Wassertechnologie

Inhaltsverzeichnis

• 1 Gewässerschutz, Wassernutzung und Wasserreinigung.
• 1.1 Historische Entwicklung.
• 1.2 Chemische Verfahren in der Wassertechnologie allgemein.
• 1.3 Fällung, Flockung, Separation in der Abwasserreinigung.
• Grundlagen.
• 2 Chemische Grundlagen der Fällung und Flockung.
• 2.1 Das Nebeneinander von Fällung und Flockung in der praktischen Anwendung.
• 2.2 Fällung.
• 2.2.1 Thermodynamische und kinetische Aspekte.
• 2.2.2 Illustrationsbeispiele.
• 2.2.3 Hinweise für die verfahrenstechnische Umsetzung.
• 2.3 Flockung.
• 2.3.1 Die Stabilität von Suspensa.
• 2.3.2 Die Entstabilisierung von Suspensionen.
• 3 Physikalische Grundlagen der Fällung und Flockung.
• 3.1 Begriffsbestimmung.
• 3.2 Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt.
• 3.2.1 Kinetische Formulierungen der Koagulation mittels Brownscher Diffusion.
• 3.2.2 Kinetische Formulierung der Koagulation infolge von Geschwindigkeitsgradienten.
• 3.2.3 Vergleich zwischen experimentellen Beobachtungen und der von der Theorie vorhergesagten Ergebnisse.
• 3.3 Die Messung des Flockungsvorganges.
• 3.3.1 Direkte Beobachtung (Messung) von Partikelgröße und Konzentration.
• 3.3.2 Indirekte Messung von Partikelgröße und Konzentration.
• 3.4 Möglichkeiten der Anwendung der kinetischen Modelle auf reale Systeme.
• 3.4.1 Der mittlere Geschwindigkeitsgradient.
• 3.4.2 Die Wirksamkeit verschieden geformter Rührersysteme.
• 3.4.3 Einfluß der Reaktionszeit.
• 3.5 Grenzen der Anwendbarkeit des physikalischen Modells zur Beschreibung der Kinetik des Flockungsvorganges.
• 3.5.1 Die Phänomene nichthomogener Energiedissipation und nichtuniformer Aufenthaltsverteilung in tatsächlichen Reaktoren.
• 3.5.2 Das Phänomen der Heterodispersität von Suspensionen und dessen Einfluß auf die Aggregation.
• 3.5.3 Von der Kugelgestalt abweichende Aggregatform und Aggregatporosität.
• 3.6 In der Wassertechnologie beobachtete Abweichungen vom vorhergesagten Reaktionsverlauf.
• 3.6.1 Tatsächliche Aggregation in Reaktoren mit nichtuniformer Energiedissipation und nichtuniformer Aufenthaltszeitverteilung.
• 3.6.2 Tatsächliche Aggregation heterodisperser Suspensionen.
• 3.6.3 Tatsächlicher Einfluß der Inhomogenität in Flockengröße und Flockenstruktur auf den Aggregationsprozeß.
• 3.7 Schlußbemerkungen.
• Chemikalienzugabe.
• 4 Auswahl der Chemikalien.
• 4.1 Einsatzort und Chemikalienauswahl.
• 4.2 Vergleich der Flockungschemikalien.
• 4.3 Die einzelnen Chemikalien im praktischen Einsatz.
• 4.3.1 Calcium.
• 4.3.2 Dreiwertiges Eisen (und oxidiertes zweiwertiges Eisen) und dreiwertiges Aluminium.
• 4.3.3 Polyaluminium.
• 4.3.4 Organische Polymere als Flockungsmittel.
• 4.4 Weitere Entwicklungen.
• 5 Einmischung der Chemikalien.
• 5.1 Die Aufgabenstellung.
• 5.2 Hinweise auf nicht optimale Einmischung.
• 5.2.1 Bildung der flockungsaktiven Verbindung.
• 5.2.2 Transport der Chemikalien in die Nähe des Reaktionspartners.
• 5.2.3 Direkte Anlagerung des Fällungs- und Flockungsmittels an der Suspensaoberfläche.
• 5.3 Konsequenzen für Entwurf und Betrieb.
• 6 Reaktortyp und Reaktorform.
• 6.1 Prozeßablauf und Reaktorentwurf.
• 6.2 Idealisierte Reaktortypen.
• 6.3 Reale Reaktoren — Durchströmungsmuster.
• 6.4 Reale Reaktoren — Energiedissipationsmuster.
• 6.5 Empfehlungen für den schrittweisen Entwurf unter Berücksichtigung von betrieblichen Korrekturen.
• 6.5.1 Einflußgrößen.
• 6.5.2 Entwurf und Betrieb.
• Flüssig/fest-Trennung.
• 7 Verfahren zur Abtrennung von Feststoffen.
• 7.1 Einleitung.
• 7.2 Abtrennbarkeit.
• 7.3 Verfügbare Verfahren der Abtrennung.
• 7.3.1 Siebung.
• 7.3.2 Filtration.
• 7.3.3 Sedimentation.
• 7.3.4 Flotation.
• 7.3.5 Einsatzbereich der einzelnen Verfahren.
• 8 Flüssig/fest-Trennung durch Filtration.
• 8.1 Vorbemerkungen.
