Verfügbarkeit: Hartinger Handbuch Abwasser- und Recyclingtechnik

Hartinger Handbuch Abwasser- und Recyclingtechnik:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Hartinger, Ludwig (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München ; Wien Hanser [2017]
Ausgabe:	3., vollständig überarbeitete Auflage
Schlagworte:	Abwasserreinigung Abwasserbeseitigung Industrieabwasser Recycling Metallverarbeitende Industrie Abwassertechnologie Deutschland
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXIV, 640 Seiten Illustrationen, Diagramme 28 cm
ISBN:	9783446431706 3446431705

Internformat

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adam_text	VORWORT V AUTORENVERZEICHNIS.......................................................................................................................... XXI 1 RECHTLICHE GRUNDSAETZE DER ABWASSERBEHANDLUNG NACH ANHANG 40 DER ABWASSERVO 1 1.1 VORBEMERKUNG........................................................................................................................... 1 1.1.1 EINLEITUNG ....................................................................................................................... 1 1.1.2 RECHTLICHE GRUNDLAGEN.................................................................................................... 1 1.1.3 ENTWICKLUNGEN IM WASSERRECHT....................................................................................... 2 1.2 GRUNDSAETZE................................................................................................................................. 2 1.2.1 VEREINFACHTE ZUSAMMENFASSUNG..................................................................................... 2 1.2.2 GRUNDSAETZLICHE GENEHMIGUNGSPFLICHT ........................................................................... 4 1.2.3 GENEHMIGUNGEN .............................................................................................................. 4 1.2.3.1 GENEHMIGUNGSVARIANTEN................................................................................... 4 1.2.3.2 GENEHMIGUNGSKATEGORIEN................................................................................. 5 1.2.3.3 BESONDERHEITEN DER WASSERRECHTLICHEN GENEHMIGUNG..................................... 6 1.2.3.4 WASSERRECHTLICHE ANLAGENGENEHMIGUNG NACH § 60 WHG ................................ 7 1.3 EINLEITUNG UND UEBERWACHUNGSWERTE ........................................................................................ 8 1.3.1 IE-EINLEITER....................................................................................................................... 8 1.3.1.1 QUALIFIKATION ZUM IE-EINLEITER........................................................................... 8 1.3.1.1.1 OBERFLAECHENBEHANDLUNG - ELEKTROLYTISCH ODER CHEMISCH ................. 8 1.3.1.1.2 FEUERVERZINKEREIEN........................................................................... 9 1.3.1.2 ANFORDERUNGEN AN DEN IE-EINLEITER ................................................................... 9 1.3.1.2.1 BVT - BESTE VERFUEGBARE TECHNIKEN/STAND DER TECHNIK ................... 9 1.3.1.2.2 ZUKUENFTIGE WEITERENTWICKLUNG DER BVT UND UMSETZUNG INS DEUTSCHE RECHT............................................................................. 10 1.3.1.2.3 IZUEV - INDUSTRIEKLAERANLAGEN-ZULASSUNGS- UND UEBERWACHUNGSVERORDNUNG ............................................................... 11 1.3.2 DIREKTEINLEITER NACH § 57 WHG ...................................................................................... 12 1.3.3 INDIREKTEINLEITER NACH § 58 W HG .................................................................................... 13 1.3.3.1 SULFATPROBLEMATIK - BETONKORROSION ............................................................... 14 1.3.4 ABWASSERFREIE GALVANIK/VERDAMPFER............................................................................. 14 1.3.5 ANHANG 40 DER ABWASSERVO .......................................................................................... 14 1.3.5.1 ZUKUENFTIGE ANPASSUNGEN DER ABWASSERVO...................................................... 15 1.3.5.2 GRUNDSAETZLICHES ZUR ABWASSERVO ................................................................... 15 1.3.5.3 4-VON-5-REGEL...................................................................................................... 15 1.3.5.4 INDUSTRIEZWEIGE FUER DEN ANHANG 40/TEIL A ...................................................... 16 1.3.5.5 UEBERWACHUNGSWERTE AN DER EINLEITUNGSSTELLE IN GEWAESSER/TEIL C .................. 17 1.3.5.6 UEBERWACHUNGSWERTE VOR DER VERMISCHUNG/TEIL D ........................................... 17 1.3.5.7 UEBERWACHUNGSWERTE AM ORT DES ANFALLS/TEIL E .............................................. 18 1.4 WASSERRECHTLICHES GENEHMIGUNGSVERFAHREN ........................................................................... 18 1.4.1 GRUNDSAETZLICHE ANTRAGSUNTERLAGEN OHNE UVP-PFLICHT .................................................... 20 1.4.2 WASSERSPARENDE MASSNAHMEN GERN. ANHANG 40 DER ABWASSERVO/TEIL B ..................... 20 1.4.3 ZUSAETZLICHE ANTRAGSUNTERLAGEN BEI UVP-PFLICHT ............................................................ 20 1.4.4 ZUSAETZLICHE ANTRAGSUNTERLAGEN FUER IE-EINLEITER.............................................................. 21 1.5 BETRIEB DER ABWASSERANLAGE .................................................................................................... 21 1.5.1 BETRIEB EINER INDUSTRIEPARKKLAERANLAGE NACH DEM STAND DER TECHNIK ........................... 21 1.5.2 BETRIEB EINER ABWASSERANLAGE NACH DEN ALLGEMEIN ANERKANNTEN REGELN DER TECHNIK 22 1.5.2.1 EXTERNE DIENSTLEISTER IN EINER ABWASSERANLAGE .............................................. 23 1.5.2.2 KOOPERATION MIT ANDEREN B ETREIBERN................................................................ 23 1.5.3 EIGENUEBERWACHUNG NACH §61W HG................................................................................. 23 1.5.4 STILLLEGUNG EINES IE-EINLEITERS......................................................................................... 24 1.5.5 ORDNUNGSWIDRIGKEITEN.................................................................................................... 24 1.5.6 STRAFRECHT.......................................................................................................................... 25 1.5.6.1 GEWAESSERVERUNREINIGUNG, § 324 ABS. 1 STGB .................................................... 26 1.5.6.1.1 VERUNREINIGUNG EINES GEWAESSERS .................................................... 26 1.5.6.1.2 UNBEFUGT............................................................................................. 26 1.5.6.1.3 AUSW IRKUNGEN............................................................... 27 1.5.6.2 BODENVERUNREINIGUNG, § 324A ABS. 1 STGB........................................................ 28 1.5.6.3 UNERLAUBTER UMGANG MIT ABFAELLEN, § 326 ABS. 1 STGB ..................................... 28 1.5.6.4 UNERLAUBTES BETREIBEN VON ANLAGEN, § 327 ABS. 2 NR. 4 STGB ......................... 29 1.5.6.5 BESONDERS SCHWERER FALL EINER UMWELTSTRAFTAT, §330 STGB ............................. 29 ENDNOTEN ............................................................................................................................................. 29 2 ABWASSERBEHANDLUNG, THEORETISCHE GRUNDLAGEN .............................................................. 39 2.1 ABWASSERARTEN, KONZENTRATION UND FRACHTEN........................................................................... 