PROCESS AND APPARATUS FOR ELIMINATING IMPURITIES FROM A WASTE PAPER SUSPENSION

Abstract: In a process for de-inking or removing printing ink from waste paper, the prepared suspension of fibres is initially given flotation treatment for a short period, i.e. for example for two minutes, in a single-stage flotation unit (2) and then subjected to washing in one or more washing stages (7) in such a way that a hydrocyclone (classifier) (6) can be connected in-line between the two cleaning stages. The rejects from all stages are led without intermediate cleaning to a common internal waste water cleaning unit (clarifier) (4), which separates the rejects into thick sludge, thick sludge filtrate and clarified water. The clarified water and also, if desired, the filtrate from the sludge press are used again in the system as process water. The process is particularly suitable for the removal of electro-static inks (laser inks), which are difficult to remove and permits the production in a simple way of a paper of particularly good cleanliness from waste paper, accompanied by the most sparing consumption of water. <IMAGE>

Description: VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ENTFERNEN VON VERUNREINIGUNGEN AUS ALTPAPIER Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen wie Druck farben oder dergleichen aus Altpapier, wobei eine durch Auflösen von Altpapier gewonnene, mit Chemikalien versetzte Faserstoff-Suspension unter Abführung des Druckfarbenpartikel und gegebenenfalls andere flotierbare Substanzen enthaltenden Flotations-Schaumes als Flotations-Rejekt in einer Flotationsstufe flotiert und dann aus der flotierten Faserstoff-Suspension weitere Druckfarbenpartikel und Verunreinigungen in mindestens einer Waschstufe ausgewaschen und als Waschstufen-Rejekt abgeführt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Solche auch als Deinking bezeichnete Verfahren sind beispielsweise aus der DE-AS 26 10 581 oder der DE-OS 31 44 561 bekannt. Dabei wird angestrebt, aus Altpapier auf umweltfreundliche und wirtschaftliche Weise einen möglichst weitgehend von Druckfarben und anderen Verunreinigungen befreiten Faserstoff von hohem Reinheitsgrad wiederzugewinnen. Mit solchen Verfahren wird versucht, die beiden hauptsächlichen, in der Altpapieraufbereitungstechnik üblichen Deinking-Verfahren zu kombinieren, und die beispielsweise im "Wochenblatt für Papierfabrikation", Heft 20/1976, Seiten 778 - 784 (W.Matzke, Deinking-Waschen oder Flotation) gegenübergestellten Vorteile der beiden Verfahren gleichzeitig zu erreichen, um eine möglichst reine und möglichst gut von Druckfarben und anderen Verunreinigungen befreite Faserstoff-Suspension aus Altpapier zu gewinnen. Ein solches kombiniertes Verfahren ist jedoch kompliziert und erfordert einen relativ grossen apparativen Aufwand. Zudem ist in der Regel eine aufwendige, separate Reinigung der in den verschiedenen Verfahrensstufen anfallenden Rejekte erforderlich, falls die Umwelt nicht in unzulässiger Weise belastet werden soll. Ausserdem hat sich gezeigt, dass gewisse Verfahren nicht alle Arten von Druckfarben einwandfrei entfernen lassen. Insbesondere hat sich die Entfernung bestimmter elektrostatischer Druckfarben als schwierig erwiesen, beispielsweise eingebrannte Kunststoff-Farben, die als Laser-Inks bekannt sind. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, wirtschaftliches und umweltscho nendes Verfahren und eine Vorrichtung dazu zu schaffen, mit welchen Druckfarben und andere Verunreinigungen aus einem aus Altpapier gewonnenen Faserstoff mit besonders guter Effizienz entfernt werden können. Dabei sollen sich das erfindungsgemAsse Verfahren und die entsprechende Vorrichtung besonders zur Entfernung schwierig zu entfernender Druckfarben, wie Laser-Inks oder dergleichen eignen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Flotation als einstufige, kurzzeitige Flotation durchgeführt wird, und dass die Flotations-Rejekte direkt ohne Zwischenreinigung zusammen mit den Waschstufen-Rejekten in einer gemeinsamen Abwasserreinigung eingedickt werden, wobei der bei der Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm abgeführt und das anfallende Klärwasser zur Wiederverwendung rückführbar ist. Die Erfindung sowie zweckmässige und vorteilhafte Weiterbildungen derselben werden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Ablaufschema eines Deinking-Verfahrens in Blockform, Figur 2 eine Vorrichtung zum Deinking in schematischer Darstellung. Bei dem in