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Entfernung von Metallen mittels Aktivkohle

Entfernung von Schwermetallen, Quecksilber (Hg), Arsen (As) und mikroskopisch kleinen metallischen Schadstoffen aus Industrieabwässern, Trinkwasser und Prozessströmen mithilfe von Aktivkohle, die speziell für eine hochleistungsfähige Adsorption metallischer Stoffe entwickelt wurde. Gewährleistung der Zuverlässigkeit von Wasseraufbereitungsanlagen und der Wasserqualität bei der Bewirtschaftung von kommunalen Abwässern, Industrieabwässern und Bergbauabwässern.
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Aktivkohle zur Metallentfernung – Titelbild

Was ist Aktivkohle zur Entfernung von Metallen?

Bei der Aktivkohle zur Entfernung von Metallen werden speziell entwickelte Aktivkohlematerialien (z. B. durch Imprägnierung, Oberflächenmodifizierung und hohe spezifische Oberfläche) in Wasseraufbereitungs- und industriellen Prozesssystemen eingesetzt, um die gelösten Schwermetalle, Hg, As, Pb, Cr und andere mikrometallische Schadstoffe aus dem Wasserstrom so weit zu reduzieren, dass die gesetzlichen Einleitungsvorschriften und die Trinkwasserqualitätsstandards eingehalten werden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen ACF-Anwendungen, bei denen es hauptsächlich um organische Verbindungen geht, beruhen Anwendungen zur Metallentfernung auf einem kombinierten Prozess aus physikalischer Absorption, Oberflächenkomplexbildung und chemischen Wechselwirkungen zwischen gelösten Metallionen und funktionellen Gruppen. Imprägnierte Aktivkohlesorten – die Schwefel, Jod oder andere chemische Wirkstoffe enthalten – erweitern diese Eignung auf Metalle wie Quecksilber und Arsen, bei denen die Wirksamkeit in den von der Umwelt vorgeschriebenen Spurenkonzentrationen nicht ausreichend ist. Dadurch wird Aktivkohle zu einer vielseitigen und skalierbaren Lösung zur Metallentfernung, die in Festbett-Adsorptionssäulen, Mobilbett-Kontaktoren und Schlammfördersystemen für die städtische Abwasserentsorgung, die Entsorgung von Industrieabfällen und die Nachbehandlung von Bergbauabwässern eingesetzt werden kann.

Angesichts der weltweit immer strengeren Vorschriften hinsichtlich der Freisetzung von Schwermetallen und der Trinkwasserqualität ist die Entfernung von Metallen mittels Aktivkohle ein notwendiger Schritt in Branchen, in denen herkömmliche Sedimentations- und Filterverfahren nicht in der Lage sind, die zunehmend geforderten Grenzwerte für Metallionen zu erreichen.