39 2.1.1 NEUTRALSALZE...................................................................................................................... 41 2.2 CHEMISCHE REAKTION.................................................................................................................. 43 2.2.1 REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT (VGL. KERBER SOWIE WEDLER 1982) .......................................... 43 2.2.2 REAKTIONSGLEICHGEWICHT (VGL. WEDLER 1982 SOWIE SCHNEIDER) ......................................... 47 2.3 NEUTRALISATION ................................................................... 49 2.3.1 PH-WERT ........................................................................................................................... 49 2.3.2 NEUTRALISATIONSREAKTION .................................................................................................. 51 2.3.3 NEUTRALISATIONSMITTEL ...................................................................................................... 53 2.4 FAELLUNG DER METALLE MIT BASISCHEN STOFFEN (NEUTRALISATIONSFAELLUNG)....................................... 57 2.4.1 FAELLUNGSMITTEL UND FAELLUNGSPRODUKTE............................................................................. 57 2.4.2 FAELLUNGS-PH-WERT ............................................................................................................ 58 2.4.3 FAELLUNGSREGELN.................................................................................................................. 59 2.4.4 LOESLICHKEITSPRODUKT ........................................................................................................ 60 2.5 FAELLUNG DER METALLE MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN .................................................... 63 2.5.1 FAELLUNG MIT N ATRIUM SULFID............................................................................................... 63 2.5.2 FAELLUNG MIT ORGANOSULFID................................................................................................ 66 2.5.3 FAELLUNG MIT ANORGANISCHEN POLYSULFIDEN ODER KOMBINATIONSPRODUKTEN ....................... 67 2.5.4 ZUSAMMENFASSUNG DER FAELLUNG DER METALLE MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN . . . 68 2.6 ABTRENNUNG DER FAELLUNGSPRODUKTE AUS DER WAESSRIGEN PHASE.................................................. 68 2.6.1 FAELLUNG............................................................................................................................. 68 2.6.2 FLOCKUNG ......................................................................................................................... 70 2.6.3 SEDIMENTATION................................................................................................................. 75 2.6.4 ZUSAMMENFASSUNG FAELLUNG, FLOCKUNG UND SEDIMENTATION ............................................ 77 2.7 KOMPLEXVERBINDUNGEN.............................................................................................................. 79 2.7.1 CHEMIE DER METALLKOMPLEXVERBINDUNGEN (VGL. GIEN SOWIE SCHWARZENBACH 1965, WAGNER 1974 UND KOBER 1979) ........................... 79 2.7.2 KOMPLEXBILDNER IM ABWASSER DER OBERFLAECHENVEREDELNDEN INDUSTRIE ......................... 83 2.7.3 METALLKOMPLEXVERBINDUNGEN.......................................................................................... 84 2.7.3.1 METALLKOMPLEXVERBINDUNGEN MIT ANORGANISCHEN VERBINDUNGEN ................... 84 2J.3.2 METALLKOMPLEXVERBINDUNGEN MIT A M INEN......................................................... 88 27.3.3 METALLKOMPLEXVERBINDUNGEN MIT AMINOESSIGSAEUREN....................................... 90 27.3.4 METALLKOMPLEXVERBINDUNGEN MIT OXOCARBONSAEUREN ........................................ 95 L ITE RA TU R.............................................................................................................................................. 97 3 CHEMIE UND TECHNIK DER CHEMISCH-PHYSIKALISCHEN ENTGIFTUNG UND ELIMINATION VON SCHADSTOFFEN .................................................................................................................... 99 3.1 ELIMINATION VON METALLIONEN AUS DEM ABWASSER VORRANGIG DURCH FAELLUNG ........................... 99 3.1.1 A LUM INIUM ....................................................................................................................... 99 3.1.2 A N TIM O N ........................................................................................................................... 102 3.1.3 ARSEN ............................................................................................................................... 102 3.1.4 B LE I................................................................................................................................... 103 3.1.4.1 NEUTRALISATIONSFAELLUNG....................................................................................... 103 3.1.4.2 FAELLUNG MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ................................................ 106 3.1.5 CADM IUM ......................................................................................................................... 106 3.1.5.1 NEUTRALISATIONSFAELLUNG ...................................................................................... 106 3.1.5.2 FAELLUNG MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ................................................ 108 3.1.6 CHROM............................................................................................................................... 109 3.1.7 EISEN(II)-VERBINDUNGEN.................................................................................................... 113 3.17.1 OXIDATION DER ZWEIWERTIGEN EISENVERBINDUNGEN ZU DREIWERTIGEN EISENVERBINDUNGEN............................................................................................ 113 3.17.2 NEUTRALISATIONSFAELLUNG ...................................................................................... 115 3.17.3 FAELLUNG MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ................................................ 116 3.1.8 EISEN(III)-VERBINDUNGEN.................................................................................................. 116 3.1.8.1 NEUTRALISATIONSFAELLUNG ...................................................................................... 116 3.1.8.2 FAELLUNG MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ................................................ 118 3.1.9 KUPFER.............................................................................................................................. 118 3.1.9.1 NEUTRALISATIONSFAELLUNG...................................................................................... 118 3.1.9.2 FAELLUNG MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ................................................ 121 3.1.10 M OLYBDAEN......................................................................................................................... 122 3.1.11 N IC K E L.............................................................................................................................. 123 3.1.11.1 NEUTRALISATIONSFAELLUNG...................................................................................... 123 3.1.11.2 FAELLUNG MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ................................................ 127 3.1.12 VANADIUM......................................................................................................................... 127 3.1.13 WOLFRAM ............................................................................................................................ 