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Vorwort |
6 |
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Inhaltsverzeichnis |
10 |
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Autorenverzeichnis |
22 |
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1 Rechtliche Grundsätze der Abwasserbehandlung nach Anhang 40 der AbwasserVO |
26 |
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1.1 Vorbemerkung |
26 |
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1.1.1 Einleitung |
26 |
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|
1.1.2 Rechtliche Grundlagen |
26 |
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|
1.1.3 Entwicklungen im Wasserrecht |
27 |
|
|
1.2 Grundsätze |
27 |
|
|
1.2.1 Vereinfachte Zusammenfassung |
27 |
|
|
1.2.2 Grundsätzliche Genehmigungspflicht |
29 |
|
|
1.2.3 Genehmigungen |
29 |
|
|
1.2.3.1 Genehmigungsvarianten |
29 |
|
|
1.2.3.2 Genehmigungskategorien |
30 |
|
|
1.2.3.3 Besonderheiten der wasserrechtlichen Genehmigung |
31 |
|
|
1.2.3.4 Wasserrechtliche Anlagengenehmigung nach §?60 WHG |
32 |
|
|
1.3 Einleitung und Überwachungswerte |
33 |
|
|
1.3.1 IE-Einleiter |
33 |
|
|
1.3.1.1 Qualifikation zum IE-Einleiter |
33 |
|
|
1.3.1.1.1 Oberflächenbehandlung – elektrolytisch oder chemisch |
33 |
|
|
1.3.1.1.2 Feuerverzinkereien |
34 |
|
|
1.3.1.2 Anforderungen an den IE-Einleiter |
34 |
|
|
1.3.1.2.1 BVT – Beste Verfügbare Techniken/Stand der Technik |
34 |
|
|
1.3.1.2.2 Zukünftige Weiterentwicklung der BVT und Umsetzung ins deutsche Recht |
35 |
|
|
1.3.1.2.3 IZÜV – Industriekläranlagen-Zulassungs- und Überwachungsverordnung |
36 |
|
|
1.3.2 Direkteinleiter nach §?57 WHG |
37 |
|
|
1.3.3 Indirekteinleiter nach §?58 WHG |
38 |
|
|
1.3.3.1 Sulfatproblematik – Betonkorrosion |
39 |
|
|
1.3.4 Abwasserfreie Galvanik/Verdampfer |
39 |
|
|
1.3.5 Anhang 40 der AbwasserVO |
39 |
|
|
1.3.5.1 Zukünftige Anpassungen der AbwasserVO |
40 |
|
|
1.3.5.2 Grundsätzliches zur AbwasserVO |
40 |
|
|
1.3.5.3 4-von-5-Regel |
40 |
|
|
1.3.5.4 Industriezweige für den Anhang 40/Teil A |
41 |
|
|
1.3.5.5 Überwachungswerte an der Einleitungsstelle in Gewässer/Teil C |
42 |
|
|
1.3.5.6 Überwachungswerte vor der Vermischung/Teil D |
42 |
|
|
1.3.5.7 Überwachungswerte am Ort des Anfalls/Teil E |
43 |
|
|
1.4 Wasserrechtliches Genehmigungsverfahren |
43 |
|
|
1.4.1 Grundsätzliche Antragsunterlagen ohne UVP-Pflicht |
45 |
|
|
1.4.2 Wassersparende Maßnahmen gem. Anhang 40 der AbwasserVO/Teil B |
45 |
|
|
1.4.3 Zusätzliche Antragsunterlagen bei UVP-Pflicht |
45 |
|
|
1.4.4 Zusätzliche Antragsunterlagen für IE-Einleiter |
46 |
|
|
1.5 Betrieb der Abwasseranlage |
46 |
|
|
1.5.1 Betrieb einer Industrieparkkläranlage nach dem Stand der Technik |
46 |
|
|
1.5.2 Betrieb einer Abwasseranlage nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik |
47 |
|
|
1.5.2.1 Externe Dienstleister in einer Abwasseranlage |
48 |
|
|
1.5.2.2 Kooperation mit anderen Betreibern |
48 |
|
|
1.5.3 Eigenüberwachung nach §?61 WHG |
48 |
|
|
1.5.4 Stilllegung eines IE-Einleiters |
49 |
|
|
1.5.5 Ordnungswidrigkeiten |
49 |
|
|
1.5.6 Strafrecht |
50 |
|
|
1.5.6.1 Gewässerverunreinigung, §?324 Abs. 1 StGB |
