Die Ausführungen beschränken sich auf die gängigen bei der Papierherstellung anfallenden Abfälle. Nicht enthalten sind die in den typischen Nebenprozessen dieser Branche, z. B. in Heizkraftwerken, entstehenden Abfälle. Die bei der Zellstoffherstellung anfallenden Abfälle sind im Abfallsteckbrief 0303 Zellstoffherstellung beschrieben.

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.

• 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,
  aus dem Holzverbund herausgelöst. Aus solchen Fasern werden holzfreie Papiere hergestellt (weitere Informationen hierzu im Abfallsteckbrief Zellstoff).
  
• 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.
  

Nach der Gewinnung der Fasern werden diese in der Faseraufbereitung für die eigentliche Papierherstellung aufbereitet. Je nach Produkt werden die Fasern gereinigt, gesiebt, gemahlen und mit den Papierhilfsstoffen, z. B. Füllstoffe, Leimungsmittel, Farbstoffe, Trockenverfestigungsmittel und Nassfestmittel, vermischt.

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.

Allgemein

Die Schadstoffbelastungen der Abfälle aus der Papierherstellung können durch die eingesetzten Faserstoffe in der Papierherstellung oder durch den Einsatz der Papierhilfsstoffe für unterschiedliche Papiereigenschaften entstehen.

Bei den Papierhilfsstoffen sind in erster Linie die persistenten, umwelt- und gesundheitsschädlichen PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen, auch PFC genannt) zu nennen, die unter anderem zur Herstellung von fettdichten Spezialpapieren eingesetzt werden.

Die bei der Papierherstellung eingesetzten Faserstoffe sind v. a. Zellstoff, Holzstoff und Altpapierstoff. Die Schadstoffe aus Zellstoff und Holzstoff spielen keine große Rolle. Beim Einsatz von Altpapierstoff (Fasern aus dem Altpapierrecycling) ist die Zahl möglicher Schadstoffe in den anfallenden Abfällen relativ hoch. Neben den Papierhilfsstoffen aus dem eigentlichen Papierherstellungsprozess sind Verunreinigungen durch das recycelte Papier wie z. B. Druckfarben, Kleb- und Papierhilfsstoffe aus dem Altpapier zu nennen sowie andere (meist hydrophobe) Chemikalien, die an den Papierfasern gut haften. Beispiele für Altpapierkontaminationen sind: Diisopropylnaphthalin (DIPN) aus Selbstdurchschreibepapieren, Bisphenol A aus Kassenzetteln (Thermodruck), PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen, auch PFC genannt) aus fettdichten Spezialpapieren, Benzophenon-Derivate und Mineralölbestandteile aus Druckfarben, und gewisse Weichmacher (Phthalate) aus Klebstoffen. Die Konzentrationen dieser Schadstoffe aus dem Altpapier in Abfällen aus der Papierherstellung sind jedoch erwartungsgemäß eher gering, wenn sie im Gesamtstrom des Altpapiers nur vereinzelt, wie in Spezialpapieren, vorkommen.

Schwermetalle

Der Schwermetallgehalt ist in den Abfällen der Papierherstellung in der Regel gering und mit den Gehalten in Schlämmen kommunaler Kläranlagen vergleichbar. Dazu kommt, dass die besonders kritischen Quecksilber-, Blei-, Cadmium- oder Chrom-VI-Verbindungen seit längerem nicht mehr als Farbmittel (Pigmente oder Farbstoffe) eingesetzt werden. Die Metalle liegen in den Abfällen in metallischer und oxidischer Form sowie zum Teil als Verbindung vor. Aufgrund der relativ geringen Konzentration sind die Schwermetallgehalte für eine Gefährdungseinstufung nicht relevant, sie können jedoch maßgebend für die Beurteilung von Verwertungsmöglichkeiten sein. Auch die Konzentrationen in Deinking-Schlämmen, die die wesentliche Senke für die Schwermetalle im Recyclingpapierkreislauf darstellen, sind in der Regel nicht einstufungsrelevant.