• 8.2 Grundlagen der Beschreibung des Filtrationsprozesses.
• 8.2.1 Massenbilanz.
• 8.2.2 Kinetische Gleichung.
• 8.2.3 Darstellung der Filterkonstante.
• 8.2.4 Beschreibung des Druckverlustes.
• 8.3 Verschiedene technische Varianten des Filtrationsprozesses.
• 8.3.1 Einflußgrößen.
• 8.3.2 Filterverfahren.
• 8.4 Gesichtspunkte der Bemessung und des Entwurfs von Filtern.
• 8.5 Leistungsfähigkeit des Filters.
• 9 Flüssig/fest-Trennung durch Sedimentation.
• 9.1 Vorbemerkungen.
• 9.2 Grundlagen der Beschreibung des Sedimentationsverfahrens.
• 9.2.1 Sedimentationsbewegung eines Körpers in einem ruhenden Medium (die Stokessche Beziehung).
• 9.2.2 Die Abscheidung eines sedimentierenden Körpers in einem Sedimentationsbecken (der Oberflächensatz).
• 9.2.3 Gesichtspunkte der Durchströmung des Sedimentationsreaktors (Hydraulik des Sedimentationsbeckens).
• 9.2.4 Der Sedimentationsprozeß in realen Absetzanlagen.
• 9.3 Verfahrensausbildungen — Varianten des Sedimentationsreaktors.
• 9.3.1 Rechteckbecken (ohne Einbauten).
• 9.3.2 Rundbecken (ohne oder mit Einbauten).
• 9.3.3 Rechteckbecken mit lamellen- oder rohrartigen Einbauten.
• 9.4 Gesichtspunkte der Bemessung und des Entwurfs rechteckiger und runder Becken ohne Einbauten.
• 9.5 Orientierende Angaben zur Leistungsfähigkeit der Sedimentation in Verbindung mit der Dosierung von Fällungs-/Flockungschemikalien.
• 10 Flüssig/fest-Trennung durch Flotation.
• 10.1 Vorbemerkungen.
• 10.2 Grundlagen der Beschreibung des Flotationsprozesses.
• 10.2.1 Teilprozesse.
• 10.2.2 Reaktionsschritt 1: Generierung von Gasblasen.
• 10.2.3 Reaktionsschritt 2: Anlagerung der Gasblasen.
• 10.2.4 Reaktionsschritt 3: Aufwärtsbewegung.
• 10.3 Verschiedene technische Varianten des Flotationsprozesses (Entspannungsflotation).
• 10.4 Gesichtspunkte der Bemessung und des Entwurfs von Flotationsanlagen.
• 10.4.1 Bemessungs- und Entwurfsgrößen.
• 10.4.2 Einbeziehung von Laborerfahrungen und Erkenntnissen aus halbtechnischen sowie großtechnischen Vorversuchen.
• 10.5 Orientierende Angaben zur Leistungsfähigkeit des Flotationsprozesses in der Abtrennung von Fällungs- und Flockungsprodukten.
• 11 Menge und Eigenschaften der abgetrennten Feststoffe.
• 11.1 Vorbemerkungen.
• 11.2 Menge der abgeschiedenen Feststoffe.
• 11.2.1 Der Feststorfstrom bei der Abwasserreinigung durch Fällung/Flockung.
• 11.2.2 Feststoff- und Wassergehalte verschiedener Fällungs- und Flockungsschlämme.
• 11.2.3 Im Kläranlagenbetrieb beobachtete Schlammengen.
• 11.2.4 Steuerung der Eigenschaften der Fällungs- und Flockungsschlämme.
• 11.3 Eigenschaften des Feststoff-Wasser-Gemisches.
• 11.3.1 Praktisch verwendbare Parameter zur Beschreibung der Behandelbarkeit.
• 11.3.2 Abtrennbarkeit.
• 11.3.3 Schlammeindickung.
• 11.3.4 Schlammentwässerung.
• 11.3.5 Hinweise auf Schlammbehandelbarkeit aus mikroskopischen Untersuchungen.
• Abschließende Bemerkungen.
• 12 Aufwand, Wirksamkeit und Erfolg.
• 12.1 Ort- und Zeitspezifität von Leistungs- und Kostenangaben.
• 12.2 Leistungsfähigkeit der durch Chemikaliendosierung unterstützten mechanisch-biologischen Reinigung häuslicher Abwässer.
• 12.2.1 Leistungsfähigkeit des Verfahrens im Hinblick auf Klarwasserqualität.
• 12.2.2 Mittlere Prozeßleistungsfähigkeit.
• 12.2.3 Streubreite der Prozeßleistungsfähigkeit.
• 12.3 Die Kosten der durch Chemikaliendosierung intensivierten Abwasserreinigung.
• 12.3.1 Kosten für Chemikalien, Chemikalienlagerung und Chemikaliendosierung.
• 12.3.2 Kosten der Flüssig/fest-Trennung nach Chemikaliendosierung, dargestellt am Beispiel des Flotationsverfahrens.
• 12.3.3 Kosten für Behandlung und Beseitigung des zusätzlichen Schlammes aus der Chemikaliendosierung.
• 12.3.4 Vergleich der einzelnen Kostenfaktoren.
• Literatur.