Abwasserreinigung durch Flotation
Die Flotation ist ein physikalisches Verfahren zur Reinigung von Abwasser. Unter Flotation oder Schwimmaufbereitung versteht man im Allgemeinen die Trennung von in einer Flüssigkeit schwebenden Stoffen, bei denen eine scheinbar geringere Dichte dieser Stoffe dazu benutzt wird, sie an der Oberfläche zu vereinigen, zu sammeln und abzutrennen. Man unterscheidet zwischen:
- natürlicher Flotation und
- künstlicher Flotation
Natürliche Flotation
Bei der natürlichen Flotation ist die Dichte der zu beseitigenden Partikel oder Tropfen geringer als die Dichte des Wassers. Sie schwimmen daher an der Wasseroberfläche. Bei der künstlichen Flotation werden sehr feine Gasblasen an den zu beseitigenden Teilchen fixiert, wodurch diese eine mittlere Dichte erhalten, die unterhalb derjenigen des Wassers liegt.
Damit die zu entfernenden Stoffe besser an die Flüssigkeitsoberfläche aufschwimmen, werden meist zuerst Flockungsmittel (z.B. Eisen(III)- oder Aluminiumsalze) zur Bildung von größeren Agglomeraten zugegeben (siehe Flockung). Die Erzeugung der für den Transport an die Oberfläche erforderlichen Luftblasen geschieht durch:
- direkte Luftbegasung (Luftflotation)
- Sättigung eines Wasserteilstroms mit Luft unter Druck und nachfolgender Entspannung im Hauptstrom (Entspannungsflotation) oder
- elektrolytische Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff (Elektroflotation)
Die Luftflotation hat wegen ihres geringen Wirkungsgrads kaum noch Bedeutung. Bei der Entspannungsflotation wird mit einer Kreiselpumpe und einem Kompressor Luft im Wasser gelöst. Die Löslichkeit des Gases ist abhängig von den Parametern Temperatur und Druck. Bei Temperaturen über ca. 28 °C lassen sich nicht mehr in ausreichendem Maß Gasblasen erzeugen und der Wirkungsgrad verringert sich, insbesondere, wenn hohe Feststoffkonzentrationen vorliegen.
Elektroflotation
Bei der Elektroflotation werden die benötigten Gasblasen durch Elektrolyse direkt im Flotationsbecken erzeugt. An den eingebrachten Elektroden bilden sich sehr einheitliche Wasserstoff- und Sauerstoffbläschen, die gleichmäßig aufsteigen und an den dispergierten Teilchen besonders gut haften.
Die Entfernung des aufschwimmenden Flotats geschieht entweder durch Räumvorrichtungen zu einem Ablauf hin oder durch Absaugung z.B. über eine parallel zur Oberfläche geführte Schlitzdüse.
Die natürliche Flotation wird üblicherweise zur Grobabscheidung von Lösemitteln und Ölen aus dem Wasser eingesetzt. Die Abscheideleistung kann durch die Förderung der Koaleszenz kleinster Tröpfchen zu größeren mittels einer eingebrachten Kontaktfläche noch gesteigert werden (Koaleszenzabscheider). Die meist realisierte künstliche Flotation wird z.B. eingesetzt:
- im Erzbergbau zur selektiven Trennung von Erzemulsionen
- bei der Wasseraufbereitung zur Entölung oder zur Abtrennung von geflockten Stoffen
- bei der Abtrennung von Metallhydroxiden insbesondere in Verbindung mit Öl- und Fettresten aus Industrieabwasser und
- bei der Rückgewinnung von Fasern aus Papierfabrikabwasser
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