Gasebasierte Verfahren zur Wasser- und Abluftbehandlung

Neue Besen kehren gut

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Der intelligente Einsatz von technischen Gasen wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff ist an vielen Punkten der Wasser- und Abluftbehandlung konventionellen Umwelttechnologien überlegen. Um die charakteristischen Vorteile zu nutzen, sind jedoch effiziente Verfahren und eine geeignete Anwendungstechnik notwendig. Entsprechende Ansätze und Lösungen entwickelt Linde Gas kontinuierlich weiter.

Ob zur Abdeckung von Spitzenbelastungen, zur Geruchselimination oder zur Neutralisation von Abwasser: Der intelligente Einsatz von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) lohnt sich in vielen Bereichen des Wasserkreislaufs – vom Trinkwasser über die kommunale und industrielle Abwasseraufbereitung bis hin zum Oberflächenwasser in Seen und Flüssen. Ebenso bieten technische Gase große Potenziale bei der Abluftbehandlung und Emissionssteuerung, etwa bei der Rückgewinnung wertvoller flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) und bei der Reduktion von Stickoxidemissionen (NOx).

Umweltfreundliche Neutralisation

Kohlendioxid löst sich in Wasser als Kohlensäure und wirkt in dieser Form als Neutralisationsmittel. Durch seine Pufferwirkung lässt sich der pH-Wert im gewünschten Bereich sehr gut regeln, eine Übersäuerung vermeiden und die Anreicherung mit unerwünschten Anionen wie Chloriden und Sulfaten verhindern. Damit bietet Kohlendioxid eine wirksame und umweltfreundliche Alternative zu stark ätzenden Mineralsäuren. Es greift weder Filtergewebe noch Rohrleitungen an und ist insbesondere sicher und leicht zu handhaben.

Speziell zum wirkungsvollen Eintrag von Kohlendioxid in Trinkwasser, Prozesswasser und industrielle Abwässer hat Linde mit Solvocarb eine breite Angebotspalette an geeigneten Gaseversorgungskonzepten und leistungsfähiger Anwendungstechnik entwickelt. Die Eintragsvorrichtungen der Produktfamilie lassen sich flexibel im Inline- und Nebenstrombetrieb einsetzen und ermöglichen damit ein breites Spektrum an anwendungsspezifischen Lösungskonzepten.

Das Eindüsungssystem Solvocarb venturi erweitert ab sofort dieses Portfolio: Der mit geringem Druckverlust arbeitende Venturi-Injektor kann in Rohrleitungen integriert werden und gewährleistet einen hohen Stoffübergang sowie eine besonders gute Lösungswirkung. Damit eignet sich diese Neuentwicklung insbesondere für vielfältige Anwendungsfälle in kleinen bis mittelgroßen Aufbereitungsanlagen, in denen der pH-Wert in Frischwasser oder in Wasser mit einem hohen Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) exakt geregelt werden muss.

Aerobe Wasseraufbereitung

Sauerstoff spielt eine zentrale Rolle in der biologischen Wasserbehandlung, etwa bei der Spitzenabdeckung oder der Stickstoffelimination in kommunalen und industriellen Kläranlagen. Gelöster Sauerstoff ist eine notwendige Voraussetzung für aerobe Abbauprozesse durch Mikroorganismen. In vielen Fällen ist der Eintrag von Luftsauerstoff aber der limitierende Faktor für die Reinigungsleistung. Denn hohe Wassertemperaturen, kritische Inhaltsstoffe und erhöhte Zulauffrachten lassen die konventionellen Belüftungssysteme schnell an ihre technischen und wirtschaftlichen Grenzen stoßen. Zudem treten häufig unangenehme Begleiterscheinungen wie Aerosole, Geruchsemissionen und Schaumbildung auf.

Da sich die Eintragsleistung vorhandener Belüftungseinrichtungen nur in begrenztem Maße steigern lässt, sind bei einem Umbau oder bei Erweiterung einer Kläranlage oft sehr hohe Investitionskosten für weitere Belüftungsaggregate, Rohrleitungen, Armaturen und Belüftungselemente notwendig. Unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit wird der Einsatz von technischem Sauerstoff zur Steigerung der Reinigungsleistung in der Abwasserbehandlung deshalb immer wichtiger.

