Was ist Gerinnung?
Definition von Gerinnung
Die Koagulation ist ein Mechanismus, der die Zusammenballung verschiedener Partikel ermöglicht, die sich dann zu einem mehr oder weniger kompakten Block, der sogenannten Flocke, formen.
Kleine Partikel in einer Flüssigkeit haben oft die gleiche (negative) Ladung und stoßen sich deshalb ab. Bei der Koagulation entfernt eine Chemikalie (das sogenannte Koagulans) die Ladungen der Teilchen, damit sie leichter zusammenwachsen.
Die Koagulation für die Wasseraufbereitung
Der Behandlungsprozess
Die Koagulation ist ein chemisches Verfahren, das in der Wasseraufbereitung weit verbreitet ist. Es dient hauptsächlich dazu, Partikel (Schwebstoffe) aus dem Wasser zu entfernen, indem die elektrostatischen Ladungen der im Wasser suspendierten Partikel manipuliert werden. Dieses Verfahren führt kleine, hochgeladene Moleküle in das Wasser ein, um die Ladungen von Partikeln, Kolloiden oder suspendierten öligen Substanzen zu destabilisieren.
Die Koagulation ist in vielen Kläranlagen vorhanden, da ihr Mechanismus für eine Primärbehandlung sehr effektiv ist. Es handelt sich um einen chemischen Prozess, der auf Partikel abzielt, die nicht sedimentieren und im Wasser gefunden werden können.
Dazu wird einfach ein Koagulans hinzugefügt, um die Partikel in Suspensionen zum Verklumpen zu bringen. Diese Koagulanzien haben oft eine entgegengesetzte Ladung zu den Partikeln in der Suspension. Dadurch verlieren die Partikel ihre Elektronegativität und damit ihre Fähigkeit zur Abstoßung.
So können sie in Kontakt treten. Diese Manipulation ermöglicht es, die Grenzen der Sedimentation zu erweitern. Tatsächlich erhöhen bestimmte Materialien die Trübung des Wassers und sind nicht anfällig für Sedimentation (Ton). Daher ist diese Koagulationsphase im Voraus erforderlich.
Auf diese Koagulation folgt oft eine mechanische Phase, die als Flockung bezeichnet wird. Die Flockung wird das Zusammentreffen der neutralisierten Partikel erzwingen. Diese zweite Phase ist unerlässlich, um die Wirksamkeit dieser ersten Behandlungsphase zu gewährleisten.
Koagulierende Produkte
Es gibt viele verschiedene Koagulierungsmittel. Sie haben alle eines gemeinsam: Sie besitzen eine Ladung, die der Ladung der Schwebstoffe entgegengesetzt ist. Häufig sind es anorganische Aluminium- oder Eisensalze. Zu ihnen gehören Aluminiumsulfat, Eisen(III)-sulfat und Aluminiumchlorid. Am häufigsten werden Eisen- und Aluminiumsulfate verwendet.
Eisenchlorid
Eisen(III)-chlorid ist das Koagulationsmittel der Wahl für viele Anwendungen in der industriellen und sanitären Abwasserbehandlung, aufgrund seiner hohen Effizienz bei der Klärung und seiner Nützlichkeit als Schlammentwässerungsmittel. Obwohl es eine leichte Restfarbe hinterlässt, bietet diese Chemikalie eine ausgezeichnete Trübungsentfernung.
Es findet sich in zahlreichen Anwendungen, sowohl biologischen (Blutentfernung) als auch umweltbezogenen (Behandlung von industriellem und sanitärem Abwasser, Schlammentwässerung, Metallfällung usw.).
Hier sind auch einige physikalisch-chemische Eigenschaften dieses Koagulationsmittels. Es ist in flüssiger Form erhältlich, hat einen leicht stechenden Geruch, eine rötliche Farbe, einen pH-Wert unter 1, ist also sehr sauer.
Aluminiumoxidsulfat
- Abwasser zur Gewährleistung der Klärung und Phosphorentfernung
- Seen und Teiche, um überschüssige Nährstoffe wie Phosphate zu entfernen, die zum Algenwachstum beitragen.
- der Papierverarbeitung
- der Textilindustrie, um Farbstoffe an Stoffen zu befestigen, ohne deren Qualität zu beeinträchtigen.
FAQ
Was ist der Unterschied zwischen einem organischen und einem mineralischen Koagulationsmittel?
Organische Koagulationsmittel sind in der Regel synthetische oder natürliche Polymere, die die Agglomeration feiner Partikel fördern, ohne Restmetalle zu erzeugen. Sie werden oft verwendet, um die Flockbildung in Ergänzung zu einem mineralischen Koagulationsmittel zu verbessern. Mineralische Koagulationsmittel, wie Aluminiumsulfat oder Eisen(III)-chlorid, wirken durch Ladungsneutralisation und bilden unlösliche Präzipitate, die suspendierte Partikel mitreißen. Die Wahl hängt von den Eigenschaften des zu behandelnden Wassers, dem pH-Wert und den gewünschten Leistungen ab.
Warum wird der pH-Wert während einer Koagulationsbehandlung angepasst?
Der pH-Wert beeinflusst die Wirksamkeit von Koagulationsmitteln stark. Bestimmte Koagulationsmittel wie Aluminiumsalze sind in einem spezifischen pH-Bereich (typischerweise zwischen 5,5 und 7,5) wirksamer. Ein zu hoher oder zu niedriger pH-Wert kann die korrekte Flockbildung verhindern, die Entfernung von Schwermetallen reduzieren oder die Löslichkeit von Verbindungen erhöhen. Deshalb wird der pH-Wert manchmal vor der Koagulation mit Säuren oder Basen angepasst.
Wie wählt man die optimale Dosis an Koagulationsmittel für zu behandelndes Wasser aus?
Die ideale Dosis an Koagulationsmittel wird in der Regel durch einen Becherglastest im Labor bestimmt. Dieser Test simuliert verschiedene Dosen an kleinen Wasserproben, um die Flockbildung und die endgültige Klarheit des Wassers zu beobachten. Eine Überdosierung kann unnötige chemische Rückstände oder instabile Flocken erzeugen, während eine Unterdosierung nicht wirksam ist. Der Test ermöglicht es, ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Kosten und Umweltauswirkungen zu finden.
Welche Rolle spielen mechanische Ausrüstungen im Koagulations-Flockungsprozess?
Ausrüstungen wie Dosierpumpen, Rührwerke oder statische Mischer sind entscheidend, um eine gute Behandlungseffizienz zu gewährleisten. Die Pumpen sorgen für eine präzise Dosierung der chemischen Reagenzien, während die Rührwerke eine homogene Vermischung in den verschiedenen Phasen gewährleisten: schnelles Mischen während der Koagulation und langsames Mischen während der Flockung. Eine falsche Dimensionierung oder eine ungeeignete Geschwindigkeit können die gesamte Behandlung beeinträchtigen.
Wird Koagulation nur in der Abwasserbehandlung eingesetzt?
Nein, die Koagulation ist auch ein wesentlicher Schritt bei der Trinkwasseraufbereitung. Sie ermöglicht die Entfernung von natürlichen organischen Stoffen, feinen Partikeln, Krankheitserregern und Trübung. Durch die Reduzierung der Schadstoffbelastung bereits in den ersten Schritten erleichtert sie die Effizienz der Filtration und begrenzt die Bildung toxischer Nebenprodukte während der Desinfektion (wie Trihalogenmethane).