51 |
|
|
1.5.6.1.1 Verunreinigung eines Gewässers |
51 |
|
|
1.5.6.1.2 Unbefugt |
51 |
|
|
1.5.6.1.3 Auswirkungen |
52 |
|
|
1.5.6.2 Bodenverunreinigung, §?324a Abs. 1 StGB |
53 |
|
|
1.5.6.3 Unerlaubter Umgang mit Abfällen, §?326 Abs. 1 StGB |
53 |
|
|
1.5.6.4 Unerlaubtes Betreiben von Anlagen, §?327 Abs. 2 Nr. 4 StGB |
54 |
|
|
1.5.6.5 Besonders schwerer Fall einer Umweltstraftat, §?330 StGB |
54 |
|
|
Endnoten |
54 |
|
|
2 Abwasserbehandlung, theoretische Grundlagen |
64 |
|
|
2.1 Abwasserarten, Konzentration und Frachten |
64 |
|
|
2.1.1 Neutralsalze |
66 |
|
|
2.2 Chemische Reaktion |
68 |
|
|
2.2.1 Reaktionsgeschwindigkeit (vgl. Kerber sowie Wedler 1982) |
68 |
|
|
2.2.2 Reaktionsgleichgewicht (vgl. Wedler 1982 sowie Schneider) |
72 |
|
|
2.3 Neutralisation |
74 |
|
|
2.3.1 pH-Wert |
74 |
|
|
2.3.2 Neutralisationsreaktion |
76 |
|
|
2.3.3 Neutralisationsmittel |
78 |
|
|
2.4 Fällung der Metalle mit basischen Stoffen (Neutralisationsfällung) |
82 |
|
|
2.4.1 Fällungsmittel und Fällungsprodukte |
82 |
|
|
2.4.2 Fällungs-pH-Wert |
83 |
|
|
2.4.3 Fällungsregeln |
84 |
|
|
2.4.4 Löslichkeitsprodukt |
85 |
|
|
2.5 Fällung der Metalle mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
88 |
|
|
2.5.1 Fällung mit Natriumsulfid |
88 |
|
|
2.5.2 Fällung mit Organosulfid |
91 |
|
|
2.5.3 Fällung mit anorganischen Polysulfiden oder Kombinationsprodukten |
92 |
|
|
2.5.4 Zusammenfassung der Fällung der Metalle mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
93 |
|
|
2.6 Abtrennung der Fällungsprodukte aus der wässrigen Phase |
93 |
|
|
2.6.1 Fällung |
93 |
|
|
2.6.2 Flockung |
95 |
|
|
2.6.3 Sedimentation |
100 |
|
|
2.6.4 Zusammenfassung Fällung, Flockung und Sedimentation |
102 |
|
|
2.7 Komplexverbindungen |
104 |
|
|
2.7.1 Chemie der Metallkomplexverbindungen (vgl. Glen sowie Schwarzenbach 1965, Wagner 1974 und Kober 1979) |
104 |
|
|
2.7.2 Komplexbildner im Abwasser der oberflächenveredelnden Industrie |
108 |
|
|
2.7.3 Metallkomplexverbindungen |
109 |
|
|
2.7.3.1 Metallkomplexverbindungen mit anorganischen Verbindungen |
109 |
|
|
2.7.3.2 Metallkomplexverbindungen mit Aminen |
113 |
|
|
2.7.3.3 Metallkomplexverbindungen mit Aminoessigsäuren |
115 |
|
|
2.7.3.4 Metallkomplexverbindungen mit Oxocarbonsäuren |
120 |
|
|
Literatur |
122 |
|
|
3 Chemie und Technik der chemisch-physikalischen Entgiftung und Elimination von Schadstoffen |
124 |
|
|
3.1 Elimination von Metallionen aus dem Abwasser vorrangig durch Fällung |
124 |
|
|
3.1.1 Aluminium |
124 |
|
|
3.1.2 Antimon |
127 |
|
|
3.1.3 Arsen |
127 |
|
|
3.1.4 Blei |
128 |
|
|
3.1.4.1 Neutralisationsfällung |
128 |
|
|
3.1.4.2 Fällung mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
131 |
|
|
3.1.5 Cadmium |
131 |
|
|
3.1.5.1 Neutralisationsfällung |
131 |
|
|
3.1.5.2 Fällung mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
133 |
|
|
3.1.6 Chrom |
134 |
|
|
3.1.7 Eisen(II)-verbindungen |
138 |
|
|
3.1.7.1 Oxidation der zweiwertigen Eisenverbindungen zu dreiwertigen Eisenverbindungen |
138 |
|
|
3.1.7.2 Neutralisationsfällung |
140 |
|
|
3.1.7.3 Fällung mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
141 |
|
|
