Der physikalisch-chemische Prozess
Die Koagulationsflockung ist ein physikalisch-chemischer Wasseraufbereitungsprozess.
Es verbindet die chemische Wirkung von Koagulantien, die die Ladung der Partikel neutralisieren, mit einer mechanischen Umwälzung, die durch die Flockung ermöglicht wird.
Entfernung von Schwebstoffen
Schwebstoffe sind Partikel, die sehr oft zu fein sind, um sich abzusetzen. Sie haben einen geringen Durchmesser und sind daher schwer zu entfernen. Ton und kolloidale Partikel sind perfekte Beispiele für Schwebstoffe. Sie sind nämlich sehr kleine, negativ geladene Teilchen. Diese Eigenschaft verhindert, dass sich die Tonteilchen berühren und somit verklumpen.
Es wird also immer wichtiger, die Ladung des Tons zu neutralisieren. Dies wird durch Koagulation erreicht, indem chemische Mittel mit entgegengesetzter Ladung hinzugefügt werden. Dadurch wird die Ladung der Tonpartikel und ihre Abstoßungskraft neutralisiert. Infolgedessen können sich die Tone treffen und aneinander haften.
Um das Zusammentreffen all dieser TSS zu bewirken, wird eine Flockungsphase hinzugefügt, die durch das Rühren des Wassers das Zusammentreffen aller Partikel und somit die Bildung von Flocken hervorruft.
Eliminierung von Phosphor
Die Phosphorentfernung aus Abwasser kann erfolgen durch:
- chemische Beseitigung
- eine fortschrittliche biologische Behandlung
- eine Kombination aus beiden
Die „Zugabe von Kalzium-, Eisen- und“ Aluminium führt zur chemischen Ausfällung von Phosphor. Dieser kann anschließend leicht durch Dekantation vom behandelten Wasser abgetrennt werden. Die biologische Phosphorentfernung hängt von der Aufnahme von überschüssigem Phosphor ab.
Diese Aufnahmekapazität hängt von den normalen Stoffwechselbedürfnissen der Bakterien ab und wird als Alternative zur chemischen Behandlung vorgeschlagen. Sie erfordert jedoch eine Testphase im Labor, um die Parameter zu bestimmen, die für die Behandlung eingesetzt werden müssen.
Vorteile Nachteile
Die physikalisch-chemische Wasseraufbereitungstechnik hat Vorteile, aber auch Nachteile.
Vorteile :
- Sie verkürzt die Zeit, die für das Absetzen der suspendierten Feststoffe benötigt wird;
- Sehr effektiv bei der Entfernung von Feinstaub, der mit anderen Methoden viel schwerer zu entfernen ist ;
- Fördert die Beseitigung vieler Protozoen, Bakterien und Viren ;
- Geeignet für große und mittelgroße Installationen ;
- Bietet eine bessere Anlage zur Bekämpfung von Trübung und Farbe.
Nachteile
- Es ist eine kostspielige Methode, die eine experimentelle Phase erfordert;
- Erfordert eine genaue Dosierung von Koagulantien ;
- Erfordert ein gewisses Maß an Kontrolle;
- Koagulanzien erfordern eine genaue Dosierungsausrüstung ;
- Wenig geeignet für kleine Installationen ;
Obwohl dieser Prozess wirksam ist, führt er nur zu einer teilweisen Entfernung natürlicher organischer Stoffe (im Durchschnitt 2/3). Er erfordert daher die Unterstützung zusätzlicher Prozesse, wie z. B. Oxidation oder sogar Filtration. So wird eine vollständige Behandlung von Roh- oder Abwasser gewährleistet.
Dimensionierung eines Koagulations-Flockungs-Reaktors
Der jar test
Der Zweck eines solchen Tests ist recht einfach.
Es ermöglicht die Auswahl des Koagulantentyps und der erforderlichen Dosis zur Entfernung geladener Partikel im Rohwasser.
Diese Art von Experimenten ermöglicht es, die Wechselwirkungen eines Koagulans oder Flockungsmittels gegenüber den Eigenschaften eines Mediums zu simulieren.
PH
Auch der PH-Wert hat einen Einfluss auf die Qualität Ihrer Gerinnung. Er hängt von der Art Ihres Gerinnungsmittels und den Verunreinigungen in Ihrer Mischung ab. Um eine effektive Koagulation zu gewährleisten, ist es wichtig, den Bedarf an Gerinnungsmitteln, aber auch den optimalen PH-Wert abzuschätzen.
Für natürliche organische Stoffe humusartigen und allogenen Ursprungs ist ein saurer PH-Wert am wirksamsten. Für Algenzellen ist ein neutraler, tendenziell saurer PH-Wert am wirksamsten.
Schließlich ist es für anorganische Partikel vorzuziehen, bei neutralen pH-Werten zu bleiben. Bei der Koagulation von Verunreinigungs-Gemischen kann die gegenseitige Wechselwirkung zwischen diesen Verunreinigungen einen Einfluss auf die Koagulansdosis, aber auch auf die optimalen pH-Bereiche haben.
