Abwasserbehandlung<\/p>\n
Der zunehmende Einsatz von Arzneimitteln, Hormonen, K\u00f6rperpflegemitteln und dergleichen, f\u00fchrt zu einer erh\u00f6hten Belastung mit so genannten organischen Spurenstoffen (TOrCs) in der aquatischen Umwelt. Da bereits negative Auswirkungen von TOrCs auf die aquatischen Biota beobachtet werden konnten und die menschliche Gesundheit ebenfalls negativ beeinflusst werden k\u00f6nnte, befinden sich zus\u00e4tzliche Behandlungsschritte f\u00fcr Trink- und Abwasser in der Entwicklung. Daher wurde in diesem Projekt ein zus\u00e4tzlicher biologischer Abwasserbehandlungsschritt getestet. Die so genannte sequenzielle Biofiltration ist ein Konzept \u00e4hnlich der sequentiellen Grundwasseranreicherung (SMART) zur Wiederaufbereitung von Wasser. Das Ziel w\u00e4re, zu verhindern, dass TOrCs in die aquatische Umwelt eintreten. Um anwendbar zu sein, muss der sequenzielle Biofiltrationsschritt bei geringem Platzbedarf durchf\u00fchrbar und effizient sein. Dies wird haupts\u00e4chlich durch die Gr\u00f6\u00dfe des Filterbetts beeinflusst. Die gegenw\u00e4rtige Bettgr\u00f6\u00dfe von sequentiellen Biofiltrationsanlagen (SBF) ist in der Realit\u00e4t verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gro\u00df.<\/p>\n
Das Ziel besteht in der Entwicklung und Optimierung von biologischen Hochleistungssystemen, die die Vorz\u00fcge der mikrobiellen Diversit\u00e4t in Langsamsandfiltern mit den hohen Durchsatzraten in klassischen Schnellfiltern verkn\u00fcpfen und somit eine kosteng\u00fcnstige und praktikable Alternative zu Adsorptions- und Oxidationsverfahren darstellen.<\/p>\n
Versuche im Pilotma\u00dfstab umfassen verschiedene parallel betriebene sequentielle und einstufig be-triebene biologische Filterz\u00fcge. Das System wird mit Kl\u00e4ranlagenablauf der Kl\u00e4ranlage Garching beschickt. Das Wasser wird zun\u00e4chst in die FS1 gef\u00f6rdert, der mit Anthrazitkohle gef\u00fcllt ist. Anschlie\u00dfend wird das Wasser bel\u00fcftet um erneut Sauerstoff einzutragen. In FS2 wird technischer Sand als Filtermaterial genutzt. Zweimal w\u00f6chentlich wurden Proben genommen und auf die Parameter gel\u00f6ster Sauerstoff, gel\u00f6ster organischer Kohlenstoff (DOC), spektraler Absorptionskoeffizient (SAC) sowie eine Reihe von TOrCs analysiert.<\/p>\n
F\u00fcr die meisten der untersuchten Spurenstoffe konnte eine verbesserte Entfernung im SBF-System festgestellt werden. Die Stoffe Benzotriazol, Metoprolol, Gabapentin und Sulfamethoxazol wurden unter den Bedingungen im SBF-System deutlich besser abgebaut. F\u00fcr die Stoffe Diclofen ac, Venlafaxin und Carbamazepin zeigt sich kein verbesserter Abbau im SBF-System. F\u00fcr einige der untersuchten Spurenstoffe zeigt sich ein positiver Einfluss der h\u00f6heren EBCT auf die Entfernung in FS2. So konnte f\u00fcr die Stoffe Benzotriazol, Metoprolol, Sulfametho-xazol und Diclofenac eine leichte Verbesserung des Abbaus festgestellt werden. Die Stoffe Gaba-pentin und Venlafaxin zeigten keine Verbesserung des Abbaus bei h\u00f6heren EBCT in FS2. Die gegenw\u00e4rtige Bettgr\u00f6\u00dfe von sequentiellen Biofiltrationsanlagen (SBF) ist in der Realit\u00e4t verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig gro\u00df. Um die Bettgr\u00f6\u00dfe zu reduzieren, w\u00e4re ein wichtiger Schritt die Reduzierung der so-genannten empty bed contact time (EBCT), die wiederum den Abbau von DOC und TOrCs beein-flusst. Daher wird das Ausma\u00df der EBCT-Reduktion auf die auf die Effizienz des Abbaus von Spu-renstoffen in einer SBF-Einheit untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine Reduktion der EBCT von 90 Minuten um die H\u00e4lfte ergibt immer noch einen guten Abbau f\u00fcr die meisten der untersuchten TOrCs.<\/p>\n
Die dargestellten Ergebnisse der Studie belegen die biologische Aktivit\u00e4t der Filtersysteme und deren Reinigungspotential f\u00fcr verschiedene Wasserinhaltsstoffe. Die Sauerstoffprofile f\u00fcr das sequen-tielle und das einstufige System unterscheiden sich deutlich voneinander. Spurenstoffmessungen zeigen substanzspezifisch unterschiedliche Entfernungsleistungen in den Filtersystemen. Im Vergleich mit einem einstufigen Biofilter gleicher EBCT zeigt sich die verbesserte Reinigungsleistung des SBF-Systems f\u00fcr eine Reihe von moderat abbaubaren Spurenstoffen. Untersuchungen zum Einfluss der EBCT in FS1 zeigen, dass die Reduktion von 90 min auf 45 min keine negativen Auswirkungen auf die Gesamtentfernung betrachteter TOrCs hat. Eine weitere Reduktion auf 30 min wirkte sich jedoch nachteilig auf den Abbau einiger Substanzen in FS1 und FS2 aus.
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