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22.10.2017 01:07

Klärwerk.info / Fachwissen / Abwasserreinigung / Meldungen zur Spurenstoff-Elimination

Meldungen zur Spurenstoff-Elimination

Übersicht über alle Meldungen und Zugang zum Archiv

Spurenstoff-Elimination 2012 
Spurenstoff-Elimination 2013
Spurenstoff-Elimination 2014
Spurenstoff-Elimination 2015
Spurenstoff-Elimination 2016  

Oktober 2017
Neun Franken für saubere Gewässer 
OZON - Neuer Zeitschriftenbeitrag von Carvajal et al. 2017 
Abwasserverband Glarnerland: Pilotierung der granulierten Aktivkohle Filtration sowie der Ozonung in Kombination mit GAK  
Kompetenzzentrum Mikroschadstoffe.NRW, Nordrhein-Westfalen  
Elimination von Spurenstoffen durch GAK-Filtration: Grosstechnische Untersuchungen auf der ARA Bülach-Furt  
Überwachung der Abwasserzusammensetzung bei ARA mit Ozonung  
Aktifilt-Projekt abgeschlossen  
September 2017
Granulierte Aktivkohle zur Elimination organischer Spurenstoffe aus kommunalem Abwasser  
Mikroverunreinigungen/CH: Bundesrat für weiterführende freiwillige Massnahmen  
Mikroverunreinigungen verursachen ökologischen Stress 
Juni 2017
Ozonung: Auf die Art der Dosierung kommt es an 
Ist Bromat bei der Ozonung von Abwasser ein Problem? 
Mai 2017
Elimination von Spurenstoffen durch granulierte Aktivkohle (GAK)  
April 2017
Elimination von Mikroverunreinigungen 
Biotests bewerten Ozonung und Nachbehandlung von Abwasser 
Mikroschadstoffe aus einem Regenwasserkanal 
März 2017
Machbarkeitsstudie zur Verminderung des Eintrags von Spurenstoffen aus dem Abwassersystem in die Körsch - Darstellung einer bisher weltweit einmaligen Untersuchung 
Studie zur Reduktion von Mikroverunreinigungen in Gewässern: Umweltminister Jost überreicht rund 222.500 Euro an EVS 
Studie: Abwasserabgabe  
Böblingen-Sindelfingen: Spurenstoffelimination auf der Kläranlage Darmsheim 
Januar 2017
Mit Ozonung und Ultrafiltration gegen Antibiotikaresistenzen
Spurenstoffstrategie des Bundes gestartet  

 


Neun Franken für saubere Gewässer

Während hierzulande noch kontrovers diskutiert wird, setzt die Schweiz bereits im großen Maßstab auf die Vierte Reinigungs¬stufe. Ihr gezielter Einsatz ist seit 2016 Teil der Gesetzgebung. Bei der VSA-Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigun¬gen" hat Dr. Pascal Wunderlin eine zentrale Position an der Schnittstelle zwischen Forschung und Praxis inne. Wir sprachen mit ihm über Sinn und Nutzen, Kosten und Verfahren.
Die Schweiz und die Vierte Reinigungsstufe: Wie sind die gesetz¬lichen Grundlagen, wie ist der Stand der Umsetzung?
Zum 1. Januar 2016 wurde die Gewässerschutzgesetzgebung revidiert und mit Maßnahmen zur Reduktion des Eintrags von Mikroverunreinigungen aus dem kommunalen Abwasser er¬gänzt. Dazu gehört ein gezielter Ausbau ausgewählter kommu¬naler Kläranlagen um eine zusätzliche Reinigungsstufe.
Wie viele kommunale Kläranlagen sollen erweitert werden - und bis wann?
Es werden nicht alle kommunalen Anlagen erweitert. Der Aus¬bau erfolgt zielorientiert, das heißt dort, wo er am dringendsten ist und dem Gewässerschutz am meisten nützt. Gemäß den in der Gewässerschutzverordnung festgeschriebenen Kriterien sind alle Kläranlagen mit mehr als 80 000 angeschlossenen Ein¬wohnern zum Ausbau verpflichtet, außerdem alle mit mehr als 24 000 angeschlossenen Einwohnern im Einzugsgebiet von Seen sowie mit mehr als 8 000 angeschlossenen Einwohnern

https://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Dokumente/01_Berichte/02_Technische_Verfahren/01_Allgemein/08_WA_09_2017_Interview.pdf

 

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OZON - Neuer Zeitschriftenbeitrag von Carvajal et al. 2017

Robust evaluation of performance monitoring options for ozone disinfection in water recycling using Bayesian analysis

Ozonation of wastewater has gained popularity because of its effectiveness in removing colour, UV absorbance, trace organic chemicals, and pathogens. Due to the rapid reaction of ozone with organic compounds, dissolved ozone is often not measurable and therefore, the common disinfection controlling parameter, concentration integrated over contact time (CT) cannot be obtained. In such cases, alternative parameters have been shown to be useful as surrogate measures for microbial removal including change in UV254 absorbance..mehr:

http://www.sww.bgu.tum.de/news-single-view/?tx_ttnews%5Btt_news%5D=374&cHash=4b40d45b472db77652e5fcefb410a442

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Abwasserverband Glarnerland: Pilotierung der granulierten Aktivkohle Filtration sowie der Ozonung in Kombination mit GAK

Die Kläranlage des Abwasserverbandes Glarnerland (AVG, www.avglarnerland.ch) in Bilten reinigt 7 bis 8 Mio m3 Abwasser pro Jahr (maximal anfallende Abwassermenge 800 L/s), was rund 70‘000 Einwohnergleichwerten (EWG) entspricht. Das Ausbauziel für das Jahr 2040 liegt bei 105‘000 EWG. Die Optimierung der biologischen Reinigungsstufe ist aktuell in Planung; es wird möglicherweise ein neuartiges Trägermaterial zum Einsatz kommen. Ebenfalls werden gegenwärtig verschiedene Verfahren zur Elimination der Mikroverunreinigungen evaluiert. In diesem Zusammenhang müssen folgende relevanten Randbedingungen hervorgehoben werden:
• Eine Rückführung der Pulveraktivkohle wird aufgrund fehlender Erfahrung im Zusammenhang mit dem biologischen Reinigungsverfahren (neuartiges Träger-material) als kritisch erachtet. Aus diesem Grund wird ein Verfahren mit Pulveraktivkohlestufe nicht weiter verfolgt.
• An die Kläranlage sind einige industrielle Betriebe angeschlossen (Papierindustrie, Seidendruckerei, Produktion von Gebäude-hüllen, Arzneimittelproduktion), wodurch der DOC im Ablauf der ARA relativ stark schwankt und zum Teil hohe Werte erreichen kann (5-20 mg/L, durchschnittlich 10 mg/L). Ebenfalls ist das Abwasser periodisch verfärbt und es treten regelmässig Nitritspitzen auf.

In einer umfangreichen Pilotierung - unter der Leitung der Eawag und in enger Zusammenarbeit mit dem Abwasserverband Glarnerland, dem Kanton Glarus und Hunziker Betatech AG - sollen daher folgende Aspekte untersucht werden:
• Stellt eine alleinige GAK-Filtration ein geeignetes, alternatives und wirt-schaftliches Verfahren zur MV-Elimination an diesem Standort dar? Ergebnisse aus grosstechnischen GAK-Untersuchungen auf der ARA Bülach-Furt sind vielversprechend. Allerdings ist der DOC beim AV Glarnerland rund doppelt so hoch und das Abwasser enthält einen signifikanten Anteil an Industrieabwasser. Mehr:

https://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Dokumente/01_Berichte/05_Newsletter/Newsletter_10_DE_Finale.pdf

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Kompetenzzentrum Mikroschadstoffe.NRW, Nordrhein-Westfalen

Im Projekt DEMO3 wird auf der Kläranlage Aachen Soers eine Demonstrationsanlage zur geplanten Vollstromozonung betrieben. Das Delta SAK254-Signal dient als Regelgrösse. Zudem wird die Bromatbildung untersucht.
Auf der Kläranlage Detmold wird die Verfahrenskombination Ozonung und GAK-Filter („biologisch wirksame Aktivkohle") pilotiert.

