AT1781U1

AT1781U1 - Verwendung von modifizierten abfallprodukten der zellstoffgewinnung als hochwertigen torfersatz

Info

Publication number: AT1781U1
Application number: AT0067096U
Authority: AT
Inventors: Diether Dr Polheim; Karl Dipl Ing Dr Tec Eichinger
Original assignee: Kwizda Fa F Johann
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1997-11-25

Abstract

Beschrieben wird die Verwendung von modifizierten Abfallprodukten der Zellstoffgewinnung als hochwertigen Torfersatz, wobei die Rejekts aus der Zellstoffindustrie, gegebenenfalls nach Neutralisierung, beispielsweise mittels in der Zellstoffindustrie anfallender geeigneter Abwässer und entsprechenden Nachbehandlungen, als Ersatzmaterial für natürlichen Torf verwendet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von modifizierten Abfallprodukten der Zellstoffgewinnung als hochwertigen Torfersatz sowie ein Verfahren zur Modifizierung derartiger Abfallprodukte.

Bei der Zellstoffherstellung fallen nach der Delignifizierung des Holzes Reststoffe an, welche Anteile enthalten, die für eine weitere Verwendung im Zellstoffgewinnungsverfahren nicht verwendet werden können. Diese Reststoffe, nach üblicher Terminologie Spuckstoff oder"Rejekt"genannt, werden im Produktionsprozess abgetrennt und stellen einen minderwertigen Abfall dar.

Bei der weiteren Behandlung und Veredelung der für die Zellstoffgewinnung geeigneten Faseranteile, dem sogenannten "Gutstoff", müssen andererseits Stoffe verwendet werden, welche im Produktionsprozess zu chemikalienbelasteten Abwässern führen.

Diese Abwässer bzw. Ablaugen enthalten teilweise noch Oxidantien und stellen ein ernsthaftes wirtschaftliches Problem dar. Dieses kann derzeit, bei Erfüllung der geltenden Umweltschutzauflagen, nur mit hohem Kostenaufwand gelöst werden.

Die Verwendung von Torf ist im Pflanzenbau seit langer Zeit üblich und vielfach notwendig. Die Beschaffung von Torf aus Moorgebieten wird jedoch aus Umweltschutzgründen und sich regional erschöpfender Quellen zunehmend schwieriger.

Es stellt sich somit für die Torfindustrie die Frage nach Ersatzstoffen für Torf mit möglichst torfähnlichen Eigenschaften.

Weiters müssen diese Ersatzstoffe pflanzenverträglich sein und die entsprechenden Umweltauflagen erfüllen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun, einerseits eine nutzbringende Verwendung von Rejekts sowie gegebenenfalls Abwässern der Zellstoffindustrie zu finden und andererseits ein im Pflanzenbau verwendbares Ersatzmaterial für natürlichen Torf zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Rejekts aus der Zellstoffindustrie, gegebenenfalls nach Neutralisierung,

beispielsweise mittels in der Zellstoffindustrie anfallender geeigneter Abwässer und entsprechenden Nachbehandlungen ; als Ersatzmaterial für natürlichen Torf verwendet werden. Die Verwendung von Rejekt bietet sich insofern als Torfersatzprodukt an, da dessen physikalische Eigenschaften jenen des natürlichen Torfes sehr ähnlich sind.

Gegen diese Verwendung sprach bisher, dass das bei der Zellstoffproduktion anfallende Rejekt extrem sauer ist, einen unangenehmen Geruch hat, das Pflanzenwachstum teilweise hemmt, und zur Schimmelbildung neigt. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass durch gutes Durchlüften, gefolgt von einem weiteren Reinigungsschritt, der unangenehme Geruch beseitigt und die Schimmelbildung verhindert werden konnte.

Als besonders günstig hat sich erwiesen, wenn gegebenenfalls vorbehandelte Rejekts nach Kompostierung als Torfersatz verwendet wurden.

Als Substrat in den nachfolgenden Beispielen wurde Rejekt der Firma Hallein Papier Zellstofferzeugung verwendet. Dieses Ausgangsmaterial weist einen typischen unangenehmen Geruch auf, ist extrem sauer und hemmt das Pflanzenwachstum.

