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| Der Calcium/Natrium Quotient |  |
| Die Natrium - Problematik Zitat aus einen Newsletter der Hach-Lange GmbH: "Haben Sie sich je gefragt, was Natrium-Ionen mit den Schlammeigenschaften einer Biologischen Abwasseranlage zu tun haben? Neueste Erkenntnisse zeigen: überraschend viel. Sie haben direkten Einfluss auf die Stabilität der Schlammflocken und damit auf das Absetzverhalten des Schlammes in Ihrem Nachklärbecken. Dabei sind die Quellen für Natrium-Ionen vielfältig und ganzjährig vorhanden. Denken Sie nur an Deponiesickerwasser oder Abwässer aus Neutralisationsbädern in der Metallindustrie. Gar nicht zu reden von den Mengen Kochsalz, die in der gesamten Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Kommt dann noch das jahreszeitlich bedingte Streusalz hinzu, macht das der ohnehin „trägen“ Biologie schwer zu schaffen. Unabhängig vom Natriumgehalt treten besonders häufig im Frühjahr Probleme mit Schwimm- und Blähschlammabtrieb auf. Grund hierfür ist die Umstellung der Bakterienpopulation von "Winter- auf Sommerbetrieb" durch die ansteigende Wassertemperatur im Zulauf." Es ist richtig. Natrium-Ionen beeinflussen ganz erheblich die Flockenstruktur. Nachgewiesen ist inzwischen, dass bei einem Calcium/Natrium Verhältnis von unter 1 die Schlammflocken kleiner werden und der Schlammindex steigt. Bei einem Verhältnis von unter 0,6 ist mit Flockenabtrieb und regelmäßigen Grenzwertüberschreitungen im Ablauf zu rechnen. Umgekehrt konnte durch das Anheben des Calcium/Natrium Verhältnisses auf über 1,5 der Schlammindex im Winter von 140 auf 80 gesenkt werden.  Die Quellen für Natrium sind im Newsletter schon zum Teil aufgeführt. Dazu kommt die Verwendung von Natronlauge in der Lebensmittelverarbeitung. Ein kostengünstiger Weg zur Entkeimung und zur Reinigung. Dies zeigt sich in den Konzentrationen von Natrium im Zulauf der Kläranlagen. Für Natrium gibt es aber keine Grenzwerte und sehr selten wird es gemessen.Zum Teil trägt sogar die Anlage selbst zur Verschlechterung bei. Niedrige pH-Werte werden mit Natronlauge "neutralisiert" oder mit einem Natriumaluminat die P-Fällung betrieben. Nur ist diese pH-Verbesserung reine Augenwischerei. Natrium ist von seiner Ladung her einwertig. Deswegen sind sie mit einem "+" gekennzeichnet. Magnesium (Mg++) und Calcium (Ca++) sind jedoch zweiwertig (deswegen die 2+). z.B. Natrium = einwertig = Na+ Calcium = zweiwertig = Ca2+ Als zweiwertiges Element kann Calcium sich wie ein Waggon an zwei Seiten mit anderen Elementen verbinden. Wird das Calcium durch ein einwertiges Element ausgetauscht, fallen die Verbindungen auseinander. Das Natrium ist reaktiver als das Calcium. Ein Calcium-Ion wird von zwei Natrium-Ionen verdrängt. Daher werden bei einem Gewichtsverhältnis von kleiner 0,6 alle Calciumbrücken aus der Flocke durch Natrium mit der Zeit ersetzt. Die Folge: Die Flocke zerfällt. Das Bild rechts zeigt schematisch die Flockenbindung bei Ca/Na > 1,5, bei 1 und < 0,6. Wie Perktin und Eiweiß haben auch die extrazelluläre polymere Substanzen (EPS)* der Flocke Bereiche die mit Calcium Brücken bilden können, aber nur wenn die Plätze nicht von Natrium belegt sind. Ein bekannter Prozess nutzt diesen Effekt, nur hier ist er gewollt: Die Schmelzkäseherstellung : Tauscht man das Calcium im Käse durch ein einwertiges Element aus, fällt das Eiweiß auseinander und hat die angestrebte Wasserbindeeigenschaft wie bei einer längeren Reifung. Das Element Natrium tut dem Käser diesen Gefallen. Hier kommen jetzt die berüchtigten Schmelzsalze ins Spiel. Diese haben im Wesentlichen die Aufgabe, Natrium in die Käseschmelze zu bringen und wirken zudem auf den pH-Wert des Käses. Der Verlust der Flockenstabilität wird durch eine erhöhte Konzentration von Natrium zum Teil sehr schnell in wenigen Tagen vollzogen. Umgekehrt kann durch die Erhöhung der Calciumkonzentration dieser Vorgang nicht rückgängig gemacht werden. Die Verbesserung der Flockenstruktur kann dann erst wieder durch Neubildung von Flocken erfolgen. d.h: es reicht zum Teil schon ein Natriumstoß um die Flocken zu zerstören, es braucht aber eine Flockenerneuerung um die Stabilität wieder herzustellen. siehe auch : Der-Einfluss-von-Natriumionen-auf-das-Absetzverhalten-von-Belebtschlammflocken * (EPS) Von den Mikroorganismen ausgeschiedene extrazelluläre polymere Substanzen (EPS) bilden in Verbindung mit Wasser Hydrogele, so dass eine schleimartige Matrix entsteht, in der Nährstoffe und andere Substanzen gelöst sind. |
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