128 3.1.14 ZINK ................................................................................................................................. 128 3.1.14.1 NEUTRALISATIONSFAELLUNG....................................................................................... 128 3.1.14.2 FAELLUNG MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ................................................ 133 3.1.15 ZINN ................................................................................................................................. 133 3.1.16 ANDERE ELEMENTE WIE GD, CO, MG, MN, AG, IN, TA, TI, UND Z R ........................................ 134 3.1.17 GEMEINSAME AUSFAELLUNG MEHRERER METALLE AUS VERDUENNTEN LOESUNGEN ....................... 135 3.1.18 ZUSAMMENFASSUNG DER FAELLUNG VON METALLIONEN AUS DEM ABWASSER ........................... 138 3.2 METALLKOMPLEXVERBINDUNGEN UND IHRE BEHANDLUNG................................................................ 143 3.2.1 EINFLUSS VON KOMPLEXBILDNERN AUF DIE ABWASSERBEHANDLUNG....................................... 143 3.2.2 MOEGLICHKEITEN DER ABWASSERBEHANDLUNG ....................................................................... 145 3.2.2.1 FAELLUNG DER METALLE ........................................................................................... 145 3.2.2.1.1 HYDROXIDFAELLUNG/UEBERALKALISIERUNG ................................................ 145 3.2.2.1.2 FAELLUNGEN MIT SCHWEFELHALTIGEN FAELLUNGSMITTELN ............................. 149 3.2.2.2 OXIDATION DES KOMPLEXBILDNERS ....................................................................... 152 3.2.2.3 BINDUNG VON METALLKOMPLEXEN ODER KOMPLEXBILDNERN ................................... 157 3.2.2.4 ZUSAMMENFASSUNG DER MOEGLICHKEITEN DER ABWASSERBEHANDLUNG VON KOMPLEXBILDNERHALTIGEM ABWASSER .................................................................. 159 3.3 BEHANDLUNG ANIONISCHER SCHADSTOFFE ....................................................................................... 161 3.3.1 CYANIDENTGIFTUNG ............................................................................................................ 161 3.3.1.1 METALLCYANOKOMPLEXE......................................................................................... 162 3.3.1.2 CYANIDENTGIFTUNG MIT NATRIUMHYPOCHLORIT ...................................................... 164 3.3.1.2.1 BILDUNG VON ORGANISCHEN HALOGENVERBINDUNGEN - A O X ................. 170 3.3.1.3 WEITERE VERFAHREN ZUR CYANIDENTGIFTUNG.......................................................... 171 3.3.1.3.1 CYANIDENTGIFTUNG M IT WASSERSTOFFPEROXID UND/ODER UV-STRAHLEN .. 171 3.3.1.3.2 CYANIDENTGIFTUNG MIT PEROXOMONOSCHWEFELSAEURE ........................... 176 3.3.1.3.3 CYANIDENTGIFTUNG DURCH ANODISCHE OXIDATION ................................. 177 3.3.1.4 TECHNOLOGIE ZUR NASSCHEMISCHEN ENTGIFTUNG VON CYANID ............................... 181 3.3.1.5 ZUSAMMENFASSUNG DER CYANIDENTGIFTUNG........................................................ 182 3.3.2 ENTGIFTUNG SECHSWERTIGER CHROMVERBINDUNGEN.............................................................. 185 3.3.2.1 CHROMATENTGIFTUNG MIT SULFIT UND ENTGIFTUNG DES SULFITS ............................... 185 3.3.2.1.1 ANLAGENTECHNIK ZUR CHROMATREDUKTION MIT NATRIUMDISULFIT .......... 188 3.3.2.2 CHROMATENTGIFTUNG MIT EISEN(II)-VERBINDUNGEN .............................................. 189 3.3.2.3 ZUSAMMENFASSUNG DER CHROMATENTGIFTUNG...................................................... 190 3.3.3 N ITRITENTGIFTUNG................................................................................................................ 190 3.3.4 FAELLUNG DES FLUORIDS........................................................................................................ 193 3.3.5 FAELLUNG DES SULFATS .......................................................................................................... 196 3.3.6 FAELLUNG PHOSPHATHALTIGER VERBINDUNGEN ....................................................................... 200 3.3.7 ELIMINATION DES SULFIDS.................................................................................................... 202 3.4 ELIMINATION ANDERER SCHADSTOFFE.............................................................................................. 203 3.4.1 ELIMINATION VON WASSERSTOFFPEROXID ODER PEROXOVERBINDUNGEN..................................... 203 3.4.2 ELIMINATION VON FREIEM CHLOR ......................................................................................... 204 3.4.3 ELIMINATION VON AM M ONIAK........................................................................................ 204 3.4.4 ELIMINATION VON ORGANISCHEN KOHLENWASSERSTOFFEN BZW. TOC- ODER CSB-VERURSACHERN 208 3.5 OEL-, FETT-UND EMULSIONSHALTIGES ABWASSER............................................................................... 212 3.5.1 H ERKUNFT........................................................................................................................... 212 3.5.2 ABTRENNUNG NICHT EMULGIERTER OELE UND FETTE.................................................................. 213 3.5.3 PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN VON EMULSIONEN ..................................... 214 3.5.4 EMULSIONSSPALTUNG......................................................................................................... 216 3.5.4.1 CHEMISCHE VERFAHREN ........................................................................................ 216 3.5.4.2 PHYSIKALISCHE VERFAHREN ................................................................................... 217 3.5.4.3 THERMISCHE VERFAHREN....................................................................................... 218 3.5.4.4 MECHANISCHE VERFAHREN..................................................................................... 218 3.5.4.4.1 M EMBRANFILTRATION............................................................................. 220 L ITE RA TU R.............................................................................................................................................. 227 4 APPARATE- UND VERFAHRENSTECHNIK......................................................................................... 233 4.1 APPARATETECHNIK ....................................................................................................................... 233 4.1.1 BEHAELTER FUER FLUESSIGKEITEN UND FESTSTOFFE....................................................................... 233 4.1.2 REAKTOREN......................................................................................................................... 238 4.1.3 SEDIMENTATIONSANLAGEN ZUR KONTINUIERLICHEN FESTSTOFFABTRENNUNG............................... 239 4.1.4 DOSIER- UND ANSETZBEHAELTER FUER BEHANDLUNGSCHEMIKALIEN ............................................ 240 4.1.5 PUMPEN ........................................................................................................................... 244 4.1.6 MISCHER ........................................................................................................................... 246 4.1.7 ARMATUREN UND ROHRLEITUNGEN ............................................................. 249 4.1.8 ABLUFF/ABLUFTWAESCHER/BEHAELTERDRUCK............................................................................. 250 4.1.9 FESTSTOFFABTRENNUNG DURCH FILTRATION, SCHLAMMENTWAESSERUNG ..................................... 251 4.1.9.1 KAMMERFILTERPRESSEN/BANDFILTER....................................................................... 