DE102009049200A1

DE102009049200A1 - Mittel zur Klärung von Hälterungswasser

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Publication number: DE102009049200A1
Application number: DE102009049200A
Authority: DE
Inventors: Günter Dr. Ritter
Original assignee: Tetra GmbH
Current assignee: Tetra GmbH
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2011-04-28
Also published as: WO2011045323A1

Abstract

Angegeben wird ein Mittel zur Klärung von Hälterungswasser, wobei das Mittel durch Reaktion eines Polyaluminiumsalzes mit einer Base in wässriger Lösung erhältlich ist. Das Hälterungswasser kann dabei lebende Wassertiere enthalten, die durch Wasserklärung mittels des neuartigen Mittels nicht geschädigt werden.

Description

Der vorliegende Gegenstand betrifft ein Mittel zur Klärung von Hälterungswasser. Insbesondere betrifft der vorliegende Gegenstand ein Mittel zur Klärung von Hälterungswasser, welches durch Reaktion eines Polyaluminiumsalzes mit einer Base erhalten wird.
HINTERGRUND
In biologischen Hälterungssystemen, z. B. Gartenteichen, Aquarien oder Aquaterrarien kann es zu mineralischen und/oder organischen Trübungen bis hin zu massiven biologischen Wassertrübungen kommen, wobei letztere in der Regel durch Massenentwicklung von Planktonalgen, die sogenannte Wasserblüte, erzeugt werden. Solche Wassertrübungen können einfach und schnell durch anorganische Flockungsmittel auf Fe³⁺- und Al³⁺-Basis beseitigt werden. Insbesondere Polyaluminiumchlorid (PAC) wird hierbei eingesetzt.
Eine gängige empirische Formel von PAC ist Al₂(OH)₅Cl·2H₂O, wobei die tatsächliche chemische Zusammensetzung deutlich komplizierter ist. Neben weiteren höherpolymeren, komplexen Aluminiumkationen ist zum Beispiel das Kation [Al₁₃(O₄)(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺ charakteristisch für PAC und andere polymere Aluminiumsalze.
Mit der bereits höherpolymeren Struktur reagiert PAC nach Zusatz zu Wasser bei pH-Werten über 6–7 und bei Vorhandensein von mindestens 2–4°dH durch Deprotonierung rasch zu ungeladenem Aluminiumhydroxid (Al(OH)₃).
Al(OH)₃ bildet sich dabei aus PAC durch Reaktion mit Hydrogencarbonat (Karbonathärte) nach: [Al₂(OH)₅(H₂O)]Cl + HCO₃ ^– → ”Al₂(OH)₆” + Cl^– + H₂O + CO₂ oder formal aus dem (Al₁₃)⁷⁺-Polyaluminiumkation nach: [Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺ + 7Cl^– + 7HCO₃ ^– → ”[Al₁₃O₄(OH)₃₁(H₂O)₅]” + 7CO₂ + 7H₂O + 7Cl^–
Dieses „Al(OH)₃” wächst aus sehr kleinen Einheiten schnell zu großen, lockeren und netzartigen Verbänden bzw. Flocken heran. Die großen netzartigen, voluminösen „Al(OH)₃”-Flocken schließen Trübungspartikel ein und können diese durch Sedimentation aus dem Wasserkörper beseitigen.
Bereits „ausgewachsene”, ausgeflockte Al(OH)₃-Flocken sind nicht mehr zur Einschlussflockung fähig. Trübungspartikel können somit ausschließlich dann geklärt werden, wenn der Flockenbildungsprozess im zu klärenden Wasser stattfindet. Daher ist es üblich, eine bestimmte Menge an konzentriertem oder vorverdünntem PAC direkt unter gutem Vermischen dem zu klärenden Hälterungswasser (üblicherweise Gartenteichwasser) zuzusetzen.
Die PAC-Lösung, die hierbei im Wesentlichen zum Einsatz kommt, zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Summenformel: Al₂(OH)₅Cl·2–3H₂O

Farbe: farblos;

Dichte: 1,35 g/cm³

Gehalt: 23,5% Al₂O₃ (317 g/l); 6,22 Mol/l Al³⁺ (167,8 g/l)

pH-Wert: 3,0
Zur Klärung von Gartenteichwasser werden dabei üblicherweise folgende Dosierungen eingesetzt, wobei „ND” für die empfohlene Normaldosierung steht:

1 ND: 500 ml PAC pro 10.000 l

0,50 ND: 250 ml PAC pro 10.000 l

0,25 ND: 125 ml PAC pro 10.000 l

Daraus resultieren nach Zugabe der PAC-Lösungen Al³⁺-Konzentrationen im Hälterungswasser, wie Gartenteichwasser, in Abhängigkeit der Dosierungen von:

1 ND: 0,31 mMol Al³⁺/l (8,4 mg/l)

0,50 ND: 0,156 mMol Al³⁺/l (4,2 mg/l)

0,25 ND: 0,078 mMol Al³⁺/l (2,1 mg/l)
Wegen der zu Grunde liegenden chemischen Prozesse existieren jedoch bei der Wasserklärung mit PAC-Lösungen folgende systemimmanente Probleme. Die Deprotonierung der in PAC-Lösungen vorhandenen Polyaluminiumkationen erfordert zum einen die Anwesenheit einer Mindestkonzentration an Basen im zu klärenden Wasser. Diese Basen werden im Zuge der Deprotonierungsreaktion verbraucht und somit dem zu klärenden Hälterungswasser entzogen. Typischerweise betrifft diese Reaktion vor allem das im Hälterungswasser enthaltene Hydrogenkarbonat (HCO₃ ^–).
Da die kombinierten Deprotonierungs- und besonders Polymerisationsreaktionen der Polyaluminiumkationen einige Zeit benötigen, um ungeladenes, chemisch neutrales Aluminiumhydroxid zu bilden, können Wassertiere zudem eine gewisse Zeit den noch nicht abreagierten Polyaluminiumkationen ausgesetzt sein, was grundsätzlich vermieden werden sollte. Die Zeitspanne zwischen dem Zusatz der PAC-Lösung zu dem zu klärenden Hälterungswasser und der Bildung von chemisch neutralem biologisch unbedenklichem Al(OH)₃ ist dabei unter anderem abhängig von:

– der vorherrschenden Karbonathärte bzw. der HCO₃ ^–-Konzentration (bei einer Karbonathärte von < 2°dH ist die Bildung von Al(OH)₃ stark verzögert); und
– der Intensität und Gründlichkeit der Vermischung der PAC-Lösung mit dem Hälterungswasser.

