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I. Lösungen für die Wasseraufbereitungsindustrie: Hocheffiziente Kombinationen von Flockungsmitteln helfen dabei, die Einhaltung der Einleitungsgrenzwerte für industrielles Abwasser sicherzustellen

Branchend hintergrund

Mit der kontinuierlichen Verschärfung der Umweltemissionsstandards in meinem Land sowie den sukzessiven Überarbeitungen des Gesetzes zur Verhütung und Bekämpfung der Wasserverschmutzung und der lokalen Abwassereinleitungsstandards stehen Unternehmen der industriellen Abwasserbehandlung vor mehreren Herausforderungen, darunter die COD-Entfernungsrate, die Einhaltung der Grenzwerte für Gesamtphosphor, die Effizienz der Schwermetallentfernung und die Kontrolle von Ammoniumstickstoff. Die Zusammensetzung des Abwassers variiert je nach Branche erheblich: Abwasser aus der Textilfärbung und -veredelung weist eine hohe Farbintensität und eine hohe Konzentration organischer Stoffe auf; Papierfabriksabwasser enthält große Mengen an Schwebstoffen und Lignin; Galvanikabwasser enthält Schwermetallionen; und Kohlewäscheabwasser enthält große Mengen an feinem Kohlenstaub und organischen Stoffen. Einzelne Flockungsmittel können die Anforderungen an die Entfernung mehrerer Schadstoffe häufig nicht gleichzeitig erfüllen, was zu Problemen wie hohen Behandlungskosten, instabiler Ablaufwasserqualität und großen Schlammmengen führt.

Grundprinzipien der Kerntechnologie

Bei der Abwasserbehandlung sind Flockung und Sedimentation die wichtigsten physikalisch-chemischen Behandlungseinheiten. Die meisten Schwebstoffe und Kolloide in industriellen Abwassersystemen sind negativ geladen. Die gegenseitige Abstoßung der Ladungen hält die Kolloide stabil im Abwasser dispergiert und verhindert, dass sie auf natürliche Weise kollidieren und zu größeren Partikeln aggregieren. Der Wirkmechanismus von Flockungsmitteln besteht aus zwei Phasen:

Koagulationsphase: Anorganische Koagulantien wie Polyaluminiumchlorid (PAC) werden zugegeben. Die durch ihre Hydrolyse entstehenden Aluminiumionen und mehrkernigen Hydroxylkomplexe sind positiv geladen. Durch Ladungsneutralisation komprimieren sie die elektrische Doppelschicht der Kolloide, senken das Zetapotenzial, destabilisieren die Kolloide und leiten deren Koagulation zu kleinen Flocken ein. PAC entfernt in dieser Phase wirksam Schwebstoffe und kolloidale Stoffe aus dem Abwasser und erreicht dabei eine COD-Entfernungsrate von nahezu 90 %.

Flockungsphase: Organische polymere Flockungsmittel wie Polyacrylamid (PAM) werden zugegeben. Ihre langkettigen Moleküle verbinden die destabilisierten kleinen Flocken durch „Adsorptionsbrücken“ zu größeren und dichteren Flocken und beschleunigen dadurch Sedimentation und Abtrennung.

PAC und PAM gelten als „goldene Kombination“, da sich ihre Wirkmechanismen ergänzen: PAC ist für die Ladungsneutralisation und die anfängliche Koagulation zuständig, während PAM die Brückenbildung und die Beschleunigung der Sedimentation übernimmt. In der Praxis muss PAC zuerst und anschließend PAM zugegeben werden. Wird die Reihenfolge umgekehrt oder werden beide gleichzeitig zugegeben, wird die Flockungswirkung aufgrund von Ladungsinterferenzen erheblich vermindert.

Portfolio der Kernprodukte

Anwendungsphase | Empfohlenes Produkt | Kernfunktion | Typische Dosierungsreferenz

Koagulation und Sedimentation | Polyaluminiumchlorid (PAC) | Ladungsneutralisation, Destabilisierung und Koagulation, schnelle Bildung von Flocken | 50-200 ppm (abhängig von der Wasserqualität)

Flockung und Sedimentation | Polyacrylamid (PAM, anionischer Typ) | Adsorptionsbrückenbildung, beschleunigt die Sedimentation der Flocken | 1-5 ppm

Phosphorentfernung und Entfärbung | Polyferrisulfat (PFS) | Hocheffiziente Phosphorentfernung (Entfernungsrate bis zu 95 %), leistungsstarke Entfärbung | 100-300 ppm

pH-Anpassung/Kalkablagerungsschutz | Natriumhexametaphosphat | Chelatiert Calcium- und Magnesiumionen, enthärtet das Wasser und verhindert Rohrablagerungen | Nach Bedarf zugeben

Schlammentwässerung | Polyacrylamid (PAM, kationischer Typ) | Verbessert die Entwässerungseffizienz und reduziert den Feuchtigkeitsgehalt des Filterkuchens | 2-5 kg/t Trockenschlamm

Branchenspezifische Anwendungslösungen

Abwasser aus der Textilfärbung und -veredelung | Abwasser aus der Textilfärbung und -veredelung weist eine hohe Farbintensität, einen hohen COD-Wert und eine geringe biologische Abbaubarkeit auf. Empfohlener Prozess: Stabrechen → Ausgleichsbecken → PAC-Koagulation (200-300 ppm) → anionische PAM-Flockung (2-5 ppm) → Sedimentation → biologische Behandlung → weitergehende Behandlung (PFS-Entfärbung). Die Kombination aus PAC und PAM kann eine COD-Entfernungsrate von über 85 % und eine Farbentfernungsrate von über 90 % erreichen.

