ökologische sicherheit in der zellstoff

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ÖKOLOGISCHE
SICHERHEIT IN DER
ZELLSTOFF- UND
PAPIER-INDUSTRIE
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Hinterbergstrasse 25, CH-8024 Zürich, Switzerland
Tel: +41 41 758 22 41 Fax: +41 41 41 758 22 42
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ÖKOLOGISCHE SICHERHEIT
SICHERHEIT IN
IN DER
DER ZELLSTOFFZELLSTOFF- UND
UND PAPIERINDUSTRIE
PAPIERINDUSTRIE
ÖKOLOGISCHE
1
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ERZEUGNISSE DER DEUTSCHEN
PAPIERINDUSTRIE IM JAHR 2001
B ü ro - u n d
A d m in istra tio n sp a p ie re
9 4 4 '1 6 8 T o n n e n
(5% )
D ru c k p a p ie re
7 '8 1 4 '7 4 6
Tonnen
(44% )
P a p ie r u n d
P a p p e fü r
te c h n isc h e
Anw endungen
1 '2 1 0 '2 3 3
Tonnen
(7% )
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SICHERHEIT IN
IN DER
DER ZELLSTOFFZELLSTOFF- UND
UND PAPIERINDUSTRIE
PAPIERINDUSTRIE
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V e rp a c k u n g sm a te ria l
6 '8 8 3 '4 2 3
Tonnen
(38% )
H yg ie n e P a p ie re
1 '0 2 6 '6 6 3
Tonnen
(6% )
2
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SCHEMA PAPIERERZEUGUNG
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ÖKOLOGISCHE WIRKUNGSBEZÜGE
DER PAPIERERZEUGUNG
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PAPIERINDUSTRIE
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ÖKOLOGISCHE SICHERHEIT UND
OPTIMIERUNG
Bei der ökologischen Optimierung der Zellstoff- und
Papierindustrie spielen einerseits die Inputfaktoren, andererseits der Output und der
“environmental impact” eine entscheidende Rolle.
Auf der Input-Seite nehmen die Rohstoffe, Wasser
und Energie die grösste Bedeutung ein.
Als Output der Produktion fallen Abwasser,
Reststoffe, Abluft, das Produkt, Lärm und Wärme
an.
Auf der Output-Seite sind das Abwasser und die
Reststoffe von besonderer Bedeutung.
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SICHERHEIT IN
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UMWELTRELEVANTE MERKMALE DER
PAPIER-UND ZELLSTOFFERZEUGUNG
Grundsätzlich umweltfreundliche Industrie.
Einsatz nachwachsender Rohstoffe.
Rohstoffe (Faserstoffe und Hilfsstoffe) sind
wasserunlöslich.
Einsatzwasser löst Begleitstoffe aus dem Papier,
Karton und Pappe.
Geringe Mengen an chemischen Hilfstoffen (Säure,
Bleichmittel, Flockungsmittel, Ausrüstungshilfsmittel).
Reststoffe sind weitgehend verwertbar.
Vergleichbar hoher Anteil an Reststoffen (>15-<20%)
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SICHERHEIT IN
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INPUT ROHSTOFFE
Papier ist ein Verbund von Fasern.
Primärrohstoff ist die natürliche Faser.
Diese nativen Stoffe umfassen Fasern pflanzlichen Ursprungs (Holz, Einjahrespflanzen und
Hadern), tierische Fasern (Schafswolle) und
synthetische Fasern.
Das Basisprodukt ist die Cellulose. Chemisch
aufgeschlossen Zellstoff, mechanisch
aufgeschlossen Holzstoff oder Holzschliff.
Einen erheblichen Anteil am Einsatz hat
zwischenzeitlich Altpapier (sekundärer Rohstoff)
erreicht.
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PAPIERINDUSTRIE
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POTENZIAL DER INPUTVERRINGERUNG
VON ROHSTOFFEN
Der Anteil an Altpapier (Sekundärrohstoff) betrug in
Deutschland in 2001 bereits 61%.
Bis zum Jahr 2010 wird eine weitere Steigerung auf
71% erwartet.
Die steigende Menge an Altpapier führt zu einer
anteilig höheren Abfall- und Reststoffmenge.
Die weitere Erhöhung des Altpapier-Anteils ist
umweltpolitisch nicht gewünscht, da die
Durchforstung des Waldes ökologisch sinnvoll ist.
Neben dem Einsatz von Altpapier können die
Inputmengen an Rohstoffen in engem Rahmen durch
kostengünstige Füllstoffe ersetzt werden.
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INPUT WASSER
Wichtigster “Hilfsstoff” und zu Beginn des
Prozesses überwiegend vertreten.
Am Eingang der Papiermaschine beträgt der
Anteil des Wassers bis zu 99%.
