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Diverse Produzenten von Flockungshilfsmittel empfehlen gewisse Qualitätsmerkmale an das Ansatzwasser zur Herstellung einer optimalen Polymerlösung. Die Parameter sind eine Empfehlung an die Betreiber. Diese Merkmale können nicht immer eingehalten werden, und dienen als Richtwerte für eine Optimierung der Schlammeindickung bzw. Schlammentwässerung. Die Parameter und ihren Einfluss auf die Polymerlösung können wie folgt zusammengefasst werden:

• Temperatur: Warmes Wasser beschleunigt den Löseprozess jeder Polymerlösung. Ideale Wassertemperatur 10-30 °C
• pH-Wert: Ein hoher pH-Wert führt zur Hydrolyse (Abbau) von kationischen Polymeren. Idealer pH-Wert Ansatzwasser pH 6-8. Die Polymerlösung sollte einen pH-Wert zwischen 4-6 aufweisen.
• Wasserhärte: Zu hartes Ansatzwasser beschleunigt die Hydrolyse (Abbau) einer Polymerlösung. Ideal mittelhartes Wasser 8-12 ° deutscher Härte < 300 mg/l CaCo₃
• Leitfähigkeit: Zu hohe Leitfähigkeit erhöht die Reifezeit und den Löseprozess der Polymerlösung, sowie deren Viskosität. Ideale Leitfähigkeit < 10.000 µS/cm
• Feststoffe – Brauchwasser: Ein Feststoffanteil im Ansatzwasser reagiert mit der Polymerlösung und führt zu Ablagerungen in der Station und den Pumpen. Ideal keine Feststoffe bzw. < 5 mg/l
• Zweiwertige Ionen wie z.B. Fe², Cu²,…: Freie Radikale können die Polymerkette spalten und somit die Effektivität beeinflussen. Ideale Konzentration < 1 mg/l
• Oxidationsmittel wie z.B. Chloride: Eine zu hohe Chlorid-Konzentration kann die Polymerkette spalten und somit die Effektivität beeinflussen. Ideale Konzentration < 0,5 mg/l
• Bakterien/Algen: Bakterien Wachstum beschleunigt die Hydrolyse (Abbau) jeder Polymerlösung. Ideal: keine biologische Aktivität
• Reifezeit: Hohe Mischenergie und eine entsprechende Reifezeit steigern die Effizienz einer Polymerlösung. Ideale Reifezeit größer 30 Minuten

Analyse der Parameter des Ansatzwassers

Am Beispiel AWV Völkermarkt Jaunfeld wurden die Parameter des Ansatzwassers zur Herstellung einer Polymerlösung analysiert. Der AWV Völkermarkt Jaunfeld betreibt eine Schlammentwässerung mittels IEA-Schneckenpressen. Die Konditionierung des statisch eingedickten ÜS-Schlamms erfolgt ausschließlich mit Flüssigpolymer. Die Polymer Ansatzstation ist eine „Turm-Anlage“ mit 750 l Batchvolumen pro Ansatz. Vom Ansatztank inklusive Rührwerk wird mit einem Umfüllventil in den Vorlagetank transferiert. Die Reifezeit beträgt rund 10 Minuten!

Zum Ansetzen der Polymerlösung wird Trinkwasser aus dem Ortsnetz verwendet. Es wurde eine Wasseranalyse durchgeführt, die genauen Ergebnisse entnehmen Sie bitte Tabelle 1.

Des Weiteren wurde im Labormaßstab eine Polymerlösung mit einer Ansatzkonzentration 0,25 % Handelsware = 0,125 % aktiv Polymer hergestellt. Von dieser Polymerlösung wurden der pH-Wert und die Leitfähigkeit über die Zeit notiert. Anhand der Leitfähigkeit und deren Verlauf kann ein möglicher Rückschluss über eine ideale Reifezeit der Polymerlösung getroffen werden. In einem Becherglas wurden 800 ml Ansatzwasser mit einer Wassertemperatur von rund 6° C vorgelegt und mit einem Magnetrührwerk gerührt.

Vor der Polymerzugabe wurden der pH-Wert und die Leitfähigkeit notiert. Zusätzlich wurde durch Zugabe von Essigsäure (0,6 ml Essigsäure pro 800 ml Ansatzwasser) der pH-Wert des Ansatzwassers auf circa pH 4 eingestellt. Am Anschluss wurde unter starkem Rühren 2 ml FlocStar® 200L (Dispersion) dosiert und wieder die Leitfähigkeit und der pH-Wert über die Zeit notiert. Die Ansatzkonzentration der Polymerlösung im Labormaßstab betrug 0,25 % Handelsware oder 0,125 % aktiv.

