Einsatzbereiche der Flotation
Die Flotation wird eingesetzt, wenn suspendierte Stoffe oder emulgierte Verunreinigungen möglichst effektiv und platzsparend entfernt werden sollen.
Typische Anwendungen sind:
Lebensmittel- und Getränkeindustrie
- Entfernung von Fetten und Ölen
- Reduzierung von AFS (abfiltrierbare Stoffe)
- Entlastung biologischer Reinigungsstufen
Metallverarbeitung
- Abtrennung von Metallhydroxidflocken
- Entfernung von Bearbeitungsölen
- Behandlung galvanischer Abwässer
Chemische Industrie
- Entfernung schwer sedimentierbarer Feststoffe
- Vorbehandlung vor biologischen Verfahren
- Reduzierung von Schadstofffrachten
Recycling- und Entsorgungswirtschaft
- Behandlung ölhaltiger Prozessabwässer
- Trennung feiner Feststoffe
- Aufbereitung von Waschwässern
Relevante Betriebsparameter und Einflussfaktoren
Die Leistungsfähigkeit einer Flotation wird durch mehrere Faktoren beeinflusst.
Partikeleigenschaften
Entscheidend sind:
- Partikelgröße
- Partikeldichte
- Oberflächeneigenschaften
- Hydrophobie beziehungsweise Benetzbarkeit
Chemische Konditionierung
Häufig werden eingesetzt:
- Fällungsmittel
- Koagulantien
- Flockungsmittel
Diese Stoffe vergrößern Partikelverbände und verbessern die Anlagerung der Mikroblasen.
Luftblasenqualität
Wichtige Einflussgrößen sind:
- Blasengröße
- Anzahl der Blasen
- Luft-Wasser-Verhältnis
- Druck im Sättigungssystem
Zu große Luftblasen verringern die Trennleistung.
Hydraulische Bedingungen
- Verweilzeit
- Oberflächenbelastung
- Durchflusskonstanz
- Strömungsführung
Ungünstige Strömungsverhältnisse können bereits abgeschiedene Stoffe wieder in das Wasser eintragen.
Vorteile und technische Grenzen
Vorteile
- Hohe Abscheideleistung für Fette und Öle
- Gute Entfernung feiner Feststoffe
- Relativ kompakte Bauweise
- Schnelle Reaktion auf Lastschwankungen
- Geeignet als Vorbehandlung vor biologischen oder membrantechnischen Verfahren
- Verringerung von Feststoff-, CSB- oder Schwermetallfrachten
Technische Grenzen
- Gelöste Stoffe werden nicht entfernt.
- Für stabile Emulsionen ist eine chemische Vorbehandlung erforderlich.
- Die Leistungsfähigkeit hängt stark von der Wasserzusammensetzung ab.
- Chemikalienverbrauch und Schlammaufkommen können beträchtlich sein.
- Nicht jedes Abwasser eignet sich ohne verfahrenstechnische Anpassungen für eine Flotation.
Kombination mit anderen Verfahren
Flotationen werden selten als alleinige Behandlungsstufe eingesetzt.
Typische Verfahrensketten sind:
Chemisch-physikalische Vorbehandlung
Diese Kombination wird zur Entfernung von Schwermetallen, Phosphorverbindungen oder Feststoffen eingesetzt. Die Verfahrenskette aus Neutralisation, Fällung, Flockung und Flotation gehört zu den chemisch-physikalischen Behandlungsverfahren und wird innerhalb der Produktfamilie Envochem® umgesetzt.
Flotation und biologische Behandlung
Die Flotation reduziert Feststoffe sowie Fett- und Ölbelastungen. Dadurch werden biologische Behandlungsstufen entlastet und Betriebsstörungen verringert.
Biologische Verfahren werden in der industriellen Abwasserbehandlung zur Entfernung biologisch abbaubarer organischer Stoffe eingesetzt. Aerobe und anaerobe biologische Verfahren werden innerhalb der Produktfamilie Biomar® umgesetzt.
Flotation und Membrantechnik
Als Vorbehandlung vor Mikrofiltration, Ultrafiltration oder Umkehrosmose dient die Flotation dazu:
- Fouling reduzieren
- Feststoffeinträge vermindern
- die Betriebssicherheit nachfolgender Membranprozesse verbessern
Membranverfahren wie Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose werden innerhalb der Produktfamilie Envopur® umgesetzt.
Flotation und Wasserrecycling
In Wasserrecycling- und Water-Reuse-Konzepten dient die Flotation als frühe Reinigungsstufe zur Entfernung suspendierter Stoffe vor weitergehenden Aufbereitungsverfahren. Industrielle Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung und Wasserrecycling werden in mehrstufigen Behandlungskonzepten kombiniert.
Industrielle Herausforderungen
Schwankende Abwasserzusammensetzungen
Problem: Schwankende Konzentrationen von Feststoffen, Fetten oder Ölen.
Ursache: Chargenbetrieb, Produktionswechsel oder Reinigungsprozesse.
Auswirkung: Veränderliche Flockenbildung und schwankende Trennleistung.
Technische Konsequenz: Erhöhter Regelungs- und Überwachungsaufwand.
Möglicher Lösungsansatz: Homogenisierung und an die Wasserqualität angepasste Chemikaliendosierung.
Stabile Emulsionen
Problem: Fein dispergierte oder emulgierte Öle lassen sich schwer abscheiden.
Ursache: Tenside oder Prozesschemikalien stabilisieren die Öltröpfchen.
Auswirkung: Verminderte Flotationsleistung.
Technische Konsequenz: Erhöhter Chemikalienbedarf.
Möglicher Lösungsansatz: Geeignete Koagulations- und Flockungskonzepte.
Schlammmanagement
Problem: Bei der Flotation entsteht Flotatschlamm.
Ursache: Abgeschiedene Feststoffe und eingesetzte Fällungs- beziehungsweise Flockungsmittel.
Auswirkung: Entsorgungs- oder Behandlungsaufwand.
Technische Konsequenz: Zusätzliche Anforderungen an Eindickung und Entwässerung.
Möglicher Lösungsansatz: Optimierung der Chemikaliendosierung und angepasste Schlammbehandlung.
Fazit
Die Flotation ist ein etabliertes chemisch-physikalisches Verfahren zur Entfernung von Feststoffen, Fetten, Ölen und ausgeflockten Partikeln aus industriellen Abwässern. Besonders die Druckentspannungsflotation ermöglicht eine wirksame Abtrennung schwer sedimentierbarer Stoffe und wird mit Fällungs-, Flockungs-, biologischen und membrantechnischen Verfahren kombiniert. Ihre Leistungsfähigkeit hängt wesentlich von der Wasserbeschaffenheit, der Bildung geeigneter Flocken sowie den hydraulischen Betriebsbedingungen ab. Für Wasserrecycling- und Abwasserbehandlungskonzepte stellt die Flotation häufig eine wichtige Vorbehandlungsstufe dar, ersetzt jedoch keine Verfahren zur Entfernung gelöster Inhaltsstoffe.
