Umweltschutz
Umweltschützer Kalk
Die Biosphäre gliedert sich in die drei Bereiche Wasser, Luft und Boden. Der Spezialist für Umweltschutz in allen drei Bereichen heißt Kalk.
Rauchgasreinigung
Bei der Verbrennung von Abfällen aus Haushalt und Industrie werden Schadstoffe, wie z.B. Schwefeldioxid, Fluor- und Chlorwasserstoff (Salzsäure), Stickoxid, Staub und Schwermetalle freigesetzt. Dass diese nicht in die Luft gelangen, ist die Aufgabe von Rauchgasreinigungssystemen.
Die Verbrennungsanlagen in Europa arbeiten zu mehr als 95% mit Kalkprodukten, denn vor allem bei der Einbindung der sauren Schadgase hat sich Kalk als Mittel der Wahl erwiesen.
Saure Schadgasbestandteile werden mit Ausnahme der Stickoxide durch Kalkhydrat abgeschieden. Zur weitergehenden Abscheidung von Schwermetallen und organischen Restsubstanzen haben sich Gemische aus Kalk und anderen bindenden Substanzen bewährt. Die entstehenden Calciumverbindungen werden als Feststoffe abgeschieden und verwertet oder entsorgt.
Waldkalkung
Die Luftverschmutzung ist verantwortlich für den sauren Regen, der dem Wald zu schaffen macht. Ganze Wälder zeigten die deutlichen Zeichen eines Calcium- und Magnesiummangels, der durch die Versauerung des Bodens entsteht.
- Waldkalkung per Hubschrauber
Durch eine pH-Wert-Anhebung, also eine Aufkalkung der Waldböden, kann die Widerstandsfähigkeit der Bäume erheblich erhöht werden. Verschiedene Düngemitteltypen auf Basis kohlensauren Kalks werden deshalb mit dem Hubschrauber über den Wäldern verstreut oder mit Spezialfahrzeugen in die Wälder verblasen. Dadurch werden die verloren gegangenen Nährstoffe wieder ersetzt, die Humusqualität entscheidend verbessert.
Der Waldboden ist nicht nur für das Wachstum der Pflanzen wichtig, er filtert auch das Regenwasser und entscheidet damit über die Qualität des Trinkwassers, das häufig aus den Böden großer Waldgebiete gewonnen wird. Deswegen spricht man heute richtiger von der Boden- und Wasserschutzkalkung, statt von der Waldkalkung.
Auch wenn mittlerweile die schädlichen Emissionen drastisch reduziert werden konnten, lagert im Boden durch die jahrzehntelange Belastung noch eine schwere Hypothek. Deshalb werden auch heute pro Jahr rund 1 % der Waldfläche (ca. 110.000 ha) durch modernste Verblasegeräte mit etwa 500.000 t kohlensaurem Kalk versorgt.
Abwasserbehandlung
Auch saure Abwässer können natürlich behandelt werden. Kalkmilch neutralisiert saure Abwässer nicht nur, sondern fällt darüber hinaus auch viele im Wasser gelösten Schadstoffe aus.
- Klärbeckenanlage
Die Vorteile von Kalk als Reaktionsmittel zur Abwasserbehandlung liegen in den geringen Kosten und in den günstigen Eigenschaften des Naturproduktes Kalk, denn Kalk
- senkt den Phosphatgehalt des Wassers, dadurch wird die Eutrophierung (Sauerstoffverarmung) unserer Wässer vermieden;
- entfernt organische Schadstoffe aus dem Wasser; vernichtet krankheitserregende Keime und Bakterien, zum Beispiel Polioviren (Erreger der Kinderlähmung);
- unterstützt die Flockung, sie ist notwendig zur Entfernung von Trübstoffen;
- fällt viele toxisch wirkende Schwermetalle aus, zum Beispiel Kupfer, Nickel, Cadmium und Blei;
- belastet das gereinigte Wasser nicht durch zusätzliche Anionen (Sulfate, Chloride);
- unterbindet die Geruchsbelästigung aus Kläranlagen.