251 4.1.9.2 D RUCKFILTER.......................................................................................................... 253 4.1.10 GESTALTUNG DER RAEUME, IN DENEN ABWASSERANLAGEN INSTALLIERT S IN D ............................. 256 4.2 VERFAHRENSTECHNIK..................................................................................................................... 256 4.2.1 FAKTOREN, DIE DIE APPARATE- UND VERFAHRENSTECHNIK BEEINFLUSSEN .................................. 256 4.2.2 BEMESSUNG EINZELNER AGGREGATE UND BEHANDLUNGSSTRECKEN ........................................ 259 4.2.2.1 BEHAELTER FUER FLUESSIGKEITEN UND FESTSTOFFE ........................................................ 259 4.2.2.2 REAKTOREN .......................................................................................................... 261 4.2.2.3 SEDIMENTATIONSANLAGEN ZUR KONTINUIERLICHEN FESTSTOFFABTRENNUNG ................ 263 4.2.2.3.1 LAMELLENABSCHEIDER [5 5 ] ................................................................... 266 4.2.2.4 DOSIER- UND ANSETZBEHAELTER FUER BEHANDLUNGSCHEMIKALIEN ............................... 268 4.2.2.5 PUM PEN............................................................................................................. 269 4.2.2.OE M ISCH E R............................................................................................................. 270 4.2.27 ABLUFL/ABLUFTWAESCHER........................................................................................ 270 4.2.2.0 FESTSTOFFABTRENNUNG DURCH FILTRATION, SCHLAMMENTWAESSERUNG ....................... 272 4.2.2.8.1 KAMMERFILTERPRESSE/BANDFILTER ........................................................ 272 42.2.8.2 DRUCKFILTER ........................................................................................ 274 4.2.3 GRUNDSAETZE ZUR AUSWAHL VON VERFAHREN......................................................................... 277 4.2.4 VERFAHREN ZUR WASSERAUFBEREITUNG ............................................................................... 279 4.2.4.1 AUFBEREITUNG VON FRISCHWASSER ....................................................................... 279 4.2.4.2 AUFBEREITUNG VON ABWASSER ............................................................................. 282 4.2.5 VERFAHREN ZUR ABWASSERBEHANDLUNG ............................................................................. 284 4.2.5.1 DURCHLAUFBEHANDLUNGEN .................................................................................. 285 4.2.5.2 CHARGENANLAGEN................................................................................................ 287 4.2.5.3 ABWASSERTRENNUNG............................................................................................ 289 4.2.5.4 VERFAHRENSENTWICKLUNG .................................................................................... 290 4.2.5.5 NEUTRALSALZE - VERMINDERUNG, VERMEIDUNG, E LIM INA TIO N ............................... 290 L ITE RA TU R.............................................................................................................................................. 292 5 LONENAUSTAUSCHVERFAHREN......................................................................................................... 293 5.1 EINSATZMOEGLICHKEITEN IN DER OBERFLAECHEN VEREDELNDEN IN D U S TRIE .......................................... 293 5.2 IONENAUSTAUSCHHARZE ................................................................................................................ 293 5.2.1 D E FIN ITION ......................................................................................................................... 293 5.2.2 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN........................................................................................... 294 5.2.3 AUSTAUSCHREAKTION .......................................................................................................... 296 5.2.3.1 REAKTIONSGLEICHGEWICHT..................................................................................... 296 5.2.3.2 REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT................................................................................. 298 5.2.3.3 EIGENSCHAFTEN DER GEBRAEUCHLICHEN HARZE ........................................................ 299 5.2.3.3.1 STARKSAURE KATIONENAUSTAUSCHER...................................................... 299 5.2.3.3.2 SCHWACHSAURE KATIONENAUSTAUSCHER ................................................ 302 5.2.3.3.3 SCHWACHBASISCHE ANIONENAUSTAUSCHER ............................................ 302 5.2.3.3.4 STARKBASISCHE ANIONENAUSTAUSCHER .................................................. 303 5.2.4 REAKTIONSTECHNIK BEIM EINSATZ VON IONENAUSTAUSCHERN ............................................. 304 5.2.5 VERWENDUNG DER EINZELNEN IONENAUSTAUSCHERARTEN...................................................... 305 5.3 SPUELWASSERKREISLAUF.................................................................................................................. 306 5.3.1 BEDINGUNGEN FUER DEN EINSATZ UND PRINZIP DES VERFAHRENS .......................................... 306 5.3.2 CHEMISCHE UND PHYSIKALISCHE VORGAENGE ....................................................................... 308 5.3.2.1 ROHWASSER, ROHWASSERFILTRATION ....................................................................... 308 5.3.2.2 KATIONENAUSTAUSCH............................................................................................. 308 5.3.2.3 ANIONENAUSTAUSCH............................................................................................. 310 5.3.2.4 REINWASSER ........................................................................................................ 311 5.3.2.5 VERBESSERUNG DER REINWASSERQUALITAET DURCH ZUSAETZLICHE MASSNAHMEN .......... 314 5.32.6 VERHALTEN DER IONENAUSTAUSCHER GEGENUEBER NICHTIONOGENEN TENSIDEN ......... 315 5.3.27 EINFLUESSE UND STOFFE, DURCH DIE HARZE GESCHAEDIGT BZW. IN IHRER ARBEITSWEISE BEEINTRAECHTIGT.................................................................................................... 318 5.3.2.5 REGENERATION DER IONENAUSTAUSCHER.................................................................. 320 5.3.2.8.1 NORMALREGENERATION ......................................................................... 320 5.3.2.5.2 SPEZIALREGENERATION........................................................................... 324 5.3.2.5.3 BEHANDLUNG BEI ALGENBEFALL.............................................................. 325 5.3.3 VERFAHRENSTECHNIK DES SPUELWASSERKREISLAUFS ................................................................ 326 5.3.3.1 PRINZIPIELLER AUFBAU VON KREISLAUFANLAGEN...................................................... 327 5.3.3.1.1 ROHWASSERSPEICHER UND ROHWASSERPUMPEN ................................... 327 5.3.3.1.2 FILTER- UND AUSTAUSCHERKOLONNEN...................................................... 328 5.3.3.1.3 REGENERIEREINRICHTUNGEN ................................................................. 331 5.3.3.2 TECHNISCHE VARIANTEN ................................ 333 5.3.3.2.1 SCHALTUNGSMOEGLICHKEITEN DER KOLONNEN .......................................... 333 5.3.3.2.2 BEAUFSCHLAGUNGSMOEGLICHKEITEN DER KOLONNEN................................. 335 5.3.3.2.3 KLEINANLAGEN MIT EXTERNER REGENERIERUNG....................................... 337 5.3.4 OEKOLOGISCHE BEDEUTUNG DES SPUELWASSERKREISLAUFS........................................................ 338 5.4 SELEKTIV ARBEITENDE IONENAUSTAUSCHER ZUR ABWASSERSCHLUSSREINIGUNG ................................. 