Papierfabriksabwasser: Papierfabriksabwasser enthält große Mengen an Schwebstoffen (Fasern, Füllstoffe) und gelösten organischen Stoffen (Lignin, Hemizellulose). Empfohlener Prozess: Faserrückgewinnung → PAC-Koagulation (100-200 ppm) → anionische PAM-Flockung (1-3 ppm) → Sedimentation → biologische Behandlung. Die Entfernungsrate der Schwebstoffe kann über 95 % erreichen.

Kohlewäscheabwasser: Kohlewäscheabwasser enthält organische Stoffe und feinen Kohlenstaub, wodurch die Flockung erschwert wird. Es wird empfohlen, eine Kombination aus Polyferrisulfat (PFS) und Polyacrylamid (PAM) einzusetzen. PFS hydrolysiert unter sauren Bedingungen und erzeugt mehrkernige Hydroxy-Eisenionen, die auf Kohlenstaub eine bessere Flockungswirkung als Aluminiumsalze haben. Empfohlener Prozess: PFS-Koagulation (150-250 ppm) → PAM-Flockung (2-5 ppm) → Eindickung → Druckfiltration. Die Absetzgeschwindigkeit des Kohleschlammwassers kann um das 3- bis 5-Fache erhöht werden.

Galvanikabwasser: Galvanikabwasser enthält Schwermetallionen (Chrom, Kupfer, Nickel, Zink usw.) und erfordert vor dem Eintritt in das Flockungs- und Sedimentationssystem eine pH-Anpassung sowie eine Oxidations-Reduktions-Vorbehandlung. Empfohlener Prozess: pH-Anpassung → Oxidation/Reduktion → PAC-Koagulation (100-200 ppm) → PAM-Flockung (1-3 ppm) → Sedimentation → Sandfiltration. Die Entfernungsrate der Schwermetallionen kann über 99 % erreichen.

Kommunales Abwasser: Erweiterte Primärbehandlung und Schlammentwässerung in kommunalen Kläranlagen. Empfohlener Prozess: Rohwasser → PAC-Koagulation (50-100 ppm) → anionische PAM-Flockung (0.5-2 ppm) → Primärsedimentation → biologische Behandlung → Sekundärsedimentation → kationische PAM-Schlammentwässerung. Die erweiterte Primärbehandlung kann 80%-90% der Schwebstoffe (SS), 50%-70% des Kohlendioxids (COD) und über 80% des Gesamtphosphors entfernen.

Vorteile der Lösung

**Stufenweise Dosierungsauslegung:** Auf Grundlage der Ergebnisse der Wasserqualitätsprüfung wird ein Berechnungsmodell für das optimale Dosierungsverhältnis der PAC+PAM-Kombination bereitgestellt, um Verschwendung durch Überdosierung zu vermeiden.

**Abdeckung des gesamten Prozesses:** Von der Koagulation, Flockung und Sedimentation bis zur Schlammentwässerung kann ein einziger Lieferant den gesamten Chemikalienbedarf abdecken.

**Optimiertes Kosten-Nutzen-Verhältnis:** PFS ersetzt einen Teil des PAC in phosphorhaltigem Abwasser, erhöht die Phosphorentfernungseffizienz um 30 % und senkt gleichzeitig die gesamten Behandlungskosten um 15%-20%.

**Garantierte Ablaufwasserqualität:** Eine geeignete Formulierung gewährleistet Ablaufwasserwerte von SS < 30 mg/L, COD < 100 mg/L und Gesamtphosphor < 0.5 mg/L.

**Technischer Support:** Für jedes Produkt werden zusammen mit der Lieferung COA-, MSDS- und Prüfberichte von Drittanbietern bereitgestellt, die die Anforderungen an die Exportkonformität erfüllen.

**Anwendbare Szenarien:**

Entfärbung und COD-Entfernung bei Abwasser aus der Textilfärbung und -veredelung

Rückgewinnung von Papierweißwasser und SS-Entfernung

Sedimentation von Kohleschlamm und Wiederverwendung von sauberem Wasser in Kohlewäschen

Fällung von Schwermetallen und konforme Einleitung von Galvanikabwasser

Behandlung kommunalen Abwassers und Schlammentwässerung