Misch- und Ausgleichsbehälter sind essenzielle Komponenten in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung. Sie dienen der Homogenisierung von Wasser- oder Abwasserströmen, der Pufferung von Volumenänderungen und der Optimierung nachfolgender Behandlungsprozesse. Ihre Bedeutung erstreckt sich von der Abwasseraufbereitung in der chemischen Industrie bis hin zur Wasseraufbereitung für sensible Anwendungen wie Kühlkreisläufe oder die Lebensmittelproduktion. In diesem Beitrag werden die technischen Grundlagen, Funktionsweisen und Einsatzmöglichkeiten von Misch- und Ausgleichsbehältern detailliert beschrieben.

Aufgaben und Funktionen eines Misch- und Ausgleichsbehälters

1. Volumenpufferung
Industriebetriebe weisen oft stark schwankende Wasser- oder Abwasserströme auf, etwa durch Produktionszyklen, Reinigungsvorgänge oder variierende Abwassereinleitungen. Der Misch- und Ausgleichsbehälter dient als Puffer, um diese Schwankungen auszugleichen und eine konstante Zuflussrate zu nachfolgenden Prozessen zu gewährleisten.

2. Homogenisierung
Durchmischung ist entscheidend, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Wassers oder Abwassers zu vereinheitlichen. Unterschiede in pH-Wert, Temperatur oder Schadstoffkonzentrationen können die Effizienz nachfolgender Prozesse wie Fällung, Flockung oder eine biologische Behandlung erheblich beeinträchtigen.

3. Zeitliche Verzögerung
Misch- und Ausgleichsbehälter können Abwässer zwischenlagern, um Schadstoffspitzen zu nivellieren. Dies ist besonders wichtig, wenn gesetzliche Grenzwerte für Schadstoffe eingehalten werden müssen, etwa bei der Schwermetallentfernung oder der CSB-Reduktion.

4. Verbesserung chemischer Reaktionen
Die gleichmäßige Verteilung von zugesetzten Chemikalien wie Neutralisationsmitteln, Flockungsmitteln oder Bioziden wird durch die Durchmischung im Behälter unterstützt. Dies maximiert die Effizienz der chemischen Reaktionen und reduziert den Chemikalienverbrauch.

Neutralisationsanlage als Durchlaufanlage mit Misch- und Ausgleichbehälter

Foto: Unsere Neutralisationsanlage ALMA Neutra mit einem 200 m3 Misch- und Ausgleichsbehälter

Technische Grundlagen und Konstruktionsprinzipien

1. Bauweise und Materialien
  • Materialien: Je nach Medium werden Misch- und Ausgleichsbehälter aus korrosionsbeständigen Werkstoffen wie Edelstahl, Polypropylen (PP) oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) gefertigt. Für hochkorrosive Medien können Innenbeschichtungen oder spezielle Legierungen erforderlich sein.
  • Größe: Das Volumen des Behälters richtet sich nach den Spitzenvolumenströmen und den Anforderungen des nachfolgenden Prozesses. Typische Größen reichen von wenigen Kubikmetern in kleineren Anlagen bis zu mehreren tausend Kubikmetern in Großindustrien.
2. Rührwerke

Ein zentrales Element ist das Rührwerk, das für die Durchmischung des Behälterinhalts sorgt.

  • Axialrührwerke: Fördern das Medium vertikal und eignen sich für die Homogenisierung großer Behältervolumina.
  • Radialrührwerke: Sorgen für eine intensive Durchmischung in radialer Richtung und werden häufig bei chemischen Reaktionen eingesetzt.
  • Rührflügel: Je nach Viskosität und Dichte des Mediums kommen Propeller-, Scheiben- oder Flügelrührwerke zum Einsatz.
3. Einbauten zur Strömungslenkung
  • Leitbleche: Reduzieren Totzonen und verbessern die Durchmischung.
  • Strömungsbrecher: Optimieren die hydraulische Verteilung im Behälter und verhindern Kurzschlussströmungen.
4. Sensorik und Überwachung

Moderne Misch- und Ausgleichsbehälter sind häufig mit Sensoren ausgestattet, die Parameter wie Füllstand, pH-Wert, Temperatur und Leitfähigkeit in Echtzeit überwachen. Diese Daten werden genutzt, um die Prozesssteuerung zu optimieren.

