pH-Wert Einstellung und CO2 Neutralisation – ökologisch und ökonomisch sinnvoll
Strenge gesetzliche Auflagen tragen nachhaltig zur Verbesserung der Wasserqualität bei und schützen unsere Umwelt. Darunter fällt auch alkalisches Abwasser, das in einer Vielzahl von Industriebranchen anfällt und das gemäß den gesetzlichen Bestimmungen zu neutralisieren ist, beziehungsweise bei dem eine pH-Wert Einstellung zu erfolgen hat.
Eine pH-Einstellung von < pH 9,5 ist in der Regel die Zielvorgabe zur Einleitung in ein öffentliches Abwassersystem, < pH 8 bei Einleitung in eine biologische Stufe.
- pH-Einstellung: Ohne Salzsäure oder Schwefelsäure den pH-Wert senken
- Optimierte Neutralisationsanlagen für die CO2-Neutralisation
- Vorteile von Kohlensäure im Vergleich zu Salzsäure oder Schwefelsäure bei der Neutralisation
- Komfortable und sichere Versorgung mit Kohlensäure (CO2)
- Beratung bei der CO2-Neutralisation ist das A und O
- Nexelia zur pH-Wert Einstellung – die Marke für Lösungen und Prozessoptimierung
- Allgemeine und häufig gestellte Fragen zum Thema ph-Wert Einstellung
pH-Einstellung: Ohne Salzsäure oder Schwefelsäure den pH-Wert senken
Durch die häufig zur Abwasserneutralisation eingesetzten starken Mineralsäuren entstehen vermeidbare Mehrbelastungen für die Umwelt, die Mitarbeiter und nicht zuletzt für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.
Nexelia zur pH-Wert Einstellung bietet eine umweltfreundliche, auf dem Einsatz von Kohlendioxid (CO2) basierende Lösung. Damit entfallen die mit der Verwendung von starken Mineralsäuren einhergehenden Sicherheitsrisiken, die Gewässer-Aufsalzung durch Sulfate oder Chloride werden unterbunden.
In Wasser gelöst bildet Kohlendioxid die schwache Säure “Kohlensäure”, die eine sanfte Neutralisation ermöglicht.
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-
Die eigentliche Neutralisation – in der Praxis stufenlos – erfolgt betrachtet am Beispiel Neutralisation von Natronlauge, (NaOH) über drei Phasen, beziehungsweise drei Gleichgewichte:
Phase l – pH > 11,8
CO2 + H2O + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O
Phase ll, pH < 11,8
CO2 + H2O + Na2CO3 → 2 NaHCO3
Phase lll, pH < 8,3
Da der festgelegte Grenzwert, beispielsweise beim Lauge neutralisieren, als Indirekteinleiter nur selten unter 8,3 liegt, spielt diese Phase für die Praxis einer Neutralisationsanlage nur eine nur untergeordnete Rolle.
Optimierte Neutralisationsanlagen für die CO2-Neutralisation
Für Eintrag und Lösung von CO2 im Wasser stehen unterschiedliche, speziell entwickelte Systeme zur Verfügung:
- CS-Düse
- Injector-Bicone (Eintragsmischer/-reaktor)
- Rohrneutralisationssysteme
- Injector-Poroxal
- Eintragsdüsen
Je nach Abwasserbeschaffenheit, individuellem Bedarf und örtlichen Gegebenheiten wählen erfahrene Spezialisten gemeinsam mit dem Anlagenbetreiber das jeweils optimal geeignete Eintragssystem aus standardisierten Einzelkomponenten für die Abwasserneutralisation.
Eine besonders kompakte Einheit bietet die In-Line-Neutralisation: Sie kann als kompakte Neutralisationsanlage ohne Puffer- oder Ausgleichsbecken direkt am Abwasseranfall realisiert werden. Das CO2 wird über den speziell modifizierten Injector-Bicone eingetragen und zu 100% in Lösung gebracht. Die Reaktion der Kohlensäure findet direkt im Reaktor statt. Eine pH-Wert-Messung erfolgt idealerweise im Zulauf und Auslauf.
