Eine Spaltanlage, auch als CP-Anlage (Chemisch-Physikalische Anlage) bezeichnet, ist ein zentrales Verfahren in der industriellen Abwasserbehandlung, das zur Entfernung von emulgierten Ölen, Schwermetallen, Feststoffen, AOX sowie weiteren schwer abbaubaren Inhaltsstoffen eingesetzt wird. Das Prinzip der Spaltanlage basiert auf einer Kombination aus chemischer Fällung, Flockung, Neutralisation und Sedimentation, um Schadstoffe effizient aus dem Abwasser zu eliminieren.
Spaltanlagen finden vor allem in Branchen Anwendung, in denen belastete Prozess- oder Abwässer entstehen, wie z. B. in der Metallverarbeitung, Oberflächenbehandlung, Lebensmittelindustrie und petrochemischen Industrie. Durch den gezielten Einsatz von Chemikalien und physikalischen Prozessen lassen sich die gesetzlichen Einleitgrenzwerte zuverlässig einhalten.
Inhaltsverzeichnis
Funktionsweise einer Spaltanlage
Die Behandlung von industriellem Abwasser in einer Spaltanlage erfolgt in mehreren aufeinander abgestimmten Schritten:
1. Abwassererfassung und Homogenisierung
Das anfallende Abwasser wird zunächst in Pufferbehältern gesammelt und homogenisiert. Hierdurch werden starke Konzentrations- und pH-Schwankungen ausgeglichen, die den chemischen Spaltprozess negativ beeinflussen könnten.
2. Neutralisation
Da viele industrielle Abwässer saure oder alkalische Komponenten enthalten, erfolgt zunächst eine pH-Wert-Einstellung auf einen optimalen Bereich, typischerweise zwischen 6,5 und 8,5. Dieser Schritt ist entscheidend, da die chemische Fällung und Flockung nur bei bestimmten pH-Werten effizient ablaufen.
Alkalische Neutralisation:
- Bei saurem Abwasser (niedriger pH-Wert) erfolgt die Neutralisation durch Zugabe von Laugen wie Natronlauge (NaOH) oder Kalkmilch (Ca(OH)₂).
Saure Neutralisation:
- Bei alkalischem Abwasser (hoher pH-Wert) wird Schwefelsäure (H₂SO₄) oder Salzsäure (HCl) dosiert.
Eine automatische pH-Regelung mit Inline-pH-Sensoren und Dosiersystemen sorgt für eine präzise und kontinuierliche Einstellung des pH-Werts.
Foto: Reaktionsschlaufe der automatischen Neutralisationsanlage ALMA Neutra
3. Chemische Fällung und Flockung
Die chemische Fällung und Flockung bildet das Herzstück der Spaltanlage. In diesem Schritt werden die gelösten und kolloidalen Schadstoffe chemisch in unlösliche Feststoffe (Flocken) umgewandelt:
Fällung:
- Zugabe von Fällungsmitteln wie Eisen(III)-Chlorid (FeCl₃), Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃) oder Kalkmilch (Ca(OH)₂) führt zur Bildung von unlöslichen Hydroxidverbindungen.
- Hierbei werden Schwermetallionen (z. B. Ni²⁺, Zn²⁺) in schwer lösliche Hydroxide überführt und als Feststoff abgeschieden.
Flockung:
- Zugabe von Flockungshilfsmitteln (organische oder anorganische Polymere) bewirkt die Bildung größerer und stabilerer Flocken, die sich besser sedimentieren lassen.
Ein intensives Rühren sorgt für die gleichmäßige Verteilung der Chemikalien und fördert die Bildung der Flocken.
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.
5. Nachbehandlung (optional)
Je nach Einleitgrenzwerten oder wenn das Abwasser als Prozesswasser wiederverwendet werden möchte, kann eine zusätzliche Nachbehandlung erforderlich sein, z. B. durch:
- Filtration:
- Kiesfilter oder Aktivkohlefilter zur Entfernung restlicher Schwebstoffe und organischer Verbindungen.
- Polishing:
- Feinfiltration oder Ionenaustausch zur Erreichung höchster Reinheitsanforderungen.