339 L ITE RA TU R............................................................................................................................................... 343 6 GRUNDLAGEN, ANWENDUNG UND OPTIMIERUNG DER PROZESS-, SPUEL- UND RECYCLINGTECHNIK UND STOFFKREISLAUFFUEHRUNG................................................................................................. 345 6.1 BEGRIFFE UND MATHEMATISCHES GRUNDMODELL (THEORETISCHER T E IL) ............................................ 345 6.1.1 CHARAKTERISIERUNG DER PROZESSGROESSEN UND -TEILNEHM ER............................................ 345 6.1.2 DARSTELLUNG DES MATHEMATISCHEN GRUNDMODELLS ............................................................. 348 6.1.2.1 STOERSTOFFANREICHERUNG IM AKTIVBAD ................................................................... 352 6.1.2.1.1 AKTIVBAD MIT VERSCHLEPPUNG ............................................................. 352 6.1.2.1.2 AKTIVBAD MIT VERSCHLEPPUNG UND FEED & BLEED-VERFAHREN ............... 354 6.1.2.1.3 KREISLAUFSYSTEM ................................................................................ 356 6.1.2.1.4 AKTIVBAD MIT RUECKFUEHRUNG................................................................. 357 6.1.2.2 STANDSPUELE........................................................................................................... 361 6.1.2.3 EINFACHE FLIESSSPUELE ............................................................................................ 362 6.1.2.4 KASKADENSPUELE................................................................................................... 362 6.1.2.5 SPRITZSPUELE ......................................................................................................... 365 6.1.3 OPTIMIERUNG DES WASSERVERBRAUCHES VON MEHRFACHSPUELSYSTEMEN ................................ 365 6.1.3.1 STANDSPUELE MIT DER EINFACHEN FLIESSSPUELE ........................................................... 366 6.1.3.2 EINFACHE FLIESSSPUELE MIT EINFACHER FLIESSSPUELE.................................................... 366 6.1.3.3 STANDSPUELE MIT ZWEISTUFIGER KASKADENSPUELE ..................................................... 367 6.1.3.4 ZWEISTUFIGE KASKADENSPUELE MIT EINFACHER FLIESSSPUELE ...................................... 368 6.1.4 ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................................................... 368 6.2 ANWENDUNG UND OPTIMIERUNG DER SPUELTECHNIK (PRAKTISCHER TEIL) ........................................ 371 6.2.1 BESTIMMUNG DER PROZESSGROESSEN UND DEREN BEEINFLUSSUNG............................................ 371 6.2.1.1 VERSCHLEPPUNG D ................................................................................................ 371 6.2.1.2 SPUELKRITERIUM R .................................................................................................. 373 6.2.1.3 SPUELEFFEKTIVITAET SS ................................................................................................ 373 6.2.2 CHEMISCHE SPUELUNG ......................................................................................................... 375 6.2.3 OPTIMIERUNG DER SPUELTECHNIK (VGL. PIES 2000).................................................................. 377 6.2.4 WASSERSPARENDE SPUELSYSTEME - VORAUSSETZUNG FUER RECYCLING ....................................... 378 L ITE RA TU R............................................................................................................................................... 380 7 MEMBRANTRENNVERFAHREN ......................................................................................................... 383 7.1 GRUNDLAGEN ................................................................................................................................ 384 7.1.1 STOFFBILANZ AN MEMBRANANLAGEN...................................................................................... 384 7.1.2 TREIBENDE K RA FT................................................................................................................. 384 7.1.3 STOFFTRANSPORTMECHANISMEN.............................................................................................. 385 7.1.4 TRENNGRENZE ............................................................................................... 386 7.1.5 DECKSCHICHTBILDUNG UND KONZENTRATIONSPOLARISATION ..................................................... 387 7.1.6 MEMBRANMATERIAL............................................................................................................. 388 7.1.6.1 POLYMERMEMBRANEN............................................................................................ 389 7.1.6.2 ANORGANISCHE MEMBRANEN ................................................................................ 389 7.1.7 M ODULE.............................................................................................................................. 389 7.1.7.1 PLATTENMODUL....................................................................................................... 390 7.1.7.2 W ICKELMODUL....................................................................................................... 390 7.1.7.3 ROHRMODUL........................................................................................................... 391 7.1.7.4 HOHLFASER-UND KAPILLARMODULE .......................................................................... 391 7.1.8 ANORDNUNG VON M ODULEN................................................................................................. 392 7.1.8.1 PARALLELSCHALTUNG ................................................................................................ 392 7.1.8.2 REIHENSCHALTUNG ........................................ 392 7.1.8.3 KOMBINATIONEN.................................................................................................. 392 7.1.8.4 FEED AND B LE E D .................................................................................................. 393 7.1.9 BETRIEBSARTEN VON MEMBRANANLAGEN............................................................................... 395 7.1.9.1 CROSS-FLOW-BETRIEB............................................................................................. 395 7.1.9.2 DEAD-END-BETRIEB............................................................................................... 395 7.1.9.3 WAHL DER BETRIEBSART ......................................................................................... 396 7.1.10 KENNZAHLEN DER FILTRATION .............................................................................................. 396 7.1.10.1 TRANSMEMBRANDRUCK......................................................................................... 396 7.1.10.2 PERMEATFLUSS...................................................................................................... 397 7.1.10.3 RUECKHALT ............................................................................................................ 397 7.1.10.4 AUSBEUTE ............................................................................................................ 398 7.1.10.5 ENERGIEBEDARF.................................................................................................... 398 7.1.10.6 ZUSAMMENFASSUNG WESENTLICHER EIGENSCHAFTEN .............................................. 398 7.1.11 LEISTUNGSMINDERUNG UND GEGENMASSNAHMEN................................................................ 398 7.1.11.1 FOULING................................................................................................................ 