Flotation ist ein physikalisches Trennverfahren für Feststoff-Flüssigkeits- oder Flüssigkeits-Flüssigkeits-Gemische. Es nutzt den Dichteunterschied zwischen den zu trennenden Phasen: Luftblasen lagern sich an Partikeln oder Tröpfchen an, verringern deren effektive Dichte und befördern sie an die Oberfläche einer Flüssigkeit, wo sie als Schaum oder Schlamm abgeschöpft werden. Das Verfahren kehrt damit das Prinzip der Sedimentation um, bei der sich Partikel aufgrund höherer Dichte absetzen.
Funktionsprinzip
Voraussetzung für die Flotation ist, dass die abzutrennenden Partikel eine geringere Dichte als das umgebende Medium aufweisen oder durch Anlagerung von Luftblasen künstlich auf eine geringere Dichte gebracht werden. Feine Luftblasen werden in die Flüssigkeit eingebracht und haften sich an hydrophobe oder chemisch konditionierte Oberflächen der Partikel. Der entstehende Partikel-Blasen-Verbund steigt auf und bildet an der Oberfläche eine abschöpfbare Schicht.
Verfahrensvarianten
In der Wasser- und Schlammbehandlung auf Baustellen kommt überwiegend die Druckentspannungsflotation (Dissolved Air Flotation, DAF) zum Einsatz. Dabei wird ein Teilstrom des Wassers unter Druck mit Luft gesättigt und anschließend in das Flotationsbecken entspannt. Durch den Druckabfall bilden sich feine Mikrobläschen mit Durchmessern im Bereich von etwa 20 bis 100 µm, die sich an Feststoffpartikel anlagern. Typische Betriebsdrücke der Sättigungseinheit liegen bei 300 bis 600 kPa. Daneben existieren Verfahren mit Begasung durch Dispergierung (induzierte Flotation) sowie elektrolytische Flotation, bei der Gasblasen durch Elektrolyse direkt im Wasser erzeugt werden.
Anwendungsbereiche
Auf Baustellen wird Flotation zur Behandlung von Bauwasser, Waschwasser aus Betonmischanlagen, Grundwasser aus Baugrubenentwässerungen sowie zur Trennung von Öl-Wasser-Gemischen eingesetzt. In der Gesteins- und Mineralaufbereitung dient Flotation zur Trennung wertvoller Mineralbestandteile von tauben Gesteinsanteilen, etwa bei der Erzaufbereitung, wo Reagenzien die Oberflächeneigenschaften der Mineralpartikel gezielt hydrophobieren. Abwasserbehandlungsanlagen auf Baustellen werden häufig mobil ausgeführt, um dem Baufortschritt zu folgen und unterschiedliche Zulaufqualitäten verarbeiten zu können.
Einordnung in der Berichterstattung
Das Fachmedium hat das Trennverfahren im Beitrag „Flotation in der Wasserbehandlung: Wie das Trennverfahren auf der Baustelle funktioniert“ aus Sicht der Baupraxis beschrieben. Dort wird erläutert, dass Flotation auf Partikel angewendet wird, deren Dichte niedriger ist als die der umgebenden Flüssigkeit, und dass sie im Gegensatz zur Sedimentation leichte Partikel an die Oberfläche bringt, statt sie absinken zu lassen.