Das Dekantieren

Oder wie man das Schwimmende vom Sinkenden trennt

Was ist Dekantieren von Wasser?

Definition von Dekantieren in der Kanalisation

Bei der Wasseraufbereitung wird das Dekantieren (oder auf Englisch „settling“) verwendet. Dabei werden Schwebeteilchen aus dem zu behandelnden Wasser entfernt. Es handelt sich dabei um einen physikalischen Prozess, bei dem Partikel mit einer höheren Dichte als Wasser von der Flüssigkeit getrennt werden, in der sie sich befinden. Diese Partikel werden dann am Boden des Beckens gesammelt. In einer Kläranlage wird der Begriff „Primärschlamm“ verwendet. Dieser Begriff wird auf eine primäre Klärung vor der biologischen Behandlung angewendet. Von Tertiärschlamm sprechen wir bei allen Schlämmen, die in einer tertiären Behandlungsanlage, wie z. B. einer Kläranlage, gesammelt werden.

Das Dekantieren ist kostenlos. Die Schwerkraft erledigt die Arbeit.

Nicolas MEUDAL

Bedeutung des Absetzens für die Wasserreinigung

Das Absetzen ist ein entscheidender Prozess bei der Wasserreinigung. Sie entfernt effektiv Verunreinigungen wie Sedimente und organische Rückstände. Diese Methode erleichtert nicht nur die Entfernung von Partikeln aus dem Wasser, sondern auch die Extraktion des Wassers aus dem Öl. Auf diese Weise verbessert sie die Qualität und Sicherheit des geklärten Wassers.

Von den drei Arten der Fest-Flüssig-Trennung ist das Dekantieren die einfachste und kostengünstigste. Es ist daher schade, darauf zu verzichten, da das Dekantieren für sicheres und gesundes Wasser sorgt. Dies ist für die menschliche Gesundheit und die Umwelt von entscheidender Bedeutung. Wenn man dies mit anderen Methoden der Wasserreinigung kombiniert, kann man noch reineres und sichereres Wasser erhalten.

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Häufige Verwendungen

Das Dekantieren wird in vielen Wasseraufbereitungsprozessen eingesetzt, z. B. in der Abwasserentsorgung, bei der Trinkwassergewinnung und in der Aquakultur :

In der Kanalisation dient die Klärung als Primärbehandlung zur Abscheidung von Schwebstoffen. Sie wird auch als tertiäre Behandlung eingesetzt, um den Schlamm zu konzentrieren und die Wasserqualität vor der Einleitung zu optimieren.
Bei der Reinigung von Trinkwasser wird das Dekantieren verwendet. Sie entfernt Schwebeteilchen, die die Filter verstopfen könnten.
In der Aquakultur und Fischzucht besteht seine Aufgabe darin, den Schlamm zu konzentrieren und die Wasserqualität in den Teichen zu verbessern.

Anwendungen der Dekantierung

Abwasserbehandlung: zur Entfernung von Schwebstoffen

Ein wichtiger Bestandteil dieser Behandlung ist die Verwendung von Absetzbecken zur Entfernung von Schwebstoffen. Die primäre Abwasserbehandlung mit einem Pufferbecken ist empfehlenswert, da sie viele Vorteile bietet:

Primärteiche reduzieren den Gehalt an Schwebstoffen sowie die darin eingebetteten Schadstoffe.
Kann helfen, den Durchfluss auf der biologischen zu glätten, um den reinigenden Mikroorganismen das Leben zu erleichtern.
Verringerung der Größe der installierten Geräte, insbesondere der biologischen Belüftung, was zu Kosteneinsparungen führen kann.
Er spart Stromkosten, da er Spitzenwerte bei der Durchflussmenge zu Spitzenzeiten verhindert. Außerdem beseitigt der Puffer einen Teil der kohlenstoffhaltigen Verschmutzung.

Trinkwasserproduktion: zur Entfernung von Verunreinigungen und zum Schutz des nachgeschalteten Filters

Um die Qualität des Wassers zu gewährleisten, ist es wichtig, Unreinheiten zu entfernen, bevor es gefiltert wird. Hier kommt die Dekantierung ins Spiel.

Dabei handelt es sich um einen Prozess der physikalischen Trennung von Schlamm und Verunreinigungen, die im Wasser suspendiert sind. Er besteht darin, dass die Schwebeteilchen aufschwimmen, um sie vom klaren Wasser zu trennen.

