Industrielle Wasseraufbereitung und Klärung

Klassifizierung industrieller Wasseranwendungen

Hinsichtlich seiner Verwendung kann Wasser in vier Hauptkategorien eingestuft werden, immer aus der Sicht der Industrie: Wasser für allgemeine Anwendungen, Prozesswasser, Kühlwasser und Kesselspeisewasser.

Wasser für allgemeine Zwecke

Dieses umfasst die Gesamtheit der Bedürfnisse einer Industrieanlage, die nicht direkt mit dem Produktionsprozess zusammenhängen. Hierzu zählen:

• Trinkwasser: Für den persönlichen Gebrauch, falls erforderlich speziell behandelt, um Mikroorganismen, Gerüche und Aromen zu entfernen.
• Reinigungswasser: Benötigt in der Regel keine Behandlung.
• Löschwasser: Für das Werksgelände.
• Bewässerungswasser: Normalerweise ohne besondere Behandlung, außer bei sehr hartem Wasser, um Ablagerungen in Leitungen zu vermeiden.

Prozesswasser

Die erforderliche Wasserqualität variiert stark je nach Prozess. In extremen Fällen, wie bei sehr heiklen Prozessen, ist die Verwendung von destilliertem oder entsalztem Wasser notwendig. Die Verfügbarkeit von kostengünstigem destilliertem Wasser hat die Qualität vieler Prozesse erheblich verbessert.

Kühlwasser

Die Eigenschaften hängen von den jeweiligen Kühlprozessen ab. Bei reichlich vorhandenem Wasser kann dieses direkt für Wärmetauscher genutzt werden. Bei Wasserknappheit wird es kaskadiert für andere Zwecke (Brauchwasser, Kesselwasser) verwendet. In den meisten modernen Industrien kommen Umlaufkühlsysteme zum Einsatz (offene Systeme mit Rückkühltürmen oder geschlossene Systeme). Hierbei ist eine Wasseraufbereitung essenziell, um Ablagerungen in den Kanälen zu vermeiden. Bei Kühltürmen ist eine Enthärtung, bei geschlossenen Systemen gegebenenfalls eine vollständige Entmineralisierung erforderlich.

Kesselspeisewasser

Die Behandlung von Wasser für diesen Zweck wird in einem separaten Kapitel diskutiert.

Klärung der Wasseraufbereitung

Die Klärung bezieht sich auf die Beseitigung der Trübung, die das Wasser während seines Transports zum Verbrauchsort aufnimmt.

Natürliche Sedimentation und Dekantieren

Die natürliche Sedimentation dient primär der Beseitigung sperriger Partikel. Dies beginnt bereits in den Stauseen, in denen Wasser in großen Mengen gespeichert wird. Danach werden große Absetzbecken zwischen Reservoir und Verteilernetz genutzt, um suspendierte Partikel durch natürliche Sedimentation zu entfernen. Spezielle Dekanter können diesen Prozess vollständig abschließen.

Sedimentation durch Reagenzien (Flockungsmittel)

Um die Bildung von Flocken zu fördern, die leicht ausfallen, werden Koagulationshilfsmittel benötigt. Diese benötigen oft Adjuvantien, um die Flockung kolloidaler Partikel zu erleichtern.

• Aluminium- und Eisensalze: (z. B. Aluminiumsulfat, Eisenchlorid, Eisensulfat) dienen als primäre Koagulationsmittel.
• Adjuvantien: Es gibt drei Kategorien:
  • Eigener Schlamm aus der Koagulation.
  • Anorganische Hilfsstoffe wie Kalk, Soda, Magnesiumsulfat, Ton, Kieselerde oder Aktivkohle.
  • Organische Stoffe wie Stärke und Natriumalginat.

Flockungsanlagen und Dekanter

Bei der reaktiven Abscheidung unterscheidet man zwischen der Bildung von Flocken und deren Abrechnung. Dies kann in getrennten oder kombinierten Anlagen erfolgen.

Arten der Flockung

• Hydraulische Flockung: Erzeugt durch Wirbel im Rohwasser, etwa durch Hindernisse oder Schikanen in Mischbehältern.
• Mechanische Flockung: Durch Rühren des Wassers mittels Kreiselpumpen oder Druckluft nach Zugabe des Koagulans.

Arten der Dekanter

• Dynamisch: Das Wasser wird während des Dekantierens bewegt.
• Statisch: Das Wasser verbleibt für eine gewisse Zeit in Ruhe.