Die wichtigsten Vorteile von Aktivkohle bei der Entfernung von Metallen

  • Effektive Entfernung bei Spurenkonzentrationen — Durch die Aktivkohleadsorption lassen sich Schwermetalle und Quecksilber auf Werte im Bereich von Teilen pro Milliarde und Teilen pro Billion entfernen, wie sie gemäß den Trinkwassernormen und den Einleitungsgenehmigungen der Industrie vorgeschrieben sind.
  • Breitbandige Verarbeitungsfähigkeit für verschiedene Metalle — Eine einzige Aktivkohlebehandlungsstufe kann gleichzeitig eine Reihe gelöster Metallschadstoffe – darunter Hg, As, Pb, Cd und Cr – beseitigen, wodurch eine Abfolge von Behandlungssträngen für einzelne Schadstoffe entfällt und die Auslegung eines komplexen Industrieabwasserstroms mit schwankenden Metallkonzentrationen vereinfacht wird.
  • Imprägnierte Sorten für eine gezielte Hochleistungsentfernung — Die Verwendung von mit Silizium imprägnierter Aktivkohle zur Entfernung von Quecksilber sowie von mit Aluminium angereicherten Aktivkohleklassen zur Arsenabsorption bietet eine chemische Spezifität, die mit herkömmlicher Aktivkohle nicht vergleichbar ist. Dies ermöglicht es, das Aufbereitungssystem so zu gestalten, dass für jedes Zielmetall genau die erforderliche chemische Aktivkohle ausgewählt werden kann, ohne dabei die Abscheideleistung an der gesetzlich vorgeschriebenen Grenze zu beeinträchtigen.
  • Skalierbarer Einsatz in allen Formaten von Behandlungssystemen — Systeme zur Metallentfernung mittels Aktivkohle sind in Druckbehältern mit festem Bett, Schwerkraftabsorptionstürmen und Anlagen zur Dosierung von Kohlepaste wirksam – dies ermöglicht es Verfahrensingenieuren, die Metallentfernung in die Planung einer neuartigen Aufbereitungsanlage oder in eine Modernisierung zu integrieren.
  • Zuverlässige Unterstützung bei der Dokumentation zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften — Hochwertiges ACCC wird mit einer gleichmäßigen lokalen Adsorptionsfähigkeit und vollständigen Zertifikatsunterlagen hergestellt und liefert die Rückverfolgbarkeits- und Technologieinformationen des Lieferanten, der Branche und des EHS, die erforderlich sind, um die Einhaltung der Anforderungen der Genehmigung und des Umweltberichtszyklus nachzuweisen.

Herausforderungen der Branche

Immer strengere Einleitungsvorschriften

Die Umweltbehörden weltweit senken weiterhin die zulässigen Grenzwerte für Schwermetalle im Abwasser und im Trinkwasser und verlangen, dass die Aufbereitungsanlagen Werte von weniger als einem Mikrogramm pro Liter erreichen können, was mit herkömmlichen Sedimentations- und Filterverfahren nicht immer möglich ist.

Komplexität der Entfernung von Quecksilber in Spurenmengen

Quecksilber muss in einer Reihe kontrollierter Abgasströme auf Werte im Bereich von Teilen pro Milliarde reduziert werden, was durch den Einsatz von Standard-Aktivkohle oder herkömmlichen chemischen Behandlungsverfahren nicht erreicht werden kann.

Profile gemischter Schwermetallverunreinigungen

Nur sehr wenige industrielle Abwasserströme enthalten nur ein einziges Zielmetall – das gleichzeitige Vorhandensein von Blei, Cadmium, As, Cr und Hg erfordert eine Behandlungslösung mit einem breiten Absorptionsspektrum für chemisch unterschiedliche Metallverbindungen.

Produktübersicht

Aktivkohle

AQ-GC-0830AM

Konkrete Anwendungsszenarien – Aktivkohle zur Entfernung von Metallen

Kommunale Trinkwasseraufbereitung

Die Aktivkohle wird in der städtischen Kläranlage als Filtermedium eingesetzt, um Spuren von Schwermetallen, Arsen und Blei aus dem Rohwasser vor der Verteilung zu entfernen. Da die alternde Rohrleitungsinfrastruktur kontinuierlich zur Bleibelastung beiträgt und die Oberflächengewässer zunehmend mit industriellen Metallbelastungen belastet sind, bietet die Aktivkohleadsorption eine zuverlässige letzte Barriere, die stets die von der Trinkwassergesetzgebung geforderten Mindestwerte für den Metallgehalt einhält.

Nachbehandlung von Industrieabwässern

Die Produktionsanlagen, der Galvanisierungsprozess, die Batterieproduktionsstätte und die chemische Verarbeitungsanlage erzeugen Abwasserströme, die gelöstes Chrom, Nickel, Zink, Cadmium und Kupfer in einer Konzentration enthalten, die vor der Einleitung gesenkt werden muss. Eine Festbett-Aktivkohle- oder Pulverkohle-Dosierungsstufe wird als abschließender Reinigungsschritt eingesetzt, um verbleibende gelöste Metalle aufzufangen, die die vorgelagerten Sedimentations- und Klärungsphasen durchlaufen haben, wodurch eine durchgängige Einhaltung der Vorschriften gewährleistet wird.

