Herkunft und charakteristische Zusammensetzung
Herkunft
Allgemein
Papier wird aus Faserstoffen hergestellt, die heute vor allem aus dem Rohstoff Holz gewonnen werden. Die Zerlegung von Holz in seine elementaren Bestandteile wird Aufschluss genannt und findet stets in Gegenwart von Wasser statt. Die wichtigsten Faserstoffe sind Zellstoff, Holzstoff und Altpapierstoff.
Da Karton vereinfacht dargestellt dickeres Papier ist und Pappe sich von Papier und Karton im Wesentlichen durch die größere flächenbezogene Masse absetzt, wird im Folgenden nur noch von „Papier“ gesprochen.
Art und Menge der Abfälle, die in Deutschland bei der Papierherstellung anfallen, sind geprägt durch das Herstellungsverfahren und durch die vielfältigen chemischen Papierhilfsstoffe, z. B. Füllstoffe, Entschäumungsmittel, Tenside, Biozide zur Schleimbekämpfung und Bleichchemikalien. Die Abfälle, die bei der Papierherstellung mit dem Einsatz von Fasern des Altpapierstoffs anfallen können, können u. a. belastet sein mit den ursprünglich verwendeten Chemikalien von der Papierherstellung wie Nassfestmittel, Striche, Kleber und Druckfarben, die somit auch im Altpapier vorhanden sind.
Die Zusammensetzung der bei der Herstellung von Papier verwendeten Altpapiere variiert je nach hergestelltem Produkt. So werden für grafische Papiere Qualitäten der Standardsorte 1.11 (Deinkingware) verwendet, deren Störstoffanteil in der Regel unter 3 % liegt. Die Ausbeute an wieder einsetzbaren Fasern beträgt zwischen 70 % und 90 % des eingesetzten Rohstoffs. (Einen Überblick über die stoffliche Zusammensetzung sowie papierfremde Bestandteile und unerwünschte Materialien gibt „EN643 Liste der Europäischen Standardsorten Altpapier“ z. B. in der DIN EN 643:2014-11 Papier, Karton und Pappe - Europäische Liste der Altpapier-Standardsorten (EN 643:2014.)
030305 De-inking-Schlämme aus dem Papierrecycling
Der Abfall fällt in dem mehrstufigen Deinking-Prozess an, in dem die Druckfarbe zunächst von Papierfasern mit Hilfschemikalien (Wasserstoffperoxid, Natronlauge, Wasserglas, Seife) abgelöst und anschließend durch Flotation von den Fasern und Füllstoffen getrennt wird. Dabei erzeugen Luftdüsen einen Schaum, an dessen Bläschen sich die Farbbestandteile anlagern und an die Oberfläche steigen, wo sie abgeschöpft werden können. Der Schlamm wird anschließend zumeist mechanisch entwässert und besteht überwiegend aus Fasern, Feinststoffen, Füllstoffen und Druckfarbenbestandteilen.
030307 mechanisch abgetrennte Abfälle aus der Auflösung von Papier- und Pappabfällen
Nach der Auflösung und Zerfaserung des Altpapiers in einer rotierenden Trommel (Pulper) werden die Fremdstoffe mittels Sieben und Zentrifugalkräften vom Gutstoff abgetrennt. Der Rückstand, oft auch Spuckstoff genannt, wird zumeist entwässert und besteht aus einer Schwerfraktion (z. B. Glas, Sand, Heftklammern), einer Leichtfraktion (z. B. nicht aufgelöste Fasern, Kunststoff- und Aluminiumfolien, Klebestreifen) und Wasser. Dieser Abfall kann auch in sehr geringen Mengen bei der Papierherstellung aus Zell- bzw. Holzstoff an fallen, aufgrund der Verpackungsmaterialien des Einsatzstoffes.
