Abwasserreinigung
Physikalisch-chemische Abwasserreinigung
Physikalisch-chemische Abwasserreinigung
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Flashcards
Was bedeutet „Adsorption?
Anreicherung von Stoffen, aus einer flüssigen oder gasförmigen Phase heraus, an einen Festkörper.
Sie erfolgt durch zwischenmolekulare Kräfte.
Welche Stoffe werden bei der Adsorption vor allem aus dem Abwasser entfernt?
Die adsorptive Abwasserreinigung wird zur Entfernung von Farbstoffen, halogenierten Kohlenwasserstoffen sowie von biologisch nicht bzw. schwer abbaubaren, toxikologischen oder abbauhemmenden organischen Schadstoffen eingesetzt
welche Aussagen können sie einer Adsorptionstherme entnehmen?
Eine Adsorptionsisotherme bestimmt, welche Menge Adsorbens (z.B. Aktivkohle) zur Adsorption für
eine bestimmte Beladung benötigt wird. Eine Adsorptionsisotherme gilt nur für die Kombination aus
einem bestimmten Adsorbens und einem zugehörigen Adsorptiv. Deshalb sind für die Bestimmung
einer Isotherme Messungen mit Orginalabwasser unerlässlich.
Durch welche Maßnahme können sie einen Adsorptionsprozess beschleunigen?
Erhöhung der Anströmgeschwindigkeit (dadurch wird die Grenzfilmdicke verringert und dadurch die
Filmdiffusion beschleunigt), höherer Konzentrationsunterschied/-Gefälle, Adsorbensoberfläche vergrößern.
Was machen sie mit beladener Aktivkohle?
- Aktivkohle kann durch eine Desorption gereinigt werden, wenn es wirtschaftlich ist mit Heißem Dampf/Luft.
- Aktivkohle kann auch getrocknet und dann verbrannt werden
Warum bildet sich in einem Festbett-Adsorber ein Konzentrationsprofil aus?
Jedes Adsorbenspartikel nimmt solange Adsorptiv aus der Lösung auf, bis seine Beladung im
Gleichgewicht mit der Zulaufkonzentration steht. Da die Stoffübergangsprozesse nicht unendlich
schnell ablaufen, bildet sich in der Adsorberschüttung ein Beladungs- und damit auch ein Konzentrationsprofil aus.
Wie können Metalle (Kationen) Gefällt werden?
Um gelöste Metalle in schwerlösliche Verbindungen zu überführen, muss ihnen ein entsprechend
großes Angebot an Anionen zur Verfügung stehen, mit denen sie schwerlösliche Verbindungen
eingehen können. Die Ausfällung der Metalle erfolgt mit den gleichen Chemikalien, die auch bei
der Neutralisation eingesetzt werden. Die wichtigsten sind hierbei die Natronlauge, Calciumhydrat
und Soda.
Was bedeutet Fällung?
Unter Fällung wird die Überführung eines im Wasser löslichen Stoffes in seine unlösliche partikulä-
re Form durch eine chemische Reaktion verstanden. Lösungsprozesse und Fällungsprozesse sind
gegenläufige Reaktionen gleicher Reaktionspartner
Warum erfolgen die drei Prozesse Neutralisation, Fällung und Flockung oftmals gemeinsam wenn das
Abwasser Metall-Ionen enthält?
Bei der Neutralisation von Abwasser kann ein Fällprodukt entstehen. Enthält das zu neutralisierende Abwasser gelöste Metalle, so können diese bei der Neutralisation als Hydroxide, Oxidhydrate oder als basische Salze gefällt werden. Da bei einer Neutralisation Fällprodukte entstehen können bzw. der Fällungsvorgang stark vom pH-Wert abhängig ist und weiterhin die Flockung häufig
in Verbindung mit der Fällung abläuft, werden diese 3 Prozesse gemeinsam dargestellt.
Wie ist der pH-Wert definiert?
Der pH-Wert ist definiert als der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration bzw. genauer, der Wasserstoffionenaktivität.
pH-Wert = 7 die Lösung ist neutral H+ und OH- sind gleich groß
pH-Wert < 7 die Lösung ist sauer
pH-Wert > 7 die Lösung ist basisch
In welcher Einheit wird die Kapazität eines Ionenaustauschers angegeben?
Mol Ionenäquivalent pro Liter Schüttung (gequollen) [mol/L]
welche Parameter haben einen Einfluss auf den Verdrängungsprozess und die Selektivität?
Verdrängungsprozess
- Beladung, Bindungsbestreben, Konzentrationsabhängigkeit, Verteilungsgleichgewicht.
Selektivität:
- Ionen mit höherer Wertigkeit werden stärker gebunden
- Bei gleicher Wertigkeit wird das Ion stärker gebunden, dessen hydradisiertes Ion den kleineren Durchmesser hat
- Ionen, mit denen ein Austauscher wenig dissoziierte Verbindungen bildet, werden stärker gebuungen
. Kann Abwasser auch verbrannt werden?
Dieses Verfahren wird bei Abwässern eingesetzt, die mehr als 10% brennbare organische Stoffe,
z.B. Chlorkohlenwasserstoffe, enthalten. Das Abwasser wird in eine Brennerflamme eingedüst, verdampft und erhitzt sich auf 800°C bis 1200°C.
Abwasser kann auch verbrannt werden. (Rückstände im Wasser)
Welche Stoffeigenschaften werden bei der Extraktion ausgenutzt?
Die Extraktion beruht auf den unterschiedlichen Löslichkeiten von Stoffen in verschiedenen Lö-
sungsmitteln
Wie kann das Abwasser durch Destillation gereinigt werden?
Verschiedene Stoffe haben unterschiedliche Tau- und Siedepunkte. Dadurch kann man unterschiedliche Stoffe trennen.
Das Gemisch wird dabei bis zum Siedepunkt des ersten Stoffes erwärmt. Diese Temperatur wird
so lange gehalten bis der erste Stoff vollständig verdampft ist. Das dampfförmige Destillat wird anschließend wieder kondensiert.
Eine Erhöhung der Reinheit des Destillats kann durch eine Bodendestillationskolonne erreicht
werden.
Können sie zwei Reduktionsmittel nennen?
Schwefeldioxid SO2
Na-Hydrogensulfit NaHSO3
Fe-2-Lösungen Fe
Welches Problem ergibt sich beim Einsatz von Hypochlorit (HOCl) als Oxidationsmittel?
Beim Einsatz von HOCl als Oxidationsmittel werden Cl--Ionen frei welche stark korrosiv in Bezug auf
Stähle wirken
Werkstoffproblem des Reaktionsbehälters
Nennen sie drei Oxidationsmittel die in der Abwassertechnik eingesetzt werden
Luftsauerstoff O2
Ozon O3
Wasserstoffperoxid H2O2
Ist die Oxidationswirkung vieler Oxidationsmittel in saurer oder basischer Lösung wirksamer? Wissen
sie eine Erklärung dafür?
Oxidationsmittel wirken in saurer, Reduktionsmittel in alkalischer Lösung. Redoxpotentiale für Oxidationsmittel sind >1
Mit Hilfe welcher Tabelle können sie die Oxidationswirkung bzw. Reduktionswirkung eines Stoffes bestimmen?
Aus der Tabelle der Redoxpotentiale von Reduktions- und Oxidationsmittel. Elektrochemische Spannungsreihe.
