Ein DAF-System (Dissolved Air Flotation) entfernt Öl, Fett und Schwebstoffe aus dem Abwasser, indem es diese an die Oberfläche treibt, anstatt sie am Boden absetzen zu lassen. Dies geschieht mithilfe von Schwärmen mikroskopisch kleiner Luftblasen, die sich an die Verunreinigungen anlagern und diese nach oben befördern, wo sie von einem Abschäumer abgeschöpft werden. Dieser Leitfaden erläutert Schritt für Schritt, wie ein DAF-System genau funktioniert und was eine Anlage, die ihre Abwasserziele erreicht, von einer unterscheidet, die hinter den Erwartungen zurückbleibt.
Es richtet sich an Anlageningenieure und -betreiber, die eine DAF-Anlage spezifizieren oder Fehler daran beheben. Wenn Sie die Anlage selbst erwerben möchten, sehen Sie sich unser Flotationsanlage mit aufgelöster Luft Seite mit Modellen und technischen Daten.
Was ist ein Flotationssystem mit gelöster Luft?
Ein Flotationssystem mit gelöster Luft ist ein Fest-Flüssig-Separator, bei dem feine Luftblasen eingesetzt werden, um Schwebstoffe an die Wasseroberfläche zu befördern und dort zu entfernen. Es ist die Standardlösung, wenn Verunreinigungen leichter als Wasser sind oder eine nahezu neutrale Dichte aufweisen – beispielsweise Öle, Fette, Fasern und chemisch koagulierte Feststoffe, die sich nur langsam oder gar nicht absetzen. DAF wird häufig eingesetzt, um Schwebstoffe zu reduzieren, den chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) und den biologischen Sauerstoffbedarf (BSB) zu senken sowie Öl zu entfernen, bevor das Wasser wiederverwendet oder abgeleitet wird.
Die Grundidee ist einfach: Man lässt die Verunreinigungen aufschwimmen. Bei Schwerkraftklärern wartet man darauf, dass Feststoffe absinken – ein langsamer Prozess, der bei leichtem Material versagt. Bei der DAF-Methode wird der Vorgang umgekehrt: Die Feststoffe werden mit Luftbläschen versehen, sodass sie innerhalb von Minuten statt Stunden aufsteigen.
Kurz gesagt: DAF lässt Verunreinigungen mithilfe von Mikroblasen an die Oberfläche steigen, anstatt sie absetzen zu lassen – das geht schneller und funktioniert auch bei Öl und leichten Feststoffen, die durch die Schwerkraft nicht aufgefangen werden können.
So funktioniert ein DAF-System – Schritt für Schritt
Ein DAF-System funktioniert so, dass ein Wasserstrom mit unter Druck stehender Luft gesättigt wird; anschließend wird dieser Druck abgelassen, wodurch Mikrobläschen entstehen, die sich an die ausgefällten Feststoffe anlagern und diese an die Oberfläche befördern. Die folgenden fünf Schritte beschreiben den gesamten Zyklus vom Rohwasser bis zum gereinigten Abwasser.
1. Koagulation und Flockung
Das Rohabwasser gelangt zunächst in eine chemische Reaktionszone, in der ein Koagulierungsmittel wie PAC die Ladung der Feinpartikel neutralisiert und ein Flockungsmittel wie PAM diese zu größeren, leichteren Flocken bindet. Eine gute Flotation beginnt hier: Blasen haften sich viel leichter an Flocken als an dispergierte Feinpartikel, sodass Dosierung und Durchmischung die Obergrenze für die Entfernung festlegen.
2. Luftlösung unter Druck
Eine Umwälzpumpe saugt sauberes, aufbereitetes Wasser an und leitet es in einen Behälter für gelöste Luft, in den ein Luftkompressor unter Druck (in der Regel 400–600 kPa) Luft einpresst. Unter Druck löst sich weitaus mehr Luft im Wasser, als es unter atmosphärischen Bedingungen aufnehmen könnte. Dieses mit Luft gesättigte Wasser ist der Motor des gesamten Prozesses.