030308 Abfälle aus dem Sortieren von Papier und Pappe für das Recycling
Der relativ grobstückige Abfall entsteht bei der mechanischen, teilweise händischen Vorsortierung von Altpapier/Altpappen vor der Stoffauflösung im Pulper. Dabei werden die geeigneten Altpapiersorten von den ungeeigneten Sorten und den Fremdstoffen separiert, z. B. Metalle, Kunststoffe, Textilien, Holz.
030310 Faserabfälle, Faser-, Füller- und Überzugsschlämme aus der mechanischen Abtrennung
Die Abfälle werden mechanisch nach der Auflösungsstufe (dem Pulper) in der Stoffsortierung mehrstufig aus der Suspension abgetrennt. Es handelt sich überwiegend um feines, organisches Material geringer Stoffdichte, z. B. zu kurze Papierfasern, expandiertes Polystyrol (EPS), Plastikteilchen und Stickies, d.h. Bestandteile aus Altpapier, wie z. B. Hotmelts, Dispersionsklebstoffe, Bitumen, Wachse etc. Das Material wird vor der Verwertung entwässert. Eine mechanische Abtrennung von Faserabfällen ist auch in der betriebseigenen Abwasserbehandlungsanlage möglich, so dass hier ebenfalls Faserabfälle anfallen können.
030311 Schlämme aus der betriebseigenen Abwasserbehandlung mit Ausnahme derjenigen, die unter 03 03 10 fallen
Das Abwasser aus den einzelnen Prozessstufen (Pulper, Stoffsortierung, Deinking, Dispergierung, Papiermaschine) wird im Allgemeinen gemeinsam in einer betriebseigenen Abwasserbehandlungsanlage gereinigt. Die meisten Abfälle fallen - je nach Verfahren - als Schlämme in der Vorklärung und in der biologischen Stufe an. In der Vorklärung fällt ein Sedimentationsschlamm (Primärschlamm) an, der meist aus ungelösten, überwiegend organischen Stoffen besteht. Der Bioschlamm entsteht in der biologischen Stufe. Der Faseranteil kann stark variieren, je nachdem, ob und wo noch eine zusätzliche mechanische Abtrennung von Faserabfällen erfolgt (siehe AS 030310). Die Schlämme werden eingedickt und fallen in loser Schüttung mit einer Restfeuchte von 55 bis 70 % an. In wenigen Ausnahmefällen wird er auch thermisch getrocknet und fällt als Granulat mit bis zu 98 % Trockensubstanz an.
Papier wird aus Faserstoffen hergestellt, die heute vor allem aus dem Rohstoff Holz gewonnen werden. Die Zerlegung von Holz in seine elementaren Bestandteile wird Aufschluss genannt und findet stets in Gegenwart von Wasser statt. Die wichtigsten Faserstoffe sind Zellstoff, Holzstoff und Altpapierstoff.
- Zellstoff (Primärfaser) wird mit einem chemischen Verfahren hergestellt. Die Fasern werden durch Kochen in
- Natriumsulfat in Gegenwart von Natronlauge, dem Sulfat-Verfahren, oder
- Schwefliger Säure, dem Sulfit-Verfahren,
- Holzstoff (Primärfaser) wird in einem mechanischen Verfahren hergestellt. Die Fasern werden durch mechanische Prozesse wie Zerreiben aus dem Holzverbund herausgelöst. Diese Fasern werden zur Herstellung von holzhaltigen Papieren verwendet.
- Die Fasern des Altpapierstoffs (Sekundärfasern) werden durch das Auflösen des Altpapiers und Waschen der Fasern (Deinking) gewonnen. Die Herstellung von Papier, Pappe und Karton aus Altpapier ist der bedeutendste Zweig der Papierherstellung, der in den letzten zwei Jahrzehnten mit dem Ziel der Ressourcenschonung und des Umweltschutzes verstärkt Bedeutung erlangte.
Da Karton vereinfacht dargestellt dickeres Papier ist und Pappe sich von Papier und Karton im Wesentlichen durch die größere flächenbezogene Masse absetzt, wird im Folgenden nur noch von „Papier“ gesprochen.
