Präzise Dosierung schwieriger Schüttgüter

Aufgrund ihrer charakteristischen Eigenschaften wird Aktivkohle in industriellen und gewerblichen Reinigungsprozessen verwendet. Sie dient der Abscheidung und Filterung von unerwünschten Stoffen aus flüssigen und gasförmigen Gemischen. Dabei ist eine genaue Dosierung der Aktivkohle unerlässlich – sowohl um den Reinigungsprozess kontrolliert zu regeln, als auch um den teuren Rohstoff Aktivkohle (deutlich über 1.500 €/t) kosteneffizient einzusetzen.

Aktivkohle in der Abwasserbehandlung

Mit steigenden Anforderungen in der Umweltgesetzgebung sind Betreiber von Abwasserbehandlungsanlagen gefordert neben den etablierten Abwasser-Behandlungsverfahren zusätzliche Reinigungsstufen vorzusehen. Diese müssen sicherstellen, dass bisher nicht von der Reinigung erfasste Stoffe sicher und möglichst vollständig aus den Abwässern entfernt werden.

Im Fokus stehen toxische Rückstände von pharmazeutischen Wirkstoffen, Hormone und weitere organische Verbindungen. Diese gelangen z.B. in der Produktion oder nachgelagert durch die Anwendung bei Mensch oder Tier in den Wasserkreislauf und sind somit in Kläranlagen von Industrie und auch in kommunalen Kläranlagen im Abwasser präsent.

Der Einsatz von Aktivkohle ermöglicht es, solche toxischen oder biologisch schwer abbaubaren Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen. Dazu wird Aktivkohle den Abwässern einer Reinigungsstufe zugesetzt und nach Adsorption der Stoffe wieder entfernt. Die belastet Aktivkohle wird zusammen mit Klärschlamm einer thermischen Entsorgung zugeführt. Die erweiterte Reinigungsstufe mit Pulveraktivkohle wird auch Ulmer Verfahren genannt.

Es sind baumustergeprüfte Systeme unter dem Namen AK-DOS® zur sicheren Lagerung, der hochgenauen Dosierung und effizienten Suspensionserzeugung mit Pulveraktivkohle bereits mehrfach grossanlagentechnisch realisiert. In
Zusammenarbeit mit Sülzle Kopf Anlagenbau hat Gericke ein System mit hoher Betriebssicherheit entwickelt. Das AK-DOS® System besticht durch die sichere Lagerung von Pulveraktivkohle, der bedarfsgeregelten Dosierung und Dispergierung sowie der Anlagensteuerung. Das abgestimmte Zusammenwirken aller Module führt zur hohen Dosiergenauigkeit. Nach hochgenauer und sicherer Dosierung ist die Pulveraktivkohle umfassend mit Wasser zu benetzen, um eine Suspension mit hoher Eliminationsrate zu erzeugen. Bei der Zugabe der Aktivkohle gilt es, die Aktivkohlemenge dem Abwasseraufkommen und eventuell der Belastung des Abwassers mit Schadstoffen anzupassen. Bei zu geringer Dosierung ist eine hinreichende Reinigungswirkung nicht gegeben. Überdosierung ist aus wirtschaftlichen Gründen zu vermeiden. Eine schnelle Anpassung der Dosiermenge auf geänderte Abwassermengen (z.B. bei niederschlagsbedingter Zunahme des Zulaufs) bei gleichzeitig genauer Dosierung in einem großen Leistungsbereich ist daher unerlässlich.

Die Abbildung zeigt eine für die Abwasserbehandlung konzipierte mechanisch Tara kompensierte, gravimetrische Dosierung mit zwei Differentialdosierwaagen vom Typ Gericke DIW50. Sie dosieren nach NAMUR 40 in einem Leistungsbereich von 2 bis 40 kg/h kontinuierlich, um eine effiziente Suspension zu erzeugen, welche dann in einem Kontaktbecken mit  dem  Abwasserstrom vermischt wird. Im Kontaktbecken werden die zu eliminierenden Stoffe adsorbiert. Anschliessend wird die beladene Pulveraktivkohle über den Klärschlamm abgezogen oder über ein Filtersystem abgetrennt. Ein Vorbehälter zur Wiederbefüllung der Dosierwaage ist ebenfalls im Umfang der Dosieranlage enthalten. Die Nachfüllung erfolgt aus einem Vorratssilo über eine Zellenradschleuse und eine reversierbare Förderschnecke in die Vorbehälter und von dort in die Dosierwaagen. Zur Regelung des kontinuierlichen Dosierprozesses kommt die von Gericke entwickelte Waagensteuerung EasyDos Pro zum Einsatz, welche mit einer übergeordneten Prozessleitsteuerung von Sülzle Kopf Anlagenbau kommuniziert.