Temperatur
Wie so oft bei chemischen Reaktionen wird die Temperatur einen Einfluss auf die Bildung von Flocken haben. Mit Hilfe von „Jar-Tests“ konnten wir die Auswirkungen der Temperatur auf die :
- Ausbildung
- Bruch
- reformierte Flocken.
Es wurde eine Studie mit mehreren Koagulantien und für Temperaturen von 6 bis 29 °C durchgeführt. Die Ergebnisse für jedes Koagulans bestätigten, dass bei niedrigen Temperaturen die Flockenbildung langsamer erfolgte. Bei einer Erhöhung der Scherrate wurde festgestellt, dass sich die Flocken nie wieder zu ihrer ursprünglichen Größe bildeten. Bei höheren Temperaturen wurde festgestellt, dass sich die Flocken langsamer neu bildeten und ihre Größe geringer war.
Nach einer erhöhten Scherung ist die Erholung bei niedrigeren Temperaturen größer. Dies impliziert, dass der Flockenbruch bei niedrigeren Temperaturen stärker reversibel ist.
Salzgehalt
Im Allgemeinen scheint der Salzgehalt einen positiven Einfluss auf den Flockungsprozess zu haben, dessen Intensität von den zu flockenden Substanzen und den Flockungsmitteln abhängt. Eisen ist ein Beispiel für solche Materialien, die in einer Salzlösung besser flocken. TSS neigen dazu, in Gegenwart von Salz besser zu flocken.
Trotzdem sollten Sie darauf achten, eine Anlage zu nehmen, die gegen die korrodierende Kraft des Salzes resistent ist.
Die Behälter zur physikalisch-chemischen Wasseraufbereitung von 1h2o3
Die 1h2o3-Koagulations-Flockungstanks werden in drei standardisierten Formaten mit einem Volumen von 4 bis 12 m3 angeboten. Die Innenaufteilung des Volumens ist einstellbar, ebenso wie die Rotationsgeschwindigkeit für Neutralisation, Koagulation oder Flockung.
Dank ihrer Höhe wird die Grundfläche reduziert.
Für eine Außeninstallation sind die Behälter eingehaust und UV-geschützt, um sie vor Sonne und Witterungseinflüssen zu schützen.
FAQ
Warum sollten Labortests vor der Dimensionierung einer physikalisch-chemischen Behandlung durchgeführt werden?
Die Tests im Labor, wie die Jar-Tests, ermöglichen es, die realen Bedingungen der physikalisch-chemischen Behandlung zu simulieren, um die effektivsten Reagenzien (Koagulantien, Flockungsmittel) auszuwählen und deren optimale Dosierungen zu bestimmen. Dies verbessert nicht nur die Effizienz der Behandlung, sondern minimiert auch die Betriebskosten und zu „unnötige Überdosierungen zu vermeiden. Diese Tests sind unerlässlich, um die Lösung an die spezifischen Eigenschaften des“ zu behandelnden Wassers.
Inwiefern ist die Automatisierung der physikalisch-chemischen Behandlung ein Vorteil?
Die Automatisierung ermöglicht die Echtzeitregelung kritischer Behandlungsparameter (pH, Durchfluss, Reagenzdosierung usw.), was eine konstante Leistung auch bei schwankender Schadstoffbelastung gewährleistet. Sie erleichtert auch die Datenrückverfolgbarkeit, die vorbeugende Wartung und die Reduzierung menschlicher Fehler, während sie langfristig Energie- und Reagenzieneinsparungen sichert.
Kann die physikalisch-chemische Behandlung mit einer biologischen Behandlung kombiniert werden?
Ja, die physikalisch-chemische Behandlung wird oft vor oder als Ergänzung zu einer biologischen Behandlung eingesetzt. Durch die Reduzierung der anfänglichen Schadstoffbelastung (Schwebstoffe, Metalle, Phosphor…) erleichtert sie die Arbeit der Mikroorganismen in den biologischen Becken und stabilisiert die Gesamtleistung. Diese Synergie ist besonders nützlich für industrielle oder stark belastete Abwässer.
Was ist der Unterschied zwischen chemischer und physikalisch-chemischer Behandlung?
Die chemische Behandlung basiert ausschließlich auf chemischen Reaktionen (Neutralisation, Oxidation, Fällung). Die physikalisch-chemische Behandlung kombiniert die Wirkung von Chemikalien und physikalischen Prozessen (Dekantation, Flotation, Filtration), um Verunreinigungen in abtrennbare Partikel umzuwandeln. Sie ist vielseitiger und oft effektiver für komplexes oder industrielles Wasser.
Welche Verbindungen können durch chemische Ausfällung entfernt werden?
Die chemische Fällung wird verwendet, um gelöste Ionen zu entfernen, die sonst schwer zu filtern wären. Dazu gehören Phosphor (als Phosphat), Wasserhärte (Kalzium und Magnesium), Schwermetalle (Zink, Kupfer, Eisen), Sulfate und Fluoride. Durch Zugabe geeigneter Reagenzien bilden diese Elemente unlösliche Verbindungen, die anschließend durch Dekantation oder Flotation extrahiert werden.