Im November 2016 erfolgte auf der Kläranlage Warburg die Inbetriebnahme einer Ozonanlage mit Wirbelbettreaktor als Nachbehandlung.
Seit Mai 2017 ist die neue Richtlinie „Ressourceneffiziente Abwasserbeseitigung NRW II" in Kraft (Laufzeit bis Ende 2022), nach welcher Anlagen zur Mikroschadstoff-elimination auf Kläranlagen mit bis zu 70% gefördert werden können. Ab Antragsjahr 2020 ist noch eine Förderung von bis zu 50% möglich
Weitere Informationen und Berichte sind auf folgender Webseite enthalten:
www.masterplan-wasser.nrw.de

Kompetenzzentrum Spurenstoffe (KomS), Baden-Württemberg
In Baden-Würtemberg sind aktuell 13 Kläranlagen mit gezielter Spurenstoff-elimination in Betrieb. Die Kläranlage Westerheim ist die erste grosstechnische Anlage in Baden-Würtemberg, auf der die Spurenstoffe mit Hilfe von GAK eliminert werden. Auf der Kläranlage Mannheim können derzeit Wassermenge von bis zu 1.500 L/s in einem "Ulmer Verfahren" behandelt werden. Für den Lastfall von Zuflüssen von über 1.500 L/s wird derzeit die Möglichkeit der Spurenstoff-elimination mittels GAK-Filtern im halbtechnischen Massstab untersucht.
Im Rahmen einer im Sommer 2016 durch-geführten Messkampagne auf 10 Kläranlagen wurde untersucht, wieviel Pulveraktivkohle dosiert werden muss, um die "Schweizer Anforderung zur Eliminationsleistung" mit dem "Ulmer Verfahren" einhalten zu können.
Weitere Informationen sind auf folgender Webseite enthalten:
www.koms-bw.de

Projekt Bellecombe-SIPIBEL, Frankreich
Auf der kommunale Kläranlage Bellecombe (F) wurde das Projekt SIPIBEL zwischen 2011 und 2015 durchgeführt. Eine Strasse wurde mit kommunalem Abwasser beschickt (mittlerer Durchfluss 60 L/s) und eine andere mit Spitalabwasser (mittlerer Durchfluss 1.6 L/s). Über 100 Parameter, davon 15 Medikamente, wurden untersucht. Es zeigte sich, dass die Elimination im Spitalabwasser höher ist, was auf eine längere Aufenthaltszeit (10 Tage versus 1.5 Tage fürs kommunale Abwasser) zurückgeführt wird. In einer zweiten Phase wurde das kommunale Abwasser mit dem Spitalabwasser gemischt, wobei keine Änderung der Reinigungsleistung erfolgte. Schlussendlich wurde auch eine Ozonung als zusätzliche Reinigungsstufe getestet: mit 4-5 mg O3/L wurde eine mittlere Elimination von 92% erreicht.
Weitere Informationen und Berichte sind auf der folgenden Webseite erhalten: Projekt Bellecombe-SIPIBEL, Frankreich
Auf der kommunale Kläranlage Bellecombe (F) wurde das Projekt SIPIBEL zwischen 2011 und 2015 durchgeführt. Eine Strasse wurde mit kommunalem Abwasser beschickt (mittlerer Durchfluss 60 L/s) und eine andere mit Spitalabwasser (mittlerer Durchfluss 1.6 L/s). Über 100 Parameter, davon 15 Medikamente, wurden untersucht. Es zeigte sich, dass die Elimination im Spitalabwasser höher ist, was auf eine längere Aufenthaltszeit (10 Tage versus 1.5 Tage fürs kommunale Abwasser) zurückgeführt wird. In einer zweiten Phase wurde das kommunale Abwasser mit dem Spitalabwasser gemischt, wobei keine Änderung der Reinigungsleistung erfolgte. Schlussendlich wurde auch eine Ozonung als zusätzliche Reinigungsstufe getestet: mit 4-5 mg O3/L wurde eine mittlere Elimination von 92% erreicht.

Weitere Informationen und Berichte sind auf der folgenden Webseite erhalten: www.graie.org/Sipibel

 

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Elimination von Spurenstoffen durch GAK-Filtration: Grosstechnische Untersuchungen auf der ARA Bülach-Furt

Auf der ARA Bülach-Furt wird seit Ende 2014 die GAK-Filtration im grosstechnischen Massstab untersucht. Dazu wurde das Filtermaterial von zwei bestehenden Sandfilterzellen durch GAK ersetzt. Das Ziel der Untersuchung ist, die Effizienz der Spurenstoffelimination mittels GAK-Filtration zu eruieren, um so Aussagen zur Reinigungsleistung und zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens machen zu können. Im Weiteren sollen Erfahrungen im gross-technischen Betrieb der GAK-Filtration gesammelt werden. Dabei geht es um Aspekte wie Rückspülverhalten, Feststoffrückhalt oder optimale Filtergeschwindigkeit. Im Newsletter Nr. 7 wurde bereits darüber berichtet.

Mittlere Elimination der 12 Leitsubstanzen
Der Sandfilter (Referenzfilter) hat die 12 Leitsubstanzen im Mittel zu rund 14% eliminiert (hauptsächlich Benzotriazol und Methylbenzotriazol), was mit einer biologischen Aktivität erklärt wird. Die Elimination in den beiden GAK-Filtern war zu Beginn, als die Aktivkohle noch frisch war, sehr hoch. Mit zunehmender behandelter Abwassermenge hat die Eliminationsleistung kontinuierlich ab-genommen, jedoch stärker bei dem GAK-Filter mit einer kürzeren Kontaktzeit (im Mittel bei 13 Minuten bei Trockenwetter). Der GAK-Filter, mit einer hohen Kontaktzeit (im Bereich von 21 Minuten) hat nur langsam an Eliminations-leistung verloren.

Einfluss der Kontaktzeit
Es hat sich gezeigt, dass die Kontaktzeit (EBCT) einen entscheidenden Faktor...den ganzen Artikel lesen sie unter:

https://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Dokumente/01_Berichte/05_Newsletter/Newsletter_10_DE_Finale.pdf

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Überwachung der Abwasserzusammensetzung bei ARA mit Ozonung

Es ist bekannt, dass sich gewisse Abwässer nicht für eine Behandlung mit Ozon eignen, insbesondere bei bedeutenden Industrie- oder Gewerbeabwassereinleitern. Dies ist frühzeitig abzuklären (siehe VSA-Empfehlung „Abklä-rungen Verfahrenseignung Ozonung"; Die künftige Entwicklung und Veränderung im Einzugsgebiet (z.B. eine sich ändernde industrielle Aktivität) können zum Zeitpunkt der Verfahrenswahl nur schwer abgeschätzt werden. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass auch nach der Realisierung einer Ozonung ein guter Betrieb (d.h. langfristige Verbesserung der Abwasserqualität durch die Ozonung) aufrecht erhalten wird. Dies wird sichergestellt, indem einerseits eine proaktive Kom-munikation zwischen den relevanten Akteuren im Einzugsgebiet gepflegt wird. Andererseits ist der Betrieb der Ozonung mit geeigneten Parametern zu überwachen, um eine allfällige Abweichung vom Normalbetrieb rechtzeitig feststellen zu können. Die VSA-Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen" ist gegenwärtig daran, zusammen mit einer Begleitgruppe einen Leitfaden zu erarbeiten.

Aktueller Stand der Verfahren und künftige Entwicklungen
Im Rahmen des Projekts „Strategie Micropoll" wurden verschiedene Verfahren zur Spurenstoffelimination aus dem kommunalen Abwasser getestet, wobei insbesondere die Ozonung und die Anwendung von Pulveraktivkohle (PAK) im Vordergrund standen. Es hat sich gezeigt, dass beide Verfahrensvarianten wirtschaftlich sind, sich gut in die bestehende ARA integrieren lassen und eine grosse Bandbreite an organischen Spurenstoffen....den ganzen Artikel lesen sie unter:

https://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Dokumente/01_Berichte/05_Newsletter/Newsletter_10_DE_Finale.pdf
 
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Aktifilt-Projekt abgeschlossen

Im Aktifilt-Projekt wurde die Elimination von Mikroverunreinigungen mittels PAK-Dosierung in den Zulauf zur Raumfiltration erfolgreich getestet. Das Projekt ist nun abgeschlossen und der Schlussbericht ist hier verfügbar. Über das Projekt wurde bereits verschiedentlich berichtet (Newsletter Nr. 3, 6, 7 und Artikel Aqua&Gas). Es hat sich gezeigt, dass diese Verfahrensführung eine gute und kosten-günstige Alternative - z.B. bei knappen Platz-verhältnissen, bei bestehenden Filtern, aber auch für neue Anlagen - zum etablierten „Ulmer"-Verfahren (Kontaktreaktor, Sedi-mentation, Filtration) darstellt.

