In der Papierindustrie wird schon seit einiger Zeit nach Wegen gesucht, die gangigen Verfahren (vor allem das Sulfat-Verfahren) zur Zellstoff-Herstellung zu verbessern oder gar zu ersetzen. Grund dafur sindneben zellstofftechnischen Aspektendie Umweltbeeintrachtigungen: Emissionen bei der Ablauge-Kaustifizierung und hohe Konzentrationen von Lignin-Verbindungen im Abwasser. Dazu kommt, daB mit dem Lignin knapp die Halfte der eingesetzten organischen Substanz annahernd nutzlos vernichtet wird. Das von den MD-Papierfabriken, Munchen, entwickelte MD-Organosolv-Verfahren [l] hat zum Ziel, neben hochwertigem Zellstoff das Lignin in verwertbarer Form (vor allem ,,mineralfrei") zu gewinnen und gleichzeitig die erwahnten Umweltbeeintrachtigungen zu vermeiden. Hierzu findet die Zellstoffkochung unter Druck (20 bar) bei 180°C in alkalischer Methanol-Losung statt. Nach Abtrennen des Zellstoffs und Methanol-Destillation (wobei ca. ! A des Lignins und der Hemicellulosen gewonnen wird), erhalt man ein alkalisches (pH 13,5) Lignin-Konzentrat(,,Schwarzlauge"). Aus dieser Schwarzlauge laBt sich das Lignin durch Ansauern (z. B. mit Phosphorsaure) ausflocken und abfiltrieren. Das Filtrat (,,Ablauge") ist schwach sauer und enthalt neben ca. 1 mol Phosphat-Salzen/l immer noch einige g/l geloster organischer Stoffe. Bei diesem Verfahren ergeben sich folgende Probleme: -Das Verfahren fur die Zudosierung der Chemikalien ist relativ -Die anhaftenden Verunreinigungen durch Phosphat-Salze mussen in -Eine Kaustifizierung der Ablauge 1st nicht moglich. Damit gehen die -Die Ablauge ist wegen ihres hohen CSB und Phosphat-Gehaltes fur Eine weitgehende Losung der genannten Probleme wurde mit Hilfe des vorgestellten Verfahrens [2] ermoglicht. aufwendig. einem eigenen Verfahrensschritt entfernt werden. eingesetzten Chemikalien (NaOH und H,PO,) verloren. das Abwasser hochbelastend.
1 Elektrochemische pH-Veranderung
Seit langem ist bekannt [3], daB bei der Elektrolyse waBriger Losungen als ,,Nebenprodukt" an der Anode Protonen, s. GI. (l), und an der Kathode Hydroxyl-Ionen, s. GI. (2), freigesetzt werden:
(2) Verrneidet man die Rekombination im Elektrolyten, z. B. durch eine Ionenaustauschermembran, so lassen sich (gleichzeitig) im Anolyten Protonierungs-und im Katholyten Deprotonierungsreaktionen durchfuhren. Von Vorteil dabei ist, daB die Elektroden unmittelbar als Quelle fur Protonen bzw. Hydroxyl-Ionen wirken. Das bei ,,chemischer" pH-Veranderung jeweils zwangslaufig mit eingebrachte Gegenion entfallt.
Das zweifellos elegante Verfahren wird, sieht man einmal von der NaOH-Herstellung bei der Chloralkali-Elektrolyse ab, recht selten