Tagung: Elimination von Mikroverunreinigungen – Elimination des micropolluants
Die Präsentationen der VSA-Fachtagung „Elimination von Mikroverunreinigungen“ in Bern am 11.11.2015sind hier verfügbar.
https://www.vsa.ch/de/publikationen/tagungsberichte/641/
Medikamentenrückstände im Abwasser: Privathaushalte sind Hauptverursacher
Lüneburg. Privathaushalte sind für die Mehrheit der ins Abwasser eingeleiteten Medikamentenrückstände verantwortlich. Gesundheitseinrichtungen wie Krankenhäuser, Psychiatrien und Pflegeheime tragen dagegen lediglich lokal und mit nur wenigen Substanzen als nennenswerte Verursacher zu einer Verunreinigung des Abwassers durch Arzneistoffe – kurz: API – bei. Zu diesem Ergebnis sind Nachhaltigkeitswissenschaftler der Leuphana Universität Lüneburg in Zusammenarbeit mit dem Ortenau Klinikum Offenburg-Gengenbach in einer kürzlich in der Zeitschrift „Environment International“ veröffentlichten Studie gelangt.
Das Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Klaus Kümmerer analysierte Medikamentenverbrauchsdaten eines Krankenhauses, einer psychiatrischen Klinik und eines Pflegeheimes in Südwestdeutschland. Auf Basis der so ermittelten Verbrauchsmuster identifizierten die Forscher 50 häufig verabreichte Substanzen, die generell eine besondere Relevanz für den Abwassereintrag haben. Sie werden von den Patienten teils unverändert ausgeschieden und gelangen so ins Abwasser. Den über drei Jahre gemittelten gesamten Verbrauch dieser Medikamente durch die Gesundheitseinrichtungen verglichen die Wissenschaftler in einem zweiten Schritt mit dem jährlichen Gesamtverbrauch der ausgewählten Substanzen durch deutsche Privathaushalte. Dazu nutzten sie Daten aus dem jährlich veröffentlichten Arzneiverordnungs-Report (AVR), in dem alle Medikamente verzeichnet sind, die gesetzlich versicherten Patienten von deutschen Arztpraxen verschrieben werden.
Die Ergebnisse belegen für die überwiegende Zahl der untersuchten Substanzen im nationalen Vergleich einen deutlich höheren durchschnittlichen Verbrauch – und daraus abgeleitet eine höhere Emission – durch Privathaushalte als durch Einrichtungen des Gesundheitswesens. So ist der Verbrauch von Medikamenten, die den Verdauungstrakt oder das Herz-Kreislauf-System beeinflussen, in Krankenhäusern 15 bis 500 Mal niedriger als in Privathaushalten. In psychiatrischen Kliniken beläuft sich der Unterschied sogar bis auf den Faktor 2.500. Selbst der Verbrauch von Schmerzmitteln durch Krankenhäuser macht nur einen relativ kleinen Anteil am Gesamtverbrauch aus – bei Metamizol, dem Schmerzmittel mit dem größten Verbrauch, sind es lediglich 22 Prozent. Nennenswerte Verbrauchsmengen konnten nur für das Sedativum Clomethiazol in Krankenhäusern sowie für das Neuroleptikum Quetiapin und das Antidepressivum Moclobemid in Pflegeheimen aufgezeigt werden. Spezifische API wie diese können daher in regionaler Perspektive auf bestimmte Gesundheitseinrichtungen als Emissionsquellen zurückgeführt werden.
Anhand ihrer Studie konnten die Lüneburger Wissenschaftler erstmals belegen, dass bundesweit betrachtet auch psychiatrische Kliniken und Pflegeheime im Vergleich zu Privathaushalten nur einen geringen Anteil an der Einleitung von API ins kommunale Abwasser haben. In bisherigen Untersuchungen war dies lediglich für Allgemeine Krankenhäuser nachgewiesen worden. Auch die methodische Vorgehensweise der Wissenschaftler – die Vorhersage der Emission von API auf Basis von Verbrauchsmustern zu modellieren – ist neu. „Unsere Studie hat gezeigt, dass Verbrauchsmuster ein mindestens ebenso genaues Bild der Abwasserverschmutzung durch einzelne Substanzen ergeben wie Messungen im Abwasser selbst“, so Manuel Herrmann, Hauptautor der Studie. „Unsere Methode hat gegenüber der Messmethode allerdings den Vorteil, dass sie viel weniger aufwändig und kostenintensiv ist. So können Verunreinigungen sehr einfach vorhergesagt werden und Politik und Verwaltung können gezielt und zeitnah reagieren.“
Weitere Informationen:
Herrmann, Manuel; Olsson, Oliver; Fiehn, Rainer; Herrel, Markus; Kümmerer, Klaus (2015). The Significance of Different Health Institutions and Their Respective Contributions of Active Pharmaceutical Ingredients to Wastewater. Environment International 85, 61-76.
Kontakt:
Prof. Dr. Klaus Kümmerer
Leuphana Universität Lüneburg
Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie
Telefon +49.4131.677-2893
klaus.kuemmerer@leuphana.de
Apotheker Manuel Herrmann
Leuphana Universität Lüneburg
Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie
Telefon +49.4131.677-2896
manuel.herrmann@leuphana.de
Arzneirückstände: EU will noch reineres Trinkwasser
Durch Medikamente und andere Stoffe verunreinigtes Wasser soll nach dem Willen der EU in Klärwerken künftig besser gereinigt werden. Wasserverbände sehen offene Fragen.
Millionenfach verschreiben Ärzte Schmerzmittel, Antibiotika und Schlaftabletten. Viele Wirkstoffe werden über den Urin wieder ausgeschieden und landen im Abwasser – aus dem sie gar nicht oder nur unvollständig gefiltert werden können. Die Europäische Union will am liebsten, dass Klärwerke diese Stoffe künftig besser entfernen. Hiesige Wasserverbände zweifeln an der Notwendigkeit.
Es sind nicht nur Rückstände von Arzneimitteln, die den Kläranlagen Probleme bereiten. Auch manche Stoffe aus Körperpflege- und Imprägniermitteln oder Flammschutzmitteln – etwa von der beschichteten Bratpfanne – gelangen aus Dusche, Waschmaschine und Spüle ins Abwasser. Manche Stoffe erreichen so die Flüsse und werden von den Fischen aufgenommen.
Bundesumweltamt sieht in Rückständen keine Gefahr
Rückstände lassen sich auch im Trinkwasser nachweisen, aber nur in sehr geringen Konzentrationen. Das Bundesumweltamt sieht darin keine Gesundheitsgefahr. Die neue Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union will aber eine vierte Reinigungsstufe für Klärwerke, die solche Stoffe herausfiltern soll, zur Pflicht zu …mehr:
Was unternimmt die Schweiz gegen die Verunreinigung des Wassers durch organische Spurenstoffe?
Hintergrund
Wie diverse Studien in der Schweiz und auch im Ausland zeigten, stellen die organischen Spurenstoffe, auch Mikroverunreinigungen genannt, ein nicht zu unterschätzendes Gefährdungspotenzial für die Menschen, Tiere und die Umwelt dar. Bei diesen Stoffen, die in geringster Konzentration auftreten, handelt es sich insbesondere um Hormone, Medikamente wie Antibiotika, Schmerzmittel, Blutdrucksenker, Krebsbehandlungsmittel und viele andere, aber auch um Stoffe aus häuslichen und industriellen Produkten.
Zur Reduktion dieser problematischen Stoffe sollen nun in der Schweiz neben Maßnahmen …mehr:
http://klaerwerk.info/DWA-Informationen – Betriebsinfo Informationen für das Betriebspersonal von Abwasseranlagen Heft 3 – 2015
Autoren:
Dr. Christian Abegglen Leiter Centre de Compétences ehemals „Abwasserreinigung“, Leiter Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“
Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute
(VSA)
E-Mail: christian.abegglen@vsa.ch
Dr. Markus Koch
ehemals Leiter Centre de Compétences „Abwasserreinigung“
Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute
(VSA)
E-Mail: markus.e.koch@bluewin.ch
«Ich sehe es als Pflicht, mich als Wissenschaftler in gesellschaftlichen Debatten einzubringen»
Eine Art interdisziplinärer Elfenbeinturm?
Das Synthesezentrum soll natürlich auch Schnittstellen zur Praxis aufweisen. Die Idee ist, dafür
mit bestehenden praxisorientierten Plattformen wie der Wasseragenda 21 oder der Fischereiberatungsstelle
(Fiber) zusammenzuarbeiten. Diese speisen die Anliegen der Praxis an die Wissenschaft
ein und bringen das Forschungswissen zu den Entscheidungsträgern in der Politik
und Praxis. Entstehen soll so etwas wie eine transdisziplinäre Denkfabrik, die vorhandenes
Wissen zusammenträgt, und in der über die anstehenden und zukünftigen Herausforderungen
im Wassersektor nachgedacht werden kann.
«Jeden Tag kommen 15 000 potenziell ökotoxische Stoffe hinzu, die in die Gewässer gelangen können.»
Welche Herausforderungen stehen denn momentan an?
Ein grosses Problem ist die Abschwemmung von Pestiziden und Nährstoffen von landwirtschaftlichen
Flächen in die Gewässer. Aus meiner Heimat Iowa zum Beispiel gelangen auf
diese Weise grosse Mengen an Stickstoff über den Mississippi in den Golf von Mexiko. Dies
führt immer wieder zu übermässigem Wachstum teilweise toxischer Algen und zu lebensfeindlichen
Zonen ohne Sauerstoff entlang der Küste. Weltweit gibt es rund 400 solcher so genannter
Todeszonen. Der Klimawandel dürfte das Problem verschärfen. So sagen unsere Klimamodelle
für das Iowa Cedar Rivers Basin für die Zukunft mehr Regen voraus. Ein weiteres
wichtiges Thema in den industrialisierten Ländern sind Mikroverunreinigungen. So fehlen zum
Beispiel in den Vereinigten Staaten bis jetzt Massnahmen, wie sie die Schweiz mit dem Ausbau
der Kläranlagen beschlossen hat, um Mikroverunreinigungen im Abwasser zu eliminieren.
Das amerikanische Chemikalienregister (CAS) beinhaltet über 100 Millionen Substanzen; jeden
Tag kommen rund 15 000 neue hinzu: unzählige potenziell ökotoxische Stoffe, die in die
Gewässer gelangen können. Ein grosses Problem stellen Nebenprodukte dar, die bei der
Wasserdesinfektion entstehen.
Wo kommt die Desinfektion zum Einsatz?
Immer mehr Länder bereiten ihr Abwasser mittels Umkehrosmose auf, um es als Trinkwasser wiederzuverwenden. In den USA gewinnen einige wasserknappe Staaten, etwa Kalifornien oder Texas, ihr Trinkwasser teilweise auf diese Art. Dabei werden immer wieder neue Desinfektionsmittel eingesetzt. Einige der Nebenprodukte, die bei der Desinfektion entstehen, scheinen äusserst toxisch zu sein. Da sie die Osmose-Membranen passieren, können sich bei einer wiederholten Aufbereitung im Trinkwasser anreichern. «Die gute Zusammenarbeit, die NGO und Regierungen aufgebaut haben, ist eine der grössten Errungenschaften.»
Was lässt sich bei den Mikroverunreinigungen tun?
Als Erstes müssen wir noch bessere Analysemethoden entwickeln, um die unzähligen Chemikalien
im Wasser genauer und effizienter nachweisen zu können. Dazu braucht es chemische
Testverfahren mit hohem Durchsatz. Solche Verfahren, welche riesige Datenmengen
rasch bewältigen, sind auch nötig, um die Wirkungen auf die Umwelt und den Menschen
abzuschätzen. Hier brauchen wir aussagekräftige genetische Toxizitätstests. Erst dann kann
die Wissenschaft die Regierungen wirklich beraten, wie diese mit den Mikroverunreinigungen
umgehen und welche Verfahren sie bei der Überwachung einsetzen sollen.