Quelle: https://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Dokumente/01_Berichte/05_Newsletter/Newsletter_10_DE_Finale.pdf
 
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Granulierte Aktivkohle zur Elimination organischer Spurenstoffe aus kommunalem Abwasser

Dissertation
Kommunale Kläranlagen (KA) stellen einen wesentlichen Eintragspfad für organische Spurenstoffe anthropogenen Ursprungs in den Wasserkreislauf dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden labor-, halb- und großtechnische Filter mit unterschiedlichen KA-Abläufen und granulierten Aktivkohlen (GAK) betrieben, um die Elimination von Spurenstoffen (Carbamazepin, Diclofenac und Sulfamethoxazol) zu untersuchen. Zur Untersuchung der generellen Eignung von KA-Abläufen für das Verfahren der Adsorption wurde der DOC von drei KA mittels LC-OCD (liquid chromatography – organic carbon detection, Flüssigchromatographie, gekoppelt mit einem kohlenstoffsensitiven Detektor) und Adsorptionsanalyse nach Sontheimer aufgeschlüsselt. Schnellfiltertests (RSSCTs: rapid small scale column tests) wurden durchgeführt, um die Eignung konventioneller Kennzahlen (Iodzahl, Methylenblautiter, BET-Oberfläche) zur Auswahl von GAK zu prüfen. Zudem wurde die Prognostizierbarkeit von Durchbruchskurven aus halbtechnischen Untersuchungen mittels RSSCTs untersucht. In halbtechnischen Untersuchungen wurde die Abrasion verschiedener GAK durch Luftspülung quantifiziert. In halb- und großtechnischen Versuchen wurde der Einfluss der Feststoffkonzentration im Zulauf (AFS), der Kontaktzeit (EBCT: empty bed contact time) und der Parallelschaltung von sechs Filtern auf die erzielbaren Bettvolumina ermittelt. Mittels LC-OCD und Adsorptionsanalyse konnte gezeigt werden, dass die prozentuale Verteilung der Fraktionen des DOC in unterschiedlichen KA-Abläufen näherungsweise konstant ist. Da die gut adsorbierbaren Fraktionen des DOC maßgebend für die konkurrierende Adsorption mit Spurenstoffen sind, ist damit bei KAAbläufen mit hohen DOC Konzentrationen von schnellerer Erschöpfung der GAK auszugehen. Konventionelle GAK-Kennzahlen erwiesen sich in Schnellfiltertests zur Beschreibung der Adsorptionskapazität als ungeeignet; die Dichte hingegen konnte als ein möglicher Qualitätsparameter identifiziert werden. Mittels RSSCTs konnte gezeigt werden, dass die prognostizierten Durchbruchskurven ihrer Form und ihrer Reihenfolge nach die Durchbruchskurven der halbtechnischen GAK-Filter qualitativ abbilden konnten. Nach wie vielen Bettvolumina definierte Grenzwerte im Ablauf der halbtechnischen Anlage erreicht werden (z. B. c/c0  0,2), konnte hingegen nicht hinreichend gut prognostiziert werden. Weiterhin wirkte sich eine deutlich erhöhte EBCT umso vorteilhafter auf die Elimination des DOC aus, je geringer die Adsorptionsleistung der betrachteten GAK war. Bei praxistypischen Luftspülungen von 2 min/d (100 m/h) ergaben sich in halbtechnischen Filterversuchen für sechs unterschiedliche GAK Abrasionsverluste zwischen 0,1 und 1,5 Massen- %/a. Diese sind im Vergleich zum typischen Massenverlust von 10 % je Reaktivierung als vernachlässigbar gering zu bewerten. Für den DOC und die untersuchten Spurenstoffe Carbamazepin und Diclofenac konnte kein maßgebender Einfluss der Feststoffkonzentration im Filterzulauf auf die erzielten Eliminationen festgestellt werden. Bei den untersuchten Spurenstoffen führte eine Verdopplung der EBCT (~ 15 auf 30 min) zu einer Laufzeitverlängerung zwischen 57 % und 114 %. Die Parallelschaltung von sechs GAK-Filtern führte zu einer mittleren Laufzeitverlängerung von 82 % im Vergleich zum Einzelfilter. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Elimination organischer Spurenstoffe aus Abläufen kommunaler KA mit GAK in parallelgeschalteten Filtern mit hinreichender EBCT als vorteilhaft erweist. Während sich der Filterbetrieb in der Regel als einfach, der GAK-Verlust durch Abrasion bei der Spülung als vernachlässigbar und die Reduktion der Adsorptionsleistung durch hohe Feststoffkonzentrationen sich hier als nicht maßgeblich erwiesen hat, stellt die Auswahl und Qualitätssicherung von Aktivkohle auch weiterhin eine Herausforderung dar.  

Granulierte Aktivkohle zur Elimination organischer Spurenstoffe aus kommunalem Abwasser
Dissertation von Frank Benstöm
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Johannes Pinnekamp, Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen,
veröffentlicht als Band 246 der Reihe „Gewässerschutz – Wasser – Abwasser“
(Gesellschaft zur Förderung der Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen e. V., E-Mail: schriftenreihen@ isa.rwth-aachen.de, 23 Euro) 

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Mikroverunreinigungen/CH: Bundesrat für weiterführende freiwillige Massnahmen

Mikroverunreinigungen sind heute eine der grössten Herausforderungen für den Gewässerschutz. Bereits tiefe Konzentrationen können Wasserlebewesen schädigen. Bundesrat und Parlament haben dagegen bereits verschiedene Massnahmen ergriffen. Der Bundesrat hat am 16. Juni 2017 in Erfüllung eines Postulats von Ständerat Claude Hêche den Bericht «Massnahmen an der Quelle zur Reduktion von Mikroverunreinigungen in den Gewässern» verabschiedet. Der Bericht zeigt, welche Verbesserungen bereits erzielt worden sind und stellt Möglichkeiten für zusätzliche Schritte vor.

Mikroverunreinigungen sind Stoffe, die in sehr tiefen Konzentrationen in den Gewässern vorkommen. Es handelt sich dabei um Chemikalien, Schwermetalle und um andere problematische Substanzen, die schädliche Effekte auf Mensch, Tier und Umwelt haben können. Die Mikroverunreinigungen gelangen unter anderem durch die Kanalisation und durch Versickerung ins Wasser. So stellen Landwirtschaft, Privathaushalte, Industrie und Gewerbe die wichtigsten Quellen dar. Bundesrat und Parlament haben bereits folgende Massnahmen ergriffen:
- Ausbau von Abwassereinigungen zur Beseitigung der Mikroverunreinigungen
- Erarbeitung eines nationalen Aktionsplans zur Risikoreduktion und nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln
- Behandlung des Abwassers von Verkehrswegen
- Sanierung von Altlasten
Diese Massnahmen leisten wichtige Beiträge zur Reduktion der Gewässerbelastung.