Bei zu niedriger Karbonathärte (z. B. < 2°dH) kann die Al(OH)₃-Bildung bzw. -Ausflockung so lange verzögert sein, dass ungünstige Effekte an Wassertieren beobachtet werden. Es können Schäden, z. B. an Fischen, durch Adsorption der Polyaluminiumkationen an Zelloberflächen (z. B. an Kiemenoberflächen und an anderen Schleimhäuten), mit nachfolgender Schwellungs- und Reizungsreaktion entstehen, wodurch unter anderem z. B. eine Blockade wichtiger Stoffaustauschvorgänge resultieren kann. Bei Fischen können z. B. an den Kiemen Kiemenschwellungen, eine erhöhte Schleimabsonderung mit Verstopfung der Kiemenlamellen und eine Störung und Behinderung der Sauerstoffaufnahme auftreten. In Gartenteichen findet man zum Beispiel aufgrund des Zutrittes von Regenwasser gelegentlich niedrige Karbonathärten. In Bezug auf Aquarien ist auf diese Zusammenhänge ganz besonders zu achten. Karbonathärten in Aquarien reichen üblicherweise nicht für eine zufriedenstellende Anwendung aus, da tropische Zierfische äußerst empfindlich auf die Zudosierung von PAC-Lösungen reagieren. Für diese höhere Empfindlichkeit könnte die im Aquarium manchmal höhere Wassertemperatur, die möglicherweise höhere Stoffwechselrate der tropischen Zierfische und unter Umständen ein höherer Sauerstoffbedarf dieser Fische eine Ursache sein, zumal der Sauerstoffgehalt in warmem Wasser (z. B. bei 25°C) deutlich geringer sein kann als in Teichwasser (z. B. bei 15–20°C).
Bislang wird versucht, die Karbonathärte im zu klärenden Hälterungswasser durch Zugabe von Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃) vor der Behandlung mit PAC künstlich zu erhöhen. Diese Maßnahme reicht jedoch nicht aus, um unerwünschte, durch direkt zudosiertes PAC verursachte Reaktionen oder Irritationen auszuschließen, da auch bei Karbonathärten zwischen 4 und 6°dH die Reaktion der in PAC vorhandenen Polyaluminiumkationen zu chemisch neutralem Al(OH)₃ einige Minuten bis sogar hin zu Stunden dauern kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, ein Mittel zur Klärung von Hälterungswasser zur Verfügung zu stellen, mit welchem unter anderem die folgenden Nachteile der bisher zur Wasserklärung eingesetzten Mittel vermieden werden können:

– Bedarf einer Mindestkarbonathärte im zu klärenden Hälterungswasser;
– Verbrauch der Karbonathärte des zu klärenden Hälterungswassers;
– Verzögerung der Flockungsreaktion;
– Anwesenheit von Polyaluminiumkationen solange, bis die Bildung von Al(OH)₃ abgeschlossen ist.
– Negative Auswirkungen von Polyaluminiumkationen und potentielle Schädigung von Wassertieren insbesondere im Aquarium.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht des oben genannten wird vorliegend ein Mittel zur Klärung von Hälterungswasser gemäß Anspruch 1 und 8, bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Mittels zur Klärung von Hälterungswasser gemäß Anspruch 2 und die Verwendung solcher Mittel gemäß Anspruch 17 beschrieben.
Weitere Aspekte, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
Ein Aspekt des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Mittel zur Klärung von Hälterungswasser, wobei das Mittel durch Reaktion eines Polyaluminiumsalzes mit einer Base in wässriger Lösung erhältlich ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mittels zur Klärung von Hälterungswasser, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Bereitstellen eines Polyaluminiumsalzes,
– Bereitstellen einer Base,
– Zusammenfügen des Polyaluminiumsalzes und der Base in wässriger Lösung, und
– Reaktion der Mischung.