Auch hierbei ist, wie beim Einsatz von Kohlendioxid, ein möglichst effizienter Eintrag des Gases entscheidend. Linde begegnet dieser Herausforderung mit den Solvox-Verfahren. Zur Ifat zeigt das Unternehmen mit Solvox mobile ein leichtes und kompaktes Modul zur Sauerstoffanreicherung, mit dem sich Lastspitzen und Stillstandszeiten in kleineren bis mittelgroßen Aufbereitungsanlagen für industrielle Abwässer flexibel überbrücken lassen. Das System ist für die meisten Beckenformen einsetzbar und kann ohne den Einsatz eines Krans installiert werden. Darüber hinaus gewährleistet Solvox mobile minimale Energiekosten und hilft aufwendige Umbaumaßnahmen zu vermeiden.

Effiziente Ozonproduktion

Biologische Aufbereitungsverfahren können einige Mikroverunreinigungen nicht vollständig aus dem Wasser entfernen. Hier stellt neben dem Einsatz von Adsorptionstechniken die Oxidation mit Ozon (O3) eine vielverwendete Methode dar. Für die Herstellung des Gases nutzen die meisten Ozongeneratoren Sauerstoff als Einsatzstoff, wobei jedoch lediglich ein geringer Prozentsatz tatsächlich in Ozon umgesetzt wird, während rund 90 % des Sauerstoffs ungenutzt bleiben.

Um dieses Potential auszuschöpfen, hat Linde ein Verfahren zur hocheffizienten Sauerstoff-Rückgewinnung bei der Ozonproduktion entwickelt, das auf der Ifat seine Europa-Premiere erlebt: Mit Ozora lassen sich bis zu 60 % des Sauerstoffs rückgewinnen. Insbesondere für einen Ozonbedarf ab ca. 20 kg/h können mithilfe dieser Neuentwicklung signifikante Einsparungen erzielt werden. Die Technologie lässt sich sowohl für neue Ozon-Produktionsanlagen auslegen als auch für Nachrüstungen anpassen.

Abluftbehandlung

Neben Lösungen zur Abwasseraufbereitung sind auch zur Abluftbehandlung und Emissionssteuerung leistungsfähige Verfahren mit technischen Gasen verfügbar: Bei der Erfüllung der Umweltschutzbestimmungen ist die Abgasreinigung bzw. Rückgewinnung wertvoller flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) ein wichtiger Aspekt. Mit Cirrus bietet Linde dafür eine leistungsfähige Lösung. Das System basiert auf dem Prinzip der Kryokondensation mithilfe von flüssigem Stickstoff, wodurch bis zu 99 % der VOCs abgeschieden werden können.

Darüber hinaus wird Linde das patentierte LoTOx-Verfahren vorstellen, das einen entscheidenden Beitrag zur Reduktion von Stickoxid-Emissionen (NO und NO2 als NOx) aus industriellen Abgasströmen leisten kann. Bei diesem Niedertemperatur-Oxidationsverfahren wird Ozon im Temperaturbereich von unter +150 °C in einen Rauchgasstrom eingeblasen, um unlösliches NO und NO2 zu hochlöslichem N2O5 zu oxidieren. Das N2O5 wird in einem Nasswäscher ausgewaschen und bildet schwach salpetersaures Abwasser, das in Anlageprozessen verwendet oder zur Abgabe neutralisiert wird. Technologien wie SNCR (selektive nicht-katalytische Reduktion) und SCR (selektive katalytische Reduktion) erfordern höhere Betriebstemperaturen und den Einsatz von umweltschädlichen Chemikalien wie beispielsweise Ammoniak. Gegenüber SCR und SNCR bietet LoTOx eine leistungsstärkere NOx-Reduzierung bis hin zu 95 %, arbeitet darüber hinaus zuverlässig bei stark mit Partikeln und säurehaltigen Gasen verunreinigten Abgasen und reagiert flexibel auf starke Schwankungen bei den NOx-Werten in den Abgasströmen. LoTOx wurde bereits erfolgreich in einer Reihe von Verbrennungsprozessen eingeführt, wie zum Beispiel in der Energieerzeugung, der chemischen Industrie, der Metallveredelung und bei Erdölraffinerien.

www.linde-gas.de/wasserbehandlung

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav0518lindegas

IFAT: Halle B2, Stand 352


Autor: Johann Kaltenegger

VMC Anwendungstechnik Chemie,

Linde Gas Deutschland

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