Bundesrat macht Empfehlungen
In Erfüllung des Postulats Hêche (12.3090) hat der Bundesrat am 16. Juni 2017 den Bericht «Massnahmen an der Quelle zur Reduktion von Mikroverunreinigungen in den Gewässern» verabschiedet. Er zeigt darin auf, wie - in Zusammenarbeit mit Kantonen, Fachverbänden, Forschung und Privatwirtschaft - die Massnahmen an der Quelle gegen Mikroverunreinigungen verstärkt werden können. Vor allem müssen die heute bestehenden Regelungen konsequenter umgesetzt werden. Zudem muss die umweltschonende Anwendung und Entsorgung von Produkten wie z.B. Arzneimittel oder Pestizide im bestehenden Rahmen weiter gefördert werden. Ebenso begrüsst der Bundesrat Bestrebungen der Privatwirtschaft und der Verbände zur Weiterentwicklung umweltrelevanter Informationen zu Produkten. Der Gewässerschutz soll dabei auch bei branchen- und verbandsinternen Aus- und Weiterbildungen von Fachpersonal stärker berücksichtigt werden. Das Wissen zu Stoffeinträgen aus Gesundheitsbetrieben sowie Industrie und Gewerbe soll verbessert und allfällige Massnahmen sollen geprüft werden. Dazu sollen insbesondere laufende Aktivitäten der Fachverbände genutzt werden. Der Bundesrat hat die betroffenen Departemente damit beauftragt, die entsprechenden Anstrengungen im Rahmen der bestehenden Mittel zu verstärken.

https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wasser/mitteilungen.msg-id-67060.html
 
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Mikroverunreinigungen verursachen ökologischen Stress

Über das gereinigte Abwasser gelangen Mikroverunreinigungen aus den Kläranlagen in Bäche und Flüsse. Sie scheinen nicht nur einzelne Arten zu beeinträchtigen, sondern die Funktion der Wasserökosysteme, etwa den Laubabbau, zu verändern. Das zeigt ein Forschungsprojekt, das die Eawag im Rahmen des Ausbaus ausgewählter Schweizer ARA zur Reduktion der Belastung lanciert hat. Die technische Aufrüstung der ersten Kläranlagen zeigt bereits Wirkung.
Sei es in Medikamenten, Kosmetika, Reinigungsmitteln oder Industriechemikalien - in unzähligen Produkten kommen hierzulande täglich über 30'000 chemische Wirkstoffe zum Einsatz. Viele gelangen via Kläranlagen in die Gewässer und können die Lebewesen und das Trinkwasser beeinträchtigen. Um solche Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, rüstet die Schweiz in den kommenden Jahren gezielt rund hundert Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe aus.

Forschende der Eawag und des Oekotoxzentrums Eawag-EPFL begleiten den Ausbau wissenschaftlich. «Wir haben die einmalige Gelegenheit, quasi in Echtzeit zu erforschen, wie sich die Reduktion der Mikroverunreinigungen auf die aquatischen Ökosysteme auswirkt», erklärt Projektleiter Christian Stamm. In einer ersten Phase haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun den chemischen und biologischen Ist-Zustand vor der Aufrüstung der Kläranlagen erfasst. «Wir wollten zudem herausfinden, wie sich die Mikroverunreinigungen aus gereinigtem Abwasser auf die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften und die Funktion von Flussökosystemen auswirkt», erklärt Stamm. «Hier bestehen noch erhebliche Wissenslücken.»

Viele Mikroverunreinigungen im Abwasser
Zwischen 2013 und 2014 nahmen Stamm und sein Team an 24 ARA-Standorten jeweils oberhalb und unterhalb der Abwassereinleitungen regelmässig Wasserproben und bestimmten die auftretenden Stoffe. Die Messungen belegen, dass mit dem gereinigten Abwasser viele Mikroverunreinigungen in die Flüsse gelangen. «Besonders ausgeprägt war der Anstieg bei Arzneimitteln und Haushaltchemikalien», sagt Stamm. So lagen die Konzentrationen bei den Medikamenten unterhalb der Kläranlagen im Mittel über 30-mal höher als oberhalb. Eine erste ökotoxikologische Risikoabschätzung deutete darauf hin, dass das Schmerzmittel Diclofenac und die Pestizide Diazinon und Diuron weit verbreitet in biologisch wirksamen Konzentrationen auftreten. Bei weiteren Substanzen ist dies regional der Fall.

Die Lebewesen unterhalb der Kläranlagen zeigten verschiedene Stresssymptome, die auf eine Belastung mit Mikroverunreinigungen hindeuten. So waren bei Bachforellen Gene aktiviert, die bei der zellulären Entgiftung eine Rolle spielen. Bei den Bachflohkrebs-Populationen stellten die Forschenden einen Mangel an jungen Individuen fest, was auf eine beeinträchtigte Fortpflanzung oder eine erhöhte Sterblichkeit von Jungtieren hinweist. Die Vielfalt von wirbellosen Arten, die empfindlich auf Pestizide reagieren, war unterhalb der Abwassereinleitung geringer. Mit dem Abwasser gelangen auch Antibiotika und resistente Bakterien in die Gewässer, was zur Verbreitung entsprechender Resistenzen beitragen kann.

Anpassungen verschwanden nach dem ARA-Ausbau
Auch Algen und Bakterien, die als Biofilme den Gewässergrund besiedeln und eine wichtige Rolle im Nahrungsnetz spielen, reagieren auf das Abwasser. Die unterhalb der Kläranlagen lebenden Biofilme waren gegenüber Mikroverunreinigungen deutlich toleranter als jene oberhalb. «Je grösser die chemische Belastung, umso grösser war die Toleranz», sagt Stamm. «Das deutet auf einen ursächlichen Zusammenhang zwischen Exposition und biologischen Effekten hin.»

Bei den Biofilmen konnten die Forschenden erste Auswirkungen des Kläranlagenausbaus nachweisen. So haben die Algen in der Glatt ihre erhöhte Toleranz gegenüber Mikroverunreinigungen relativ rasch wieder verloren, nachdem die ARA Herisau ihre zusätzliche Reinigungsstufe in Betrieb genommen hatte. Auch die erhöhte Aktivität der Entgiftungsgene von den unterhalb lebenden Bachforellen verschwand.

Die Wirkungen der Mikroverunreinigungen sind im Feld oft nicht direkt messbar, weil sie durch Effekte anderer Abwasserkomponenten überlagert werden. Um die verschiedenen Einflüsse auseinanderzuhalten, führten die Forschenden deshalb zusätzlich Versuche in einem Rinnensystem durch. Mithilfe dieser Durchflussrinnen konnten sie zum Beispiel nachweisen, dass Mikroverunreinigungen den Abbau von organischem Material hemmen, während die Zufuhr von Nährstoffen diesen fördert. «Das stützt unsere Befunde aus dem Feld, bei denen die Abbauraten bei Laubblättern je nach Nährstoffsituation unterhalb der Kläranlagen um rund zwei Drittel tiefer lagen als oberhalb», sagt Stamm. Die statistische Auswertung deutet darauf hin, dass unter anderem Insektizide die laubabbauenden Bachflohkrebse dezimieren.

Quelle: http://www.eawag.ch/de/news-agenda/news-plattform/news/news/mikroverunreinigungen-verursachen-oekologischen-stress/

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Ozonung: Auf die Art der Dosierung kommt es an

Enthält Trink- oder Abwasser Bromid, entsteht bei der Behandlung mit Ozon zur Elimination von Mikroverunreinigungen potenziell krebserregendes Bromat. Forscher der Eawag haben nun ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich die Bromatbildung während der Ozonung stark reduzieren lässt. Der Trick: das Ozon wird dem Wasser über eine Teflonmembran in kleinen Dosen zugeben.

Um Mikroverunreinigungen aus dem Trink- oder Abwasser zu entfernen, ist die Ozonung oft das Verfahren der Wahl, denn die Behandlung mit Ozon baut ein sehr breites Spektrum an Spurenstoffen ab (siehe Kasten). Die Schweiz rüstet in den nächsten 25 Jahren rund hundert Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe, um Spurenstoffe aus dem Abwasser zu entfernen. Ozon ist hier eine gute Möglichkeit und eine Ozonungsanlage lässt sich meist gut in einen bestehenden Klärbetrieb integrieren.

Ist das Wasser allerdings mit Bromid verschmutzt, entsteht bei der Ozonung potenziell krebserregendes Bromat, das ins Trinkwasser oder mit dem geklärten Abwasser in Flüsse und Seen gelangt. Der Toleranzwert für Trinkwasser liegt in der Schweiz bei zehn Mikrogramm pro Liter. Im hiesigen Trinkwasser ist der Bromidgehalt oft tief, im Abwasser können dagegen erhebliche Bromidkonzentrationen auftreten, wenn sich im Einzugsgebiet Chemiebetriebe oder Kehrrichtverbrennungsanlagen befinden.