Gemäß einer Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens ist das Polyaluminiumsalz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyaluminiumchlorid, Polyaluminium-hydroxo-sulfat-chlorid, silikathaltigen Polyaluminiumsalzen, anderen Polyaluminiumsalzen, und Mischungen davon.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens ist die Base ausgesucht aus der Gruppe bestehend aus Hydrogencarbonat, Acetat und Mischungen davon.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens ist die Base ausgesucht aus der Gruppe bestehend aus Natriumhydrogencarbonat, Natriumacetat und Mischungen davon.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens werden das Polyaluminiumsalz und die Base in einem Molverhältnis, bezogen auf die Kationenladung, von zwischen 1:1 und 1:5, vorzugsweise von zwischen 1:1 und 1:2 eingesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens erfolgt die Reaktion der Mischung für zwischen 5 min und 120 min, vorzugsweise für zwischen 7 mm und 100 min, und besonders bevorzugt für zwischen 10 min und 30 min.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels enthält das Mittel kolloidales Al(OH)₃.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens enthält das Mittel keine schädigenden Polyaluminiumkationen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens weist das Mittel einen pH-Wert von zwischen 5 und 8, vorzugsweise zwischen 6 und 7 auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens ist das Mittel langzeitstabil und flockt nicht aus.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens ist das Mittel gelförmig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens ist das Mittel pulverförmig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels bzw. des oben genannten Verfahrens enthält das Hälterungswasser lebende Wassertiere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fischen, Amphibien und Invertebraten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels wird die Klärung des Hälterungswassers durch eine Ausflockungsreaktion des Mittels mit den zu klärenden Komponenten des Hälterungswassers bei Zugabe zum Hälterungswasser bewirkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels umfasst das Mittel des Weiteren mindestens eine der Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phosphat-haltigen Verbindungen und Silikat-haltigen Verbindungen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des oben genannten Mittels umfasst das Mittel des Weiteren mindestens eine der Komponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (NaH₂PO₂ + Na₂HPO₂), Natriumsilikat und Polykieselsäure.
Ein weiterer Aspekt des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung betrifft die Verwendung des oben genannten Mittels zur Klärung von Hälterungswasser, indem das Mittel dem Hälterungswasser zugegeben wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der oben genannten Verwendung erfolgt bei Zugabe des Mittels zum Hälterungswasser eine Ausflockungsreaktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der oben genannten Verwendung erfolgt die Ausflockungsreaktion durch Reaktion des Mittels mit den zu klärenden Komponenten im Hälterungswasser.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Begriff „Hälterungswasser”, wie er in dieser Offenbarung verwendet ist, bezieht sich auf Wasser, welches in Hälterungssystemen wie z. B. Gartenteichen, Aquarien oder Aquaterrarien eingesetzt wird. Typischerweise befinden sich somit im Hälterungswassser lebende Wassertiere, wie z. B. Fische, Amphibien oder Invertebraten. Die erfindungsgemäße Mittel ist dabei sowohl in Süßwasser als auch in Salzwasser bzw. Meerwasser einsetzbar.
Unter dem Begriff „Reaktion”, wie er in dieser Offenbarung verwendet wird, versteht man das Inkontaktbringen von Polyaluminiumsalzen mit einer geeigneten Base, insbesondere in wässriger Lösung, für eine bestimmte Zeitdauer.
Wie bereits oben beschrieben, war nach dem Stand der Technik davon auszugehen, dass jede Reaktion von Polyaluminiumsalzen (z. B. PAC) mit einer Base (z. B. Hydrogencarbonat) im Wasser zu einer Bildung von Al(OH)₃-Flocken führen würde.
Unter Polyaluminiumsalzen werden dabei alle aluminiumhaltigen Salze verstanden, welche im flüssigen Rohstoff in wässriger Lösung polymere Aluminiumkationen (Polyaluminiumkationen) enthalten. Gemeinsam ist allen Polyaluminiumsalzen, dass sie aus der Reaktion von monomeren Aluminiumsalzen, z. B. AlCl₃ oder Al₂(SO₄)₃, oder Gemischen dieser Aluminiumsalze mit Aluminiumoxid oder Aluminiumhydroxid hervorgehen können. Polyaluminiumchlorid (PAC) kann auch durch Reaktion von Salzsäure mit Aluminiumhydroxid hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Reaktion eines Polyaluminiumsalzes mit einer Base nicht unmittelbar zu einer Ausflockung von Al(OH)₃-Flocken führt.
Vielmehr zeigt sich, dass ein solches Mittel zur Klärung von Hälterungswasser geeignet ist, da eine Ausflockungsreaktion tatsächlich erst bei Zugabe zum zu klärenden Hälterungswasser auftritt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Mittels zur Klärung von Hälterungswasser kann folgende Schritte umfassen:
Bereitstellen eines Polyaluminiumsalzes,
Bereitstellen einer Base,
Zusammenfügen des Polyaluminiumsalzes und der Base in wässriger Lösung, und Reaktion der Mischung.
Bei dem Herstellungsverfahren kann das Aluminiumsalz gemäß einer Ausführungsform vorgelegt werden, z. B. in Form einer wässrigen Lösung, und die Base dieser Lösung zugegeben werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Base vorgelegt werden, z. B. in Form einer wässrigen Lösung, und das Polyaluminiumsalz zu dieser Lösung zugegeben werden.
Wässrige Lösungen des Polyaluminiumsalzes und/oder der Base können gemäß einer Ausführungsform in demineralisiertem Wasser, z. B. Aqua Demin, bereitgestellt werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform können wässrige Lösungen des Polyaluminiumsalzes und/oder der Base in Leitungswasser bereitgestellt werden. Die wässrigen Lösungen des Polyaluminiumsalzes und/oder der Base werden nicht in Hälterungswasser bereitgestellt.
Die im Polyaluminiumsalz (z. B. PAC) enthaltenen Polyaluminiumkationen reagieren mit einer Base (z. B. Hydrogencarbonat, HCO₃ ^–) gemäß oben genannter Reaktionsgleichung bereits zu polymeren Al(OH)₃-Teilchen, ohne jedoch Al(OH)₃-Flocken zu erzeugen. Eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen ist, dass eine kolloidale, langzeitstabile Lösung von relativ kleinen Al(OH)₃-Teilchen vorliegt. Unter einer kolloidalen Lösung wird dabei eine Lösung verstanden, in welcher kleine bewegliche Teilchen, hier z. B. Al(OH)₃, homogen verteilt sind, wobei die Teilchen in einer Größenordnung von ca. 1 nm bis ca. 10 μm vorliegen. Das so erhältliche Mittel führt mit zu klärendem Hälterungswasser, welches z. B. durch Algen getrübt ist, sofort zu einer Ausflockung der zu klärenden Substanzen (z. B. Algen) und zu einer weiterreichenden Wasserklärung, als dies z. B. bei Behandlung mit direkt zum Hälterungswasser zudosierten PAC-Lösungen bekannt ist. Die durch die Deprotonierung der Polyaluminiumkationen erhaltene kolloidale Lösung von Al(OH)₃ weist die oben beschriebenen Nachteile bei Zugabe zum Hälterungswasser hingegen nicht auf.
Ein Vorteil des vorliegend beschriebenen Mittels gemäß einer Ausführungsform ist, dass dieses keine, unter bestimmten weiteren Voraussetzungen schädigenden Polyaluminiumkationen mehr enthält oder nur noch sehr geringe Konzentrationen an abreagierten Polyaluminiumkationen. Sämtliche oder der größte Teil der Polyaluminiumkationen, welche zu Beginn in dem Polyaluminiumsalz vorliegen, können durch die Reaktion einer Base mit dem Polyaluminiumsalz eliminiert werden. Somit enthält das vorliegende Mittel gemäß einer Ausführungsform aufgrund der chemischen Reaktion und der vorherrschenden chemischen Endbedingungen keine oder fast keine unerwünschten Polyaluminiumkationen mehr. Gemäß einer Ausführungsform liegen die Polyaluminiumkationen im vorliegend beschriebenen Mittel in einer Konzentration von zwischen 0,03 und 3 μg/ml vor. Somit können bei Verwendung des vorliegenden Mittels zur Klärung von Hälterungswasser gemäß einer Ausführungsform keine Verzögerungen der Flockungsreaktion und/oder keine schädigenden Wirkungen durch Polyaluminiumkationen auftreten.
Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Mittels ist, dass dieses bei Verwendung zur Klärung von Hälterungswasser diesem Hälterungswasser keine Basen, insbesondere kein Hydrogenkarbonat (HCO₃ ^–), bei der Bildung von Al(OH)₃ mehr entzieht, da die dafür zu Grunde liegende Reaktion bereits vor Zugabe zum Hälterungswasser durch die Reaktion des Polyaluminiumsalzes mit einer Base erfolgt ist. Somit sind bei Einsatz des vorliegenden Mittels gemäß einer Ausführungsform keine Anforderungen an die tatsächliche Karbonathärte des zu klärenden Hälterungswassers mehr gestellt. Dies ermöglicht den Einsatz des vorliegenden Mittels in einem breiten Spektrum an Hälterungswässern. Somit ist eine Verwendung des vorliegenden Mittels gemäß einer Ausführungsform zur Klärung von Hälterungswasser beispielsweise in Gartenteichen, Aquarien und Aquaterrarien unabhängig von dessen jeweiliger Karbonathärte möglich.
