Praktischer Leitfaden zu Polyaluminiumchlorid (PAC) zur Wasseraufbereitung – Dosierung, Anwendung und Sicherheit

1. Was ist Polyaluminiumchlorid (PAC) und wie funktioniert es?

Polyaluminiumchlorid (PAC) ist ein vorhydrolysiertes Aluminiumkoagulans, das häufig in der Trinkwasser-, Abwasser- und industriellen Prozesswasseraufbereitung eingesetzt wird. Chemisch handelt es sich um ein amorphes Aluminiumpolymer, das Aluminiumspezies (Al³⁺ und hydrolysierte Formen) zu einem höherwertigen Polymer kombiniert, das eine schnelle Destabilisierung von Kolloiden und Partikeln fördert. Im Vergleich zu herkömmlichem Aluminiumsulfat (Alaun) schneidet PAC bei höheren Trübungsbereichen, niedrigeren Temperaturen und über einen breiteren pH-Bereich oft besser ab, da seine vorpolymerisierte Form größere, stärkere Flocken mit schnellerer Absetzung erzeugt.

2. Hauptvorteile von PAC in der praktischen Wasseraufbereitung

Betreiber entscheiden sich für PAC, wenn sie eine zuverlässige Koagulation mit geringerem Schlammvolumen und verbesserter Klarheit benötigen. Zu den praktischen Vorteilen zählen:

• Höhere Destabilisierungseffizienz – entfernt kolloidale organische Stoffe, Trübungen und einige natürliche organische Stoffe (NOM) in geringeren Dosen als Alaun.
• Größerer effektiver pH-Bereich (typischerweise pH 5,5–8,5) – verringert die Notwendigkeit einer starken pH-Korrektur in vielen Quellwässern.
• Geringere Schlammproduktion und einfachere Schlammentwässerung im Vergleich zu vielen Salzen.
• Verbesserte Leistung bei niedrigen Temperaturen und bei der Behandlung von algenbefallenen Gewässern.

3. Typische PAC-Produktqualitäten und -auswahl (Kurzreferenz)

PAC wird in flüssiger oder pulverförmiger Form mit unterschiedlicher Basizität und aktivem Al₂O₃ (oder Al-Prozent) geliefert. Die Auswahl der richtigen Sorte hängt vom Quellwasser, der erforderlichen Dosiergenauigkeit und den Handhabungspräferenzen ab.

4. Glastest und Dosiervorgang – Schritt für Schritt (praktisch)

Ein Glastest ist die Standardmethode zur Bestimmung der optimalen PAC-Dosis und des Gerinnungshilfsbedarfs. Befolgen Sie diese Schritte für zuverlässige, wiederholbare Ergebnisse:

• Sammeln Sie repräsentatives Rohwasser und zeichnen Sie Temperatur, pH-Wert, Leitfähigkeit und Trübung auf.
• Bereiten Sie eine Reihe von Gläsern (z. B. 4–8) mit identischen Probenvolumina (500–1000 ml) vor.
• Fügen Sie PAC in steigenden Dosen über die Gläser hinweg hinzu (z. B. 5, 10, 15, 25, 40 mg/L als Al₂O₃-Äquivalent). Notieren Sie die genaue verwendete Masse/Volumen.
• Schnelles Mischen (300 U/min) für 30–60 Sekunden, dann langsames Mischen (30–50 U/min) für 10–20 Minuten, um Flocken zu bilden, dann 30–60 Minuten absetzen lassen.
• Messen Sie die abgesetzte Trübung, die Klarheit des Überstands und den pH-Wert. Vergleichen Sie die Restmengen und wählen Sie eine Dosis aus, die eine Zieltrübung und eine akzeptable pH-Änderung ergibt.
• Testen Sie bei Bedarf kleine Zugaben von Polymer (0,05–1,0 mg/L) als Flockungshilfsmittel, um das Absetzen zu verbessern und die PAC-Dosis zu reduzieren.

