Kurze Antwort: Eine Zellstoff- und Papierfabrik erzeugt drei sehr unterschiedliche Schlämme: Primärschlamm (Faser und Füllstoff aus dem Klärbecken, leicht zu entwässern), Sekundärschlamm (biologisch, aus der Belüftungsstufe, schwer zu entwässern) und, in Recyclingpapierfabriken, Deinking-Schlamm (Faser, Druckfarbe, Ton und Calciumcarbonat). Schneckenpressen und Bandpressen eignen sich gut für faserigen Primärschlamm; eine Kammer- oder Membranfilterpresse ist die bessere Wahl für Deinking-Schlamm mit hohem Aschegehalt, für gemischten Primär- und Sekundärschlamm, wenn ein Kuchen mit über 35–40 % Feststoffen für Kesselbrennstoff oder Deponierung benötigt wird, sowie für Kalkmud und Grünlauge-Rückstände in Kraft-Zellstoffwerken.
Die drei Schlämme einer Papierfabrik
Jede Diskussion über Schlamm aus der Zellstoff- und Papierindustrie muss mit der Trennung der Ströme beginnen, denn die falsche Wahl der Entwässerungsausrüstung resultiert meist daraus, sie als ein einziges Material zu behandeln.
| Schlamm | Quelle | Was es enthält | Entwässerungsverhalten |
|---|---|---|---|
| Primärschlamm | Primärklärbecken oder DAF für das Mühlenabwasser | Kurzfaser, Feinstoffe, Füllstoff (Ton, Calciumcarbonat, Talkum), etwas Stärke und Leim | Einfach: faserig, bildet einen offenen Kuchen, hohe Entwässerbarkeit |
| Sekundärschlamm (biologischer Schlamm) | Belebtschlammanlage, belüftete Lagune, MBBR oder MBR zur Behandlung des Abwassers | Bakterienflocke, extrazelluläres Polymer, gebundenes Wasser | Hart: kompressibel, gelatinös, hoher Polymerbedarf |
| Deinking-Schlamm | Flotations- und Waschstufen einer Recyclingfaser-(DIP)-Linie | Tinte, Streichton und Carbonat, Kurzfaser, Stippen; 40–60 % Asche | Mäßig: Hoher Aschegehalt macht es dicht, aber die Feinteile verstopfen das Gewebe |
| Kalkschlamm und Rückstände | Kraft-Rekaustifizierung: Calciumcarbonat aus dem Weißlaugeklärer; Grünlauge-Rückstände | Feine anorganische Feststoffe, alkalisch, heiß | Anorganisch und einfach auf einer Filterpresse; Rückstände sind klebrig und alkalisch |
Die meisten Fabriken mischen Primär- und Sekundärschlamm vor der Entwässerung, typischerweise in einem Verhältnis zwischen 2:1 und 4:1 nach Trockengewicht, weil die Fasern im Primärschlamm als Filterhilfsmittel wirken und den biologischen Schlamm mit sich tragen. Dieses Verhältnis ist die einzelne größte Determinante dafür, wie gut der gemischte Schlamm entwässert, und das Abwasserbehandlungsdesign der Fabrik legt es fest. Unser Leitfaden zu wenn DAF benötigt wird deckt die Primärstufe ab, und MBR vs. MBBR vs. SBR die biologische Phase.
Wofür der Kuchen bestimmt ist, entscheidet über die Zielgruppe
Zellstoff- und Papierschlamm hat mehr Endverwendungen als die meisten Industrieschlämme, und jede hat ein Feuchtigkeitsziel:
- Kesselbrennstoff Im Rinden- oder Biomassekessel des Werks: Der Schlamm muss trocken genug sein, um Wärme beizutragen statt sie zu absorbieren. Unter etwa 35 % Feststoffen ist Schlamm ein Nettoenergieverlust im Kessel; 40–50 % Feststoffe sind das übliche Ziel, und höher ist besser.
- DeponieDie meisten Rechtsordnungen verlangen einen Kuchen, der einen Farbfiltertest besteht und stabil genug ist, um transportiert zu werden, in der Praxis 25–35 % Feststoffe für gemischten Schlamm. Deponiegebühren werden pro Nass-Tonne berechnet, daher ist jeder Punkt Feststoffe bares Geld.
- Landausbringung und Kompostierung20–30 % Feststoffe reichen aus; die Einschränkung sind Verunreinigungen und nicht die Trockenheit.
- Zementöfen, Ziegel- und PlattenherstellungDeinking-Schlamm mit seinem hohen Mineralgehalt ist ein Rohstoff; der Ofen oder die Anlage legt die Feuchtigkeitsspezifikation fest, üblicherweise 40–60 % Feststoffe.
Die Gerätewahl ergibt sich aus dem Ziel. Eine Bandpresse erreicht bei Mischschlamm problemlos 20–30 % Trockensubstanz; eine Schneckenpresse erreicht 25–35 % bei faserigem Schlamm; eine Kammerfilterpresse erreicht 35–45 %; eine Membranfilterpresse erreicht 40–55 % bei Deinking- und Mischschlämmen. Wenn der Kuchen in einen Kessel oder einen Ofen geht, ist die Filterpresse im Allgemeinen das einzige Gerät, das dies ohne thermische Trocknung erreicht.
