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Entfärbung von Abwasser

Chromato­graphiesäule als Filter benutzt, schon teilweise mit Farbstoffen beladen. Auftrennung der Farbstoffmischung.

Problemstellung: Buntes Abwasser

Farbstoffe im Abwasser eines Tintenherstellers machten die Betreiber der Kläranlage und die Anwohner nervös. Wer schon einmal mit Farbstoffen zu tun hatte und weiß, wie ein einziges Körnchen von z. B. Kristallviolett das gesamte Labor einschließlich der Geräte, Wände und Mitarbeiter lila färbt, kann leicht nachvollziehen, dass die Konzentration der ungiftigen Farbstoffe im Abwasser im Grunde minimal war, auf jeden Fall weit unterhalb der zulässigen CSB-Werte. Dennoch war das Gewässer, in welches die Werkskläranlage einleitete, gelegentlich leicht eingefärbt…

Was der Kunde wollte

  • Das am besten geeignete Adsorbens für die geplante Abwasseraufbereitungsstufe herauszufinden (es hatte sich bereits gezeigt, dass die normalerweise verwendeten Bleicherden für diesen Fall nicht gut geeignet waren).
  • Den zu erwartenden Verbrauch an Adsorptionsmittel abzuschätzen.

Was der Kunde nicht wollte

Die Anlage zu bauen und zu betreiben, ohne zu wissen, ob sie überhaupt funktionieren würde – und was sie an Chemikalienkosten verursachen würde.

Ablauf und Ergebnis

Hier waren Proben nicht zu bekommen, daher arbeitete ich direkt mit den fertigen Tinten, welche entsprechend verdünnt wurden. Die Frage war, ob Silicagel oder ein anderes handelsübliches Adsorbens das Abwasser gut genug entfärben konnte. Die gesamte Produktpalette des Herstellers musste durchgetestet werden.

Der Einfachheit halber wurden zunächst Dünnschicht- Chromatografie-Platten benutzt, für unübliche Adsorbentien wurden Miniatur-Chromatografiesäulen gepackt. Nachdem die Bedingungen grob festgelegt waren, wurde das Verfahren im 1 kg-Maßstab weiter getestet, um ungefähr die Standzeit des Adsorptionsmaterials zu bestimmen. Vor dort war direkt die Umsetzung zur fertigen Anlage möglich, da ähnliche Verfahren in der Technik sehr gut bekannt sind (Bleichprozesse mit Tonerden etc.).

Im Labor war es sehr gut möglich, die Adsorptionsschichten mit Ethanol rückzuspülen und wiederzuverwenden. Die Betriebskostenrechnung (Chemikalienbedarf, Entsorgungskosten, Redundanz) zeigte jedoch, dass es günstiger war, das verfärbte Material zu deponieren. Durch die geringen Mengen an Verunreinigungen und ihre starke Adsorption war die Standzeit der Filterschichten recht lang.

Die Ansicht rechts zeigt das Adsorptionsverfahren im Labormaßstab. Für große Anlagen muss aufgrund der ungeheuren Druckverluste feinpulvriger Adsorbentien der Adsorber wesentlich breiter und flacher ausfallen.

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Dr. Arnold Chemie-Beratung
Dr. biol. hum. Dipl. Chem. Claudia Arnold
Freiberufliche Chemikerin
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