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, steigt die Leitfähigkeit mit zunehmender Rührzeit. Das Flüssigpolymer beginnt sich im Wasser zu lösen, dies bewirkt den Anstieg der Leitfähigkeit. Ab einer Rührzeit/Reifezeit von 20 Minuten haben wir einen maximalen Peak in der Leitfähigkeit, sodass hier von einer idealen Auflösung des Flüssigpolymers gesprochen werden kann. Wir empfehlen Ihnen daher eine Reifezeit (netto Rührzeit nach Erreichen des maximalen Niveaus-Ansatztankes) von >/= 20 Minuten. Der pH-Wert der Polymerlösung lag bei rund pH 4.

Zusammenfassung:

Eine Optimierung der Schlammentwässerung und damit verbunden ein eventuell höherer Trockenrückstand im Austrag ist besonders angesichts steigender Entsorgungskosten wichtig.

Je nach Schlammqualität und Entwässerungsaggregat ist die Auswahl des Konditionierungsmittels der wichtigste Baustein aus technischer und betriebswirtschaftlicher Sicht.

Beim Einsatz von Festpolymer ist eine optimale Benetzung des Festpolymers mit dem Ansatzsatzwasser ausschlaggebend.

Ausreichend hohe Mischenergie beim Auflösen des Flockungshilfsmittels mit dem Ansatzwasser, ausreichend Ansatz-Volumen und damit verbundene optimale Reifezeit sind neben der Qualität des Ansatzwassers nur einige Parameter, die die Entwässerungsergebnisse positiv beeinflussen können.

Die oben angeführten Qualitätsmerkmale des Ansatzwassers sind Empfehlungen der Polymerhersteller. Wie sich diese Merkmale auf die jeweilige Schlammentwässerung auswirken, kann nur empirisch ermittelt werden. Eine pauschale Aussage ist nicht möglich.

Es gibt eine Reihe von Bausteinen, die verfahrenstechnisch eine Schlammentwässerung und deren Entwässerungsergebnisse positiv beeinflussen können. Die Hauptkomponente ist jedoch immer die aktuelle Schlammzusammensetzung und der Anteil des „freien Wassers“ (Wasser, das keine Bindung an die Schlammpartikel aufweist) in der Schlammsuspension.

Die Wasserbindung im Klärschlamm wird im Wesentlichen durch den organischen Anteil des Überschussschlammes und der Phosphatkonzentration beeinflusst.

In den meisten industriellen Produktionsanlagen fallen Abwässer an, die behandelt und gereinigt werden müssen. ACAT beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den unterschiedlichen Anforderungen dieser Reinigungsprozesse. Normalerweise ist der erste Schritt eines Reinigungsprozesses die Abtrennung der Feststoffe. Sie wird durch Zugabe verschiedener Chemikalien erreicht. Fällung und Flockung bewirken eine Erhöhung des Dichteunterschieds zwischen den Partikeln und der flüssigen Phase und machen eine Abtrennung möglich.

Beispiel einer typischen Flotationsanlage

Seit vielen Jahrzehnten werden Fällungsmittel wie Eisen- oder Aluminiumsalze sehr erfolgreich zur Vorflockung eingesetzt, um die gewünschte Klarheit der Lösung zu erreichen. In einigen Abwasserströmen kann dieses Verfahren jedoch unerwünschte Nebenwirkungen verursachen, beispielsweise eine Senkung des pH-Werts, die Einführung von Metallionen oder eine Erhöhung des Salzgehalts. Manchmal können die abgetrennten Feststoffe wiederverwendet werden, doch sind die Anwendungsmöglichkeiten aufgrund der Verwendung herkömmlicher Fällungsmittel begrenzt.

Neue organische Polymere natürlichen Ursprungs

ACAT testet derzeit neue organische Polymere natürlichen Ursprungs. Natürliche Koagulantien gibt es in zwei Formen: Zum einen als pflanzliche Koagulantien (PBC) und zum anderen als nicht-pflanzliche Koagulantien. Natürliche Koagulantien werden aus verschiedenen Quellen wie Mikroorganismen, Tieren oder Pflanzen hergestellt oder extrahiert. FlocStar® N ist eine Produktreihe von Koagulationsmitteln, die aus natürlichen Extrakten von Pflanzen, Algen oder Tieren bestehen. FlocStar® N basiert auf Polymeren natürlichen Ursprungs, hauptsächlich auf Polysacchariden, wasserlöslichen Stoffen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, die als Koagulations- und/oder Flockungsmittel wirken. Die pflanzlichen Koagulationsmittel werden in großem Umfang für die Reinigung von verunreinigtem Wasser eingesetzt.