Einsatzbereiche in der Praxis

1. Abwasserbehandlung
  • Industrieabwässer: Misch- und Ausgleichsbehälter sind ein unverzichtbarer Bestandteil in der Behandlung stark schwankender Abwässer aus der chemischen, lebensmittelverarbeitenden und metallverarbeitenden Industrie.
  • Kommunale Kläranlagen: Hier dienen sie der Homogenisierung von Abwasserströmen, bevor diese in biologische oder chemische Behandlungsstufen gelangen.
2. Wasseraufbereitung
  • Kühlwasserkreisläufe: In der Kühlwasseraufbereitung sorgen Misch- und Ausgleichsbehälter für eine gleichmäßige Wasserqualität, die Korrosion, Scaling und Biofouling verhindert.
  • Prozesswasseraufbereitung: In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie garantieren sie eine stabile Wasserqualität, die für Produktionsprozesse erforderlich ist.
CP-Anlage zur Fällung und Flockung von Schwermetallen, AOX und Kohlenwasserstoffen von ALMAWATECH.

Foto: Unsere CP-Anlage ALMA CHEM MCW mit zwei 25 m3 Stapelbehältern

Herausforderungen und Lösungsansätze

1. Korrosive Medien
Bei stark korrosiven Abwässern, ist die Wahl des richtigen Behältermaterials entscheidend. Hier kommen hochkorrosionsbeständige Werkstoffe wie Edelstahl (316L) oder beschichtete Behälter zum Einsatz.

2. Schaumbildung
Abwässer mit hohem organischen Gehalt oder Tensiden neigen zur Schaumbildung. Anti-Schaum-Einrichtungen oder gezielte Chemikalienzugabe können dieses Problem mindern.

3. Totzonen und unzureichende Durchmischung
Ungünstige Behältergeometrien können zu Totzonen führen, in denen keine effektive Durchmischung stattfindet. Der Einsatz von Strömungslenkern und optimierten Rührwerken minimiert dieses Risiko.

Vorteile und Nutzen von Misch- und Ausgleichsbehältern

  • Konstanter Prozessbetrieb: Durch die Pufferung und Homogenisierung wird ein gleichmäßiger Betrieb nachgeschalteter Anlagen sichergestellt.
  • Effizienzsteigerung: Die optimierte Verteilung von Chemikalien und die gleichmäßige Wasserqualität steigern die Effizienz nachfolgender Behandlungsschritte.
  • Kostenreduktion: Eine bessere Verteilung der Lasten auf nachfolgende Anlagen reduziert Wartungs- und Betriebskosten.
  • Flexibilität: Misch- und Ausgleichsbehälter können an unterschiedliche Volumenströme und Anforderungen angepasst werden, wodurch sie vielseitig einsetzbar sind.

Fazit

Misch- und Ausgleichsbehälter sind unverzichtbare Komponenten in der Wasser- und Abwasseraufbereitung. Sie tragen entscheidend dazu bei, die Effizienz und Zuverlässigkeit nachfolgender Prozesse zu gewährleisten, indem sie Volumenschwankungen ausgleichen und eine gleichmäßige Wasserqualität sicherstellen. Mit moderner Technik, wie optimierten Rührwerken und Echtzeitüberwachung, können diese Behälter an die spezifischen Anforderungen jeder Industrie angepasst werden. Eine sorgfältige Planung und Auswahl der Komponenten ist der Schlüssel zu einem wirtschaftlichen und nachhaltigen Betrieb.

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