Phosphatfällung
Ein besonderes Thema ist die Phosphatfällung. Phosphate bewirken in langsam fließenden oder stehenden Gewässern gefährliche Nährstoffanreicherungen, die zur Sauerstoffverarmung (Eutrophierung) führen. Das bedeutet den Tod der Gewässer, wie es in der Algenkatastrophe von Nord- und Ostsee deutlich zu Tage trat.
- Phosphate: raus aus dem Wasser, rein in den Boden
Die übermäßige Phosphatanreicherung kann durch herkömmliche Fällungsverfahren beseitigt werden. Dabei werden aber gleichzeitig unsere Bäche und Flüsse mit rund 200.000 Tonnen Salzen jährlich belastet, um 25.000 Tonnen Phosphor auszufällen.
Neue Verfahren mit Kalk haben dagegen in verschiedenen Stufen das Phosphat vollständig aus dem Klärprozess entfernt. Die Vorteile der Kalkverfahren sind dabei, dass pflanzenverfügbare, reine Calciumphosphate aus dem Prozess entstehen und als Düngemittel wieder verwertet werden können. Damit würde der Import von Rohphosphaten für die Landwirtschaft praktisch überflüssig gemacht.
Trinkwasser – Nahrungsmittel Nummer Eins
Bevor Wasser durch unsere Leitung fließt, durchläuft es einen mehrstufigen Aufbereitungsprozess. Trinkwasser wird aus Grund- und Oberflächenwasser gewonnen. In der Regel erfolgt eine Aufbereitung des Rohwassers zu gebrauchsfertigem Trinkwasser, da es entweder zu weich oder zu hart ist und Metallverbindungen oder Keime enthalten kann.
Bei sehr hartem Wasser ist ein hoher Kalkgehalt vorhanden, so dass sich beim Erhitzen Kesselstein (Calciumcarbonat) bildet und ausfällt. Dies führt zur Belagbildung an Wärmeüberträgern und zur Verstopfung von Leitungen. Andererseits ist bei sehr weichem Wasser Kohlensäure vorhanden, die Rohrleitungen korrodieren.
Bei der Trinkwasseraufbereitung spielt Kalk eine große Rolle. In drei Verfahrensschritten wird er verwendet und sorgt damit für eine gute Qualität des Wassers:
- Enthärtung – Ausfällung der Härtebildner Calcium und Magnesium
- Aufhärtung – Bildung von löslicher Carbonthärte mittels Kohlensäure und Kalk
- Neutralisation – Einstellung des pH-Wertes und Bindung der aggressiven Kohlensäure
In Deutschland wird Trinkwasser zu einem hohen Prozentsatz aus Grundwässern gewonnen. Die Grundwässer sind aber in verschiedenen deutschen Regionen mit Eisen, Mangan u.a. belastet. Die öffentliche Wasserversorgung durch Grundwasser ist daher in Zukunft nur sichergestellt, wenn es funktionierende Aufbereitungsverfahren gibt.
Kalk ist hervorragend geeignet, die unerwünschten Nebenbestandteile wie Eisen, Mangan u.a. auszufällen und zu entfernen.
Kalk als Naturprodukt für technische und biologische Prozesse
Die Biosphäre gliedert sich in die klassischen Bereiche Wasser, Luft und Boden. Diese Bereiche stehen in einem intensiven Stoffaustausch, so dass der Eintrag von Schadstoffen durch menschliches Handeln soweit wie möglich zu reduzieren ist. Die ganzheitliche Betrachtung führt unwillkürlich zur Förderung von naturnahen Verfahren. Kalkprodukte spielen dabei eine bedeutende Rolle, wobei sie sich nicht nur durch ihre Eigenschaften sondern gerade auch aufgrund ihres natürlichen Vorkommens zum universellen Einsatz im Umweltbereich eignen und akzeptiert werden.