3.1.8 Eisen(III)-verbindungen |
141 |
|
|
3.1.8.1 Neutralisationsfällung |
141 |
|
|
3.1.8.2 Fällung mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
143 |
|
|
3.1.9 Kupfer |
143 |
|
|
3.1.9.1 Neutralisationsfällung |
143 |
|
|
3.1.9.2 Fällung mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
146 |
|
|
3.1.10 Molybdän |
147 |
|
|
3.1.11 Nickel |
148 |
|
|
3.1.11.1 Neutralisationsfällung |
148 |
|
|
3.1.11.2 Fällung mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
152 |
|
|
3.1.12 Vanadium |
152 |
|
|
3.1.13 Wolfram |
153 |
|
|
3.1.14 Zink |
153 |
|
|
3.1.14.1 Neutralisationsfällung |
153 |
|
|
3.1.14.2 Fällung mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
158 |
|
|
3.1.15 Zinn |
158 |
|
|
3.1.16 Andere Elemente wie Gd, Co, Mg, Mn, Ag, In, Ta, Ti, und Zr |
159 |
|
|
3.1.17 Gemeinsame Ausfällung mehrerer Metalle aus verdünnten Lösungen |
160 |
|
|
3.1.18 Zusammenfassung der Fällung von Metallionen aus dem Abwasser |
163 |
|
|
3.2 Metallkomplexverbindungen und ihre Behandlung |
168 |
|
|
3.2.1 Einfluss von Komplexbildnern auf die Abwasserbehandlung |
168 |
|
|
3.2.2 Möglichkeiten der Abwasserbehandlung |
170 |
|
|
3.2.2.1 Fällung der Metalle |
170 |
|
|
3.2.2.1.1 Hydroxidfällung/Überalkalisierung |
170 |
|
|
3.2.2.1.2 Fällungen mit schwefelhaltigen Fällungsmitteln |
174 |
|
|
3.2.2.2 Oxidation des Komplexbildners |
177 |
|
|
3.2.2.3 Bindung von Metallkomplexen oder Komplexbildnern |
182 |
|
|
3.2.2.4 Zusammenfassung der Möglichkeiten der Abwasserbehandlung von komplexbildnerhaltigem Abwasser |
184 |
|
|
3.3 Behandlung anionischer Schadstoffe |
186 |
|
|
3.3.1 Cyanidentgiftung |
186 |
|
|
3.3.1.1 Metallcyanokomplexe |
187 |
|
|
3.3.1.2 Cyanidentgiftung mit Natriumhypochlorit |
189 |
|
|
3.3.1.2.1 Bildung von organischen Halogenverbindungen – AOX |
195 |
|
|
3.3.1.3 Weitere Verfahren zur Cyanidentgiftung |
196 |
|
|
3.3.1.3.1 Cyanidentgiftung mit Wasserstoffperoxid und/oder UV-Strahlen |
196 |
|
|
3.3.1.3.2 Cyanidentgiftung mit Peroxomonoschwefelsäure |
201 |
|
|
3.3.1.3.3 Cyanidentgiftung durch anodische Oxidation |
202 |
|
|
3.3.1.4 Technologie zur nasschemischen Entgiftung von Cyanid |
206 |
|
|
3.3.1.5 Zusammenfassung der Cyanidentgiftung |
207 |
|
|
3.3.2 Entgiftung sechswertiger Chromverbindungen |
210 |
|
|
3.3.2.1 Chromatentgiftung mit Sulfit und Entgiftung des Sulfits |
210 |
|
|
3.3.2.1.1 Anlagentechnik zur Chromatreduktion mit Natriumdisulfit |
213 |
|
|
3.3.2.2 Chromatentgiftung mit Eisen(II)-verbindungen |
214 |
|
|
3.3.2.3 Zusammenfassung der Chromatentgiftung |
215 |
|
|
3.3.3 Nitritentgiftung |
215 |
|
|
3.3.4 Fällung des Fluorids |
218 |
|
|
3.3.5 Fällung des Sulfats |
221 |
|
|
3.3.6 Fällung phosphathaltiger Verbindungen |
225 |
|
|
3.3.7 Elimination des Sulfids |
227 |
|
|
3.4 Elimination anderer Schadstoffe |
228 |
|
|
3.4.1 Elimination von Wasserstoffperoxid oder Peroxoverbindungen |
228 |
|
|
3.4.2 Elimination von freiem Chlor |
229 |
|
|
3.4.3 Elimination von Ammoniak |
229 |
|
|
3.4.4 Elimination von organischen Kohlenwasserstoffen bzw. TOC- oder CSB-Verursachern |
233 |
|
|
3.5 Öl-, fett- und emulsionshaltiges Abwasser |
237 |
|
|
3.5.1 Herkunft |
237 |
|
|
