Zugabe von Neutralisationsmittel - aktiv
Verfahrensbeschreibung
Direkte, stetige oder periodische Neutralisationsmittelzugabe in das Fließgewässer:
- meist durch pH-Wert-gesteuerte Dosiereinrichtungen direkt in die fließende Welle
- für große Aziditäts-/Eisen-/Metallfrachten kalkbasierte Neutralisationsmittel z.B. Weißfeinkalk
- einfache Anlagen für geringe Durchsätze nutzen Natronlauge als Neutralisationsmittel
Bildung von Eisen- bzw. Metallhydroxiden, die im Gerinne selbst abgesetzt werden
Neutralisation der Fließgewässer, um:
a) die für die Ausbildung einer artenreichen Biozönose notwendigen Bedingungen herzustellen
b) die Oxidationsgeschwindigkeit von Fe(II) zu steigern, um alles Eisen in einer definierten Zeit in Fe(III) und damit in hydroxidische Feststoffe zu überführen
c) bereits vorhandene oder frisch gebildete Eisen- und Schwermetallhydroxide direkt im Flussbett zur Fällung zu bringen
d) Einleitgrenzwerte zu erreichen, sofern das Fließgewässer in einen abstromigen Vorfluter eingeleitet werden soll
Einsatzbereich
Saure, metallbelastete Fließgewässer
Behandlungsziel
pH-Wert-Anhebung
Verminderung der Eisen- und Metallfrachten durch Ausfällung
Verfahrensart
Bergbau
Umwelteinflüsse
Trübung der Fließgewässer durch mehr Schwebstoffe; vermehrt Ablagerungen auf dem Gewässergrund/im Uferbereich; Zonen mit stark unterschiedlichen pH-Bedingungen im Fließgewässer
Überwachung
Fließgewässermonitoring
Nachsorge
Fließgewässermonitoring
Nachbesserung
Durch Anlage von Stillwasserbereichen, durchströmten Wetlands oder durchströmten Standgewässern bzw. Talsperren kann der Ort der Sedimentation definiert werden. Diese Bereiche können dann auch gezielt periodisch von der gebildeten und abgesetzten Schwebstofffracht beräumt werden.
Eine schnellere Sedimentation kann durch zusätzlichen Eintrag von Flockungshilsmitteln erreicht werden. Durch vorübergehende Verstärkung der Turbulenzen des Wassers kann die Flockung verbessert werden.
Relevante Prozesse
- pH-Wert-Anhebung
- Steigerung der Oxidationsgeschwindigkeit von Fe(II) und Bildung von Fe(III)-hydroxidischen Feststoffen
- Fällung der bereits vorhandenen oder frisch gebildeten Eisen- und Schwermetallhydroxide direkt im Flussbett, wobei die Koagulation und damit die Sedimentation der Eisenhydroxid-Partikel durch erhöhte pH-Werte begünstigt wird
Anwendungsstand
Stand der Technik
Zeitaufwand
kleiner 1 Jahr
Rechtliche Anforderungen
Arbeitsschutz
- TRGS 524; bei Kalkzugabe: TRGS 500, 509, 510; bei NaOH-Zugabe: TRGS 201, 400, 401, 500, 509, 510, 555, 600
- DGUV-Regel 101-004 „Kontaminierter Bereiche“; bei Kalkzugabe: DGUV-Regel 112-190 "Benutzung von Atemschutzgeräten"; bei NaOH-Zugabe: DGUV-Regel 112-190 "Benutzung von Atemschutzgeräten", DGUV Regel 112-195 "Benutzung von Schutzhandschuhen"
- Gefahrstoffverordnung GefStoffV
- Materialienband „Leitfaden zum Arbeitsschutz bei der Altlastenbehandlung“ des Freistaates Sachsen
- DIN-Vorschriften der VOB Teil C in der aktuellen Fassung
Genehmigungsfähigkeit
Prinzipiell gegeben; Einsatz von calcium-getragenen alkalischen Produkten zur Neutralisation ist genehmigungsfähig
Erforderliche Genehmigungen
| Gesetz | Notwendig |
|---|---|
| Abfallrecht | u. U. |
| Baurecht | Ja |
| Immissionsschutzrecht | Nein |
| Wasserrecht | Ja |
| Sonstige | u. U. |
Bewertung
Eignungsgrad für Schadstoffe
gut
- Schwebstoffe mit adsorbierten Schadstoffen
- Schwermetalle
- Saures Wasser
bedingt
- Arsen
- Blei
- Cadmium
- Kupfer
- Nickel
- Zink
- basisches Wasser
ungeeignet
- Sulfate
- Phosphate
- Schwefelwasserstoff
Umweltauswirkung
| hoch | mittel | gering | ohne | |
|---|---|---|---|---|
| Transportaufkommen | X | |||
| Abfallaufkommen | X | |||
| Flächenbedarf | X | |||
| Bodenbelastung | X | |||
| Grundwasserbelastung | X | |||
| Luftbelastung | X | |||
| Lärmbelastung | X |
Anforderungen
- Bei Dosierung in die fließende Welle ist eine entsprechende Strecke des Flusses als Misch- und Reaktionsstrecke erforderlich
- Fließgewässermonitoring
Anforderungen an Umwelt
- Trübung durch hohe Schwebstofffracht
- Gewässerbereichen mit stark unterschiedlichem pH-Wert
- Regelmäßige Schlammberäumung erforderlich
Beispiele weltweit
- Flusskläranlage Ruhr
- Flusskläranlage an der Talsperre Spremberg: Bekalkungsanlage in Bülow (oberhalb der Talsperre Spremberg); Eintrag von Weißfeinkalk als Kalkmilch
Leistungsfähigkeit unter sächsischen Bedingungen
- In sächsischen Anlagen werden wegen der großen benötigten Frachten meist kalkbasierte Neutralisationsmittel genutzt.
Vorteile
- Nur wenig zusätzlicher Flächenbedarf
- Dosierung nach Bedarf
Nachteile
- Verfahren limitiert durch die Metallfracht des Fließgewässers bzw. die Sedimentationskapazität des Abstromes der Anlage
- Einschränkungen des ökologischen Zustandes des Gewässers durch Trübung und schwankenden pH-Wert
- Aus ökologischen Gründen sollten lokale große pH-Schwankungen im Fließgewässer vermieden werden
- Problem der Schlammentfernung und Schlammentsorgung
Investitionskosten
- Installation der Anmisch- und Dosiereinrichtung
- Kosten für Planung
- Ggf. Grundstückskauf und Genehmigung
Kosten für laufenden Betrieb
- Beschaffung des Neutralisationsmittels inkl. Transport
- Energieverbrauch für Dosierung
- Fließgewässermonitoring
Kosten für Chemikalien
- Neutralisationsmittel
Datenstand
16.01.2020
Literatur
- Bilek, F., Moritz, F., & Albinus, S. (2016). Iron-Hydroxide-Removal from Mining Affected Rivers. In C. Drebenstedt, & M. Paul (Ed.), Proceedings IMWA 2016 Leipzig/Germany | Mining Meets Water – Conflicts and Solutions, (pp. 151-158).