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Elimination von Arzneimitteln und organischen Spurenstoffen: Entwicklung von Konzeptionen und innovativen, kostengünstigen Reinigungsverfahren

Leitung:Dr.-Ing. Stefanie Wolter
Bearbeitung:Dipl.-Ing. Emma Haun
Laufzeit:05/2010 - 12/2012
Förderung durch:Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
Bild Elimination von Arzneimitteln und organischen Spurenstoffen: Entwicklung von Konzeptionen und innovativen, kostengünstigen Reinigungsverfahren

Inhalt

Das Thema “Arzneimittelrückstände und organische Spurenstoffe in Gewässern, Trink- und Abwässern“ rückt zunehmend in den Focus von Wissenschaft und Medien. Nicht nur weil sich die Nachweismethoden für Spurenstoffe stetig verbessern, sondern auch weil das Gefährdungspotential vieler Stoffe, die wir in die Umwelt entlassen, weiterhin unklar ist. Das Land Nordrhein-Westfahlen hat mit der oben benannten Ausschreibung Untersuchungen initiiert, die den Eintrag solch potentiell problematischer Stoffe in den Wasserkreislauf durch geeignete technische Verfahren der kommunalen und industriellen Abwassertechnik reduzieren sollen. Dies soll durch die Weiter- und Neuentwicklung von Verfahrenstechniken und Reinigungsverfahren unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte geschehen.

Teilprojekt 6: Elimination von Arzneimittelrückständen in kommunalen Kläranlagen

Arzneimittelrückstände und organische Spurenstoffe werden mit dem Abwasser hierzulande aufgrund des fast 100% Abschlussgrades an Kläranlagen in ihrer Gesamtheit zwar sicher gefasst. Sie sind jedoch dem mikrobiologischen Abbau in der biologischen Reinigungsstufe der Kläranlagen meist wenig oder gar nicht zugänglich. Folglich passieren sie die Kläranlage weitgehend unverändert und gelangen über den Ablauf in das Gewässer und damit die Umwelt.

Im Rahmen des TP 6 soll die Wirkung der chemischen Oxidation und/oder Adsorption an Aktivkohle auf die Elimination ausgewählten, standorttypischen Leitsubstanzen untersucht werden.

Auf drei kommunalen Kläranlagen in NRW wird bzw. wurde der Einsatz von Ozon und Pulveraktivkohle (PAK) - allein oder in Kombination - großtechnisch umgesetzt. Das ISAH begleitet die Untersuchungen auf der KA Schwerte mit. Die Kläranlage ist zweistraßig mit getrennten Schlammkreisläufen aufgebaut. Der Zulauf zur Kläranlage setzt sich bei Trockenwetter überwiegend aus häuslichem Schmutzwasser zusammen.

Eine der beiden Belebungsstraßen wurde mit einer PAK-Adsorptionsstufe und einer Ozonierungsanlage zur nachgeschalteten Behandlung des Kläranlagenablaufs ausgerüstet. Die zweite Belebungsstraße wird unverändert als Referenzstraße betrieben.

 

Die auf der KA Schwerte durchgeführten Versuchsphasen gliedern sich in die jeweils separate Anwendung von PAK-Dosierung und Ozonierung sowie die kombinierte Anwendung beider Verfahren zur Elimination von Spurenstoffen. Es wird jeweils ein Teilstrom des Ablaufs Nachklärung behandelt und in das Nachklär- bzw. Belebungsbecken rezirkuliert.

Die Eliminationswirkung der Verfahren auf dreizehn ausgewählte, signifikante Spurenstoffe sowie die Detektion von entstehenden Transformationsprodukten wird parallel von Projektpartnern untersucht. Das ISAH untersucht zeitlich gekoppelt an die Versuchsphase auf der KA Schwerte folgende Fragestellungen:

  • Auswirkungen der Rezirkulation des behandelten Ablaufs ins Belebungsbecken auf die Leistungsfähigkeit der Belebtschlammbiozönose mittels:
  • Aufnahme und Vergleich von Nitrifikations- und Denitrifikationsleistungen des Belebtschlamms der modifizierten und der Referenzstraße
  • Mikroskopische Untersuchungen der Biozönose und Flockenbeschaffenheit der modifizierten und der Referenzstraße im Vergleich
  • Aufnahme einer Ozonschädigungskurve – die Wirkung von Ozon auf Belebtschlamm unter Laborbedingungen. Der belebte Schlamm der Referenzstraße der KA Schwerte wurde mit unterschiedlich hohen Ozon-Konzentrationen versetzt und die Nitrifikationsleistung gemessen. Hierüber wurde die Ozonkonzentration ermittelt, bei der es zu einer messbaren Abnahme der Nitrifikationsleistung und damit Schädigung der Biozönose kommt.

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