Aluminiumbasierte Koagulationsmittel sind weit verbreitete chemische Reagenzien in der Wasser- und Abwasseraufbereitung. Ihr Hauptzweck ist die Entfernung von Trübstoffen, Farbstoffen, Schwebstoffen und verschiedenen Verunreinigungen.
Die Wirkung dieser Reagenzien beruht auf der Neutralisierung der elektrischen Ladungen der im Wasser vorhandenen kolloidalen Partikel. Diese Neutralisierung führt zum Stabilitätsverlust der Partikel, wodurch diese zu größeren Flocken aggregieren. Diese Flocken lassen sich dann in den nachfolgenden Behandlungsschritten leicht entfernen.
Arten von Koagulationsmitteln auf Aluminiumbasis
Aluminiumbasierte Koagulationsmittel werden im Wesentlichen in zwei Haupttypen unterteilt:
- saure Koagulationsmittel, zu denen Aluminiumsulfat Al₂(SO₄)₃ gehört;
- basische Koagulationsmittel wie Aluminiumoxychlorid Al₂(OH)₃Cl₃ und Aluminiumhydroxychlorid (AHC).
Aluminiumsulfat
Aluminiumsulfat, Al₂(SO₄)₃ , ist ein anorganisches Salz und eines der weltweit am häufigsten verwendeten Koagulationsmittel. Es findet breite Anwendung in der Trinkwasseraufbereitung, der Abwasserreinigung, der Zellstoff- und Papierindustrie sowie bei der Herstellung von Farbstoffen und Pigmenten.
Zu den charakteristischen Merkmalen von Aluminiumsulfat gehören:
- Säuregrad. Bei Zugabe des Reagenz zu Wasser erfolgt eine Hydrolyse, wobei positiv geladene Ionen und unlösliche, flockige Niederschläge von Aluminiumhydroxid entstehen;
- Doppelwirkung. Es neutralisiert geladene Hydrolyseprodukte und entfernt sie anschließend;
- Auswirkung auf den pH-Wert. Am wirksamsten ist es in einem alkalischen Milieu; es kann den pH-Wert des behandelten Wassers senken.
- Temperaturabhängigkeit. Die Hydrolyse- und Flockungsrate verlangsamt sich, wenn die Wassertemperatur unter 5 °C liegt.
Zu den Vorteilen dieses Reagenz zählen die geringen Kosten, die Verfügbarkeit und die Wirksamkeit. Allerdings weist es Nachteile wie ein großes Schlammvolumen, korrosive Wirkung und eine im Vergleich zu polymeren Koagulationsmitteln langsamere Flockung auf.
Anwendungen von Aluminiumkoagulationsmitteln
Städtische Wasserversorgung
Klärung und Desinfektion von Wasser aus Oberflächenquellen wie Flüssen, Seen und Stauseen, bevor es in das städtische Wassernetz eingespeist wird.
kommunale und industrielle Abwasserbehandlung
Entfernung von Phosphaten, Schwebstoffen und anderen Schadstoffen vor der Einleitung des behandelten Abwassers in Gewässer.
Industrielle Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung
- Lebensmittelindustrie. Die Abwasserbehandlung umfasst die Entfernung von Fetten, Proteinen und organischen Schwebstoffen.
- Textil- und Lederindustrie. Eliminierung von Farbstoffen, Gerbstoffen und anderen persistenten organischen Schadstoffen.
- Metallurgie und Galvanotechnik. Ausfällung von Schwermetallionen als unlösliche Hydroxide.
- Zellstoff- und Papierindustrie. Entfärbung von Abwasser und Ausfällung von Fasern.
Wasseraufbereitung in Schwimmbädern
Verbesserung der Wassertransparenz.
Schlamm- und Sedimentbehandlung
Eindickung und Entwässerung von Schlamm, der bei der Wasser- und Abwasseraufbereitung entsteht.
Vorteile der Verwendung von Aluminiumkoagulationsmitteln
- Hohe Effizienz.
- Wirtschaftliche Vorteile.
- Ausgereifte Anwendungstechnologie.
- Zugänglichkeit.
- Wirksamkeit bei niedrigen Temperaturen.
Wie man ein geeignetes Aluminiumkoagulans auswählt
Die Auswahl des besten aluminiumbasierten Koagulationsmittels ist für eine effektive und kostengünstige Wasseraufbereitung unerlässlich. Es gibt keine Universallösung; die Wahl hängt von verschiedenen Faktoren ab.
Rohwasseranalyse
Zunächst muss eine Laboranalyse des zu behandelnden Wassers durchgeführt werden, um dessen pH-Wert, Alkalität, Trübung, Farbe, Temperatur und die Zusammensetzung der Verunreinigungen zu bestimmen.
Behandlungsziel
Vor der Auswahl eines Koagulans ist es unerlässlich, das Behandlungsziel festzulegen: Beseitigung von Trübungen und Klärung, Phosphoreliminierung, Entfärbung oder Reduzierung von Schwermetallen.
Technoökonomischer Vergleich
Bei der Auswahl eines Koagulationsmittels ist es wichtig, die Absetzgeschwindigkeit, die effektive Dosierung, das Volumen des erzeugten Schlamms, die Auswirkungen auf den pH-Wert und die Korrosion sowie den Restaluminiumgehalt zu berücksichtigen.
Praktikabilität und Verfügbarkeit
Zu den Schlüsselfaktoren gehören Darreichungsform, Haltbarkeit und Stabilität, Zuverlässigkeit des Herstellers sowie Marktverfügbarkeit und Logistik.
Koagulationsmittel auf Aluminiumbasis sind für eine effektive und kostengünstige Wasseraufbereitung in verschiedenen Anwendungsbereichen unerlässlich, von der Bereitstellung von sauberem Trinkwasser bis hin zur Bewältigung komplexer industrieller Umweltprobleme.
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