Figur 1 dargestellten Verfahrensschema wird die aufgeschlossene Faserstoff-Suspension über einen Eintrag 1 einer einstufigen Flotationsvorrichtung 2 zugeführt, in welcher die Suspension kurzzeitig, beispielsweise während 2 bis 4 Minuten, auf jeden Fall während einer kürzeren Zeit als die übliche Mindestflotationszeit von ca. 10 Minuten flotiert. Besonders die grösseren Druckfarbenpartikel, z.B. Agglomerate von Laser-Ink mit 25-250 Micron Durchmesser, die einer Wäsche nicht zugänglich sind, können auf diese Weise herausflotiert werden. Dafür geeignete Flotationszellen ,sind beispielsweise in der Zeitschrift '|Das Papier", Jahrgang 29, Heft 10A (Oktober 1975), Seiten 160 - 166, oder in den Escher Wyss Mitteilungen, Juni 1971, Seiten 1 - 10 beschrieben. Bei dieser kurzzeitigen Flotation wird bereits ein Teil der Druckfarben und der anderen Verunreinigungen entfernt und mit dem Flotationsschaum über eine Leitung 3 abgeführt und einem Abwasserreinigungssystem 4 zugeleitet. Die bereits teilweise von Druckfarben und anderen Verunreinigungen befreite Suspension gelangt aus den Flotationszellen 2 über eine weitere Leitung 5 fakultativ über eine Zwischenreinigungsstufe 6, die als Hydrozyklon ausgebildet sein kann, in eine Waschvorrichtung 7. Dabei kann es sich um Waschvorrichtungen handeln, wie beispielsweise im "Wochenblatt für Papierfabrikation", Heft 20/1976, Seiten 778 - 784 beschrieben, oder um einen Ddppelsiebwäscher vom Typ Escher Wyss VARIO-Split". Gegebenenfalls kann auch auf die Zwischenschaltung eines Hydrozyklons 6 verzichtet werden. Der Spuckstoff des Hydrozyklons 6 und das Abwasser der Waschvorrichtung 7 wird ebenfalls dem gemeinsamen Abwasserreinigungssystem 4 über Leitungen 8 bzw. 9 zugeführt, während der von Druckfarben und Verunreinigungen gereinigte Fasergutstoff über eine Leitung 10 der eigentlichen Papiermaschine zugeführt wird. Die Abtrennung der Feststoffe aus dem Abwasser der Waschvorrichtung 7 erfolgt mit dem Flotations- oder Sedimentationsaggregat 15. Das Klärwasser wird über eine Leitung 16 in das System zurückgeleitet. Die für alle Deinking-Stufen gemeinsame Rejekt-Reinigungsstufe 4 weist einen für alle Rejekte gemeinsamen Schlammbehälter 11 auf, welcher eine Schlammpresse 12 speist, welche den zugeführten Schlamm entwässert und den Dickschlamm über einen Austrag 13 aus dem System hinaus transportiert, während das Filtrat über eine Leitung 14 ebenfalls in das System zurückgeleitet werden kann, beispielsweise vor die Flotationsstufe. Während in dem vorstehend beschriebenen Verfahrensschema die Rejekte der Flotationszelle 2 und des Hydrozyklons 6 über Leitungen 3 bzw. 8 direkt in den Schlammbehälter 11 gelangen, können bei einem abgewandelten Verfahren diese Rejekte stattdessen auch zunächst über Leitungen 3' und 8' der Reinigungsstufe 15 zugeführt werden, wobei die Leitungen 3 und 8 entfallen. Figur 2 zeigt eine Deinking-Anlage in schematischer Form, wobei nur die wesentlichen Teile der Anlage dargestellt sind und auf die Wiedergabe sekundärer Aggregate und von Nebenkreisläufen verzichtet wurde. Bei diesem Beispiel gelangt das Altpapier P unter Zugabe von Wasser und geeigneten Chemikalien in einen Pulper 20, wird dort zerfasert und anschliessend in einem Dickstoffreiniger 21 von schweren Verunreinigungen und in einem anschliessenden Entstipper 22 von nicht zerfaserten Stippen gereinigt. Die so gewonnene Faserstoff-Suspension wird, eventuell unter Zugabe von weiteren Chemikalien, in eine oder zwei Flotationszellen 23 geleitet, worin eine Kurzzeitflotation von z.B. 2 Minuten stattfindet. Während der flotierte Schaum mit darin enthaltenen Druckfarben und weiteren abgelösten Verunreinigungen über eine Leitung 24 direkt über einen Schlammbehälter 25a in eine Schlammpresse 25b gelangt, wird der Gutstoff über eine Zwischenbütte 26 in einen weiteren Hydrozyklon 27 geführt, in welchem weitere Verunreinigungen abgetrennt und über eine Leitung 28 direkt in einen Schlammbehälter 25a, in eine Schlammpresse 25b oder vorher über eine Reinigungsstufe 29 abgeführt werden. Der gereinigte Gutstoff gelangt in eine Variosplit-Waschanlage 30. Diese kann auch als an sich bekannte zwei- oder mehrstufige Wascheinrichtung anderer Art ausgebildet sein, z.B. als Schrägsieb. Der durch die Wascheinrichtung von den letzten Verunreinigungen und Druckfarbenresten befreite Faserstoff gelangt daraufhin über eine Zwischenlagerbütte 31 zur eigentlichen Papiermaschine PM, während das verunreinigte Waschwasser über eine Leitung 32 