399 7.1.11.2 SCALING................................................................................................................ 399 7.1.11.3 BIOFOULING .......................................................................................................... 399 7.1.11.4 MEMBRANSCHAEDIGUNG......................................................................................... 399 7.1.11.5 VORBEHANDLUNG.................................................................................................. 399 7.1.11.6 RUECKSPUELUNG UND REINIGUNG............................................................................. 400 7.2 M IKROFILTRATIO N ........................................................................................................................... 401 7.2.1 GRUNDLAGEN ...................................................................................................................... 401 7.2.2 MEMBRANEN ............................................................. 402 7.2.3 ANWENDUNG...................................................................................................................... 402 7.3 U LTRAFILTRATION............................................................................................................................. 403 7.3.1 GRUNDLAGEN ...................................................................................................................... 403 7.3.2 MEMBRANEN...................................................................................................................... 404 7.3.3 ANWENDUNG..................................................................................................................... 404 7.3.3.1 ENTFETTUNGSBAEDER .............................................................................................. 404 7.3.3.2 ELEKTROTAUCHLACKIERBAEDER (ETL) ....................................................................... 405 7.3.3.3 ABWASSERBEHANDLUNG......................................................................................... 405 7.4 NANOFILTRATION ........................................................................................................................... 405 7.4.1 GRUNDLAGEN ..................................................................................................................... 405 7.4.2 MEMBRANEN...................................................................................................................... 406 7.4.3 ANWENDUNGEN ....................................................... 408 7.4.3.1 SAEUREAUFBEREITUNG ............................................................................................ 408 7.4.3.2 SPUELWASSERAUFBEREITUNG ................................................................................... 410 7.5 UMKEHROSMOSE ......................................................................................................................... 410 7.5.1 GRUNDLAGEN ..................................................................................................................... 410 7.5.2 MEMBRANEN FUER DIE UMKEHROSMOSE............................................................................... 411 7.5.3 ANWENDUNG IN DER METALLVERARBEITENDEN INDUSTRIE ...................................................... 412 7.5.3.1 PROZESSWASSERAUFBEREITUNG............................................................................... 412 7.5.3.2 SPUELWASSERAUFBEREITUNG ................................................................................... 412 7.5.3.3 AUFBEREITUNG VON ETL-BAD................................................................................. 414 7.5.5.4 AUFBEREITUNG VON KUEHLWASSER FUER DAS WARMWALZEN ........................................ 414 7.5.3.5 AUFBEREITUNG VON WASCHFLUESSIGKEIT FUER HOCHOFENGASWAESCHER ........................ 415 7.5.3.OE ABWASSERBEHANDLUNG........................................................................................ 415 7.6 STOFFTRENNUNG MITHILFE VON IONENAUSTAUSCHERMEMBRANEN ...................................................... 416 7.6.1 GRUNDLAGEN ..................................................................................................................... 416 7.6.1.1 IONENSELEKTIVE MEMBRANEN............................................................................... 416 7.6.1.2 TREIBENDE K RA FT.................................................................................................. 417 7.6.1.3 STOFFTRANSPORT DURCH IONENAUSTAUSCHERMEMBRANEN ........................................ 417 7.6.2 ELEKTRODIALYSE (E D ).......................................................................................................... 418 7.6.2.1 GRUNDLAGEN........................................................................................................ 418 7.622 PROZESSPARAMETER............................................................................................. 421 7.OE.2.3 IONENAUSTAUSCHERMEMBRANEN ........................................................................ 423 7.OE.2.4 ANWENDUNG IN DER METALLVERARBEITENDEN IN D U STRIE ....................................... 423 7.6.3 DIFFUSIONSDIALYSE (DD) .................................................................................................... 426 7.6.3.1 GRUNDLAGEN........................................................................................................ 426 7.OE.3.2 PROZESSPARAMETER............................................................................................. 427 7.OE.3.3 MEMBRANEN FUER DIE DIFFUSIONSDIALYSE ............................................................. 427 7.6.3.4 ANWENDUNG IN DER METALLVERARBEITENDEN IN D U STRIE ........................................ 428 7.6.4 MEMBRANELEKTROLYSE (M E ).............................................................................................. 430 7.6.4.1 GRUNDLAGEN........................................................................................................ 430 7.6.4.2 VERFUEGBARE MEMBRANEN UND ANWENDUNG........................................................ 430 L ITE RA TU R.............................................................................................................................................. 432 8 REGENERATIONS- UND RECYCLINGVERFAHREN.............................................................................. 437 8.1 D E FINITION.................................................................................................................................. 437 8.2 IONENAUSTAUSCHVERFAHREN.......................................................................................................... 438 8.2.1 RUECKGEWINNUNG VON STOFFEN AUS SPUELWASSER ................................................................. 438 8.2.1.1 EDELMETALLE UND QUECKSILBER ........................................................................... 438 8.2.1.2 BUNTMETALLE UND CHROMSAEURE........................................................................... 440 8.2.2 REGENERATION SAURER PROZESSLOESUNGEN ........................................................................... 443 8.2.2.1 REGENERATION DURCH IONENAUSTAUSCH ............................................................... 443 5.2.2.2 REGENERATION DURCH DEN RETARDATIONSEFFEKT .................................................... 448 8.3 FLUESSIG-FLUESSIG-EXTRAKTION ........................................................................................................ 454 8.4 FAELLUNGS- UND KRISTALLISATIONSVERFAHREN .................................................................................. 