Organische Schadstoffe

Durch bei der Papierherstellung eingesetzte organische Hilfschemikalien können organische Schadstoffe, wie zum Beispiel PFAS, in die Abfälle gelangen, vor allem in den Papierschlamm aus der betriebseigenen Abwasserreinigung. In recycelten Fasern und den entsprechenden Produktionsschlämmen sind eine Vielzahl von Störstoffen enthalten, zum Beispiel spezifische Druckfarbenbestandteile (u. a. Photoinitiatoren, Mineralölbestandteile (MOSH und MOAH), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Ester und Ether polyvalenter Alkohole mit Fettsäuren, Kleber, Weichmacher (u. a. die Phthalate DiBP, DBP und DEHP sowie Diethylenglycoldibenzoat), DEHM, optische Aufheller und Konservierungsstoffe (u. a. Benzoesäure). Dazu kommen noch Bestandteile von Spezialpapieren, wie von Thermodruck- und Durchschreibepapieren (Bisphenol A und Bisphenol S, DIPN, 2-Phenylmethoxynaphthalin) und fettdichten Papieren (poly- und perfluorierte Verbindungen).

Die aus der Zellstoffherstellung mit Chlorbleiche stammenden Gehalte an polychlorierten Dibenzodioxine und Dibenzofurane (PCDD/PCDF) im Papier sind durch den Einsatz von neuen Verfahren wie Elemental Chlorine Free (ECF) mit Chlordioxid und Totally Chlorine Free (TCF)Bleaching mit Ozon in den letzten zwei Jahrzehnten auf sehr niedrige Gehalte zurückgegangen. Das früher übliche Pentachlorphenol (PCP) und metallorganische Verbindungen (von Hg, Sn, Cu) als Schleimbekämpfungsmittel spielen heute keine Rolle mehr.

Sonstige Schadstoffe

Sonstige Schadstoffe sind bei diesen Abfällen nicht gefahrenrelevant.

In der folgenden Tabelle sind Links zur Abfallanalysendatenbank ABANDA angegeben, mit deren Hilfe Sie Informationen zur chemischen Zusammensetzung der Abfälle erhalten. Zu jeder Abfallart ist in der Tabelle die Anzahl der vorhandenen Analysen angegeben. (Bei weniger als 10 Analysen sind keine sinnvollen statistischen Auswertungen möglich und es wird deshalb nicht nach ABANDA verlinkt).

Abfallvermeidung

Die Papierindustrie hat die Möglichkeiten zur Abfallvermeidung und Minimierung des Abfallaufkommens aus umweltrechtlichen, ökologischen und ökonomischen Gründen bereits weitgehend umgesetzt. Die Maßnahmen liegen insbesondere in der

• verbesserten Auswahl des Einsatzguts, z. B. bessere Erfassung/Separierung, Minimierung von Fremdstoffen, hohe Sortenreinheit,
• Minimierung von Faser- und Füllstoffverlusten, z. B. durch verbesserte Prozesstechnik und Schließung von Stoffkreisläufen,
• optimierten Vorbehandlung von Rückständen zur Verbesserung der stofflichen oder energetischen Verwertung.

Sammlung und Bereitstellung

Die einzelnen Abfallarten sind grundsätzlich abfallartenspezifisch getrennt zu halten und zu deklarieren, um eine sachgerechte und ordnungsgemäße Verwertung bzw. Beseitigung zu ermöglichen.

Bei den Rückständen handelt es sich grundsätzlich um feuchte Abfälle mit einem unterschiedlichen Wassergehalt, je nach Art und Grad der Vorbehandlung. Sie sollten daher in abgedeckten und flüssigkeitsdichten Containern oder Big Bags gelagert und transportiert werden. Weitere Vorsichtsmaßnahmen sind aufgrund des geringen Umweltgefährdungspotenzials nicht erforderlich.

Vorbereitung zur Wiederverwendung

Stoff- und Prozesswasserkreisläufe der Papiermaschine und der Stoffaufbereitung sind eng miteinander verbunden. Eine Wiederverwendung erfolgt deshalb ausschließlich innerhalb der geschlossenen Produktionskreisläufe der Papierindustrie. Bei der Papierherstellung wird Produktionsausschuss an verschiedenen Stellen innerhalb des Prozesses bzw. in verschiedenen Prozessphasen erfasst, erneut zerfasert und in den Stoffauflauf zurückgeführt. Der aus der primären Abwasserbehandlung stammende Schlamm kann bei hohem Faseranteil im Produktionsprozess wiederverwendet werden. In vielen altpapierverarbeitenden Papierfabriken wird auch das biologisch behandelte Abwasser teilweise wieder in den Wasserkreislauf zurückgeführt; dies gilt insbesondere für Fabriken, in denen Wellenpapier (Corrugated Medium) oder Testliner für Wellpappe hergestellt werden. Eine Vorbereitung zur Wiederverwendung außerhalb der geschlossenen Produktionskreisläufe der Papierindustrie scheint momentan nicht realistisch.