Das Polyaluminiumsalz kann dabei zum Beispiel Polyaluminiumchlorid (PAC) als auch andere Polyaluminiumsalze umfassen, wie z. B. Polyaluminiumhydroxo-sulfat-chlorid, silikathaltige Polyaluminiumsalze, und Mischungen davon. In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Polyaluminiumsalz das näher beschriebene Polyaluminiumchlorid (PAC) eingesetzt.
Verschiedene Basen können bei der Reaktion mit dem Polyaluminiumsalz eingesetzt werden. Insbesondere Hydrogencarbonat (HCO₃ ^–) oder Acetat (CH₃OO^–) können dabei vorteilhaft verwendet werden. Vorzugsweise kommen dabei Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃) und/oder Natriumacetat (NaCH₃OO) zum Einsatz. Darüber hinaus können auch Mischungen verschiedener Basen eingesetzt werden, wie z. B. Mischungen aus Hydrogencarbonat und Acetat bzw. Mischungen aus deren Natriumsalzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das Polyaluminiumsalz und die Base in einem Molverhältnis von zwischen 1:1 (beispielsweise bei einem Polyaluminiumsalz mit der Summenformel Al₂(OH)₅Cl) und 1:5, besonders bevorzugt von zwischen 1:1 und 1:2 eingesetzt. Bei Polyaluminiumsalzen mit anderen Summenformeln wird bei äquimolarem Basenzusatz pro positiver Ladung der Polyaluminiumkationen ein Mol Base zugesetzt, bei einem Molverhältnis 1:2 entsprechend 2 Mole der Base, usw.
Die Deprotonierung der chemischen Polyaluminiumsalz – Spezies durch Reaktion mit Basen wird durch folgende Reaktionsgleichungen am Beispiel für PAC Spezies (nach der allgemeinen Summenformel für PAC) beschrieben: [Al₂(OH)₅(H₂O)]⁺Cl^– + B^– → [Al₂(OH)₆] + HB + Cl^–, wobei B vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus HCO₃ ^–, CH₃COO^– oder einem Gemisch aus HCO₃ ^– und CH₃COO^–.
Anstelle äquimolarer Mengen, wobei sich die Molmenge der Base auf die Kationenladung bezieht, können auch Basen im Überschuss verwendet werden, z. B. in den Molverhältnissen: (1:2–5) gemäß: [Al₂(OH)₅(H₂O)]⁺Cl^– + (2–5)B^– → [Al₂(OH)₆] + HB + (1–4)B^– + H₂O, wobei B^– vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus HCO₃ ^–, CH₃COO^– oder einem Gemisch aus HCO₃ ^– und CH₃COO^–.
Bezogen auf die Hauptkomponente bzw. vorherrschende chemische. Spezies in PAC ergibt sich folgende Reaktionsgleichung: [Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂)⁷⁺7Cl^– + 7B^– → [Al₁₃O₄(OH)₃₁(H₂O)₅] + 7HB + 7Cl^–, wobei B^– vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus HCO₃ ^–, CH₃COO^– oder einem Gemisch aus HCO₃ ^– und CH₃COO^–.
Auch in einer Reaktionsgleichung mit Bezug auf die Hauptkomponente bzw. vorherrschende chemische Spezies in PAC kann ein mehrfacher Basenüberschuss eingesetzt werden: [Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺7Cl^– + (14–35)B^– → [Al₁₃O₄(OH)₃₁(H₂O)₅] + 7HB + (7–28)B^– + 7Cl^–, wobei B^– vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus HCO₃ ^–, CH₃COO^– oder einem Gemisch aus HCO₃ ^– und CH₃COO^–.
Der Basenüberschuss gemäß den vorgenannten Reaktionsgleichungen führt nicht zu weitergehender Deprotonierung der Polyaluminiumkationen, sondern zu einer dem Säurebasen-Gleichgewicht entsprechenden Erhöhung des pH-Wertes in der ausreagierten Mischung.
In einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Mittels bzw. des vorliegenden Verfahrens wird die Base (hier z. B. „B^–”) in einer zur Ladung der Polyaluminiumkationen äquimolaren Menge eingesetzt, wie z. B.: [Al₂(OH)₅(H₂O)]⁺Cl^– + 1B^– oder [Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺ + 7B^–
Das erfindungsgemäße Mittel ist aber auch mit bis zu fünf Äquivalenten Base bezogen auf die Anzahl Ladungen der Polyaluminiumkationen wirksam und führt zu einer Flockungsreaktion und Wasserklärung. Beim Einsatz von HCO₃ ^– als Base kann somit bei Einsatz des vorliegenden Mittels in Aquarien- oder Gartenteichwasser ein entsprechender HCO₃ ^–-Überschuss in diese Hälterungswasser eingebracht werden, der zudem vorteilhaft eine Erhöhung der Karbonathärte dieser Hälterungswasser bewirkt. Somit kann mit dem vorliegend beschriebenen Mittel eine Wasserklärung erreicht werden, die in Bezug auf die Karbonathärte des zu klärenden Hälterungswassers eine neutrale bis sogar positive Bilanz (Erhöhung der Karbonathärte) aufweist. Ein ähnlicher Effekt tritt auf, wenn als Base z. B. Natriumacetat eingesetzt wird. Nach biologischem Abbau von überschüssigem Acetat wird hier ebenfalls Karbonathärte gebildet.
Die hierin beschriebene Reaktion des Polyaluminiumsalzes und der Base erfolgt gemäß einer Ausführungsform für mehr als 5 Minuten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt die Reaktionsdauer nicht mehr als 120 Minuten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Reaktion für zwischen 7 und 100 Minuten. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Reaktion für zwischen 10 und 30 Minuten.
Ein Vorteil des vorliegend beschriebenen Mittels ist, dass dieses langzeitstabil ist und nicht ausflockt, so lange es nicht dem zu klärenden Hälterungswasser zugegeben wird.
Ein weiterer Vorteil des vorliegend beschriebenen Mittels ist dessen pH-Wert in wässriger Lösung im Bereich von zwischen 5 bis 8, vorzugsweise von zwischen 6 und 7. Da Hälterungswässer vorzugsweise ebenfalls einen pH-Wert in den genannten Bereichen aufweisen, werden somit durch Zugabe dieses Mittels keine pH-Veränderungen im zu behandelnden Hälterungswasser bewirkt. Die PAC-Lösungen, welche gemäß dem Stand der Technik direkt dem zu klärenden Hälterungswasser zugegeben werden, weisen hingegen pH-Werte von zwischen 3 und 4 auf. Eine weitere vorteilhafte Wirkung des pH-Wertes des vorliegend beschriebenen Mittels ist, dass in diesen pH-Wert-Bereichen ein starkes Abreagieren (Deprotonierung) der für Polyaluminiumsalze typischen Polyaluminiumkationen erfolgt.
Mit dem vorliegend beschriebenen Mittel können eine Vielzahl von Trübungen verursachenden Stoffen, Verbindungen und Partikel noch besser und weitreichender eliminiert werden als dies durch direkte Zugabe von Polyaluminiumchlorid bekannt ist. Möglich sind z. B. die Einschlussflockung von planktonischen Algen, Protozoen, Planktonorganismen, Bakterien, Pilzen u. a. Des Weiteren kann die Klärung des Hälterungswassers durch Ausflockung anorganischer und organischer Trübungspartikel, aber auch von färbenden Stoffen (Huminstoffe, Gelbstoffe, Gerbstoffe oder Farbstoffe) erfolgen. Adsorptiv an den Al(OH)₃-Niederschlag gebundene chemische Spezies, wie Phosphate und Übergangsmetalle, werden ebenfalls mitgeflockt.
Das vorliegend beschriebene Mittel kann zur Klärung von Hälterungswasser verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Mittel hierzu dem zu klärenden Hälterungswasser zugegeben werden. Durch die Zugabe des Mittels zum zu klärenden Hälterungswasser erfolgt eine Ausflockungsreaktion. Diese Ausflockungsreaktion erfolgt dabei z. B. durch Reaktion des Mittels mit den zu klärenden Komponenten des Hälterungswassers. Gemäß einer Ausführungsform ist diese Ausflockungsreaktion als physikalischer Einschluss der zu klärenden Komponenten des Hälterungswassers zu betrachten.
Das geschilderte Prinzip der Beseitigung von Wassertrübungen durch Verwendung des vorliegend beschriebenen Mittels wird im Folgenden exemplarisch mit dem Einsatz von Polyaluminiumchlorid (PAC) als Polyaluminiumsalz beispielhaft gezeigt. Die hierbei im Folgenden beispielhaft jeweils eingesetzte PAC-Zusammensetzung entspricht der oben beschriebenen bereits im Stand der Technik eingesetzten (für deren Eigenschaften, siehe oben). Das vorliegend beschriebene Prinzip gilt aber analog – und in Bezug auf die Zusammensetzung aus verschiedenen monomeren und polymeren Aluminiumkationen – auch für andere polymere Aluminiumsalze, wie z. B. Polyaluminium-hydroxo-Sulfat-Chlorid und beliebige Polyaluminiumsalze bzw. Zubereitungen mit anderen Anionen, z. B. auch für silikathaltige Versionen. Die Erfindung umfasst daher ohne Einschränkungen auf die Verwendung von PAC auch die Verwendung anderer Polyaluminiumsalze. Diese sind typischerweise analog zusammengesetzt sind und enthalten in wässriger Lösung im Wesentlichen identische Polyaluminiumkationen.
Beispiel 1: Grundlagenversuch mit Algenkultur
Das eingesetzte Wasser in einem Grundlagenversuch hat einen pH-Wert von 7,2 und eine Karbonathärte von 11°dH. 50 Mikroliter PAC wurden 500 ml Wasser zudosiert. Der Karbonathärtebedarf des in doppelter Normaldosierung zudosierten PAC ist gemäß oben definierter Reaktion ca. 1,0°dH. Die Karbonathärte liegt demnach unter den Bedingungen dieses Grundlagenversuchs in ca. 11-fachem Überschuss vor. Gemäß dem Stand der Technik wäre eine nach oben beschriebener Reaktionsgleichung sofortige oder zumindest beginnende Bildung von Al(OH)₃-Flocken zu erwarten. Überraschenderweise entsteht aber auch über längere Zeiträume (z. B. bis zu 18 Stunden) in der Reaktionsmischung dieses Grundlagenversuchs mit einer Karbonathärte des Wasser von 11°dH keine sichtbare Ausfällung von Al(OH)₃-Flocken, obwohl sowohl der pH-Wert als auch die Karbonathärte gemäß der Kenntnis aus dem Stand der Technik mehr als ausreichend dafür wäre.
Diese Reaktionsmischung des Grundlagenversuchs wird anschließend mit einer Algenkultur vermischt. Dies führt sehr schnell (z. B. bereits nach 20 bis 60 Minuten) zu einer Ausflockung der Algen, der Bildung von großen und voluminösen Flocken und zu einer besonders guten Wasserklärung. Die Qualität der Wasserreinigung ist dabei identisch bis hin zu noch effektiver verglichen mit der bisher bekannten Wirkung bei direkter Zugabe von PAC zum zu klärenden Wasser.
Beispiel 2: Grundlagenversuch für Aquarienwasser

