Entcarbonisierung eliminiert Schwermetalle

Leichtes Spiel mit Schwermetall

In den letzten Jahren gab es immer wieder Diskussionen um das Für und Wider der zentralen Trinkwasserenthärtung. Für den Verbraucher ist sie in jedem Fall wünschenswert, um Kalk stein­ablagerungen im Haushalt zu mindern. Das Argument der Reduzierung des Schwer metall gehaltes im Trinkwasser durch Enthärtung ist ein zusätzliches, gewichtiges Argument. Am Beispiel der Schnellentcarbonisierung kann dieser doppelte Nutzen von Enthärtung und Reduzierung des Schwermetallgehalts sehr anschaulich dargelegt werden. Dabei machen Kalkprodukte nicht nur hartes Wasser weich, sie binden auch Schwermetalle in leicht zu entsorgende Calciumcarbonatpellets ein.

Mobilisierte Schwermetalle

Nickelallergien sind nicht selten. Aber nicht nur Empfindliche reagieren auf das Schwermetall. Wasserversorger haben vor einiger Zeit schon auf die zunehmende Belastung von Böden mit Schwermetallen aufmerksam gemacht, die in manchen Gegenden Deutschlands das Grundwasser bis über die Grenzwerte belastet. Dringender Handlungsbedarf ist auch anlässlich der Verschärfung der EG-Trinkwasserrichtlinie geboten.

Schon in früheren Jahren konnte gezeigt werden, dass bei Schnellentcarbonisierung mit Kalk der Nickelgehalt, abhängig vom pH-Wert, durch Pelleteinbindung um bis zu 50% reduziert werden kann. Der Rest, der ebenfalls partikulär gebunden ist, wird über die nachfolgende Filtrationsstufe fast vollständig entfernt. Auch Metalle wie Zink und Cobalt wurden eliminiert. In einem neuen Forschungsvorhaben wurde geklärt, welchen Einfluss andere Parameter auf die Abscheidung von Schwermetallen haben können.

Schnellentcarbonisierung auf dem Prüfstand

Abb. 1 Schema einer Entcarbonisierungsanlage

Die halbtechnische Versuchsanlage verfügt über eine frequenzgesteuerte Dosierung der Kalkmilch und eine Dosierpumpe für das eigens mit verschiedenen Schwermetallen dotierte Rohwasser. Denn es war auch zu prüfen, ob nicht die Metalle untereinander die eliminierende Wirkung der Kalkmilch beeinflussen. Mit verschiedenen Rohwässern Carbonathärten und Schwermetallkonzentrationen wurden differenzierte Versuchsreihen gefahren. Dabei musste unterschieden werden zwischen dem reaktorbedingten Wirkungsgrad und dem Gesamtwirkungsgrad, der auch die nachfolgende Filterstufe mit berücksichtigt.

Kalk gegen Nickel, Cadmium, Blei und Eisen

Im Laufe der Forschungsreihen wurde offensichtlich, dass der Wirkungsgrad der Anlage bezüglich der Schwermetallelimination von der Rohwasserhärte und vom pH-Wert im Reaktorablauf abhängig ist.

Abb. 2 Bleielimination im Gesamtprozess in Abhängigkeit von der Sauerstoff­konzentration und der Eisenkon­zentration im Rohwasser (GH = 27° dH)

Bild 2 verdeutlicht, dass im Gesamtprozess Blei nahezu vollständig aus dem Rohwasser entfernt wird und somit keine Abhängigkeit von der Sauerstoff- und Eisenkonzentration zu erkennen ist.

Eine Steigerung des pH-Werts im Rohwasser und die weitere Erhöhung der Sauerstoffkonzentration haben nur einen geringfügigen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Für die Metalle Cadmium, Blei und Eisen waren ähnliche Eliminationswirkungen zu beobachten wie für Nickel.

Kalk dient der Enthärtung und Einbindung von Schwermetallen

Die Versuchsreihen haben gezeigt, wie Kalkprodukte praktisch in einem Arbeitsgang nicht nur die Trinkwasserqualität durch Enthärtung verbessern, sondern wie sich durch entsprechende Anlagentechnik auch die toxischen Schwermetalle über Filtration und Pelletbildung gezielt entfernen lassen. Mit den Verfahren der zentralen Enthärtung sind auf diese Weise die verschärften Grenzwerte für Schwermetalle im Trinkwasser gut einzuhalten.

 

Literatur: Mehling, C.; Schiffner, H.-M.; Hahne, J.; Overath, H. "Entfernung von Schwermetallen bei der Schnellenthärtung/-entcarbonisierung von Trinkwasser"
GWF - Wasser/Abwasser 141 (2000) Heft 6 S. 363 - 367

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