CP-Anlagen für die chemisch-physikalische Abwasserbehandlung

Eine CP-Anlage ist eine chemisch-physikalische Abwasserbehandlungsanlage. Sie kombiniert chemische Verfahrensschritte wie Neutralisation, Fällung, Koagulation und Flockung mit physikalischen Trennverfahren wie Sedimentation, Flotation oder Filtration.

Ziel ist es, gelöste, kolloidale oder suspendierte Inhaltsstoffe aus Industrieabwasser in eine abtrennbare Form zu überführen. Anschließend werden die gebildeten Feststoffe aus dem Wasser entfernt und als Schlamm weiterbehandelt.

Je nach Wasserchemie und Verfahrensauslegung können unter anderem folgende Stoffe reduziert oder entfernt werden:

• Schwermetalle wie Nickel, Kupfer, Zink, Chrom oder Blei
• Phosphor und Phosphate
• Fluorid und weitere fällbare Anionen
• suspendierte Feststoffe und Trübungen
• kolloidale Partikel
• Härtebildner und Karbonate
• Öle, Fette und geeignete Emulsionen
• Pigmente, Lackbestandteile und mineralische Partikel

Die erreichbare Reinigungsleistung hängt unter anderem von Konzentration, Bindungsform, Komplexierung, pH-Wert, Temperatur und weiteren Inhaltsstoffen des Abwassers ab.

Bei der Fällung werden gelöste Inhaltsstoffe durch eine chemische Reaktion in schwer lösliche Feststoffe überführt. Ein typisches Beispiel ist die Fällung gelöster Metallionen als Metallhydroxide oder Metallsulfide.

Bei der Flockung werden diese feinen Fällungsprodukte und weitere Partikel zu größeren Flocken verbunden. Dadurch lassen sie sich anschließend besser sedimentieren, flotieren oder filtrieren.

Fällung und Flockung erfüllen unterschiedliche Aufgaben, werden in einer CP-Anlage aber häufig direkt miteinander kombiniert.

Eine Batchanlage eignet sich besonders für:

• kleine oder diskontinuierlich anfallende Abwassermengen
• stark schwankende Zusammensetzungen
• hoch konzentrierte Teilströme
• kontrollierte Behandlung einzelner Chargen

Eine kontinuierliche Durchlaufanlage eignet sich besonders für:

• regelmäßig anfallende Abwasserströme
• mittlere bis große Volumenströme
• automatisierten Dauerbetrieb
• weitgehend kontinuierliche Produktionsprozesse

Die Auswahl richtet sich nach Abwassermenge, Belastungsschwankungen, Produktionsablauf, Kontrollanforderungen und verfügbarer Aufstellfläche.

Flotation ist häufig dann vorteilhaft, wenn die gebildeten Flocken eine geringe Dichte besitzen und sich nur langsam oder unvollständig absetzen.

Typische Anwendungsfälle sind:

• leichte Flocken
• Fette und Öle
• Emulsionen
• organische Feststoffe
• schlecht sedimentierbare Partikel

Bei der Druckentspannungsflotation lagern sich feine Luftblasen an die Feststoffe an und transportieren sie an die Wasseroberfläche. Für schwere, mineralische und gut absetzbare Flocken ist dagegen häufig eine Sedimentation oder Lamellenabscheidung geeigneter.

Bei komplexen, schwankenden oder bislang unbekannten Industrieabwässern sind Labor- oder Pilotversuche sehr empfehlenswert.

Dabei können unter anderem folgende Parameter untersucht werden:

• geeigneter pH-Bereich
• passendes Fällungs- und Flockungsmittel
• erforderliche Chemikaliendosierung
• Flockenbildung und Absetzverhalten
• Schlammvolumen und Entwässerbarkeit
• erreichbare Ablaufqualität
• mögliche Wechselwirkungen mit weiteren Inhaltsstoffen

Die Ergebnisse reduzieren das Auslegungsrisiko und schaffen eine belastbare Grundlage für Planung, Investition und Betrieb.

Für eine erste technische Bewertung sind insbesondere folgende Informationen hilfreich:

• Herkunft und Art des Abwassers
• durchschnittlicher und maximaler Volumenstrom
• kontinuierlicher oder chargenweiser Abwasseranfall
• aktuelle Wasseranalysen
• relevante Zielstoffe und Konzentrationen
• geforderte Ablauf- oder Einleitwerte
• vorhandene Vor- und Nachbehandlung
• verfügbare Aufstellfläche
• Anforderungen an Automatisierung und Schlammbehandlung

Je vollständiger diese Daten vorliegen, desto genauer können Verfahrenskonzept, Anlagengröße und möglicher Projektumfang bewertet werden.

Ja. Eine CP-Anlage kann als eigenständige Behandlung oder als zusätzliche Verfahrensstufe in eine bestehende Anlage integriert werden. Mögliche Einsatzpositionen sind die Vorbehandlung vor einer biologischen Kläranlage, die Entfernung bestimmter Teilstrombelastungen oder die Aufbereitung vor Filtration, Membrantechnik und Water-Reuse.

Für die Integration werden unter anderem die vorhandene Hydraulik, Aufstellfläche, Schnittstellen, Steuerungstechnik und nachfolgenden Behandlungsschritte betrachtet.

Die Betriebskosten einer CP-Anlage hängen insbesondere vom Chemikalienverbrauch, Energiebedarf, Schlammanfall, Entsorgungsaufwand und Wartungsbedarf ab. Eine pauschale Angabe ist deshalb ohne Kenntnis des Abwassers und der geforderten Ablaufqualität nicht belastbar.

Laborversuche, eine bedarfsgerechte Chemikaliendosierung und eine abgestimmte Schlammbehandlung helfen dabei, Betriebsmittelverbrauch und Reststoffmengen zu reduzieren. Neben den Investitionskosten sollten daher immer auch die langfristigen Betriebskosten betrachtet werden.