3.5.2 Abtrennung nicht emulgierter Öle und Fette |
238 |
|
|
3.5.3 Physikalische und chemische Eigenschaften von Emulsionen |
239 |
|
|
3.5.4 Emulsionsspaltung |
241 |
|
|
3.5.4.1 Chemische Verfahren |
241 |
|
|
3.5.4.2 Physikalische Verfahren |
242 |
|
|
3.5.4.3 Thermische Verfahren |
243 |
|
|
3.5.4.4 Mechanische Verfahren |
243 |
|
|
3.5.4.4.1 Membranfiltration |
245 |
|
|
Literatur |
252 |
|
|
4 Apparate- und Verfahrenstechnik |
258 |
|
|
4.1 Apparatetechnik |
258 |
|
|
4.1.1 Behälter für Flüssigkeiten und Feststoffe |
258 |
|
|
4.1.2 Reaktoren |
263 |
|
|
4.1.3 Sedimentationsanlagen zur kontinuierlichen Feststoffabtrennung |
264 |
|
|
4.1.4 Dosier- und Ansetzbehälter für Behandlungschemikalien |
265 |
|
|
4.1.5 Pumpen |
269 |
|
|
4.1.6 Mischer |
271 |
|
|
4.1.7 Armaturen und Rohrleitungen |
274 |
|
|
4.1.8 Abluft/Abluftwäscher/Behälterdruck |
275 |
|
|
4.1.9 Feststoffabtrennung durch Filtration, Schlammentwässerung |
276 |
|
|
4.1.9.1 Kammerfilterpressen/Bandfilter |
276 |
|
|
4.1.9.2 Druckfilter |
278 |
|
|
4.1.10 Gestaltung der Räume, in denen Abwasseranlagen installiert sind |
281 |
|
|
4.2 Verfahrenstechnik |
281 |
|
|
4.2.1 Faktoren, die die Apparate- und Verfahrenstechnik beeinflussen |
281 |
|
|
4.2.2 Bemessung einzelner Aggregate und Behandlungsstrecken |
284 |
|
|
4.2.2.1 Behälter für Flüssigkeiten und Feststoffe |
284 |
|
|
4.2.2.2 Reaktoren |
286 |
|
|
4.2.2.3 Sedimentationsanlagen zur kontinuierlichen Feststoffabtrennung |
288 |
|
|
4.2.2.3.1 Lamellenabscheider [55] |
291 |
|
|
4.2.2.4 Dosier- und Ansetzbehälter für Behandlungschemikalien |
293 |
|
|
4.2.2.5 Pumpen |
294 |
|
|
4.2.2.6 Mischer |
295 |
|
|
4.2.2.7 Abluft/Abluftwäscher |
295 |
|
|
4.2.2.8 Feststoffabtrennung durch Filtration, Schlammentwässerung |
297 |
|
|
4.2.2.8.1 Kammerfilterpresse/Bandfilter |
297 |
|
|
4.2.2.8.2 Druckfilter |
299 |
|
|
4.2.3 Grundsätze zur Auswahl von Verfahren |
302 |
|
|
4.2.4 Verfahren zur Wasseraufbereitung |
304 |
|
|
4.2.4.1 Aufbereitung von Frischwasser |
304 |
|
|
4.2.4.2 Aufbereitung von Abwasser |
307 |
|
|
4.2.5 Verfahren zur Abwasserbehandlung |
309 |
|
|
4.2.5.1 Durchlaufbehandlungen |
310 |
|
|
4.2.5.2 Chargenanlagen |
312 |
|
|
4.2.5.3 Abwassertrennung |
314 |
|
|
4.2.5.4 Verfahrensentwicklung |
315 |
|
|
4.2.5.5 Neutralsalze – Verminderung, Vermeidung, Elimination |
315 |
|
|
Literatur |
317 |
|
|
5 Ionenaustauschverfahren |
318 |
|
|
5.1 Einsatzmöglichkeiten in der Oberflächen veredelnden Industrie |
318 |
|
|
5.2 Ionenaustauschharze |
318 |
|
|
5.2.1 Definition |
318 |
|
|
5.2.2 Physikalische Eigenschaften |
319 |
|
|
5.2.3 Austauschreaktion |
321 |
|
|
5.2.3.1 Reaktionsgleichgewicht |
321 |
|
|
5.2.3.2 Reaktionsgeschwindigkeit |
323 |
|
|
5.2.3.3 Eigenschaften der gebräuchlichen Harze |
324 |
|
|
5.2.3.3.1 Starksaure Kationenaustauscher |
324 |
|
|
5.2.3.3.2 Schwachsaure Kationenaustauscher |
327 |
|
|
5.2.3.3.3 Schwachbasische Anionenaustauscher |
327 |
|
|
5.2.3.3.4 Starkbasische Anionenaustauscher |
328 |
|
|
5.2.4 Reaktionstechnik beim Einsatz von Ionenaustauschern |
329 |
|
|
5.2.5 Verwendung der einzelnen Ionenaustauscherarten |
330 |
|
|
5.3 Spülwasserkreislauf |
331 |
|
|
