ph-wert-einstellungco2-neutralisation

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.

Gleichgewichte der CO2 Neutralisation
Gleichgewichte der CO2-Neutralisation

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.

CS-Düse im Bypass einer Neutralisation
CS-DÜSE im Bypass einer Neutralisation
Injector-Bicone im Bypass einer Neutralisation
INJECTOR-BICONE im Bypass einer Neutralisation
Injector-Poroxal, Spezialbegasungsschläuche zur Neutralisation
Injector-Poroxal, Spezialbegasungsschläuche zur Neutralisation

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.

In-Line-Neutralisation mit Incector-Bicone
In-Line-Neutralisation mit Incector-Bicone

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.

2-stufige Neutralisation und Fällung von Kalk
Zweistufige Neutralisation und Fällung von Kalk

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.

Flache Neutralisationskurve der Kohlensäure im Vergleich zu Mineralsäure
Lauge Neutralisieren: Flache Neutralisationskurve der Kohlensäure im Vergleich zu Mineralsäure

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

 

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.

Unsere Broschüren

Haben Sie Fragen? Dann füllen Sie das Kontaktformular aus!

Unsere Experten rufen Sie innerhalb 24 Stunden zurück!
Ich willige darin ein, dass die Air Liquide Deutschland GmbH meine angegebenen Daten dazu verwendet um mit mir anlässlich meiner Kontaktaufnahme in Verbindung zu treten, hierüber zu kommunizieren und meine Anfrage abzuwickeln. Die Datenschutzerklärung kann hier eingesehen werden. Hinweis: Sie können dieser Verwendung jederzeit gegenüber der Air Liquide widersprechen.