Möglichkeiten und Grenzen der Entfernung von wasserbasierenden Druckfarben beim Altpapier-Recycling

Im Rahmen dieser Dissertation werden verschiedene Ursachen analysiert, auf welche die schlechte Deinkbarkeit von wasserbasierenden Druckfarben beim Altpapier-Recycling zurückzuführen ist. Es konnte festgestellt werden, dass der Gehalt an Kalziumionen des Prozesswassers während der Zerfaserung einen deutlich negativen Einfluss auf die spätere Deinkbarkeit hat, da Druckfarbenpartikel verstärkt angelagert werden. Die Druckfarbenpartikel werden unselektiv an allen im System vorhandenen Oberflächen angelagert. Mehrwertige Ionen zeigen hier einen deutlich höheren Einfluss. Eine Reduzierung der mehrwertigen Ladungsträger verbessert auch die Ergebnisse einer nachgeschalteten Wäsche. Der Anlagerungsprozess ist reversibel. Bei einer geringeren Anzahl Ladungsträger im Prozess können bessere optische Eigenschaften des Faserstoffes bei geringerem Verlust erzielt werden. Ansätze zur Erklärung dieses Phänomens liefert die DLVO-Theorie. Möglichkeiten des Einsatzes von so genannten maskierenden Additiven brachte keine deutliche Verbesserung. Der Einsatz von stabilisierenden Additiven (Vergrauungsinhibitoren), welche zur Verhinderung solcher Effekte bereits bei der Waschmittelherstellung im Einsatz sind, zeigt positive Effekte und verbessert die selektive Abtrennung von Druckfarben. Die Wäsche als Prozesstechnologie ist durchaus geeignet, um wasserbasierende Druckfarben zu entfernen. Es können sehr gute optische Eigenschaften des Faserstoffes erzielt werden, wenn bei der vorausgehenden Zerfaserung optimale Bedingungen eingehalten werden. Als neue Reinigungstechnologie zur Prozesswasserreinigung ist die Mikroblasenflotation (MBF) basierend auf kolloidalen Schäumen (CGA) analysiert worden. Es konnte eine optimale Flotationsrezeptur und geeignete Rahmenbedingung für die Flotation von wasserbasierenden Druckfarben aus Prozesswässern gefunden werden. Auf Basis weiterführender Untersuchungen konnte ein dominierender Trennmechanismus für diese Flotationstechnologie identifiziert werden. Es ist für eine erfolgreiche Mikroblasenflotation nötig, ein geeignetes Partikelgrößenspektrum durch Zugabe von Flockungsmitteln zu erhalten. Für die MBF eignen sich Agglomerate um 170 µm besonders gut. Über 90 % der im Prozesswasser enthaltenen Feststoffe konnten dadurch abgetrennt werden. Versuche zeigen, dass diese Technologie durchaus in der Lage ist, Prozesswässer aufzubereiten und die Akkumulation, z. B. von wasserbasierenden Druckfarben, zu unterbinden. Erste Untersuchungen lassen vermuten, dass diese Technologie wirtschaftlich zu betreiben ist und durchaus Vorteile gegenüber etablierten Technologien, einerseits aufgrund der vereinfachten Prozessführung und der robusten Bauform, andererseits aber auch unter energetischen Gesichtspunkten, besitzen kann.