5.3.1 Bedingungen für den Einsatz und Prinzip des Verfahrens |
331 |
|
|
5.3.2 Chemische und physikalische Vorgänge |
333 |
|
|
5.3.2.1 Rohwasser, Rohwasserfiltration |
333 |
|
|
5.3.2.2 Kationenaustausch |
333 |
|
|
5.3.2.3 Anionenaustausch |
335 |
|
|
5.3.2.4 Reinwasser |
336 |
|
|
5.3.2.5 Verbesserung der Reinwasserqualität durch zusätzliche Maßnahmen |
339 |
|
|
5.3.2.6 Verhalten der Ionenaustauscher gegenüber nichtionogenen Tensiden |
340 |
|
|
5.3.2.7 Einflüsse und Stoffe, durch die Harze geschädigt bzw. in ihrer Arbeitsweise beeinträchtigt |
343 |
|
|
5.3.2.8 Regeneration der Ionenaustauscher |
345 |
|
|
5.3.2.8.1 Normalregeneration |
345 |
|
|
5.3.2.8.2 Spezialregeneration |
349 |
|
|
5.3.2.8.3 Behandlung bei Algenbefall |
350 |
|
|
5.3.3 Verfahrenstechnik des Spülwasserkreislaufs |
351 |
|
|
5.3.3.1 Prinzipieller Aufbau von Kreislaufanlagen |
352 |
|
|
5.3.3.1.1 Rohwasserspeicher und Rohwasserpumpen |
352 |
|
|
5.3.3.1.2 Filter- und Austauscherkolonnen |
353 |
|
|
5.3.3.1.3 Regeneriereinrichtungen |
356 |
|
|
5.3.3.2 Technische Varianten |
358 |
|
|
5.3.3.2.1 Schaltungsmöglichkeiten der Kolonnen |
358 |
|
|
5.3.3.2.2 Beaufschlagungsmöglichkeiten der Kolonnen |
360 |
|
|
5.3.3.2.3 Kleinanlagen mit externer Regenerierung |
362 |
|
|
5.3.4 Ökologische Bedeutung des Spülwasserkreislaufs |
363 |
|
|
5.4 Selektiv arbeitende Ionenaustauscher zur Abwasserschlussreinigung |
364 |
|
|
Literatur |
368 |
|
|
6 Grundlagen, Anwendung und Optimierung der Prozess-, Spül- und Recyclingtechnik und Stoffkreislaufführung |
370 |
|
|
6.1 Begriffe und mathematisches Grundmodell (theoretischer Teil) |
370 |
|
|
6.1.1 Charakterisierung der Prozessgrößen und -teilnehmer |
370 |
|
|
6.1.2 Darstellung des mathematischen Grundmodells |
373 |
|
|
6.1.2.1 Störstoffanreicherung im Aktivbad |
377 |
|
|
6.1.2.1.1 Aktivbad mit Verschleppung |
377 |
|
|
6.1.2.1.2 Aktivbad mit Verschleppung und Feed & Bleed-Verfahren |
379 |
|
|
6.1.2.1.3 Kreislaufsystem |
381 |
|
|
6.1.2.1.4 Aktivbad mit Rückführung |
382 |
|
|
6.1.2.2 Standspüle |
386 |
|
|
6.1.2.3 Einfache Fließspüle |
387 |
|
|
6.1.2.4 Kaskadenspüle |
387 |
|
|
6.1.2.5 Spritzspüle |
390 |
|
|
6.1.3 Optimierung des Wasserverbrauches von Mehrfachspülsystemen |
390 |
|
|
6.1.3.1 Standspüle mit der einfachen Fließspüle |
391 |
|
|
6.1.3.2 Einfache Fließspüle mit einfacher Fließspüle |
391 |
|
|
6.1.3.3 Standspüle mit zweistufiger Kaskadenspüle |
392 |
|
|
6.1.3.4 Zweistufige Kaskadenspüle mit einfacher Fließspüle |
393 |
|
|
6.1.4 Zusammenfassung |
393 |
|
|
6.2 Anwendung und Optimierung der Spültechnik (praktischer Teil) |
396 |
|
|
6.2.1 Bestimmung der Prozessgrößen und deren Beeinflussung |
396 |
|
|
6.2.1.1 Verschleppung D |
396 |
|
|
6.2.1.2 Spülkriterium R |
398 |
|
|
6.2.1.3 Spüleffektivität m |
398 |
|
|
6.2.2 Chemische Spülung |
400 |
|
|
6.2.3 Optimierung der Spültechnik (vgl. Pies 2000) |
402 |
|
|
6.2.4 Wassersparende Spülsysteme – Voraussetzung für Recycling |
403 |
|
|
Literatur |
405 |
|
|
7 Membrantrennverfahren |
408 |
|
|
7.1 Grundlagen |
409 |
|
|
7.1.1 Stoffbilanz an Membrananlagen |
409 |
|
|
7.1.2 Treibende Kraft |
409 |
|
|
7.1.3 Stofftransportmechanismen |
410 |
|
|