– 1 l Wasser (Leitungswasser oder bevorzugt demineralisiertes Wasser) wird in 2 × 500 ml aufgeteilt;
– Die aus dem Aquarienvolumen und der dafür geplanten PAC – Dosierung (z. B. 1 ND, 0,5 ND oder 0,25 ND) berechnete Menge an PAC wird in den ersten 500 ml gelöst;
– Die zur PAC-Menge äquivalente Menge an Base (z. B. HCO₃ ^– und/oder CH₃COO^–) wird in den zweiten 500 ml Wasser gelöst und unter Rühren der PAC-Lösung zugesetzt;
– Nach einer Reaktionszeit von ca. 5–10 min bis zu 30–60 min wird die ausreagierte Lösung (1 l) dem Aquariumwasser zugesetzt.

Alternativ kann man Reaktionslösungen mit immer gleicher Menge an PAC-und Basen (im jeweils gewünschtem Molverhältnis) – in z. B. 1 l ansetzen und anschließend die für das jeweilige Aquarienvolumen berechnete Menge (Volumen) an ausreagierter Reaktionslösung zum Hälterungswasser geben.
Beispiel 3: Grundlagenversuch für Gartenteichwasser
Das Vorgehen entspricht dem oben für Aquarienwasser beschriebenen Verfahren, allerdings mit 10-fachen Mengen:

– 10 l Wasser (Leitungswasser oder bevorzugt demineralisiertes Wasser) wird in 2 × 5 l aufgeteilt;
– 10-fache Mengen an PAC und an Basen werden der einen bzw. der anderen Teilmenge zugegeben;
– die 10-fache Menge an Wasser, hier Gartenteichwasser, kann durch Zugabe der erhaltenen Mittel geklärt werden (z. B. 1 m³, 2 m³ oder 4 m³).

Überraschender Weise ist es also möglich, durch Zusatz von Basen, z. B. Hydrogencarbonat, aber auch Acetat beispielsweise in Form ihrer Natriumsalze, konzentrierte kolloidale Lösungen von Aluminiumhydroxid herzustellen, die über längere Zeiträume ohne Ausflockung stabil sind.
Erst nach Zusatz der erforderlichen Volumina der hergestellten Mittel zu den trüben Wässern (z. B. Algenkulturwässern, Aquarienwässern oder Gartenteichwässern) kommt es sehr schnell (z. B. bereits nach ca. 20–60 Minuten) zur Bildung von großen, voluminösen Al(OH)₃-Flocken, die alle Trübungspartikel einschließen und nach deren Sedimentierung zu sehr klarem Wasser führen.