Das Ozon dosieren
Basierend auf dem sogenannten Peroxone-Prozess haben Wissenschaftler der Eawag nun ein Ozonungsverfahren entwickelt, bei dem nur noch wenig Bromat entsteht. «Hält man die Ozonkonzentration im Wasser tief, kann man die Bromatbildung reduzieren», sagt Urs von Gunten von der Abteilung Wasserressourcen und Trinkwasser, der das Projekt leitet. Dies wird laut von Gunten erreicht, indem...

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Ist Bromat bei der Ozonung von Abwasser ein Problem?

Um Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, stattet die Schweiz in den kommenden Jahren rund hundert Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe aus. Das Verfahren der Wahl ist oft die Behandlung mit Ozon. Ist das Abwasser stark mit Bromid verschmutzt, entsteht bei der Ozonung aber potenziell krebserregendes Bromat, das mit dem geklärten Abwasser in Flüsse und Seen gelangt. Betroffen sind vor allem Kläranlagen, in deren Einzugsgebiet sich Chemiebetriebe und Kehrrichtverbrennungsanlagen befinden. Heute weisen die Schweizer Gewässer normalerweise Bromatkonzentrationen unter der Nachweisgrenze von 0,25 Mikrogramm pro Liter (μg/l) auf. Der Toleranzwert der Fremd- und Inhaltsstoffverordnung für Trinkwasser liegt bei 10 μg/l. Mit Modellrechnungen haben Wissenschaftler der Eawag nun gezeigt, dass die Konzentrationen in den grossen Flüssen nach dem ARA-Ausbau selbst im schlimmsten Fall nur wenig ansteigen. Für den Rhein bei Basel ermittelten sie eine Belastungszunahme von 0,35 μg/l, für die Rhone bei Genf 0,27 μg/l. Bei kleineren Gewässern kann es dagegen zu Belastungen kommen, die eine Trinkwassernutzung erschweren. In jedem Fall gelte es, so die Forscher, die Bromatbildung sorgfältig abzuklären und wenn nötig statt auf eine Ozonung auf eine Elimination mit Aktivkohle zu setzen.

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Elimination von Spurenstoffen durch granulierte Aktivkohle (GAK)

Filtration: Grosstechnische Untersuchungen auf der ARA Bülach-Furt
Zwischenbericht, Kurzfassung

Auf der ARA Bülach-Furt laufen grosstechnische Untersuchungen zur GAK-Filtration. Der Zwischenbericht ist hier verfügbar:

https://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Dokumente/01_Berichte/02_Technische_Verfahren/03_Aktivkohle/GAK_Bu%CC%88lach_Zwischenbericht_27032017_Final.pdf

Quelle: https://www.micropoll.ch/aktuell/
 
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Elimination von Mikroverunreinigungen

Der Zwischenbericht des Versuchs auf der ARA Penthaz mit dem Verfahren CarboPlus ist erschienen (Französisch inkl. Zusammenfassung in Deutsch).
Die erzielten Ergebnisse der ersten Versuchsphase sind im vorliegenden Bericht dargestellt und kommentiert. Der Abschlussbericht zu den Versuchen wird im Laufe des Jahres 2017 auf der VSA-Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen" (www.micropoll.ch) veröffentlicht.

Zusammenfassung
Die ARA Penthaz des interkommunalen Zusammenschlusses zur Abwasserreinigung (Association Intercommunale pour l'Epuration des Eaux usées, AIEE) von Cossonay-Penthalaz-Penthaz-Daillens-Bettens gehört zu den 16 ARA des Kantons Waadt, die gemäss der provisorischen Planung der Ge-neraldirektion für Umwelt (DGE) im Hinblick auf die jüngste Revision des Bundesgesetzes über den Schutz der Gewässer (Gewässerschutzgesetz, GSchG) und der entsprechenden Gewässerschutzve-rordnung (GSchV), eine zusätzliche Reinigungsstufe zur Elimination von Mikroverunreinigungen (MV-Stufe) bauen müssen.

Die ARA Penthaz wurde zwischen 2012 und 2015 unter der Leitung der Triform AG erweitert und mo-dernisiert. Unter anderem wurden eine Nitrifikation und eine Teil-Denitrifikation eingeführt - zu diesem Zeitpunkt war noch keine Vorschrift für die Elimination von Mikroverunreinigungen bekannt. Aufgrund der Anforderungen für eine Finanzierung der MV-Stufe durch den Bund hat die Triform AG eine Machbarkeitsstudie durchgeführt und anschliessend die Organisation, den Ablauf und die Nachberei-tung von Pilotversuchen mit dem Verfahren CarboPlus® vorgeschlagen. Dieses Verfahren wurde vom Unternehmen SAUR (Frankreich) und seiner Tochtergesellschaft Stereau entwickelt und patentiert. Es handelt sich um einen aufwärts durchströmten Reaktor mit einem mikrogranulierten Aktivkohlewir-belbett (μGAK mit einer Körnung von 200 bis 900 µm). Das Verfahren hat eine Reihe technisch und wirtschaftlich interessanter Eigenschaften. Unter anderem ist keine zusätzliche Filtrationsstufe nötig (die Abtrennung der Kohle erfolgt im Reaktor durch Gravitation), die beladenen Kohle kann reaktiviert werden, die Handhabung und Wartung ist verhältnismässig einfach und es braucht keine ATEX-Zone (insbesondere für die Lagerung der μGAK).
Die Pilotversuche laufen seit Februar 2016 und sollen die Dimensionierung und die erwartete Leistung der Anlage überprüfen. Unter der Leitung...mehr unter:

Die erzielten Ergebnisse der ersten Versuchsphase sind im vorliegenden Bericht dargestellt und kommentiert. Der Abschlussbericht zu den Versuchen wird im Laufe des Jahres 2017 auf der VSA-Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen" (www.micropoll.ch) veröffentlicht. https://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Anlagen/108066.620_R14a_Rapport_micropolluants_essai_n_1_Version_A_13.02.2017.pdf

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Biotests bewerten Ozonung und Nachbehandlung von Abwasser

Die Ozonung ist ein etabliertes Behandlungsverfahren, um Mikroverunreinigungen aus Abwasser zu entfernen. Da bei der Ozonung jedoch labile toxische Reaktionsprodukte entstehen können, ist eine biologische Nachbehandlung notwendig. Mithilfe von Biotests hat das Oekotoxzentrum verglichen, wie gut die Ozonung in Kombination mit verschiedenen Nachbehandlungsverfahren ökotoxikologische Effekte verringern kann.
Über das Abwasser werden Flüsse und Seen mit zahlreichen Mikroverunreinigungen belastet, die unter anderem aus Pflegeprodukten und Arzneimitteln stammen. Das neue Gewässerschutzgesetz, das seit Anfang 2016 in Kraft ist, strebt daher den zielorientierten Ausbau der Schweizer Abwasserreinigungsanlagen (ARA) um eine zusätzliche Reinigungsstufe an. In Pilotversuchen haben sich besonders zwei Verfahren zur Entfernung der Spurenstoffe bewährt: Die Ozonung und die Behandlung mit Aktivkohle. Auch bei Abwässern, welche für eine Behandlung mit Ozon geeignet sind, können bei der Ozonung unerwünschte labile Reaktionsprodukte entstehen, die möglicherweise toxisch sind. Um diese Stoffe wieder aus dem Abwasser zu entfernen, ist eine Nachbehandlung mit biologischer Aktivität nötig, wozu verschiedene Verfahren eingesetzt werden können. Um deren Effizienz zu beurteilen, haben die Eawag und das Oekotoxzentrum auf der ARA Neugut verschiedene Nachbehandlungsmethoden der Ozonung verglichen. Finanziert wurde das Projekt vom Bundesamt für Umwelt.

Komplexe Biotestbatterie
Frühere Projekte hatten gezeigt, dass Biotests eine gute Ergänzung zu chemischen Analysen sind, um die Toxizität von ARA-Abwasser zu messen: Biotests erfassen nämlich gesamthaft die Wirkung komplexer Stoffgemische. Daher prüften Wissenschaftler des Oekotoxzentrums mit Biotests, ob die Ozonung schädliche Stoffe entfernt und ob es Unterschiede in der Effizienz der Nachbehandlungen gibt, labile Reaktionsprodukte zu entfernen. Dazu setzten sie einerseits Zellkulturen oder einfache Organismen wie Bakterien, Algen oder Wasserflöhe im Labor ein. Andererseits untersuchten sie Regenbogenforellen und Glanzwürmer in Durchflusssystemen direkt auf der ARA (siehe Tabelle). „Im Fish Early Life Stage Toxicity Test mit Forellen haben wir neben der Sterblichkeit auch zahlreiche subletale Endpunkte untersucht, die besonders empfindlich sind. Das waren allgemeine Entwicklungsparameter wie Schlupf, Aufschwimmen und Länge, aber auch Gewebeveränderungen und die Expression von schadstoffsensitiven Genen als Biomarker", erklärt Cornelia Kienle vom Oekotoxzentrum.