7.1.4 Trenngrenze |
411 |
|
|
7.1.5 Deckschichtbildung und Konzentrationspolarisation |
412 |
|
|
7.1.6 Membranmaterial |
413 |
|
|
7.1.6.1 Polymermembranen |
414 |
|
|
7.1.6.2 Anorganische Membranen |
414 |
|
|
7.1.7 Module |
414 |
|
|
7.1.7.1 Plattenmodul |
415 |
|
|
7.1.7.2 Wickelmodul |
415 |
|
|
7.1.7.3 Rohrmodul |
416 |
|
|
7.1.7.4 Hohlfaser- und Kapillarmodule |
416 |
|
|
7.1.8 Anordnung von Modulen |
417 |
|
|
7.1.8.1 Parallelschaltung |
417 |
|
|
7.1.8.2 Reihenschaltung |
417 |
|
|
7.1.8.3 Kombinationen |
417 |
|
|
7.1.8.4 Feed and Bleed |
418 |
|
|
7.1.9 Betriebsarten von Membrananlagen |
420 |
|
|
7.1.9.1 Cross-Flow-Betrieb |
420 |
|
|
7.1.9.2 Dead-End-Betrieb |
420 |
|
|
7.1.9.3 Wahl der Betriebsart |
421 |
|
|
7.1.10 Kennzahlen der Filtration |
421 |
|
|
7.1.10.1 Transmembrandruck |
421 |
|
|
7.1.10.2 Permeatfluss |
422 |
|
|
7.1.10.3 Rückhalt |
422 |
|
|
7.1.10.4 Ausbeute |
423 |
|
|
7.1.10.5 Energiebedarf |
423 |
|
|
7.1.10.6 Zusammenfassung wesentlicher Eigenschaften |
423 |
|
|
7.1.11 Leistungsminderung und Gegenmaßnahmen |
423 |
|
|
7.1.11.1 Fouling |
424 |
|
|
7.1.11.2 Scaling |
424 |
|
|
7.1.11.3 Biofouling |
424 |
|
|
7.1.11.4 Membranschädigung |
424 |
|
|
7.1.11.5 Vorbehandlung |
424 |
|
|
7.1.11.6 Rückspülung und Reinigung |
425 |
|
|
7.2 Mikrofiltration |
426 |
|
|
7.2.1 Grundlagen |
426 |
|
|
7.2.2 Membranen |
427 |
|
|
7.2.3 Anwendung |
427 |
|
|
7.3 Ultrafiltration |
428 |
|
|
7.3.1 Grundlagen |
428 |
|
|
7.3.2 Membranen |
429 |
|
|
7.3.3 Anwendung |
429 |
|
|
7.3.3.1 Entfettungsbäder |
429 |
|
|
7.3.3.2 Elektrotauchlackierbäder (ETL) |
430 |
|
|
7.3.3.3 Abwasserbehandlung |
430 |
|
|
7.4 Nanofiltration |
430 |
|
|
7.4.1 Grundlagen |
430 |
|
|
7.4.2 Membranen |
431 |
|
|
7.4.3 Anwendungen |
433 |
|
|
7.4.3.1 Säureaufbereitung |
433 |
|
|
7.4.3.2 Spülwasseraufbereitung |
435 |
|
|
7.5 Umkehrosmose |
435 |
|
|
7.5.1 Grundlagen |
435 |
|
|
7.5.2 Membranen für die Umkehrosmose |
436 |
|
|
7.5.3 Anwendung in der metallverarbeitenden Industrie |
437 |
|
|
7.5.3.1 Prozesswasseraufbereitung |
437 |
|
|
7.5.3.2 Spülwasseraufbereitung |
437 |
|
|
7.5.3.3 Aufbereitung von ETL-Bad |
439 |
|
|
7.5.3.4 Aufbereitung von Kühlwasser für das Warmwalzen |
439 |
|
|
7.5.3.5 Aufbereitung von Waschflüssigkeit für Hochofengaswäscher |
440 |
|
|
7.5.3.6 Abwasserbehandlung |
440 |
|
|
7.6 Stofftrennung mithilfe von Ionenaustauschermembranen |
441 |
|
|
7.6.1 Grundlagen |
441 |
|
|
7.6.1.1 Ionenselektive Membranen |
441 |
|
|
7.6.1.2 Treibende Kraft |
442 |
|
|
7.6.1.3 Stofftransport durch Ionenaustauschermembranen |
442 |
|
|
7.6.2 Elektrodialyse (ED) |
443 |
|
|
7.6.2.1 Grundlagen |
443 |
|
|
7.6.2.2 Prozessparameter |
446 |
|
|
7.6.2.3 Ionenaustauschermembranen |
448 |
|
|
7.6.2.4 Anwendung in der metallverarbeitenden Industrie |
448 |
|
|
7.6.3 Diffusionsdialyse (DD) |
451 |
|
|
7.6.3.1 Grundlagen |
451 |
|
|
7.6.3.2 Prozessparameter |
452 |
|
|
7.6.3.3 Membranen für die Diffusionsdialyse |
452 |
|
|
7.6.3.4 Anwendung in der metallverarbeitenden Industrie |
453 |
|
|
7.6.4 Membranelektrolyse (ME) |
455 |
|
|
7.6.4.1 Grundlagen |
455 |
|
|
7.6.4.2 Verfügbare Membranen und Anwendung |
455 |
|
|
Literatur |