Die kompakte Anlage reduziert betriebssicher den pH-Wert von >pH 12 auf die geforderten Werte von <pH 9. Das Abwasser enthält nach der pH-Einstellung lediglich Hydrogencarbonate. Eine pH-Messung sowie eine CO2-Mess- und Regeleinheit sind fester Bestandteil einer jeden Abwasserneutralisation.
Bei Abwässern mit hohem Kalkanteil ermöglicht eine 2-stufige Neutralisation eine Teil-Fällung von Kalk und eine deutliche Reduzierung der Ca2+-Konzentration.
Das ist vor allem für Abwässer aus der Beton-, Zement- oder Kalkverarbeitenden Industrie interessant, aber auch für die Neutralisation von Baustellenabwasser.
Neben der Fällung ist auch das gezielte Auflösen oder in-Lösung-halten von Kalk mit CO2 möglich: Durch gezielte pH-Wert Einstellung wird Ca2+ als Hydrogenkarbonat in Lösung gehalten.
Vorteile von Kohlensäure im Vergleich zu Salzsäure oder Schwefelsäure bei der Neutralisation
In Wasser gelöst bildet Kohlendioxid (CO2) die schwache Säure “Kohlensäure” und deren Puffersystem. Diese Pufferung sorgt für eine flache Neutralisationskurve und gleichzeitig für eine höhere Stabilität gegenüber möglichem Abfallen des pH-Werts beziehungsweise pH-Schwankungen.
Eine Standardaufgabe ist das Neutralisieren von Lauge, hier am Beispiel der Neutralisation von Natronlauge mit Schwefelsäure gegenüber Kohlensäure. Die Abbildung (unten) zeigt den Verlauf der Neutralisation. Der geringere Bedarf an CO2, im Vergleich zu Mineralsäure, ist neben der flachen Neutralisationskurve ein doppelter wirtschaftlicher Vorteil: Die Regelung wird vereinfacht, der Bedarf ist geringer.
Die Vorteile von Kohlensäure gegenüber Mineralsäuren sind:
- Wirtschaftlich dank geringerem Verbrauch
- Keine Aufsalzung durch Chloride oder Sulfate
- Kein Umgang mit ätzenden Chemikalien
- Einfache Lagerung und Handhabung
- Keine Gefahr der Überdosierung und reduzierter regeltechnischer Aufwand
- Präzisere pH-Wert-Einstellung
Komfortable und sichere Versorgung mit Kohlensäure (CO2)
Kohlenstoffdioxid (CO2) und damit Kohlensäure wird aus natürlichen Quellen oder aus Industrieprozessen gewonnen und ist in unterschiedlichen Gebinden verfügbar. Im Gegensatz zu Mineralsäuren sind Lagerung und Handhabung einfach, denn CO2 ist nicht ätzend.
Bei kleineren Bedarfen kommt das Gas in Flaschenbündeln zum Anwender. Größere Volumina liefert Air Liquide in Spezialtankfahrzeugen. Die Speicherung erfolgt in diesem Fall in flüssiger Form, direkt vor Ort in Tankanlagen unterschiedlicher Größen. CO2 ist nicht als wassergefährdend eingestuft und einfach zu lagern. Sicherheitssysteme wie Tankwannen, Notduschen oder Schutzausrüstung können entfallen.
Beratung bei der CO2-Neutralisation ist das A und O
Die Neutralisation mit CO2 ist für unterschiedlichste Branchen geeignet:
- Chemie und Petrochemie
- Stahlerzeugung
- Lack- und Farbindustrie
- Zement-, Kalk- und Betonindustrie
- Kraftwerke
- Textil- und Lederindustrie
- Papierherstellung
- Lebensmittelindustrie wie Molkereien, Schlachthöfe, Getränkeindustrie, Back- und Süsswarenhersteller
- Neutralisation von Baustellenabwasser
- … generell für alkalisches Abwasser
Bei der Auswahl des geeigneten Verfahrens zur pH-Wert-Neutralisation beraten die Wasserbehandlungs-Experten von Air Liquide den Anlagenbetreiber umfassend. Auch die Integration der Neutralisationsanlage in den bestehenden Behandlungsprozess ist von großer Bedeutung.
