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Häufig in der Abwasserbehandlung verwendete Chemikalien

Juli 14, 2025
admin

Die Abwasserbehandlung ist ein wichtiger Prozess zum Schutz der Umwelt und der öffentlichen Gesundheit. Dabei werden verschiedene Chemikalien eingesetzt, um Schadstoffe zu entfernen, das Wasser zu reinigen und seine Qualität zu verbessern. In diesem umfassenden Artikel betrachten wir die wichtigsten Chemikalien der Abwasserbehandlung, ihre Wirkungsweise und ihre Anwendung.

Einleitung: Bedeutung des Einsatzes von Chemikalien in der Abwasserbehandlung

Abwasserreinigung ohne den Einsatz von Chemikalien ist nahezu unmöglich. Diese Chemikalien werden in verschiedenen Phasen der Abwasserreinigung aus unterschiedlichen Gründen eingesetzt:

  • Neutralisation von Säuren und Basen

  • Koagulation und Agglomeration von Schwebeteilchen

  • Schwermetallentfernung

  • Geruchs- und Schaumkontrolle

  • Desinfektion und Abtötung von Krankheitserregern

  • Entfernung von organischen Stoffen und Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor.

Die Auswahl geeigneter Chemikalien hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Zusammensetzung des Abwassers, den Einleitungsparametern und den Betriebskosten.

Klassifizierung gängiger Chemikalien zur Abwasserbehandlung

1. Chemikalien zur pH-Einstellung

Die pH-Kontrolle ist ein wichtiger Schritt bei der Abwasserbehandlung, da viele nachgelagerte Prozesse einen geeigneten pH-Wert erfordern.

Alkalische Materialien:

  • Kalk (Ca(OH)₂)    : die am häufigsten verwendete Substanz, die den pH-Wert erhöht und die Gerinnung fördert.

  • Natriumhydroxid (NaOH)    : Eine starke Base, mit der der pH-Wert genau eingestellt werden kann.

  • Natriumcarbonat (Na₂CO₃)    : hat eine mildere Wirkung und bessere Triebeigenschaften.

Saure Materialien:

  • Schwefelsäure (H₂SO₄)    : Die am    häufigsten verwendete  Säure zur Senkung des pH-Werts.

  • Salzsäure (HCl)    : wird in Sonderfällen verwendet.

  • Kohlendioxid (CO₂)    : hat eine leicht pH-senkende Wirkung.

2. Koagulierende Substanz

Diese Materialien neutralisieren die Ladung kolloidaler Partikel und bilden größere Partikel.

Mineralische Koagulantien:

  • Alaun (Aluminiumsulfat – Al₂(SO₄)₃)    : das am häufigsten verwendete Koagulans.

  • Eisenchlorid (FeCl₃)    : wirksam bei einigen Abwässern.

  • Polyaluminiumchlorid (PAC)    : hohe Effizienz und geringe Schlammbildung

Organische Koagulantien:

  • Polyamin

  • Poly-Dadmak

  • kationisches Polyacrylamid

3. Chelatbildner

Diese Substanzen führen dazu, dass kleine Partikel zusammenkleben und größere, schwerere Blutgerinnsel bilden.

Polymerkoagulans:

  • Polyacrylamid (PAM)

  • anionisches Polymer

  • Kationische Polymere

  • nichtionisches Polymer

4. Desinfektionsmittel

Chlor und seine Verbindungen:

  • Chlor (Cl₂)    : wirksam, aber gefährlich

  • Natriumhypochlorit (NaOCl)    : Sicherer als Chlor

  • Calciumhypochlorit (Ca(OCl)₂)    : spezielle Anwendungen

Andere Desinfektionsmittel:

  • Ozon (O₃)    : sehr wirkungsvoll, aber teuer und aufwendig.

  • Chlordioxid (ClO₂)    : wird für einige Arten von Abwasser verwendet.

  • Peressigsäure    : eine neue Alternative

  • UV    : Keine Chemikalien erforderlich, aber sauberes Wasser.

5. Nährstoffentferner (Stickstoff und Phosphor)

Phosphorentfernung:

  • Aluminiumsalz (Alaun)

  • Eisensalz (Eisenchlorid)

  • Kalzium (Kalorien)

So entfernen Sie Stickstoff:

  • Methanol    : als Kohlenstoffquelle im Denitrifikationsprozess

  • Harnstoff    : in einigen biologischen Prozessen

6. Deodorant

  • Kaliumpermanganat (KMnO₄)

  • Wasserstoffperoxid (H₂O₂)

  • Aktivkohle

7. Materialien zur Entfernung von Schwermetallen

  • Natriumhydroxid    : wird zum Ausfällen von Metallen verwendet.

  • Natriumsulfid    : wird zum Ausfällen einiger Metalle verwendet.

