Eine neue Idee für die Reststoffverwertung aus der Schnellentcarbonisierung

Marmor im Schwebebett

Reststoffe sind Rohstoffe – dieses Motto gilt auch für die Wasseraufbereitung. Wohin z. B. mit den wertvollen Pelletts, die in der Wasserenthärtung anfallen? Eine Aufwertung in puncto Weißgrad, Siliciumgehalt und Abrasivität ist nach intensiver Forschung gelungen. In einem Versuch konnte der Quarzsand mit Erfolg durch Marmor ersetzt werden. Die Pellets verbessern dadurch nicht nur ihr Anforderungsprofil für eine Weiterverwertung, der gesamte Prozess der Schnellentcarbonisierung wird zudem positiv beeinflusst.

Wohin mit den Reststoffen aus der Wasseraufbereitung?

Mehr als 123 000 t Reststoffe fallen jährlich aus der Wasseraufbereitung in deutschen Wasserwerken an. Trotz intensiver Bemühungen gelingt es nur teilweise, eine sachgerechte Wiederverwertung dieser Stoffe durchzuführen. Insbesondere der hochwertige Rohstoff Kalk, der in den Pellets zur Trinkwasserenthärtung dient, wurde bisher unter Wert gehandelt und zwar als

           • Verfüllmaterial im Landschaftsbau

           • Sandersatz und Straßenbaumaterial

           • Rohstoff für die Zementproduktion

           • Viehfutterzusatz

           • Bodenverbesserungsmittel

Berücksichtigt man die Frachtkosten für den Abtransport des Materials, ist für die Wasserversorgungsunternehmen selten eine Kostendeckung möglich.

Besondere Qualitäten besser nutzen

Der Traum einer Weiterverwertung der Reaktorkörner als hochwertiger Füllstoff in der Kosmetikindustrie, bei Lacken oder Kunststoffen ist durch die besonderen Vorteile des Pelletkorns gar nicht so unrealistisch:

           • die homogene stoffliche Beschaffenheit

           • der Reststoff fällt kontinuierlich an

           • der Weißgrad ist relativ hoch

           • die Restfeuchte ist gering

Heimischer Kalkstein wird den teilweise hohen Anforderungen an Weißgrad und chemische Zusammensetzung oft nicht gerecht.

Die gute Idee der Kalker

Bei den Kalkern kam man auf eine einleuchtende Idee: warum nicht den Quarzsand, der als Impfkorn im Schwebebett der Schnellentcarbonisierungsanlagen verwendet wird, durch eben das Material ersetzen, das auch die Füllstoffanwender gerne nutzen, nämlich Marmorsand? Weniger Silikat, höhere Reinheit und ein besserer Weißgrad würden den Sekundärnutzen der Pellets erhöhen. Aber leiden darunter nicht die Entcarbonisierungseigenschaften? Um diese Fragen zu beantworten wurden Untersuchungen mittels Versuchsreaktoren durchgeführt.

Kalkmilch und Marmor passen zusammen!

Vergleichsuntersuchungen mit Sanden und Marmor ähnlicher Korngrößen wurden mit verdünnter Kalkmilch (5%) bei konstanten Strömungsgeschwindigkeiten im Versuchsreaktor durchgeführt. Die Dosierung erfolgte pH-gesteuert bei einem Wert von 10,2. Die mittlere Verweilzeit im Versuchsreaktor betrug 3 Minuten. Danach erfolgte die Probenahme.

Die Ergebnisse der Tests waren sehr erfreulich. Tendenziell konnte eine verbesserte Calciumcarbonatabscheidung bei dem Einsatz von Marmorsand nachgewiesen werden. Der Restgehalt von anorganischem Kohlenstoff im Reaktorablauf war deutlich geringer. Beim Anfahren zeigte die Verwendung von Marmorsand zudem ein schnelleres Einfahrniveau.

Reifezeugnis für Marmorsand!

Die positiven Ergebnisse wurden nach eingehenden Untersuchungen insbesondere auf die Kristall- und Oberflächenstruktur des Impfmaterials zurückgeführt. Dabei spielt die gleichartige Kristallstruktur des Impf- und Abscheidematerials eine nicht zu unterschätzende Rolle.

Der Praxistest zeigt: 4 gute Gründe für den Einsatz von Marmor.

Vom Labor in die Praxis: In einem niederrheinischen Trinkwasserwerk mit konischem Schnellentcarbonisierungsreaktor wurde Quarzsand durch Marmorsand ersetzt.

Auch hier – in der diskontinuierlichen Entcarbonisierung – zeigt das Marmorkorn gegenüber dem Konkurrenten erhebliche Vorteile:

  1. Bei gleicher Einsatzmenge an Impfkorn wurde die Durchsatzleistung um 30 – 35% gesteigert.
  2. Die Standzeiten der nachgeschalteten Filter wurden wesentlich erhöht. Der Schlammanfall war geringer, der Reaktorkornanfall größer.
  3. Der Reaktor fährt stabiler, gerade auch bei Startphasen, die nun ebenfalls mit automatischer pH-Regelung erfolgen konnten.
  4. Die erhöhte Qualität des Reaktorkorns erleichtert die Verwertung als Rohmaterial im Füllstoffbereich.


Fazit: Das Forscherteam hat von der Idee bis zur Praxis ganze Arbeit geleistet. Was jetzt noch bleibt, ist eine Marketingaufgabe. Die optimierten Pellets müssen als Sekundärrohstoff bekannt gemacht werden. Dass in Marmor eine Menge Ideen stecken, hat nicht nur Michelangelo erkannt.

Literatur: G. Ewald, Fachvortrag auf der ENVITEC 95