Vorteile von überwiegend pflanzlichen Produkten

Die überwiegend pflanzlichen Produkte haben viele Vorteile gegenüber den herkömmlichen anorganischen Flockungsmitteln:

• Höhere Effizienz
• Kein Eintrag von Metallen oder Salzen
• Volle Wirksamkeit bei pH 4-10
• Geringere Schlammbildung
• Keine pH-Wert-Veränderung, daher ist keine Neutralisation notwendig
• Verbesserte Entwässerungseigenschaften und vieles mehr

Ein gutes Beispiel für eine Anwendung sind der Agrar- und der Lebensmittelsektor, da diese große Mengen Wasser in den verschiedenen Prozessstufen benötigen. Ein besonderer Vorteil der FlocStar® N-Produkte für diese Bereiche ist, dass sie metallfrei sind und daher keine Metalle in den Schlamm einbringen. Aufgrund des organischen Charakters der Produkte wird ein wertvoller Schlamm gewonnen, der auch in der Landwirtschaft verwendet werden kann.

Darüber hinaus wird die Qualität des erzeugten Schlamms maximiert, wodurch auch die Menge des erzeugten Biogases gesteigert wird. Mit dieser Reihe neuer Produkte verfolgt ACAT die Strategie, die Produktpalette, um umweltfreundliche Behandlungsverfahren für spezielle Anwendungen in der Wasser- und Abwasseraufbereitung zu erweitern.

ACAT ist neben den Polymeren und Maschinen für die industriellen und kommunalen Kläranlagen nun auch Ihr Ansprechpartner für Spaltmittel, die im Garagen- und Recyclingsektor eingesetzt werden. ACAT ist bestrebt, überall dort, wo Umweltschutz praktiziert wird, gemeinsam mit Ihnen an vorderster Front zu stehen.

FlocStar® Wash ist ein Produkt aus verschiedenen teilweise wasserlöslichen Komponenten mit einem sehr hohen Anteil an absorbierenden Substanzen und koagulierenden Polymeren. Es findet Verwendung bei der Behandlung von industriellem Abwasser zur Eliminierung hoher Mengen an organischen und anorganischen Verunreinigungen.

FlocStar® Wash ist ein komplettes Produkt, das als primäres Koagulationsmittel und auch als Flockungsmittel in chemisch-physikalischen Anlagen zur Entfernung organischer und anorganischer Verschmutzungen eingesetzt wird.

Wir bieten Ihnen auch eine sehr umfangreiche Dienstleistung an. Unser Servicetechniker wird Sie bei der Instandhaltung unterstützen, Filtersäcke und Filterrollen können direkt mit dem Produkt bestellt werden. Die Eigenschaften unserer Produkte helfen Ihnen bei der Auswahl für das richtige Produkt, wir beraten Sie natürlich auch sehr gerne vor Ort. Zögern Sie nicht uns zu kontaktieren.

Kunststoffe werden durch Polymerisation hergestellt. Polymere: (poly = viele, meros = Teil). Nomen est omen. Tatsächlich werden aus dem Ausgangsstoff Erdöl Kohlenstoffverbindungen gewonnen. Neben diesen Kohlenstoffen sind im Kunststoff die Elemente Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel enthalten. Durch Hinzugabe von Weichma-chern, Stabilisatoren, Verstärkungsmitteln, Brandschutzmitteln und Farbstoffen können die Eigenschaften des jeweiligen Kunststoffs individuell beeinflusst werden. Somit können viele verschiedene Kunststoffe mit den unterschiedlichsten Eigenschaften produziert werden. Kunststoffe werden hauptsächlich nach folgenden Eigenschaften unterschieden:

THERMOPLASTE:

Thermoplaste bestehen aus langen Makromolekülen, die es ermöglichen, diese Kunststoffe unter Einflussvon Hitze formbar zu machen. Thermoplaste könnenauf unterschiedliche Arten verarbeitet werden und beispielsweise geschmolzen, spritzgegossen, geschäumtoder geklebt werden. Uns ist vor allem das Spritzgießenbekannt, bei dem Kunststoff erwärmt und mit großemDruck in eine Form gepresst wird. Als Ausgangsmaterialliegen Thermoplaste in Form von Granulat vor. Aufdiese Weise werden zum Beispiel die PET-Flaschen hergestellt,die wir beinahe täglich verwenden.