Vor welchen Herausforderungen stehen die Entwicklungs- und Schwellenländer?
Dass viele Menschen zu wenig Wasser für die Siedlungshygiene haben, ist dort nach wie vor
das grösste Defizit. Zwar hat die Uno mit ihren Millenniumsentwicklungszielen viel bewirkt. So
sank die Zahl der Menschen, die in Armut leben weltweit massiv. In China hat sich die notleidende
Bevölkerung seit dem Jahr 2000 zum Beispiel um 300 bis 400 Millionen Personen reduziert.
Das ist einmalig in der Geschichte der Menschheit. Trotzdem wurden elementare Ziele
verfehlt. Jenes für die Siedlungshygiene gehört dazu. Umso wichtiger ist es, dass sich die Uno
in New York kürzlich auf ein Nachfolgeprogramm für die nächsten 15 Jahre geeinigt hat.
«Viele der Millenniumsentwicklungsziele der Uno wurden
erreicht. Eine adäquate Siedlungshygiene gehört nicht dazu.»
Wenn ich sehe, welche Fortschritte viele Länder bei der Armutsbekämpfung und beim Zugang
zu sauberem Trinkwasser gemacht haben, stimmt mich das für die Siedlungshygiene zuversichtlich.
Nichtregierungsorganisationen haben in den letzten 15 Jahren bereits Unglaubliches
geleistet – etwa bei der Bekämpfung von Malaria, Tuberkulose, Pocken oder Kinderlähmung.
Überhaupt ist für mich die gute Zusammenarbeit, die NGO und Regierungen oft miteinander
aufgebaut haben, eine der grössten Errungenschaften der vergangenen Jahre. Die Millenniumsentwicklungsziele
sind dafür ein eindrückliches Beispiel.
Gibt es weitere derartige Errungenschaften?
Im Umweltschutz stellt für mich das 1989 in Kraft gesetzte Montrealer Protokoll zum Schutz
der Ozonschicht die grösste Leistung der letzten Jahrzehnte dar. Das Verbot von Fluorchlorkoh-
lenwasserstoffen bewahrte die Welt nicht nur vor dem Ozonloch, sondern ebenso von einer
doppelt so starken Klimaerwärmung verglichen mit der heutigen Situation. Denn die langlebigen
FCKW gehören zu den potentesten Treibhausgasen und wirken über 10 000-mal stärker als
CO2. Ihr Gehalt in der Stratosphäre nimmt seit einigen Jahren ab.
Welche Probleme kommen in Zukunft auf uns zu?
Der Klimawandel wird die Verfügbarkeit von Wasser verändern. Die Modellrechnungen deuten darauf
hin, dass humide Gebiete in Zukunft noch mehr Regen erhalten werden. Überschwemmungen
dürften sich häufen. Aride Regionen werden dagegen noch trockener und das Wasser wird dort
knapper. Zudem gilt es, dereinst weltweit zwei bis drei Milliarden Menschen mehr zu ernähren.
Sorgen macht mir das Auftreten neuer Krankheitserreger. Ich rechne mit einer Zunahme antibiotikaresistenter
Keime in der Umwelt. Über deren Evolution und Verbreitung weiss die Wissenschaft
noch zu wenig. Der globale Austausch von Menschen und Waren macht es heutzutage
möglich, dass sich Pathogene leicht auf der ganzen Welt ausbreiten können. Dasselbe gilt für
invasive Arten. Welche Probleme diese uns bescheren werden, lässt sich allerdings noch nicht
sagen. Mit Sicherheit verändern sie die Struktur und das Artengefüge eines Lebensraums. Inwieweit
sich das auf die Ökosystemfunktionen auswirkt, ist aber noch unklar. Auch hier muss
die Wissenschaft noch einige Fragen beantworten.
Beschränkt sich die Rolle der Forschenden auf das Erarbeiten von neuem Wissen?
Wir können zwar keine Gesetze erlassen. Aber ich empfinde es als Pflicht, mich bei gesellschaftlich
relevanten Themen als Wissenschaftler einzubringen und Entscheidungsträger –
gestützt auf die bestmögliche Forschung – zu informieren. Das bedeutet mehr als nur einen
Projektbericht abzugeben, es bedeutet interaktive Zusammenarbeit. Viele Kolleginnen und
Kollegen sind hier zurückhaltend. Das eingangs angesprochene Synthesezentrum der Eawag
könnte eine geeignete Plattform für einen solchen Austausch werden.
Quelle: http://www.eawag.ch/fileadmin/Domain1/News/2015/1002/interview_d.pdf
Neu-Ulm: DWA-Fachausschuss KA-8 besichtigt Klärwerk Steinhäule
Am 24. und 25. September 2015 tagte der DWA-Fachausschuss KA-8 „Weitergehende Abwasserreinigung“ in den neuen Räumlichkeiten des Klärwerks Steinhäule in Neu-Ulm. Im Rahmen der zweitätigen Sitzung nutzen die Mitglieder die Möglichkeit die neu errichtete Adsorptionsstufe im Klärwerk in Augenschein zu nehmen.
Elimination von Mikroverunreinigungen aus kommunalem Abwasser durch Pulveraktivkohle in Kombination mit einem mikrosandunterstützten Flockungs- und Sedimentationsverfahren (Actiflo® Carb)
Zusammenfassung
In Untersuchungen auf der Kläranlage Aachen-Soers wurde ein Verfahren zur Spurenstoffelimination mittels Pulveraktivkohle (PAK) in Kombination mit einem Flockungs- und Sedimentationsverfahren im kleintechnischen Maßstab erprobt. Die Besonderheit des eingesetzten Actiflo® CarbVerfahrens liegt in der kompakten Bauweise, da hohe Flächenbeschickungen im Sedimentationsbecken durch Einsatz von Mikrosand zur Flockenbeschwerung möglich sind. Im Versuchsbetrieb wurden die drei PAK Carbopal AP und Hydraffin MB 4 (Donau Carbon) sowie SAE Super (Norit) in Dosierungen zwischen 10 und 30 mg PAK/l verwendet und deren Auswirkungen auf die Elimination ausgewählter Mikroverunreinigungen untersucht. Alle Aktivkohlen bewirkten bereits bei geringer Dosierung von 10 mg PAK/l Eliminationen in Höhe von . 70-80 % der Stoffe Carbamazepin, Metoprolol, Benzotriazol und Telmisartan. Durch eine Steigerung der PAK-Dosierung auf 20 mg PAK/l konnten alle untersuchten Spurenstoffe, mit Ausnahme von Sulfamethoxazol, mit allen drei PAKProdukten zu mehr als 80 % eliminiert werden. Für Sulfamethoxazol wurde nur durch die PAK Hydraffin MB 4 eine . 80 %ige Elimination erreicht. Bei Einsatz von 30 mg PAK/l konnten für die PAK SAE Super und Hydraffin MB 4 durchgehend Ablaufkonzentrationen der Einzelsubstanzen von 100 ng/l erreicht werden. Bei der Variation des eingesetzten Fällmittels in Art [Eisen(III)chlorid, Polyaluminiumchlorid] und Dosierung konnten keine messbaren Veränderungen in der Absetzbarkeit der PAK festgestellt werden.
Den ganzen Artikel lesen Sie In der Korrespondenz Abwasser Heft 10 2015 ab Seite 893
Autoren
Dipl.Ing. Daniel Bastian
Dipl.Ing. Susanne Malms
Univ.Prof. Dr.Ing. Johannes Pinnekamp
Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen
Miesvander-Rohe-Straße 1 52074 Aachen
Dipl.Biol. Martin Speier
VWS Deutschland GmbH Krüger WABAG
Veolia Water Solutions & Technologies
Christian-Rittervon-LangheinrichStraße 7 95448 Bayreuth
EMail: pinnekamp@isa.rwthaachen.de
BWB testen Spurenstoffentfernung in Oberflächenwasseraufbereitungsanlage
Die Berliner Wasserbetriebe wollen ab Ende dieses Jahres die Möglichkeiten der Spurenstoffentfernung mittels Aktivkohle großtechnisch analysieren. Dazu hat das Unternehmen mit der Errichtung eines Pulveraktivkohlesilos an der Oberflächenwasseraufbereitungsanlage Tegel (OWA Tegel) begonnen. Ab Ende dieses Jahres soll dann ein Drittel des in OWA Tegel aufbereiteten Wassers zusätzlich mit Aktivkohle behandelt werden, um Spurenstoffe zurückzuhalten. Die großtechnische Versuchsanlage baut auf den Erkenntnissen aus den Forschungsprojekten AKURIS (Anthropogene Spurenstoffe im urbanen Kreislauf) und IST4R (Integration der Spurenstoffentfernung in Technologieansätze der 4. Reinigungsstufe bei Klärwerken) auf. Die Ergebnisse dieser Forschungsprojekte haben die Berliner Wasserbetriebe gemeinsam mit ihren Forschungspartnern – unter anderem die TU Berlin und das Umweltbundesamt – Mitte September in Berlin vorgestellt.
Simon: Entfernung von Spurenstoffen nur mit hohem finanziellen und energetischen Aufwand zu haben
„Die Entfernung von Spurenstoffen aus dem Wasserkreislauf ist ein wichtiges Ziel, das dem gesetzlichen Minimierungsgebot folgt – aber eines, das nicht ohne den Einsatz hoher finanzieller und energetischer Ressourcen zu haben ist“. Das sagte Jörg Simon, Vorstandschef der Berliner Wasserbetriebe (BWB), anlässlich der Ergebnispräsentation …mehr:
HERZLICH WILLKOMMEN AUF DEM SPURENSTOFF-WISSENSPORTAL!
Hier finden Pädagoginnen und Pädagogen spannende Lernmaterialien rund um das Thema „Spurenstoffe aus Medikamenten im Wasserkreislauf“. Wir möchten Sie anregen und unterstützen, diesen wichtigen Aspekt lebendig und mit viel Praxisbezug in Ihren Unterricht in der Grundschule oder Sekundarstufe 1 zu integrieren. Zahlreiche Arbeitsblätter, aber auch Filme, Online-Spiele und andere Medien stehen für Sie bereit.
Die Materialien werden laufend ergänzt. Reinschauen lohnt sich also immer wieder!
Den Spurenstoffen auf der Spur:
Was passiert, wenn ausrangierte Medikamente im Abwasser landen? Welche Auswirkungen hat das für unsere Gewässer, deren Bewohner und auch für unsere Gesundheit? Das Thema „Spurenstoffe aus Medikamenten im Wasserkreislauf“ ist für die Forschung eine Herausforderung. Denn derzeit ist es noch nicht möglich, Arzneimittelrückstände vollständig im Abwasser abzubauen. Inwieweit können daher Verhaltensänderungen beim Umgang mit Medikamenten dazu beitragen, die Belastung von Gewässern durch diese sogenannten Spurenstoffe zu verringern? Dieser Frage ging das Forschungsprojekt „Den Spurenstoffen auf der Spur in Dülmen“ – kurz: DSADS – nach. Auch nachhaltige Bildungsarbeit spielte dabei eine wesentliche Rolle. Hinter dem Projekt stehen das Land Nordrhein-Westfalen, die Stadt Dülmen und der Lippeverband. DSADS ist Teil des europäischen INTERREG IV B NWE Projekts „noPILLS in waters“.
Laichingen: Baden-Württemberg fördert Vernichtung von Spurenstoffen
Das Land fördert den über 4,5 Millionen Euro teuren Bau der Anlage zur Elimination von Spurenstoffen auf der Kläranlage Laichingen mit rund 2,1 Millionen Euro. „Besonders freut es mich, dass wir der Stadt für dieses richtungsweisende Abwasserprojekt eine 20-prozentige Extraförderung gewähren konnten“, erklärte Helmfried Meinel, Ministerialdirektor im Umweltministerium, als er der Stadt den Förderbescheid überreichte.