Der Prozess besteht aus mehreren Schritten:

Einem Absetzbecken wird langsam Wasser zugegeben, damit sich die Schwebeteilchen am Boden absetzen.
Anschließend pumpt man das klare, geklärte Wasser von oben in den Behälter und lässt die Verunreinigungen am Boden zurück. Dieser Schritt ist wichtig, da er den nachgeschalteten Filter schützt und seine Effizienz und Wirtschaftlichkeit erhöht.

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Denn es macht keinen Sinn, Trinkwasser zu produzieren und es zum Waschen eines Filters zu verwenden. Je öfter ein Filter gewaschen wird, desto mehr verliert die Produktionseinheit an Effizienz und Rentabilität.

Um Schwebstoffe zu entfernen, sorgen Lamellenabscheider vor der Filtration für die Qualität des produzierten Wassers. Sie entfernen grobe Verunreinigungen, wodurch die Belastung des nachgeschalteten Filters verringert und seine Lebensdauer verlängert wird.

Aquakultur: Konzentration des Schlamms am Ausgang des Trommelfilters

In der Aquakultur werden Wasserorganismen wie Fische, Weich- und Schalentiere und sogar Pflanzen gezüchtet. Weil 70% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind, haben die Menschen ihre Bedeutung als Ressource erkannt.

Die Aquakultur nutzt Wasser als Ressource intensiv. Sie stellt einzigartige Herausforderungen an die Behandlung des Schlamms nach der Trommelfiltration.

Der von Trommelfiltersystemen erzeugte Schlamm ist sehr flüssig und lässt sich daher nur schwer konzentrieren. Der Transport von flüssigem Schlamm in Aquakulturen ist teuer. Um die Umweltqualität zu erhalten, ist eine angemessene Behandlung erforderlich. Hier kommt ein Lamellenklärer ins Spiel.

Diese Ausrüstung erhöht die Konzentration des Schlamms nach der Filtration und erleichtert so die Entwässerung.

Abscheidung von schweren Partikeln und Ölen aus Industrieabwässern

Die Abtrennung von schweren Partikeln und Ölen aus Industrieabwässern ist ein sehr wichtiger Schritt. Industrieabwässer können Substanzen enthalten, die für die Umwelt schädlich sind. Zu diesen Stoffen gehören Schwermetalle, Chemikalien und Öle. Daher ist es wichtig, sie zu behandeln, bevor sie in die Umwelt gelangen.

Bei vielen Verfahren werden Wirkstoffe verwendet, die am besten wiederverwendet werden sollten. Beispielsweise enthalten Schneidsäfte Seifenwasser, Öle und schwere Partikel. Ein Lamellenklärer, wie wir ihn herstellen, ermöglicht es, diese drei Ströme getrennt zu recyceln. Dadurch wird die Menge des erzeugten Abfalls minimiert und die wiederverwendeten Ressourcen maximiert. Daraus ergibt sich die Bedeutung einer getrennten Sammlung von Schwimmstoffen für die Optimierung der Behandlung von Industrieabwässern.

Welche Arten von Dekanter gibt es?

Primärdekanter und Dekanter-Fermenter

Diese beiden Arten von Dekanter spielen eine wichtige Rolle bei der Abwasserbehandlung. Denn sie tragen dazu bei, Schadstoffe und organische Rückstände zu entfernen. Dadurch wird die Qualität des Wassers, das in die Umwelt geleitet wird, verbessert.

Primäre Kläranlage: Trennt Feststoffe und Fette durch langsame Sedimentation aus dem Abwasser. Der Schlamm wird dann zur weiteren Behandlung in die Faulbehälter (Dekantierer) geleitet.
Faulbehälter: Verwendet einen kontrollierten Fermentationsprozess, um die im Schlamm verbliebenen organischen Stoffe mithilfe von Bakterien abzubauen.

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Die Mehrkammerdekanter

Mehrkammerdekanter bieten eine bessere Phasentrennung, reduzieren die Schlammproduktion und verbessern die Qualität des aufbereiteten Wassers. Sie glätten außerdem die Durchflussmengen und minimieren die Kohlenstoffverschmutzung. Sie sind effizienter als einfache Dekanter und sollten in allen Kläranlagen enthalten sein.

Die Klärer

Klärer trennen schwebende Feststoffe aus dem Wasser, um klares Wasser zu erzeugen. Sie funktionieren, indem sie das Wasser durch eine Sedimentationsfläche zirkulieren lassen, sodass sich die Feststoffe absetzen können. Obwohl sie effektiv sind, benötigen sie viel Platz und können nicht alle Schadstoffe entfernen. Sie werden in der Regel zusätzlich zu anderen Behandlungen eingesetzt, um eine vollständige Reinigung zu gewährleisten.