Art und Menge der Abfälle, die in Deutschland bei der Papierherstellung anfallen, sind geprägt durch das Herstellungsverfahren und durch die vielfältigen chemischen Papierhilfsstoffe, z. B. Füllstoffe, Entschäumungsmittel, Tenside, Biozide zur Schleimbekämpfung und Bleichchemikalien. Die Abfälle, die bei der Papierherstellung mit dem Einsatz von Fasern des Altpapierstoffs anfallen können, können u. a. belastet sein mit den ursprünglich verwendeten Chemikalien von der Papierherstellung wie Nassfestmittel, Striche, Kleber und Druckfarben, die somit auch im Altpapier vorhanden sind.
Die Zusammensetzung der bei der Herstellung von Papier verwendeten Altpapiere variiert je nach hergestelltem Produkt. So werden für grafische Papiere Qualitäten der Standardsorte 1.11 (Deinkingware) verwendet, deren Störstoffanteil in der Regel unter 3 % liegt. Die Ausbeute an wieder einsetzbaren Fasern beträgt zwischen 70 % und 90 % des eingesetzten Rohstoffs. (Einen Überblick über die stoffliche Zusammensetzung sowie papierfremde Bestandteile und unerwünschte Materialien gibt „EN643 Liste der Europäischen Standardsorten Altpapier“ z. B. in der DIN EN 643:2014-11 Papier, Karton und Pappe - Europäische Liste der Altpapier-Standardsorten (EN 643:2014.)
030305 De-inking-Schlämme aus dem Papierrecycling
Der Abfall fällt in dem mehrstufigen Deinking-Prozess an, in dem die Druckfarbe zunächst von Papierfasern mit Hilfschemikalien (Wasserstoffperoxid, Natronlauge, Wasserglas, Seife) abgelöst und anschließend durch Flotation von den Fasern und Füllstoffen getrennt wird. Dabei erzeugen Luftdüsen einen Schaum, an dessen Bläschen sich die Farbbestandteile anlagern und an die Oberfläche steigen, wo sie abgeschöpft werden können. Der Schlamm wird anschließend zumeist mechanisch entwässert und besteht überwiegend aus Fasern, Feinststoffen, Füllstoffen und Druckfarbenbestandteilen.
030307 mechanisch abgetrennte Abfälle aus der Auflösung von Papier- und Pappabfällen
Nach der Auflösung und Zerfaserung des Altpapiers in einer rotierenden Trommel (Pulper) werden die Fremdstoffe mittels Sieben und Zentrifugalkräften vom Gutstoff abgetrennt. Der Rückstand, oft auch Spuckstoff genannt, wird zumeist entwässert und besteht aus einer Schwerfraktion (z. B. Glas, Sand, Heftklammern), einer Leichtfraktion (z. B. nicht aufgelöste Fasern, Kunststoff- und Aluminiumfolien, Klebestreifen) und Wasser. Dieser Abfall kann auch in sehr geringen Mengen bei der Papierherstellung aus Zell- bzw. Holzstoff an fallen, aufgrund der Verpackungsmaterialien des Einsatzstoffes.
030308 Abfälle aus dem Sortieren von Papier und Pappe für das Recycling
Der relativ grobstückige Abfall entsteht bei der mechanischen, teilweise händischen Vorsortierung von Altpapier/Altpappen vor der Stoffauflösung im Pulper. Dabei werden die geeigneten Altpapiersorten von den ungeeigneten Sorten und den Fremdstoffen separiert, z. B. Metalle, Kunststoffe, Textilien, Holz.
