Abwasserbehandlung: Der Vergleich von Aktivkohle mit anderen Technologien

Abwasser stellt für zahlreiche Industriezweige ein Problem dar, insbesondere da strengere Schadstoffgrenzwerte eingeführt werden. Es werden mehrere Technologien eingesetzt, oft in Kombination, um eine sichere Entsorgung und Wiederverwertung des Abwassers gewährleisten zu können.

In vielen Situationen und Bereichen ist Aktivkohle eine wirksame Lösung, die die Kosten senkt und eine zuverlässige, umweltverträgliche Alternative oder Backup zu Technologien wie Biofiltern und Membranen bietet.

Typische Herausforderungen bei der Abwasserreinigung

Abwasser entsteht typischerweise aus drei Hauptquellen: industrielles Abwasser und Prozesswasser, kommunales Abwasser oder Deponiesickerwasser.

Schadstoffe hängen von der Quelle ab, wobei die wichtigsten nachfolgend aufgeführt sind:

  1. Organische Verbindungen, gemessen anhand des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) und des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB). Übermäßige Mengen können einen Sauerstoffmangel in Wasserquellen verursachen, der das aquatische Leben beeinträchtigt.
  2. Nitrate und Phosphate, häufig aus Düngemitteln. Diese können Eutrophierung verursachen, wobei Algenblüten entstehen , die Organismen Licht und Sauerstoff entziehen.
  3. Adsorbierbare organisch gebundene Halogene (AOX). Sie sind potenziell toxisch, und viele sind mit umwelt- und gesundheitsbezogenen Risiken verbunden.
  4. Spurenkomponenten, wie Rückstände von Pestiziden, Hormonen, Antibiotika und industriellen Chemikalien. Viele werden als besonders besorgniserregende Stoffe klassifiziert, da sie sogar in kleinsten Konzentrationen schädlich für die menschliche Gesundheit sein können. Andere Spurenkomponenten sind persistente organische Schadstoffe (POP), die sich im Wasser, im Boden und möglicherweise in der Nahrungskette ansammeln können.
  5. Metalle, welche die menschliche Gesundheit oder das aquatische Leben beeinträchtigen können, wenn die Konzentrationen zu hoch sind.

Nicht alle Schadstoffe können durch Aktivkohleadsorption  entfernt werden. Nitrate, Phosphate und Metalle sind anorganische Komponenten und werden nicht durch Aktivkohle adsorbiert. Daher erfordern sie eine alternative Reinigungstechnik. Für die Beseitigung von CSB, BSB, AOX und Spurenkomponenten ist Aktivkohle allerdings eine wirksame Lösung.

Rechtsvorschriften schützen die natürlichen Wasserläufe und Biodiversität und mindern Risiken für die menschliche Gesundheit. Schadstoffgrenzwerte variieren je nach Komponenten, Region und Nähe zu natürlichen Ressourcen und Trinkwasserquellen.

Bereiche und Szenarien

Aktivkohle kann in vielen Industriezweigen und Situationen eingesetzt werden, insbesondere bei der Behandlung von organischen Schadstoffen in industriellen Abwässern.

Petrochemie-, Chemie- und Pharmaunternehmen produzieren in ihren Produktionsprozessen Abwasser, Spülwasser und Regenwasser, das mit organischen Stoffen, wie CSB, BSB und Spurenkomponenten verunreinigt ist. Aktivkohle kann zur Beseitigung dieser Stoffen, sowie zur Entfärbung des Prozesswassers und Abwassers eingesetzt werden.

Verwertungsbetriebe, Deponien und Abfallentsorgungsanlagen können bei Regen kontaminierte Abflüsse produzieren. Die Zusammensetzung der Verschmutzung hängt von der Art des Abfalls am Standort ab. Metalle, z. B. von alten Autoteilen und geschreddertem Material, sind häufig vorhanden, können aber nicht via Adsorption beseitigt werden. Aktivkohle entfernt in der Regel organische Verbindungen, die aus der Auswaschung von festen Abfällen oder aus Verschüttungen von Benzin und Kühlflüssigkeiten stammen.