Das große Einsatzspektrum von Kalkprodukten im Umweltschutz lässt sich erklären durch
- Die basischen Eigenschaften: Mit Kalk lassen sich Säuren neutralisieren und CO2 binden
- Die Bildung wasserunlöslicher Produkte: Mit vielen chemischen Stoffen geht Kalk wasserunlösliche Verbindungen ein
- Die wasserentziehende Wirkung: Mit Kalk lassen sich Schlämme entwässern und verfestigen
- Die hygienisierende Wirkung: Mit Kalk lassen sich keimtötende Bedingungen einstellen
- Die carbonisierende/entcarbonisierende Wirkung: Mit Kalk lässt sich die Wasserhärte einstellen
- Anwendungsgebiete für Kalkprodukte
Klassische Einsatzgebiete von Kalkprodukten
Kommunale Abwasserreinigung / Industrieabwasserreinigung / Schlammbehandlung
Die Reinigung der Abwässer mit Kalkprodukten erfolgt durch Neutralisation, Schwermetallfällung, Pufferung und Verbesserung der Milieueigenschaften von Belebungsanlagen. Bei der Schlammbehandlung wird die Entwässerbarkeit verbessert sowie eine Hygienisierung vorgenommen.
Trink-/Brauchwasseraufbereitung
Trink-/Brauchwasser wird aus Grund- und Oberflächenwasser gewonnen. In der Regel erfolgt eine Aufbereitung des Rohwassers mit Kalkprodukten, da es entweder zu weich oder zu hart ist und Metallverbindungen, Keime oder Kohlensäure enthalten kann.
Abgasreinigung
Mit Kalkprodukten lassen sich saure Gase, Metallverbindungen und organische Spurenstoffe mit verschiedenen Verfahren aus den Abgasen von Kraftwerken, Müll- und anderen Verbrennungsanlagen entfernen. Die Wahl des geeigneten Verfahrens richtet sich nach der Rohgasbelastung, der zu erzielenden Abscheideleistung und dem Verwertungsweg des aus der Abgasreinigung gewonnenen Reaktionsproduktes.
Einsatz von Kalkprodukten für Ökotechnologien
Seensanierung durch induzierte Calcitfällung
Hierzu wird der Prozess der natürlichen Calcitfällung, der als Selbstreinigungsprozess in begrenzt nährstoffbelasteten Seen abläuft, u.a. durch Phosphatmitfällung, mit gelöschtem Kalk (Ca(OH)2) intensiviert.
Seensanierung über pH-Wert-Korrektur und Erhöhung der Säurekapazität
Bei diesem Verfahren wird ein pH-Wert zwischen 6 und 7,5 sowie eine Säurekapazität > 0,1 mmol/l angestrebt. Meist erfolgt diese pH-Wert-Anhebung der Seen über den Eintrag von Kalkstein (CaCO3), um starke lokale pH-Wert-Anstiege zu vermeiden.
Stabilisierung von Aquakulturen im geschlossenen Kreislauf über Säurekapazitätsergänzung
Die gezielte biologische Entfernung von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphorverbindungen in geschlossenen Aquakulturen ermöglicht eine hohe Recyclingrate des Zuchtwassers. Die dabei auftretende Säurebildung muss über die gezielte Zugabe von Calciumhydroxid neutralisiert werden. Kalk ermöglicht damit die Einstellung der lebenswichtigen Wasserwerte: pH-Wert, Säurekapazität und freie Kohlensäure.
Grundwassersanierung
Als Folge von Bergbautätigkeiten erfolgt eine Veränderung des Sicker- und Grundwassers in diesem Bereich. Durch Pyritverwitterung entstehen saure Grubenwässer mit hohen Sulfat- und Metallkonzentrationen. Zur Neutralisation und Fällung werden Kalkprodukte eingesetzt.
Bodensanierung
Kalkprodukte wirken einer Bodenversauerung über anthropogene Einträge und damit dem Verlust von Nährstoffen und einer Schwermetallmobilisierung entgegen.