Darüber hat der Staatsanzeiger für Baden-Württemberg, Ausgabe Nr. 22, am 5. Juni 2015 berichtet.
Den kompletten Beitrag lesen Sie hier.
http://www.koms-bw.de/
LAHR: Weltweit erste Anlage dieser Art
Die vierte Klärstufe ist seit vier Wochen im Probebetrieb
Die vierte Stufe der Kläranlage läuft seit vier Wochen im Probebetrieb. Sie soll im Oktober offiziell eingeweiht werden. Die neue Anlage, in die der Abwasserverband 9,3 Millionen Euro investiert hat, soll Spuren- und Reststoffe wie Medikamente oder Chemikalien aus dem Abwasser filtern. Am Donnerstag hat der Umweltausschuss vor Ort getagt. Danach nahmen die Mitglieder die neue Anlage in Augenschein.Mehr:
Nicht jedes Abwasser eignet sich für eine Ozon-Behandlung
Die Behandlung von Abwasser mit Ozon-Gas ist eine wirksame Methode, um Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen.
Bei speziell belasteten Abwässern, etwa aufgrund von Einleitungen aus Industrie oder Gewerbe, können dabei aber ökotoxikologisch problematische Transformationsprodukte entstehen. «Enthält das Wasser beispielsweise Bromid, bildet sich bei der Ozonung möglicherweise krebserregendes Bromat», sagt Urs von Gunten, der an der Eawag und der ETH Lausanne Verfahren zur Elimination von Mikroverunreinigungen erforscht. Der Umweltchemiker und sein Team haben einen fünfstufigen Test entwickelt, mit dem sich beurteilen lässt, ob sich ein Abwasser für eine Ozonbehandlung eignet oder nicht. «Der Test bietet den Behörden eine Entscheidungshilfe beim Ausbau von Kläranlagen», sagt von Gunten. In den kommenden Jahren werden in der Schweiz rund hundert Kläranlagen zur Reduktion von Mikroverunreinigungen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe ausgerüstet.
Aktiv gegen Spurenstoffe und Keime: das Forschungsprojekt SchussenAktivplus
Im Rahmen des Forschungsprojektes SchussenAktivplus untersuchten Wissenschaftler aus unterschiedlichen Fachbereichen, inwieweit sich Chemiekalien und Krankheitserreger mit Hilfe verbesserter Technologie zur Reinigung von Abwasser und Mischwasser in Kläranlagen und Regenüberlaufbecken reduzieren lassen. Mehr:
http://schussenaktivplus.de/aktuelles/pressespiegel
Klärwerk Werdhölzli – Ozonung in Planung
Im Hinblick auf die anstehende Änderung der Gewässerschutzgesetzgebung beschloss Entsorgung und Recycling Zürich (ERZ) im Sommer 2013, im Klärwerk Werdhölzli möglichst rasch eine Verfahrensstufe zur Elimination von Mikroverunreinigungen zu erstellen. Als Verfahren wurde aufgrund der Platz-verhältnisse und der vorhandenen Infrastruktur (bestehende Sandfiltration usw.), die Ozonung gewählt. Eine Umnutzung der Sandfiltration in eine Aktivkohlefiltration wurde diskutiert und mangels Erfahrungen zurückgestellt. Die Anlage soll im Sommer 2017 in Betrieb genommen werden.
Im Rahmen der Vorabklärungen konnte ERZ in Zusammenarbeit mit der Eawag das Test-verfahren zur Eignung einer Ozonung durch-führen (siehe Newsletter Nr. 5). Dabei zeigte sich, dass das Abwasser unproblematisch ist, aber erhöhte Bromid-Werte aufweist.
Bromid wird in einer Ozonung teilweise in Bromat umgewandelt, das im Gewässer stabil und im Trinkwasser unerwünscht ist. Weitere Messungen ergaben, dass die Bromid-Konzentrationen und -Frachten stark variieren. Es traten Konzentrationen von bis ca. 1.2 mg/l auf (eine „normale“ erwartete Konzentration wäre im Bereich von 0.05 bis 0.1 mg/l).
Vorerst konnten die hohen Bromidkonzentrationen nicht zugeordnet werden. Deshalb wurden im Kanalnetz der Stadt Zürich an 37 Stellen Stichproben entnommen und auf Bromid untersucht. Aufgrund dieser Mess-kampagne konnten zwei relevante Quellen eruiert werden. Bei diesen handelt es sich um die beiden Kehrichtheizkraftwerke (KHKW) der Stadt Zürich (Hagenholz und Josefstrasse). Diese beiden Quellen machen rund 90% der Bromidfracht aus. Da ERZ die Bromatbildung bei der Ozonung minimieren will, wurde ein Projekt für die Entfernung des Bromids der KHKW aus dem kommunalen Abwasser der Stadt Zürich gestartet. Zur Diskussion steht eine Direkteinleitung des KHKW-Abwassers (mit entsprechender Vorbehandlung) in einen Vorfluter oder eine Bromidentfernung an der Quelle (sofern die notwendigen Technologien realisierbar sind).
Die Untersuchungen an der ARA Werdhölzli zeigen, dass ARA mit KHKWs und/oder Deponien in ihrem Einzugsgebiet mit erhöhten Bromidfrachten zu rechnen haben.
Die Eawag untersucht aktuell, welche Quellen welchen Beitrag zu Bromidfrachten in Abwasser und Gewässern leisten und wie die Bromatbildung minimiert werden kann. (Ch. Abegglen, ERZ).
Baden-Württemberg fördert Vernichtung von Spurenstoffen
Das Land fördert den über 4,5 Millionen Euro teuren Bau der Anlage zur Elimination von Spurenstoffen auf der Kläranlage Laichingen mit rund 2,1 Millionen Euro. „Besonders freut es mich, dass wir der Stadt für dieses richtungsweisende Abwasserprojekt eine 20-prozentige Extraförderung gewähren konnten“, erklärte Helmfried Meinel, Ministerialdirektor im Umweltministerium, als er der Stadt den Förderbescheid überreichte.
Darüber hat der Staatsanzeiger für Baden-Württemberg, Ausgabe Nr. 22, am 5. Juni 2015 berichtet.
http://www.koms-bw.de/pressemitteilungen/
Den kompletten Beitrag lesen Sie hier:
http://www.koms-bw.de/pulsepro/data/files/Ba-Wue%20foerdert%20Vernichtung%20von%20Spurenstoffen.pdf
Spurenstoffe in Schweden
In Schweden wurden in den letzten 10 Jahren aufgrund des Interesses der Wasserindustrie und der Bevölkerung verschiedene Forschungsprojekte zum Thema Spurenstoffe, resp. Medikamentenrückstände durchgeführt (z.B. MistraPharma). Seit 2014 läuft ein Forschungsprogramm der schwedischen Regierung, das während drei Jahren sechs grössere Forschungs- und Entwicklungsprojekte in diesem Bereich fördert. Konkret werden Massnahmen an der Quelle (z.B. Separatsammlungen) und verschiedene Technologien zur Spurenstoffentfernung aus Abwasser genauer untersucht.
In Schweden gelten sehr unterschiedliche Anforderungen an die Ablaufqualität von ARA: während im dicht besiedelten Süden sehr hohe Anforderungen an die Stickstoff- und Phosphorelimination gelten, ist im dünner besiedelten Norden meist keine Stickstoffelimination notwendig. Daher wird eine grosse Bandbreite an Reinigungstechnologien eingesetzt. Oft sind zweistufige biologische Verfahren (Hochlastbiologie im Belebtschlammsystem, gefolgt von Biofilmprozessen für die Stickstoffelimination) und eine Abschlussfiltration (Sand- oder Scheibenfilter) mit Nachfällung im Einsatz. Der Klärschlamm wird weitgehend in der Land-wirtschaft oder im Landschaftsbau verwendet. Die Komplexität der bestehenden Systeme und die jeweiligen Randbedingungen (vorhandene Verfahrenstechnik, Abwasser-zusammensetzung, Einleitbedingungen, Klärschlammentsorgung) müssen bei künftigen Ausbauschritten berücksichtigt werden.
Aufgrund der positiven Resultate der ersten Forschungsprojekte beschlossen die Betreiber der Kläranlage „Nykvarnsverket“ in Linköping, die erste grosstechnische Anlage zur Elimination von Spurenstoffen in Schweden zu bauen. Als Verfahren wurde eine Ozonung, gefolgt von einem Wirbelbett gewählt. Der Baubeginn ist auf Ende 2015, die Inbetriebsetzung auf Ende 2016 geplant.
Neben der Spurenstoffelimination wird in der Fachwelt diskutiert und erwartet, dass die bereits heute hohen Anforderungen an die Stickstoff- und Phosphorelimination weiter verschärft werden. Auch diese steigenden Anforderungen müssen bei der Implementierung neuer Technologien zur Spurenstoffelimination berücksichtigt werden. (Text: Michael Cimbritz, Lund University, Schweden):
In eigener Sache
Seit 1. Juli arbeitet neben Pascal Wunderlin auch Aline Meier in einem 80%-Pensum für die Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“ Aline Meier hat an der ETH Zürich Umweltingenieurwissenschaften studiert und nach dem Studium 3 Jahre in einem Ingenieurbüro im Bereich Abwasserreinigung gearbeitet.
Organisation
Wie im Editorial erwähnt, wird der Betrieb der Plattform für die nächsten vier Jahre durch BAFU, VSA und Eawag sichergestellt. Wir erarbeiten derzeit eine Strategie, um die Ziele, Aufgaben und Prioritäten für die kommenden vier Jahre festzulegen. Inputs sind natürlich jederzeit willkommen.
Plattformprojekte
Die Plattformprojekte (Dimensionierung/ Redundanz, Nachbehandlung, Betriebs-überwachung/-sicherheit, Kennzahlen, und Ozon-Testverfahren) wurden in den vergangenen Newslettern detailliert beschrieben. Sie befinden sich aktuell in Bearbeitung. In den kommenden Newslettern und der Fachtagung vom 11. November (siehe Veranstaltungen) wird über erste Resultate informiert.
Praxisanwendung von Regel- und Steuerstrategien zur bedarfsgerechten Ozon – Dosierung
Als sogenannte „First Mover Ozonung“ wurde auf der ARA Neugut (Dübendorf) die erste Schweizer Ozonungsanlage volltechnisch realisiert und ist seit Mai 2014 in Betrieb.
Im Rahmen eines vom Bund geförderten Umwelttechnologie-Projektes zur Optimierung der Ozondosierung bei der Spurenstoffelimination wurden an der Eawag im Pilotmassstab die Grundlagen für die Steuerung bzw. Regelung der Ozondosierung mittels Absorbanz-Messung entwickelt (Siehe Newsletter Nr. 3; zum Abschlussbericht). Diese Vorgehensweise zur Ozondosierung erwies sich im Vergleich zu anderen Steuerungsstrategien als sehr vorteilhafte Alternative, insbesondere vor dem Hintergrund bedarfsgerecht dosieren zu können, um so der Bildung von Transformationsprodukten durch die Ozonung möglichst vorbeugen zu können, beziehungsweise sie zu minimieren.
Zwischen Mitte 2014 und Mitte 2015 wurde die Methode einem Praxistest auf der ARA Neugut unterworfen und grosstechnisch angewendet (Abbildung 3). In diesen Praxis-untersuchungen hat sich gezeigt, dass die Steuerung nach dem UV254nm-Signal des Ab-wassers im Zulauf zum Ozonreaktor (UV254nm-in Signal) sicher und praxistauglich ist. Dadurch kann eine bedarfsgerechte Dosierung des Ozons erreicht werden, unter Ein-haltung der Ziele der Spurenstoffelimination. Im Weiteren hat sich gezeigt, dass das UV254nm in-Signal sehr gut mit dem DOC-Gehalt des Abwassers korreliert, so dass eine quasi DOC-Fracht-proportionale Ozon-Dosierung erfolgte.