Durchgeführt wurden die Versuche auf der ARA Neugut in Dübendorf, die 2014 als erste Schweizer ARA mit einer grosstechnischen Ozonung ausgerüstet worden war. Als mögliche Alternative zum bestehenden Sandfilter zur biologischen Nachbehandlung untersuchten die Forschenden einen Wirbelbett- und einen Festbettreaktor, in denen wie beim Sandfilter Bakterien in Biofilmen Stoffe biologisch umsetzen. Ausserdem wurden Filter mit granulierter Aktivkohle (GAK) betrachtet, und zwar sowohl mit unbeladener GAK als auch mit GAK, welche schon länger in Betrieb und daher mit organischen Stoffen beladen war. In GAK-Filtern werden organische Mikroverunreinigungen einerseits an die Kohle adsorbiert und andererseits durch den Biofilm auf der GAK abgebaut. Die Wissenschaftler verglichen die Wirkung des Abwassers auf die Biotest-Organismen nach der biologischen Reinigung, der Ozonung und den verschiedenen Nachbehandlungen.

Positive Effekte der Ozonung bestätigt
Die Testverfahren im Labor zeigten, dass die Ozonung effizient die Toxizität des Abwassers reduzierte: Die toxische Wirkung auf Leuchtbakterien wurde um 66% verringert im Vergleich zur biologischen Reinigung. Die Fotosynthesehemmung im Grünalgentest verminderte sich ebenfalls um 80% und die Wachstumshemmung um 73%. Die Fortpflanzung von Glanzwürmern auf der ARA wurde durch keine der untersuchten Abwasserproben signifikant beeinträchtigt. Auch die Entwicklung von frühen Lebensstadien von Regenbogenforellen im Durchfluss auf der ARA zeigte keine Unterschiede zwischen den verschiedenen Proben.

Die Resttoxizität des Abwassers nach Ozonung war sehr gering, das heisst die Behandlung mit Ozon bewirkte eine signifikante Verbesserung. Nur vereinzelt konnte eine geringe mutagene Wirkung nachgewiesen werden. Diese negativen Effekte konnten aber durch die verschiedenen Nachbehandlungsverfahren wieder effizient verringert oder eliminiert werden. Die geringe Resttoxizität nach der Ozonung machte es schwierig, zusätzliche Effekte der Nachbehandlungen in den Biotests zu bewerten. Die Ergebnisse für die Nachbehandlungen Sandfilter, Wirbelbett und Festbett waren nicht konsistent und erlauben daher keine Aussage. Nach dem unbeladenen GAK-Filter verringerten sich die Effekte im Leuchtbakterien-Test um weitere 31% und im Fotosynthese-Hemmtest um 66%. Dies ist vermutlich auf eine zusätzliche Entfernung von Mikroverunreinigungen durch den GAK-Filter zurückzuführen. Auch der beladene GAK-Filter brachte eine leichte Verbesserung.

Neue empfindliche Methoden
Eine Gewebeanalyse der Regenbogenforellen, die von Christina Thiemann an der Universität Tübingen durchgeführt wurde, zeigte, dass nach der Ozonung der Gewebezustand der Forellenleber immer noch schlechter als bei Kontrolltieren war. Die Behandlung mit unbeladener GAK verbesserte den Gewebezustand, während die anderen Nachbehandlungen nicht zu einer nachweisbaren Verbesserung führten. In den Forellen untersuchte Stephan Fischer von der Eawag auch Biomarker auf Genexpressionsebene. Diese zeigen an, ob und in welchem Mass die Organismen auf verschiedene Schadstoffgruppen reagieren. Die untersuchten Biomarker sind an Reaktionen wie der allgemeinen Stressantwort, oxidativem Stress, Umwandlung von Fremdstoffen, Regulierung des Immunsystems, hormoneller Wirkung und Reaktionen mit Schwermetallen beteiligt. Die meisten Biomarker waren nach dem biologisch gereinigten Abwasser erhöht. Die Ozonung verringerte dieses Signal. Die verschiedenen Nachbehandlungen erreichten weitere Veränderungen der Biomarkermuster, so dass sie denen der Kontrolltiere ähnlicher wurden, allerdings unterschieden sich diese weniger deutlich voneinander. Am deutlichsten war eine Verbesserung nach dem relativ frischen GAK-Filter oder dem Festbett zu erkennen.

Die verwendeten Biotests bestätigten, dass die Ozonung die Schadstoffbelastung des Abwassers und damit ökotoxikologische Effekte auf der ARA Neugut deutlich verringert. Da das Abwasser nach der Ozonung nur noch sehr wenig toxisch war, konnten kaum Unterschiede in der Effizienz der verschiedenen Nachbehandlungen aufgezeigt werden. Wenn man die Ergebnisse der Biotests zusammenfasst, erbrachte einzig der unbeladene GAK-Filter eine deutliche zusätzliche Reinigungsleistung zur Ozonung, die wohl durch eine zusätzliche Entfernung von Mikroverunreinigungen durch Sorption an den Filter zustande kommt. Bei den weiteren Nachbehandlungen konnte mit den meisten verwendeten Methoden keine konsistente Verbesserung nachgewiesen werden. Vereinzelt auftretende mutagene Effekte wurden jedoch durch alle Nachbehandlungsmethoden verringert, was auf ihre Effizienz bei der Entfernung von labilen Reaktionsprodukten hinweist.

http://www.oekotoxzentrum.ch/news-publikationen/news/biotests-bewerten-ozonung-und-nachbehandlung-von-abwasser/
 
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Mikroschadstoffe aus einem Regenwasserkanal

In KW Korrespondenz Wasserwirtschaft 3/2017 erscheint der Beitrag „Mikroschadstoffe im eingeleiteten Wasser aus einem Regenwasserkanal im Einzugsgebiet der Swist“ von Franz Michael Mertens, Andrea Franziska Brunsch, Jens Wunderlich-Pfeiffer, Ekkehard Christoffels (Bergheim), Thomas Kistemann und Christiane Schreiber (Bonn). In der Studie wurde die Einleitung aus einem Regenwasserkanal der Stadt Meckenheim bei Bonn intensiv auf Mikroverunreinigungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das in einem Trennsystem gesammelte Regenwasser mit Spurenstoffen belastet ist. Neben Pflanzenschutz- und Arzneimitteln wurden Industriechemikalien und Flammschutzmittel nachgewiesen. Die Berechnungen ergaben je nach Spurenstoff eine Einleitfracht im Median von 4 bis 198 μg/s. Mikrobiologische Verunreinigungen wurden in allen Proben des eingeleiteten Wassers gefunden. Die durchschnittliche Konzentration für den Fäkalindikator Escherichia coli lag bei 2,4  104 MPN/100 mL (MPN Most Probable Number). Die Ergebnisse zeigen zudem, dass auch bei Einleitungen von Regenwasser aus Trennsystemen Handlungsbedarf bestehen kann, um Belastungen der Fließgewässer mit Mikroverunreinigungen zu reduzieren. Der Beitrag steht zum freien Download im Internet bereit.

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Machbarkeitsstudie zur Verminderung des Eintrags von Spurenstoffen aus dem Abwassersystem in die Körsch - Darstellung einer bisher weltweit einmaligen Untersuchung 

Durch die Einleitung von gereinigtem Abwasser der Klärwerke Möhringen und Plieningen sowie durch Mischwasserentlastungen der zahlreichen Regenüberläufe (RÜ) und Regenüberlaufbecken (RÜB) im Einzugsgebiet wird die Gewässerqualität der Körsch beeinflusst. Neben den „klassischen" Abwasserinhaltsstoffen, die in den Klärwerken bereits jetzt gezielt eliminiert werden, kommt den Emissionen an Spurenstoffen eine zunehmende Bedeutung zu. Wegen des ungünstigen Verhältnisses von natürlichem Basisabfluss und Einleitungen aus Siedlungsgebieten treten in der Körsch vergleichsweise hohe Konzentrationen dieser Stoffe auf.