Weiters wurden Ablaugen der Firma Hallein Papier Zellstofferzeugung mit den Bezeichnungen CW2 (Abwasser eines Chemiwashers), LSE (Abwasser eines Langsiebeindickers) und F2 (Abwasser eines Waschfilters) verwendet.

Die Zusammensetzung dieser Ablaugen ist-soweit feststellbaretwa wie folgt : CW2 und LSE : Hoher gelöster SO"und SO "-Gehalt, saurer pH, hohe CSB- und TOC-Belastung, 60-80 ppm Fe3+, dieses Abwasser ist eine Zusammensetzung aus bis zu 3000 teilweise unbekannten Verbindungen und enthält gelöste Ligninfragmente, Zucker sowie diverse anorganische Verbindungen.

F2 : Hoher H O2-Gehalt (0, 4-0, 8 %), pH etwa 9, 3, etwa 20 ppm Fe3+, durchschnittliche CSB- und TOC-Belastung.

Rejekt wird in einem offenen Gefäss 7 Tage bei Raumtemperatur in einem gut belüfteten Raum stehen gelassen. Dadurch verflüchtigt sich der dem Rejekt anhaftende unangenehme Geruch fast vollständig und es bleibt ein deutlicher Holzgeruch über, der nicht unangenehm ist.

Bei weiterer Lagerung des so belüfteten Rejekts in einem dicht verschlossenen Gefäss bleibt der Geruch unverändert. Der unangenehme Geruch tritt nicht wieder auf.

Als Ausgangsmaterial für die nachfolgend angeführten Reinigungsschritte diente jeweils für 7 Tage belüftetes Rejekt.

Zur Verbesserung der Eigenschaften von Rejekt als Pflanzensubstrat wurden die folgen Verfahrensschritte separat durchgeführt und dabei für jedes Reinigungsverfahren eine Probe an behandeltem Rejekt erhalten.

Bei den Beispielen 3 - 8 wird jeweils mechanisch gerührt.

Beispiel 1 Wasserdampfdestillation : 285 g Rejekt werden in einen 21-4-Halskolben in 11 Wasser vorgelegt und einer Wasserdampfdestillation unterzogen bis insgesamt 1 1 Wasser abdestilliert war. Der Feststoff wird abgesaugt und bei Raumtemperatur an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Beispiel 2 Soxhlet-Extraktion :

25 g Rejekt werden in einem Soxhlet-Extraktor 12 Stunden extrahiert. Der Rückstand wird abgesaugt und an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Beispiel 3 Rühren bei Raumtemperatur in 1 %-iger wässriger H-O.-Lösung : 30 g Rejekt werden mit 200 ml einer 1 % wässrigen H202-Lösung 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird abgesaugt, der Rückstand mit Wasser bis zur Entfernung des H202 gewaschen, nochmals abgesaugt und an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Beispiel 4 Rühren bei Raumtemperatur in CW2 :
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30 g Rejekt werden mit 200 ml CW2 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird abgesaugt, und der Rückstand an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Beispiel 5 Rühren bei Raumtemperatur in 1 % H202 in CW2 : 30 g Rejekt werden mit 200 ml einer 1 % wässrigen H202-Lösung in CW2 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird abgesaugt, der Rückstand mit Wasser bis zur Entfernung des H202 gewaschen, nochmals abgesaugt und an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Beispiel 6 Rühren bei Raumtemperatur in LSE : 30 g Rejekt werden mit 200 ml LSE Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird abgesaugt, und der Rückstand an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Beispiel 7 Rühren bei Raumtemperatur in F2 30 g Rejekt werden mit 200 ml F2 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird abgesaugt, und der Rückstand an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Beispiel 8 Rühren unter Rückfluss in 1%-iger wässriger H2O2-Lösung: 30 g Rejekt werden mit 200 ml einer 1 % wässrigen H202-Lösung 16 Stunden gekocht. Dann wird abgesaugt, der Rückstand mit Wasser bis zur Entfernung des H202 gewaschen, nochmals abgesaugt und an Luft getrocknet bis das ursprüngliche Gewicht bis auf 10 % erreicht war.

Für Beispiel 9 wurde nichtbelüftetes Rejekt verwendet. Der Wassergehalt in diesern Beispiel von Rejekt wurde durch Trocknung bei 800C und 10 Torr bis zur Gewichtskonstanz bestimmt. Es wurde dabei ein Wassergehalt von 32 Gew. % gefunden.

