Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Furnierherstellung muss das Holz vor der Verarbeitung zu Furnieren im Wasserbad mehrere Tage unter Einhaltung artenspezifischer Temperaturprofile erw\u00e4rmt (gekocht) werden. An die Wasserqualit\u00e4t werden hohe Anforderungen gestellt, um ungleichm\u00e4\u00dfige Farbreaktionen im Holzgewebe zu vermeiden. \u00dcblicherweise wurde das Wasser bisher nach einmaliger Verwendung im Kochprozess verworfen, da sich im Wasser w\u00e4hrend des Kochvorgangs aus dem Holz herausgel\u00f6ste organische und anorganische Inhaltsstoffe anreichern, die zu Verf\u00e4rbungen beim Kochprozess f\u00fchren k\u00f6nnen. Die Furnierindustrie zeichnet sich deshalb durch einen hohen Frischwasserbedarf aus. Im Furnierwerk Winsen GmbH wurde eine Anlage zur Aufbereitung des Kochwassers durch Reduktion der Eisenionen mittels chemischer F\u00e4llung\/Flockung installiert, mit dem Ziel, das aufbereitete Wasser f\u00fcr den Kochprozess wiederholt einsetzen zu k\u00f6nnen. Eine zus\u00e4tzliche Reduktion der aromatischen Verbindungen im Kochwasser ist jedoch notwendig. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen praktikable und effektive Prozesssteuerungen und -strategien entwickelt werden, die durch die Einsparung von Reinwasser und einer Reduzierung des Abwassers den Kochprozess bei der Furnierherstellung aus \u00f6kologischer und \u00f6konomischer Sicht optimieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Projekt sollte zun\u00e4chst erstmalig die stoffliche Zusammensetzung des Kochwassers von 40 unterschiedlichen Holzarten analysiert werden. Diese Untersuchungen erfolgten schwerpunktm\u00e4\u00dfig am Institut f\u00fcr Holzchemie der Bundesforschungsanstalt f\u00fcr Forst- und Holzwirtschaft (BFH). Auf Grundlage der erhaltenen Befunde sollten Ma\u00dfnahmen zum integrierten Umweltschutz konzipiert und eine Reinigung der Kochw\u00e4sser insbesondere im Teilstrom mit physikalischen und chemisch-physikalischen Aufbereitungsmethoden (F\u00e4llung\/Flockung, Membranfiltration, Ozonung) im Hinblick auf ihre Wirksamkeit und Effizienz untersucht werden. Mit dem aufbereiteten Wasser wurden Kochprozesse simuliert, bei denen die Auswirkungen der Wasserbelastung auf die Holzfarbe untersucht werden k\u00f6nnen. Die Versuche zur Wasseraufbereitung wurden im Furnierwerk Winsen in Kooperation mit Fa. EUWA GmbH durchgef\u00fchrt. Auf Grundlage einer mehrw\u00f6chigen Betriebsanalyse der Kochprozesse und der Wasserverunreinigungen wurde eine teilstromgef\u00fchrte Abwasserbehandlung konzeptioniert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Durch eine Langzeitbeobachtung im Kl\u00e4rwerk und \u00fcber Abwasseranalytik wurde belegt, dass die Inhaltsstoffe des anfallenden Abwassers biologisch gut abbaubar bzw. eliminierbar sind (CSB : BSB5 = 2,5).
\nIn einer bestehenden F\u00e4llungs-\/Flockungsanlage kann die Eisenkonzentration des Kochwassers von h\u00e4ufig \u00fcber 1 mg\/l auf 0,2 mg\/l gesenkt werden. Gleichzeitig ist jedoch f\u00fcr den CSB-Wert als Leitparameter f\u00fcr die organischen Inhaltsstoffe, wie z. B. Phenole im Kochwasser, nur eine Reduktion um etwa 15 % festzustellen. Der Phenolindex wird durch die Wasseraufbereitung um 25 % gesenkt.
\nBei einer optimal gef\u00fchrten F\u00e4llung\/Flockung und einem durchschnittlichen Produktionsprogramm, das einem ausgewogenen Verh\u00e4ltnis von hellen und dunklen H\u00f6lzern entspricht, kann eine Recyclingquote von 60 % erreicht werden.
\nMit Hilfe einer Versuchsanlage im halbtechnischen Ma\u00dfstab wurde der Einfluss einer unterschiedlichen Belastung der Kochw\u00e4sser verschiedener Holzarten auf die Menge der Flockungsmittel und die Flockungsbedingungen untersucht. Wie erwartet, wird im Vergleich zu hellen H\u00f6lzern etwa f\u00fcnfmal so viel Flockungsmittel (Aluminiumsulfat) f\u00fcr die Reinigung des Kochwassers dunkler H\u00f6lzer ben\u00f6tigt. Die Farbzahl der Kochw\u00e4sser wird bei den dunklen H\u00f6lzern von ca. 200 m-1 auf ca. 40 m-1 und bei den hellen H\u00f6lzern von durchschnittlich 50 m-1 auf weniger als 20 m-1 reduziert. Der Eisengehalt kann um bis zu 90 %, der Phenolgehalt um ca. 50 % und die CSB-Konzentration um ca. 25 % gesenkt werden. Wenn man anstelle der Natronlauge Natriumaluminat einsetzt, so ist dies mit einer Reduktion der F\u00e4llungs-\/ Flockungszus\u00e4tze verbunden, die sich in einer Kostenreduktion von ca. 25 % \u00e4u\u00dfert.