Das Wasser bildet mit den OH-Gruppen des
Faserstoffs Wasserstoffbrücken.
Mit den Wasserstoffbrücken werden die
einzelnen Fasern näher zusammengebracht und
zusammengehalten.
Mit der weiteren Entwässerung und Blattbildung
werden bis zu 90% des Wassers entzogen und
die Festigkeit gesteigert.
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WASSERVERBRAUCH DER
DEUTSCHEN PAPIERINDUSTRIE
E ntw ick lung W a s s erverbra uch m 3 /t
80
70
60
50
40
W asse rverb rau ch m3/t
30
20
10
0
1960
1974
1978
1 985
Ja h r
1990
1996
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2001
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VERFAHREN ZUR
KREISLAUFREINIGUNG
Sedimentation
Flotation
Elimination
ungelöster
Stoffe
Biologie aerobanerob
Membrantechnologie
(UF-NF)
Filtration
Elimination
gelöster
Stoffe
Eindampfung
Ozonisierung
Flockung/Fällun
g
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WASSERKREISLAUFFÜHRUNG
WELLPAPPENHERSTELLUNG
Frischwasser
Siebwasser I
Stoffaufbereitung
WasserRückführung
Papiermaschine
Siebwasser
II
Stofffänger
Biologische
Abwasserreinigung
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Vorfluter
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OPTIMIERUNG
FRISCHWASSEREINSATZ
Klare Trennung der Wasserkreisläufe in Primär-,
Sekundär und äusserer Wasserkreislauf.
Kreislaufeinengung und sofern möglich Kreislaufschliessung (nur bei Wellpappenproduktion)
Konsequente Gegenstromschaltung der
Wasserkreisläufe zwischen den
Papiermaschinen und den Halbstoffanlagen.
Installation ausreichender Pufferbehälter zum
Schwankungsausgleich.
Interne Kreislaufreinigung mit konsequenter
Prozesswasserrückführung.
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HEMMENDE FAKTOREN BEI
EINENGUNG WASSERKREISLAUF
Die Reduktion des Wasserkreislaufvolumens führt zu
Anreicherung der Mikroorganismen und zu
anoxischen /aneroben Bedingungen.
Dies vermehrt die aneroben Mikroorganismen und
deren Stoffwechselprodukte.
Konsequenz sind Geruch nach Schwefelwasser-stoff
und organischen Säuren und eine Absenkung des pHWerts.
Weitere Einengungen ergeben sich durch Störstoffe
bei der Herstellung von graphischen Papieren.
Durch Flockungsmittelzugabe kann dem zum Teil
entgegen gewirkt werden.
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PAPIERINDUSTRIE
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ENERGIE INPUT
Neben dem Wasser ist die Energie eine der
entscheidenden Resourcen.
Der Energie-Bedarf (Strom und Wärme) fällt
insbesondere bei der Zellstofferzeugung und der
Papiertrocknung (Papieraufwärmung, Wasserverdampfung und Endtrockung) an.
Die Papier- und Zellstoffindustrie ist der sechst
grösste Nachfrager mit einem Fremdstrombedarf von über 9 Mio MWh.
Der Energiebedarf ist neben der eingesetzten
Prozesstechnik massgeblich von den Papiersorten abhängig.
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ENERGIEEINSATZ DER DEUTSCHEN
PAPIERINDUSTRIE (MWh/t)
60
50
40
S trom
W ärm e
30
20
10
0
1990
1992
1994
1996
1998
2000
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PAPIERINDUSTRIE
ÖKOLOGISCHE
2002
2005
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ENERGIE EINSPARPOTENZIALE
Ersatz der energieintensiven Holzerzeugung
durch Einsatz von Altpapier.
Ausbau der Wärmerückgewinnung bei Papiermaschinen und den eigenen Verbrennungsanlagen.
Verbesserung der mechanischen Entwässerung
an der Papiermaschine.
Gute Entwässerung der Trockenzylinder der
Papiermaschine.
Verstärkter Einsatz von Füllstoffen und
Pigmenten bei graphischen Papieren.
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ABWASSER
Die Art und Menge der Abwässer hängt von den
eingesetzten Rohstoffen, den erzeugten Papiersorten und den angewandten Verfahren ab.
Die Abwässer sind in der Regel wenig konzentriert,
nicht toxisch und biologisch abbaubar.
Es werden ausschliesslich wasserunlösliche
Rohstoffe und nur in geringem Ausmass wasserlösliche Hilfsstoffe eingesetzt.
Höhere Konzentrationen an gelösten organischen
und anorganischen Stoffen treten v.a. bei der
Produktion holzhaltiger Papiere und von Papieren
mit hohem Altpapieranteil auf.
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EINLEITUNGS- UND
BEHANDLUNGSVERFAHREN
ABWASSER
Geschlossener
Kreislauf
4%
Indirekteinleite
r
18 %
Direkteinleiter mit
chem.-mech. Reinigung
3%
Direkteinleiter mit
biol.