in die Stufe 29 des gemeinsamen Abwasserreinigungssystems geleitet wird. Von hier aus wird der aus den Feststoffen entstandene Klärschlamm über eine Leitung 33 ebenfalls dem Sammelbehälter 25a einer Schlammpresse 25b zugeführt, aus der der Dickschlamm S aus dem System herausbeför dert und abgelagert wird. Das Filtrat sowohl der Schlammpresse 25b als auch das Klarwasser der Reinigungsstufe 29 wird über Leitungen 35 und 34 wiederum dem System zugeführt und dient z.B. als Prozesswasser für die Flotationszelle 23 oder die Siebwaschvorrichtung 30. Wahlweise kann das Filtrat der Schlammpresse auch in eine externe Abwasserreinigungsanlage ARA abgeführt werden. Auf diese Weise wird ohne grossen Aufwand eine Faserstoff-Suspension sehr hoher Reinheit erzeugt, und zwar auch aus mit elektrostatischen Druckfarben bedrucktem Altpapier, wobei das anfallende Abwasser weitestgehend wieder verwendet wird und der Wasserverbrauch somit sehr gering ist.

Claims: Process for removing impurities, such as printing inks or the like, from waste paper, whereby a fibrous material suspension which has been obtained by disintegrating waste paper and to which chemicals have been added is floated in a flotation stage (2), carrying away the particles of printing ink and if applicable flotation froth containing other floatable substances as a flotation reject, and then further printing ink particles and impurities are washed out from the floated fibrous material suspension in at least one washing stage (7) and are removed as a washing stage reject, characterised in that the flotation (2) is carried out as a single-stage, brief flotation and that the flotation stage rejects are thickened directly without intermediate cleaning, together with the washing stage rejects, in a common waste water cleaning operation (4), with the thick slurry produced during the waste water cleaning operation being removed and the clear water produced being able to be recycled for re-use. Process according to Claim 1, characterised in that the flotation (2) is carried out for a period of less than 10 minutes, preferably between 2 and 4 minutes. Process according to Claim 1 or 2, characterised in that after leaving the flotation apparatus (2) the fibrous material suspension is freed from further impurities by means of a hydrocyclone (6), with the rejects of the hydrocyclone likewise being supplied to the common waste water cleaning apparatus (4). Process according to one of Claims 1 - 3, characterised in that the washing of the fibrous material suspension is carried out in a plurality of washing stages (7). Process according to one cf Claims 1 - 4, characterised in that the waste water cleaning (4) is carried out in a cleaning stage (15) and a thickening stage (12), with the waste water being separated into clear water, thick sludge and thick sludge filtrate and the clear water being recycled into the process, whereas the thick sludge filtrate is selectively recycled into the process or sent to an external waste water cleaning plant ARA. Apparatus for performing the process according to Claim 1, characterised by a flotation apparatus (23), a washing apparatus (30) and a waste water cleaning apparatus (25a, 25b, 29), with the washing apparatus (30) being connected to the flotation apparatus (23) and both the reject line of the flotation apparatus (23) and of the washing apparatus (30) being connected to the waste water cleaning apparatus (25a, 25b, 29). Apparatus according to Claim 6, characterised in that a hydrocyclone (27) is interposed between the flotation apparatus (23) and the washing apparatus (30), the reject line of which hydrocyclone is likewise connected to the waste water cleaning apparatus (25a, 25b, 29) via the line (28). Apparatus according to Claim 6 or 7, characterised in that the waste water cleaning apparatus has a cleaning apparatus (29) and a sludge thickening apparatus (25a, 25b), the clear water line (34) of the cleaning unit of which and also optionally the filtrate line (35) of the sludge thickening apparatus is connected to the process water inlets of the flotation apparatus (23) and/or of the washing apparatus (30). Apparatus according to Claim 8, characterised in that the reject line (24) of the flotation apparatus (23) is connected directly to the thickening apparatus (25a, 25b).

Inventors: MATZKE, WOLFGANG, DR., MAYR, HERMANN
Applicants: SULZER-ESCHER WYSS GMBH
Application year: 1985
Main classification: D21B1
IPC codes: D21F1, D21C5, D21B1