459 8.4.1 FAELLUNGSVERFAHREN........................................................................................................... 459 8.4.2 KRISTALLISATIONSVERFAHREN................................................................................................ 461 8.5 ELEKTROLYTISCHE VERFAHREN......................................................................................................... 465 8.5.1 THEORIE............................................................................................................................. 465 8.5.2 ELEKTROLYSE....................................................................................................................... 474 8.5.2.1 ELEKTRODEN......................................................................................................... 474 5.5.2.2 KATHODISCHE ABSCHEIDUNG ................................................................................ 475 8.5.2.2.1 EDELMETALLE........................................................................................ 475 5.5.2.2.2 BUNTMETALLE ...................................................................................... 478 8.5.2.2.3 INDIUM .............................................................................................. 488 5.5.2.3 ANODISCHE OXIDATION ........................................................................................ 489 8.6 ADSORPTION................................................................................................................................ 493 8.6.1 THEORIE........................................................................................................................... 493 8.6.2 ADSORPTIONSMITTEL UND IHR EINSATZ ................................................................................. 494 8.6.3 HETEROGENE KATALYSE........................................................................................................ 496 8.7 THERMISCHE VERFAHREN ............................................................................................................... 497 8.7.1 THERMISCHE ZERSETZUNG....................... 497 8.7.2 ELIMINATION VON W ASSER.................................................................................................. 499 8.7.2.1 VERDAMPFEN........................................................................................................ 500 8.7.2.1.1 T H EO RIE ............................................................................................... 500 8.7.2.1.2 VERDAMPFEN VON WASSER ZUR RUECKGEWINNUNG VON PROZESSLOESUNGEN AUS SPUELWASSER .................................................... 502 5.7.2.2 VERDUNSTEN ........................................................................................................ 507 8.7.2.2.1 THEORIE .............................................................................................. 507 87.2.2.2 VERDUNSTEN VON WASSER ZUR RUECKGEWINNUNG VON PROZESSLOESUNGEN AUS SPUELWASSER .................................................... 509 L ITE RA TU R............................................................................................................................................... 513 9 SPEZIELLE VERFAHRENSTECHNIKEN EINZELNER FERTIGUNGSBEREICHE ........................................ 519 9.1 MECHANISCHE BEARBEITUNG ........................................................................................................ 519 9.1.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 519 9.1.2 BEHANDLUNG VON KUEHLSCHMIERMITTELN............................................................................. 521 9.1.3 BEHANDLUNG VON ENTFETTUNGSBAEDERN............................................................................... 522 9.1.4 BEHANDLUNG VON GLEITSCHLEIFABWASSER ........................................................................... 525 9.2 WAERMEBEHANDLUNG.................................................................................................................... 527 9.2.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 527 9.2.2 ABWASSERBEHANDLUNG...................................................................................................... 528 9.2.3 VERMEIDUNGSMOEGLICHKEITEN UND RECYCLINGVERFAHREN .................................................... 529 9.3 BEIZEREIEN UND OBERFLAECHENABTRAGENDE FERTIGUNGEN .............................................................. 529 9.3.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 530 9.3.2 ABWASSERBEHANDLUNG...................................................................................................... 531 9.3.3 RECYCLINGVERFAHREN.......................................................................................................... 532 9.4 FEUERVERZINKEN......................................................................................................................... 534 9.4.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 534 9.4.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN.............................................................. 535 9.5 EMAILLIEREN................................................................................................................................. 535 9.5.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 536 9.5.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN.............................................................. 537 9.6 LACKIEREN EINSCHLIESSLICH VORBEHANDLUNG................................................................................. 538 9.6.1 VORBEHANDLUNG ................................................................................................................ 538 9.6.1.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE...................................................... 538 9.6.1.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN ................................................ 540 9.6.2 LACKIEREN UND ENTLACKEN ................................................................................................ 541 9.6.2.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ..................................................... 541 9.OE.2.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN................................................ 543 9.7 ANODISIEREN VON ALUMINIUM .................................................................................................... 545 9.7.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 545 9.7.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN ............................................................ 547 9.8 GALVANISIEREN............................................................................................................................. 550 9.8.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 550 9.8.2 SPEZIELLE VERFAHREN DER GALVANOTECHNIK UND IHRE ABWAESSER ........................................ 553 9.8.2.1 CADMIEREN.......................................................................................................... 553 9.5.2.2 AUSSENSTROMLOSES VERNICKELN ........................................................................... 553 9.8.2.2.1 ABWASSERINHALTSSTOFFE....................................................................... 553 9.5.2.2.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN ............................... 554 9.5.2.3 BRUENIEREN UND FAERBEN VON METALLOBERFLAECHEN .................................................. 558 9.5.2.4 ENTMETALLISIEREN................................................................................................ 559 9.5.2.5 ABWASSER AUS ABGASWASCHANLAGEN ................................................................. 