Reinigung
74 %
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GRENZWERTE DIREKTEINLEITER
VON ABWÄSSERN
Chemische
Kriterien
Papier- und Pappe- Zellstoffproduktion
erzeugung
mg/liter
kg/t
mg/liter
kg/t
Abfiltrierbare
50
Stoffe
AOX
O3
BSB5
25
30
CSB
3
25
Ngesamt
2
10
Pgesamt
10
2
Giftigkeit
2
Fischeier
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RESTSTOFFE IM
PRODUKTIONSPROZESS
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AUFKOMMENSSTRUKTUR AN
RESTSTOFFEN IN DER DEUTSCHEN
PAPIERINDUSTRIE
VerbrennungsVerbrennungsrückstä
ckstände
10%
Sonstiges
1%
Rinde 11%
Sortierrü
Sortierrückstä
ckständ
e Spuckstoffe
20%
Schlä
Schlämme gesamt
58%
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AUFKOMMEN DER RESTSTOFFE
A sc h e /
Sc h la c k e n C o V e rbre n n u n g
4%
A sc h e n /
Sc h la c k e n
P a p ie rsc h la m m ve rb re n n u n g
5%
R in de n /H o lza b fä lle
10%
Sc h la m m
A b w a sse r
25%
D e -in k in g
Sc h la m m
32%
Fa se ra bfä lle
6%
K a lk sc h la m m
2%
Su lfitSc h la m m
1%
A bfä lle
So rtie re n
P a p ie r
10%
Mech.
a b g e tre n n te
A bfä lle
5%
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UMWELT KLASSIFIKATION DER
ZELLSTOFF-PAPIERPRODUKTION
AVV
A b fa lla rt
B e z e ic h n u n g
U rsp ru n g
R in d en - u nd H o lzab fälle
Zellsto ffh erstellun g
S ch lam m
S u lfitsch läm m e (au s d er R ü ckg ew in n u n g vo n
K o ch lau g en )
Zellsto ffh erstellun g
03 03 05
S ch lam m
D e-in kin g -sch läm m e aus d em P ap ier-recyclin g A ufb ereitu ng A ltp ap ier
03 03 07
Feste A b fälle
03 03 08
Feste A b fälle
03 03 09
03 03 10
S ch lam m
S ch lam m /
Fasern
03 03 11
S ch lam m
S ch läm m e au s d er b etrieb seig en en
A b w asserb eh an d lu n g
10 01 07
A sch e/
Schlacke
A sch e/
Schlacke
A sch en un d S ch lacken aus d er A b fallm itK raftw erk
verb rennung
Flu g asche aus d er P ap iersch lam m verb renn u n g K raftw erk
03 03 01
Feste A b fälle
03 03 02
19 13 05
m ech an isch ab g etrenn te A b fälle au s d er
A uflö su n g vo n P ap ier- u n d P ap p ab fällen
A b fälle au s d em S o rtieren vo n P ap ier u nd
P ap p e für d as R ecyclin g
K alksch lam m ab fälle
Faserab fälle, Faser-, Füller- u n d Ü b erzu g ssch läm m e m ech . A b tren n u n g
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IN DER
DER ZELLSTOFFZELLSTOFF- UND
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PAPIERINDUSTRIE
ÖKOLOGISCHE
A ufb ereitu ng A ltp ap ier
A ufb ereitu ng A ltp ap ier
A b w asserrein ig un g
Zellsto ff- und
P ap ierh erstellun g
A b w asserrein ig un g
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SOLL-VERWERTUNG VON
RESTSTOFFEN
AVV
B e ze ic h n u n g
V e r w e rtu n g (S o ll)
03 03 01
R in d e n - u n d H o lza b fä lle
Ene rg e tisch
03 03 02
S u lfitsch lä m m e (a u s d e r R ü ck g e w in n u n g
v o n K o ch la u g e n )
D e -ink in g -sch lä m m e a u s d e m P a p ie rre cy cling
m e cha n isch a b g e tre nn te A b fä lle a us d e r
A u flö su ng v o n P a p ie r- u n d P a p p a b fä lle n
A b fä lle a u s d e m S o rtie re n v o n P a p ie r u n d
P a p p e fü r d a s Re cy cling
K a lk schla m m a b fä lle
Ene rg e tisch
03 03 05
03 03 07
03 03 08
03 03 09
03 03 10
Fa se ra b fä lle , Fa se r-, Fü lle r- u n d
Ü b e rzu g ssch lä m m e m e ch . A b tre n n u n g
03 03 11
S ch lä m m e a u s d e r b e trie b se ig e n e n
A b w a sse rb e h a n d lu n g (n ich t 0 3 0 3 1 0 )
A sch e n u n d S ch la ck e n a u s d e r A b fa llm itv e rb re n n u n g
Flu g a sch e a u s d e r P a p ie rsch la m m v e rb re n n u n g
10 01 07
19 13 05
R o h m e h l,
L e ich tg e w ich tsa g g re g a te
Ene rg e tisch
Ene rg e tisch
Ro h m e h l, L e ichtg e w ich tsa g g re g a te
L e ich tg e w ich tsa g g re g a te
Ro h m e h l, L e ichtg e w ich tsa g g re g a te