Foto: Unsere Mehrschichtfilter ALMA FIL mit nachgeschalteten Ionenaustauscher ALMA ION
Einsatzbereiche der Spaltanlage
Spaltanlagen, auch als chemisch-physikalische Anlagen (CP-Anlagen) bezeichnet, sind vielseitig einsetzbar und spielen eine entscheidende Rolle in der industriellen Abwasserbehandlung. Sie werden überall dort eingesetzt, wo stark belastete Abwässer anfallen, die hohe Konzentrationen an emulgierten Ölen, Schwermetallen, AOX, Phosphaten, Feststoffen oder organischen Rückständen (CSB) enthalten. Der Einsatz von Spaltanlagen ermöglicht es Unternehmen, gesetzliche Einleitgrenzwerte zuverlässig einzuhalten, die Umwelt zu schützen und Betriebsabläufe effizienter zu gestalten.
1. Metallverarbeitende Industrie
Die Metallverarbeitende Industrie erzeugt Abwässer, die stark mit Schwermetallen und anderen belastenden Stoffen kontaminiert sind. Diese entstehen hauptsächlich in folgenden Prozessen:
Galvanik:
Bei der Oberflächenveredelung von Metallen, wie z. B. in der Verzinkung, Verchromung oder Vernickelung, fallen Abwässer mit hohen Konzentrationen an Schwermetallen wie Zink (Zn), Nickel (Ni) oder Chrom (Cr) an. Diese müssen durch chemische Fällung als schwerlösliche Hydroxide abgeschieden werden, um eine Einleitung in das Abwassersystem zu ermöglichen.Härtereien:
In Härtereibetrieben entstehen Abwässer, die durch Öl- und Fettreste sowie Salze und Schwermetalle aus den Härteprozessen belastet sind. Spaltanlagen entfernen effizient Öl-Emulsionen und Schwermetalle, um das Wasser zu reinigen.Mechanische Bearbeitung:
Bei Prozessen wie Bohren, Fräsen, Schleifen oder Schneiden kommen Kühlschmierstoffe und Öle zum Einsatz. Die Abwässer enthalten oft emulgierte Öle, Feststoffe und feine Metallpartikel, die durch chemische Spaltung und Flockung effektiv abgeschieden werden.
Behandelte Schadstoffe: Schwermetalle, Öle, Fette, Emulsionen, Feststoffe, Chrom, Cyanid.
2. Oberflächenbehandlung
In der Oberflächenbehandlung werden Metalle durch chemische oder elektrochemische Verfahren gereinigt, beschichtet oder bearbeitet. Dies führt zu Abwässern, die sowohl mit chemischen Rückständen als auch mit Ölen und Fetten belastet sind. Zu den typischen Prozessen gehören:
Ätzprozesse:
Beim chemischen Entfernen von Metallschichten fallen Abwässer an, die Säuren, alkalische Rückstände und gelöste Metallionen enthalten. Diese müssen durch Neutralisation und Fällung behandelt werden.Beschichtungsprozesse:
Prozesse wie Lackieren, Pulverbeschichten oder das Aufbringen von Schutzschichten erzeugen Abwässer mit Farbpigmenten, Harzen, Schwermetallen und organischen Lösungsmitteln.Reinigungsprozesse:
In der Oberflächenbehandlung werden häufig Reinigungsbäder genutzt, die Öl, Fett und Chemikalienreste enthalten. Spaltanlagen können diese Verunreinigungen effektiv aufbereiten und somit die Wiederverwendung des Wassers in den Produktionskreisläufen ermöglichen.
Behandelte Schadstoffe: Öle, Fette, Schwermetalle, Chemikalienreste, Pigmente, Lösungsmittel, AOX.
3. Lebensmittelindustrie
Die Lebensmittelindustrie erzeugt Abwässer mit hohem Anteil an organischen Belastungen, Fetten und Ölen. Diese Abwässer fallen vor allem bei der Verarbeitung, Reinigung und Spülung in folgenden Bereichen an:
Schlachterei- und Fleischverarbeitung:
Abwässer enthalten hohe Mengen an tierischen Fetten, Proteinen und Blut, die zu einer hohen organischen Belastung führen.Molkereiindustrie:
Bei der Milchverarbeitung entstehen Abwässer mit Fett, Molkenresten und organischen Stoffen, die vor Einleitung oder Wiederverwendung behandelt werden müssen.Getränkeindustrie:
In Brauereien, Keltereien oder bei der Saftproduktion enthalten die Abwässer Zucker, Feststoffe und organische Rückstände.
Spaltanlagen ermöglichen durch Fällung und Flockung die Abtrennung von Fetten, Ölen und Schwebstoffen und reduzieren die chemische Belastung des Wassers (z. B. CSB- und BSB-Werte).