3. Freisetzung von Mikrobläschen
Das mit Luft gesättigte Wasser gelangt über ein Entlastungsventil bei Normaldruck in die Kontaktzone. Der plötzliche Druckabfall drückt die gelöste Luft als eine Wolke aus Mikrobläschen mit einem Durchmesser von typischerweise 10–30 μm aus der Lösung. Je kleiner und gleichmäßiger die Bläschen sind, desto größer ist ihre Oberfläche und desto besser haften sie an Feststoffen – ein hocheffizienter Entlüfter sorgt für gleichmäßige, feine Bläschen.
4. Flotation und Trennung
In den Kontakt- und Trennzonen haften die Mikrobläschen an den koagulierten Flocken. Mit zunehmender Ansammlung der Bläschen wird der Flocken-Blasen-Cluster leichter als Wasser und steigt an die Oberfläche, wo er eine Schwimmschicht bildet. Das geklärte Wasser sammelt sich in der darunter liegenden Reinwasserzone.
5. Abschöpfung und Einleitung von sauberem Wasser
Ein Oberflächenabschäumer schabt den aufschwimmenden Schaum in einen Schlammkanal zur Entwässerung, während das geklärte Wasser vom Boden abgesaugt und in die nächste Stufe geleitet oder wiederverwendet wird. Ein Teil des sauberen Wassers wird zur Umwälzpumpe zurückgeführt, um die nächste Charge an mit Luft gesättigtem Wasser herzustellen, und der Kreislauf setzt sich fort.
Wesentliche Komponenten eines DAF-Systems
Jedes Bauteil eines DAF-Systems erfüllt im Flotations- und Abschöpfungszyklus eine bestimmte Aufgabe. In der folgenden Tabelle sind die Hauptkomponenten ihren jeweiligen Funktionen zugeordnet.
| Komponente | Funktion |
|---|---|
| Reaktionsbehälter für chemische Reaktionen | Koagulation und Flockung feiner Feststoffe zu Flocken |
| Umwälzpumpe | Leitet sauberes Wasser in den Behälter für gelöste Luft |
| Luftkompressor | Liefert Druckluft für den Auflösungsvorgang |
| Behälter für gelöste Luft | Sättigt Wasser unter Druck mit Luft |
| Mikrobläschen-Freisetzungsvorrichtung | Senkt den Druck, um Blasen mit einer Größe von 10–30 μm zu bilden |
| Skimmer-Abstreifer | Leitet den schwimmenden Schaum in den Schlammkanal ab |
| Bedienfeld | Steuert Pumpen, Dosierung und Füllstandsregelung |
Was sorgt dafür, dass ein DAF-System gut funktioniert?
Der Unterschied zwischen einer DAF-Anlage, die ihre Abwasserspezifikationen einhält, und einer, bei der es zu Abweichungen kommt, hängt von der Blasenqualität, der Durchmischung und der hydraulischen Belastung ab. Dabei spielen drei Werte die entscheidende Rolle.
- Bläschengröße von 10–30 μm. Kleinere, gleichförmige Blasen bieten eine größere Oberfläche und eine höhere Wahrscheinlichkeit, sich an jedem Flock anzulagern, was bei gleicher Luftzufuhr zu einer höheren Abscheidungsleistung führt.
- Gas-Wasser-Mischwirkungsgrad über 95%. Je mehr Luft tatsächlich im Rückführstrom gelöst ist, desto mehr Blasen pro Liter entstehen und desto mehr Auftrieb steht für Feststoffe zur Verfügung.
- Flächenbelastung von 10–30 m³/(m²·h). Hiermit wird festgelegt, wie viel Wasser der Tankbereich klären kann. Wird dieser Wert überschritten, haben die Blasen keine Zeit mehr, Feststoffe anzuheben, bevor das Wasser abfließt.