Lamellendekanter

Lamellenklärer verwenden geneigte Platten, um das Abwasser in drei Ströme(Überstand, Schwimmstoffe, Schlamm) zu trennen, wodurch sie kompakter als Klärbecken sind. Sie eignen sich für beengte Platzverhältnisse und können verschiedene industrielle und kommunale Abwässer behandeln, wobei eine spezielle Rückgewinnung von Schwimmstoffen den Abfall reduziert.

Unsere Errungenschaften

Wann ist das Dekantieren nicht empfehlenswert?

Geringe Sedimentation des Abwassers

Das Absetzen ist weniger effektiv, wenn das Abwasser eine geringe Sedimentation aufweist. Wenn sich das Wasser nicht gut vom Sediment trennt, wird ein Absetz– oder Jar-Test empfohlen, um die Leistung des Abwassers zu beurteilen und die Dosierungen der Koagulantien und Flockungsmittel anzupassen.

Einschränkungen in Bezug auf die Verarbeitungskapazität

Die Dekantierung kann in Bezug auf die Aufbereitungskapazität an ihre Grenzen stoßen, wobei Lamellenabscheider einen Wirkungsgrad von 80-90% haben. Wenn der Schwebstoffgehalt hoch bleibt, kann die Hinzufügung weiterer Aufbereitungsschritte, wie z. B. eines Trommelfilters, erforderlich sein, um die Wasserqualitätsstandards zu erreichen.

Dimensionierung, Kosten und Wartung

Tableau de Dimensionnement et Coûts

Paramètre	Description	Impact sur les Coûts
Coagulants et Floculants	Utilisation de coagulants comme FeCl₃ et floculants pour augmenter la masse des particules.	Augmente le coût des produits chimiques
Temps de Stockage des Boues	Plus le temps de stockage est long, plus la concentration des boues augmente.	Réduit la fréquence de vidange
Investissement Initial (CAPEX)	Investir dans un bassin de décantation largement dimensionné permet de réduire les coûts futurs.	Réduit les OPEX à long terme
Coût d’Exploitation (OPEX)	Réduction des coûts de vidange et d’exploitation par une plus grande capacité de stockage.	Réduit la fréquence de vidange
Optimisation des Décanteurs	Le décanteur lamellaire optimise l’espace tout en séparant efficacement les boues.	Optimise l’espace et réduit les coûts

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Weitere Parameter

Die Grafik zeigt die Beziehung zwischen der Teichgröße (in Prozent) und den damit verbundenen Kosten für CAPEX (Anfangsinvestition) und OPEX (Betriebskosten).

CAPEX steigt linear mit der Größe des Teichs, da ein größerer Teich eine höhere Investition erfordert.
OPEX sinkt mit zunehmender Teichgröße, da ein größerer Teich weniger häufig geleert und gewartet werden muss, was langfristig die Betriebskosten senkt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein größerer Teich zwar eine höhere Anfangsinvestition erfordert, dafür aber Einsparungen bei den Betriebskosten ermöglicht.

Eine Reihe weiterer Elemente spielen eine Rolle. Zum Beispiel: BSB5-Belastung, Spitzendurchfluss, Puffervolumen, Sedimentationsvolumen, Auswirkungen von FeCl3 und Denitrifikation… All diese Parameter beeinflussen die Berechnung eines Wasserklärbeckens. Um noch weiter zu gehen, haben wir ein Online-Formular für die Bemessung eines Lamellenabsetzbeckens erstellt und ein weiteres, um Ihren Schlammindex und Ihre Hazen-Geschwindigkeit zu bestimmen!

Faktoren, die das Absetzen beeinflussen

Das Absetzen ist für die Wasseraufbereitung unerlässlich, aber es gibt verschiedene Faktoren, die ihre Wirksamkeit beeinflussen können.

Hoher Durchsatz: Verringert die Effizienz, indem die erforderliche Sedimentationszeit verringert wird.
Geringe Konzentration an Schwebstoffen: Erschwert die Trennung.
Temperatur: Beeinflusst die Löslichkeit von Koagulanzien und Flockungsmitteln und wirkt sich auf die Flockenbildung aus.
pH-Wert: Beeinflusst die Ladung der Partikel und ihre Fähigkeit, sich zu verklumpen.

