Reaktion von Säure und Lauge unter Bildung von Salz und Wasser. Viele gewerbliche und industrielle Abwässer müssen vor Einleitung in öffentliche Abwasseranlagen oder Vorfluter neutralisiert werden.
Saure Abwässer werden dabei mit Lauge (z. B. Kalkmilch, Natronlauge, Sodalösung), alkalische Abwässer mit Säure (z. B. Salzsäure, Schwefelsäure, Kohlensäure) neutralisiert. Als besonders wirtschaftliches Verfahren zur Neutralisation alkalischer Abwässer ist in den letzten Jahren die Verwendung von Rauchgas entwickelt worden.
Unter Neutralisation wird allerdings nicht allein das Einstellen auf pH 7 verstanden, sondern auch das Einstellen auf spezielle pH-Werte, u.a. zur Fällung von Schwermetallhydroxiden.
Mittels Bakterien werden im Abwasser gelöste und fein dispergierte organische Bestandteile in verschiedenen Behandlungsschritten zu anorganischen Produkten abgebaut. Grundsätzlich wird die biologische Abwasserbehandlung in aerobe und anaerobe Verfahren unterschieden.
aerobe VerfahrenBei den aeroben Verfahren reduzieren die eingesetzten Bakterien unter ständiger Belüftung vorrangig organische Kohlenstoff- und Ammoniumverbindungen, aber auch Schwefel- und Phosphorverbindungen. Hierfür werden sowohl Festbettverfahren als auch Schwebebettverfahren eingesetzt. Die aeroben Verfahren zeichnen sich durch eine weitgehende Geruchsneutralität aus, wobei für das Belüften ein erhöhter Energieaufwand nötig ist.
anaerobe VerfahrenBei besonders hohen Belastungen werden zusätzlich anaerobe Verfahren, unter Sauerstoffentzug, eingesetzt. Hierfür kommen vorrangig Fäulnisbakterien zum Einsatz. Der Vorteil der zusätzlichen Biogasproduktion geht mit einer relativ hohen Geruchsbelästigung einher. |
Bei der Sedimentation wird das Sinkverhalten von Flocken aufgrund der Schwerkraft genutzt. Die in einem vorhergehenden Behandlungsschritt erzeugten Flocken sedimentieren im Sedimatbehälter zu Boden. Von hier wird der abgesetzte Schlamm weiteren Behandlungsschritten zugeführt oder der Anlage zur Entsorgung entzogen. |
Bei allen Abwässern, die mittels Sedimentation geklärt werden können, ist der Gegenstromlamellenklärer die erste Wahl. Durch den Einsatz einer hohen Anzahl Lamellen wird die Sedimentationsfläche auf engstem Raum enorm vergrößert. Das bedeutet eine platzsparende und kostengünstige Abwasserklärung mit besonders hohem Wirkungsgrad. Lamellenklärer werden in nahezu allen Bereichen der Wasserbehandlung eingesetzt. |
Filtration bezeichnet das Zurückhalten von Partikeln aus einem Gas oder einer Flüssigkeit mit einem Filtermedium. Man unterscheidet dabei zwischen Oberflächenfiltration und Tiefenfiltration. Bei der Wasser- und Abwasseraufbereitung werden beide Filtrationsverfahren angewandt.
Bei dem Einsatz von Filtersieben und Rückspülfiltern handelt es sich immer um Oberflächenfilter, bei denen die Partikel auf der Oberfläche des Filtermediums zurückgehalten werden. Ein weiteres typisches Beispiel für die Oberflächenfiltration ist die Schlammentwässerung mittels Siebbandpresse oder Kammerfilterpresse. Bei diesen Verfahren wird ein Filterkuchen aufgebaut, der die Filtration unterstützt und somit zu einem besseren Filtrationsergebnis führt.
Bei der Tiefenfiltration werden die Partikel innerhalb des Filtermediums zurückgehalten. Als Filtermedium werden häufig körnige Medien wie zum Beispiel Filtersand eingesetzt. Die abzufiltrierenden Partikel fließen durch die Zwischenräume des Filtermediums, bis sie in Kontakt mit dem Medium kommen und an dessen Oberfläche festgehalten werden.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen Filtration von Flüssigkeiten in der nachgeschalteten Reinigungsstufe, um die verbliebenen kleinen und kleinsten Feststoffe zu filtrieren. Das Schmutzwasser durchströmt gleichmäßig horizontal über die ganze Höhe und Breite des Filterraumes ein Sandbett, dessen Körnung zunehmend feiner wird. Gleichzeitig wird der Sand kontinuierlich dem unteren Ende des Reaktionsraumes entzogen und dem am oberen Ende befindlichen Sandwäscher zugeführt.
