Dosierung schwieriger Schüttgüter Aktivkohle exakt dosieren in der Abwasserbehandlung und Weinproduktion

Autor / Redakteur: Dr. Andreas Husmann / M.A. Manja Wühr

Sollen unerwünschte Stoffen aus flüssigen und gasförmigen Gemischen entfernt werden, ist Aktivkohle oft das Mittel der Wahl. Dabei ist eine genaue Dosierung der Aktivkohle unerlässlich – sowohl um den Reinigungsprozess kontrolliert zu regeln, als auch um den teuren Rohstoff Aktivkohle kosteneffizient einzusetzen. Lesen Sie hier zwei Anwendungen.

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Genaue Zugabe von Aktivkohle in der Abwasserbehandlung mit der mechanisch Tara kompensierten, gravimetrischen Dosierung mit zwei Differentialdosierwaagen vom Typ Gericke DIW50
Genaue Zugabe von Aktivkohle in der Abwasserbehandlung mit der mechanisch Tara kompensierten, gravimetrischen Dosierung mit zwei Differentialdosierwaagen vom Typ Gericke DIW50
(Bild: Gericke)

Mit steigenden Anforderungen in der Umweltgesetzgebung sind Betreiber von Abwasserbehandlungsanlagen gefordert neben den etablierten Abwasser-Behandlungsverfahren zusätzliche Reinigungsstufen vorzusehen. Diese müssen sicherstellen, dass bisher nicht von der Reinigung erfasste Stoffe sicher und möglichst vollständig aus den Abwässern entfernt werden. Im Fokus stehen toxische Rückstände von pharmazeutischen Wirkstoffen, Hormone und weitere organische Verbindungen. Diese gelangen z.B. in der Produktion oder nachgelagert durch die Anwendung bei Mensch oder Tier in den Wasserkreislauf und sind somit in Kläranlagen von Industrie und auch in kommunalen Kläranlagen im Abwasser präsent.

Der Einsatz von Aktivkohle ermöglicht es, solche toxischen oder biologisch schwer abbaubaren Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen. Dazu wird Aktivkohle den Abwässern einer Reinigungsstufe zugesetzt und nach Adsorption der Stoffe wieder entfernt. Die belastete Aktivkohle wird zusammen mit Klärschlamm einer thermischen Entsorgung zugeführt. Die erweiterte Reinigungsstufe mit Pulveraktivkohle wird auch Ulmer Verfahren genannt.

In Zusammenarbeit mit Sülzle Kopf Anlagenbau hat Gericke ein System mit hoher Betriebssicherheit entwickelt. Das baumustergeprüfte AK-DOS-System bietet sichere Lagerung von Pulveraktivkohle, bedarfsgeregelte Dosierung und Dispergierung sowie Anlagensteuerung. Das abgestimmte Zusammenwirken aller Module führt zur hohen Dosiergenauigkeit. Nach der Dosierung ist die Pulveraktivkohle umfassend mit Wasser zu benetzen, um eine Suspension mit hoher Eliminationsrate zu erzeugen. Bei der Zugabe der Aktivkohle gilt es, die Aktivkohlemenge dem Abwasseraufkommen und eventuell der Belastung des Abwassers mit Schadstoffen anzupassen. Bei zu geringer Dosierung ist eine hinreichende Reinigungswirkung nicht gegeben. Überdosierung ist aus wirtschaftlichen Gründen zu vermeiden. Eine schnelle Anpassung der Dosiermenge auf geänderte Abwassermengen, z.B. bei niederschlagsbedingter Zunahme des Zulaufs, bei gleichzeitig genauer Dosierung in einem großen Leistungsbereich ist daher unerlässlich.

Gravimetrischen Dosierung von Aktivkohle in der Abwasserbehandlung
Gravimetrischen Dosierung von Aktivkohle in der Abwasserbehandlung
(Bild: Gericke)

Die Abbildung zeigt eine für die Abwasserbehandlung konzipierte mechanisch Tara kompensierte, gravimetrische Dosierung mit zwei Differentialdosierwaagen vom Typ Gericke DIW50. Sie dosieren nach Namur 40 in einem Leistungsbereich von 2 bis 40 kg/h kontinuierlich, um eine effiziente Suspension zu erzeugen, welche dann in einem Kontaktbecken mit dem Abwasserstrom vermischt wird. Im Kontaktbecken werden die zu eliminierenden Stoffe adsorbiert. Anschließend wird die beladene Pulveraktivkohle über den Klärschlamm abgezogen oder über ein Filtersystem abgetrennt. Ein Vorbehälter zur Wiederbefüllung der Dosierwaage ist ebenfalls im Umfang der Dosieranlage enthalten. Die Nachfüllung erfolgt aus einem Vorratssilo über eine Zellenradschleuse und eine reversierbare Förderschnecke in die Vorbehälter und von dort in die Dosierwaagen. Zur Regelung des kontinuierlichen Dosierprozesses kommt die von Gericke entwickelte Waagensteuerung Easy Dos Pro zum Einsatz, welche mit einer übergeordneten Prozessleitsteuerung von Sülzle Kopf Anlagenbau kommuniziert.

Bei der Herstellung von Wein wird Aktivkohle im Rahmen der sogenannten Schönung – neben anderen Mitteln, wie Mineralstoffen oder organischen Verbindungen – eingesetzt. Die Schönung dient der Klärung und biochemischen Stabilisierung des Weines. Es werden Trübungen, Fehltöne und unerwünschte Stoffe aus dem Wein entfernt. Aktivkohle kommt insbesondere zur Behandlung von bestimmten unerwünschten Fehlgeschmäcken, als auch bei der Reduktion der farbgebenden Stoffe in Weißweinen zum Einsatz.

Dazu wird die Aktivkohle dem noch unvergorenen Most oder dem Wein zugesetzt. Nach einer definierten Einwirkdauer wird der Wein abgegossen, bzw. die Aktivkohle ausgefiltert. Der Einsatz von Aktivkohle muss dabei kontrolliert und exakt dosiert erfolgen, so dass alle erwünschten Stoffe im Wein verbleiben. Andernfalls kann es zu einem Qualitätsverlust im Hinblick auf Aromen und Farbgebung des fertigen Weines kommen, da die Aktivkohle nicht selektiv auf unerwünschte Stoffe im Wein wirkt, sondern zahlreiche organische Verbindungen adsorbiert.

Neben der Erfahrung des Kellermeisters ist daher eine präzise und verlässliche Dosiereinrichtung erforderlich. Gericke als Spezialist für das kontinuierliche und genaue Dosieren hat bereits zahlreiche Dosiergeräte an namhafte Weinproduzenten geliefert. Die eingesetzten volumetrischen Dosiergeräte vom Typ Gericke GLD 77 decken einen Leistungsbereich von 2 bis 40 l/h, bezogen auf das Volumen der Aktivkohle, ab. Bei typischen Anwendungsmengen von wenigen Gramm bis hin zu den in Deutschland gesetzlich erlaubten 100 Gramm pro Hektoliter Most oder Wein, können somit in kurzer Zeit die erforderlichen Mengen dem zu schönenden Wein zudosiert werden.

* Der Autor ist Mitarbeiter von Gericke.

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