Vor diesem Hintergrund förderte das Regierungspräsidium Stuttgart die Erstellung einer „Machbarkeitsstudie zur Verminderung des Eintrags von Spurenstoffen aus dem Abwassersystem in die Körsch" durch die Stadtentwässerung Stuttgart (SES). Die Projektbearbeitung erfolgte am Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) der Universität Stuttgart. Ebenfalls beteiligt waren das Zentrallabor der SES (Spurenstoffanalytik) sowie die Firmen Iat-Ingenieurberatung GmbH und InfraConsult GmbH (Modellierung).

Ziel dieser Studie war es, technische Maßnahmen aufzuzeigen und zu bewerten, durch die Emissionen an Spurenstoffen aus den Abwassersystemen im Einzugsgebiet der oberen Körsch effektiv reduziert werden können.
Dabei wurde das Gesamtsystem aus Kanalnetz (mit den Mischwasserentlastungsanlagen) und der Klärwerke (Möhringen bzw. Plieningen) betrachtet. In die Bewertung der Maßnahmen wurden auch die erwarteten Auswirkungen auf die Emissionen anderer Stoffe (z.B. Nährstoffe) einbezogen. Maßnahmen zur Reduzierung der Spurenstoffemissionen sollten nicht zu einer Verschlechterung im Bereich anderer Stoffemissionen führen.

Vorgehensweise
Als konkrete Ergebnisse der Studie wurden Vorschläge zu effektiven und wirtschaftlichen Lösungskonzepten, sowohl betrieblicher als auch investiver Natur, zur Verminderung von Stoffemissionen in die Körsch gegeben.
Um zielorientierte, technische Lösungen vorschlagen zu können, wurde folgende Vorgehensweise verwendet:
• Feststellung der Frachtströme im Ist-Zustand durch Messungen und Beprobungen bei Trocken- und Regenwetter,
• Ermittlung der Eingangsdaten für die Modellierung aus den Messdaten,
• Gekoppelte Simulation von verschiedenen Szenarien der Stoffminderung (Kanalnetz und Klärwerk).
In einem ersten Schritt wurde mittels Messungen und Beprobungen untersucht, wie hoch die Stoffausträge des Abwassersystems in die Körsch sind. Bei den Auswertungen wurde hinsichtlich der Stoffe selbst, aber auch hinsichtlich der räumlichen und zeitlichen Auflösung der Emissionen differenziert: Welche Stoffe werden in welchen Mengen und in welchen Zeiträumen an welchen Stellen in die Körsch eingetragen?
In einem zweiten Schritt wurde eine detaillierte Datenauswertung aus den Messungen durchgeführt, um die Eingangsparameter für die Modellierung zu ermitteln.
In einem dritten Schritt wurden verschiedene technische Varianten (Szenarien mit einzelnen Maßnahmen oder Maßnahmenkombinationen) zur Reduzierung von Stoffemissionen in die Körsch modelliert und bewertet. Ziel der gekoppelten Simulation beider Systeme war die Ermittlung derjenigen Maßnahmen oder Maßnahmenkombinationen, die unter Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsaspekten die größte Wirksamkeit hinsichtlich der Reduzierung von Stoffemissionen aus dem Abwassersystem (Kanalnetz und Klärwerk) ergeben. Dabei durfte eine Optimierung hinsichtlich der Reduzierung von Spurenstoffemissionen nicht zu einer unvertretbaren Erhöhung anderer Emissionskenngrößen führen.

Die oben beschriebene Methodik wurde im Einzugsgebiet des Klärwerks Möhringen entwickelt und anschließend im Einzugsgebiet des Klärwerks Plieningen angewandt.

Ergebnisse
Um zielorientierte technische Lösungen vorschlagen zu können, wurde in einem ersten Schritt untersucht, wie hoch die Stoffausträge des Abwassersystems der Einzugsgebiete Möhringen und Plieningen sind. 69 Substanzen wurden ausgewählt, die zum einen repräsentativ für verschiedene chemische und physikalische Eigenschaften sind und zum anderen für unterschiedliche Eintragspfade (Schmutzwasser, Regenwasser und Oberflächenabfluss) stehen. Die Untersuchung eines derart breiten Substanzspektrums (69 Stoffe) unter Berücksichtigung aller drei genannten Eintragspfade ist bislang weltweit einmalig. Acht Substanzen wurden in beiden Einzugsgebieten nicht nachgewiesen, darunter alle sechs untersuchten PCBs, sowie Dichlorprop und Methyltriclosan.

Die Ergebnisse der nachgewiesenen Substanzen haben gezeigt, dass sich unterschiedliche Spurenstoffe im System Abwasser/Gewässer abhängig von ihrer Herkunft im Auftreten und im Verhalten sehr stark unterscheiden. Eine weitere Erkenntnis ist, dass Messungen nur bei Trockenwetter, wie dies bisher üblich war, die ins Gewässer eingeleitete Fracht der oberflächenbürtigen Substanzen massiv unterschätzen.

Die Bilanzierung der emittierten Spurenstoffströme vom Klärwerk Möhringen und der Mischwasserentlastungen für das Jahr 2014 hat gezeigt, dass die Einträge für 20 Spurenstoffe durch Mischwasserentlastungen höher waren als durch das Klärwerk, obwohl die Entlastungsmenge aller Bauwerke nur 11,2% der gesamten in die Körsch eingeleiteten Abwassermenge betrug. Zehn dieser Stoffe sind gesetzlich geregelt.

Die Ergebnisse der Messkampagne im stark urban geprägten Gewässer Körsch haben gezeigt, dass für Diclofenac, Triclosan, Terbutryn, Mecoprop, Fluoranthen und Benzo[a]pyren, die JD-UQN Werte überschritten wurden und dass für die polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe Benzo[b]fluoranthen, Benzo[k]fluoranthen und Benzo[ghi]perylen, an allen Messstellen deutliche Überschreitungen der ZHK-UQN auftraten. Folglich sind Maßnahmen zur Reduzierung der Spurenstoffeinträge in das Gewässer erforderlich.

Um einen guten chemischen Zustand zu erreichen, ist eine Reduzierung der Spurenstoffeinträge ins Gewässer durch zusätzliche Maßnahmen im Klärwerk nicht ausreichend. Nur durch eine Kombination von Maßnahmen an Kanalnetz und Klärwerk kann eine deutliche Reduzierung von Spurenstoffeinträgen stattfinden.

Die höchsten Gesamtfrachtreduzierungen wurden für mehrere Szenarien mit unterschiedlichen Verfahren der weitergehenden Abwasserreinigung bei konstanter Erhöhung der Mischwasserbeschickung mit Abflusssteuerung ermittelt, was aber der teuersten technischen Variante entspricht.

Die Vorschläge für weitere Investitionen in die Abwasserbehandlung und Abwasserableitung basieren auf den Erkenntnissen, die im Rahmen dieser Studie gewonnen wurden. Diese sind entsprechend der gesetzlichen und wirtschaftlichen Gesichtspunkte sowie im Hinblick auf die örtlichen Randbedingungen zu prüfen. Die Kostenschätzungen können lediglich einen groben Anhaltspunkt darstellen und sind gegebenenfalls durch entsprechende Planungen zu belegen.

Bezüglich der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe wird eine Einhaltung der UQN-Werte allerdings auch mit kombinierten Maßnahmen im Abwassersystem nicht erreichbar sein. Die erforderliche PAK-Reduzierung der Gewässerbelastung kann allenfalls durch Maßnahmen an der Quelle (Verbrennungsmotoren, Reifenabrieb etc.) erreicht werden.

http://www.stuttgart-stadtentwaesserung.de/de/unternehmen/umweltschutz/machbarkeitsstudie-spurenstoffe-koersch/

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Studie zur Reduktion von Mikroverunreinigungen in Gewässern: Umweltminister Jost überreicht rund 222.500 Euro an EVS

Umweltminister Reinhold Jost hat dem Geschäftsführer des Entsorgungsverbandes Saar (EVS), Michael Philippi, rund 222.500 Euro für eine Studie übergeben, die herausfinden soll, ob durch eine vierte Reinigungsstufe in kommunalen Kläranlagen im Saarland Mikroverunreinigungen in Gewässern reduziert werden können.
Durchgeführt wird diese Studie von „tectraa", dem Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern. Die Projektdauer beträgt voraussichtlich zwei Jahre.