Behandelte Schadstoffe: Fette, Öle, organische Rückstände, Proteine, Feststoffe.
4. Petrochemische Industrie
In der petrochemischen Industrie fallen Abwässer an, die mit Ölen, Emulsionen und hydrophoben Verbindungen belastet sind. Spaltanlagen kommen hier insbesondere in folgenden Bereichen zum Einsatz:
Ölverarbeitung und Raffinerien:
Die Abwässer enthalten emulgierte Öle, Kohlenwasserstoffe und Feststoffe, die durch chemische Spaltung und Flockung effizient entfernt werden.Tankreinigung:
Bei der Reinigung von Tanks oder Tankwagen entstehen ölhaltige und chemisch belastete Abwässer, die ebenfalls durch chemisch-physikalische Verfahren aufbereitet werden.
Die Kombination von Fällung, Flockung und Sedimentation ermöglicht eine effektive Entfernung der Öle und Feststoffe, sodass das Wasser entweder wiederverwendet oder gesetzeskonform eingeleitet werden kann.
Behandelte Schadstoffe: Emulgierte Öle, Kohlenwasserstoffe, Feststoffe, AOX.
5. Lack- und Kunststoffindustrie
In der Lack- und Kunststoffindustrie entstehen Abwässer, die besonders stark mit Farbpigmenten, Lösungsmitteln und polymeren Rückständen belastet sind. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen zählen:
Farben- und Lackherstellung:
Hier entstehen Abwässer mit Schwermetallen, Farbpartikeln und chemischen Lösungsmitteln.Kunststoffrecycling:
Beim Waschen und Reinigen von Kunststoffabfällen werden Verunreinigungen, organische Rückstände und chemische Additive ins Abwasser gespült.
Durch chemische Fällung und Flockung können diese Schadstoffe zuverlässig entfernt und die Partikel in Form von Schlämmen abgetrennt werden.
Behandelte Schadstoffe: Farb- und Lackrückstände, Lösungsmittel, organische Additive, Schwermetalle.
Foto: CP-Anlage ALMA BHU LHPS mit Hochleistungs-Lamellenabscheider
Vorteile einer Spaltanlage (CP-Anlage)
Effiziente Schadstoffentfernung:
- Hohe Abscheideleistung für Schwermetalle, Öle, Fette und andere Schadstoffe.
Flexibilität:
- Anpassbar an unterschiedliche Abwasserzusammensetzungen durch gezielte Wahl der Chemikalien.
Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte:
- Zuverlässige Erfüllung der Anforderungen gemäß Abwasserverordnung (AbwV).
Kompakte Bauweise:
- Platzsparende Integration in bestehende Anlagenstrukturen.
Wirtschaftlichkeit:
- Geringe Betriebskosten durch effektiven Chemikalieneinsatz und Schlammreduzierung.
Herausforderungen und Optimierungspotenziale
- Chemikalienverbrauch:
- Eine präzise Dosierung der Fällungs- und Flockungsmittel ist notwendig, um Überdosierungen zu vermeiden und Kosten zu senken.
- Schlammanfall:
- Optimierte Fällungsprozesse reduzieren die Schlammmenge und erleichtern die Entsorgung.
- Prozessüberwachung:
- Automatisierte pH-Messung und Trübungsüberwachung verbessern die Prozessstabilität.
Fazit
Spaltanlagen (CP-Anlagen) sind ein unverzichtbarer Bestandteil der industriellen Abwasserbehandlung. Durch die gezielte Kombination von Neutralisation, chemischer Fällung und Flockung ermöglichen sie eine effiziente Entfernung von Schwermetallen, Ölen, AOX, Cyaniden und anderen Schadstoffen. Ihre Vielseitigkeit und hohe Abscheideleistung machen sie zur bevorzugten Wahl in zahlreichen Branchen, die belastete Abwässer produzieren.
Mit einer präzisen Steuerung, optimalem Chemikalieneinsatz und nachgeschalteter Schlammbehandlung stellen Spaltanlagen sicher, dass gesetzliche Grenzwerte eingehalten und Betriebskosten minimiert werden. Damit leisten sie einen wesentlichen Beitrag zur Ressourcenschonung, Prozesssicherheit und Umweltverträglichkeit in der modernen Wassertechnik.
Für weiter Informationen zu unseren Produkten können Sie uns gerne jederzeit kontaktieren!