Als weitere Dosierstrategie wurde die Regelung via der Absorbanzabnahme aufgrund der Ozonung bei 254 nm getestet (UV254nm im Zu-/Ablauf des Ozonreaktors). Hier zeigte sich im Praxistest, im Gegensatz zu den Untersuchungen im Pilotmassstab, dass die Absorbanzmessung im Ablauf der Ozonung nicht stabil ist. Es wird spekuliert, dass eine verstärkte Biofilmbildung in der Messzelle nur teilweise durch das Messsystem kompensiert werden kann, und somit zu einer Drift des Messsignals führt. Diese Regelstrategie (Absorbanz-Differenzmethode) weist aber grundsätzlich ein grosses Potenzial auf, da neben dem Erfassen von Nitritspitzen und deren Kompensation durch erhöhte O3-Dosierung auch die Spurenstoffelimination überwacht werden kann (sehr gute Korrela tion zwischen der Spurenstoff- und Absorbanzabnahme).
Eine stabile und robuste UV-Absorbanzmessung im Ablauf des Ozonungsreaktors bedarf noch weiterer Optimieru-gen. Denkbar wäre eine Absorbanzmessung im Ablauf der Nachbehandlung (z.B. Sandfiltration), da hier mit deutlich weniger Biofilm-bildung zu rechnen ist. (J. Fleiner, M. Böhler, H. Siegrist, Eawag).
Pilotanlage Ozonung ARA Rosenbergsau, Au (SG)
Auf der ARA Rosenbergsau wurde im März 2015 eine Pilotanlage zur Ozonung von Mikroverunreinigungen installiert (Abbildung 4). Mit der Anlage sollen wichtige Erkenntnisse für die Eignung der Ozonung gewonnen werden. So wird mit Hilfe der erarbeiteten Dimensionierungsparameter die spätere Realisierung der grosstechnischen Anlage mit hoher Planungssicherheit bezüglich Investitionskosten (Grösse des Reaktors) und Betriebskosten (Ozon- und Energieverbrauch) erstellt. Während mehrerer Wochen hat Pöyry Schweiz AG in Zusammenarbeit mit der ARA Rosenbergsau in verschiedenen Versuchsphasen mit einem umfangreichen Messprogramm die Eliminationsleistungen analysiert und Ozonprofile erstellt. Um den Einfluss weiterer Parameter wie schwankende Schmutzstoffkonzentrationen oder Regenereignisse auf die Eliminationsleistung zu evaluieren, wurden neben 12 Mikroverunreinigungen auch alle relevanten Schmutz-parameter analysiert. Die Pilotanlage besteht aus einem Sauerstofftank, einem Ozongenerator, zwei knapp sechs Meter hohen Säulenreaktoren und diversen Mess-instrumenten und Datenloggern.
Die Ergebnisse der Versuche sind nicht nur für die ARA Rosenbergsau relevant, sondern auch für die vielen weiteren Ausbauten in anderen Abwasserreinigungsanlagen, die in den nächsten Jahren folgen werden. Die Versuche dauern noch bis im Juni 2015 an. Abschliessende Ergebnisse wird Pöyry Schweiz AG Mitte dieses Jahres publizieren. (S. Huber, Pöyry Schweiz AG).
Grosstechnische Umsetzungen auf der ARA Neugut, Dübendorf
Ozonung: Erste Betriebserfahrungen und aktueller Stand
Die Betriebserfahrungen der volltechnischen Ozonanlage auf der ARA Neugut in Dübendorf sind durchwegs positiv. Seit der Inbetriebnahme im März 2014 arbeitet die Anlage störungsfrei und behandelt die gesamte anfallende Abwassermenge von Trocken- bis Regenwetter (80 – 660 Liter pro Sekunde).
Die betriebenen Steuer- und Regelungskonzepte zur Ozondosierung haben sich bewährt (siehe auch Beitrag weiter oben). Mit jeder Strategie, – Q, UV, DOC oder UVdelta, – wurde die Eliminationsleistung der Mikroverunreinigungen der 12 Einzelstoffe von 80 % sehr gut erreicht, sei dies im Mittelwert oder im Einzelfall. Dazu wurden 2.0 – 3.5 gO3/m3 benötigt. (M. Schachtler, ARA Neugut).
KomS-Versuchsanlage „Ulmer Verfahren“
Das KomS Baden Württemberg betreibt seit Februar 2015 am Lehr- und Forschungs-klärwerk (LFKW) der Universität Stuttgart eine Versuchsanlage, welche aus zwei einzelnen Adsorptionsstufen besteht Das Verfahrensprinzip der Adsorptions-stufen ist identisch mit jenem, welches beispielsweise auch in den Kläranlagen Ulm oder Mannheim zur Anwendung kommt („Ulmer Verfahren“). Jede Straße besteht aus einem als Zweierkaskade ausgelegten Kontaktreaktor und einem Sedimentations-becken. Die beiden Straßen werden mit dem Ablauf des LFKW beschickt. Der Volumen-strom je Straße beträgt 500 L/h, kann aber nach Bedarf variiert werden.
Die Anlage bietet die Möglichkeit, die Reinigungswirkung zweier unterschiedlicher Pulveraktivkohlen oder auch unterschiedlicher Adsorbenskonzentrationen im direkten Vergleich zu untersuchen. Darüber hinaus verfügt die Anlage über eine Dosierstation, um die Eliminierbarkeit von einzelnen Substanzen mit dieser Verfahrenstechnik überprüfen zu können.
Die Anlagenelemente können für Vorversuche auch an anderen Standorten aufgebaut werden. (St. Metzger, KomS Baden-Württemberg).
Verstärkte Zusammenarbeit zwischen den Kompetenzzentren
Am 28. April 2015 trafen sich Vertreter des Kompetenzzentrums Spurenstoffe (Baden-Württemberg, D), des Kompetenzzentrums Mikroschadstoffe (Nordrhein-Westfalen, D) und der VSA Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“ (CH), in Mannheim (Abbildung 7). Die Kompetenzzentren planen in Zukunft ihre Zusammenarbeit zu intensivieren und konnten bereits interessante Ideen für gemeinsame Projekte entwickeln. Das nächste Treffen findet im kommenden August in Stuttgart statt.
Forschung / Pilotversuche
PAK-Dosierung in eine Membrananlage: Versuche Le Locle/Les Brenets (NE)
In einem Pilotversuch wurde erstmals in der Schweiz die PAK-Dosierung in eine Membranbiologie (MBR) untersucht (siehe auch Newsletter Nr. 4). Mit der Membranfiltration ist ein 100%-iger PAK-Rückhalt gewährleistet, was erlaubt, auf zusätzliche, nachgeschaltete Filtrationsstufen zu verzichten und Mikroverunreinigungen ohne grosse bauliche Anpassungen aus dem Abwasser zu entfernen.
Beim Versuch wurde parallel ein MBR ohne und ein zweiter MBR mit PAK-Dosierung betrieben, wobei beim MBR mit PAK-Dosierung eine grosstechnische Membranausführung zur Anwendung kam, um zusätzliche Informationen zum Verhalten der Membranfiltration zu gewinnen.
Ohne PAK Dosierung konnte in beiden MBR eine Elimination der Mikroverunreinigungen von etwa 30% im Mittel bezüglich von 6 gewählten Indikatorsubstanzen gemessen werden (Carbamazepin, Diclofenac, Benzotriazol, Clarithromyzin, Metoprolol, Venlafaxin). Bezüglich 26 ausgewählter Sub-stanzen erreichte die Leistung etwa 50% im Mittel.
Mit einer PAK-Dosierung von 10 mg/l konnte die mittlere Eliminationsleistung auf 92% bezüglich der Indikatorsubstanzen und 90% bezüglich der 26 Substanzen erhöht werden. Eine höhere PAK-Dosierung von 20 mg/l führte aufgrund der Bestimmungsgrenzen zu keiner messbaren Erhöhung der Elimination. Die notwendige Dosierung von 10 mg/l entspricht einer spezifischen PAK-Dosierung von etwa 1.7 mg PAK/mg DOC (DOC im Ablauf MBR ohne PAK Dosierung: 5.9 mg/l). Mit der PAK-Dosierung konnte der DOC im Ablauf gegenüber dem MBR ohne PAK-Dosierung um etwa 25% auf 4.4 mg/l reduziert werden.
Die notwendige, spezifische PAK-Dosierung ist etwa gleich hoch wie bei nachgeschalteten PAK-Verfahren und somit deutlich tiefer als bisher gemessen in anderen Versuchen mit Direktdosierung von PAK in den Belebtschlamm. Gründe hierfür sind vermutlich die etwas feinere Partikelgrösse der verwendeten PAK (möglich aufgrund der Membran-filtration) und der bessere Kontakt der PAK mit dem Abwasser, da die Schlammflocken beim MBR sehr fein sind und deshalb die PAK-Partikel nicht in die Belebtschlammflocken eingebunden werden. Beim Betrieb der Membranfiltration wie auch beim Sauerstoffeintrag war keine Beeinflussung durch die PAK-Dosierung festzustellen. Dementsprechend ergeben sich – mindestens für den verwendeten Membrantyp -keine Unterschiede zwischen einer Membranbiologie mit und ohne PAK-Dosierung.
Der Schlussbericht zum Projekt liegt vor (zum Dokument). Die Projektpartner im Projekt waren: Kanton NE, BAFU, Kläranlage Le Locle, Haute Ecole Spécialisée de Suisse Occidentale de Fribourg, ribi SA, WABAG. (M. Baggenstos (Wabag), und Projektpartner).
PAK-Abtrennung mittels Flotation
In diesem Umwelttechnologie-Förderprojekt des BAFU wird, unter der Federführung der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) in Zusammenarbeit mit Partnern aus angewandter Forschung, Industrie und Dienstleistung, die PAK-Abtrennung mittels nachgeschalteter Druckentspannungsflotation (DAF) des Herstellers Krofta (Lugano) untersucht. Die Flotation ist eine kompakte verfahrens-technische Lösung als Alternative zu Sedimentationsverfahren bei geringem Flächen-verbrauch und somit insbesondere interessant für Anlagen, welche bereits über eine Flotationszelle oder nur über ein geringes Platzangebot verfügen.
Auf der ARA Visp im Kanton Wallis, einer Anlage mit hohem Industrieabwasseranteil, erfolgte die erste Pilotierungsphase. In der laufenden zweiten Pilotierungs-Phase wird die Implementierung auf kommunal geprägten Anlagen umgesetzt: auf der ARA Bioggio (Kanton TI, abgeschlossen) und aktuell auf der ARA Ergolz 1 (Kanton BL).
Im Kontaktreaktor wird die Pulveraktivkohle mit dem Ablauf der Nachklärung vermischt. Nach vorgegebener Kontaktzeit zur Adsorption der Mikroverunreinigungen und Zugabe von Fällungs- und Flockungshilfsmitteln er-folgt die Abtrennung der beladenen Kohle durch Flotation (Abbildung 2). Abschliessend erfolgt ein Polishing durch Filtration des Klarwassers über einen Polstoff-Trommelfilter der Firma Mecana. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgegebenen GUS-Grenzwerte mit diesem Anlagenkonzept sehr gut eingehalten werden können.
Im letzten Schritt des Projekts werden an der Anlage in Sissach weitere Optimierungen vorgenommen, um den Energieverbrauch und damit die Kosten zu senken. Im Weite-ren wird die Rezirkulation des Kohle-Flotats im System eingebunden.
Das Projekt wurde im Rahmen der Tagung „I microinquinanti in Ticino: esperienze a con-fronto“ im November 2014 in Lugano einem Fachpublikum aus Vertretern des Kantons, der Forschung und Dienstleistern aus dem Bereich Abwasserbehandlung vorgestellt. (A. Langbein (FHNW) und Projektpartner).
