Schwermetallentfernung in der Wasseraufbereitung – sicher, gezielt, chemisch

Schwermetalle wie Blei, Kupfer, Zink, Nickel, Chrom oder Cadmium gelten als hochtoxisch – selbst in geringsten Konzentrationen. Sie gelangen durch industrielle Prozesse, Korrosion oder geogene Quellen ins Wasser. Um Umwelt und Gesundheit zu schützen, ist ihre zuverlässige Entfernung aus Abwässern gesetzlich vorgeschrieben.

Die chemische Wasseraufbereitung bietet verschiedene Verfahren zur Schwermetallentfernung, die je nach Metall, Konzentration und Abwasserzusammensetzung eingesetzt werden.

1. Fällung von Schwermetallen

Die klassische Methode zur Entfernung vieler Metalle ist die chemische Fällung. Dabei werden Metalle als unlösliche Hydroxide oder Sulfide ausgefällt.

Typische Reaktionen:

• Zugabe von Natronlauge (NaOH) oder Kalkmilch (Ca(OH)₂) → Bildung von Metallhydroxiden (z. B. Cu(OH)₂, Zn(OH)₂)

• Zugabe von Natriumsulfid oder Eisensulfid → Bildung von Metallsulfiden (z. B. PbS, CdS)

💡 Vorteil: einfache Handhabung, kostengünstig⚠️ Nachteil: erzeugt Schlamm, abhängig vom pH-Wert, teilweise unvollständig bei komplexierten Metallen

2. Komplexierung und Maskierung

Einige Schwermetalle liegen im Abwasser als stabile Komplexe vor (z. B. mit EDTA, Citrat, Ammoniak). Diese lassen sich nicht einfach fällen. In solchen Fällen werden spezielle Komplexbildner oder Reduktionsmittel eingesetzt, um die Bindungen zu lösen.

Beispiele:

• Reduktion von Cr(VI) zu Cr(III) mit Natriumdisulfit

• Maskierung mit Dithiocarbamaten oder TMT 15 (Trimetyltrithiocarbonate) – selektive Bindung von Metallen wie Hg, Ag, Pb

3. Adsorption

Für Restmetallgehalte im Spurenbereich kommen Adsorptionsverfahren zum Einsatz:

• Aktivkohle

• Ionenaustauscherharze

• Spezialfilter auf Eisenhydroxid- oder Zeolithbasis

• Biosorbentien (z. B. aus Algen, Pilzen oder Rindenextrakten)

Diese Materialien binden Metallionen an ihrer Oberfläche und eignen sich besonders zur Nachbehandlung.

4. pH-Wert als entscheidender Faktor

Die Wirksamkeit der Fällung hängt stark vom pH-Wert ab:

Metall	Optimaler pH-Bereich zur Fällung
Eisen	6,0 – 8,0
Kupfer	7,0 – 9,0
Zink	8,0 – 10,0
Nickel	9,0 – 11,0
Chrom (III)	6,5 – 8,5
Cadmium	10,0 – 11,5

Eine automatische pH-Regelung ist daher essenziell, um stabile Fällungsergebnisse zu erzielen.

5. Praxis-Tipp: Kombination von Verfahren

In der Regel reicht ein einzelnes Verfahren nicht aus, um die gesetzlichen Grenzwerte (< 0,1 mg/l oder sogar < 0,01 mg/l) zu erreichen. Daher werden häufig mehrstufige Verfahren kombiniert:

1. Vorbehandlung (Reduktion, Komplexspaltung)

2. Fällung/Flockung

3. Sedimentation

4. Filtration oder Adsorption

   
   

Fazit: Chemische Schwermetallentfernung schützt Mensch und Umwelt

Ob in der Galvanik, der Metallverarbeitung, Bergbau, Laboren oder der Kläranlage – die gezielte, chemische Entfernung von Schwermetallen ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Wasseraufbereitung. Nur durch den intelligenten Einsatz von Fällmitteln, Komplexbildnern und Adsorbentien lassen sich stabile Prozesse und gesetzeskonforme Einleiterwerte garantieren.