Die Vorbehandlung von Wasser und Abwasser stellt einen unverzichtbaren Prozessschritt in der industriellen Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung dar. Ihr primäres Ziel besteht darin, Rohwasser oder Abwasserströme so aufzubereiten, dass nachfolgende Behandlungsschritte effizient ablaufen und die gesetzlichen Anforderungen für eine sichere Einleitung in das öffentliche Kanalnetz erfüllt werden. Dabei werden grobe Verunreinigungen entfernt, die Belastung durch Schwebstoffe, Öle, Fette, Schwermetalle und organische Stoffe reduziert und empfindliche Anlagenteile, wie Membrananlagen oder biologische Behandlungsstufen, vor Überlastung oder Schäden geschützt.
Die Wahl der geeigneten Vorbehandlungsverfahren hängt von der Qualität des Rohwassers oder Abwassers, den Anforderungen an das Endwasser und den spezifischen Anforderungen der nachfolgenden Prozesse ab.
Inhaltsverzeichnis
Ziele der Vorbehandlung
Entfernung von Grob- und Feinverunreinigungen:
- Abtrennung von Schwebstoffen, Feststoffen und organischen Bestandteilen.
- Schutz nachfolgender Prozesse wie Membranfiltration oder biologischer Behandlung.
Reduktion störender Inhaltsstoffe:
- Entfernung von Öl, Fett, Schwermetallen, Nährstoffen und anderen störenden Substanzen.
Optimierung nachfolgender Prozesse:
- Sicherstellung der Effizienz chemisch-physikalischer oder biologischer Behandlungsverfahren.
Schutz der Anlagen:
- Verhinderung von Fouling, Scaling und Korrosion in Membrananlagen, Wärmetauschern und Reaktoren.
Verfahren der Vorbehandlung
Die Vorbehandlung umfasst mechanische, chemische und physikalische Prozesse, die oft kombiniert werden, um eine optimale Aufbereitung zu gewährleisten.
1. Mechanische Vorbehandlung
Die mechanische Vorbehandlung entfernt grobe Verunreinigungen und Feststoffe aus dem Wasser oder Abwasser.
Rechen und Siebe:
- Trennung von Feststoffen wie Papier, Textilfasern oder Plastik.
- Grobrechen (Spaltweite: >5 mm) und Feinrechen (Spaltweite: <1 mm).
Sandfang:
- Abscheidung von sedimentierbaren Partikeln wie Sand oder Schluff durch die Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit.
Trommelsiebe:
- Feinfiltration von Partikeln und Fasern in industriellen Prozessen wie Lebensmittel- oder Textilindustrie.
Foto: Belüfteter Sandfang als Vorbehandlungsstufe (Verfahren: ALMA BHU BIO)
2. Chemisch-physikalische Vorbehandlung
Chemisch-physikalische Verfahren (CP-Anlagen) werden eingesetzt, um gelöste Stoffe zu fällen, kolloidale Partikel zu aggregieren oder Emulsionen zu brechen.
- Einstellung des pH-Werts mit Säuren (z. B. Schwefelsäure) oder Laugen (z. B. Natronlauge), um optimale Bedingungen für die Fällung oder Flotation zu schaffen.
- Zugabe von Fällungsmitteln wie Eisen- oder Aluminiumsalzen, um Schwermetalle, Phosphate oder kolloidale Stoffe in Feststoffe zu überführen.
- Flockungshilfsmittel (Polymere) fördern die Bildung größerer, sedimentierbarer Flocken.
Ölabscheider:
- Abtrennung von freiem Öl und Fett durch Schwerkraftabscheidung oder Koaleszenzabscheider.
- Einsatz von gelöster Luft, um Partikel und Öle an die Oberfläche zu bringen, wo sie abgeschöpft werden können.
Foto: Unsere Flotationsanlage ALMA NeoDAF zur Vorbehandlung von organisch stark belasteten Abwässern mit patentiertem Luftsättigungssystem
3. Physikalische Vorbehandlung: Mehrschichtfilter
Mehrschichtfilter spielen eine zentrale Rolle in der physikalischen Vorbehandlung und werden eingesetzt, um Schwebstoffe und organische Rückstände aus Wasser und Abwasser zu entfernen. Sie bestehen aus mehreren Filterschichten, die aus Materialien wie Sand, Anthrazit oder Kies aufgebaut sind.
Funktionsweise:
- Das Wasser fließt durch die unterschiedlichen Schichten, wobei gröbere Partikel in den oberen Schichten zurückgehalten werden und feinere Partikel in den tieferen Schichten abgeschieden werden.
Vorteile:
- Hocheffiziente Entfernung von Schwebstoffen.
- Schutz nachfolgender Prozesse, insbesondere von Membransystemen wie Umkehrosmose.
Anwendungsbereiche:
- Vorbehandlung von Rohwasser für Trink- oder Prozesswasseraufbereitung.
- Entfernung von Sedimenten vor der Einleitung in das öffentliche Kanalnetz.