Verwertung

Die überwiegend organischen Rückstände können - je nach Ausgangsstoff und Verfahren – jedoch nur zum Teil wieder im Prozess eingesetzt werden (Kreislaufführung), z. B. Fasern oder Füllstoffe. Vielfach werden die Schlämme in betriebseigenen Nebenprozessen und in externen Anlagen stofflich oder energetisch verwertet.

Die stoffliche Verwertung der Schlämme aus der Papierherstellung zum Zwecke der Bodenverbesserung oder Kompostierung in der Landwirtschaft ist sehr kritisch zu betrachten, z. B. aufgrund der möglichen Belastung mit PFAS. Aus gutem Grund ist dieser Verwertungsweg für Abfälle aus der Papierherstellung mit Altpapier nicht mehr erlaubt und wurde weitgehend durch industrielle Verwertungsprozesse ersetzt. Die früher typische Belastung der Schlämme durch bei der Zellstoffbleiche des eingesetzten Zellstoffs mit elementarem Chlor entstehende polychlorierte Dibenzodioxine und –furane (PCDD/PCDF) ist durch den Einsatz von anderen Verfahren wie Elemental Chlorine Free (ECF) und Totally Chlorine Free (TCF) bleaching zwar auf sehr niedrige Gehalte zurückgegangen. Die Schlämme können aber trotzdem eine Vielzahl von mehr oder wenigen kritischen Stoffen enthalten.

Persistente, umweltschädliche Stoffe werden zur Herstellung von fettdichten Papieren in Form von fluorhaltigen Chemikalien eingesetzt, die bei der Ausbringung der organischen Schlämme zum Zwecke der Bodenverbesserung oder Kompostierung zu einem Eintrag von per- und polyfluorierten Verbindungen (PFAS) in die Umwelt geführt haben. Auch der analytische Nachweis, dass keine Perfluorcarbon- bzw. Perfluorsulfonsäuren wie PFOA und PFOS in den zu verwertenden Schlämmen vorhanden sind, ist nicht hinreichend, diese Schlämme im Bereich Bodenverbesserung oder Kompostierung einzusetzen. Es kommen in der Regel fluorierte Vorläuferverbindungen zum Einsatz, aus denen sich Perfluorcarbon- bzw. Perfluorsulfononsäuren bilden. Die EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) hat im Dezember 2018 sehr niedrige (vorläufige) tolerierbare wöchentliche Aufnahmemengen (PTWI) für Menschen von 6 Nanogramm pro Kilogramm Körpergewicht für PFOA und 13 Nanogramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Woche für PFOS abgeleitet. Jegliche Verwertung, bei der die Gefahr besteht, dass PFAS über Trinkwasser oder die landwirtschaftliche Produktion in Lebensmittel gelangen können, ist nicht zulässig.
Dies gilt für alle Schlämme aus der Papierproduktion, wenn nicht eindeutig und dauerhaft sichergestellt ist, dass keine umweltschädlichen Papierhilfsstoffe im Herstellungsprozess eingesetzt werden. Trotz der heutigen Beschränkungen des Einsatzes von PFOS und PFOA werden in der Papierindustrie weiterhin per- und polyfluorierte Verbindungen eingesetzt, vor allem fluorhaltige organische Vorläuferverbindungen, die zu kürzerkettigen PFAS abgebaut werden können. Auch diese dürfen aufgrund ihres Schädigungspotentials und ihrer Persistenz nicht in die bodenbezogene Verwertung gelangen.
Typische Verwertungswege der organischen Schlämme sind daher in der Regel nur die energetische Verwertung durch Mitverbrennung in Kraftwerken und die Verwendung als Zuschlag in der Zementherstellung. Deinking-Schlämme können bei ausreichend hohem organischem Anteil als Porosierungsmittel bei der Ziegelherstellung verwendet werden.

Beseitigung

Die Beseitigung der Schlämme setzt voraus, dass eine Verwertung nachgewiesenermaßen nicht möglich oder nicht zumutbar ist.

Aufgrund der hohen organischen Anteile sind die Schlämme bevorzugt in Verbrennungsanlagen zu entsorgen.

Hier finden Sie die im Steckbrief aufgeführten relevanten Vorschriften und Arbeitshilfen.