Ausrüstungsvergleich für Papierfabrikschlamm
| Ausrüstung | Primärschlamm / Faseriger Schlamm | Gemischt primär + sekundär | Deinking-Schlamm | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Schneckenpresse | 30–40 % Feststoffe, ausgezeichnet | 25–35% | 25–35 %, Bildschirmverschleiß durch Asche | Geringer Energiegehalt, kontinuierlich, tolerant gegenüber Ballaststoffen; schlecht bei Schlamm mit wenig Ballaststoffen |
| Bandfilterpresse | 25–35% | 20–30% | 25–35% | Kontinuierlich, geringer Kapitalaufwand; polymerempfindlich; feuchterer Kuchen |
| Dekanterzentrifuge | 25–35% | 20–30% | 30–40% | Kompakt; hohe Leistung und Polymer; Faser kann die Rolle umwickeln |
| Kammerfilterpresse | 35–45% | 30–40% | 40–50% | Charge; trockenster Kuchen unter konventionellen Geräten; Gewebeverstopfung durch Feinteile und Klebriges muss gehandhabt werden |
| Membranfilterpresse | 40–50% | 35–45% | 45–55% | Squeeze kompensiert den kompressiblen biologischen Anteil; kürzester Zyklus für eine Zielrestfeuchte |
Eine übliche Konfiguration in größeren Fabriken ist eine Schneckenpresse oder Bandpresse für den routinemäßigen Primärschlamm und eine Filterpresse für den Deinking- oder Mischschlamm, der zum Kessel gehen muss. Siehe unsere vollständige Filterpresse vs. Zentrifuge vs. Bandpresse Vergleich und unsere Mehrscheiben-Schneckenpresse Seite.
Entwurf einer Filterpresse für Papierfabrikschlamm
Konditionierung
Primärschlamm benötigt auf einer Filterpresse oft kein Polymer oder nur wenig. Mischschlamm benötigt ein kationisches Polymer in einer Dosierung, die mit dem biologischen Anteil steigt, typischerweise 2–6 kg aktives Polymer pro Trockentonnen. Deinking-Schlamm spricht häufig auf ein duales System an: eine niedrige Dosis eines anorganischen Koagulanzmittels (Alaun oder Polyaluminiumchlorid), gefolgt von Polymer. Jar-Tests und ein Filterblatt-Test mit dem eigenen Schlamm sind einen Tag der Zeit jedes Beteiligten wert; sie legen das Polymer, das Tuch und die Zykluszeit fest.
Stoff
Fasern verstopfen das Tuch nicht; Feinstoffe, Streichclay, Carbonat und Stickies tun dies. Für Primärschlamm lässt sich ein Multifilament- oder Nadelfilz-Polypropylentuch gut abreinigen. Bei Deinking-Schlamm wechseln Sie zu einem Monofilament- oder Mono-/Multifilament-Kombinationstuch mit kalandrierter Oberfläche und geringer Permeabilität und planen Sie regelmäßiges Hochdruck-Waschen des Tuchs ein, da sich Stickies (Klebstoffe aus Recyclingpapier) auf der Tuchoberfläche absetzen. Heißes alkalisches Waschen entfernt sie; unser Stoffauswahl-Leitfaden und unser Artikel über Stoffverblendung Gib die Details an.
Füttern und Radfahren
Papierschlamm ist nicht abrasiv, daher genügt eine Kreisel- oder Exzenterschneckenpumpe mit einer Druckrampe bis 6–8 bar. Faseriger Schlamm füllt und filtert schnell: Zyklen von 45–90 Minuten sind für Primärschlamm üblich, länger bei Mischschlamm mit hohem biologischem Anteil. Membranpressen bei 12–15 bar für 10–20 Minuten entzieht die letzten Feuchtigkeitspunkte und, was wichtiger ist, vergleichmäßigt den Kuchen, sodass ein Kessel einen gleichmäßigen Brennstoff erhält.
Kuchenhandhabung
Faseriger Filterkuchen ist zusammenhängend und fällt sauber ab, aber er ist voluminös und kann in einem Trichter brückenbildend wirken. Konstruieren Sie die Kuchenaustragung mit einem breiten Trichter, einem Zerkleinerer, wenn der Kuchen zu einer Kesselbeschickungsschnecke geht, und ausreichender Förderkapazität für den momentanen Austrag einer 100-Platten-Presse, die mehrere Tonnen in wenigen Minuten abwirft. Unsere Seite über vollautomatische Pressen Es umfasst die Automatisierung von Entladung und Wäschewäsche.
