4. Techniken zur Wasseraufbereitung

4.1. Chemische Aufarbeitung der Abwässer

unbehandeltes Abwasser

4.1.1. Ionenaustauscher
Kationenaustauscher Ionenaustauscher mit Chelatgruppe Anionenaustauscher

Anwendung:
- Aufkonzentrierung von ionischen und anionischen Bestandteilen aus großen Mengen verdünnter Spülabwässer
- selektive Entfernung von Ionen aus Prozesslösungen
- Erzeugung von DI-Wasser als Spül- und Prozessmedium

4.1.2. Neutralisation bzw. pH-Wert-Korrektur

Saure Abwässer
- vorzugsweise Kalkmilch wg. Bildung von komplexen Hydroxiden Zn, Al und Cr
- Verwendung von Eisensalzen  (Co-Fällung)
- Nachteil: Bei hohen Sulfat(Schwefelsäure)-Konzentrationen bereitet das Aufarbeiten des Schlamms große  
  Probleme
- Natronlauge
- Kalkstein

Alkalische Abwässer
-  CO2
- Schwefelsäure
- HCl Achtung AOX-Werte bei technischen Produkten

4.1.3. Hydroxid(Carbonat-)fällungen


Mn+ + n OH -   -->  M(OH)n
Mn+ + n CO32- -->  M(CO3)n


nach der Fällung

Unterstützung der Fällung durch Flockung

Da die Fällungen häufig als Kolloide, die sich konventionell nicht filtrieren lassen, anfallen, müssen

- die Kolloide destabilisiert werden
- die Teilchen zueinander transportiert werden

Flockungsmittel
- Eisen- und Aluminiumsalze
- Kieselsäure
- Säuren und Laugen

Flockungshilfstoffe
- Stärke und Leim
- synthetische Polymere mit polaren oder ionischen Gruppen, wie Polyacrylamid, Polyacrylate, Polyethylenimin oder
  Polyethylenoxid

nach der Zugabe eines Flockungsmittels

4.1.4. Sulfidfällungen

Fällungsreagenz: Na2S, Organosulfide
Anwendung: bei Anwesendheit von starken Komplexbildnern
Vorteile:
- extrem geringe Löslichkeit der Schwermetallsulfide
Nachteile:
- hohe Giftigkeit bei eventuell entstehenden Schwefelwasserstoff
- bei Überdosierung muss das Sulfid mit Fe(III) oder H2O2 unschädlich gemacht werden (Mehraufwand – bzw.  
  kosten)
Ziel:
Vermeidung starker Komplexbildner

4.1.5. Cyanidentgiftung

Klassisch: mit Natriumhypochlorit oder Chlorkalk

Vorteile:
- etabliertes Verfahren
- relativ Kostengünstig
           
Nachteil:
- es können AOX-Verbindungen gebildet werden
NaCN + NaOCl                           -->  NaCNO + NaCl
NaCN + CaCl2O                          -->  NaCNO + CaCl2
2 NaCN + 5 NaOCl + 2 NaOH    -->   2 Na2CO3 + N2 + 5 NaCl + H2O

Achtung es entsteht als Zwischenprodukt ClCN als hochgiftiges Zwischenprodukt, daher immer bei pH-Werten >10 arbeiten !!!



H
2O2-Oxidation (Verwendung mit Metallkatalysatoren DEGUSSA)

Vorteile:
- es werden oxidierbare organische Mitbestandteile und bei entsprechenden pH-Wert Nitrit abgebaut
- keine AOX-Bildung im Gegensatz zum Hypochlorit-Verfahren
- bessere Trennung von Emulsionen

Nachteile:
- Kosten H2O2
- Nachreaktion H2O2-Zersetzung
Weitere Verfahren:
- elektrochemische Oxidation von Cyanid (Cynox-Verfahren)
- Ozon-Oxidation
- Bildung von schwerlöslichen Cyanokomplexen

4.1.6. Chromatentgiftung

1. Reduktion mit Sulfit, Bisulfit, Pyrosulfit oder Fe(II)
CrO42- + 3 SO32- + 2 H+   -->
Cr
3+ + 3 SO42- + 2 H2O

2. Fällung bei pH-Werten von 7,8 – 8,2  mit Kalkmilch und Flockungshilfsmitteln (langsame Fällung)

4.1.7. Komplexbildner (wie z.B. Komplexe mit EDTA, Weinsäure)


- getrennte Aufbereitung
- Verwendung von speziellen Flockungshilfmitteln
- Verwendung von komplexbrechenden Fällungsmitteln
- UV-Bestrahlung zur Zerstörung der Komplexbildner
- Ozon-Behandlung (SIMOX-Verfahren)

4.1.8. Emulsionen

- Emulsionsbrecher z.B. (65% Kalziumchlorid/ 35% Aluminiumsulfat)

4.1.9. Edelmetallerückgewinnung (Gold, Silber, Platinmetalle)

- meistens durch Elektrolyse
- seltener durch Zementation mit Zink