Wie in den obigen Grundlagenversuchen beschrieben, können beispielhafte Mittel aus den Komponenten PAC und NaHCO₃, oder PAC und CH₃COONa, oder PAC und eine Mischung aus NaHCO₃ und CH₃COONa in Gesamtvolumina von z. B. 1 Liter für Aquarienwasser oder z. B. 10 Liter für Gartenteichwasser angesetzt und nach ca. 5 Minuten bis ca. 120 Minuten Reaktionszeit den zu klärenden Hälterungswässern zugesetzt werden. Die eingesetzten PAC-Mengen und die gewählte Dosierung (bevorzugt 1,0 ND oder 0,5 ND) werden dabei durch die geplanten Behandlungsvolumina an Hälterungswasser definiert. Beispielhafte PAC-Mengen und resultierende Dosierung im Hälterungswasser sind in der folgenden Tabelle 1 aufgelistet. Zu jeder PAC-Menge wurde rechnerisch die enthaltene Molmenge an [Al₂(OH)₅]Cl ermittelt, da sich daraus die erforderlichen Mengen an Basen ergeben. Tabelle 1:

ml PAC	mMol [Al₂(OH)₅]⁺Cl^–	Ausreichend zur Behandlung von Volumina in Aquarium, Teich
		0,25 ND	0,5 ND	1 ND	2 ND
500 ml	1555	40.000 l	20.000 l	10.000 l	5.000 l
200 ml	622	16.000 l	8.000 l	4.000 l	2.000 l
100 ml	311	8.000 l	4.000 l	2.000 l	1.000 l
50 ml	155	4.000 l	2.000 l	1.000 l	500 l
20 ml	62,2	1.600 l	800 l	400 l	200 l
10 ml	31,1	800 l	400 l	200 l	100 l
5 ml	15,5	400 l	200 l	80 l	50 l
2 ml	6,22	160 l	80 l	40 l	20 l
1 ml	3,11	80 l	40 l	20 l	10 l
0,5 ml	1,55	40 l	20 l	10 l	5 l

Das vorliegend beschriebene Mittel kann somit auch höher dosiert werden (z. B. 2 ND), so dass selbst die Klärung von Hälterungswasser mit extrem starken Algenblüten ohne toxische Nebenwirkungen auf die Wassertiere möglich ist.
Beispiel 4: Mittel aus PAC und Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃)
Die folgenden Beispiele geben mögliche Mittel bei Einsatz von PAC als Polyaluminiumsalz und Natriumhydrogencarbonat als Base des erfindungsgemäßen Mittels wieder. Für die folgenden Reaktionsmischungen werden dabei jeweils zuerst die PAC-Lösung vorgelegt und anschließend NaHCO₃ unter Rühren zugesetzt.

A) 5 ml PAC + 1,3 g NaHCO₃ in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaHCO₃ von 1:1)

Max. Behandlungsvolumen:	200 l für 0,5 ND
	100 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	verdickte Lösung, fast klar; sehr gute
	Wasserklärung
pH-Wert:	ca. 6,00

B) 10 ml PAC + 2,6 g NaHCO₃ in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaHCO₃ von 1:1)

Max. Behandlungsvolumen:	400 l für 0,5 ND
	200 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	dickflüssig, trübe Lösung; sehr gute
	Wasserklärung
pH-Wert:	ca. 6,04

C) 10 ml PAC + 5,2 g NaHCO₃ in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaHCO₃ von 1:2)

Max. Behandlungsvolumen:	400 l für 0,5 ND
	200 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	Lösung etwas viskoser und trüber als bei
	(B); leichte Ausflockungen, noch gute
	Wasserklärung
pH-Wert:	ca. 6,72

Im folgenden Beispiel wird eine NaHCO₃-Lösung vorgelegt und dazu die PAC-Lösung zugegeben, bei den Mischungen (i)–(iii) Leitungswasser verwendet.

D)

50 ml PAC	+i) 13,1 g NaHCO₃
	+ii) 26,2 g NaHCO₃
	+iii) 39,3 g NaHCO₃
	+iv) 52,3 g NaHCO₃

₃

Max. Behandlungsvolumen:	2.000 l für 0,5 ND
	1.000 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	alle Mischungen sind variabel viskos,
	stark trübe, mit deutlichen Ausflockungen,
	klären noch gut Algenblüten

Die oben aufgeführten Mittel (A)–(D) mit NaHCO₃ im Volumen von jeweils 1 Liter können auf 10 Liter hochgerechnet werden, indem die eingesetzten Mengen jeweils mit dem Faktor 10 multipliziert werden. Aufgrund der dadurch ebenfalls verzehnfachten maximalen Behandlungsvolumina sind diese Reaktionsmischungen besonders zum Einsatz in Gartenteichen geeignet:

A') 50 ml PAC + 13,1 g NaHCO₃ (ad 10 Liter) Maximale Behandlungsvolumina: 1.000–2.000 l
B') 100 ml PAC + 26,2 g NaHCO₃ (ad 10 Liter) Maximale Behandlungsvolumina: 2.000–4.000 l
C') 100 ml PAC + 52,4 g NaHCO₃ (ad 10 Liter) Maximale Behandlungsvolumina: 2.000–4.000 l
D') 500 ml PAC + 131–524 g NaHCO₃ (ad 10 Liter) Maximale Behandlungsvolumina: 10.000–20.000 l

Beispiel 5: Mittel aus PAC und Natriumacetat (CH₃COONa·3H₂O bzw. „NaOAc·3H₂O”)

E) 10 ml PAC + 4,3 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaOAc·3H₂O von 1:1)

Max. Behandlungsvolumen:	400 l für 0,5 ND
	200 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	klare Mischung, sehr gute Wasserklärung
pH-Wert:	ca. 5,57

F) 10 ml PAC + 8,6 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaOAc·3H₂O von 1:2)

Max. Behandlungsvolumen:	400 l für 0,5 ND
	200 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	klare Mischung, sehr gute Wasserklärung
pH-Wert:	ca. 5,92

G) 50 ml PAC + 21,5 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaOAc·3H₂O von 1:1)

Max. Behandlungsvolumen:	2.000 l für 0,5 ND
	1.000 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	klar und flüssig, gute Wasserklärung

H) 50 ml PAC + 43,0 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaOAc·3H₂O von 1:2)

I) 200 ml PAC + 86,0 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaOAc·3H₂O von 1:1)

Max. Behandlungsvolumen:	8.000 l für 0,5 ND
	4.000 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	klar und flüssig, gute Wasserklärung

Die oben aufgeführten Mittel (E)–(I) im Volumen von jeweils 1 Liter für Mittel aus PAC und NaOAc·3H₂O können ebenfalls auf 10 Liter hochgerechnet werden, indem die eingesetzten Mengen jeweils mit dem Faktor 10 multipliziert werden. Aufgrund der dadurch ebenfalls verzehnfachten maximalen Behandlungsvolumina sind diese Reaktionsmischungen wiederum besonders zum Einsatz in Gartenteichen geeignet:

E') 100 ml PAC + 43 g NaOAc·3H₂O (ad 10 Liter)

Max. Behandlungsvolumina:	4.000 l für 0,5 ND
	2.000 1 für 1,0 ND

F') 100 ml PAC + 86 g NaOAc·3H₂O (ad 10 Liter)

Max. Behandlungsvolumina:	4.000 l für 0,5 ND
	2.000 l mr 1,0 ND

G') 500 ml PAC + 215 g NaOAc·3H₂O (ad 10 Liter)

Max. Behandlungsvolumina:	20.000 l für 0,5 ND
	10.000 l für 1,0 ND

H') 500 ml PAC + 430 g NaOAc·3H₂O (ad 10 Liter)

Max. Behandlungsvolumina:	20.000 l für 0,5 ND
	10.000 l für 1,0 ND

I') 2.000 ml PAC + 860 g NaOAc·3H₂O (ad 10 Liter)

