Das Projekt "Erhöhung der Wirtschaftlichkeit oxidativer Verfahrensstufen zur Qualitätsverbesserung von Abwässern der Papierindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. Im 1. Untersuchungsabschnitt wurden zwei biologisch teilgereinigte Proben (CSBProbeA ' 700 mg/l, Werk 1; CSBProbeC ' 210 mg/l, Werk 2) und drei vollgereinigte Proben (CSBProbeB ' 280, Werk 1; CSBProbeD ' 100, Werk 2; CSBProbeE ' 350 mg/l, Werk 3) kontinuierlich bei einer konstanten Aufenthaltszeit HRT = 20 Plus/Minus 1 min mit Ozon (O3) behandelt und anschließend dem Zahn-Wellens-Test (ZW-Test) unterzogen. Die Proben wurden mit 55 bis 340 mg O3/l, entsprechend einem spezifischen O3-Eintrag (SOE) von 0,15 - 1,4 g O3/g Ausgangs-CSB (= CSB0) behandelt, in Batchversuchen auch bis zu SOE-Werten von über 6 g/g. Die O3-behandelten Proben weisen im ZW-Test in Abhängigkeit von der Testdauer einen um bis zu 60 Prozent geringeren Rest-CSB-Gehalt auf. Die Ablaufqualität der Abwasserproben konnte somit durch die weitergehende Reinigung mittels 'O3 - Aerobie' verbessert werden. Eine Kostenberechnung für die Proben C und D (Werk 2) hat gezeigt, dass die Erweiterung der bestehenden 2-stufigen Biologie durch Integration einer O3-Stufe wirtschaftlicher (Betriebskosten BK = 0,36 DM/m3) ist als die Erweiterung mit 'O3 - 3. biologische Stufe' (BK = 0,46 DM/m3). Im 2. Abschnitt wurden die Betriebsbedingungen (SOE, HRT) zur Erhöhung des BSB5/CSB-Quotienten - als Maß für die Bioverfügbarkeit - anhand der Proben A, B und E optimiert. Die Proben wurden systematisch mit einem SOE von 0,2 bis 2 sowie bei einer HRT von 7,5-60 min behandelt. Die HRT hat bei vergleichbaren SOE keinen Einfluss auf die Erhöhung des BSB5/CSB-Quotienten. Der optimale SOE muss in Anhängigkeit von dem gewünschten Ergebnis festgelegt werden. Dies wurde im letzten Projektabschnitt in kontinuierlichen O3- und Laborbelebungsversuchen mit der Probe E bestätigt. Eine Erweiterung der 1-stufigen Aerobie in Werk 3 durch O3- und Biofilterstufe reduziert den Rest- CSB um fast 50 Prozent bei BK von nur 0,17 DM/m3 (einschl. Abschreibung), sofern die Möglichkeiten einer Verrechung der Investitionen mit der Abwasserabgabe genutzt werden. Bis zu einem SOE = 4 g O3/g CSB0 wurde eine gute Korrelation (R2 = 0,89) der CSB-Elimination zum SOE gefunden. Folgende Kennzahlen für einen sinnvollen Ozoneinsatz (CSB-Elimination kleiner 75 Prozent incl. nachfolgender Aerobie) konnten abgeleitet werden: - biologisch vollgereinigte Abwässer: CSB 'praktisch beliebig', BSB5 kleiner 25 mg/l x biologisch teilgereinigte Abwässer: CSB = 200 Plus/Minus 50 mg/l, BSB5/CSB ca. 0,10 Plus/Minus 0,05.
Das Projekt "Prognose der temperaturabhängigen Rest-CSB-Freisetzung zur Vermeidung von CSB-Grenzwertüberschreitungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bewertung des Einflusses der Wasserkreislauftemperatur auf die organische Restbelastung in Abwässern der Papiererzeugung sowie die Vermeidung temperaturbedingter Erhöhungen der Rest-CSB-Belastung. Hierzu sind drei Arbeitsschwerpunkte definiert: 1. Auswahl und Charakterisierung repräsentativer Faserrohstoffe unter dem Aspekt CSB-Abgabe. 2. Erfassung des Temperatureinflusses auf die organische Restbelastung relevanter Prozessstufen. 3. Für die einzelnen Versuchsserien wird der Einfluss von Faserstoff, Prozessstufe, Temperatur, Stoffdichte auf den CSB, BSB5, Rest-CSB bzw. die Quotienten Rest-CSB/CSB und BSB5/CSB ermittelt. Ausgangssituation/Problemstellung: Als Quellen des Rest-CSB gereinigter Abwässer der Papiererzeugung kommen die produktabhängig eingesetzten Roh- und Hilfsstoffe sowie Prozessstufen zur Faserstoffaufbereitung mit intensiven mechanischen bzw. chemischen Verfahren in Betracht. Die Einengung von Wasserkreisläufen sowie die energetische Optimierung der Systeme führen allerdings zu höheren Prozesstemperaturen, die zwar eine höhere Produktivität der Papiermaschinen ermöglichen, aber inwieweit sich diese höheren Prozesstemperaturen auf die Belastung der Prozess- und Abwässer auswirken, ist gegenwärtig ungeklärt. Forschungsbedarf besteht daher hinsichtlich des Temperatureinflusses auf die Freisetzung organischer Stoffe (CSB) aus den Faserrohstoffen, insbesondere der biologisch nicht abbaubaren Anteile des CSB (Rest-CSB). Diese Informationen werden für die Prognose der Folgen technologischer Maßnahmen, wie Energieoptimierungen, Rückführung biologisch