellstoffindustrie werden die allgemeinen Modelle als lernfaehige Systeme mittels Fuzzy-Logik und neuronalen Netzen realisiert, durch gezieltes Training getestet und auf die Anlage abgestimmt. Diese Technik ermoeglicht ein tieferes Durchdringen des Prozesses und die Aufstellung von speziellen Optimierungskonzepten. Die zu entwickelnden Modelle und ihre Integration in moderne Prozessleitsysteme sind auch auf umweltrelevante Prozessoptimierungen in der Papierindustrie und artverwandten Industrien anwendbar.
Das Projekt "Teil III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kübler und Niethammer Papierfabrik Kriebstein durchgeführt. Schutz der Umwelt und wachsende Altpapierberge fordern innovative Verfahren in der Altpapierverarbeitung. Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Prozessfuehrung in den Stufen der Altpapierstoffaufbereitung. Das Vorhaben befasst sich mit der Analyse der verfahrenstechnischen Zusammenhaenge und der Entwicklung von prozessbeschreibenden Modellen. Aufbauend auf den Ergebnissen beim Einsatz innovativer Steuer- und Regelkonzepte in der Zellstoffindustrie werden die allgemeinen Modelle als lernfaehige Systeme mittels Fuzzy-Logik und neuronalen Netzen realisiert. Durch gezieltes Training getestet und auf die Anlage abgestimmt. Diese Technik ermoeglicht ein tieferes Durchdringen des Prozesses und die Aufstellung von speziellen Optimierungskonzepten. Die zu entwickelnden Modelle und ihre Integration in moderne Prozessleitsysteme sind auch auf umweltrelevante Prozessoptimierungen in der Papierindustrie und artverwandten Industrien anwendbar.
Das Projekt "Neuer Ansatz zur Verbesserung des Deinkingergebnisses durch den gezielten Einsatz von Tensiden beim Neutraldeinking" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. Ziel des Projektes ist, das Deinken von graphischen Altpapieren durch den gezielten Einsatz geeigneter Tenside bzw. Hilfsmittel bei neutralen bzw. schwach alkalischen Bedingungen zu verbessern. Im Ergebnis sollen die Vorteile neutraler Deinkingbedingungen, wie Reduzierung der CSB-Belastung, verbesserte Klebstoffabtrennung und damit Vermeidung von Produktionsstörungen sowie Chemikalienreduzierung und Kostensenkung, bei gleichbleibendem Deinkingergebnis im Vergleich zum alkalischen Deinkingverfahren aufgezeigt werden. Das Forschungsprojekt umfasst den Vergleich der Mechanismen des Deinkingprozesses bei alkalischen und neutralen Bedingungen in Abhängigkeit von der Altpapierzusammensetzung, die Verbesserung der Druckfarbenablösung, die Sicherstellung der Flotierbarkeit durch die Agglomeration abgelöster Druckfarbenpartikel und die Bewertung der Wirtschaftlichkeit der entwickelten Verfahren. Die Entwicklung eines Deinkingverfahrens unter neutralen Bedingungen bietet folgende Vorteile: - Reduzierung des Chemikalieneinsatzes, vor allem Verzicht auf Wasserstoffperoxid, und damit Chemikalienkosteneinsparung - Verzicht auf Wasserglas und damit Vermeidung von Beeinträchtigungen des nachfolgenden Papierherstellungsprozesses bei der Retention und Entwässerung sowie von Ablagerungen - Verringerung der organischen Störstoffe und damit der CSB-Belastung des Prozess- und Abwassers - weit geringere Zerkleinerung potenziell klebender Stoffe und damit verbesserte Abtrennbarkeit von Stickies durch Sortieraggregate und damit weniger Probleme durch Ablagerungen. Eine erfolgreiche Bearbeitung des Projektes liefert einen Beitrag zur Kostensenkung bei der Herstellung altpapierhaltiger graphischer Papiere.
Das Projekt "Steigerung der Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit anaerober Reinigungsprozesse in der Papierindustrie durch Verbesserung der Schlammeigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Leistungsfähigkeit anaerober Reinigungsprozesse in Papierfabriken auf hohem Niveau zu sichern und Betriebsstörungen zu vermeiden, indem die wesentlichen Kriterien für die optimale chemisch-physikalische Zusammensetzung von Anaerobschlamm sowie Einflüsse auf die Pelletkinetik ermittelt werden. Richtwerten mit Bandbreiten für Pelletschlämme sowie geeignete Betriebs- und Pelletparameter zur Leistungsbeurteilung sollen definiert werden. Es wurden 9 Anaerobschlämme aus der Papierindustrie systematisch auf die chemische Zusammensetzung (Nährstoffgehalt, Spurenelemente, etc.), physikalische Parameter (Größe, Größenverteilung), die mikrobiologische Zusammensetzung und die Abbauaktivität untersucht. Die untersuchten Schlammproben stammen fast ausschließlich aus gut funktionierenden Anlagen, deren Betriebsdaten wurden über einen Zeitraum von 2-6 Monaten ausgewertet. Auf der Basis der untersuchten Proben werden als vorläufige Empfehlung für den Nährstoffgehalt für Stickstoff Werte für Kjehldahlstickstoff = 80-100 g/kg oTS und Gesamt-Phosphor = 3,5-9,0 g/kg oTS angegeben. Die charakterisierten Pelletschlämme weisen insgesamt eine ausreichende Spurenelementversorgung auf. Die bisherigen Ergebnisse dieser Untersuchungen lassen keinen Zusammenhang von Spurenelementkonzentration und Reinigungsleistung bzw. Betriebsstabilität erkennen. In der mikrobiologischen Zusammensetzung, die mittels Gensonden untersucht wurde, konnten Unterschiede im Anteil der acetogenen, methanogenen und sulfidogenen Bakterien nachgewiesen werden. Diese Unterschiede spiegelten sich zum Teil auch in den Ergebnissen der Abbauaktivität der Schlämme wieder. Betriebsstörungen in der anaeroben Vorbehandlung führen in der Regel zu Problemen bei der Einhaltung der abgabepflichtigen Überwachungsparameter. Beispielhaft ergibt sich für eine Altpapier verarbeitenden Betrieb (Annahme: Jahresproduktion: 100000 t, spezifische Abwassermenge: 8 m3/t, CSB-Überwachungswert 200 mg/l) Kosten von K Euro 56,- pro Jahr für die Abwasserabgabe bei Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen. Kommt es zur Überschreitung der gesetzlichen Anforderungen können sich die Kosten für die Abwasserabgabe mehr als verdoppeln. Muss bei länger anhaltenden Betriebsstörungen die Produktion zurückgefahren werden, können Umsatzverluste bis zu 25 k Euro pro Tag auftreten.
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