457 |
|
|
8 Regenerations- und Recyclingverfahren |
462 |
|
|
8.1 Definition |
462 |
|
|
8.2 Ionenaustauschverfahren |
463 |
|
|
8.2.1 Rückgewinnung von Stoffen aus Spülwasser |
463 |
|
|
8.2.1.1 Edelmetalle und Quecksilber |
463 |
|
|
8.2.1.2 Buntmetalle und Chromsäure |
465 |
|
|
8.2.2 Regeneration saurer Prozesslösungen |
468 |
|
|
8.2.2.1 Regeneration durch Ionenaustausch |
468 |
|
|
8.2.2.2 Regeneration durch den Retardationseffekt |
473 |
|
|
8.3 Flüssig-flüssig-Extraktion |
479 |
|
|
8.4 Fällungs- und Kristallisationsverfahren |
484 |
|
|
8.4.1 Fällungsverfahren |
484 |
|
|
8.4.2 Kristallisationsverfahren |
486 |
|
|
8.5 Elektrolytische Verfahren |
490 |
|
|
8.5.1 Theorie |
490 |
|
|
8.5.2 Elektrolyse |
499 |
|
|
8.5.2.1 Elektroden |
499 |
|
|
8.5.2.2 Kathodische Abscheidung |
500 |
|
|
8.5.2.2.1 Edelmetalle |
500 |
|
|
8.5.2.2.2 Buntmetalle |
503 |
|
|
8.5.2.2.3 Indium |
513 |
|
|
8.5.2.3 Anodische Oxidation |
514 |
|
|
8.6 Adsorption |
518 |
|
|
8.6.1 Theorie |
518 |
|
|
8.6.2 Adsorptionsmittel und ihr Einsatz |
519 |
|
|
8.6.3 Heterogene Katalyse |
521 |
|
|
8.7 Thermische Verfahren |
522 |
|
|
8.7.1 Thermische Zersetzung |
522 |
|
|
8.7.2 Elimination von Wasser |
524 |
|
|
8.7.2.1 Verdampfen |
525 |
|
|
8.7.2.1.1 Theorie |
525 |
|
|
8.7.2.1.2 Verdampfen von Wasser zur Rückgewinnung von Prozesslösungen aus Spülwasser |
527 |
|
|
8.7.2.2 Verdunsten |
532 |
|
|
8.7.2.2.1 Theorie |
532 |
|
|
8.7.2.2.2 Verdunsten von Wasser zur Rückgewinnung von Prozesslösungen aus Spülwasser |
534 |
|
|
Literatur |
538 |
|
|
9 Spezielle Verfahrenstechniken einzelner Fertigungsbereiche |
544 |
|
|
9.1 Mechanische Bearbeitung |
544 |
|
|
9.1.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
544 |
|
|
9.1.2 Behandlung von Kühlschmiermitteln |
546 |
|
|
9.1.3 Behandlung von Entfettungsbädern |
547 |
|
|
9.1.4 Behandlung von Gleitschleifabwasser |
550 |
|
|
9.2 Wärmebehandlung |
552 |
|
|
9.2.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
552 |
|
|
9.2.2 Abwasserbehandlung |
553 |
|
|
9.2.3 Vermeidungsmöglichkeiten und Recyclingverfahren |
554 |
|
|
9.3 Beizereien und oberflächenabtragende Fertigungen |
554 |
|
|
9.3.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
555 |
|
|
9.3.2 Abwasserbehandlung |
556 |
|
|
9.3.3 Recyclingverfahren |
557 |
|
|
9.4 Feuerverzinken |
559 |
|
|
9.4.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
559 |
|
|
9.4.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
560 |
|
|
9.5 Emaillieren |
560 |
|
|
9.5.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
561 |
|
|
9.5.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
562 |
|
|
9.6 Lackieren einschließlich Vorbehandlung |
563 |
|
|
9.6.1 Vorbehandlung |
563 |
|
|
9.6.1.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
563 |
|
|
9.6.1.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
565 |
|
|
9.6.2 Lackieren und Entlacken |
566 |
|
|
9.6.2.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
566 |
|
|
9.6.2.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
568 |
|
|
9.7 Anodisieren von Aluminium |
570 |
|
|
9.7.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
570 |
|
|
