Abwasserreinigung in der chemischen Industrie

Die chemis­che Indus­trie stellt einen eigen­ständi­gen Indus­triezweig dar, der soge­nan­nte Grund­chemikalien für die Pro­duk­tion von End­pro­duk­ten her­stellt und andere Branchen damit beliefert. Zu den chemisch hergestell­ten Indus­triepro­duk­ten gehören anor­gan­is­che und organ­is­che Chemikalien, Düngemit­tel, Pflanzen­be­hand­lungs- und Schädlings­bekämp­fungsmit­tel, Putzmit­tel, Seifen, Kör­perpflegemit­tel, pyrotech­nis­che Erzeug­nisse und vieles mehr.

Zu den wichtig­sten Abnehmern solch­er Sub­stanzen gehören die Indus­triezweige Kun­st­stoffind­us­trie, Lebens­mit­tel- und Phar­main­dus­trie, Baustoff- und Auto­mo­bilin­dus­trie, Maschi­nen­bau und Glasindustrie.

Bei der Pro­duk­tion der chemis­che Stoffe kom­men häu­fig große Men­gen an Wass­er zum Ein­satz. Es wird vielfältig, beispiel­sweise als Kühlwass­er, Lösung­soder Reini­gungsmedi­um ver­wen­det. Daher find­et man in großen Chemieparks häu­fig eigene biol­o­gis­che Abwasser­be­hand­lungsan­la­gen, in denen das Wass­er biol­o­gisch, ähn­lich wie in ein­er Kläran­la­gen, gere­inigt wer­den kann.

Manch­mal ist eine direk­te Ein­leitung des Brauch­wassers in die fab­rikeigene biol­o­gis­che Reini­gungsan­lage jedoch nicht ohne weit­eres möglich, denn dort kön­nen nur leicht ver­schmutzte Abwäss­er auf­bere­it­et wer­den. Das Prinzip der biol­o­gis­chen Reini­gung beruht auf der Belüf­tung des Abwassers durch die Zufuhr von Sauer­stoff. Dadurch kön­nen sich schmutz­ab­bauen­den Bak­te­rien ver­mehren, die vorhan­dene Schmutzstoffe binden. Grund­sät­zlich entste­hen bei der Pro­duk­tion von Chemikalien aber oft sehr starke, biol­o­gisch nicht abbaubare Ver­schmutzun­gen, zum Beispiel Schw­er­met­alle, Met­alle, Öle, Fette, Säuren, Phos­phate oder Stick­stoff sein. In vie­len Fällen kommt das einge­set­zte Brauch­wass­er mit den chemis­chen Sub­stanzen selb­st, beziehungsweise deren Aus­gangsstof­fen und Zwis­chen­pro­duk­ten, Waschsub­stanzen, Min­er­alölen, Schmier­stof­fen oder Kühlmit­teln in Berührung.

Die daraus resul­tieren­den Ver­schmutzun­gen sind also häu­fig gravieren­der Art, sie erfordern eine vor­bere­i­t­ende chemis­che oder physikalis­che Reini­gung, bevor sie der inter­nen biol­o­gis­chen Abwasser­reini­gung zuge­führt oder in die Kanal­i­sa­tion zu ein­er Kläran­lage geleit­et wer­den können.

Reinigungsmethoden mit chemischen Zusätzen

Zur Vor­bere­itung des Abwassers gibt es ver­schiedene Meth­o­d­en der chemis­chen Abwasser­reini­gung durch das Hinzufü­gen von chemis­chen Sub­stanzen. Ist der pH-Wert über- oder unter­schrit­ten, wer­den Säuren oder Basen zur Neu­tral­i­sa­tion zuge­set­zt. Sind hohe Met­al­lkonzen­tra­tio­nen vorhan­den, erfol­gt eine (Schw­er-) Met­allfäl­lung, wobei dem Abwass­er eben­falls bes­timmte Lau­gen oder Säuren dem Abwass­er hinzuge­fügt wer­den. Eine Enteise­nung oder Ent­man­ga­nung erfol­gt unter Zugabe von Eisen (II) Katio­nen und Man­gan­hy­dro­gen­car­bon­at, die eine entsprechende Reak­tion aus­lösen. Bei der Desin­fek­tion wird dem Abwass­er, das mit Bak­te­rien oder poten­tiellen Krankheit­ser­regern verun­reinigt ist, Chlor oder Chlor­diox­id zugegeben. Waschsub­stanzen, Dünger und Lebens­mit­telzusätze verun­reini­gen das Wass­er mit Phos­phat­en. Diese wer­den durch Phos­phat-Elim­i­na­tion unter Zuführung von Eisen- oder Alu­mini­um­salzen vom Abwass­er getrennt.

Technologien für die Abwasserreinigung

Da Abwasser­in­haltsstoffe je nach Pro­duk­tionsver­fahren und hergestell­ter Chemikalie vari­ieren, gibt es ver­schieden­ste Tech­nolo­gien zur Reini­gung von Abwässern in der Chemis­chen Indus­trie.

Min­er­alöl­haltiges Abwass­er wird in der Regel mit einem Ölab­schei­der vorg­ere­inigt. Fette und Öle kön­nen mit Hil­fe ein­er Flota­tion­san­lage vom Abwass­er getren­nt werden.

Die Zugabe von chemis­chen Sub­stanzen zur Abwasser­reini­gung erfol­gt in der Regel in ein­er kom­binierten CP- oder Flotationsanlage.

So kön­nen zum Beispiel in ein­er Flota­tion­san­lage mit Emul­sion­ss­pal­tung­sop­tion Emul­sio­nen unter Zusatz von umwelt­fre­undlichen Demul­ga­toren aufges­pal­ten werden.
Emul­sio­nen sind feinst verteilte Gemis­che zweier Flüs­sigkeit­en, beispiel­sweise Öl und Wass­er. Nach der Auf­s­pal­tung kann durch die Tech­nolo­gie der Flota­tion das leichtere Öl von der Ober­fläche abgeräumt wer­den. Dies ist meist eine sehr effiziente Meth­ode der Abwasserreinigung.

Befind­en sich im Abwass­er der chemis­chen Indus­trie nicht­flüchtige und schw­er abbaubare Stoffe, wird das themis­che Ver­fahren der Ver­damp­fung durchge­führt. Dazu muss sehr viel Energie aufgewen­det wer­den. Da das Wass­er ver­dampft ist jedoch eine Rück­gewin­nung der manch­mal wertvollen Inhaltsstoffe möglich.

Je nach Art der Anwen­dung sind indi­vidu­ell kon­fig­uri­erte kom­binierte Reini­gungssys­teme und Tech­nolo­gien in Mod­ul­form möglich.
Beispiel­sweise Flota­tion­san­la­gen mit inte­gri­ertem Fet­tab­schei­der oder inte­gri­ert­er Emul­sion­ss­pal­tan­la­gen. Auch der Ein­bau von Ver­dampfer­lö­sun­gen sind in mod­u­lar aufge­baut­en Wasser­auf­bere­itungsan­la­gen möglich.