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

FG Siedlungswasserwirtschaft 39
TU Berlin
Tabelle 11: Abhängigkeit verschiedener Parameter von der Blasengröße [Damann et al. 2007],
[Stark et al. 2005]
Blasengröße [µm] 20 50 100
Anzahl der Blasen pro ml 1.250.000 100.000 14.000
Oberfläche [cm²/cm³] 23 12 6,6
Abstand der Blasen [µm] 100-150 250-350 500
Aufstiegsgeschw. [m/h],
20 °C
1 5 20
Je kleiner die Blasen, desto höher ist deren Anzahl pro definierten Volumen Fluid. Des
Weiteren reduziert sich der Abstand zwischen den einzelnen Blasen und die
Gesamtoberfläche der Blasen vergrößert sich signifikant. Folglich steigt die
Wahrscheinlichkeit der Anlagerung von Gasblasen an Feststoffpartikel. Das optimale
Blasengrößenspektrum liegt zwischen 20 und 50 µm, um eine ausreichend hohe
Kollisionsrate und optimale Auftriebsgeschwindigkeit zu garantieren. Schon eine geringe
Anzahl an Blasen über 100 µm können durch ihre größere Aufstiegsgeschwindigkeit
Turbulenzen verursachen, welche Luft-Flocken-Agglomerate zerstören oder ihre Bildung
behindern können. Daher ist ein enges und homogenes Blasenspektrum besonders wichtig.
Die hydraulischen Bedingungen müssen ebenso beachtet werden, da die entstandenen Luft-
Feststoff-Agglomerate durch zu große Scherkräfte zerstört werden können. [Damann et al.
2007]
d) Anlagerungsprozess der Gasblasen an Feststoffe
Durch unterschiedliche Mechanismen können Gasblasen an Feststoffe oder Flocken an-
oder eingelagert werden. Wenn die Dichte der Luft-Feststoff-Agglomerate kleiner als die
Dichte des Fluids ist, steigen die Agglomerate auf. Je größer die Dichtedifferenz, desto
größer die Aufstiegsgeschwindigkeit. Bei der An- oder Einlagerung der Gasblasen findet
keine nennenswerte Vergrößerung der Agglomerate statt. Die Haftungsprozesse werden
durch folgende Begebenheiten verstärkt: möglichst viele kleine Gasblasen, hydrophobe
Partikel und Flocken sowie kompakte und scherstabile Flockung der einzelnen Feststoffe.
Aus dem relativ großen Randwinkel der hydrophoben Stoffe erfolgt eine große nutzbare
Fläche zur Anlagerung der Gasblase am Partikel. [Stark et al. 2005]
Abbildung 25 zeigt die unterschiedlichen Prozesse der Luft-Feststoff-Agglomerationsbildung.