\nEine vor die F\u00e4llung\/Flockung geschaltete Ozonbehandlung f\u00fchrt zu keiner Verbesserung der F\u00e4llung\/Flockung. Eine Ozonung im Anschluss an die F\u00e4llung\/Flockung bewirkt eine weitergehende Entf\u00e4rbung und CSB-Reduktion, hat sich aber bei n\u00e4herer Betrachtung als unwirtschaftlich erwiesen.
\nAuch eine Enzymbehandlung, mit der zwar eine Polymerisation aromatischer Holzinhaltsstoffe bewirkt wird, erwies sich aufgrund der damit verbundenen Erh\u00f6hung der Farbigkeit als unpraktikabel.
\nAuch die Ultrafiltration, deren Anwendung im Abwasserteilstrom ein direktes Recycling des Kochgrubenwassers erbringen sollte, erwies sich als ungeeignet. Die Reduktion des Gehaltes an Eisenionen und des Gehaltes an phenolischen Stoffen sowie des CSB ist vergleichbar mit der, die durch eine optimierte F\u00e4llung\/Flockung erreicht wird. Ausschlaggebendes Kriterium ist jedoch die Farbigkeit, die sich nicht in der erhofften Weise beseitigen lie\u00df. Die Filtratrate nimmt entsprechend der Erfahrung mit Membranfiltrationen von anf\u00e4nglich 100 l\/m2h auf etwa 25 l\/m\u00b2h rasch ab. Sie l\u00e4sst sich durch eine periodische R\u00fccksp\u00fclung mit Filtrat nicht wesentlich verbessern. Eine alkalische Behandlung als (zwischenzeitliche) Standreinigung f\u00fchrt zu einer guten Erholung der Filtratrate. Jedoch wird durch geringe Verschleppung der alkalischen Reinigungsl\u00f6sung in das Filtrat die Farbigkeit erheblich erh\u00f6ht. Zur Untersuchung der Einsatzbreite des Recyclingwassers wurde eine Probekochgrube geschaffen, in der ein Stammabschnitt unter realistischen Bedingungen gekocht werden konnte. Durch eine gro\u00dfe Anzahl von Versuchen an unterschiedlichen Holzarten konnte gezeigt werden, dass ein Recyclingwasser, das einen Eisengehalt kleiner 0,6 mg\/l, einen Gehalt an phenolischen Stoffen kleiner 15 mg\/l und eine maximale Farbzahl von 20 m-1 aufweist, f\u00fcr die Kochprozesse aller Holzarten einzusetzen ist. Das konnte in der Zwischenzeit in der Praxis der Furnierherstellung belegt werden. Allerdings weist das Recyclingwasser eine zu hohe Temperatur auf, um es f\u00fcr Abk\u00fchlprozesse und Kochprozesse empfindlicher H\u00f6lzer in den Wintermonaten einsetzen zu k\u00f6nnen. Ohne Abk\u00fchlung des Recyclingwassers kann eine Recyclingquote von bis zu 60 % erreicht werden. Steigt der Anteil an Holzarten, die einen Abk\u00fchlprozess ben\u00f6tigen, so kann die Recyclingquote auf unter 40 % sinken. Es wird empfohlen, durch geeignete Untersuchungen und Einrichtungen nach M\u00f6glichkeiten zur erweiterten Aussch\u00f6pfung dieses gro\u00dfen Potenzials zu suchen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Manuskript zur Publikation in der Fachzeitschrift Holz als Roh- und Werkstoff in Vorbereitung. Poster-Pr\u00e4sentation in den beteiligten Institutionen und Firmen. Vortrag auf Verbandstagung.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der Recyclinganteil konnte durch eine verbesserte F\u00e4llung\/Flockung von 30 % auf etwa 60 % gesteigert werden. Eine h\u00f6here Recyclingquote setzt voraus, dass die Temperatur des Recyclingwassers stabil verringert werden kann, damit ein Einsatz auch in den Abk\u00fchlprozessen m\u00f6glich ist. Eine Ozonung als Vorbehandlung des Rohwassers f\u00fchrt zu keiner wesentlichen Verbesserung der F\u00e4llung\/Flockung. Eine Teilstrombehandlung des Kochwassers mittels Ultrafiltration wird beeintr\u00e4chtigt durch eine zu geringe Entf\u00e4rbung. Weitere Untersuchungen zur Steigerung des Wasserrecyclings sind geplant.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Bei der Furnierherstellung muss das Holz vor der Verarbeitung zu Furnieren im Wasserbad mehrere Tage unter Einhaltung artenspezifischer Temperaturprofile erw\u00e4rmt (gekocht) werden. An die Wasserqualit\u00e4t werden hohe Anforderungen gestellt, um ungleichm\u00e4\u00dfige Farbreaktionen im Holzgewebe zu vermeiden. \u00dcblicherweise wurde das Wasser bisher nach einmaliger Verwendung im Kochprozess verworfen, da sich im […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[61,47,51,52,53],"class_list":["post-23173","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-hamburg","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"20635\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"Innovationen f\u00fcr die Umwelt - Wassersparen bei der Furnierherstellung","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-20635.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"125.000,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Furnierwerk Winsen GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"T\u00f6nnhauser Weg 100 - 106","dbu_projektdatenbank_plz_str":"21423","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Winsen","dbu_projektdatenbank_p_von":"2003-09-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2004-09-28 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"1 Jahr und 1 Monat","dbu_projektdatenbank_telefon":"04171\/659-0","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Hamburg","dbu_projektdatenbank_foerderber":"69","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23173","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23173\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":36176,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23173\/revisions\/36176"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23173"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23173"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23173"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}