Pilotprojekte zur weitergehenden Spurenstoffelimination in Bayern
Derzeit gibt es in Deutschland keine verbindlichen Anforderungen zur Elimination von Spurenstoffen in Kläranlagen. Um für zu-künftige Entwicklungen vorbereitet zu sein und neue Erkenntnisse zu gewinnen, werden aktuell zwei Pilotprojekte zur weitergehen-den Spurenstoffelimination vom Freistaat Bayern gefördert.
Im „Pilotprojekt 4. Reinigungsstufe“ soll eine großtechnische Anlage zur Elimination von Spurenstoffen auf der Kläranlage der Stadt Weißenburg (Ausbaugröße: 35‘000 EW) er-richtet und dauerhaft betrieben werden. Dabei kommt die Verfahrenskombination Ozonung mit nachgeschalteter biologischer Filtration zum Einsatz. Die biologische Nach-behandlung soll für einen Verfahrensvergleich zweistrassig mit einem biologisch aktiven GAK-Filter bzw. einem Sandfilter aus-gestattet werden. Im Rahmen einer umfang-reichen wissenschaftlichen Begleitung wer-den Leistungsfähigkeit, technische Mach-barkeit und Auswirkungen auf das Gewässer untersucht.
Im Februar 2015 ist das Vorhaben „Alternative Oxidationsverfahren als 4. Stufe“ gestartet. Auf dem Klärwerk München II werden die Möglichkeiten eines Advanced Oxidation Process (AOP) mit UV-Bestrahlung und Wasserstoffperoxid zur Spurenstoffelimination untersucht (eine UV-Anlage ist hier bereits in Betrieb). Im Einzelnen soll geprüft werden, ob
1. bestehende UV-Anlagen zur Desinfektion für eine Spurenstoffentfernung umgerüstet werden können,
2. welche Entfernungsleistungen erreicht werden und 3. ob das Verfahren mit UV/H2O2 eine sinn-volle Alternative zu anderen Verfahren dar-stellt.
(S. Rödel, Universität der Bundeswehr München)
AKTIFILT-Projekt auf der ARA Ergolz (Sissach)
Das von der Umwelttechnologieförderung des BAFU unterstützte Projekt AKTIFILT auf der ARA Ergolz I in Sissach wurde im Newsletter Nr. 3 vorgestellt und wird bald abgeschlossen sein. Während gut einem Jahr wurde einer der sechs vorhandenen Raumfilter (RF) mit einer PAK-Dosierung und einer Flockung im Zulauf des Filters betrieben. Neben der Entfernung von Mikroverunreinigungen durch die Prozesskombination PAK/RF war vor allem der Feststoffrückhalt durch den RF unter realen Betriebsbedingungen beim Einsatz von PAK von Interesse.
Parallel zum grosstechnischen Versuch wurde eine Pilotanlage mit zwei parallel laufen-den RF unter gleichen Bedingungen betrieben, um alternative Filtermedien im Ver-gleich zu testen. Im Weiteren wurde im Laufe des Versuches einmal der Pulveraktivkohletyp gewechselt.
Die bisherigen Resultate über ein Jahr (siehe Abbildung 5) zeigen einen sehr stabilen Betrieb der Prozesskombination PAK/RF mit Feststoff-Ablaufwerten, die sogar leicht besser sind als jene der restlichen RF ohne PAK-Dosierung und Flockung. Aufgrund der Fällmitteldosierung, die die Flockung unter-stützt, kommt es zu einer zusätzlichen Phosphatreduktion von etwa 50%. Die erreichte DOC Reduktion beträgt gut 30%.
Bezüglich der Mikroverunreinigungen konnten die angestrebten Eliminationsleistungen von 80% im Mittel in Bezug auf die Indikatorsubstanzen Carbamazepin, Diclofenac, Benzotriazol, Sulfamethoxazol und Mecoprop bei einer mittleren Dosierung von knapp 12 mg PAK/l mit einstufiger Dosierung ohne Rückführung des Filterspülwassers (und damit der Überschusskohle) in die biologische Stufe gut erreicht werden. Ein letzter Versuch mit einer Dosierung von 10 mg PAK/l steht noch aus. Die resultierende spezifische PAK-Dosierung ist somit etwa 2 mg PAK/mg DOC (DOC im Ablauf Nachklärung). Eine schrittweise Reduktion der Kontaktzeit in der Flockung hat gezeigt, dass die Adsorptionsvorgänge grösstenteils durch die im Filterbett zurückgehaltene und eingelagerte Kohle erfolgen. Dieses Phänomen konnte zum Beispiel auch bei einem Ausfall der PAK-Dosierung verfolgt werden, als auch ohne frische PAK weiterhin eine signifikante Adsorptionsleistung messbar war.
Trotz der zusätzlichen PAK-Fracht auf die Filter kam es nicht zu signifikant kürzeren Filterlaufzeiten, was auf einen guten Raumfiltrationseffekt hinweist. Beim Wechsel der PAK musste hingegen die Flockungsintensität angepasst werden, da der zweite PAK-Typ eine andere Partikelverteilung aufwies. Bei den Pilotfiltern zeigte sich mit alternativen Filtermedien ein weiteres Verbesserungspotenzial beim Feststoffrückhalt.
Der Schlussbericht zum Projekt sollte im Herbst 2015 vorliegen. Die Projektpartner im Projekt sind: BAFU, AIB, FHNW, EAWAG, Holinger, Dolder, WABAG. (M. Baggenstos (Wabag) und Projektpartner).
Brüssel: Mit Aufklärung und Sensibilisierung gegen Spurenstoffe in Gewässern
Abschlusskonferenz des Projekts „noPILLS in waters“ in Brüssel – Erkenntnisse für die Emscher-Lippe-Region
Über Stoffe wie PCB und Phosphat in den Flüssen ist in den vergangenen Wochen viel berichtet worden. Nicht vergessen darf man dabei die sogenannten Spurenstoffe – Reste von Arzneimitteln, die über das Abwasser in Flüsse wie die Emscher und in die Lippe gelangen. Ihr Einfluss auf den Menschen, wenn über das Trinkwasser eingenommen, ist unklar. Auf Flora und Fauna wirken sie jedoch in jedem Fall schädlich. In den regulären Kläranlagen können diese Stoffe mit konventionellen Techniken nicht komplett herausgefiltert werden. Was man dennoch gegen Spurenstoffe im Wasser tun kann – von der Produktion bis zur Entsorgung – das haben Emschergenossenschaft und Lippeverband in den vergangenen Jahren gemeinsam mit mehreren europäischen Partnern in dem EU-Projekt „noPILLS in waters“ untersucht. In der vergangenen Woche wurden nun in Brüssel zum Abschluss des Projekts die wichtigsten Erkenntnisse vor einem breiten Publikum, darunter auch Vertreter der EU-Kommission, präsentiert.
Im Rahmen von „PILLS“, dem Vorläufer von „noPILLS“, hatte die Emschergenossenschaft von 2009 bis 2011 in Gelsenkirchen auf dem Gelände des Marienhospitals eine europaweit einzigartige Spezialkläranlage gebaut: Sie verfügt im Gegensatz zu den regulären Kläranlagen über weitergehende Reinigungsstufen wie Ozonung, Membranfiltration und Aktivkohlefiltration. In einer einjährigen Pilotphase bis 2012 wurde in Gelsenkirchen die Wirksamkeit der Anlage erforscht. Das Ergebnis: Während die regulären Kläranlagen bis zu 70 Prozent der Spurenstoffe eliminieren können, erzielte die PILLS-Anlage einen Wirkungsgrad von knapp über 90 Prozent. Für die Projektpartner bedeutete dies eine gute, aber zugleich auch schlechte Nachricht – denn eine 100-prozentige Eliminierung der Arzneimittelreste aus dem Krankenhausabwasser gelang trotz der Kombination der weitergehenden Klärtechniken nicht.
Diese Erkenntnis führte schließlich zu dem Nachfolgeprojekt „noPills“. Hier liegt der Schwerpunkt darin, bereits sehr viel früher anzusetzen: bevor die Medikamente überhaupt eingenommen werden, bevor der Arzt sie überhaupt verschreibt, bevor die Apotheke sie überhaupt verkauft, bevor die Spurenstoffe überhaupt erst ins Abwasser gelangen können!
Dülmen in Nordrhein-Westfalen wurde als Modellstadt für das Projekt des Lippeverbands ausgewählt, mit dem untersucht werden sollte, inwieweit schon durch eine Sensibilisierung der Bevölkerung sowie der Ärzte- und Apothekerschaft die Belastung des Wassers verringert werden kann. Über gezielte Informationen sollten Verhaltensänderungen bei der Verordnung, Einnahme und Entsorgung von Medikamenten bewirkt werden, um Umweltbelastungen im Wasser zu senken.
Die Emschergenossenschaft und der Lippeverband hatten bei „noPILLS“ vier weitere Partner aus dem europäischen Ausland:
Frankreich – Université de Limo-ges
Schottland – Glasgow Cale-donian University
Luxemburg – Luxembourg Institute of Science and Technology (öffentlich-rechtliches Forschungszentrum)
Niederlande – Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu
Die Partner aus Schottland und Frankreich haben ihre Schwerpunkte während des Projektes neben technischen Innovationen auf die Sensibilisierung der Bevölkerung gelegt, wobei die Franzosen darüber hinaus intensiv den Verbleib von antibiotikaresistenten Bakterien im Abwasser und im Klärschlamm untersucht haben sowie den direkten Vergleich von zentraler und dezentraler Reinigung von Krankenhausabwässern.
Die niederländischen Partner haben etwa basierend auf dem Lebenszyklus von Medikamenten aufzeigt, an welchen Stellen man ansetzen könnte, um den Eintrag ins Wasser zu verringern oder gar zu verhindern. Die Luxemburger haben wie die Emschergenossenschaft in Gelsenkirchen eine Urinseparationskampagne durchgeführt. Das Ziel dabei: Patienten der Radiologie sollen Röntgenkontrastmittel nicht über die Toilette ausscheiden, sondern über spezielle Urin-Beutel – die dann über den Müll entsorgt werden. Der Wasserkreislauf wird somit nicht mit den Spurenstoffen belastet. In Gelsenkirchen konnte die Emschergenossenschaft in einem Probezeitraum von nur zwei Wochen rund 40 Prozent der Patienten zur Teilnahme bewegen.
Bei der Abschlusskonferenz in Brüssel waren sich die Experten einig darüber, dass es derzeit keine geeignete Technik gibt, die Spurenstoffe 100-prozentig eliminieren könnte. Die weitergehenden Reinigungsstufen, die bislang erprobt wurden, sind zudem äußerst energie- und damit auch kostenintensiv. Nach Ansicht von Emschergenossenschaft und Lippeverband wird der Aspekt „Aufklärung und Sensibilisierung“ daher in den kommenden Jahren eine wesentlich größere Rolle spielen. Aktivitäten wie in der Modellstadt Dülmen könnten auch in anderen Städten stattfinden: an der Emscher von Holzwickede bis Dinslaken, an der Lippe von Hamm bis Wesel. Denn eines bleibt sicher: Über Spurenstoffe im Wasser wird auch in Zukunft noch viel geredet werden!
Förderung:
Die Förderung teilen sich das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen und die Europäische Union mit dem INTERREG-IV-B-Programm.
Spurenstoffe in Gewässern – Vorsorge ist besser als Nachsorge
Dass es Auswirkungen für unsere Umwelt und die Bevölkerung haben könnte, wenn man zur Therapie eines Tennisarms Diclofenac zu sich nimmt, darüber machen sich Arzt und Patienten verständlicherweise kaum Gedanken. Leider ist Diclofenac jedoch einer der Arzneistoffe, die vermehrt in den Fließgewässern Europas gefunden werden. Der Einbau neuer Reinigungsverfahren in den Kläranlagen soll Abhilfe schaffen.