gereinigter Abwässer in die Produktion und der Anwendung der weitergehenden Abwasserreinigungsverfahren benötigt. Forschungsziel/Lösungsweg Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bewertung des Einflusses der Wasserkreislauftemperatur auf die organische Restbelastung in Abwässern der Papiererzeugung sowie die Vermeidung temperaturbedingter Erhöhungen der Rest-CSB-Belastung. Hierzu sind drei Arbeitsschwerpunkte definiert: 1.) Auswahl und Charakterisierung repräsentativer Faserrohstoffe (Holzstoff, Zellstoff und Altpapierstoff) unter dem Aspekt CSB-Abgabe. Festlegung einer geeigneten Untersuchungsmethodik unter Variation von Filtratvolumen, Ausgangs- und Endstoffdichten etc. zur Sicherstellung der Reproduzierbarkeit. 2.) Erfassung des Temperatureinflusses auf die organische Restbelastung relevanter Prozessstufen (Auflösung, Dispergierung, Mahlung) in Labor- und Technikumsversuchen. Die Temperatur wird von 30 bis 60 Grad Celsius, die Stoffdichte von 2 Prozent bis 10 Prozent variiert. An Stofffiltraten werden CSB, BSB5 und die biologische Abbaubarkeit bestimmt sowie ausgewählten Proben zur weitergehenden Rest-CSB-Charakterisierung eine LC-OCD-Analytik durchgeführt. 3.) Für die einzelnen Versuchsserien wird der Einfluss von Faserstoff, Prozessstufe, Temperatur, Stoffdichte auf den CSB, BSB5, Rest-CSB bzw. die Quotienten Rest-CSB/CSB und BSB5/CSB ermittelt. usw.
Das Projekt "Anwendbarkeit und Grenzen der thermophilen anaeroben Reinigung von innerbetrieblichen Teilströmen der Papierproduktionsprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung von Anwendungskonzepten für die thermophil-anaerobe Teilstrombehandlung in der Papierindustrie, unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit. Durch die Untersuchungen sollen Erkenntnisse über die Betriebsbedingungen von thermophilen Anaerobanlagen gewonnen werden, sowie relevante Betriebsparameter ermittelt und optimiert werden. Mit 6 Abwässern aus der Holzstofferzeugung wurden Laboruntersuchungen (Batchtests) zur Prüfung einer thermophil anaeroben Reinigung durchgeführt. Dabei wurden meist hohe Restkonzentrationen von Wasserstoffperoxyd gefunden (17 - 400 mg/l). In den Batchtests lag gegenüber dem Referenzabwasser grundsätzlich ein gehemmtes Abbauverhalten vor. Die Hemmung wird durch das Wasserstoffperoxyd und den nicht adaptierten Anaerobschlamm hervorgerufen. Über einen Zeitraum von 14 Wochen wurden mit einem UASB-Reaktor im Pilotmaßstab Versuche zur thermophilen anaeroben Reinigung von Abwasser aus der Holzstofferzeugung (Steinschliff) im PTS-Technikum durchgeführt. Nach erfolgter Adaption der thermophil anaeroben Mikroorganismen zeigte sich der thermophil-anaerobe Reinigungsprozess als prozessstabil. Es konnte eine maximale Raumbelastung von 14 kgCSB/m3 bei einer Schlammbelastung von 1,0 kgCSB/kgTSd und eine theoretische Verweilzeit von unter 5 Stunden realisiert werden. Es ist aber davon auszugehen, dass höhere Raumbelastungen möglich sind. Als limitierender Faktor könnte sich jedoch die Verweilzeit erweisen. Die Reinigungsleistungen lagen im Mittel bei 60 Prozent CSB und 80 Prozent BSB5. Eine Wiederverwendung des biologisch teilgereinigten Prozesswassers in den Produktionsprozess erscheint aufgrund der verringerten CSB- und BSB5-Frachten als sinnvoll. Vorraussetzung ist aber eine Entfernung der im Reaktor entstandenen Celluloseausflockungen.
Das Projekt "Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Ozonbehandlung von Abwässern der Papierindustrie durch Auswahl geeigneter Regelparameter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens sind die Verringerung der Betriebskosten in der Ozonstufe einer Abwasserreinigungsanlage sowie die Verbesserung der Abwasserqualität durch Auswahl geeigneter Regelparameter. Der vorhandene Laborozonreaktor wurde auf kontinuierliche Betriebsweise umgebaut. Die Maßnahmen zur Integration des angeschafften ansteuerbaren Ozongenerators sowie der Messzellen sind vorbereitet. Reicht die Reinigungsleistung bestehender Abwasserreinigungsanlagen bei steigenden Produktionsmengen nicht mehr aus, kann die Kombination von Ozonstufe mit biologischer Reinigung die Einhaltung von Einleitgrenzwerten gewährleisten. Durch kontinuierliche Regelung kann die Ozonstufe schnell auf veränderte Zuläufe reagieren. Dies sichert die Einhaltung von Grenzwerten und führt zu einer wirtschaftlicheren Betriebsweise der Anlage.