Aluminiumchlorid ist eine anorganische Verbindung, die in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung vor allem als Fällungsmittel eingesetzt wird. Seine Haupteigenschaft liegt in der Fähigkeit, durch die Bildung von Hydroxidkomplexen in wässrigen Lösungen Verunreinigungen wie Phosphate, Schwermetalle und organische Stoffe auszufällen und so das Wasser zu klären. Aluminiumchlorid ist in verschiedenen Formen erhältlich, darunter als festes Pulver oder als Lösung (oft als Polyaluminiumchlorid – PAC bezeichnet), und findet breite Anwendung in der Trinkwasseraufbereitung, der Abwasserbehandlung sowie in industriellen Kreisläufen.
Inhaltsverzeichnis
Technische Hintergründe
In wässriger Lösung hydrolysiert Aluminiumchlorid und bildet Aluminiumhydroxid [Al(OH)₃], das eine hohe Adsorptionskapazität besitzt. Diese Hydroxidflocken binden Verunreinigungen wie suspendierte Feststoffe, kolloidale Partikel oder gelöste Ionen und führen sie durch Koagulation und Flockung aus dem Wasser heraus. Besonders wirksam ist Aluminiumchlorid bei der Entfernung von Phosphat, das durch die Bildung von unlöslichem Aluminiumphosphat ausgefällt wird.
Eine Übersicht über unsere Fällungsmittel, Flockungshilfsmittel und weiterer Betriebsmittel für die Abwasserbehandlung können Sie auf folgender Seite finden: ALMA AQUA Abwasser
Reaktionsmechanismus von Aluminiumchlorid
Aluminiumchlorid löst sich in Wasser und reagiert wie folgt:
Das entstehende Aluminiumhydroxid agglomeriert Verunreinigungen zu größeren Flocken, die dann durch Sedimentation, Flotation oder Filtration abgetrennt werden können. Der dabei freigesetzte Chlorwasserstoff (HCl) senkt den pH-Wert des Wassers, weshalb bei der Verwendung von Aluminiumchlorid häufig eine pH-Kontrolle erforderlich ist, um ein effizientes Absetzen der Flocken zu gewährleisten und ein zu starkes Absinken des pH-Wertes zu vermeiden.
Anwendungen von Aluminiumchlorid
1. Trinkwasseraufbereitung:
In der Trinkwasseraufbereitung wird Aluminiumchlorid als Flockungsmittel verwendet, um Trübstoffe und gelöste organische Substanzen aus dem Rohwasser zu entfernen. Es bildet große, stabile Flocken, die durch Sedimentation oder Filtration aus dem Wasser entfernt werden. Dies verbessert die Klarheit des Wassers und reduziert die Trübung, was für die Trinkwasserqualität entscheidend ist.
2. Abwasserbehandlung
In der industriellen Abwasserbehandlung kommt Aluminiumchlorid häufig zur Phosphatelimination zum Einsatz. Phosphate tragen zur Eutrophierung von Gewässern bei und müssen vor der Einleitung von Abwässern entfernt werden. Aluminiumchlorid bindet das Phosphat und fällt es als unlösliches Aluminiumphosphat aus. Zudem wird es eingesetzt, um Schwermetalle und kolloidale Partikel durch Fällung zu entfernen.
3. Papier- und Zellstoffindustrie
Aluminiumchlorid wird in der Papierindustrie als Hilfsmittel bei der Herstellung von Papier und Pappe eingesetzt. Es hilft dabei, die Faserfestigkeit zu erhöhen und das Aufschließen der Zellstofffasern zu verbessern, was die Qualität des Endprodukts steigert.
4. Textilindustrie
In der Textilverarbeitung wird Aluminiumchlorid zur Fixierung von Farbstoffen verwendet. Die Bindungseigenschaften von Aluminiumionen ermöglichen es, dass Farbstoffe fest auf den Fasern haften bleiben und die Farbechtheit des Materials erhöht wird.