Umweltminister Jost: „Von Menschen künstlich hergestellte, chemische Verbindungen finden sich heutzutage in allen Lebensbereichen einer modernen Industriegesellschaft. Unser Ziel ist die Vermeidung des Eintrags dieser Spurenstoffe in den Wasserkreislauf. Mit der Studie wollen wir herausfinden, in welchem Umfang unsere saarländischen Kläranlagen dazu beitragen können."

Kommunales Abwasser enthält neben Feststoffen und Nährstoffen eine große Anzahl an organischen Mikroschadstoffen. Sogenannte anthropogene Spurenstoffe. Sie werden ver-stärkt als Mikroverunreinigungen in Kläranlagen und Fließgewässern nachgewiesen. Mikroverunreinigungen können jedoch bereits in niedriger Konzentration negative Auswirkungen auf das Ökosystem und die Gewinnung von Trinkwasser haben. Moderne Kläranlagen haben in der Regel ein dreistufiges Reinigungsverfahren. Zur Abwasserreinigung laufen nacheinander mechanische, biologische und chemische Verfahren ab. Eine vierte Reinigungsstufe könnte zur weiteren Reinigung des Abwassers dienen, indem in diesem Verfahrensschritt Mikroschadstoffe eliminiert werden.

„Rechtliche Auflagen für Kläranlagen, anthropogene Spurenstoffe zu eliminieren, gibt es der-zeit noch nicht", so EVS-Geschäftsführer Michael Philippi. Der EVS stellt sich jedoch frühzeitig der Diskussion um die Sinnhaftigkeit bzw. Notwenigkeit dieser erweiterten Reinigungsleistung. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass die Kosten für eine Aufrüstung von Kläranlagen mit einer 4. Reinigungsstufe am Ende wohl alleine vom Bürger zu tragen wären, muss zunächst eine intensive Kosten/Nutzen-Abwägung erfolgen. Durch die von uns initiierte und konzipierte, vom Saarländischen Umweltministerium geförderte Studie stellen wir die ersten Weichen."

Die vorgesehene Stoffflussmodellierung der Gesamtemissionen an Spurenstoffen soll zunächst in einem Teileinzugsgebiet der Blies von der Quelle bis zur Mündung des Schwarzbaches durchgeführt werden. Die Auswahl fiel auf den Teil der Blies, da sowohl ländliche als auch industriell geprägte Bereiche entlang des Gewässers sowie Kläranlagen der Größenklasse eins bis vier vorzufinden sind. Die Studie umfasst ein Messprogramm zu anthropogenen Spurenstoffen in der Blies und an Ausläufen ausgewählter Kläranlagen sowie eine Modellierung verschiedener Varianten zum Bau von vierten Reinigungsstufen in dem Teileinzugsgebiet des Gewässers. Die Ergebnisse aus dem Messprogramm und der Stoffflussmodellierung werden in einem zweiten Schritt auf das gesamte Saarland übertragen.

Die Zuwendung stammt aus Mitteln des Landes zur Verbesserung der Gewässergüte, der Landeszuschuss beträgt 65 Prozent der Gesamtkosten.

Ministerium für Umwelt und Verbraucherschutz
Sabine Schorr
Pressesprecherin
Tel.: 0681 501 - 4710
E-Mail: s.schorr@umwelt.saarland.de

 

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Studie: Abwasserabgabe

Vierte Abwasser-Reinigungsstufe auch über Abwasserabgabe finanzierbar?

Viele Mikroschadstoffe gelangen vor allem über das kommunale Abwassersystem in die Gewässer.

Mikroverunreinigungen - etwa Arzneimittel - sind immer noch ein großes Problem der Abwasseraufbereitung. Wie eine aktuelle Studie zeigt, könnte die Abwasserabgabe als Instrument genutzt werden, den Ausbau großer Kläranlagen mit einer so genannten vierten Reinigungsstufe zu finanzieren.
Leipzig - Die Abwasserabgabe könnte einen sinnvollen Beitrag zur Finanzierung des Ausbaus großer Kläranlagen mit einer so genannten vierten Reinigungsstufe leisten. Mit diesen Anlagen lassen sich Mikroverunreinigungen in Gewässern - etwa Arzneimittel - reduzieren, ergab eine neue Studie. Dieses Ergebnis reiht sich gut in ein umfassendes Konzept zur Reduzierung der Gewässerbelastung ein, an dem das (Umweltbundesamt) UBA derzeit arbeitet. Eine mögliche Maßnahme in diesem Konzept ist der weitere Ausbau von Kläranlagen.
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http://www.process.vogel.de/vierte-abwasser-reinigungsstufe-auch-ueber-abwasserabgabe-finanzierbar-a-483323/&cmp=nl-254

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Böblingen-Sindelfingen: Spurenstoffelimination auf der Kläranlage Darmsheim

In der Verbandsversammlung des Zweckverbands Kläranlage Böblingen-Sindelfingen wurde die Realisierung einer Stufe zur gezielten Spurenstoffelimination auf der Kläranlage Darmsheim beschlossen. Es ist ein Verfahren mit Einsatz von granulierter Aktivkohle vorgesehen.

http://www.koms-bw.de/
 
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Mit Ozonung und Ultrafiltration gegen Antibiotikaresistenzen

Obwohl die Schweizer Human- und Veterinärmedizin vergleichsweise wenig Antibiotika verwendet, nimmt die Häufigkeit resistenter Bakterien zu. Diese gelangen über die Kläranlagen auch in den Wasserkreislauf. Forscherinnen und Forscher der Eawag haben untersucht, ob sich durch die Behandlung des Abwassers mit Ozon oder mit Membranfiltern mehr Antibiotikaresistenzen entfernen lassen als durch die konventionelle biologische Reinigungsstufe. Denn Ozon ist ein sehr gutes Desinfektionsmittel und zerstört durch seine hohe Reaktivität mit DNA nicht nur resistente Bakterien, sondern auch Resistenzgene in den Zellen. Eine in der ARA Neugut durchgeführte Studie bestätigt diese Befunde teilweise: Die Ozonung eliminiert deutlich mehr resistente Bakterien, jedoch nicht die Resistenzgene. In einer Pilotanlage einer anderen Schweizer Kläranlage hingegen werden durch Ultrafiltration...mehr:

http://www.eawag.ch/de/news-agenda/news-plattform/news/news/mit-ozonung-und-ultrafiltration-gegen-antibiotikaresistenzen/?tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&cHash=5cad16bbdb616dbf92201211e6df0642
 
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Spurenstoffstrategie des Bundes gestartet

Mit einer Auftaktveranstaltung am 07.11.2016 begann ein Stakeholder-Dialog des Bundesumweltministeriums zur Spurenstoffstrategie. Zusammen mit unterschiedlichen Akteuren sollen im Rahmen von drei Fach-Workshops und mit fachlicher Unterstützung durch das Frauenhofer-ISI und das IKU praktikable und finanzierbare Handlungsoptionen zur Minderung des Eintrages von Spurenstoffen in die Gewässer erarbeitet werden. Strategien und Maßnahmen sollen sowohl an den Quellen, als auch bei nachgeschalteten Maßnahmen ansetzen und als Policy Paper im Frühjahr 2017 verabschiedet werden.

Quellen und weitere Informationen:
AöW-Positionspapier zur vierten Reinigungsstufe zur Elimination von anthropogenen Spurenstoffen aus dem Abwasser
http://www.aoew.de/media/Publikationen/Positionspapiere/AoeW_Vierte_Reinigungsstufe_aktualisiert_April_20 13.pdf Bundesumweltministerium, Pressemitteilung
Spurenstoffstrategie des Bundes, Gewässerschutz geht nur gemeinsam,
http://www.bmub.bund.de/presse/pressemitteilungen/pm/artikel/spurenstoffstrategie- des-bundes/?tx_ttnews%5BbackPid%5D=627

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