Quecksilberentfernung aus Rauchgaskondensat und Prozesswasser

Kohle-, Zementöfen, Chlor-Alkali-Anlagen und Abfallverbrennungsanlagen erzeugen quecksilberbelastete Prozesswasser- und Kondensatströme in Konzentrationen, die die maximalen Einleitungsgrenzwerte auslösen. Mit Schwefel imprägnierte Aktivkohle – die Quecksilber durch die Bildung von stabilem Quecksilbersulfid chemisch bindet – ist die etablierte Technologie, um die in den Einleitungsgenehmigungen geforderte Quecksilberentfernung im Bereich von Teilen pro Billion zu erreichen.

Abwasserbehandlung im Bergbau und in der Mineralaufbereitung

Die Gewinnung und Aufbereitung des Metallerzes sowie die Gewinnung des Erzes aus dem sauren Grubenwasser und die Aufbereitung des Abwassers, das gelöstes Arsen, Blei, Mangan und andere Schwermetalle enthält, müssen vor der Einleitung oder Rückgewinnung des Wassers erfolgen. In den Aufbereitungskreisläufen für Grubenwasser wird die Aktivkohleadsorption eingesetzt, um nach der Kalkneutralisation und Sedimentation verbleibende gelöste Metalle zu binden. Dies bietet einen zuverlässigen Puffer zur Einhaltung der Grenzwerte, der die für Bergbauabwässer typischen starken Schwankungen der Konzentrationen ausgleicht.

Elektrolytische Gewinnung

Die geologische Arsenbelastung des Grundwassers betrifft Südasien, Südostasien, Lateinamerika und Teile der Vereinigten Staaten – meist mit Konzentrationen, die deutlich über dem von der WHO empfohlenen Grenzwert von 10 Mikrolitern liegen. Aktivkohle, insbesondere mit Eisen angereicherte und mit Aluminium imprägnierte Sorten mit einer hochselektiven Arsenadsorption, wird in Hausanschluss- und kommunalen Aufbereitungssystemen eingesetzt, um die Arsenkonzentrationen in den betroffenen Versorgungsgebieten zu senken.

Halbleiter- und Elektronikfertigung – Aufbereitung von Reinstwasser

Halbleiterfertigungsprozesse benötigen ultrareines Wasser, dessen Konzentration an gelösten Metallen – gemessen in Teilen pro Billion – deutlich höher ist als die von Trinkwasser. In die Aufbereitungsanlagen für ultrareines Wasser sind Aktivkohle-Nachbehandlungsstufen integriert, um Mikromengen an Cu, Fe und anderen metallischen Verunreinigungen aus dem Prozesswasserstrom zu entfernen und so empfindliche Fertigungsprozesse vor metallbedingten Fehlerquoten zu schützen, die sich direkt auf die Produktivität und die Qualität des Chips auswirken.

Aufbereitung von Produktionswasser aus der Öl- und Gasförderung

Beim Hydraulic Fracturing sowie bei der konventionellen Öl- und Gasförderung fallen große Mengen an Förderwasser an, das neben Schwermetallen aus der Formationsgeologie und aus den bei der Förderung eingesetzten Chemikalien auch gelöstes Barium, Strontium, Radium und andere natürlich vorkommende radioaktive Stoffe enthält. Aktivkohlebehandlungsstufen innerhalb von Produktionswasser-Managementsystemen adsorbieren diese Schadstoffe so weit, dass eine sichere Entsorgung, eine sinnvolle Wiederverwendung oder eine Einleitung gemäß den zunehmend strengen Vorschriften für Produktionswasser in den wichtigsten Fördergebieten möglich ist.