  • Aktivkohle    : absorbiert einige Metalle.

PolyacrylamidWirkungsmechanismus von Chemikalien in der Abwasserbehandlung

a) Mechanismus der Koagulation und Aggregation

  1. Ladungsneutralisierung:    Das positiv geladene  geronnene Mineral neutralisiert die negative Ladung der kolloidalen Partikel.

  2. Oberflächenadsorption    : Metallionen werden auf der Oberfläche von Partikeln adsorbiert.

  3. Brückenbildung    : Konglomerierte Polymere bilden Brücken zwischen Molekülen und verbinden sie miteinander.

  4. Sedimentation    : Größere Blutgerinnsel setzen sich aufgrund der Schwerkraft ab.

b) Reinigungsmechanismus

  1. Oxidation    : Desinfektionsmittel oxidieren die Zellwände von Mikroorganismen.

  2. Enzymzerstörung    : Die Aktivität wichtiger Enzyme ist beeinträchtigt.

  3. DNA-Schäden    : Unter dem Einfluss ultravioletter Strahlen wird die DNA von Mikroorganismen direkt geschädigt.

PolyacrylamidFaktoren, die die Chemikalienauswahl beeinflussen

  1. Zusammensetzung des Abwassers    : Arten und Konzentrationen der Schadstoffe

  2. pH-Wert des Abwassers    : Einige Materialien funktionieren bei   bestimmten    pH-Werten am besten.

  3. Materialaufwand    : beinhaltet die Materialkosten sowie Transport- und Lagerkosten.

  4. Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit    : Einige gefährliche Materialien erfordern spezielle Ausrüstung.

  5. Menge des produzierten Schlamms    : Einige Materialien produzieren größere Mengen Schlamm.

  6. Umweltauswirkungen    : Abfall im Abwasser

  7. Kompatibilität mit nachfolgenden Prozessen    : Auswirkungen auf andere Reinigungsschritte.

Vor- und Nachteile verschiedener Chemikalien.

a) Vorteile

  • Entfernt effektiv    Schmutz 

  • Wirkt schneller     als biologische Methoden

  • Möglichkeit zur präzisen Steuerung  der     Reinigungsparameter 

  •  Flexible Reaktion   auf Veränderungen der Abwasserqualität

b) Mängel

  • Hohe Betriebskosten     für einige Materialien

  • Bildung von Chemieschlamm, der     behandelt werden muss

  • Sicherheitsrisiken     bei Transport und Lagerung

  • Auswirkungen     von Abwasserrückständen auf die Umwelt

PolyacrylamidNeue Innovationen und Alternativen

  1. Verwendung umweltfreundlicher Polymere    : Polymere natürlichen Ursprungs, die biologisch abbaubar sind.

  2. Nanomaterialien    : wie etwa Eisennanopartikel, um bestimmte Verunreinigungen zu entfernen.

  3. Grüne Fahrzeuge    : weniger giftige Alternativen

  4. Hybridsysteme    : Kombination von Chemikalien mit Membranen oder biologischen Methoden.

  5. Chemikalienrückgewinnung    : z.B. Rückgewinnung von Aluminium aus Klärschlamm

PolyacrylamidSicherheitsvorkehrungen beim    Einsatz von Chemikalien zur Abwasserbehandlung

  1. Schulung des Personals    : Kenntnis der Gefahren der einzelnen Stoffe.

  2. Persönliche Schutzausrüstung    : Handschuhe, Schutzbrille, Maske.

  3. Lagerbedingungen    : Bei geeigneter Temperatur, vor Licht und Feuchtigkeit geschützt.

  4. Belüftungssystem    :    Besonders  geeignet für flüchtige Stoffe.

  5. Notfallanweisungen    : Verschütten oder Hautkontakt

  6. Chemisches Schlammmanagement    : Sichere Entsorgung des anfallenden Schlamms

PolyacrylamidEndlich

Chemikalien spielen eine Schlüsselrolle bei der Abwasserbehandlung, und ihre richtige Auswahl wirkt sich direkt auf die Effizienz und die Kosten der Behandlung aus. Mit dem technologischen Fortschritt werden neue Materialien mit höherer Effizienz und geringerer Umweltbelastung entwickelt. Ein intelligentes Management dieser Materialien verbessert nicht nur die Abwasserqualität, sondern senkt auch die Betriebskosten und gewährleistet ökologische Nachhaltigkeit.

Letztendlich sollte die Planung eines Abwasserbehandlungssystems    auf einer detaillierten Analyse des eingehenden Abwassers, der Einleitungsparameter und einer umfassenden technischen und wirtschaftlichen Bewertung basieren, um die optimale Kombination chemischer, physikalischer und biologischer Prozesse auszuwählen.