Katastrophen wie Zugunglücke können verunreinigtes Abwasser verursachen, beispielsweise durch die Flüssigkeiten, die transportiert wurden oder durch Löschwasser, welches typischerweise fluorierte Verbindungen, wie PFAS enthält.

Sanierungsfirmen können auch Aktivkohlefilter einsetzen, genauso wie Festivals, die Abwässer aus Küchen und Duschen produzieren.

Technologien für die Abwasseraufbereitung

Abwasser wird in der Regel in Stufen aufbereitet.

  • Primäre Behandlung

Hierbei werden die gröbsten nicht-löslichen Partikel entfernt, wie Blätter und Sand. Eine Standardlösung zur Beseitigung dieser Partikel ist Sedimentation, wobei Wasser in einem Tank gelassen wird, damit sich diese Partikel ablagern können. 

Bei der chemisch-physikalischen Behandlung werden Chemikalien hinzugefügt, um die Koagulation und Flockung zu erhöhen, wodurch Verunreinigungen einfacher entfernt werden können. Metalle und manche Pharmazeutika können so beseitigt werden. Pulveraktivkohle kann in dieser Stufe hinzugefügt werden, um Giftstoffe zu beseitigen, und so die Bakterien im nächsten Behandlungsschritt zu schützen.

  • Sekundäre Behandlung

Hierbei werden organische Verunreinigungen, gemessen anhand des CSB und BSB entfernt, die beispielsweise in der Lebensmittelindustrie und im Chemie- und Pharmabereich anfallen.

Biofilter, die mithilfe von Bakterien organische Verbindungen zersetzen, werden abhängig von den zu entfernenden Verbindungen entweder unter aeroben oder anaeroben Bedingungen verwendet.

Aerobe Biofilter verbrauchen viel Energie, andernfalls würden die Bakterien absterben. Giftstoffe im Abwasser können die Bakterien auch töten und dann ist es schwer, die Kolonie neu zu bilden. Biofilter erfordern Fachwissen vor Ort und eine strenge Überwachung, um das Überleben der Bakterien zu gewährleisten.

Pulveraktivkohle kann in dieser Stufe als eine Art Vitamin hinzugefügt werden, zur Verbesserung der Flockung und zum Schutz der Bakterien.. Das nennt man auch den PACT-Prozess.

Manchmal ist diese zweite Stufe ausreichend, um Wasser zu reinigen, aber üblicherweise wird noch ein dritter Schritt benötigt. Des Weiteren entsteht bei der Biofiltration Klärschlamm, welcher selber auch aufbereitet werden muss.

  • Tertiäre Behandlung

Das ist die „Polishing“-Stufe zur Sicherstellung einer sicheren Wiederverwertung oder Entsorgung des Wassers. Mehrere Technologien werden entweder alleine oder in Kombination eingesetzt.

Membranen trennen das Abwasser in einen gereinigten Strom zum Recycling oder Entsorgung und ein Konzentrat, das noch behandelt werden muss. . Die Membrantechnik ist sehr effektiv, aber der Energieverbrauch, der erforderlich ist, um Wasser über die Membranen zu pumpen, ist hoch..

Membranen sind teuer und können durch Bakterien, Partikel oder unlösliche Salze verunreinigt werden, wodurch der Betrieb während der Reinigung eingestellt werden muss. Sie benötigen strenge Überwachung, um sicherzustellen, dass keine Schadstoffe durchbrechen.

Aktivkohlefilter adsorbieren CSB, AOX und viele Spurenkomponenten. Sie sind besonders nützlich für organische Verbindungen, die nicht biologisch abbaubar sind.

