Was ist Papierfabrikabwasser?
Papierfabrikabwasser umfasst sämtliche Wasserströme aus der Herstellung von Papier, Karton und Zellstoff. Dazu gehören unter anderem Prozesswässer aus der Faserstoffaufbereitung, Sieb- und Presswasser der Papiermaschine sowie Reinigungs- und Spülwässer aus Anlagen und Stoffkreisläufen.
Die Belastung hängt stark vom eingesetzten Rohstoff – etwa Primärfasern oder Altpapier – sowie vom Einsatz chemischer Hilfsstoffe ab.
Entstehung und Einflussfaktoren
Die Zusammensetzung des Abwassers wird durch zahlreiche Teilströme geprägt, die im Produktionsprozess anfallen:
- Faser- und Feinanteile aus Aufbereitung, Sortierung und Screening
- Mineralische Füllstoffe wie Kaolin oder Calciumcarbonat
- Beschichtungs- und Leimstoffe aus Streichprozessen
- Gelöste organische Stoffe wie Lignin aus Holzbestandteilen
- Reinigungs- und Spülwässer aus Maschinen und Kreisläufen
- Chemikalienreste aus Additiven wie Stärke, Polymeren oder Entschäumern
Je nach Produkttyp – beispielsweise Verpackungspapier, grafisches Papier oder Tissue – variieren Zusammensetzung und Belastung erheblich.
Ziele der Abwasserbehandlung
Die Behandlung von Papierfabrikabwasser verfolgt mehrere zentrale Ziele, die sowohl technisch als auch regulatorisch motiviert sind. Im Fokus steht die Reduktion des CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf), um die organische Belastung zu minimieren.
Darüber hinaus müssen abfiltrierbare Stoffe wie Fasern und Füllstoffe entfernt werden, um Ablagerungen und Prozessstörungen zu vermeiden. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Reduktion von Farbanteilen, die insbesondere durch Lignin oder Pigmente verursacht werden. Ergänzend geht es um den Abbau biologisch abbaubarer und schwer abbaubarer Stoffe sowie die Stabilisierung der Ablaufwerte zur Einhaltung gesetzlicher Anforderungen.
Ein zusätzlicher Nutzen ergibt sich aus der Optimierung interner Wasserkreisläufe, wodurch der Frischwasserbedarf reduziert werden kann.
Verfahren zur Behandlung von Papierfabrikabwasser
Die Behandlung erfolgt mehrstufig und kombiniert mechanische, physikalisch-chemische und biologische Verfahren.
Vorbehandlung
In der ersten Stufe werden grobe und mineralische Bestandteile entfernt sowie Lastschwankungen ausgeglichen:
Mechanische Siebung zur Abtrennung von Faser- und Störstoffen
Sedimentation oder Sandfang zur Entfernung mineralischer Partikel
Pufferung (Equalizing) zur Homogenisierung von Abwasserströmen
Physikalisch-chemische Verfahren
Diese Stufe dient der gezielten Entfernung feiner und gelöster Stoffe:
Flotation (DAF) zur Abtrennung leichter Faser- und Pigmentpartikel mittels Mikroblasen
Sedimentation zur Entfernung schwerer mineralischer Stoffe
Fällung/Flockung zur Bündelung feiner Partikel
Entfärbungsverfahren bei farbhaltigen Abwässern
Die Kombination dieser Verfahren ist entscheidend für eine stabile Vorreinigung.
Biologische Behandlung
Die biologische Stufe übernimmt den Abbau organischer Inhaltsstoffe:
Aerobe Systeme (z. B. Belebungsverfahren oder Tropfkörper) zur Reduktion des CSB
Anaerobe Verfahren für hochbelastete Teilströme, insbesondere bei Altpapier
Nachklärung zur Abtrennung des Belebtschlamm
Nachbehandlung und Schlammmanagement
Für die Einhaltung strenger Grenzwerte werden zusätzliche Verfahren eingesetzt:
- Filtration zur Feinreinigung
- Aktivkohle zur Entfernung verbleibender organischer Reststoffe
- Schlammbehandlung durch Eindickung und Entwässerung
- Typische Parameter und Belastungen
Papierfabrikabwasser weist eine Reihe charakteristischer Parameter auf:
- Faserstoffe und Feinanteile aus der Produktion
- Mineralische Füllstoffe wie Calciumcarbonat und Kaolin
- Erhöhter CSB/BSB₅ durch organische Stoffe
- Farb- und Ligninanteile bei holzhaltigen Rohstoffen
- Polymer- und Hilfsstoffreste aus Prozesschemikalien
- Schwankender pH-Wert durch chemische Zusätze
Entsorgung und Wiederverwendung
Die Entsorgung erfolgt abhängig von der Anlagentechnik und den betrieblichen Anforderungen. Häufig wird das Abwasser nach Vorbehandlung indirekt in kommunale Kläranlagen eingeleitet oder in betriebseigenen Anlagen vollständig behandelt.
Zusätzlich können hochbelastete Teilströme in anaeroben Systemen zur Biogaserzeugung genutzt werden. Anfallende Schlämme werden entweder intern verwertet oder extern entsorgt.
Die Wiederverwendung spielt in der Papierindustrie eine wichtige Rolle und erfolgt vor allem innerhalb technischer Kreisläufe:
- Nutzung von Klarwasser für Spülprozesse
- Kreislaufführung in Papiermaschinen zur Reduktion des Frischwasserverbrauchs
- Rückgewinnung von Faserfeinanteilen für die Produktion
Die Wiederverwendung dient ausschließlich der Prozessoptimierung und ersetzt kein Trinkwasser.
Gesetzliche Anforderungen und Grenzwerte
Für Papierfabrikabwasser gelten spezifische gesetzliche Rahmenbedingungen:
- Abwasserverordnung (AbwV) für die Papier- und Zellstoffindustrie
- Kommunale Grenzwerte für CSB, Feststoffe, Stickstoff, Phosphor und pH-Wert
- Wasserhaushaltsgesetz (WHG) als rechtliche Grundlage
- Betriebliche Umwelt- und Qualitätsstandards
Im Fokus stehen insbesondere die Parameter CSB, BSB₅, abfiltrierbare Stoffe, pH-Wert, Nährstoffe und Farbparameter.