Nachdem die Belastung der Fließgewässer durch Industrieeinträge stark reduziert wurde, konnte man, dank verbesserter Nachweismethoden, in den letzten Jahren vermehrt Spurenstoffe aus kommunalen Haushalten in den Fließgewässern nachweisen. Daher veranlasste die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) die Untersuchung von 86 Spurenstoffen in sechs Kläranlagen und an 20 Probenahmestellen an Fließgewässern im Zeitraum zwischen Mai 2012 und April 2013. Und die Ergebnisse bestätigen, was auch an anderen Stellen in Deutschland bereits gemessen wurde: Alle untersuchten Fließgewässer sind mit organischen Spurenstoffen belastet.
Hohe Arzneimittelkonzentrationen
Am Beispiel des Arzneimittels Diclofenac lässt sich die Bedeutung der Arzneimitteleinträge in die Fließgewässer sehr leicht zeigen. Die Studie der LUBW gibt für Diclofenac eine mittlere Ablaufkonzentration der Kläranlagen von 1 µg pro l an. Die durch die Umweltqualitätsnorm (UQN) vorgeschlagene Konzentration von 0,05 µg pro l wird im Mittel bei Weitem überschritten. Laut der Studie finden die meisten Überschreitungen in den Ballungszentren am Neckar statt. Das verschreibungspflichtige Medikament gelangt hauptsächlich als Metabolit oder dessen Konjugate über Fäkalien und zum größten Teil über den Urin ins Abwasser. Eine Untersuchung des Bayerischen Landesamtes für Umwelt und des Instituts für Tierpathologie der Ludwig-Maximilians-Universität München zeigt, dass bereits eine vierwöchige Exposition von Regenbogenforellen mit einer Diclofenac-Konzentration von 0,5 µg pro l Veränderungen bei den Fischen in unter anderem Niere, Haut und Kiemen hervorrufen kann. Allein aus ökotoxikologischer Sicht sind diese Daten alarmierend.
Auffällig ist, dass bei den meisten Stoffen, die einer rechtlichen Regelung der Belastung …mehr:
http://www.bio-pro.de/umwelt/um/artikelliste/index.html?lang=de&artikelid=/artikel/10479/index.html
Umwelt-Sünden: In allen Flüssen sind riskante Spurenstoffe zu finden
Stuttgart – Es ist die aufwendigste Suche nach Spurenstoffen, die jemals in Baden-Württemberg angestellt worden ist: 17 Bäche und Flüsse sowie sechs Kläranlagen sind ein Jahr lang auf 86 Stoffe hin geprüft worden – die Ergebnisse liegen nun vor. Die Leitfrage lautete: Wie belastet sind unsere Gewässer durch Arzneimittelrückstände, …mehr:
Spurenstoffe und Keime im Wasserkreislauf – Quo vadis?
Die Abschlussveranstaltung des BMBF-Verbundprojekts SchussenAktivplus fand am 22./23. April 2015 in Langenargen am Bodensee statt. Mit Berichten von vielen Projektpartnern, thematisch passenden Gastbeiträgen und Diskussionen. Das umfangreiche Programm entnehmen Sie bitte dem pdf.
Entfernung von aktuellen Spurenstoffen
In dem europäischen Verbundprojekt TAPES „Transnational Action Program on Emerging Substances“ arbeiten zehn Partner aus den Niederlanden, Belgien, der Schweiz, England und Deutschland zusammen, um grenzüberschreitend optimale Strategien zur Entfernung von aktuellen Spurenstoffen bei der Abwasserreinigung und bei der Trinkwasseraufbereitung zu entwickeln. TAPES wird von der EU im Rahmen des INTERREGIV-B Programms für Nordwesteuropa gefördert. Die Koordination des Projekts liegt beim Amsterdamer Wasserver- und -entsorger Waternet.
Im Projekt wird eine Wissensplattform, die sogenannte WaterCloud entwickelt, in der aktuelle Informationen zu Spurenstoffen und Möglichkeiten zu ihrem Rückhalt bei der Wasseraufbereitung zusammengestellt und der interessierten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Innovative Technologien sowie Hybridverfahren zur Entfernung von Spurenstoffen werden im Rahmen des Projekts untersucht. Basierend auf den Ergebnissen des Projekts soll, ergänzt durch eine Literaturrecherche, ein System zur Entscheidungsfindung entwickelt werden, das es Betreibern von Kläranlagen und Wasserwerken ermöglicht, die für ihre spezielle Situation unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten optimale Lösung für den Rückhalt von Spurenstoffen zu finden.
Das DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe beteiligt sich an dem Projekt mit wissenschaftlichen Untersuchungen zur Entfernung von Spurenstoffen mit neuen Adsorbentien. Neben neu entwickelten Aktivkohlen, wie beispielsweise Aktivkohlen auf Rohstoffbasis Kokosnussschalen mit höheren Aktivierungsgraden, werden synthetische Adsorbentien insbesondere im Hinblick auf die Entfernung polarer organischer Spurenstoffe untersucht. Neben granulierten Adsorbentien werden auch Pulveraktivkohlen mit unterschiedlicher Rohstoffbasis in die Untersuchungen einbezogen, wobei hier zusätzlich verfahrenstechnische Kenndaten ermittelt werden, die für die Dimensionierung großtechnischer Anlagen relevant sind. Darüber hinaus stellt das TZW in dem Projekt seine langjährigen Erfahrungen zum Vorkommen und zum Verhalten aktueller Spurenstoffe bei der Trinkwasseraufbereitung zur Verfügung.
http://www.tzw.de/de/projekte/aufbereitung/entfernung_von_aktuellen_spure-662/
Wert der Spurenstoffelimination – Eine ökonomische Analyse zum Ausbau schweizer Abwasserreinigungsanlagen
Welchen Wert misst die Bevölkerung der Elimination von Mikroverunreinigungen in den Kläranlagen zu? Aus den Antworten von 1000 Deutschschweizern und Deutschschweizerinnen wurde der wirtschaftliche Nutzen des Ausbaus von Abwasserreinigungsanlagen abgeleitet. Der Vergleich mit den veranschlagten Kosten zeigt, dass der Ausbau in der Schweiz gerechtfertigt ist.
Den kompletten Artikel lesen Sie hier:
http://www.koms-bw.de/pulsepro/data/img/uploads/AquaGas.pdf
LAHR: Mehr als 1,3 Millionen Euro für Sanierung der Kläranlage Lahr
Abwasserzweckverband Raumschaft Lahr bekommt zweiten Teilbetrag für Aktivkohleadsorptionsanlage
Das Regierungspräsidium Freiburg hat den zweiten Teilzahlungsantrag des Abwasserverbandes Raumschaft Lahr an die Landesbank mit der Bitte um Auszahlung von etwas mehr als 1,3 Millionen Euro übersandt. Damit unterstützt das Land unter anderem aus EU-Fördermitteln des EFRE-Programms die Sanierung der Kläranlage in Lahr (Ortenaukreis).
Mit dem Geld wird die Aktivkohleadsorptionsanlage mit Tuchfilter zur Entnahme organischer Spurenschadstoffe auf der Kläranlage Lahr realisiert. Damit sind nun rund zwei von den bewilligten rund 3,2 Millionen Euro ausbezahlt. Die Bauarbeiten gehen gut voran und sind schon weitgehend abgeschlossen, teilt das Regierungspräsidium mit. Was wurde gebaut? Das Sedimentationsbecken, die Tuchfiltration, die Pulveraktivkohledosierung und das Technikgebäude mit Rührwerken, Rohrleitungen und Pumpwerken sind so gut wie fertiggestellt. Das Gleiche gilt für die Pflaster- und Asphaltarbeiten. Die elektrotechnische Ausrüstung befindet sich noch in Bau.
Die Inbetriebnahme ist bis Anfang Mai 2015 geplant. Damit ist das Gesamtprojekt zwar gemäß Rahmenterminplanung um etwa fünf bis sechs Wochen verzögert, aber angesichts der Größe des Projektes noch akzeptabel im Zeitplan. Nach den Vorgaben der EU muss das Vorhaben bis 30. Juni 2015 abgeschlossen und abgerechnet sein.
http://www.rp.baden-wuerttemberg.de/servlet/PB/menu/1398881/index.html
Greven: Millionen gegen Mikropartikel
Mikropartikel, aber auch Medikamente werden immer mehr zu einer Bedrohung für die Umwelt. Doch eine normale Kläranlage wird damit nicht fertig. Jetzt denkt man in Greven darüber nach, Millionen zu investieren – Fördertöpfe dafür gibt es.
Mikroplastikpartikel, die sind doch so klein, dass sie niemandem schaden können – könnte man meinen. Weit gefehlt. Mikroplastikpartikel sind fiese Gesellen. Sie tummeln sich im Wasser …mehr:
http://www.westline.de/westfalen/greven/nachrichten/ln/Millionen-gegen-Mikropartikel;art1478,2181158
Vierte Abwasser-Reinigungsstufe auch über Abwasserabgabe finanzierbar?
Studie: Denkbar als Baustein einer Strategie für weniger Mikroverunreinigungen in Gewässern
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. Die aktuelle Studie von Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und des Instituts für Infrastruktur und Ressourcenmanagement der Universität Leipzig für das Umweltbundesamt (UBA) zeigt nun: Die Abwasserabgabe sollte dazu gezielt fortentwickelt werden. Nicht nur ihre Lenkungswirkung müsse gestärkt, sondern gleichzeitig die Einnahmen für die anteilige Finanzierung des Ausbaus von Großkläranlagen (Größenklasse 5) eingesetzt werden. Für den Gesamterfolg dieses „Leipziger Modells“ sei aber auch eine wasserrechtliche Verpflichtung zur Behandlung von Mikroverunreinigungen in der Abwasserverordnung notwendig.
Die Konzentrationen von bestimmten Mikroverunreinigungen wie Arzneimittelwirkstoffen in Flüssen, Seen und anderen Oberflächengewässern sind oftmals unerwünscht hoch. Teilweise überschreiten sie die gesetzlichen Umweltqualitätsnormen. Damit sie sinken, ist ein Bündel an Maßnahmen erforderlich: Anwendungsbeschränkungen und -verbote im Stoff- und Produktrecht, eine umweltgerechte Entsorgung, die Verminderung von Luftemissionen oder eben zusätzliche, nachgeschaltete Technik zu Abwasserbehandlung in großen Kläranlagen. Sowohl national als auch auf EU- Ebene gibt es zahlreiche Aktivitäten und Überlegungen dazu – das UBA arbeitet daran, diese zu bewerten und zu einem Vorschlag für eine Gesamtstrategie zusammenzuführen.
Nach Ansicht des UBA sind weitergehende Abwasserbehandlungsverfahren (eine so genannte vierte Reinigungsstufe) in den kommunalen Kläranlagen der Größenklasse 5 – das sind Anlagen, an die mehr als 100.000 Einwohner angeschlossen sind – darin ein Baustein. Die aktuelle Studie hatte untersucht, welchen Beitrag die bundesdeutsche Abwasserabgabe für eine Aufrüstung ausgewählter öffentlicher Abwasser-behandlungsanlagen der Größenklasse 5 leisten kann. Die Forscher raten zu einer aus der Abwasserabgabe gespeisten Förderung der vierten Reinigungsstufe, da dies das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis aufweise. Die Studie schlägt vor, 75 Prozent der jährlichen Investitionskosten einer vierten Reinigungsstufe für einen Zeitraum von 15 Jahren bei Kläranlagen der Größenklasse 5 zu bezuschussen. Mit der neuen Studie liegt nun eine erste fundierte Machbarkeitsstudie für die Finanzierung der vierten Reinigungsstufe in Deutschland auf dem Tisch.
