Polyaluminiumchlorid (PAC) ist ein chemisches Fällmittel, das in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung weit verbreitet ist. Es gehört zur Gruppe der Aluminiumverbindungen und wird in der Regel als Flüssigkeit oder Pulverform geliefert. Polyaluminiumchlorid zeichnet sich durch seine hohe Effektivität bei der Flockung und Koagulation aus, insbesondere in Anwendungen, bei denen eine schnelle und effiziente Abtrennung von Feststoffen erforderlich ist. Es ist in zahlreichen industriellen Prozessen einsetzbar und eignet sich aufgrund seiner Vielseitigkeit für Anwendungen, die eine hohe Reinheit und Klarheit des Wassers erfordern.

Technische Hintergründe und Eigenschaften von Polyaluminiumchlorid

Polyaluminiumchlorid wird durch die partielle Hydrolyse von Aluminiumchlorid hergestellt. Dabei entstehen hochmolekulare Aluminiumkomplexe, die eine stärkere Flockungseigenschaft besitzen als klassische Fällmittel wie Aluminiumsulfat. Das besondere Merkmal von PAC ist die hohe Kationenladung, die durch die Hydrolyse des Aluminiums entsteht und für eine schnelle Neutralisation der Ladungen auf Schwebstoffen sorgt. Durch die hohe Ladungsdichte des Polyaluminiumchlorids wird die Koagulation gefördert, was zu einer effizienteren Flockenbildung und damit zu einer besseren Abtrennung von Partikeln und kolloidalen Stoffen führt.

Polyaluminiumchlorid weist folgende wichtige Eigenschaften auf:

  1. Hohe Kationenladung: Durch die positive Ladung zieht PAC negativ geladene Partikel an und neutralisiert deren Oberfläche, wodurch die Partikel agglomerieren und größere Flocken bilden.
  2. Schnelle Flockenbildung: Die hydrolysierten Aluminiumkomplexe fördern eine schnelle und stabile Flockenbildung, was die Sedimentation und die Trennung von Feststoffen erleichtert.
  3. Breiter pH-Bereich: PAC ist in einem breiten pH-Bereich (ca. 5 bis 8) wirksam, was es besonders anpassungsfähig für verschiedene Abwässer macht.
  4. Geringere Rest-Aluminiumwerte: Im Vergleich zu anderen Aluminiumfällmitteln bleibt bei PAC nach der Fällung oft weniger Restaluminium im Wasser zurück, was zur Einhaltung strenger Qualitätsstandards beiträgt.

Funktionsweise und Anwendung von Polyaluminiumchlorid in der Praxis

Polyaluminiumchlorid wird hauptsächlich zur Koagulation und Flockung in der Wasseraufbereitung eingesetzt. Die Wirkungsweise von PAC basiert auf der Neutralisation der Ladungen auf den Schwebstoffen im Abwasser, wodurch die Partikel miteinander aggregieren und Flocken bilden. Diese Flocken sind groß und stabil genug, um durch Sedimentation oder Filtration entfernt zu werden. PAC ist besonders effektiv bei der Entfernung von Trübstoffen, Schwermetallen, Phosphaten und organischen Substanzen.

Typische Anwendungen

  1. Trinkwasseraufbereitung:

    • In der Trinkwasseraufbereitung wird PAC häufig zur Entfernung von Trübstoffen und kolloidalen Partikeln eingesetzt. Es bindet feine Partikel und organische Stoffe, die zur Trübung des Wassers beitragen, und sorgt so für eine klare Wasserqualität. Aufgrund seiner hohen Effektivität bei niedriger Dosierung ist PAC besonders in kommunalen Wasserwerken beliebt.
  2. Abwasserbehandlung in der Industrie:

    • In der industriellen Abwasserbehandlung findet PAC Verwendung zur Entfernung von Phosphaten und Schwermetallen. Die Aluminiumionen binden sich an die negativen Ladungen von Phosphaten und Schwermetallverbindungen, wodurch schwerlösliche Fällungsprodukte entstehen, die sich als Schlamm absetzen.
    • In der Papier- und Zellstoffindustrie wird PAC eingesetzt, um organische Stoffe und Feststoffe aus dem Abwasser zu entfernen, die bei der Verarbeitung und dem Bleichen von Zellstoffen entstehen.
    • Auch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wird PAC zur Verbesserung der Wasserqualität und zur Erfüllung der strengen Umweltvorgaben genutzt, insbesondere wenn hohe Konzentrationen organischer Stoffe und Trübstoffe entfernt werden müssen.
  3. Textil- und Färbeindustrie:

    • In der Textilindustrie wird PAC häufig zur Fällung und Entfernung von Farbstoffen und organischen Verbindungen eingesetzt, die bei Färbeprozessen ins Abwasser gelangen. PAC hilft, die Resttrübung zu reduzieren und das Wasser für den Wiedereinsatz in der Produktion aufzubereiten.
  4. Kühlwasserbehandlung:

    • In geschlossenen Kühlwasserkreisläufen wird PAC verwendet, um Verunreinigungen und Feststoffe zu entfernen, die zur Bildung von Ablagerungen und Biofouling führen können. Durch die Behandlung mit PAC wird die Wasserqualität stabilisiert und die Lebensdauer der Kühlkreisläufe verlängert.
Chemisch-Physikalische Anlage für die Industrieabwasserbehandlung.

Vorteile und Herausforderungen beim Einsatz von Polyaluminiumchlorid

Vorteile:

  • Hohe Effizienz bei niedriger Dosierung: PAC ermöglicht eine effektive Koagulation und Flockung bereits bei geringer Dosierung, was die Chemikalienkosten reduziert.
  • Schnelle und stabile Flockenbildung: Die hohen Aluminiumkomplexe fördern die Bildung stabiler Flocken, was die Trennung von Feststoffen durch Sedimentation oder Filtration erleichtert.
  • Vielseitigkeit im pH-Bereich: PAC ist in einem breiten pH-Bereich wirksam und kann somit in verschiedenen Abwassertypen eingesetzt werden, ohne dass der pH-Wert stark angepasst werden muss.
  • Reduzierte Restaluminiumkonzentrationen: Die Effizienz des PAC ermöglicht eine geringere Restaluminiumkonzentration im behandelten Wasser, was die Umweltverträglichkeit und die Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte verbessert.

Herausforderungen:

  • Korrosivität: PAC-Lösungen sind leicht korrosiv und erfordern eine korrosionsbeständige Lagerung und Dosierung. Materialien wie Kunststoff oder rostfreier Stahl sind notwendig, um Korrosionsschäden an Anlagen zu verhindern.
  • Empfindlichkeit gegenüber Wasserhärte: Bei sehr hartem Wasser können sich Calcium- und Magnesiumverbindungen mit PAC ablagern, was zu Verstopfungen und Ablagerungen führen kann. In solchen Fällen ist eine Anpassung der Dosierung oder eine Vorbehandlung des Wassers erforderlich.
  • Schlammvolumen: Der Einsatz von PAC führt zur Bildung von Schlamm, der anschließend entsorgt oder behandelt werden muss. Eine effiziente Schlammbehandlung ist daher ein wichtiger Aspekt bei der Anwendung von Polyaluminiumchlorid.

Polyaluminiumchlorid bei ALMAWATECH: ALMA AQUA Abwasser

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Chemiekalienlagerung im ALMA MODUL

Foto: IBC-Dosierstation für Eisenchlorid, installiert im Technikraumcontainer ALMA Modul

Fazit

Polyaluminiumchlorid ist ein vielseitiges und hochwirksames Fällmittel in der Wasser- und Abwasserbehandlung, das sich durch seine hohe Ladungsdichte, schnelle Flockenbildung und Flexibilität im pH-Bereich auszeichnet. Es findet in zahlreichen Industrien Anwendung, darunter die Trinkwasseraufbereitung, die Textil- und Lebensmittelindustrie sowie die Kühlwasserbehandlung. Die maßgeschneiderten PAC-Lösungen von ALMAWATECH ermöglichen eine effiziente Partikelabtrennung, Kostensenkung und Einhaltung strenger Umweltvorgaben. Durch die Unterstützung unseres erfahrenen Teams und unser breites Produktsortiment stellen wir sicher, dass Ihre Abwasseraufbereitung optimal und nachhaltig gestaltet ist.

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