Die gezeigte Dosierung ist bei einem kommunalen Abwasserbetrieb seit Oktober 2011 erfolgreich und störungsfrei im Einsatz.

Aktivkohle in der Weinherstellung

Bei der Herstellung von Wein wird Aktivkohle im Rahmen der sogenannten Schönung – neben anderen Mitteln, wie Mineralstoffen oder organischen Verbindungen – eingesetzt. Die Schönung dient der Klärung und biochemischen Stabilisierung des Weines. Es werden Trübungen, Fehltöne und unerwünschte Stoffe aus dem Wein entfernt. Aktivkohle kommt insbesondere zur Behandlung von bestimmten unerwünschten Fehlgeschmäcken, als auch bei der Reduktion der farbgebenden Stoffe in Weißweinen zum Einsatz.
Dazu wird die Aktivkohle dem noch unvergorenen Most oder dem Wein zugesetzt. Nach einer definierten Einwirkdauer wird der Wein abgegossen, bzw. die Aktivkohle ausgefiltert. Der Einsatz von Aktivkohle muss dabei kontrolliert und exakt dosiert erfolgen, so dass alle erwünschten Stoffe im Wein verbleiben. Andernfalls kann es zu einem Qualitätsverlust im Hinblick auf Aromen und Farbgebung des fertigen Weines
kommen, da die Aktivkohle nicht selektiv auf unerwünschte Stoffe im Wein wirkt, sondern zahlreiche organische Verbindungen adsorbiert.

Neben der Erfahrung des Kellermeisters ist daher eine präzise und verlässliche Dosiereinrichtung erforderlich. Gericke als Spezialist für das kontinuierliche und genaue Dosieren hat bereits zahlreiche Dosiergeräte an namhafte Weinproduzenten geliefert. Die eingesetzten volumetrischen Dosiergeräte vom Typ Gericke GLD 77 decken einen Leistungsbereich von 2 bis 40 l/h, bezogen auf das Volumen der Aktivkohle, ab. Bei typischen Anwendungsmengen von wenigen Gramm bis hin zu den in Deutschland gesetzlich erlaubten 100 Gramm pro Hektoliter Most oder Wein, können somit in kurzer Zeit die erforderlichen Mengen dem zu schönenden Wein zudosiert werden.

Expertise in der Aktivkohle-Dosierung

Gericke als Spezialist für das hochpräzise und kontinuierliche Dosieren von Schüttgütern ist mit einem modularen Produktportfolio erfolgreicher Partner für führende Systemlieferanten in den Bereichen Umwelt- und Lebensmitteltechnik. Die Modularität erlaubt es, jeweils auf die besonderen Anforderungen der Anlagen abgestimmte volumetrische oder gravimetrische Dosierer (Differentialdosierwaage / LIW Feeder) einzusetzen. Diese werden verwendet, um die Aktivkohle in der geforderten Menge exakt, sowie sicher und kontinuierlich in den Folgeprozess zu dosieren.

Auch schwierig zu fördernde Schüttgüter – wie Aktivkohle (geringes Schüttgewicht, unterschiedliche Körnung mit variablem Feinanteil, Bildung von Agglomeraten) – sind dabei für Gericke Dosiergeräte kein Hindernis Genauigkeiten von unter 1 % und besser bei der Dosierung zu erreichen. Gericke hat neben Dosiersystemen für Aktivkohle zur Wasseraufbereitung auch Anlagen zur Rauchgasreinigung mit Aktivkohle geliefert wie sie bei Stahlwerken und Verbrennungsanlagen zum Einsatz gelangen.

Dr. Andreas Husmann, Gericke GmbH

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