030310 Faserabfälle, Faser-, Füller- und Überzugsschlämme aus der mechanischen Abtrennung
Die Abfälle werden mechanisch nach der Auflösungsstufe (dem Pulper) in der Stoffsortierung mehrstufig aus der Suspension abgetrennt. Es handelt sich überwiegend um feines, organisches Material geringer Stoffdichte, z. B. zu kurze Papierfasern, expandiertes Polystyrol (EPS), Plastikteilchen und Stickies, d.h. Bestandteile aus Altpapier, wie z. B. Hotmelts, Dispersionsklebstoffe, Bitumen, Wachse etc. Das Material wird vor der Verwertung entwässert. Eine mechanische Abtrennung von Faserabfällen ist auch in der betriebseigenen Abwasserbehandlungsanlage möglich, so dass hier ebenfalls Faserabfälle anfallen können.
030311 Schlämme aus der betriebseigenen Abwasserbehandlung mit Ausnahme derjenigen, die unter 03 03 10 fallen
Das Abwasser aus den einzelnen Prozessstufen (Pulper, Stoffsortierung, Deinking, Dispergierung, Papiermaschine) wird im Allgemeinen gemeinsam in einer betriebseigenen Abwasserbehandlungsanlage gereinigt. Die meisten Abfälle fallen - je nach Verfahren - als Schlämme in der Vorklärung und in der biologischen Stufe an. In der Vorklärung fällt ein Sedimentationsschlamm (Primärschlamm) an, der meist aus ungelösten, überwiegend organischen Stoffen besteht. Der Bioschlamm entsteht in der biologischen Stufe. Der Faseranteil kann stark variieren, je nachdem, ob und wo noch eine zusätzliche mechanische Abtrennung von Faserabfällen erfolgt (siehe AS 030310). Die Schlämme werden eingedickt und fallen in loser Schüttung mit einer Restfeuchte von 55 bis 70 % an. In wenigen Ausnahmefällen wird er auch thermisch getrocknet und fällt als Granulat mit bis zu 98 % Trockensubstanz an.
Charakteristische Zusammensetzung
Inhaltsstoffe | Gehalte / Konzentrationen | Erläuterungen |
---|---|---|
030305 De-inking-Schlämme aus dem Papierrecycling | ||
Wasser | 40 - 70 % | Anteil abhängig vom Entwässerungs- bzw. Trocknungsverfahren |
Faserbruchstücke und Fasern | nicht verarbeitbarer Papiergrundstoff | |
Füllstoffe | Kaolin, Calciumcarbonat | |
Pigmente | seit Mitte der 90er Jahre werden keine schwermetallhaltigen Farben mehr eingesetzt; meist durch synthetisch organische Pigmente ersetzt | |
Fremdstoffe | Kleber, Kunststoffe, Heftklammern | |
organische Druckfarbenbestandteile | Mineralölkohlenwasserstoffe und Benzophenonderivate | |
030307 mechanisch abgetrennte Abfälle aus der Auflösung von Papier- und Pappabfällen | ||
Wasser | 20 - 70 % | Anteil abhängig vom Entwässerungs- bzw. Trocknungsverfahren |
mineralische Anteile | Glas, Sand | |
Metalle | Heftklammern, Klammern u. ä. aus Eisen, Aluminium etc. | |
Fasern | grobe, nicht aufgelöste Fasern | |
Kunststoffe | Bänder, Folien | |
030308 Abfälle aus dem Sortieren von Papier und Pappe für das Recycling | ||
Papier/Pappe | zur Weiterverarbeitung ungeeignete Materialien | |
Metalle | Klammern, Bänder, Folien u. ä. aus Eisen, Aluminium etc. | |
Kunststoffe | Bänder, Folien | |
Sonstiges | Holz, Steine, Textilien, Verbundmaterialien | |
030310 Faserabfälle, Faser-, Füller- und Überzugsschlämme aus der mechanischen Abtrennung | ||
Wasser | 30 - 95 % | Anteil abhängig vom Entwässerungs- bzw. Trocknungsverfahren |
Fasern | verklebte, nicht weiter verarbeitbare Fasern | |
Kunststoff | Styropor | |
Sonstiges | Kleber | |