Die kommunalen Großkläranlagen unter Verursachergesichtspunkten zur Reduzierung von Mikroverunreinigungen heranzuziehen, halten die Forscher für angemessen. „Es spricht viel dafür, großtechnische Lösungen am Gewässerzulauf als eine der volkswirtschaftlich günstigsten Optionen in Betracht zu ziehen“, erläutert Erik Gawel, UFZ-Ökonom und Leiter der Studie. Die Beschränkung auf Groß-Kläranlagen sichert dabei die Kosteneffizienz, weil über sie bereits rund 50 Prozent der gesamten Schadstofffracht behandelt werden können. Somit ergreifen „einige“ Kläranlagen-Betreiber hochwirksame Maßnahmen stellvertretend für „viele“ Verursacher – Industrie, Gewerbe, Landwirtschaft oder Verbraucher – die dann über die Abwasserabgabe zur Finanzierung mit herangezogen werden.
„Wir gehen davon aus, dass eine Bezuschussung in Höhe von 75 Prozent der Investitionskosten für die vierte Reinigungsstufe auf allen Kläranlagen der Größenklasse 5 rund 100 bis 130 Millionen Euro jährlich über einen Zeitraum von 15 Jahren erfordert“, erläutert Robert Holländer von der Universität Leipzig. Dies würde bundesweit rund 35 Prozent des gegenwärtigen Aufkommens der Abwasserabgabe (zirka 300 Millionen Euro pro Jahr) binden und legt eine entsprechende Aufstockung nahe.
Damit das Modell funktioniert, müssten auch die ordnungsrechtlichen Anforderungen an die Elimination von Mikroverunreinigungen für die geförderten Groß-Kläranlagen angepasst werden. Das deutsche Wasserrecht hält dafür etwa mit der Abwasserverordnung die nötigen Instrumente bereit“, betont Wolfgang Köck, Chef-Jurist am UFZ.
Die Präsidentin des Umweltbundesamtes Maria Krautzberger stellt klar: „Weitergehende Maßnahmen zum Schutz der Gewässer sind unverzichtbar. Jetzt gilt es, effektive und effiziente Maßnahmen zu ergreifen, um die für die Gewässer hochproblematischen Mikroverunreinigungen z.B. durch Arzneimittel wirksam und dauerhaft zu verringern. Die vierte Reinigungsstufe kommt als eine Möglichkeit in Betracht. Sie würde gleichzeitig die Technikführerschaft Deutschlands in diesem Bereich stärken.“
Gemeinsame Pressemitteilung von Umweltbundesamt, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und Universität Leipzig vom 18. März 2015
Die aktuelle Studie:
UBA-Texte 26/2015 „Mikroverunreinigungen und Abwasserabgabe“
www.umweltbundesamt.de/publikationen/mikroverunreinigungen-abwasserabgabe
ULM: Mit Aktivkohle gegen Hormone und Medikamente – Radiobeitrag von Bayern 1
Arzneimittel, Hormone, krebserregende Stoffe – all das findet sich im Wasser der Donau. Die Doppelstadt Ulm und Neu-Ulm hat schnell gehandelt und ihr Klärwerk um eine hochmoderne Aktivkohleanlage erweitert. Es ist die erste in Bayern.
Darüber hat Radio Bayern 1 am 12. Februar 2015 berichtet.
Den kompletten Beitrag sehen Sie hier:
http://www.koms-bw.de/pressemitteilungen/
Lelocle: Auf der ARA wurde die PAK-Direktdosierung in den MBR untersucht
Der Schlussbericht liegt vor (auf französisch). Mehr:
Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer – Kurzbericht
Für viele Mikroschadstoffe, wie z. B. Inhaltsstoffe von Haushaltchemikalien, Einsatzstoffe in Gewerbe und Industrie (insbesondere bei kleinen und mittleren Betrieben), Arzneistoffe und Biozide stellt der Eintrag über das kommunale Abwassersystem den dominierenden Eintragspfad in die Gewässer dar. Vor diesem Hintergrund war das übergreifende Projektziel, geeignete Maßnahmen bzw. Kombinationen von Maßnahmen und deren Randbedingungen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen über das kommunale Abwassersystem in die Gewässer zu erarbeiten, die sich durch eine hohe Kosteneffizienz auszeichnen. Für zwölf ausgewählte Stoffe wurden die emissionsrelevanten Stoffflüsse analysiert und teilweise zusätzlich der Stoffeintrag modelliert. Die Ergebnisse dienten als Grundlage für die Ableitung von Emissionsminderungsmaßnahmen. Dabei wurden auch Untersuchungen zu Kosten und zur Wirksamkeit der Einführung einer vierten Reinigungsstufe in kommunalen Kläranlagen und der dabei zu berücksichtigen Rahmenbedingungen vorgenommen. Gleichzeitig zeigen die Arbeiten, dass auch quellenorientierte sowie dezentrale Maßnahmen je nach betrachteten Stoffe eine kosteneffiziente Möglichkeit darstellen und einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung des Verursacherprinzips leisten können.
Autor(en)
Thomas Hillenbrand, Felix Tettenborn, Eve Menger-Krug, Frank Marscheider-Weidemann, Stephan Fuchs, Snezhina Toshovski, Steffen Kittlaus, Steffen Metzger, Imee Tjoeng, Paul Wermter, Michael Kersting, Christian Abegglen
Zugehörige Publikationen
Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die GewässerMeasures to reduce micropollutant emissions to water – Summary
Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/massnahmen-zur-verminderung-des-eintrages-von-0
Ozon, getrocknete Luft, Sauerstoff, LOX in der Abwasseraufbereitung
Quelle: Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“ Ozon in der Abwasseraufbereitung: Einsatzgase für die Ozonproduktion Ozon ist eines der stärksten bekannten Oxidationsmittel und wegen seiner Reaktionsfreudigkeit sehr instabil. Aus diesem Grund kann es weder länger gelagert noch in Druckflaschen gekauft werden. Es wird daher jeweils direkt vor Ort hergestellt. Als Ausgangsgas dient entweder getrocknete Luft mit einem anzustrebenden Taupunkt von mindestens minus 40°C oder Sauerstoff. Einsatzgas getrocknete Luft: Hier gibt es die Möglichkeit die Luft aus der Umgebung anzusaugen (Vakuumanlagen) oder als Druckluft bereitzustellen. Mit Luft als Einsatzgas können allerdings nur Ozonkonzentrationen bis zu 20 – 35 gO3/Nm³ im Prozessgas wirtschaftlich erzielt werden. Dies führt dazu, dass diese Technologien für Anwendungen mit eher geringen Ozoneintragsmengen eingesetzt werden wie beispielsweise im Schwimmbadbereich. Einsatzgas Sauerstoff: Auch hier unterscheidet man hauptsächlich zwischen zwei Möglichkeiten, nämlich flüssigem Sauerstoff (LOX = Liquid Oxygen), der angeliefert und in einem Tank gelagert wird, oder vor Ort hergestelltem Sauerstoff mittels PSA (Pressure Swing Adsorption) Technik. Mit diesen Technologien sind Ozonkonzentrationen von 150 bis über 200 gO3/Nm³ möglich. Anwendungen in der Abwasseraufbereitung wie beispielsweise die Elimination von Mikroverunreinigungen werden voraussichtlich überwiegend mit dem Einsatzgas Sauerstoff (LOX oder PSA) realisiert werden. LOX: Üblicherweise wird der Flüssiggastank inklusive der Verdampfungs anlage vom Sauerstofflieferanten in Miete zur Verfügung gestellt. Die Logistik um die Bevorratung des Sauerstoffs ist ebenfalls zum Gaslieferanten ausgelagert. Zur optimalen Ozonproduktion muss der zugeführte Sauerstoff einen Anteil von 3-5% Stickstoff enthalten. Beim Einsatz von LOX muss Stickstoff beigemischt werden. Dies geschieht in Form von reinem Stickstoff oder mittels Zumischung von Umgebungsluft. PSA: Die Zuführung vorgetrockneter Luft erfolgt über einen der PSA-Anlage vorgeschalteten Kompressor. In der PSA Anlage werden mittels Adsorption an Zeolithen die Sauerstoffmoleküle von den restlichen Luftbestandteilen getrennt. Der so produzierte Sauerstoff erreicht eine Reinheit von ca. 95%. Damit muss auch kein zusätzlicher Stickstoff beigemischt werden und der Sauerstoff kann direkt dem Ozongenerator zugeführt werden. Die wirtschaftlichste Lösung kann aufgrund der Rahmenbedingungen unterschiedlich ausfallen und muss von Fall zu Fall beurteilt werden. Die LOX Lösung lagert das ganze Sauerstoffhandling aus und beruht auf einer bewährten Technologie. Mit der PSA Technologie hat man eine autonome und ebenfalls in verschiedensten Bereichen bewährte Lösung.
(Text: Giorgio Dognini, Rheno Umwelttechnik AG, giorgio.dognini@rheno.ch)
Entwicklung eines Testverfahrens zur Überprüfung der Eignung eines spezifischen Abwassers für die Ozonung
Für die Elimination von Spurenstoffen aus gereinigtem Abwasser stehen derzeit vor allem die Adsorption an Aktivkohle oder die Ozonung im Vordergrund. Bei der Aktivkohle werden die Stoffe an der Oberfläche gebunden, und somit aus dem Wasser entfernt, während bei der Anwendung von Ozon die Stoffe oxidiert, d.h. chemisch umgewandelt werden. Bei Abwässern mit spezieller Belastung, z.B. aufgrund bedeutender Industrieeinleiter, kann eine Ozonung in ungünstigen Fällen zu einer Erhöhung der Toxizität führen, da nicht nur die unerwünschten Spurenstoffe zerstört werden, sondern durch die Oxidation bestimmter Inhaltsstoffe (z.B. bei hohen Bromid- Konzentrationen) problematische Reaktionsprodukte in relevanten Mengen gebildet werden. Aus diesem Grund sollte vorgängig getestet…
http://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Aktuell/Newsletter_5_Dezember_2014_d.pdf
Risikomanagement von neuen Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf (RiSKWa)
Eine Vielfalt neuer Schadstoffe und Krankheitserreger gelangen auf unterschiedlichen Eintragspfaden in unsere Oberflächen- und Grundwässer, und stellen daher die Wasserwirtschaft vor neue Herausforderungen. Wie diese anthropogenen Spurenstoffe und Krankheitserreger zu bewerten sind, wie sich ihr Eintrag vermindern beziehungsweise vermeiden lässt und wie das Risikomanagement für einen vorsorgenden Gesundheits- und Umweltschutz gestaltet sein muss, wird im Rahmen der BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung in Deutschland)- Fördermaßnahme „Risikomanagement von neuen Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf – RiSKWa“ untersucht. Mit Untersuchungsstandorten in urbanen und ländlichen Räumen sowie mit Blick auf Einzugsgebiete und die Wasserversorgung entwickeln die zwölf Verbundprojekte in RiSKWa Lösungsansätze für die Praxis (z.B. das ‚SchussenAktivPlus‘-Projekt; siehe Beitrag weiter oben). Ziel der Arbeiten ist es, diese Ansätze in anwendungsorientierte Managementkonzepte zum Umgang mit neuen Schadstoffen und Krankheitserregern zu integrieren. Nach drei Jahren transdisziplinärer Forschung ist die BMBF-Fördermaßnahme RiSKWa auf der Zielgeraden: Mit ihrer Abschlussveranstaltung vom 10.- 11.02.2015 im ewerk Berlin bietet RiSKWa die einzigartige Möglichkeit sich umfassend über die Ergebnisse und den Sachstand zum Risikomanagement von neuen Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf zu informieren. Interessierte sind herzlich eingeladen an der Veranstaltung teilzunehmen.
Projekt ‚Armistiq‘ (Frankreich)/Spurenstoffe
In Frankreich wurde das Forschungsprojekt ‚ARMISTIQ‘ unter der Leitung des Forschungsinstituts IRSTEA abgeschlossen.
