PDF, 5,8 MB - FG Siedlungswasserwirtschaft - TU Berlin

FG Siedlungswasserwirtschaft 38
TU Berlin
Bei diesem Verfahren wird ein Teil des Klarwassers unter Druck gesetzt, mit Luft gesättigt
und anschließend dem Abwasserstrom über Entspannungsorgane zugeführt. [Martz 1990]
Die Flotationsanlagen besitzen gegenüber anderen Feststoff-Abtrennverfahren, wie zum
Beispiel der Sedimentation, einen geringeren Flächenbedarf. Ein Vorteil im Vergleich zur
Filtration besteht darin, dass kein zusätzlicher Abwasserstrom, wie er zum Beispiel bei der
Filterrückspülung entsteht, anfällt. Zudem sind Flotationsanlagen gegenüber schwankenden
Durchflussmengen und Feststoffgehalten sehr robust. Um den Flotationsprozess zu
optimieren, kann zusätzlich mit Flockungschemikalien gearbeitet werden. Durch die
Agglomeration der suspendierten Stoffe wird die Flotation begünstigt, außerdem werden
gelöste Stoffe ausgefällt und können mit entfernt werden. [Martz 1990], [Stark et al. 2008]
b) Mikroflotation
Eine Weiterentwicklung der konventionellen Druckentspannungsflotation stellt die
Mikroflotation dar. Das Grundprinzip beruht auf der Druckentspannungsflotation. Der Sättiger
arbeitet mit Betriebsdrücken zwischen 2 bis 4 bar, also im sogenannten Niederdruckbereich.
Trotz des geringeren Druckes werden Sättigungsgrade von über 99 % erzielt. Dies wird vor
allem durch eine Optimierung der Düsensysteme und Entspannungsventile ermöglicht,
welche zudem selbstreinigend sind und so Verstopfungen der Entspannungsapparaturen
entgegen wirken. Die neuen Entspannungsorgane in Kombination mit den optimierten
Sättigern garantieren ein dichtes und homogenes Blasenspektrum. Die Blasengröße liegt bei
den neuen Anlagen zwischen 20 bis 50 µm. Damit stellt die Mikroflotation im Vergleich zur
konventionellen DAF, bezogen auf die Leistung und den Wirkungsgrad, ein effektiveres
Verfahren dar. [Stark et al. 2008]
c) Kenngrößen der Mikroflotation
Eine wichtige Kenngröße in Bezug auf die Flotationsergebnisse ist das Luft-Feststoff-
Verhältnis, die Luftmenge im Flotationsbecken zum Feststoffgehalt [Stark et al. 2008]. Die
Luftmenge ist von zahlreichen Faktoren abhängig, wie dem erreichten Sättigungsgrad, der
Druckdifferenz am Entspannungsventil, dem Recycle-Stromverhältnis sowie der
Abwassertemperatur, die das thermodynamische Gleichgewicht im Sättiger angibt. [Stark et
al. 2005], [Stark et al. 2008] Das Recycle-Stromverhältnis kann zwischen 15 bis 100 %
betragen und hängt vor allem von der Gesamtmenge der Feststoffpartikel ab
[Christophersen 2010]. Besonders wichtig für die Auftriebsgeschwindigkeit und die
Kollisionsrate zwischen Gasblase und Partikel sind die Blasengrößen und das
Blasengrößenspektrum, welche vor allem über die Eigenschaften und die Konstruktion der
Entspannungsorgane definiert werden [Stark et al. 2008]. Des Weiteren werden sie von den
Abwassereigenschaften, wie der Oberflächenspannung, der Viskosität und dem pH-Wert
beeinflusst. Abwässer mit hoher Viskosität und geringer Oberflächenspannung begünstigen
die Bildung von Mikroblasen. Eine Verschiebung zu größeren mittleren
Gasblasendurchmessern wird durch pH-Werte von kleiner 5 verursacht. [Stark et al. 2005]
Wie aus Tabelle 11 abgeleitet werden kann, erzielt man mit 20 µm großen Blasen die besten
Flotationsergebnisse.