560 9.9 LEITERPLATTENFERTIGUNG............................................................................................................... 562 9.9.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE ................................................................... 562 9.9.2 ABWASSERTRENNUNG UND PRODUKTIONSSPEZIFISCHE SPUELVERFAHREN................................... 568 9.9.3 ABWASSERBEHANDLUNG...................................................................................................... 570 9.9.4 RECYCLINGVERFAHREN.......................................................................................................... 573 9.9.4.1 VORBEHANDLUNG, CHEMISCHES VERKUPFERN, GALVANISIEREN................................. 573 9.9.4.2 AE TZ E N ................................................................................................................. 576 9.10 BATTERIEHERSTELLUNG................................................................................................................... 583 9.10.1 FERTIGUNG VON BLEIAKKUMULATOREN ................................................................................. 583 9.10.1.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE...................................................... 583 9.10.1.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN ................................................ 584 9.10.2 FERTIGUNG VON NICKEL-CADMIUM-AKKUMULATOREN............................................................ 585 9.10.2.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE...................................................... 585 9.10.2.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN ................................................ 586 9.10.3 FERTIGUNG VON PRIMAERZELLEN............................................................................................ 587 9.10.3.1 ABWASSERANFALL UND ABWASSERINHALTSSTOFFE...................................................... 587 9.10.3.2 ABWASSERBEHANDLUNG UND RECYCLINGVERFAHREN ................................................ 588 L ITE RA TU R.............................................................................................................................................. 589 10 ELEKTROTECHNIK FUER INDUSTRIELLE ABWASSERBEHANDLUNGSANLAGEN ........................................ 593 10.1 EINFUEHRUNG ............................................................................................................................... 593 10.2 MOTOREN UND ANTRIEBE ............................................................................................................. 593 10.2.1 MOTOREN ........................................................................................................................... 593 10.2.2 DOSIERPUMPEN................................................................................................................. 593 10.2.3 ARMATURENANTRIEBE......................................................................................................... 594 10.2.4 REGELARMATUREN............................................................................................................... 594 10.3 INSTRUM ENTIERUNG..................................................................................................................... 595 10.3.1 DURCHFLUSSMESSUNG ....................................................................................................... 595 10.3.2 DRUCKMESSUNG ............................................................................................................... 598 10.3.3 FUELLSTANDSMESSUNG......................................................................................................... 599 10.3.4 TEMPERATURMESSUNG ...................................................................................................... 600 10.3.5 PH-WERT UND REDOXPOTENZIAL-MESSUNG........................................................................... 601 10.3.6 FLUORID-MESSUNG............................................................................................................. 604 10.3.7 SAK, CSB UND TOC ......................................................................................................... 604 10.4 ANLAGENKENNZEICHNUNG ........................................................................................................... 606 10.4.1 ANLAGENKENNZEICHNUNGSSYSTEME ................................................................................ 606 10.4.2 GRAPHISCHE SYMBOLE........................................................................................................ 606 10.4.3 KENNZEICHNEN VON MESSSTELLEN....................................................................................... 606 10.5 LEITTECHNIKEBENEN...................................................................................................................... 606 10.6 AUTOMATISIERUNGSSYSTEME ........................................................................................................ 608 10.6.1 SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNGEN ....................................................................... 608 10.6.2 BEDIEN- UND BEOBACHTUNGSSYSTEME ............................................................................... 609 10.7 STEUERUNG UND REGELUNG .......................................................................................................... 613 10.7.1 PI REGLER........................................................................................................................... 614 10.7.2 ZWEIPUNKT-REGLER............................................................................................................ 614 10.7.3 PH-WERT REGELUNG............................................................................................................ 615 10.7.4 KASKADENREGELUNG .......................................................................................................... 616 10.8 KOMMUNIKATIONSSYSTEME....................................................................... 616 10.8.1 UEBERTRAGUNGSMEDIEN...................................................................................................... 618 10.8.2 FELDBUSSYSTEME................................................................................................................ 618 10.8.3 DEZENTRALE PERIPHERIE...................................................................................................... 620 18.8.4 PARAMETRIERUNG VON FELDGERAETEN..................................................................................... 620 10.9 ENERGIEMANAGEMENT.................................................................................................................. 621 10.10 INSTANDHALTUNG .......................................................................................................................... 621 10.10.1 INSTANDHALTUNGS-STRATEGIEN........................................................................................... 621 10.10.2 FERNWARTUNG.................................................................................................................. 622 10.10.3 LIFE CYCLE SERVICES ................................................................................ 622 10.11 NORMEN UND REGELWERKE .......................................................................................................... 624 L ITE RA TU R............................................................................................................................................... 625 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