DUROPLASTE:

Duroplaste werden, anders als Thermoplaste, durch die Härtung von pulverartigen Grundsubstanzen erzeugt. Damit es zur Verbindung der Makromoleküle kommen kann, wird die Grundsubstanz unter hohem Druck und hoher Temperatur in eine Form gepresst. Duroplaste finden beispielsweise in Matratzen, Schuhsohlen oder Schutzhelmen Anwendung.

ELASTOMERE:

Als Elastomere werden weitmaschig vernetzte Polymere bezeichnet. Das Hauptmerkmal dieser Kunststoffe ist die enorme Dehnbarkeit. Elastomere sind in der Lage, auch nach extremer Dehnung wieder in die Ausgangsform zurückzukehren. Wir kennen Elastomere etwa als Gummibänder oder sterile Einmalhandschuhe. Ein Problem aller Arten von Kunststoff ist ihre Entsorgung.

Wir alle kennen die erschreckenden Bilder von in Kunststoff-Abfall gefangenen Tieren und die Berichte von riesigen schwimmenden „Plastikinseln“ in den Ozeanen. Laut aktuellen Studien treiben in den Ozeanen unseres Planeten rund 50 Milliarden Kunststoffteile. In den sogenannten Strömungswirbeln der Ozeane sammeln sich diese Teile, wenn sie von der Strömung mitgerissen werden. Von diesen Müllansammlungen in den Weltmeeren gibt es heute fünf, zwei im Pazifik, zwei im Atlantik und eine im indischen Ozean. Die Fläche einer einzigen dieser „Plastik-Inseln“ wird auf die 16-fache Größe Österreichs geschätzt.

Das Überraschende daran ist, dass diese riesigen „Inseln“ lediglich ein Prozent des gesamten Kunststoff-Mülls darstellt. Die restlichen 99 Prozent des im Meer befindlichen Kunststoffs sind nicht an der Oberfläche sichtbar.

WO IST DER REST ZU FINDEN?

Hier stoßen wir wieder auf den Begriff Mikroplastik. Ein Großteil von Verpackungsmaterialien und anderen Kunststofferzeugnissen ist nicht in seiner ursprünglichen Form in den Ozeanen zu finden, sondern tritt unscheinbarer als Mikroplastik in Erscheinung. So werden Kunststoff-Stücke mit bis zu fünf Millimetern Größe bezeichnet, wobei die kleinsten dieser Partikel nur einige Mikrometer groß und damit mit bloßem Auge nicht mehr auszumachen sind. In dieser Form lässt sich Kunststoff nur unter dem Mikroskop nachweisen. Der Kunststoff-Abfall im Meer ist als Mikroplastik zwar weniger auffällig, jedoch nicht weniger problematisch.

Im Gegenteil. Die kleinen Kunststoff-Partikel finden nämlich noch leichter Eingang in das Ökosystem. Fische und andere Meerestiere zum Beispiel nehmen in ihrer natürlichen Umgebung neben ihrer Nahrung automatisch auch Mikroplastik auf. Das kann besonders problematisch werden, weil Mikroplastik im Wasser Chemikalien anzieht, diese chemisch bindet und dadurch toxische Eigenschaften bekommen kann.

Primäres Mikroplastik bezeichnet Kunststoffe, die in ihrer ursprünglichen Form bereits klein sind. Das umfasst beispielsweise winzige Kunststoffkügelchen, die Kosmetika zugesetzt werden, um die Reinigungswirkung zu fördern. Durch die Abflüsse gelangen die Produkte und damit das darin enthaltene Mikroplastik in die Kanalisation. Diese Partikel sind jedoch so klein, dass für Kläranlagen bisher keine Filter entwickelt werden konnten, um sie aus dem Abwasser herauszulösen.

Eine weitere Art von primärem Mikroplastik sind Kunststoffpellets, also kleine Kunststoffkügelchen, die für die Produktion anderer Kunststoffprodukte verwendet werden.

Auch sie können durch die Ableitungen von Fabriken in die Flüsse und schließlich in die Meere gelangen. Dadurch ergeben sich drastische Zahlen: An manchen kanarischen Stränden lassen sich in einem Kilogramm Sand bis zu 100 Gramm Mikroplastik nachweisen, wovon einen großen Anteil die Kunststoffpellets ausmachen.