030311 Schlämme aus der betriebseigenen Abwasserbehandlung mit Ausnahme derjenigen, die unter 03 03 10 fallen | ||
- | - | Zusammensetzung ist anlagenspezifisch, Faseranteil der Schlämme aus der betriebseigenen Abwasserbehandlung durch werksinterne Einrichtungen zur Faserrückgewinnung meist sehr gering (Quelle: Möbius, 2015) |
Trockensubstanz TS-Gehalt | 20 – 52 % | (Projekt Untersuchung von 9 Primärschlämmen, Quelle: pts-Bericht 2015) |
org. Anteil in der Trockensubstanz (oTS-Gehalt) | 41 - 85 % | (Projekt Untersuchung von 9 Primärschlämmen, Quelle: pts-Bericht 2015) |
Hinweis
Die Papier- und Zellstoffindustrie gehört zu den Branchen, die eine hohe Umweltrelevanz aufweisen. Ungefähr jeder fünfte der weltweit gefällten Bäume landet in einem Zellstoffwerk. Daher kommt dem Einsatz von Altpapier im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft eine hohe ökologische und ökonomische Bedeutung zu. So beträgt in Deutschland bei grafischen Papieren die Verwertungsquote 82,2 % (Stand 2016). Die Anforderungen an Altpapier als Ressource für die verschiedenen Produktgruppen (Druck- und Pressepapiere, Recyclingpapier, Hygienepapier und Recyclingkarton) sind in den RAL-Vorschriften DE-UZ 5, DE-UZ 14, DE-UZ 56 und DE-UZ 72 konkretisiert. Sie beinhalten neben den technischen Vorgaben, z. B. Faserlänge und Füllstoffe, vor allem ökologische Vorgaben, z. B. Verzicht auf gefährliche Bleichchemikalien und Komplexbildner.
- EU - Europäische Union
- Schlussfolgerungen zu den besten verfügbaren Techniken (BVT) in Bezug auf die Herstellung von Zellstoff, Papier und Karton
- Technischer Leitfaden zur Abfalleinstufung, 2018/C 124/01, Europäische Kommission vom 09.04.2018
- Beste verfügbare Techniken - (BVT), Download der BVT-Merkblätter, hier "Zellstoff- und Papierindustrie", UBA
- DE - Bundesrepublik Deutschland
- Merkblatt DWA-M 731 – Abwasser und Abfälle aus der Papierherstellung, DWA, 7/2011
- Informationsangebot des Verbands der Deutschen Papierfabriken e. V.
- Deutsche Fassung (EN 643:2014) der Europäischen Altpapier-Sortenliste: Altpapier - Liste der europäischen Standardsorten (CEPI / B.I.R.) und ihre Qualitäten, 2014
- Übersicht über alle Vergabekriterien - Der blaue Engel (RAL-ZU)
- Abwasser der Papier- und Zellstoffindustrie, C. H. Möbius, 5. Auflage, 2019
- Co-Vergärung von Papierschlämmen in Mechanisch-Biologischen Anlagen, Phase 1 (Co-Vergärung Papierschlämme), C. Bienert, M. Walz, C. Hentschke, PTS-Bericht, September 2015
- DIN EN 643:2014-11, Papier, Karton und Pappe - Europäische Liste der Altpapier-Standardsorten; Deutsche Fassung EN 643:2014 „EN643 Liste der Europäischen Standardsorten Altpapier“
- Papiermachen, Vom Stoffauflauf zum Papier, Verband Deutscher Papierfabriken e.V. (VDP)
- Papier ABC, Verband Deutscher Papierfabriken e.V. (VDP), 11/2015
- Leitfaden zur PFAS-Bewertung, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz, 2022
- BW - Baden-Württemberg
- Informationsangebot des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, Europäisches Abfallverzeichnis - Handbücher (3 Bände)
- Einführung eines Energie- und Stoffstrommanagementsystems bei der Firma Kappa Badenkarton, LUBW, 2001
- Erlass zur Umsetzung des Leitfadens zu PFAS-Bewertung, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft
- NW - Nordrhein-Westfalen