Vorteile der Verwendung von Aluminiumchlorid
Hohe Wirksamkeit bei niedrigen Temperaturen:
- Aluminiumchlorid funktioniert auch bei niedrigen Temperaturen gut, was es ideal für Anwendungen in kalten Klimazonen oder in kalten Wasserströmen macht.
Effektive Phosphatelimination:
- Es ist eines der effizientesten Mittel zur Entfernung von Phosphat, das besonders in der Abwasserbehandlung von Bedeutung ist, um eine Überdüngung von Gewässern zu verhindern.
Vielseitige Anwendung:
- Aluminiumchlorid kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, von der Trinkwasseraufbereitung bis hin zu industriellen Prozessen wie der Papier- und Textilproduktion.
Foto: Unsere automatische Dosierstation für Aluminiumchlorid (ALMA FLOC M)
Herausforderungen und Vorsichtsmaßnahmen
pH-Kontrolle: Aluminiumchlorid führt bei der Hydrolyse zur Bildung von Säure (HCl), was den pH-Wert des Wassers senken kann. In vielen Fällen muss daher eine pH-Anpassung erfolgen, um sicherzustellen, dass das Wasser nach der Fällung wieder in den gewünschten pH-Bereich gebracht wird. Typischerweise wird Kalkmilch oder Natriumhydroxid zur pH-Kontrolle eingesetzt.
Korrosionsrisiken: Da Aluminiumchlorid zur Bildung von Chlorwasserstoff beiträgt, können Anlagen und Rohrleitungen, die nicht korrosionsbeständig sind, durch die Verwendung dieses Fällungsmittels angegriffen werden. Daher ist es wichtig, dass die Anlagenmaterialien korrosionsbeständig sind oder entsprechende Korrosionsinhibitoren eingesetzt werden.
Schlammproduktion: Der Einsatz von Aluminiumchlorid führt zur Bildung von Fällungsschlämmen, die in regelmäßigen Abständen entfernt und entsorgt werden müssen. Die Menge an erzeugtem Schlamm hängt von der Dosierung und der Konzentration der zu fällenden Stoffe ab. Eine angemessene Schlammentwässerung (durch z.B. unsere Kammerfilterpresse ALMA CFP) und Entsorgung ist daher ein wichtiger Aspekt bei der Planung von Anlagen, die Aluminiumchlorid verwenden.
Foto: Aluminiumchloride, wie Polyaluminiumchlorid (PAC), eignen sich besonders gut für Flotationsanlagen, da aluminiumhaltige Fällmittel ein geringes Molekulargewicht aufweisen als eisenhaltige Fällmittel. Auf dem Foto ist Flotatschlamm erkennbar, der durch die Zugabe von PAC entsteht. Anlage: Flotationsanlage ALMA NeoDAF
ALMAWATECH-Lösungen – Aluminiumchlorid in der Praxis
Unsere Anlagen von ALMAWATECH nutzen Aluminiumchlorid in verschiedenen Bereichen der Fällungs- und Flockungstechnik. Besonders bei der Phosphatelimination und in unseren Flotationsanlagen (Produktübersicht Flotationsanlagen ALMA NeoDAF) bieten unsere Lösungen eine effiziente Möglichkeit, Verunreinigungen sicher und kostengünstig zu entfernen. Unsere Fällungs- und Flockungsanlagen sind so konzipiert, dass sie die optimale Dosierung von Aluminiumchlorid ermöglichen und gleichzeitig die Schlammbildung minimieren, um den Betrieb und die Entsorgung zu erleichtern.
Fazit
Aluminiumchlorid ist ein hochwirksames Fällungsmittel in der industriellen Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, das besonders für die Entfernung von Phosphaten, Schwermetallen und organischen Verunreinigungen eingesetzt wird. Durch seine vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten und seine hohe Effizienz bei niedrigen Temperaturen ist es eine Schlüsselkomponente in vielen Prozessen. Die korrekte Anwendung erfordert jedoch eine sorgfältige pH-Kontrolle und das Management der Schlammproduktion, um eine maximale Effizienz zu gewährleisten und gleichzeitig die Betriebskosten zu minimieren.
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