5. Anwendungsmethoden und übliche Ausrüstung

PAC kann als konzentrierte Flüssigkeit dosiert oder aus Pulver zubereitet werden. Allgemeine Überlegungen zu Installation und Ausrüstung:

• Dosierpumpen: Aus Gründen der Genauigkeit werden Schlauch- oder Membranpumpen mit flussproportionaler Steuerung bevorzugt.
• Tankmischung: Mischtanks aus Edelstahl oder Polyethylen mit geeigneter Bewegung, um pulverförmiges PAC (falls verwendet) aufzulösen und Sedimentation zu verhindern.
• Statische Inline-Mischer können die Verteilung des Koagulationsmittels vor Flockungsbecken verbessern.
• Einspeisepunkt: PAC vor Schnellmischschaufelrädern oder statischen Mischern injizieren, um einen guten Kontakt zu gewährleisten.

6. Best Practices für Sicherheit, Lagerung und Handhabung

PAC wirkt auf einige Materialien korrosiv und kann reizend wirken. Eine sichere Handhabung verhindert Verletzungen des Arbeiters und eine Verschlechterung des Produkts:

• Lagerung: An einem kühlen, trockenen und gut belüfteten Ort ohne direkte Sonneneinstrahlung verschlossen aufbewahren. Die typische Haltbarkeit variiert je nach Rezeptur (Lieferantendaten prüfen).
• Konstruktionsmaterialien: Verwenden Sie HDPE, Polypropylen oder Edelstahl (304/316) für Tanks und Rohrleitungen; Vermeiden Sie Aluminium und verzinktes Eisen für konzentrierte Lösungen.
• PSA: Handschuhe, Schutzbrille gegen chemische Spritzer und Schürzen beim Umgang mit konzentriertem PAC; Augendusche und Dusche sollten vorhanden sein.
• Reaktion bei Verschüttungen: Kleinere Verschüttungen mit Soda (Natriumcarbonat) neutralisieren und ausspülen; Befolgen Sie die örtlichen Vorschriften zur Entsorgung koagulierter Feststoffe.

7. Fehlerbehebung bei häufigen Problemen und Korrekturmaßnahmen

Problem: Schlechte Flockenbildung oder langsames Absetzen

Mögliche Ursachen sind Unterdosierung, unzureichende Mischenergie, niedrige Temperatur oder zu hohe organische Belastung. Aktionen:

• Erhöhen Sie die PAC-Dosis schrittweise basierend auf den Ergebnissen des Glastests.
• Fügen Sie niedrig dosiertes Polymerflockungsmittel als Überbrückungshilfe hinzu (Test 0,05–1,0 mg/L).
• Überprüfen Sie die Mischgeschwindigkeiten/-zeit in den schnellen/langsamen Mischstufen und passen Sie sie an.

Problem: pH-Wert-Abweichung oder erhöhtes Restaluminium

PAC kann den pH-Wert leicht senken; Überwachen Sie Restaluminium, insbesondere bei Trinkwasser. Aktionen:

• Führen Sie die Glastests erneut durch und messen Sie dabei den restlichen Al- und pH-Wert. Wählen Sie eine Dosis, die Trübung und Restbedarf ausgleicht.
• Wenn der verbleibende Al-Gehalt hoch ist, verringern Sie die Dosis oder erhöhen Sie die Absetz-/Filtrationseffizienz. Evaluieren Sie den Einsatz von Gerinnungshilfsmitteln, die die Rückstände senken.

8. Schnelldosierungstabelle (typische Ausgangspunkte)

In der Tabelle unten finden Sie konservative Anfangsdosen für Glastests – bestätigen Sie dies immer durch einen Glastest für Ihr Rohwasser.

9. Abschließende Empfehlungen und Lieferanten-Checkliste

Bestätigen Sie bei der Implementierung von PAC vor Ort die folgenden Punkte mit Ihrem Lieferanten und Betriebsteam:

• Besorgen Sie sich das technische Datenblatt (TDS), in dem der aktive Al-Gehalt, die Basizität, die empfohlene Handhabung und die Haltbarkeit aufgeführt sind.
• Fordern Sie Hinweise zur Materialkompatibilität für Tanks, Pumpen und Rohrleitungen an.
• Führen Sie routinemäßige Glastests durch, wenn sich die Eigenschaften des Quellwassers ändern (saisonal oder nach Wetterereignissen).
• Verfolgen Sie nach der Behandlung verbleibendes Aluminium und Trübungen, um die Einhaltung der örtlichen Trinkwasserstandards sicherzustellen.