Mit keramischen Membranscheiben aus Al2O3 lassen sich Begasungsprozesse wie die Flotation, Ozonierung oder Sauerstoffeinbringung effizienter und kostengünstiger durchführen. Dadurch ergeben sich deutliche Vorteile in der Abwasser- und Prozesswasserbehandlung und ebenso in anderen Einsatzgebieten wie der Wasser- oder Behälterentkeimung.
Der mikroporöse Materialaufbau aus Al2O3 ist Grundlage für die Funktionsweise der Membranscheiben von Kerafol. Durch Druckaufbau im Inneren der Scheiben permeiert Gas durch das mikroporöse Material, auf der gesamten Membranoberfläche entstehen feinstverteilte Gasbläschen. Die Scheiben sind in zwei Geometrien mit einem Durchmesser von 312 und 152 mm erhältlich und lassen sich je nach Anforderung horizontal oder vertikal positionieren. Das verwendete vollkeramische Material aus Al2O3 weist eine sehr gute chemische und thermische Beständigkeit auf.
Auf Grundlage der direkten Gaseinbringung mit Hilfe der mikroporösen Membranscheiben lassen sich mit geringem apparativem Aufwand effiziente und dabei einfache Anlagen realisieren.
Technische Daten
Mit einer Größe der Gasbläschen von nur 2 bis 50 µm, einer Anzahl von bis zu 120 Bill./m³, einer Kontaktzeit in der Flüssigkeit von über 60 s und einer homogenen Verteilung in der Flüssigkeit erfüllt das Kerafol-System die für einen optimalen Gasübergang in Flüssigkeiten erforderlichen Kriterien. Aus 1 m³ Gas (Luft, Sauerstoff, Ozon oder andere Gase) können so bis zu 120 Billionen Bläschen erzeugt werden.
Die Membranen arbeiten im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen unabhängig vom Umgebungsdruck, auch in Druckleitungen und Behältern, so dass auch eine Druckeinsättigung nach den Tabellen von Henry & Dalton möglich ist. Zudem lassen sich die Mikrobläschen bis zum Siedepunkt der Flüssigkeiten erzeugen. Daraus ergeben sich folgende Anwendungsgebiete für die Membranbegasung:
- Flotationsanlagen bis zu einer Wassertemperatur von 100 °C, mit oder ohne Zusatz von Chemikalien
- Druckbegasung von Flüssigkeiten, z. B. zur Kohlensäuresättigung von Wasser
- Umwälzoxidationsbiologie für drucklose Behälter, beispielsweise beim CSB-Abbau oder der Tensidoxidation in Waschwasser, bei der Nachklärung oder zur Betriebswasserbelüftung
- Entkeimung und Oxidation von großen Wasserströmen mit Ozon
- Prozesswasserentkeimung mit Ozon, beispielsweise zur Innentank- oder Flaschenentkeimung
- Strippen von Wasservorlagen zur Lösemittelentfernung oder zur Chargenoxidation oder -spaltung von Emulsionen
- Hochleistungsbelebung
Beispiel Flotation
Der Wirkungsgrad von Flotationsverfahren wird durch den Einsatz der Keramikscheiben deutlich erhöht. Die feinstverteilten und sehr kleinen Gasblasen (ca. 2 bis 50 µm) führen zu einer beschleunigten Aggregatbildung von dispergierten Partikeln. Durch die hohe Bläschenanzahl wird eine effektivere Abtrennung erreicht. Die Gasbläschen werden direkt im Medium an der Membranoberfläche erzeugt. Eine aufwändige und teure Druck-Entspannungs-Technik ist dabei nicht erforderlich.
Weitere Vorteile ergeben sich durch die Möglichkeiten der Einbringung von Bläschen in Systemen bei Gegendruck und im Bereich des Siedepunkts. Mit diesem Flotationsverfahren können sehr große Volumenströme behandelt werden, wie sie in der Papierindustrie und der chemischen Verfahrentechnik anfallen. Aufgrund der sehr kompakten Bauweise der Membranflotation sind komplette Prozess- und Abwasseraufbereitungsanlagen auf kleinstem Raum realisierbar.
Belüften von Belebungsbecken
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der Einsatz der Scheiben zur Belüftung in Belebungsbecken. Durch die mikroporösen keramischen Membranen kann Luft höchst effektiv in Flüssigkeiten eingebracht werden. Die fein verteilten und sehr kleinen Gasbläschen verbleiben sehr lange in der Flüssigkeit, was ihre Effektivität steigert.
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