Max. Behandlungsvolumina:	80.000 l für 0,5 ND
	40.000 l für 1,0 ND

Die in Beispiel 5 aufgezeigten Reaktionsmischungen aus PAC und Natriumacetat bleiben sehr klar, werden nicht trüb und bilden bei Dosierung zu Algenkulturen bzw. Aquarien- oder Gartenteichwasser mit einer Karbonathärte von 4–10°dH sehr schnell (z. B. bereits nach 20–60 Minuten) große, voluminöse Flocken, die zu einer sehr guten Klärung des jeweiligen Hälterungswassers führen. Diese Reaktionsgemische zeigen darüber hinaus bei Karbonathärten von 4–10°dH eine gute Verträglichkeit bei den Wassertieren, insbesondere bei Fischen.
Die in Beispiel 4 aufgezeigten Reaktionsmischungen aus PAC und NaHCO₃ können darüber hinaus auch bei sehr kleinen Karbonathärten, z. B. KH ≤ 2°dH, eingesetzt werden und führen hier ebenfalls sehr schnell (z. B. bereits nach 20–60 Minuten) zu Ausflockungsreaktionen und bewirken eine gute Wasserklärung. Diese Reaktionsgemische aus PAC und NaHCO₃ werden sehr gut von Kaltwasserfischen und tropischen Fischen auch bei niedrigen Karbonathärten, KH ≤ 2°dH, vertragen.
Beispiel 6: Mittel aus PAC und Natriumacetat (CH₃COONa·3H₂O bzw. „NaOAc·3H₂O”) und Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃)

J) Reaktionsgemisch in Aqua Demin (ad 1 Liter): 10 ml PAC + 4,3 g NaOAc·3H₂O + 2,6 g NaHCO₃ (entspricht einem Molverhältnis von PAC zu NaOAc·3H₂O zu NaHCO₃ von 1:1:1)

Max. Behandlungsvolumina	400 l für 0,5 ND
	200 l für 1,0 ND
Bemerkungen:	leicht trübe, nicht ausflockende
	Flüssigkeit; Flockenbildung und Klärung
	im Hälterungswasser.

In diesem Mittel vereinen sich die Vorteile der in den Beispielen 4 und 5 genannten Mittel. Somit zeichnet sich das Mittel gemäß Beispiel 6 durch sehr gute Fischtoleranz und eine hohe Stabilität der Lösung, eine sehr gute Flockenbildung im Hälterungswasser und durch eine effektive Wasserklärung aus.
Das oben aufgeführte Mittel (J) im Volumen von 1 Liter für eine Mittel aus PAC, NaOAc·3H₂O und NaHCO₃ kann ebenfalls auf 10 Liter hochgerechnet werden, indem die eingesetzten Mengen jeweils mit dem Faktor 10 multipliziert werden. Aufgrund der dadurch ebenfalls verzehnfachten maximalen Behandlungsvolumina ist diese Reaktionsmischung wiederum besonders zum Einsatz in Gartenteichen geeignet:

J') 100 ml PAC + 43 g NaOAc·3H₂O + 26 g NaHCO₃ (ad 10 Liter)

Max. Behandlungsvolumina:	4.000 l für 0,5 ND
	2.000 l für 1,0 ND

Reaktionsmischungen aus PAC mit Natriumacetat können des Weiteren so hoch konzentriert hergestellt werden, dass bereits mit 1 Liter ein ausreichend hohes Behandlungsvolumen erzielt werden kann, so dass eine Verwendung als konzentriertes Fertigprodukt, z. B. zur Klärung von Aquarien- oder Gartenteichwasser, hergestellt werden kann.
In Abhängigkeit der Zusammensetzung der Reaktionsmischungen können z. B. verdickte, klare bis leicht trübe Flüssigkeiten oder erstarrte Gele erhalten werden. Beispiele für klare flüssige bis höher viskose Lösungen sind die oben genannten Mittel G, H, I und J. Dabei ermöglichen z. B. die Mittel G und H die Herstellung eines Produkts mit einem Volumen von 100 ml und einer Reichweite von 200 Liter (z. B. für Aquariumwasser). Das Mittel I ermöglicht z. B. die Herstellung eines Produkts mit einem Volumen von 500 ml und einer Reichweite von 2.000–4.000 Litern (z. B. für Gartenteichwasser) oder die Herstellung eines Produkts mit einem Volumen von 100 ml und einer Reichweite von 400–800 Liter (z. B. für Aquariumwasser).
Des Weiteren können auch erstarrte Gele bzw. feste Zubereitungen mit dem vorliegend beschriebenen Mittel erhalten werden indem sich bei höheren Produktkonzentrationen an PAC zunächst klare Flüssigkeiten bilden, die mehr oder weniger schnell (z. B. bereits nach 20–60 Minuten) zu sehr festen bzw. harten Gelen erstarren:

K) 200 ml PAC + 172 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) zunächst klare, flüssige Mischung, die nach ca. 30 Minuten zu einem festen klaren Gel erstarrt

Max. Behandlungsvolumina:	8.000 l bei 0,5 ND
	4.000 l bei 1,0 ND

L) 500 ml PAC + 215 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) Die Mischung wird direkt nach der Zugabe von Komponenten fest und erstarrt zu einem klaren Gel

Max. Behandlungsvolumina:	20.000 l bei 0,5 ND
	10.000 l bei 1,0 ND

M) 500 ml PAC + 430 g NaOAc·3H₂O in Aqua Demin (ad 1 Liter) Die Mischung wird direkt nach der Zugabe der Komponenten fest und erstarrt zu einem klaren Gel