Beispiel 9 Oxidation mittels HO und FeS4 (Fenton-Oxidation) : 100 g feuchtes, unbehandeltes Reject wurden mit 500 ml H202 bei Raumtemperatur (ca. 25 C) gerührt. Dazu wurden lg FeS04 und l ml 32 % H202 gefügt und bei dieser Temperatur 2 Stunden gerührt.

Das Rejekt wird dabei etwas dunkler und es erfolgt eine sehr
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werden ca. 500 ml H20 benötigt.

Um das Waschen mit H20 zu vermeiden kann das HO-auch durch Zu-

gabe von üblichen Reduktionsmitteln entfernt werden.

Statt Absaugung ist die Entfernung des HO durch Druck vorteilhafter.

Die genauen Konzentrationen an H202 und FeS04 und Menge an H20 und die Reaktionszeiten hängen von der Konzentration an geruchsbelstenden Verunreinigungen und der genauen Reaktionsführung ab.

Die minimal nötigen Konzentrationen können daher nur durch Versuche in technisch realistischen Ansatzgrössen ermittelt werden, deren Durchführung im Bereich des Wissens eines Fachmanns liegt.

Statt Leitungswasser kann auch CW2 zur Suspension des Rejekt zur Oxidation verwendet werden Pflanzenverträglichkeitstest Um das Rejekt als Pflanzensubstrat und somit als Ersatzstoff für Torf verwenden zu können, wird ein Pflanzenverträglichkeitstest unter Verwendung des wie in den Beispielen 1 - 9 behandelten Torfersatzes durchgeführt.

Als neutrales Vergleichsmaterial diente Watte.

In je einer Kristallisierschale (d = 9 cm, h = 5 cm) wird als Grundschicht 30 g Serais0 (poröses Tongranulat) eingebracht.

Darauf werden je 5 g der zu prüfenden Torfersatze der Beispiele I - 9 in die Schalen eingefüllt und das Saatgut der ausgewählten Testpflanze (Gartenkresse Lepidum sativum L. von der Firma Austrosaat) gleichmässig auf deren Oberfläche verteilt.

Anschliessend wird jeweils mit 70 g Wasser benetzt und täglich auf diese Menge ergänzt. Die Behälter werden mit einer Lebensmittelfolie als Verdunstungsschutz abgedeckt und täglich 12 Stunden mit einer Pflanzensonne" (WERGAI 100 Watt) bestrahlt.

Die Ansätze werden 9 Tage bei 20 C stehengelassen.

Die Keimrate bezogen auf das Vergleichsmaterial beträgt auf

allen Beispiele 100%. Pflanzenfarbe : grün Es kann kein Unterschied in der Keimfähigkeit und im Wachstum zwischen den Vergleichen und den verschiedenen behandelten Torfersatz der Beispiele festgestellt werden.

Claims

Ansprüche : 1. Verwendung von modifizierten Abfallprodukten der Zellstoffgewinnung als hochwertigen Torfersatz, dadurch gekennzeichnet, dass Rejekts aus der Zellstoffindustrie, gegebenenfalls nach Neutralisierung, beispielsweise mittels in der Zellstoffindustrie anfallender geeigneter Abwässer und anschliessender Reinigung, als Ersatzmaterial für natürlichen Torf verwendet werden.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejekts durch Wasserdampfdestillation gereinigt wurden. EMI8.1 Rejekts durch Extraktion gereinigt wurden.

4. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejekts durch Oxidation gereinigt wurden.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejekts durch Abwasser aus der Zellstoffindustrie neutralisiert wurden.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejekts zusätzlich kompostiert wurden.

7. Verwendung von Rejekts aus der Zellstoffindustrie als Ersatzmaterial für natürlichen Torf.

8. Verfahren zur Modifizierung von Abfallprodukten der Zellstoffgewinnung, dadurch gekennzeichnet, dass Rejekts aus der Zellstoffindustrie mittels in der Zellstoffindustrie anfallender geeigneter Abwässer neutralisiert und anschliessend gereinigt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejekts durch Wasserdampfdestillation gereinigt wurden. <Desc/Clms Page number 9>

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejekts durch Extraktion gereinigt wurden.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rejekts durch Oxidation gereinigt wurden.