Ob CO2-In-Line-Neutralisation oder Standard-CO2-Neutralisation in Pufferbecken – Air Liquide kann auf über 30 Jahre Erfahrung aus einer großen Zahl installierter Systeme in Europa zurückgreifen und die Betriebe wirksam bei der Erreichung ihrer Umweltziele unterstützen.
Alkalisches Abwasser wird idealerweise direkt am Ort der Entstehung mit geringem technischen Aufwand mit Kohlensäure neutralisiert – ökologisch, ökonomisch und sicherheitstechnisch sinnvoll.
Nexelia zur pH-Wert Einstellung – die Marke für Lösungen und Prozessoptimierung
Als umfassende und für Sie angepasste Lösung schafft Nexelia zur pH-Wert Einstellung die optimale Verbindung zwischen Ihrer Abwasser-Behandlungsanlage und den geeigneten Gasen und Technologien zur Neutralisation – und bietet eine umweltschonende und sichere Alternative zum Umgang mit Chemikalien wie starken Säuren. Die Neutralisation mit CO2 zählt zu den wirtschaftlichsten und umweltverträglichsten Neutralisationsanlagen-Techniken.
Nexelia, die Marke von Air Liquide für alle Prozess-Lösungen, bündelt Gase, Prozess-Know-how und Anwendungstechnologie mit einem starken Leistungsversprechen – hier zur CO2-Neutralisation.
Allgemeine und häufig gestellte Fragen zum Thema ph-Wert Einstellung
Warum sollte ich Kohlendioxid (CO2) anstelle von starken Mineralsäuren wie Salzsäure oder Schwefelsäure zur pH-Wert-Einstellung verwenden?
CO2 bietet mehrere Vorteile:
- Umweltfreundlicher: Vermeidet zusätzliche Umweltbelastungen wie z. B. die Aufsalzung von Gewässern durch Chloride oder Sulfate.
- Sicherer: Keine ätzenden Chemikalien, einfachere Lagerung und Handhabung, kein Risiko der Überdosierung.
- Wirtschaftlicher: Oft geringerer Verbrauch im Vergleich zu starken Mineralsäuren und reduzierter regeltechnischer Aufwand.
- Präzisere pH-Wert-Einstellung: Bietet eine flache Neutralisationskurve und durch die Pufferung eine höhere Stabilität gegenüber pH-Wert-Schwankungen
Wie funktioniert die pH-Wert-Neutralisation mit CO2?
In Wasser gelöst bildet CO2 die schwache Kohlensäure (H2CO3), die im Gegensatz zu starken Mineralsäuren eine wesentlich sanftere Neutralisation ermöglicht. Die Neutralisation erfolgt stufenlos in mehreren Phasen, wobei die Kohlensäure mit Laugen reagiert und abhängig vom pH-Wert Carbonate oder Hydrogencarbonate bildet. Beides Bestandteile eines natürlichen Gewässers.
Für welche Arten von Abwasser ist die CO2-Neutralisation geeignet?
Die CO2-Neutralisation ist für eine Vielzahl von Branchen und Anwendungen geeignet, jedoch nur für alkalisches Abwasser. Je höher der pH-Wert, desto besser ist es geeignet.
Dazu gehören Abwässer oder Prozesswässer der:
- Chemie und Petrochemie
- Stahlerzeugung
- Zement-, Kalk- und Betonindustrie
- Kohle/Braunkohle-Kraftwerke
- Textil- und Lederindustrie
- Papierherstellung
- Lebensmittelindustrie (Molkereien, Schlachthöfe, Getränkeindustrie, etc.)
- Baustellenabwasser
Welche Arten von CO2-Eintragssystemen gibt es?