Max. Behandlungsvolumina:	20.000 l bei 0,5 ND
	10.000 l bei 1,0 ND

Das so gemäß Mittel K erhaltene feste Gel lässt sich in kleinere Dosiereinheiten formen und zur Klärung von Hälterungswasser sehr gut einsetzen, z. B. 100 ml Festgel für 400–800 l Hälterungswasser. Das feste Gel löst sich im Wasser langsam wieder auf und erzeugt eine gute Ausflockung und Wasserklärung bei Karbonathärten von 4–10°dH. Die festen Gele der Mittel L und M lassen sich formen und z. B. in kleine Dosiereinheiten zerteilen und sind sowohl für große Aquarien als auch Gartenteiche sehr gut einsetzbar, z. B. 100 ml Festgel für 1.000 bis 2.000 l (z. B. Aquariumwasser), oder 500 ml Festgel für 5.000 bis 10.000 l (z. B. Gartenteichwasser). Die Festgele lösen sich langsam im zu behandelnden Hälterungswasser auf und erzeugen eine gute Flockung und Wasserklärung, z. B. bei Karbonathärten im Hälterungswasser von 4–10°dH.
Darüber hinaus können auch pulverförmige Trockenzubereitungen erhalten werden. Im Gegensatz zur herkömmlichen PAC-Lösung, [Al₂(OH)₅Cl], welche nicht ohne Zersetzung, (HCl-Abspaltung und Bildung von nicht mehr reaktivem Al(OH)₃ getrocknet werden kann, lassen sich die erstarrten Gele gemäß den Mitteln (K)–(M) zu weißen Feststoffen trocknen. Die auf diese Weise gewonnenen pulverförmigen Produkte sind in Wasser löslich und erzeugen eine gute Flockung und Wasserklärung.
Die vorliegend beschriebenen Mittel können gemäß einer Ausführungsform ferner weitere Zusätze mit speziellen Funktionen enthalten. Hierbei spielen zwei Aspekte bei der Wasserklärung mit dem beschriebenen Mittel wasserchemisch eine zusätzliche Rolle: die Phosphatreduktion durch Mitfällung sowie Al³⁺-Restkonzentrationen.
Phosphate im Hälterungswasser können durch Mitfällung an Al(OH)₃ reduziert werden. Da Wassertiere jedoch eine minimale Konzentration von Phosphat zur Erhaltung ihrer Lebensvorgänge brauchen, kann es sinnvoll und nützlich sein, die Wasserklärung phosphatneutral durchzuführen. Das lässt sich z. B. durch Zusatz der erforderlichen Menge an (NaH₂PO₂ + Na₂HPO₂) zu den oben geschilderten Reaktionsmischungen vor deren Einsatz im zu klärenden Hälterungswasser erreichen. Die Menge an zugesetztem Phosphat orientiert sich an dem maximalen Behandlungsvolumen (z. B. 1.000 l) und der Phosphat-Fällungskapazität der jeweiligen Reaktionsmischung. Werden von der betreffenden Reaktionsmischung pro Behandlung etwa 0,5 mg/l Phosphat ausgefällt, so kann der Reaktionsmischung z. B. bei einem maximalen Behandlungsvolumen von 1.000 l vor der Anwendung eine Phosphatmenge von 1.000 × 0,5 mg, also 500 mg, zugesetzt werden. Die für den jeweiligen Spezialfall anzuwendenden Mengenverhältnisse ergeben sich aus der Phosphatadsorption bzw. Phosphateliminierung pro Behandlung und dem maximalen Behandlungsvolumen der Reaktionsmischung.
Ferner kann es vorteilhaft sein, dass das vorliegend beschriebene Mittel des Weiteren Polykieselsäure (H₂SiO₄) zur Minimierung von Al³⁺-Restkonzentrationen umfasst. Nach jeder Flockung, Wasserklärung mit Aluminiumverbindungen, welche Al(OH)₃-Niederschläge erzeugen, kann bei pH-Werten des Hälterungswassers von über 5–6 eine Restkonzentration an Al³⁺ in Form von Tetra-hydroxo-aluminat, [Al(OH)₄]^–, verbleiben, dessen Konzentration pH-abhängig ist und mit wachsendem pH-Wert ansteigt. Diese unschädliche, völlig untoxische Restkonzentration an [Al(OH)₄]^– wird in natürlichen Systemen z. B. durch Adsorption, Huminstoffe und die Anwesenheit von gelöstem Silikat über die Zeit verringert. Gemäß einer Ausführungsform ist es möglich, dass die vorliegend zur Flockung und Wasserklärung eingesetzten Mittel ferner mit Polykieselsäure angereichert sind, um die nachfolgende Bildung von Aluminosilikaten zu fördern, die im Wasser mit kleineren Al³⁺-Restkonzentrationen im Hälterungssystem im Gleichgewicht stehen. Die Aluminiumrestgehalte (Al³⁺) könnten beispielsweise 0,5 mg/l (18,5 μMol/l) erreichen. Kieselsäure bildet mit Al³⁺ 1:2-Komplexe. Für 18,5 μMol/l Al³⁺ könnte daher beispielsweise die Zugabe von 9,3 μMol/l H₄SiO₄ (0,9 mg/l), z. B. in Form von Natriumsilikat, ausreichen. Somit könnte das vorliegend beschriebene Mittel ferner 0,9 mg/l H₄SiO₄ umfassen und z. B. bei maximalen Behandlungsvolumen von 1.000 l 900 mg zugesetztes H₄SiO₄, z. B. in Form von Natriumsilikat, enthalten.

Claims

Mittel zur Klärung von Hälterungswasser, wobei das Mittel durch Reaktion eines Polyaluminiumsalzes mit einer Base in wässriger Lösung erhältlich ist.
Verfahren zur Herstellung eines Mittels zur Klärung von Hälterungswasser, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Polyaluminiumsalzes, Bereitstellen einer Base, Zusammenfügen des Polyaluminiumsalzes und der Base in wässriger Lösung, und Reaktion der Mischung.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Polyaluminiumsalz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyaluminiumchlorid, Polyaluminium-hydroxo-sulfat-chlorid, silikathaltigen Polyaluminiumsalzen, anderen Polyaluminiumsalzen und Mischungen davon.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Base ausgesucht ist aus der Gruppe bestehend aus Hydrogencarbonat, Acetat und Mischungen davon.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Base ausgesucht ist aus der Gruppe bestehend aus Natriumhydrogencarbonat, Natriumacetat und Mischungen davon.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Polyaluminiumsalz und die Base in einem Molverhältnis, bezogen auf die Kationenladung, von zwischen 1:1 und 1:5, vorzugsweise von zwischen 1:1 und 1:2, eingesetzt werden.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Reaktion der Mischung für zwischen 5 min und 120 min, vorzugsweise für zwischen 7 min und 100 min, besonders bevorzugt für zwischen 10 min und 30 min erfolgt.
Mittel zur Klärung von Hälterungswasser, wobei das Mittel kolloidales Al(OH)₃ enthält.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel keine schädigenden Polyaluminiumkationen enthält.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel einen pH-Wert von zwischen 5 und 8, vorzugsweise zwischen 6 und 7 aufweist.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel gelförmig ist.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel pulverförmig ist.
Mittel oder Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Hälterungswasser lebende Wassertiere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fischen, Amphibien und Invertebraten enthält.
Mittel gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Klärung des Hälterungswassers durch eine Ausflockungsreaktion des Mittels mit den zu klärenden Komponenten des Hälterungswassers bei Zugabe zum Hälterungswasser bewirkt wird.
Mittel gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel des Weiteren mindestens eine der Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phosphat-haltigen Verbindungen und Silikat-haltigen Verbindungen umfasst.
Mittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel des Weiteren mindestens eine der Komponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (NaH₂PO₂ + Na₂HPO₂), Natriumsilikat und Polykieselsäure umfasst.
Verwendung des Mittels gemäß einem der Ansprüche 1 bzw. 3–17 zur Klärung von Hälterungswasser, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel dem Hälterungswasser zugegeben wird.
Verwendung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei Zugabe des Mittels zum Hälterungswasser eine Ausflockungsreaktion erfolgt.
Verwendung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflockungsreaktion durch Reaktion des Mittels mit den zu klärenden Komponenten im Hälterungswasser erfolgt.