Aktivkohlefilter können allein oder zusammen mit anderen Filtern eingesetzt werden. Außerdem , können sie vor Membranen geschaltet werden, um diese vor Verunreinigungen zu schützen. Dadurch halten die Membranen länger und werden Stillstandzeiten vermieden. Wenn sie  nach Membranen geschaltet werden, können Sie im Falle eines Durchbruchs als letzter Polishing-Schritt eingesetzt werden.

Sandfilter entfernen Schwebstoffe, und werden oft zusammen mit Aktivkohlefilter verwendet.

Fortgeschrittene Oxidationsprozesse (AOP) verwenden Chemikalien wie Ozon, um die letzten Spuren von CSB zu entfernen, oft in Verbindung mit Membranen.

Desinfektion und Destillation sind unübliche Techniken, die selten außerhalb von Laborumgebungen verwendet werden.

Die Aktivkohlefilter von DESOTEC

DESOTEC bietet einen 24/7-Service in ganz Europa, um sich der Abwasserprobleme der Kunden anzunehmen, sodass diese sich auf ihr Kerngeschäft konzentrieren können.

Unsere Lösungen sind insbesondere dann nützlich, wenn Verunreinigungen nicht kontinuierlich auftreten, beispielsweise bei der Behandlung von kontaminiertem Regenwasser an einem Schrottplatz. Während Biofilter eine konstante Zufuhr von Schadstoffen zur Fütterung der Bakterien sowie eine genaue Überwachung benötigen, können Aktivkohlefilter einfach  an Ort und Stelle belassen werden, bis sie benötigt werden.

DESOTEC liefert alle mobilen Filter auf Mietbasis. Daher eignen sie sich gut für kurzfristige Bedürfnisse, wie Notfälle oder Wartungen. Firmen können sie in vollem Umfang testen und bei Bedarf optimieren oderabmelden, ohne Vorabinvestitionen tätigen zu müssen.

Das System von DESOTEC ist modular, was es äußerst flexibel macht. Für z.B. kommunale Kläranlagen ist so ein System sehr interessant, da sie mit der Ausweitung der Gemeinden oft immer mehr Wasser aufbereiten müssen. Es kann auch Unternehmen dabei helfen, bestehende Anlagen zu erweitern, um neuere, strengere Schadstoffgrenzwerte einhalten zu können.

Kunden brauchen sich nicht um die gesättigte Aktivkohle zu kümmern.. Stattdessen holt DESOTEC die gesättigten Filter ab, und wird der Betrieb des Kunden fast nicht unterbrochen. Wir transportieren diese Filter dann zu unseren Öfen, wo die Schadstoffe zerstört werden und die Aktivkohle reaktiviert wird. So stellen die DESOTEC Filter eine umweltfreundliche Lösung dar.

Wie kann DESOTEC Ihnen helfen?

In ganz Europa entscheiden sich unsere Kunden jetzt für Aktivkohle zur Abwasseraufbereitung oder integrieren sie unsere Filter in ihre Biofiltrations- oder Membransysteme.

Kontaktieren Sie unsere Ingenieure noch heute für ein Gespräch und entdecken Sie,  wie unsere Lösungen Ihrer Firma helfen können.

 

In den DESOTEC-Standorten wird die gesamte verbrauchte Aktivkohle analysiert, damit die richtigen Maßnahmen zur Handhabung und Entfernung der gesättigten Aktivkohle aus den mobilen Filtern eingeleitet werden können. Alle Moleküle, die beim Kunden in der Aktivkohle adsorbiert wurden, werden in den Reaktivierungsöfen von DESOTEC desorbiert. Diese Verunreinigungen werden dann im Einklang mit den nationalen und europäischen Gesetzgebungen durch eine Nachverbrennungsanlage samt Abgasreinigung vollständig zerstört. Die Gesamtanlagen und ihre Emissionen werden kontinuierlich online überwacht, wodurch sichergestellt wird, dass nur harmloser Wasserdampf sichtbar aus den Kaminen entweicht.