Foto: Ionenaustauscheranlage ALMA ION mit vorgeschalteten Mehrschichtfilter ALMA FIL
4. Biologische Vorbehandlung
Die biologische Vorbehandlung nutzt Mikroorganismen, um organische Belastungen im Abwasser zu reduzieren. Sie wird insbesondere bei stark organisch belastetem Abwasser eingesetzt und kann vor einer biologischen Hauptbehandlung oder einer physikalisch-chemischen Behandlung erfolgen.
- Mikroorganismen, die auf einem Trägermaterial angesiedelt sind, bauen organische Stoffe ab.
- Vorteile: Kompakte Bauweise, geringe Wartungskosten.
- Abbau organischer Stoffe unter Sauerstoffausschluss, z. B. in einem UASB-Reaktor.
- Geeignet für stark belastete Abwässer mit hohem chemischen Sauerstoffbedarf (CSB).
Belüftete Pufferbehälter:
- Kombination von Homogenisierung und aerobem Abbau organischer Stoffe.
- Anwendung: Vorbereitung von Abwasserströmen für eine anschließende biologische Hauptbehandlung.
Foto: Unsere anaerobe Biogasanlage ALMA BHU GMR zur Gewinnung von Energie aus Abwasser
Anwendungsbereiche der Vorbehandlung
Die Vorbehandlung spielt eine entscheidende Rolle in zahlreichen industriellen Prozessen. Ihre spezifischen Ziele hängen von der Endanwendung des Wassers oder Abwassers ab.
1. Vorbehandlung für nachfolgende Behandlungsstufen
- Entfernung von Schwebstoffen, organischen Stoffen und Fetten durch Mehrschichtfilter, Ultrafiltration oder Biofiltration, um Fouling und Membranschäden zu verhindern.
- Entfernung von gelösten Stoffen und Partikeln, die die Harze verstopfen oder regenerierbare Kapazitäten beeinträchtigen könnten.
Biologische Behandlung:
- Reduktion von Schadstoffen wie Schwermetallen oder Tensiden, die die Mikroorganismen in einem Belebtschlamm- oder MBBR-Reaktor hemmen könnten.
2. Vorbehandlung zur Einleitung in das öffentliche Kanalnetz
Industrieabwasser muss vor der Einleitung in das Kanalnetz behandelt werden, um die Vorgaben der kommunalen Kläranlagen zu erfüllen:
- Reduktion von Fetten und Ölen:Mechanische und chemische Verfahren wie Ölabscheider oder Flotation entfernen störende Stoffe.
- pH-Neutralisation: Verhinderung von Korrosion in Kanalnetzen durch pH-Wert-Einstellung.
- Reduktion der organischen Belastung: Biologische Abwasserbehandlungssystem wie Belebungsbecken oder anaerobe Biogasanlagen zur Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften in Bezug auf Parameter wie z.B. CSB, Stickstoff, lipophile Stoffe und Phosphor.
- Reduktion von Schwermetallen und AOX: Entfernung von Schwermetallen, AOX und Kohlenwasserstoffen durch CP-Anlagen zur Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften.
Foto: Unsere Neutralisationsanlage ALMA Neutra mit belüftetem Pufferbehälter für einen zusätzlichen CSB-Abbau
Technische Herausforderungen bei der Vorbehandlung
Hohe Variabilität der Abwässer:
- Abwasserströme aus industriellen Prozessen unterliegen oft starken Schwankungen in Menge und Belastung.
Kombination von Verfahren:
- Die Auswahl und Integration der richtigen mechanischen, physikalischen, chemischen und biologischen Vorbehandlungsverfahren ist entscheidend, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Regulatorische Anforderungen:
- Die Einhaltung strenger Einleitgrenzwerte erfordert eine sorgfältige Auslegung der Vorbehandlung.
Kosteneffizienz:
- Eine effektive Vorbehandlung muss die Betriebskosten minimieren und gleichzeitig eine hohe Leistung sicherstellen.
Fazit
Die Vorbehandlung ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Wasser- und Abwasserbehandlungssysteme. Sie stellt sicher, dass das Wasser oder Abwasser die Anforderungen für nachfolgende Prozesse wie Umkehrosmose, Ionenaustausch oder biologische Behandlung erfüllt. Gleichzeitig gewährleistet sie die Einhaltung gesetzlicher Einleitgrenzwerte bei der Ableitung in das öffentliche Kanalnetz.
Durch die Kombination mechanischer, physikalischer, chemischer und biologischer Verfahren können Unternehmen sicherstellen, dass ihre Vorbehandlung nicht nur effizient, sondern auch kosteneffektiv arbeitet. Eine gut geplante Vorbehandlung schützt Anlagen, reduziert Betriebskosten und trägt zur nachhaltigen Nutzung von Wasserressourcen bei.
Für weiter Informationen zu unseren Produkten können Sie uns gerne jederzeit kontaktieren!