CO2 wird vor Ort teils flüssig gelagert und steht zur Neutralisation gasförmig zur Verfügung. Daher muss es durch geeignete Systeme im Wasser gelöst werden. Es gibt verschiedene Systeme, um CO2 in das Abwasser einzubringen und verlustfrei zu lösen, darunter:
- CS-Düse
- Injector-Bicone (Eintragsmischer/-reaktor)
- Rohrneutralisationssysteme
- Injector-Poroxal
- Eintragslanzen
Die Auswahl des optimalen Systems hängt von der Abwasserbeschaffenheit, den individuellen Anforderungen und den örtlichen Gegebenheiten ab.
Was ist eine In-Line-Neutralisation?
Die In-Line-Neutralisation ist eine kompakte Neutralisationsanlage, die ohne Puffer- oder Ausgleichsbecken direkt am Abwasseranfall realisiert werden kann. Das CO2 wird über einen speziell modifizierten Injector-Bicone eingetragen und vollständig in Lösung gebracht. Hohe pH-Werte oder hohe Abwassertemperaturen sind dabei kein Hindernis.
Was ist bei der Neutralisation von Abwasser mit hohem Kalkanteil zu beachten?
Bei Abwässern mit hohem Kalkanteil kann eine 2-stufige Neutralisation eingesetzt werden, um eine Teil-Fällung von Kalk und damit eine deutliche Reduzierung der Ca2+-Konzentration zu erreichen. Auch das gezielte Auflösen oder in-Lösung-halten von Kalk ist mit CO2 möglich: Durch gezielte pH-Wert Einstellung wird dabei Ca2+ als Hydrogenkarbonat in Lösung gehalten.
Wie erfolgt die CO2-Versorgung?
CO2 wird aus natürlichen Quellen oder aus Industrieprozessen gewonnen, gereinigt und aufbereitet und ist in unterschiedlichen Gebinden verfügbar. Bei kleineren Bedarfen wird das Gas in Flaschenbündeln geliefert, größere Volumina werden in flüssiger Form in Spezialtankfahrzeugen transportiert und vor Ort in Tankanlagen gespeichert. Die Entnahme aus den unterschiedlichen Systemen erfolgt in der Regel gasförmig.
Ist CO2 gefährlich?
Im Vergleich zu Mineralsäuren sind Lagerung und Handhabung von CO2 einfach, da es nicht ätzend ist. Es ist zudem nicht als wassergefährdend eingestuft. In geschlossenen Räumen wird eine CO2 Raumluftüberwachung erforderlich.
Was ist Nexelia zur pH-Wert Einstellung?
Nexelia ist die Marke von Air Liquide für umfassende Lösungen zur pH-Wert-Einstellung. Sie kombiniert unsere Gase und Technologien zur Neutralisation und bietet eine umweltschonende und sichere Alternative zum Umgang mit starken Mineralsäuren.
Bietet Air Liquide Beratung zur Integration der Technologien an?
Die individuelle Beratung ist ein essentieller Bestandteil unserer Angebote – von der Auswahl der geeigneten Technologie bis zur Integration in bestehende Systeme. Unsere Experten verfügen über mehr als 50 Jahre Erfahrung in der Wasserbehandlung und sind weltweit vernetzt. Bitte kontaktieren Sie uns über das Kontaktformular.
Kann ich eine Demonstration der Technologien erhalten?
Ja, wir bieten Vor-Ort-Demonstrationen mit mobilen Systemen an, um die Leistungsfähigkeit unserer Lösungen unter Beweis zu stellen. Abhängig von der Thematik bieten wir Vorversuche im Labor-, vor Ort im Teilstrom aber auch Full Scale Versuche an. Abhängig von Ihren Erwartungen erfolgt ebenfalls eine Versuchsbegleitung vor Ort.
Für weitere Fragen oder einen persönlichen Kontakt füllen Sie bitte das Kontaktformular aus.
Wir freuen uns über Ihre Anfragen und stehen Ihnen für einen persönlichen Austausch gerne zur Verfügung.
