Im Rahmen seiner Masterarbeit im Studiengang Umweltschutz an der Hochschule Esslingen hat David Bandlow ein aktuelles und praxisrelevantes Thema aus dem Bereich der industriellen Abwasserbehandlung bei ALMAWATECH bearbeitet:
„Optimierung der Erzeugung von feinen Luftblasen bei der Druckentspannungsflotation“
Inhaltsverzeichnis
Hintergrund und Zielsetzung
Die Druckentspannungsflotation ist ein etabliertes Verfahren zur Abtrennung von Feststoffen, CSB, Stickstoff, Kohlenwasserstoffen und Emulsionen in industriellen Abwasserströmen. Der Reinigungsprozess beruht auf dem gezielten Eintrag von feinverteilten Luftblasen, die durch eine druckinduzierte Sättigung und anschließende Entspannung im Medium erzeugt werden. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss verschiedener konstruktiver Ausführungen der Entspannungskomponenten auf die Qualität der Luftblasenerzeugung zu untersuchen und daraus Rückschlüsse für eine prozessoptimierte Anlagenauslegung abzuleiten.
Methodik
Für die Versuche wurde die Entspannungsstrecke einer großtechnischen Flotationsanlage im Labormaßstab nachgebaut. Zur Analyse der Blasenverteilung wurde eine optische Messkammer mittels 3D-Druck konstruiert und mit einem Laserbeugungsanalysator ausgestattet. Ergänzend wurden bildgebende Verfahren eingesetzt, um das Blasenbild visuell zu bewerten.
Verglichen wurden mehrere marktübliche Varianten von Entspannungsventilen hinsichtlich ihrer Eignung für die Erzeugung eines homogenen Blasenbildes.
Kernaussagen der Untersuchung
Die Ergebnisse zeigen, dass die konstruktive Ausführung der Entspannungsarmatur einen signifikanten Einfluss auf die Ausbildung und Verteilung der Luftblasen hat. Einige Ventiltypen neigen unter bestimmten Bedingungen zu einer breiteren Streuung der Blasengrößen, was die Konstanz des Flotationsprozesses beeinflussen kann. Andere Typen erzeugen eine gleichmäßigere Verteilung, allerdings mit unterschiedlicher Energieeffizienz und Wartungsanfälligkeit. Die Beurteilung des optimalen Ventils hängt daher stark von der jeweiligen betrieblichen Zielsetzung ab.
Foto: Unsere Flotationsanlage ALMA NeoDAF mit Röhrenflockulator und dem patentierten Luftsättigungssystem ALMA Bubble Booster
Unsere Technologie: ALMA NeoDAF – Energieeffiziente Flotation auf dem neuesten Stand der Technik
Die Erkenntnisse aus der Masterarbeit finden direkte Anwendung in der Weiterentwicklung unserer ALMA NeoDAF – einer druckentspannungsbasierten Flotationsanlage, die speziell für industrielle Anforderungen entwickelt wurde. Die Flotationsanlage ALMA NeoDAF zeichnet sich durch einen besonders effizienten Blaseneintrag, eine kompakte Bauweise und niedrige Betriebskosten aus. Durch die gezielte Kombination aus Fällung, Flockung und Mikroblasen-Flotation erreicht sie eine hohe Abscheideleistung bei unterschiedlichsten Abwässern.
Ein zentraler Bestandteil der ALMA NeoDAF ist der ALMA Bubble Booster – unser patentiertes Luftsättigungssystem. Hierbei wird Umgebungsluft mithilfe des Venturi-Effekts durch eine Treibstromdüse angesaugt – ganz ohne energieintensive Drucklufterzeugung. Das Ergebnis: ein effizienter und ressourcenschonender Betrieb bei gleichzeitig hoher Mikroblasenqualität.
Um sicherzustellen, dass ausschließlich feine Blasen in die Flotationszelle gelangen, ist die ALMA NeoDAF mit einem zweistufigen Blasenabscheider ausgestattet. In diesem werden größere Luftblasen, die sich nicht vollständig lösen konnten, zuverlässig entfernt. Dies verhindert Turbulenzen, die den Flotatschlammteppich destabilisieren würden, sowie die Rücklösung bereits abgeschiedener Schadstoffe. Die Kombination aus fein verteilten Mikroblasen und einem ruhigen Oberflächenbild führt zu einer außergewöhnlich stabilen Abscheideleistung.
Ein weiterer Vorteil der Anlage ist der gegenstromgeführte Schlamm- und Sedimentabzug, der eine gleichmäßige Belastung entlang der Flotationszelle ermöglicht und Rücklösungseffekte minimiert. Zusätzlich setzt ALMAWATECH auf automatisierte, wartungsarme Membranventile zur Luftdosierung sowie auf eine intelligente Integration der Luftblasen in die Flockenstruktur („aerophile Flockenbildung“) – für einen stabilen und langlebigen Betrieb.
Die ALMA NeoDAF kommt unter anderem in der Lebensmittel- und Molkereiindustrie, der chemischen Industrie, bei Entsorgungsunternehmen sowie in der Oberflächenbehandlung zum Einsatz – überall dort, wo öl-, feststoff- oder emulsionbelastete Abwässer effizient und platzsparend vorbehandelt werden müssen.
Foto: Die Flotationszelle unserer Flotationsanlage ALMA NeoDAF
Praxisrelevanz und Danksagung
Die Erkenntnisse aus der Arbeit liefern wichtige Hinweise für die konstruktive und verfahrenstechnische Weiterentwicklung unserer Flotationssysteme – insbesondere im Hinblick auf Energieeffizienz, Betriebsstabilität und Wartungsfreundlichkeit. Sie fließen künftig in die Auslegung und Bewertung unserer ALMA NeoDAF-Anlagen ein.
Wir danken David Bandlow für die hervorragende Zusammenarbeit und seine wissenschaftlich fundierte Herangehensweise an ein technisches Thema mit hoher Relevanz für die Praxis. Die Arbeit ist ein gelungenes Beispiel für den Wissenstransfer zwischen Hochschule und Industrie.
