Die chemisch-physikalische Behandlung ist ein Verfahren zur Reinigung von industriellem Abwasser und Prozesswasser, bei dem chemische und physikalische Prozesse kombiniert werden, um Schadstoffe aus dem Wasser zu entfernen oder unschädlich zu machen. Dieser Behandlungsansatz wird häufig in Industrien angewendet, in denen Abwässer mit schwer abbaubaren, toxischen oder gelösten Verbindungen anfallen, die durch biologische Verfahren allein nicht effektiv behandelt werden können.
Inhaltsverzeichnis
Technische Hintergründe
Die chemisch-physikalische Behandlung basiert auf einer Reihe von Verfahrensschritten, bei denen durch den gezielten Einsatz von Chemikalien sowie physikalischen Trennverfahren wie Filtration, Sedimentation und Flotation Schadstoffe aus dem Abwasser abgetrennt werden. Die Wahl der Verfahren hängt von der Art und Zusammensetzung des Abwassers ab, insbesondere von den enthaltenen Schwermetallen, organischen Schadstoffen und Nährstoffen wie Phosphaten.
Die chemisch-physikalische Behandlung ist ein stufenweiser Prozess, bei dem mehrere Methoden kombiniert werden, um eine maximale Reinigungseffizienz zu erreichen. Typische Schritte umfassen:
1. Neutralisation und pH-Anpassung
In der Regel beginnt die Behandlung mit der pH-Kontrolle, da viele chemische Fällungs- und Flockungsprozesse in einem bestimmten pH-Bereich ablaufen müssen. Durch die Zugabe von Säuren oder Basen (wie Schwefelsäure oder Natronlauge) wird der pH-Wert des Abwassers so eingestellt, dass die nachfolgenden Behandlungsschritte optimal ablaufen.
Foto: Reaktionsschlaufe der automatischen Neutralisationsanlage ALMA Neutra
2. Fällung
Die chemische Fällung ist ein Kernprozess der chemisch-physikalischen Behandlung. Hier werden Chemikalien wie Fällmittel (z.B. Eisen- oder Aluminiumsalze) in das Abwasser eingebracht, um gelöste Verunreinigungen, insbesondere Schwermetalle oder Phosphate, in eine unlösliche Form zu überführen. Diese bilden dann feste Partikel, die durch nachfolgende Trennprozesse wie Sedimentation oder Filtration entfernt werden können.
3. Flockung
Nach der Fällung erfolgt häufig die Flockung, bei der durch die Zugabe von Flockungshilfsmitteln (wie Polyelektrolyten) die gebildeten Fällungsprodukte zu größeren Flocken agglomeriert werden. Diese Flocken sind leichter abzuscheiden und sorgen für eine verbesserte Fest-Flüssig-Trennung.
Foto: CP-Anlage ALMA CHEM MCW zur Elimination von Schwermetallen, AOX, Kohlenwasserstoffe und Cyaniden
4. Sedimentation
Die Flocken sinken in einem Sedimentationsbecken aufgrund ihrer Schwerkraft ab und bilden den sogenannten Schlamm, der von der gereinigten Flüssigkeit getrennt wird. Der entstehende Klärschlamm kann anschließend entwässert und entsorgt werden.
5. Flotation
Ein weiteres physikalisches Trennverfahren, das häufig in Kombination mit chemischen Prozessen eingesetzt wird, ist die Flotation. Hier werden feine Luftblasen in das Abwasser eingeleitet, die an den Flocken haften und sie an die Oberfläche transportieren, wo sie als Schlamm abgeschöpft werden.
6. Filtration
Nach der Fällung und Flockung können zur Feinreinigung des Wassers Filtrationsverfahren wie Sandfilter oder Aktivkohlefilter eingesetzt werden, um verbliebene feine Partikel, ungelöste Stoffe oder organische Rückstände zu entfernen.
Foto: Filtrationsanlage ALMA BHU SMF für große Wasserströme
7. Oxidation und Reduktion
In einigen Fällen werden auch Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid, Ozon oder Chlor eingesetzt, um organische Schadstoffe und Schwermetalle zu oxidieren. Reduktionsmittel wie Natriumbisulfit werden verwendet, um schwer lösliche Schwermetalle in eine lösliche Form zu überführen, die dann durch andere Verfahren entfernt werden können.
