Absorption ist ein physikalisch-chemischer Prozess, bei dem Gase, Flüssigkeiten oder gelöste Stoffe in ein anderes Medium aufgenommen und dort gleichmäßig verteilt werden. In der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung bezieht sich Absorption vor allem auf die Aufnahme von Schadstoffen, Gasen oder organischen Verbindungen in ein flüssiges oder festes Medium. Dieser Prozess ist entscheidend für die Entfernung von Verunreinigungen aus Wasser und Abwasser und wird in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, um Schadstoffe zu entfernen oder chemische Prozesse zu unterstützen.

Technische Hintergründe

Absorption unterscheidet sich von Adsorption, da bei der Absorption die Stoffe in das Innere des absorbierenden Mediums eindringen, während bei der Adsorption die Stoffe nur an der Oberfläche haften. Der Absorptionsprozess kann auf zwei Weisen erfolgen:

  • Physikalische Absorption: Bei diesem Prozess werden Stoffe physikalisch im Absorptionsmittel gelöst, ohne dass eine chemische Reaktion auftritt. Ein Beispiel dafür ist die Absorption von Kohlendioxid (CO₂) in Wasser.

  • Chemische Absorption: Hier tritt zusätzlich eine chemische Reaktion zwischen dem absorbierten Stoff und dem Absorptionsmittel auf. Ein Beispiel ist die Aufnahme von Schwefeldioxid (SO₂) in alkalische Lösungen, wobei das Gas chemisch gebunden wird.

Anwendungen in der Wasser- und Abwasserbehandlung

Absorptionsprozesse sind in der industriellen Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung weit verbreitet, insbesondere bei der Entfernung von organischen Schadstoffen und gelösten Gasen.

  1. Gasabsorption in Flüssigkeiten: In der Abwasserbehandlung werden Gase wie Kohlendioxid (CO₂) oder Schwefelwasserstoff (H₂S) aus dem Wasser entfernt, indem sie in Absorptionsmittel überführt werden. Diese Gase können korrosiv oder gesundheitsschädlich sein und müssen deshalb effizient entfernt werden. Alkalische Lösungen oder spezielle Absorptionsmittel werden verwendet, um diese Gase zu binden.

  2. Absorption organischer Schadstoffe: In industriellen Abwässern sind häufig organische Verbindungen wie Pestizide, Lösungsmittel oder Pharmazeutika gelöst, die durch Absorption entfernt werden. Ein gebräuchliches Verfahren ist die Absorption mit Aktivkohle, bei der organische Schadstoffe in die Poren der Aktivkohle aufgenommen und gebunden werden. Diese Methode wird in der pharmazeutischen Industrie, der Lebensmittelindustrie und anderen Branchen eingesetzt, in denen organische Verunreinigungen aus dem Wasser entfernt werden müssen.

  3. Biologische Reinigungsprozesse: In biologischen Kläranlagen spielen Absorptionsprozesse eine Rolle, wenn Mikroorganismen gelöste Schadstoffe in sich aufnehmen und diese als Nährstoffe nutzen. Durch diesen Prozess werden organische Schadstoffe effizient abgebaut. Insbesondere bei der Stickstoffentfernung oder dem Abbau organischer Stoffe in Belebungsbecken kommt die Absorption in Kombination mit biologischen Prozessen zum Einsatz.

Absorptionsmittel

Die Auswahl des richtigen Absorptionsmittels ist entscheidend für die Effizienz des Absorptionsprozesses. Gängige Absorptionsmittel sind:

  • Wasser: Wasser dient oft als Absorptionsmittel für wasserlösliche Gase, wie z. B. Ammoniak (NH₃) oder Kohlendioxid (CO₂), und wird häufig in der Gasbehandlung verwendet.

  • Aktivkohle: Aktivkohle hat aufgrund ihrer großen inneren Oberfläche eine hohe Kapazität zur Aufnahme organischer Schadstoffe. Sie wird häufig zur Entfernung von organischen Verbindungen, Pharmazeutika und Pestiziden aus Wasser und Abwasser eingesetzt.

  • Chemische Lösungen: Alkalische oder saure Lösungen werden verwendet, um spezifische Gase zu absorbieren und chemisch zu neutralisieren.

Anwendungen von Absorptionsanlagen in der Praxis

1. Aktivkohlefilter

Aktivkohlefilter basieren auf dem Prinzip der Absorption und werden sowohl in der Trinkwasseraufbereitung als auch in der Abwasserbehandlung eingesetzt. Durch die große innere Oberfläche der Aktivkohle werden organische Schadstoffe wie Lösungsmittel und Pestizide aus dem Wasser entfernt. Aktivkohlefilter sind besonders in Industrien mit hohen Anforderungen an die Wasserqualität verbreitet, wie etwa in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie oder in Kläranlagen.

Filtertechnik von ALMAWATECH als Kies- und Sandfilter oder Aktvkohlefilter

Foto: Industrielle Aktivkohlefilter in GFK-Tanks (ALMA FIL AK)

2. Biologische Reaktoren

In biologischen Reaktoren, insbesondere in Belebungsanlagen, werden organische Stoffe und gelöste Schadstoffe durch Mikroorganismen aufgenommen und abgebaut. Dieser Prozess kombiniert Absorption und biologischen Abbau, um Schadstoffe effizient zu entfernen und das Abwasser zu reinigen.

Belebungsbecken mit Röhrenbelüftern

Foto: Belebungsbecken einer industrielle Abwasserbehandlungsanlage (ALMA BHU BIO)

Einflussfaktoren auf die Absorption

Die Effizienz der Absorption wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst:

  • Konzentrationsunterschiede: Je größer der Konzentrationsunterschied zwischen der zu absorbierenden Substanz und dem Absorptionsmittel ist, desto effektiver und schneller erfolgt die Absorption.

  • Temperatur: Die Temperatur beeinflusst die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten. Höhere Temperaturen können die physikalische Absorption verringern, während sie chemische Absorptionsprozesse oft beschleunigen.

  • Oberfläche des Absorptionsmittels: Ein Absorptionsmittel mit einer großen Oberfläche, wie Aktivkohle, erhöht die Effizienz des Prozesses, da mehr Schadstoffe aufgenommen werden können.

Fazit

Absorption ist ein zentraler Prozess in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung, der zur effizienten Entfernung von organischen Verbindungen und Gasen beiträgt. Ob durch den Einsatz von Aktivkohlefiltern (ALMA FIL AK), die Aufnahme von Schadstoffen in Mikroorganismen oder die physikalische Absorption von Gasen in Wasser – die Wahl des geeigneten Absorptionsmittels und die richtige Prozesssteuerung sind entscheidend für die Effektivität der Schadstoffentfernung.