Unter sekundärem Mikroplastik verstehen wir jene Kunststoffpartikel, die sich von größeren Kunststoffteilen, etwa von Elektronik-Abfall oder ähnlichem abgelöst haben. Daher ist es umso wichtiger, sorgsam mit dem Gebrauch und mit der Verwendung von Kunststoffen umzugehen.

Man sollte darauf achten, rezirkulierbaren Kunststoff wie PET einzusetzen. PET – Kunststoff wiederverwerten! PET Polyethylene terephthalate (PET) benötigt bei der Herstellung keine Weichmacher und es wird auch KEIN Bisphenol A verwendet, wie öfters fälschlicherweise behauptet wird. Im Recyclingverfahren muss PET zuerst von anderen Kunststoffen wie PVC, HDPE Flaschen und Verunreinigungen wie Aluminium etc. getrennt werden. Danach werden die PET Flaschen und Behälter zerkleinert. In mehreren weiteren Schritten können nun die Etiketten und andere Verunreinigungen abgetrennt werden. Die PET-Flakes gelangen in die Mischschnecke, wo sie mit 50-prozentiger Lauge gemischt werden (Natriumhydroxid). Im Ofen wird das Flakes-Laugegemisch von 197 bis 207 Grad erhitzt. Die Lauge verbindet sich dadurch mit der Oberfläche des PET-Flakes und löst diese ab. So werden die Flakes rein. Die PET-Flakes werden mit Trinkwasser gewaschen und danach getrocknet. Zuletzt misst ein Lasersorter die Struktur der Flakes und schießt allfällige Fremdmaterial-Teilchen (wie Silikon) aus. Am Ende weisen die Flakes eine so hohe Qualität auf, dass sie wieder in Kontakt mit Lebensmitteln kommen dürfen.

ABWASSER UMWELTFREUNDLICH REINIGEN

Um das dabei entstehenden Schmutzwasser zu reinigen, wird die Lauge mit AluStar® Produkten neutralisiert. Die Schmutzpartikel werden mittels FlocStar® Produkten in einer Flotation abgetrennt und diverse Zusatzprodukte im Kühl- und Kesselwasserbereich eingesetzt. Somit kann ACAT sowohl bei der Wiederverwendung von PET Produkten, wie auch im Wasserkreislauf einen wesentlichen Beitrag zum nachhaltigen Gebrauch von Ressourcen und somit zum Schutz unserer Umwelt beitragen.

Wer kennt nicht das berühmte Milch Zitrone Experiment? Dabei genügen ein paar Tropfen Zitronensaft, um aus einer schönen wohlschmeckenden frischen Milch eine flockige unappetitliche Flüssigkeit herzustellen. Ein unangenehmer, unerwünschter Effekt, der in vielen Bereichen „passiert“, und den es zu verhindern gilt. Diesem Thema möchte ich mich heute widmen.
Milch ist ein klassisches Beispiel für eine Emulsion, also jenem fein verteilten Gemisch zweier Flüssigkeiten (wie beispielsweise Öl und Wasser), in der kleine Tröpfchen, verteilt in der anderen Flüssigkeit eine Flüssigkeit (Phase) bilden. Die Phase, die Tröpfchen bildet, nennt man innere Phase oder auch disperse Phase. Die Phase, in der die Tröpfchen schwimmen, wird äußere Phase oder kontinuierliche Phase genannt. Emulsionen gehören zu den dispersen Systemen und unterscheiden sich von Gemischen mischbarer Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Ethanol und Wasser. Sie sind in der Regel trübe, milchige Flüssigkeiten. Bei der Milch freuen wir uns über die stabile Emulsion. In vielen chemischen Prozessen sollen die beiden Flüssigkeiten aber getrennt werden. Dazu werden Demulgatoren oder auch Emulsionsspalter verwendet. Damit soll die ölige Phase von der
wässrigen Phase getrennt werden. Dies kann man durch säurehaltige Emulsionsspalter (beispielsweise Zitrone bei Milch) oder durch organische Emulsionsspalt-Chemikalien durchgeführt werden.
ACAT hat nun eine neu Produktserie von hocheffizienten organischen Demulgatoren entwickelt. Unsere neuen DispStar® Produkte
finden in allen Bereichen der Emulsionsspaltung von der Petrochemie bis zur Abwasserbehandlung Einsatz. Wollen Sie solche Probleme gelöst haben, so wenden Sie sich bitte an unseren Außendienst.