L e ich tg e w ich tsa g g re g a te
L e ich tg e w ich tsa g g re g a te
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DER ZELLSTOFFZELLSTOFF- UND
UND PAPIERINDUSTRIE
PAPIERINDUSTRIE
ÖKOLOGISCHE
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VERWERTUNGSANTEILE VON
RESTSTOFFEN
K om p ostie ru n g
18%
son stig e
E n tsorg u n g
5%
D e p on ie ru n g
6%
son stig e
b a u stofflic h e
V e rw e rtu n g
3%
E n e rg e tisc h e
V e rw e rtu n g
37%
Z ie g e lin d u strie
22%
Z e m e n tin d u strie
9%
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UND PAPIERINDUSTRIE
PAPIERINDUSTRIE
ÖKOLOGISCHE
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POTENZIAL DER
RESTSTOFFVERRINGERUNG
Der Abfallanteil im Jahr 2001 bezogen auf die
Tonne produziertes Papier beträgt bei einem
Altpapieranteil von 59% ca. 205 kg/Tonne.
Die Papierindustrie ist aus Kosten- und
Umweltgründen bemüht, den Abfallanteil zu
reduzieren.
Grenzen dafür sind durch die Erhöhung des
Altpapieranteil und die anfallenden De-inkingSchlämme insbesondere in der Herstellung von
graphischen Papieren und Hygienepapieren aus
qualitativen Gründen gegeben.
Eine weitere Reduktion würde die Senkung des
papierfremden Anteils (Spuckstoffe) bedingen.
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PAPIERINDUSTRIE
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EINSPARUNGSPOTENTIAL DURCH
ENERGETISCHE VERWERTUNG
Das gesamte Reststoffvolumen beträgt in D ca. 4
Mio Tonnen bei einer Jahresproduktion von 20
Mio Tonnen Papier.
Bei einem durchschnittlichen TS-Gehalt von 40%
ergibt dies 1,4 Millionen Tonnen Trockensubstanz.
Energiepotenzial der Reststoffe bei 18.000 kJ/Kg
ist ca. 29.520.000 TJ=7,2 TWh.
Energieeinsatz der deutschen Papierindustrie im
Jahr 2000: 48 TWh.
Maximaler prozentualer Energieanteil aus der
Reststoffverwertung: 7,2 TWh / 48 TWh = 15 %.
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SICHERHEIT IN
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PAPIERINDUSTRIE
ÖKOLOGISCHE
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OUTPUT EMISSION UND GERUCH
Emission entstehen bei der Verbrennung und bei
der Trocknung (Brüden).
Gerüche sind die Folge der eingesetzten Rohund Hilfsstoffe und bei der Abwasserbehandlung.
Durch die Kreislaufeinengung und die anoxische
und anerobe Zersetzung entstehen Mikroorganismen.
Die Mikroorganismen entwickeln Schwefelwasserstoffe, Amine, Mercaptane und andere
riechende Substanzen.
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SICHERHEIT IN
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PAPIERINDUSTRIE
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PRODUKTE UND LÖSUNGEN ZUR
GERUCHSBEKÄMPFUNG
Airhitone A4S2 Konzentrat für die Anwendung als
Aerosol beim Abbau im Freigelände und bei der
Verarbeitung in Hallen.
Airhitone SD Konzentrat für das Besprühen bei
Lagerung und Transport.
Inhitone P1 für die Reinigung von Fahrzeugen
und Produktionsanlagen.
Inhitone MF Konzentrat für die direkte Dosierung
in den Wasserkreislauf bzw. zur Behandlung der
Abwasserschlämme.
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ÖKOLOGISCHE SICHERHEIT
SICHERHEIT IN
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UND PAPIERINDUSTRIE
PAPIERINDUSTRIE
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Allgemeine Produkteigenschaften
Airhitone A4S2 Inhitone B OD P1 Airhitone SD
Inhitone B OD MF
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
sofortige Wirkung für mehrere Tage,
sparsam im Verbrauch,
Haftung auf fast allen Materialien,
Reduktion Geruchsbildung (< 95%),
einfache Ausbringung
biologisch abbaubar,
hautverträglich,
keine arbeitsmedizinischen Auflagen,
unbedenklich für Mensch und Tier.
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PAPIERINDUSTRIE
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