Wir wollen und dürfen hier den Schulunterricht natürlich nicht ganz vergessen!

Exemplarisch haben wir uns deshalb einen Prozess der Klärung vorgenommen und stellen ihn im

    Experiment und in der
    Theorie vor.

4.1 Das Experiment

Material:

Bei unseren Recherchen erhielten wir von Stora Enso Latex sowie Polyaluminiumchlorid (PAC).
Latex wird in der Papierindustrie zur Oberflächenveredelung aber auch z.B. in Wandfarben für Raufasertapeten eingesetzt. PAC ist ein klassisches Flockungsmittel, das in vielen Bereichen (Wasseraufbereitung, Abwasserreinigung) eingesetzt wird. Außerdem benötigten wir Leitungswasser, Bechergläser, Pipetten und einen Rührstab.

Versuchsablauf:

4.1.1 Als erstes füllen wir 300ml Wasser in ein Becherglas.

4.1.2 Danach fügen wir dem Wasser 0,1ml Latex hinzu.

4.1.3 Damit sich das Latex verteilt, rühren wir die Lösung mit Hilfe des Rührstabes kräftig um.

4.1.4 Anschließend geben wir nach und nach vorsichtig PAC hinzu, bis eine Reaktion deutlich sichtbar wird.
Dies geschieht nach der Beigabe von 6ml PAC.

4.1.5 Zum Schluss warten wir noch einige Minuten, bis sich die bei der Reaktion entstandenen Flocken am Boden absetzen und das Wasser klar ist.

Zusammenfassung:

Latex ist biologisch nicht abbaubar und kleinste Mengen erzeugen eine gut sichtbare Trübung im Wasser.
Nach Zugabe von PAC entwickelten sich schnell Flocken, die sich nach kurzer Zeit am Boden absetzen.

4.2 Auswertung - Die zugehörige Theorie

Mit Hilfe dieses Versuches, simulieren wir die Vorgänge einer Streichfarbenfällung.
Nachdem wir zu dem mit Latex verunreinigtem Wasser das Fällmittel (PAC) hinzugeben, verbinden sich die beiden Chemikalien, sind so nun nicht mehr im Wasser gelöst und könnten im nächsten Schritt (z.B. physikalisches Verfahren oder Nachklärbecken) herausgefiltert werden.

Reaktionsgleichungen:

Polyaluminiumchlorid:
  nAlCl3  ->  nAl3+  +  3nCl-

Wasser:
  6H2O  ->  3H3O + 3OH-

Verbindung:
   nAl3+  +  3nOH- -> nAl(OH)3

Die letzgenannten Moleküle besitzen eine sehr große Oberfläche, die sich die im Wasser gelösten Latex-Moleküle lagern sich an. Die entstandenen Komplexe können dann heraus gefiltert werden.

Es ist wichtig, dass der pH-Wert der Lösung während des Versuches nahezu neutral ist. Bei nur geringen Abweichungen ins Saure funktioniert diese Reaktion nicht mehr.
Bei der Streichfarbenfällung in Stora Enso besteht diese Gefahr jedoch nicht, da in der Streichfarbe Carbonat enthalten ist. Dieses wirkt wie ein Puffer, da es die Säure des PAC teilweise bindet.

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Erstellt am 07.07.07; zuletzt geändert am 12.09.2007 . (Ka)