Die Schlussberichte der Teilprojekte sind nun auf der Projektwebseite verfügbar
http://armistiq.irstea.fr/communications/
Auswirkungen von Mikroverunreinigungen auf den Zustand von Oberflächengewässern
Im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojekts ‚EcoImpact‘ an der Eawag werden die Auswirkungen von Mikroverunreinigungen auf die Strukturen und Funktionen von aquatischen Ökosystemen untersucht (im Newsletter 2 wurde bereits einmal kurz darüber berichtet). Konkret wird geprüft, ob die Einleitung von Mikroverunreinigungen in gereinigtem Abwasser einen direkten Einfluss auf die Ökosysteme hat. Dazu werden in verschiedenen Feld- und Laborstudien an mehreren Schweizer Standorten mit einer Vielzahl von Methoden (molekulare, physiologische, ökologische Endpunkte) durchgeführt. Der Zustand der Ökosysteme soll dabei möglichst gut erfasst werden, um zwischen den einzelnen Untersuchungsstandorten (z.B. oberhalb des Kläranlagenzulaufs verglichen mit dem Zustand unterhalb des Kläranlagenzulaufes) allfällige Zusammenhänge identifizieren zu können. Die Situation, dass in den kommenden Jahren in der Schweiz rund 100 der 750 Kläranlagen mit erweiterten Reinigungsverfahren zur Elimination der Spurenstoffe ausgerüstet werden, stellt eine einmalige Gelegenheit dar, die dadurch resultierenden Veränderungen im Zustand der Gewässer fundiert untersuchen zu können. Um Kausalbeziehungen untersuchen zu können, werden zudem Versuche in Durchflussrinnen durchgeführt
http://www.micropoll.ch/fileadmin/user_upload/Redaktion/Aktuell/Newsletter_5_Dezember_2014_d.pdf http://www.eawag.ch/forschung/fsp/osf/ec oimpact/index
Mannheim: DWA-Arbeitsgruppe „Aktivkohle“ nimmt ihre Arbeit auf
Die im August erstmalig in Mannheim zusammengetretene DWA-Arbeitsgruppe 8.6 „Aktivkohle“ wird sich mit dem Aktivkohleeinsatz auf kommunalen Kläranlagen zur Spurenstoffentfernung beschäftigen. Dabei wird die Gruppe tatkräftig vom Geschäftsführer der Hydro-Ingenieure GmbH Herrn Alt unterstützt.
Geplant ist innerhalb der nächsten zwei Jahre die Grenzen der Einsetzbarkeit von Aktivkohle unter verschiedenen Verfahrensvarianten in einem Merkblatt zusammenzufassen. Ebenfalls Themen des Merkblattes werden Grundlagen zur Verwendung von Aktivkohle sowie zu Spurenstoffen als auch zu möglichen Leitparametern sein.
Daher wünscht die Hydro-Ingenieure GmbH dem zehnköpfigen Team viel Erfolg bei ihrer Arbeit.
Haben Sie Interesse an weiteren Informationen zu diesem Thema, so steht Ihnen unser Herr Alt gerne telefonisch unter 0211 / 44 99 1-55 zur Verfügung. Oder schicken Sie einfach eine E-Mail an klaus.alt@hydro-ingenieure.de.
„Weltweiten Eintrag von Medikamentenwirkstoffen in die Umwelt stoppen“
Umweltfreundliche Antibiotika: DBU gibt 460.000 Euro für Forschungsprojekt an Uni Lüneburg
Lüneburg. Weltweit finden sich Rückstände von Medikamenten-wirkstoffen in Flüssen, Bächen und Seen. Die Kläranlagen können die vom Menschen wieder ausgeschiedenen, nur schwer abbauba-ren Arzneistoffe nicht zurückhalten. „Es ist dringend notwendig, den Eintrag von pharmazeutischen Wirkstoffen in die Umwelt zu stoppen. Sie können die Umwelt schädigen und langfristig ein Risi-ko für die menschliche Gesundheit darstellen“, sagt Dr. Heinrich Bottermann, Generalsekretär der Deutschen Bundesstiftung Um-welt (DBU). Eine verbesserte Abwasserreinigung werde alleine nicht ausreichen. Deshalb unterstützt die DBU fachlich und finanzi-ell mit über 460.000 Euro die Leuphana Universität Lüneburg, die ein umweltverträgliches, leichter abbaubares Antibiotikum entwi-ckeln will. Bottermann fordert aber auch, den Umgang mit Antibio-tika in der Tier- und Humanmedizin auf das absolute Minimum zu reduzieren und warnt vor zu großen verabreichten Mengen und dadurch zunehmend auftretenden antibiotikaresistenten Bakterien.
Zu der wichtigen Gruppe der vielverschriebenen Fluorchinolonen gehört das Antibiotikum „Ciprofloxacin“, sagt DBU-Experte Dr. Maximilian Hempel. Es habe ein breites Wirkspektrum und werde zur Behandlung von bakteriellen Infektionen und Entzündungen eingesetzt. Im Gegensatz zu anderen Anti-biotika wie Penicillin sei Ciprofloxacin besonders stabil bzw. schwer abbau-bar und bereits bei geringer Konzentration sehr wirksam. Es lasse sich im Abwasser von Krankenhäusern und Kläranlagen und in Oberflächengewäs-sern sowie in Gülle und güllebehandelten Böden wiederfinden. Antibiotika könnten Mikroorganismen, die Abwasserreinigung und das Ökosystem in Oberflächengewässern stören. Außerdem könnten sie zur Bildung von Anti-biotikaresistenzen führen, was eine Gefahr der Wirkungslosigkeit gegen krankheitserregende Keime berge.
Professor Dr. Klaus Kümmerer will am Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie die Struktur von Ciprofloxacin mithilfe computergestützter Berechnungen so verändern, dass es bei gleicher Wirksamkeit im menschli-
chen und tierischen Körper besser in der Umwelt abbaubar ist und gar nicht mehr in die Umwelt gelangen kann. „Auf der Basis von Voruntersuchungen zur Abbaubarkeit wollen wir zunächst die bestehende Wirksubstanz analy-sieren und sie mithilfe von Computermodellen vielfach verändern. Die dann entstandenen Varianten wollen wir in theoretischen Rechenmodellen auf eine verbesserte biologische Abbaubarkeit und geringere toxikologische Effekte prüfen“, erklärt Kümmerer. Anschließend sollen die aussichtsreichs-ten „Kandidaten“ im Labor chemisch-synthetisch hergestellt und im Rea-genzglas mit Blick auf antibiotische Wirksamkeit gegenüber resistenten Keimen, biologische Abbaubarkeit und mögliche Nebenwirkungen für Mensch und Umwelt getestet werden.
„Das Projekt kann dazu beitragen, den Konflikt zwischen Wirksamkeit von Arzneistoffen einerseits und Natur- und Umweltschutz andererseits zu ent-schärfen. Die vorausschauende Planung des Herstellungsprozesses von Antibiotika kann dabei helfen, Umweltrisiken zu verringern“, sagt Hempel. Das Projekt sei besonders anspruchsvoll und innovativ, weil es helfe, um-weltfreundliche wirksame Antibiotika zu entwickeln, an denen es bisher mangele. Bottermann: „Um den Eintrag von Arzneimittelrückständen in die Umwelt zu vermeiden, muss die gesamte Lebenskette der Wirkstoffe in den Blick genommen werden: von der Entwicklung abbaubarer Wirkstoffe, der Änderung der Verabreichungsform, der besseren Abbaubarkeit im mensch-lichen bzw. tierischen Körper über das Einrichten von Rücknahmesystemen bis hin zum Entwickeln geeigneter Rückhaltetechniken in den Klärwerken.“
Ansprechpartner für Fragen zum Projekt:
Prof. Dr. Klaus Kümmerer, Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie, Leuphana Universität Lüneburg
Telefon: 04131/677-2893
Fax: 04131/677-2848
E-Mail: klaus.kuemmerer@leuphana.de
Zürich: Erste Spurenstoffelimination der Schweiz in Betrieb
Die Schweiz hat weitreichende Pläne bezüglich der Elimination von Spurenstoffen bei der Abwasserbehandlung in kommunalen Kläranlagen, 100 bis 120 Kläranlagen des Landes sollen um eine vierte Reinigungsstufe erweitert werden. In Zürich wurden die Pläne jetzt Realität, auf der auf 150 000 Einwohnerwerte ausgelegten Kläranlagen Dübendorf wurde Anfang September die erste Reinigungsstufe zur Entfernung von Mikroverunreinigungen in der Schweiz offiziell in Betrieb genommen. Die Ozonungsanlage läuft bereits seit März dieses Jahres und weist seitdem eine Eliminationsrate von 80 bis 90 Prozent der Spurenstoffe im Abwasser auf.
Mannheim: Pressemitteilung Eigenbetrieb Stadtentwässerung „Spatenstich zum Ausbau der Pulveraktivkohle-Anlage (PAK) im Klärwerk Mannheim“
Beim feierlichen Spatenstich gab Umweltbürgermeisterin Felicitas Kubala den Startschuss zum Ausbau der 4. Reinigungsstufe im Klärwerk Mannheim. Mit der vorsorglichen
Elimination von Spurenstoffen aus dem Abwasser, für die es noch keine gesetzlichen Vorgaben gibt, ist Mannheim Vorreiter beim Thema Gewässerschutz.
Quelle: http://www.koms-bw.de/
Lesen Sie die komplette Presseinformation zum Spatenstich zum Ausbau der Pulveraktivkohle-Anlage (PAK) im Klärwerk Mannheim unter:
http://www.koms-bw.de/pulsepro/data/img/uploads/PM%20Spatenstich%20Ausbau%20PAK-Anlage.pdf
Dübendorf: Beitrag aus der EUWID „Schweiz: Erste Reinigungsstufe zur Entfernung von Spurenstoffen offiziell in Betrieb gegangen“
In Dübendorf im Schweizer Kanton Zürich ist die schweizweit erste Reinigungsstufe zur Entfernung von Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser eingeweiht worden. Die neue Reinigungsstufe der Abwasserreinigungsanlage (ARA) Neugut laufe nach einer Erprobungsphase seit März im Vollbetrieb, teilte der Kanton Zürich mit. Darüber hat die EUWID am 10. September 2014 berichtet.
Quelle: http://www.koms-bw.de/
Den kompletten Beitrag lesen Sie hier.
Antibiotika auch im Grundwasser
Antibiotika sind nicht nur ein Problem in Oberflächengewässern. Der Oldenburgisch- Ostfriesische Wasserverband (OOWV) hat jetzt erstmals auch bei Grundwasser-Untersuchungen Antibiotika gefunden. Im Labor nachgewiesen wurde Sulfadimidin, das ausschließlich als Tierarzneimittel verwendet wird. Das Medikament wurde in Thülsfelde in drei oberflächennahen Messstellen mit einer Tiefe von zehn Metern gefunden. Bislang galt das Grundwasser im Verbandsgebiet des OOWV als frei von Tierarzneimitteln. Der Verband will das Untersuchungsprogramm nun ausweiten. Für Niedersachsens Umweltminister Stefan Wenzel belegt der Fund Befürchtungen des Umweltbundesamtes. Das UBA hatte 2013 in einer Studie angedeutet, das bei ungünstigen Standortverhältnissen und häufigem Wirtschaftsdüngereinsatz es zum Eintrag von Tierarzneimitteln ins Grundwasser kommen kann.
Spurenstoffe in Kläranlagen: Kleine Dosen, große Probleme
Klar, aber nicht rein – was wie ein Werbeslogan klingt, ist in Kläranlagen ein Problem: Das Wasser, das sie in die Umwelt abgeben, enthält oft bedenkliche Spurenstoffe. Die Lösung: eine vierte Reinigungsstufe…mehr:
http://www.schussenaktivplus.de/aktuelles/pressespiegel
Quelle: Südwestpresse Stuttgart, Freitag, 14. November 2014