Dort wird der Sand von den anhaftenden Schmutzpartikeln befreit und steht erneut dem Reinigungsprozess zur Verfügung. Dabei sortiert er sich aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten in den gegebenen Verlauf von größerer zu geringerer Kornröße ein. Beide Prozesse zusammen bewirken einen besonders hohen Reinigungsgrad des Gesamtsystems. Sandfilter werden für die Behandlung von Brauchwasser, Abwasser und Trinkwasser eingesetzt. |
In einem Flotationsbehälter wird Abwasser mit ungelösten, beziehungsweise unlöslichen Bestandteilen eingeleitet. Dem Abwasser wird Luft mittels Lanzen oder Schnellrührern zugeführt. Die dispergierten Teilchen binden sich an die Luftbläschen und werden an die Oberfläche transportiert.
Der hierbei entstehende Oberflächenschaum wird mittels eines Räumers ausgetragen. Für die Stabilisation des Oberflächenschaumes und für eine bessere Anbindung der Luftbläschen an die ungelösten Bestandteile werden verschiedenste Hilfsstoffe eingesetzt.
Eine Druckentspannungsflotation ist ein Verfahren zur Entfernung von feinen Schwebstoffen, Ölen und Fetten aus Wasser- und Abwasserströmen. Hierbei wird ein Gas unter Druck in dem zu klärenden Wasser gelöst. Das bei der Druckminderung wieder ausperlende Gas haftet an den Schwebeteilchen und lässt diese an die Oberfläche flotieren. Zu den bereits eingesetzten Werkstoffen zählen Stahl mit geeigneter Beschichtung, Edelstahl und Polypropylen. |
Die Ultrafiltration ist ein Filtrationsverfahren bei dem sich feinste Partikel aus einem vorfiltrierten Wasserstrom abscheiden lassen. Das Abwasser wird mittels Hochdruckpumpen durch Druckrohre gefördert. In den Druckrohren sind Membrane, in verschiedenen Ausführungsvariationen, angeordnet. Die Größe der Membran kann derart ausgeführt werden, dass die spezifischen abzufiltrierenden Partikel diese nicht mehr passieren können (z.B. 0,1 μm).
Der gereinigte Filtratstrom aus der Ultrafiltration, das Permeat, enthält im Anschluss nur noch Partikel mit einer Größe < 0,1 μm. In dem Abwasserstrom mit den zurückgehaltenen Partikeln, dem Retentat, erhöht sich deren Konzentration. Somit ist die Ultrafiltration auch geeignet um Medien aufzukonzentrieren. |
Bei der Umkehrosmose handelt es sich um ein Verfahren, welches zur Aufkonzentrierung und Rückhaltung von gelösten Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten dient. Der natürliche osmotische Prozess wird dabei mit Hilfe hoher Drücke von bis zu 30 bar (im Bereich der Meerwasserentsalzung bis zu 80 bar) umgekehrt. Das Filtermodul der Umkehrosmose ist dafür so konstruiert, dass es nur das Filtrat die Membran durchdringen lässt und die gelösten Inhaltsstoffe, also das Retentat, zurückhält.
Ionenaustauscher werden bei der Vollentsalzung genutzt, um im Wasser gelöste Kationen und Anionen gegen H+- und OH- -Ionen auszutauschen. Bei einer Enthärtung werden Ca2+ und Mg2+-Ionen i.d.R. gegen Na+-Ionen ausgetauscht. Ionenaustauscher sind Kunstharze (organische Polymere), in die verschiedene austauschaktive Gruppen eingebaut sind, an denen sich Ionen anlagern. Beim Austauschvorgang werden die Ionen der zu behandelnden Lösung gegen angelagerte Ionen der gleichen elektrischen Ladung auf dem Harz ausgetauscht. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Kationen- und Anionenaustauscher. Innerhalb dieser Arten gibt es weitere Differenzierungen in Bezug auf die austauscheraktiven Gruppen:
• schwach sauer / stark sauer
• schwach basisch / mittel basisch / stark basisch
Die Begriffe „Ionenaustauscher“ und „Harz“ werden im Sprachgebrauch der Wasseraufbereitung synonym verwendet.
In einer Aufbereitungsanlage entsteht durch Umwandlung von gelösten Abwasserinhaltsstoffen in eine feste Form, sowie deren Sedimentation, ein Schlamm, der aus wirtschaftlicher Sicht weiter entwässert werden muss. |