9.7.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
572 |
|
|
9.8 Galvanisieren |
575 |
|
|
9.8.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
575 |
|
|
9.8.2 Spezielle Verfahren der Galvanotechnik und ihre Abwässer |
578 |
|
|
9.8.2.1 Cadmieren |
578 |
|
|
9.8.2.2 Außenstromloses Vernickeln |
578 |
|
|
9.8.2.2.1 Abwasserinhaltsstoffe |
578 |
|
|
9.8.2.2.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
579 |
|
|
9.8.2.3 Brünieren und Färben von Metalloberflächen |
583 |
|
|
9.8.2.4 Entmetallisieren |
584 |
|
|
9.8.2.5 Abwasser aus Abgaswaschanlagen |
585 |
|
|
9.9 Leiterplattenfertigung |
587 |
|
|
9.9.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
587 |
|
|
9.9.2 Abwassertrennung und produktionsspezifische Spülverfahren |
593 |
|
|
9.9.3 Abwasserbehandlung |
595 |
|
|
9.9.4 Recyclingverfahren |
598 |
|
|
9.9.4.1 Vorbehandlung, chemisches Verkupfern, Galvanisieren |
598 |
|
|
9.9.4.2 Ätzen |
601 |
|
|
9.10 Batterieherstellung |
608 |
|
|
9.10.1 Fertigung von Bleiakkumulatoren |
608 |
|
|
9.10.1.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
608 |
|
|
9.10.1.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
609 |
|
|
9.10.2 Fertigung von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren |
610 |
|
|
9.10.2.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
610 |
|
|
9.10.2.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
611 |
|
|
9.10.3 Fertigung von Primärzellen |
612 |
|
|
9.10.3.1 Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe |
612 |
|
|
9.10.3.2 Abwasserbehandlung und Recyclingverfahren |
613 |
|
|
Literatur |
614 |
|
|
10 Elektrotechnik für industrielle Abwasserbehandlungsanlagen |
618 |
|
|
10.1 Einführung |
618 |
|
|
10.2 Motoren und Antriebe |
618 |
|
|
10.2.1 Motoren |
618 |
|
|
10.2.2 Dosierpumpen |
618 |
|
|
10.2.3 Armaturenantriebe |
619 |
|
|
10.2.4 Regelarmaturen |
619 |
|
|
10.3 Instrumentierung |
620 |
|
|
10.3.1 Durchflussmessung |
620 |
|
|
10.3.2 Druckmessung |
623 |
|
|
10.3.3 Füllstandsmessung |
624 |
|
|
10.3.4 Temperaturmessung |
625 |
|
|
10.3.5 pH-Wert und Redoxpotenzial-Messung |
626 |
|
|
10.3.6 Fluorid-Messung |
629 |
|
|
10.3.7 SAK, CSB und TOC |
629 |
|
|
10.4 Anlagenkennzeichnung |
631 |
|
|
10.4.1 Anlagenkennzeichnungssysteme |
631 |
|
|
10.4.2 Graphische Symbole |
631 |
|
|
10.4.3 Kennzeichnen von Messstellen |
631 |
|
|
10.5 Leittechnikebenen |
631 |
|
|
10.6 Automatisierungssysteme |
633 |
|
|
10.6.1 Speicherprogrammierbare Steuerungen |
633 |
|
|
10.6.2 Bedien- und Beobachtungssysteme |
634 |
|
|
10.7 Steuerung und Regelung |
638 |
|
|
10.7.1 PI Regler |
639 |
|
|
10.7.2 Zweipunkt-Regler |
639 |
|
|
10.7.3 pH-Wert Regelung |
640 |
|
|
10.7.4 Kaskadenregelung |
641 |
|
|
10.8 Kommunikationssysteme |
641 |
|
|
10.8.1 Übertragungsmedien |
643 |
|
|
10.8.2 Feldbussysteme |
643 |
|
|
10.8.3 Dezentrale Peripherie |
645 |
|
|
18.8.4 Parametrierung von Feldgeräten |
645 |
|
|
10.9 Energiemanagement |
646 |
|
|
10.10 Instandhaltung |
646 |
|
|
10.10.1 Instandhaltungs-Strategien |
646 |
|
|
10.10.2 Fernwartung |
647 |
|
|
10.10.3 Life Cycle Services |
647 |
|
|
10.11 Normen und Regelwerke |
649 |
|
|
Literatur |
650 |
|
|
Index |
652 |
|