Ein stabiler Zufluss ist genauso wichtig wie die technische Ausrüstung. Ein vor der DAF-Anlage angeordneter Ausgleichsbehälter gleicht Schwankungen aus, sodass Dosierung und Blasenbeladung stets an die Feststoffbelastung angepasst bleiben, wie in unserem Leitfaden zur Abwasserbehandlung im geschlossenen Kreislauf.
DAF im Vergleich zu Schwerkraftabsetzbecken und Lamellenklärern
Sowohl DAF- als auch Absetz- und Lamellenklärer trennen Feststoffe vom Wasser, kommen jedoch jeweils in unterschiedlichen Situationen zum Einsatz. DAF-Anlagen bringen leichte und ölige Stoffe an die Oberfläche; Absetz- und Lamellenklärer lassen dichte Feststoffe auf den Boden sinken. Die Wahl hängt davon ab, ob Ihre Verunreinigungen leichter oder schwerer als Wasser sind.
Bei dichten, schnell absinkenden Feststoffen gilt: a Lamellenklärer bietet mehr Absetzfläche auf kleiner Stellfläche und ist kostengünstiger im Betrieb. Für Öl, Fett, Fasern und chemisch ausgefällte leichte Feststoffe ist das DAF-Verfahren die bessere Wahl. Viele Anlagen nutzen beide Verfahren – zunächst wird die schwere Fraktion abgesetzt, anschließend wird der Rest aufgeschwimmt.
Was ein DAF-System entfernt
Ein DAF-System zielt auf Schwebstoffe, Öl und Fett sowie den mit dieser Belastung verbundenen CSB und BSB ab. Da es leichte und emulgierte Stoffe behandelt, eignet es sich für eine Vielzahl von Branchen – Petrochemie, Lebensmittel- und Schlachtindustrie, Druck- und Färberei, Papierindustrie, Pharmaindustrie sowie die Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser. In der Praxis ist es die zentrale Stufe zur Reduzierung von Schwebstoffen und Öl vor der biologischen Behandlung, der Einleitung oder der Wasserwiederverwendung.
Haufig gestellte Fragen
Bei einem DAF-System wird Luft unter Druck in das Recyclingwasser eingeleitet; anschließend wird der Druck abgelassen, wodurch Mikroblasen mit einer Größe von 10–30 μm entstehen. Die Blasen haften an den ausgefällten Feststoffen und bringen diese an die Oberfläche, wo ein Abschäumer den Schaum entfernt. Das geklärte Wasser wird vom Boden abgezogen und kann entsorgt oder wiederverwendet werden.
Bei der DAF-Methode werden Verunreinigungen mit Luftblasen an die Oberfläche befördert, weshalb sie sich für Öl, Fett sowie leichte oder koagulierte Feststoffe eignet. Ein Schwerkraft- oder Lamellenklärer lässt dichte Feststoffe absinken. Die DAF-Methode ist bei leichten Stoffen schneller; Kläranlagen sind einfacher und kostengünstiger für schwere, schnell absinkende Feststoffe.
In der Regel 10–30 μm. Kleinere, gleichmäßige Blasen bieten eine größere Oberfläche pro Liter Rücklaufwasser, was die Anhaftung an die Flocken verbessert und die Abscheideleistung bei gleicher Luftzufuhr erhöht.
Schwebstoffe, Öl und Fett sowie die damit verbundene CSB- und BSB-Belastung. Das DAF-Verfahren wird außerdem zur Phosphorentfernung in der tertiären Abwasserbehandlung sowie zur Rückgewinnung von Feinststoffen in bestimmten Recyclingkreisläufen eingesetzt. Es ist besonders wirksam bei leichten und emulgierten Verunreinigungen.
Ein Koagulierungsmittel wie PAC neutralisiert die Ladung der Partikel, und ein Flockungsmittel wie PAM bindet feine Partikel zu größeren Flocken zusammen, die von den Blasen mitgerissen werden können. Die richtige Dosierung und eine schonende Durchmischung im Reaktionsbehälter bestimmen maßgeblich die Leistungsfähigkeit des DAF.
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