Kalkschlamm und Grünlauge-Rückstände in Kraft-Zellstoffwerken
In einer Kraftzellstofffabrik erzeugt die Kaustifizierungsanlage zwei anorganische Feststoffe. Kalkschlamm (Calciumcarbonat) wird normalerweise auf einem Vorschicht-Trommelfilter vor dem Kalkofen entwässert, aber wenn der Ofen außer Betrieb ist oder der Schlamm verkauft wird, erzeugt eine Filterpresse einen Feststoffkuchen mit 65–75 % Feststoffgehalt ohne Vorschicht. Grünlauge-Rückstände, der dunkle Rückstand aus dem Grünlauge-Klärer, sind klebrig, alkalisch und heiß und gehören zu den schwierigeren Filterpressenaufgaben in der Industrie: Erwarten Sie eine Kammerfilterpresse mit einer Hochtemperatur-Polypropylenplatte, einem Tuch, das auf Ablösung statt auf Klarheit ausgelegt ist, und einer gründlichen Waschung. Rückstandskuchen mit 50–60 % Feststoffgehalt werden deponiert oder zunehmend als Bodenverbesserungsmittel verwendet. Unser Chemieindustrie-Filterpresse Die Seite behandelt Plattenmaterialien für heiße, alkalische Beanspruchungen.
Wasserrückgewinnung und der damit einhergehende Schlamm
Wenn Mühlen ihre Wasserkreisläufe schließen, sei es um Abwassergrenzwerte einzuhalten oder um die Frischwasseraufnahme zu reduzieren, konzentrieren sich gelöste Feststoffe und Feinstoffe im Prozesswasser. Die zusätzlichen Behandlungsstufen, die darauf folgen (DAF, Membranfiltration, Verdampfung), erzeugen jeweils mehr Schlamm oder Konzentrat, und das Entwässerungssystem muss dafür dimensioniert sein. Unsere Artikel über Null-Flüssigkeits-Einleitung und weiter Wie viel Schlamm eine Kläranlage produziert Geben Sie die Methode zur Schätzung dieser Last an.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der beste Weg, Papierfabrikschlamm zu entwässern?
Es hängt vom Schlamm und davon ab, wohin der Kuchen geht. Schnecken- und Bandpressen eignen sich gut für faserigen Primärschlamm, der auf eine Deponie oder auf Land ausgebracht wird. Für Deinking-Schlamm, für gemischten Schlamm, der in einen Kessel geht, und für jede Aufgabe, die einen Kuchen mit über 35–40 % Feststoffen erfordert, ist eine Kammer- oder Membranfilterpresse die übliche Wahl.
Welchen Trocknungsgrad erreicht eine Filterpresse bei Papierschlamm?
Typischerweise 35–45 % Feststoffe bei Primär- oder Mischschlamm mit einer Kammerfilterpresse und 40–55 % mit einer Membranfilterpresse; Deinking-Schlamm erreicht aufgrund seines hohen Aschegehalts das obere Ende dieser Bereiche.
Warum ist Sekundärschlamm so schwer zu entwässern?
Es handelt sich um biologischen Flock, in dem eine große Menge Wasser in extrazellulärem Polymer gebunden ist. Er ist kompressibel, daher bewirkt höherer Druck allein wenig. Die praktischen Lösungen sind die Mischung mit faserigem Primärschlamm im Verhältnis 2:1 bis 4:1, die Dosierung von kationischem Polymer und die Verwendung einer Membranpresse.
Wie trocken muss Schlamm sein, um im Mühlenkessel verbrannt zu werden?
Unter etwa 35 % Feststoffen absorbiert Schlamm mehr Wärme durch die Verdampfung seines Wassers, als er durch die Verbrennung freisetzt; 40–50 % Feststoffe oder mehr sind das übliche Ziel für einen Netto-Beitrag. Eine Membranfilterpresse ist der übliche Weg, dies ohne einen Trockner zu erreichen.
Was ist Deinking-Schlamm und wie wird er entwässert?
Der Rejekt aus den Flotations- und Waschstufen einer Recyclingpapierlinie: Druckfarbe, Streichton, Calciumcarbonat, Kurzfaser und Stickies, mit 40–60 % Asche. Er entwässert gut in einer Filterpresse mit einem kalendrierten Monofilamenttuch und regelmäßiger Tuchwäsche, und der Kuchen wird oft in Zementöfen oder zur Plattenherstellung verwendet.
Kann eine Filterpresse Kalkmilch und Grünlauge-Rückstände verarbeiten?
Ja. Kalkschlamm lässt sich leicht auf 65–75 % Feststoffe filtrieren. Rückstände sind klebrig, heiß und alkalisch und erfordern hitzebeständige Platten, ein auf Ablösung ausgerichtetes Tuch und eine gründliche Waschung, wobei etwa 50–60 % Feststoffe erreicht werden.
Nennen Sie uns Ihre Schlammarten, deren Verhältnis, Tonnage und wohin der Kuchen geht, und wir werden die Presse, das Tuch und die Konditionierung dafür vorschlagen: Angebot für die Entwässerung von Papierfabrikschlamm anfordern.
Referenzen: US EPA — Abwasserrichtlinien für Zellstoff, Papier und Pappe, 40 CFR Part 430, US EPA — Merkblatt zum Sektor Zellstoff und Papier, Europäisches IPPC-Büro — Referenzdokument über die besten verfügbaren Techniken für die Herstellung von Zellstoff, Papier und Pappe.
Dieser Artikel ist Teil unseres Leitfadens zu Abwasser-Schlammentwässerung.