Chemisch-physikalische Behandlung

Zur Wasser-Vorbehandlung

Was ist eine chemisch-physikalische Behandlung?

Ob es um die Produktion von Trinkwasser oder die Reinigung von Abwasser geht, ein entscheidender Schritt im Behandlungsprozess ist die Entfernung von Partikeln. Diese Partikel haben unterschiedliche Größen. Sie werden in 4 Kategorien eingeteilt:

  • aufgelöst (< 0,08 µm),
  • kolloidal (0,08 – 1 µm),
  • supracolloidal (> 1 – 100 µm)
  • dekantierbar (> 100 µm).

Die Art der Behandlung und ihre Wirksamkeit hängen von der Größe der in den zu behandelnden Wässern vorhandenen Partikel ab. Große Partikel lassen sich beispielsweise leicht mit einem Lamellenabscheider entfernen. Feinere Partikel setzen sich schlecht ab, aber ein Trommelfilter kann sie leicht zurückhalten. Kolloidale und gelöste Partikel können jedoch nicht durch mechanische Verfahren richtig behandelt werden. Dann greifen wir auf physikalisch-chemische Behandlungen zurück! Durch die Zugabe von Chemikalien (sogenannte Koagulations- und Flokkulierungsmittel) schaffen wir die Bedingungen für ihre Agglomeration, um sie besser entfernen zu können.

Die Behandlungsschritte

Die chemisch-physikalische Behandlung ist eine Kombination aus zwei Schritten, die man als Koagulation-Flockung bezeichnet. Dies ist eine klassische Methode zur Abtrennung von Schwebstoffen in Kläranlagen. In der Regel wird eine chemisch-physikalische Behandlung mit Absetzverfahren oder auch mit Filtration kombiniert.

Nach einer pH-Korrektur, der sogenannten „Neutralisation“, werden die Wässer einer Koagulation und anschließend einer Flokkulierung unterzogen. So agglomerieren die Partikel und wir erhalten „Flocken“. Schließlich trennt ein physikalischer Trennschritt die Flocken vom behandelten Wasser. Wir können die Schritte dieses Prozesses wie folgt detaillieren:

  • Neutralisation: pH-Korrektur zur Erreichung des optimalen Wirkungsgrades des Koagulationsmittels (Wert auf dem Produktdatenblatt angegeben)
  • Koagulation: Schnelles Mischen eines Koagulationsmittels, das die Eigenschaft hat, die negativen Ladungen der im Wasser enthaltenen Partikel zu neutralisieren.
  • Flokkulierung: Durch langsames Mischen einer weiteren Chemikalie, dem Flokkulierungsmittel, über mehrere zehn Minuten bilden sich Flocken und gruppieren sich.
  • Trennung: Dies ist die physische Trennung von Feststoffen (durch Dekantieren, Flotation oder filtrierung), die sich aufgrund ihres Volumens und ihrer erhöhten Dichte leicht absetzen!
Der Begriff clarifloculation bezeichnet alle diese Schritte zusammengenommen

Wozu dient die chemisch-physikalische Behandlung?

Diese Art der Behandlung wird in mehreren Fällen für viele Anwendungen genutzt :
  • Beschleunigung der Absetzgeschwindigkeit von Partikeln (Hazen-Geschwindigkeit), um die Größe der Bauwerke zu verringern und Bodenfläche einzusparen
  • Entfernen von feinen, kolloidalen und gelösten Partikeln
Eine physikalisch-chemische Behandlung ist sehr effektiv bei der Entfernung von Schwebstoffen (TSS). Dieses Verfahren ermöglicht auch die Entfernung eines Teils von Phosphor, BOD5, COD, TOC (Trinkwasser) und Schwermetallen. Die Leistungsfähigkeit der Behandlung hängt von mehreren Aspekten und physikalisch-chemischen Eigenschaften der Abwässer ab. Daher müssen Labortests, sogenannte Jar-Tests, durchgeführt werden, um zu bestimmen
  • die am besten geeigneten Chemikalien
  • die optimalen Dosierungen von Chemikalien
  • die optimale Kontaktzeit.

FAQ

Welche Vorteile bietet die physikalisch-chemische Behandlung gegenüber der biologischen Behandlung?

Die physikalisch-chemische Behandlung ist besonders effektiv, um Schwebstoffe, Schwermetalle und nicht biologisch abbaubare Schadstoffe schnell zu entfernen. Sie wird häufig als Vorbehandlung oder Endbehandlung eingesetzt, insbesondere in Industrien, in denen die Abwässer schwer biologisch abbaubare Substanzen enthalten.

Die Wahl zwischen Dekantation und Flotation hängt von der Dichte der gebildeten Flocken ab:

  • Dekantation: Wird verwendet, wenn die Flocken schwerer als Wasser sind und sich am Boden des Beckens absetzen können.

  • Flotation: Bevorzugt, wenn die Flocken leichter als Wasser sind; sie steigen durch die Injektion von gelöster Luft an die Oberfläche.

Die Art der zu entfernenden Partikel und die Eigenschaften des Abwassers beeinflussen diese Entscheidung.

Die wesentlichen Parameter umfassen:

  • Der pH-Wert: Er muss angepasst werden, um die Wirksamkeit der Koagulationsmittel zu optimieren.

  • Die Trübung: Misst die Klarheit des Wassers und die Wirksamkeit der Behandlung.

  • Die Konzentration an Schwebstoffen (TSS): Zeigt die Menge der vorhandenen Feststoffpartikel an.

  • Der chemische Sauerstoffbedarf (COD): Spiegelt die Menge an organischem Material wider.

Eine kontinuierliche Überwachung dieser Parameter ermöglicht die Anpassung des Prozesses in Echtzeit, um eine optimale Qualität des behandelten Wassers zu gewährleisten.

Der Jar-Test ist eine Labormethode zur Bestimmung der optimalen Dosis von Koagulations- und Flokkulierungsmitteln, die für die Wasserbehandlung erforderlich sind. Dabei werden Wasserproben mit verschiedenen Reagenzienkonzentrationen gemischt und anschließend die Bildung und Sedimentation der Flocken beobachtet. Dieses Verfahren ermöglicht die Optimierung des Behandlungsprozesses entsprechend den spezifischen Eigenschaften des zu behandelnden Wassers.

Ja, die physikalisch-chemische Behandlung wird häufig als Schlüsselstufe bei der Wiederverwendung von industriellem Abwasser eingesetzt. Sie ermöglicht die effektive Entfernung spezifischer Schadstoffe wie Schwermetalle, Öle und nicht biologisch abbaubare organische Substanzen, wodurch das behandelte Wasser den Wiederverwendungsstandards für industrielle oder landwirtschaftliche Anwendungen entspricht.

Einige Beispiele für Pakete, die eine chemisch-physikalische Behandlung beinhalten:

Warenkorb
preloader