Veredelung von Schwermetallen aus Deponiesickerwasser

Sickerwasser aus Siedlungsabfällen und Industrieabfällen enthält eine komplexe Mischung löslicher Schwermetalle wie Pb, Cd, Zn und Cr, die vor der Einleitung des Sickerwassers in den Boden oder in die kommunale Kanalisation entfernt werden müssen. Die Aktivkohleadsorption kann als Nachbehandlungsstufe am Ende des biologischen Aufbereitungsprozesses und der chemischen Abscheidung eingesetzt werden, um das verbleibende DME und die organischen Metallverbindungen, die gegenüber den vorangegangenen Aufbereitungsstufen resistent sind, zu binden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Sickerwasser den Anforderungen entspricht, unabhängig von den unterschiedlichen Bestandteilen des Abfalls und der saisonalen Sickerwasseranfallmenge.

Vorteile unserer Aktivkohle zur Entfernung von Metallen

Leistung bei der Entfernung von Spurenstoffen verschiedener Schwermetalle gleichzeitig

Speziell entwickelte Aktivkohlesorten – darunter mit Schwefel imprägnierte für Quecksilber und mit Eisen verstärkte für Arsen – bieten eine Filterleistung im Submikrometerbereich pro Liter, um viele gelöste Schwermetalle in einem einzigen Aufbereitungsschritt zu entfernen. Damit werden die sehr niedrigen Konzentrationsgrenzwerte erreicht, die für die Einleitung gemäß den gesetzlichen Vorschriften sowie für die immer strengeren Anforderungen an Trinkwasser vorgeschrieben sind.

Flexibler Einsatz in allen Konfigurationen industrieller Aufbereitungsanlagen

Die Entfernung von Metallen mittels Aktivkohle erfolgt effektiv in Festbett-Druckbehältern, Schwerkraft-Absorptionstürmen und Pulverschlamm-Fördersystemen – diese lassen sich nahtlos in die Planung einer neuen Aufbereitungsanlage sowie in die Nachrüstung bestehender Infrastruktur integrieren, ohne dass dafür umfangreiche bauliche oder technische Änderungen in den Bereichen Stadtentwicklung, Industrie und Bergbau erforderlich sind.

Gleichbleibende Leistung von Charge zu Charge, untermauert durch vollständige Zertifizierungsunterlagen

Hochwertige Aktivkohle zur Metallentfernung wird unter Einhaltung strenger Spezifikationstoleranzen und mit rückverfolgbaren Zertifizierungsunterlagen hergestellt – und bietet Wasserversorgungsunternehmen, Industriebetreibern und Umweltverbänden zuverlässige und verlässliche Informationen, mit denen sie im Rahmen von Genehmigungsverfahren und Einleitungsberichten nachweisen können, dass sie die Vorschriften einhalten.

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Die Entfernung von Schwermetallen ist nur eine von vielen Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen, in denen Aktivkohle und Spezialchemikalien entscheidende Prozess- und Umweltprobleme lösen. Unser Industrial Solutions Centre deckt alle Aspekte der Wasseraufbereitung, des Bergbaus, der Lebensmittelverarbeitung, der Luftreinigung und des Umweltschutzes ab – dabei werden Aktivkohle, aktives Aluminiumoxid und Titandioxid auf konkrete Verschmutzungsmuster und Vorschriften für jeden Sektor abgestimmt. Entdecken Sie unser umfassendes Lösungsrepertoire, um die für Ihren Betrieb und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften am besten geeigneten Materialien und Verarbeitungsmethoden zu ermitteln.
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Die Entfernung von Schwermetallen ist nur eine von vielen Anwendungen in einer Vielzahl von Branchen, in denen Aktivkohle und Spezialchemikalien entscheidende Prozess- und Umweltprobleme lösen. Unser Industrial Solutions Centre deckt alle Aspekte der Wasseraufbereitung, des Bergbaus, der Lebensmittelverarbeitung, der Luftreinigung und des Umweltschutzes ab – dabei werden Aktivkohle, aktives Aluminiumoxid und Titandioxid auf konkrete Verschmutzungsmuster und Vorschriften für jeden Sektor abgestimmt. Entdecken Sie unser umfassendes Lösungsrepertoire, um die für Ihren Betrieb und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften am besten geeigneten Materialien und Verarbeitungsmethoden zu ermitteln.
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