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Chemische Abwasserreinigung - Referat



Chemische Wasserreinigung

Chemische Abwasserreinigung wird mit den unterschiedlichsten Prozessen betrieben. Welche man nimmt, hängt von der Verschmutzung des (Ab)wassers ab. Es gibt verschiene Reinigungsprozesse:


Hinzufügen von Chemikalien

 Wasserenthärter: Magnesium und Calciumionen lösen eine Kalkbildung (Calciumcarbonat) aus. Dadurch wird das Wasser härter. Wird dieses Wasser unter hoher Temperatur verwendet, führt dies zu Problemen. Man kann entgegenwirken, wenn man Calciumhydroxid und Soda mit einer Fällungsreaktion hinzugibt. Dieses Verfahren wurde aber von der Wasserenthärtung durch Ionentauscher verdrängt.
 Oxidationsmittel werden hinzugefügt, um die Reduktionsmittel zu neutralisieren.
 Reduktionsmittel werden hinzugefügt, um Oxidationsmittel wie z.B. Ozon oder Chlor zu neutralisieren. Diese werden weiter angewendet, um die Membrane vor der Zersetzung zu schützen.
 Flockung/Sedimentation: Dieses Verfahren besteht aus verschiedenen Einzelschritten und benutzt man zur Entfernung von Schwebstoffen. Als erstes werden Flockungshilfmittel (z.B. Leim, Stärke, Polyelektrolyte auf der Basis von Polyacrylamid) hinzugegeben. Dank der Schwerkraft sedimentieren diese Teilchen und können entfernt werden, auch durch Filtration. Eine weiter Wasserbehandlung ist oftmals nötig, da das gereinigte Wasser immer noch Schwebstoffe enthalten kann.


Wasserenthärtung/Deionisation

 Deionisierung wird durch einen Ionentauscher realisiert. Mit stark sauren H.-Austauscher, die mit Säure regeneriert werden, ist es möglich, alle im Wasser gelösten Kationen (positiv geladene Teilchen wie zum Beispiel die für die Wasserhärte verantwortlich sind: MG2+ oder Ca2+ Ionen) durch Wasserstoffatome (H+), dies nennt man Deionisation, die sogenannte Vollentsalzung. Die übliche Wasserenthärtung wird ebenfalls durch Ionentauscher realisiert. Die Härtebildner Mg2+ oder Ca2+ gegen andere Kationen, meistens Na+ ausgetauscht. Die Härtebildner werden auf der Austauschermatrix des Ionentauschers festgehalten, während die Natriumionen vom Austauschmaterial ins Wasser abgegeben werden. Das Austauschermaterial wird durch geeignete Chemikalien, meistens Natriumchlorid (NaCl), bei Erschöpfung der Austauschfähigkeit regeneriert.


Desinfektion

 Die Desinfektion ist ein wichtiger Prozess in der Wasserreinhaltung. Dabei werden ungewünschte Mikroorganismen im Wasser abgetötet. Es gibt verschiedene chemische Verfahren, um das Wasser zu desinfizieren; z.B. Ozondesinfektion, Chlordesinfektion, UV-Desinfektion.
 Chlor: Cl hat den Nachteil, dass sich Chloramine und chlorierte Kohlenwasserstoffe ergeben, die krebserregend (carcinogen) sein können. Um dies zu vorzubeugen, kann man Chlordioxid (CLO2) verwenden. Chlordioxid ist ein wirksames Desinfektionsmittel bis zu einer Konzentration von 0,1ppm in einem großen pH-Bereich. Chlordioxid zerstört die Zellwand der Bakterien und reagiert mit Aminosäuren im Zellplasma der Bakterien, um diese abzutöten. Ein entstehendes Nebenprodukt bei dieser Reaktion sind Chlorite (Salze der chlorigen Säure), die jedoch keine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen.
 Ozon: Ozon wird für die Wasserdesinfektion in Europa schon seit über einem Jahrhundert verwendet. Die Kapazitäten der verwendeten Ozon-Generatoren können sich bei großen Anlagen auf bis zu 100kg pro Stunde belaufen. Die Wirkung des Ozons beruht
auf seinem starken Oxidationsvermögen, das erheblich über dem des Chlors liegt. Die Reinigungsleistung des Ozons bei Geruch-, Bakterien- oder Virusbelastung ist sehr gut. Da Ozon nach der Anwendung rasch in Sauerstoff zerfällt, besitzt es über den Anwendungsort hinaus keine Depotwirkung.
 UV-Strahlung: UV-Licht wird ebenso für die Wasserdesinfektion verwendet. Keime werden von Sonnenlicht abgetötet und Bakterien oder Pilze werden an der Ausbreitung gehindert. Diese natürliche Desinfektion kann durch die Verwendung von UV-Licht technisch realisiert und genutzt werden.


Destillation

 Die Destillation kann auch als Verdampfung bezeichnet werden. Da die meisten Verschmutzer nicht verdampfen, können mit einem gut ausgelegten System sowohl organische als auch anorganische Verschmutzungen entfernt werden. Das Wasser kondensiert nach der Verdampfung wieder und die Verschmutzungen bleiben als Rückstand zurück.


Elektrodialyse

 Elektrodialyse bezeichnet ein Trennverfahren nach dem Prinzip der Dialyse, bei dem die Wanderung der Ionen durch die permselektiven Membranen durch Anlegen einer elektrischen Gleichspannung beschleunigt wird. Durch Hintereinanderschalten mehrer anionen- und kationselektiver Ionenaustauscher-Membranen lässt sich eine Entionisierung der zu dialysierenden Flüssigkeit – im allgemeinen Wasser – bei gleichzeitiger Anreicherung der Ionen in den Elektrodenzellen erreichen. Die Elektrodialyse wird z.B. zur Meerwasserentsalzung angewandt, wenn der Salzgehalt unter 1g/l liegt, ebenso zur Trinkwasser-Gewinnung aus Brackwasser oder auch zur Regulierung der Härte des Wassers.


pH-Regulierung

 Kommunales Wasser ist oft pH-reguliert, um Korrosion in den Rohrleitungen vorzubeugen und um zu verhindern, dass Blei aus alten Bleiwasserrohren ins Wasser gelangt. Der pH wird durch die Zugabe von Wasserstoffchlorid (HCl) im Basischen oder durch die Zugabe von Natriumhydroxid (NaOH) im sauren Millieu reguliert.

Dieses Referat wurde eingesandt vom User: Prillli



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