Um ein effektives Absetzen zu gewährleisten, ist es daher wichtig, diese Faktoren zu kontrollieren und die Dosierungen entsprechend anzupassen.

https://www.youtube.com/embed/m0O7XTqI2pE

FAQ

Kann das Dekantieren verwendet werden, um zwei Flüssigkeiten zu trennen?

Ja, das Dekantieren dient nicht nur dazu, Feststoffe von Flüssigkeiten zu trennen. Es wird auch verwendet, um zwei nicht mischbare Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte zu trennen. Ein häufiges Beispiel ist die Extraktion von ätherischen Ölen, wie Limonen aus Zitrusschalen: Das leichtere Öl steigt über der Wasserphase auf. Man verwendet dann einen Scheidetrichter, um die beiden Stoffe sauber zu trennen.

Welche verschiedenen Arten von Dekantierungen werden in der Industrie verwendet?

Je nach Art der Partikel und ihrer Konzentration unterscheidet man verschiedene Arten des Absetzens:

Dekantieren von körnigen Partikeln: unabhängiger und schneller Fall.
Diffuse Dekantierung: ausgeflockte Partikel, variable Geschwindigkeit.
Kolbendekantierung: klare Trennung, sichtbare Grenzfläche.
Gebremste Dekantierung: Wechselwirkungen zwischen den Flocken verlangsamen den Fall.

Diese Typen werden bei der Dimensionierung der Dekanter berücksichtigt, um die Trennwirkung zu optimieren.

Wie wirkt sich das Absetzen bei der Behandlung von Klärschlamm aus?

In Kläranlagen sind Absetzbecken von entscheidender Bedeutung, um die festen Fraktionen (Schlamm) vom Überstand zu trennen. Diese Becken sind in Zonen organisiert: Schlammablagerung am Boden, Schaum an der Oberfläche und dazwischen geklärtes Wasser.
Vorrichtungen wie Leitbleche verbessern die hydraulische Stabilität und die Effizienz des Verfahrens. Dadurch wird das Volumen des später zu behandelnden Schlamms reduziert.

Gibt es Verfahren, die Dekantieren und Extrahieren kombinieren?

Ja, vor allem bei der Rückspülung. Bei diesem industriellen Verfahren wird eine Reihe von Dekantern verwendet, um eine Waschflüssigkeit in die entgegengesetzte Richtung zu den Feststoffen zu zirkulieren.
In der Hydrometallurgie ist es sehr üblich, gelöste Reststoffe aus Sickerschlamm zurückzugewinnen. Die Effizienz dieses Prozesses beruht auf dem Prinzip des Absetzens, das hier in einer Kaskade eingesetzt wird, um die Ausbeute (oft >95%) zu maximieren.

In welchen anderen Bereichen außer der Wasseraufbereitung wird das Dekantieren angewandt?

Das Dekantieren ist ein Querschnittsverfahren. Man findet sie in :

Weinbereitung, um den klaren Wein von der Hefe zu trennen.
Lebensmittelindustrie, bei der Extraktion von Pflanzenölen.
Chemie, um Lösungen durch Phasentrennung zu reinigen.
Die Behandlung von Industrieabfällen, um Sedimente von verschmutzten Flüssigkeiten zu trennen.

Diese Anwendungen zeigen, dass die Dekantierung sowohl einfach und kostengünstig als auch sehr anpassungsfähig ist.

Je nach Art der Partikel und ihrer Konzentration unterscheidet man verschiedene Arten des Absetzens:

Dekantieren von körnigen Partikeln: unabhängiger und schneller Fall.
Diffuse Dekantierung: ausgeflockte Partikel, variable Geschwindigkeit.
Kolbendekantierung: klare Trennung, sichtbare Grenzfläche.
Gebremste Dekantierung: Wechselwirkungen zwischen den Flocken verlangsamen den Fall.

Diese Typen werden bei der Dimensionierung der Dekanter berücksichtigt, um die Trennwirkung zu optimieren.

Das Dekantieren ist ein Querschnittsverfahren. Man findet sie in :

Weinbereitung, um den klaren Wein von der Hefe zu trennen.
Lebensmittelindustrie, bei der Extraktion von Pflanzenölen.
Chemie, um Lösungen durch Phasentrennung zu reinigen.
Die Behandlung von Industrieabfällen, um Sedimente von verschmutzten Flüssigkeiten zu trennen.

Diese Anwendungen zeigen, dass die Dekantierung sowohl einfach und kostengünstig als auch sehr anpassungsfähig ist.