Aktivkohle zur CSB-Reduktion

Wie entfernt Aktivkohle CSB aus Wasser? 

Aktivkohle reduziert den chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) durch Adsorption organischer Verunreinigungen. Diese Stoffe lagern sich an der porösen Oberfläche der Aktivkohle an und werden so aus dem Wasser entfernt.

Wichtiger Hinweis: CSB ist ein Sammelbegriff für viele verschiedene organische Verbindungen. Die hier angegebenen Berechnungen dienen nur als Richtwerte. Die tatsächliche Wirksamkeit hängt von der spezifischen Zusammensetzung der organischen Belastung ab.

Mechanismen der CSB-Reduktion:

• Große innere Oberfläche: Aktivkohle besitzt eine extrem hohe Porosität (bis zu 1500 m²/g), die eine effektive Adsorption ermöglicht.

• Hydrophobe Wechselwirkungen: Unpolare, organische Verbindungen wie Öle oder Tenside werden bevorzugt gebunden.

• Van-der-Waals-Kräfte & π-π-Wechselwirkungen: Besonders aromatische Verbindungen wie Phenole oder Benzolverbindungen haften stark an der Aktivkohle.

• Physikalische & chemische Adsorption: Bestimmte funktionelle Gruppen auf der Kohleoberfläche können chemische Bindungen mit Schadstoffen eingehen.

Berechnung des Aktivkohleverbrauchs 

Die Menge der benötigten Aktivkohle hängt von der CSB-Belastung, dem gewünschten Reduktionsgrad, der Wassermenge und der Adsorptionskapazität der Kohle ab.

Formel zur Berechnung:

wo:

• M = benötigte Aktivkohlemenge (kg)

• C_{CSB} = Anfangs-CSB-Konzentration (mg/l)

• Q = Wassermenge (m³)

• η = CSB-Entfernungsgrad (dezimal, z. B. 0,9 für 90 %)

• q_{AK} = Adsorptionskapazität der Aktivkohle (mg CSB/g AK)

Beispielrechnung:

Gegeben:

• CSB-Konzentration: 100 mg/l

• Ziel: 90 % Entfernung

• Wassermenge: 100 m³/Tag

• Adsorptionskapazität der Aktivkohle: 500 mg CSB/g AK

Berechnung:

1. Gesamt-CSB im Wasser: 100 mg/l × 100.000 l = 10.000.000 mg (10 kg CSB)

2. Entfernte CSB-Menge (90 %): 10 kg × 0,9 = 9 kg CSB

3. Aktivkohleverbrauch: 9.000.000 mg / 500 mg/g = 18.000 g = 18 kg Aktivkohle pro Tag

Spülwasserbedarf für Aktivkohlefilter

Granulataktivkohle-Filter (GAK) benötigen regelmäßige Rückspülung, um Ablagerungen und Verstopfungen zu verhindern.

Warum ist Spülwasser erforderlich?

• Entfernung von Partikeln und Biofilmen, die die Adsorptionsleistung verringern können.

• Vermeidung von Kanalbildung, die eine gleichmäßige Nutzung der Aktivkohle verhindert.

• Reduzierung von Druckverlusten, die den Betrieb ineffizient machen.

Typische Spülparameter:

• Häufigkeit: Täglich bis wöchentlich, je nach Belastung

• Spülwassermenge: 5–10 % des Filtratvolumens pro Spülzyklus

• Spüldauer: 10–30 Minuten mit einer Fließgeschwindigkeit von 10–20 m/h

Überwachung und Sicherheit

Da der CSB eine Vielzahl von organischen Stoffen umfasst, müssen Anlagen messtechnisch überwacht werden, um eine zuverlässige Entfernung zu gewährleisten. Zudem sollte zum Schutz vor einem Durchbruch der Aktivkohle idealerweise ein Polizeifilter als nachgeschalteter Sicherheitsfilter installiert werden.

Fazit: Aktivkohle ist ein effektives Mittel zur Reduzierung von CSB im Wasser. Der Aktivkohleverbrauch lässt sich anhand der CSB-Konzentration, Wassermenge und Adsorptionskapazität berechnen. Granulataktivkohle-Filter benötigen regelmäßige Rückspülung, um eine hohe Adsorptionsleistung aufrechtzuerhalten.

Für eine optimale Dimensionierung und Betriebskostenberechnung sind individuelle Analysen erforderlich. Kontaktieren Sie uns für eine maßgeschneiderte Lösung!

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