Anwendungsbereiche der chemisch-physikalischen Behandlung
Die chemisch-physikalische Behandlung wird in einer Vielzahl von Industrien eingesetzt, die Abwässer mit problematischen Inhaltsstoffen produzieren, wie:
Galvanik und Metallveredelung
Hier fallen Abwässer an, die häufig hohe Konzentrationen an Schwermetallen (wie Zink, Kupfer, Nickel und Chrom) enthalten. Diese Metalle werden durch chemische Fällung und nachfolgende Flockung aus dem Abwasser entfernt, bevor es weiter behandelt oder eingeleitet wird.Lebensmittel- und Getränkeindustrie
In der Lebensmittelverarbeitung entstehen oft Abwässer mit hohen Gehalten an organischen Stoffen sowie Fetten und Ölen, die durch chemische Verfahren wie Fällung oder Flotation abgetrennt werden müssen, um die organische Belastung zu reduzieren.Pharma- und Chemieindustrie
In der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie wird die chemisch-physikalische Behandlung eingesetzt, um toxische Chemikalien, organische Lösungsmittel und Schwermetalle aus dem Prozessabwasser zu entfernen. Hier sind häufig spezielle Oxidationsverfahren notwendig, um bestimmte Verbindungen abzubauen.Oberflächenbehandlung und Lackierbetriebe
In Betrieben, die Lacke, Farben oder Oberflächenbeschichtungen verwenden, entstehen Abwässer mit einer hohen Konzentration an organischen Verbindungen und Schwermetallen. Diese müssen durch Fällung, Flockung und anschließende Filtration entfernt werden.Elektronik- und Mikroelektronikindustrie
In der Halbleiterherstellung und Mikroelektronik werden in der Produktion hochreine Chemikalien verwendet, die nach Gebrauch toxische Rückstände im Abwasser hinterlassen. Chemisch-physikalische Verfahren werden eingesetzt, um diese Schadstoffe zu neutralisieren und Schwermetalle zu entfernen.
ALMAWATECH Chemisch-Physikalische Anlagen: ALMA CHEM MCW
Eine spezifische Anwendung der chemisch-physikalischen Behandlung in der Praxis ist die ALMA CHEM MCW–Anlage von ALMAWATECH, die auf die Vorbehandlung und Reinigung von industriellen Abwässern spezialisiert ist. Die ALMA CHEM MCW-Anlagen kombinieren mehrere chemisch-physikalische Verfahren, um Schwermetalle, organische Verbindungen und Nährstoffe effizient zu entfernen. Diese Anlage ist besonders flexibel und kann an verschiedene Abwässer angepasst werden.
Zu den Merkmalen der ALMA CHEM MCW-Anlage gehören:
- Fällungs- und Flockungsverfahren zur Entfernung von Schwermetallen und Phosphaten.
- Neutralisation und pH-Korrektur zur Anpassung der Abwasserzusammensetzung.
- Nachbehandlungen wie Mehrschichtfilter oder Ionenaustauscher, um hochreines Wasser für die Wiederverwendung oder Einleitung zu erzielen.
Vorteile der chemisch-physikalischen Behandlung
Hohe Effizienz bei der Entfernung von Schwermetallen: Die chemisch-physikalische Behandlung ist besonders wirksam bei der Entfernung von Schwermetallen und anderen problematischen Verunreinigungen, die biologisch schwer abbaubar sind.
Flexibilität: Die Kombination aus chemischen und physikalischen Prozessen macht diese Behandlung flexibel, da sie an verschiedene Abwasserarten und -belastungen angepasst werden kann.
Hohe Reinigungsleistung: Durch die Kombination von Fällung, Flockung und Filtration können auch feine Partikel und gelöste Schadstoffe aus dem Wasser entfernt werden, was zu einer hohen Reinigungsqualität führt.
Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte: Durch den Einsatz dieser Verfahren können Unternehmen sicherstellen, dass sie die gesetzlich vorgeschriebenen Einleitungsgrenzwerte einhalten und damit Strafen und Umweltbelastungen vermeiden.
Foto: CP-Anlage ALMA BHU LHPS mit Hochleistungs-Lamellenabscheider
Herausforderungen der chemisch-physikalischen Behandlung
Schlammbildung: Die chemischen Reaktionen führen zur Bildung von Fällungsschlamm, der als Reststoff behandelt, entwässert und entsorgt werden muss. Dies erhöht die Betriebskosten.
Chemikalienverbrauch: Die chemische Behandlung erfordert den Einsatz von Fällmitteln, Neutralisationsmitteln und anderen Chemikalien, deren Kosten und Umweltbelastung berücksichtigt werden müssen.
Komplexität der Steuerung: Die genaue Steuerung von pH-Wert, Chemikalienzugabe und Prozessparametern erfordert eine präzise Automatisierung und Überwachung der Anlage, um eine optimale Reinigungsleistung zu erzielen.
Fazit
Die chemisch-physikalische Behandlung ist ein zentraler Bestandteil der industriellen Abwasserbehandlung, insbesondere in Branchen, in denen biologische Verfahren nicht ausreichend sind, um die erforderliche Wasserqualität zu erreichen. Mit der Kombination aus chemischen Fällungsprozessen, Flockung und physikalischen Trennverfahren lassen sich Schadstoffe effizient aus dem Wasser entfernen. Anlagen wie die ALMA CHEM MCW von ALMAWATECH bieten eine flexible und zuverlässige Lösung für verschiedene Abwässer und helfen Unternehmen, ihre Umweltauflagen zu erfüllen und die Wasserqualität zu sichern.
Für weiter Informationen zu unseren Produkten können Sie uns gerne jederzeit kontaktieren!
