Phosphatfällung – Schlüssel zur Eutrophierungsvermeidung in der Wasseraufbereitung

Phosphorverbindungen, insbesondere Phosphate, sind Hauptverursacher der Eutrophierung in Gewässern. Sie fördern das Algenwachstum und führen langfristig zur Überdüngung von Flüssen und Seen. Die Phosphatfällung ist daher ein zentrales Verfahren der chemischen Wasseraufbereitung, um die Umwelt nachhaltig zu schützen und gesetzliche Grenzwerte einzuhalten.

Warum ist Phosphat im Wasser problematisch?

Phosphate stammen überwiegend aus:

• Haushaltsabwässern (Waschmittel, Körperpflege)

• industriellen Prozessen

• landwirtschaftlichem Eintrag

Schon geringe Konzentrationen (ab 0,1 mg/l) können das Gleichgewicht aquatischer Ökosysteme massiv stören. Deshalb ist die gezielte Entfernung von Phosphorverbindungen in kommunalen und industriellen Kläranlagen gesetzlich vorgeschrieben.

Wie funktioniert die chemische Phosphatfällung?

Bei der Phosphatfällung werden gelöste Phosphate mit Metallsalzen umgesetzt, sodass schwerlösliche Phosphatverbindungen entstehen, die anschließend durch Sedimentation oder Flockung entfernt werden können.

Typische Fällmittel:

• Eisen(III)-chlorid (FeCl₃)

• Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃)

• Polyaluminiumchlorid (PAC)

• Kalkmilch (Ca(OH)₂) bei stark saurem Abwasser

Die entstehenden Verbindungen – etwa Eisenphosphat oder Aluminiumphosphat – werden als Schlamm ausgetragen.

Wo findet Phosphatfällung Anwendung?

• In der kommunalen Abwasserbehandlung (Belebtschlammverfahren)

• In industriellen Prozessabwässern (z. B. Lebensmittel-, Chemie- und Metallindustrie)

• In Kläranlagen der Landwirtschaft

• In Regenwasserbehandlungsanlagen

• In der Trinkwasseraufbereitung (selten, z. B. bei Rohwässern mit Düngereintrag)

Optimale Bedingungen für die Phosphatfällung

• pH-Wert: meist im Bereich von 6,0–7,5

• Temperatur: > 10 °C verbessert Reaktionsgeschwindigkeit

• Dosierung: abhängig von Phosphatkonzentration, aber meist im Verhältnis 1:1 – 3:1 (Metall : Phosphor)

• Mischung: gute Durchmischung erhöht Ausfällungseffizienz

• Nachbehandlung: Flockung und Sedimentation zur Entfernung des gebildeten Schlamms

  
  

Vor- und Nachteile der chemischen Phosphatfällung

✅ Vorteile:

• einfache Umsetzung

• gute Steuerbarkeit

• zuverlässige Einhaltung von Grenzwerten

• schnelle Reaktion

⚠️ Nachteile:

• hoher Chemikalienverbrauch

• erhöhter Schlammanfall

• Korrosionsgefahr durch pH-Absenkung

• mögliche Sekundärreaktionen mit anderen Stoffen

Alternativen und Ergänzungen zur Fällung

• Biologische Phosphorelimination (Bio-P)

• Membranverfahren

• Ionenaustauscher

• Adsorption mit speziellen Filtermaterialien (z. B. Eisenhydroxid)

In der Praxis werden oft kombinierte Verfahren eingesetzt, um Restphosphatwerte < 0,1 mg/l zu erreichen.

Fazit: Phosphatfällung ist aktiver Gewässerschutz

Die chemische Phosphatfällung ist ein bewährtes und effektives Verfahren in der Wasseraufbereitung, um den Eintrag von Nährstoffen in Gewässer zu minimieren. Sie leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Vermeidung von Algenblüten, Sauerstoffmangel und dem langfristigen Schutz unserer Seen und Flüsse.

Im nächsten Beitrag: Wir werfen einen Blick auf die Entfernung von Schwermetallen durch chemische Fällung und Komplexierung.