Flotation ist ein Trennverfahren für Feststoff-Flüssigkeits- oder Flüssigkeits-Flüssigkeits-Gemische, das auf Partikel angewendet wird, deren Dichte niedriger ist als die der umgebenden Flüssigkeit. Im Gegensatz zur Sedimentation, bei der sich Partikel absetzen, nutzt Flotation den umgekehrten Effekt: Leichte Partikel steigen auf und können abgeschöpft werden. Für Sie als Bauunternehmer ist das Verfahren vor allem bei der Aufbereitung von Prozesswasser in Recyclinganlagen und bei der Behandlung von Abwasser auf größeren Baustellen relevant.

Welche drei Flotations-Arten gibt es?

Die Fachliteratur unterscheidet drei grundlegende Arten der Flotation, die sich durch den Mechanismus der Trennung unterscheiden:

  • Natürliche Flotation: Tritt auf, wenn der Dichteunterschied von Natur aus ausreichend für die Trennung ist. Keine externe Energiezufuhr nötig.
  • Unterstützte Flotation: Erfolgt, wenn externe Mittel eingesetzt werden, um die Trennung von Partikeln zu fördern, die von Natur aus schwimmfähig sind. Beispiel: mechanische Fettabscheider auf Baustellen.
  • Induzierte Flotation: Tritt auf, wenn die Dichte der Partikel künstlich verringert wird, damit die Partikel schwimmen können. Basiert auf der Fähigkeit bestimmter fester und flüssiger Partikel, sich mit Gasblasen zu verbinden und so einen „Partikel-Gas-Komplex" mit geringerer Dichte als die Flüssigkeit zu bilden.

Dissolved Air Flotation: Das Feinblasen-Verfahren für die Wasserhaltung

DAF (Dissolved Air Flotation) ist ein Verfahren der induzierten Flotation mit sehr feinen Luftbläschen oder Mikrobläschen von 40 bis 70 Mikrometern Durchmesser. Diese winzigen Blasen haften an Schwebstoffen und bringen sie an die Oberfläche, wo sie als Schaum oder Schlamm abgeschöpft werden können. Das Verfahren arbeitet mit einem Luftdurchsatz von 15 bis 50 Normlitern pro Kubikmeter Wasser und benötigt eine Eingangsleistung von 40 bis 80 Wattstunden pro Kubikmeter behandeltem Wasser.

Die theoretische Verweilzeit liegt bei 20 bis 40 Minuten, ohne die Flockulationsphase. Die hydraulische Oberflächenbelastung beträgt 3 bis 10 Meter pro Stunde. Zum Vergleich: Mechanische Flotation, wie sie in der Mineralindustrie eingesetzt wird, arbeitet mit deutlich größeren Blasen von 0,2 bis 2 Millimetern Durchmesser und wesentlich höherem Energieeinsatz.

Wo wird Flotation auf der Baustelle eingesetzt?

Für Bauunternehmer spielt Flotation vor allem in zwei Bereichen eine Rolle:

Prozesswasser-Aufbereitung in Recyclinganlagen: Wenn Sie mobile Brechanlagen oder Siebanlagen betreiben, fällt Prozesswasser an, das mit Feinstoffen, Ölen und anderen Schwebstoffen belastet ist. Flotationsanlagen können dieses Wasser so aufbereiten, dass es im Kreislauf zurückgeführt werden kann. Das senkt Ihren Frischwasserbedarf und reduziert Entsorgungskosten.

Abwasserbehandlung bei Tunnelbau- und Tiefbauprojekten: Bei Projekten mit Tunnelbohrmaschinen oder bei umfangreichen Erdbewegungsarbeiten mit Wasserhaltung müssen Sie oft große Mengen an Wasser behandeln, bevor es in Vorfluter eingeleitet werden darf. Flotationsanlagen können hier Schwebstoffe und Öl-Rückstände entfernen.

Unterstützte Flotation: Fettabscheider und Ölabscheider

Unterstützte Flotation wird auf Baustellen häufig in Form von Fettabscheidern eingesetzt. Diese arbeiten mit einem Luftdurchsatz von 100 bis 400 Normlitern pro Kubikmeter Wasser und erzeugen Blasen mit einem Durchmesser von 2 bis 5 Millimetern. Die Eingangsleistung liegt bei 5 bis 10 Wattstunden pro Kubikmeter, die theoretische Verweilzeit bei 5 bis 15 Minuten. Die hydraulische Oberflächenbelastung ist mit 10 bis 30 Metern pro Stunde deutlich höher als bei DAF-Anlagen.

Wenn Sie Baumaschinen vor Ort warten oder betanken, schreiben die Wasserbehörden oft solche Abscheider vor, um Gewässer vor Öleinträgen zu schützen. Die unterstützte Flotation nutzt dabei den natürlichen Auftrieb von Öl und Fett, beschleunigt ihn aber durch Luftzufuhr und mechanische Hilfsmittel.

Was kostet Flotation im Baustellen-Einsatz?

Die Investitionskosten für mobile Flotationsanlagen zur Prozesswasseraufbereitung liegen je nach Durchsatzleistung zwischen mehreren Zehntausend und mehreren Hunderttausend Euro. Ob sich die Investition für Sie lohnt, hängt von drei Faktoren ab:

  • Wie hoch sind Ihre lokalen Frischwasserkosten und Abwassergebühren?
  • Wie viele Betriebsstunden läuft Ihre Anlage pro Jahr?
  • Welche behördlichen Auflagen müssen Sie bei der Wassereinleitung erfüllen?

Bei großen Recycling-Projekten mit hohem Wasserbedarf amortisiert sich eine eigene Flotationsanlage oft bereits nach wenigen Monaten. Bei kleineren Projekten kann die Miete einer mobilen Anlage die wirtschaftlichere Lösung sein.

Wartung und Betrieb: Worauf Sie achten sollten

Flotationsanlagen benötigen regelmäßige Wartung, um dauerhaft effizient zu arbeiten. Kritische Punkte sind die Luftkompressoren, Pumpen und Abschäumsysteme. Verstopfungen durch grobkörnige Partikel können die Funktion beeinträchtigen – eine Vorabsiebung ist deshalb oft sinnvoll. Bei induzierten Flotationsverfahren müssen Sie zudem die Dosierung von Flockungsmitteln überwachen, die die Verbindung zwischen Partikeln und Gasblasen verbessern.

Wenn Sie Flotationsanlagen auf Baustellen einsetzen, sollten Sie einen Service-Vertrag mit dem Hersteller oder Vermieter abschließen. Stillstandzeiten durch technische Defekte können Ihren gesamten Bauablauf verzögern, wenn das Wasser nicht rechtzeitig aufbereitet werden kann.