Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Eutrophierung stehender und flie\u00dfender Gew\u00e4sser stellt eine Einschr\u00e4nkung ihrer Nutzungsm\u00f6glichkeiten dar und ver\u00e4ndert die \u00f6kologischen Bedingungen eines aquatischen Biotops. Die Ursache derartiger Eutrophierungsprozesse ist in den meisten F\u00e4llen ein \u00fcberm\u00e4\u00dfiger N\u00e4hrstoffeintrag – insbesondere von Phosphorverbindungen – in die Gew\u00e4sser. Ziel des Projektes war es, das labortechnisch bereits entwickelte Verfahren zur P-Eliminierung aus Oberfl\u00e4chenw\u00e4ssern im halbtechnischen Ma\u00dfstab zu optimieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenF\u00fcr die Eliminierung von Phosphorverbindungen aus kleinen Zufl\u00fcssen stehender Gew\u00e4sser mit dem Ziel der Verminderung von Eutrophierungsprozessen wurde ein Verfahren unter Anwendung amorpher Eisenhydroxide (Ferrihydrit) entwickelt und optimiert, das bei einer Zulaufkonzentration von mindestens 100 \u00b5g\/l Pges -P und je nach pH-Wert eine Gesamt-P-Eliminierung von etwa 60 – 90 % erreicht.<\/p>\n
Kernst\u00fcck des Verfahrens ist ein mit Ferrihydrit-Schlamm gef\u00fcllter Eisenhydroxidreaktor, der mit
\nP-angereichertem Leitungswasser von etwa 0,2 mg\/l PO4 -P beschickt wurde. Anschlie\u00dfend wurde nach Passage des Eisenhydroxidreaktors durch den darin enthaltenen Ferrihydrit-Schlamm Phosphat sorptiv gebunden. Der Ablauf des Reaktors wurde \u00fcber einen r\u00fccksp\u00fclbaren Kiesfilter nachgereinigt. Das Sor-bensmaterial (Ferrihydrit) wurde im Kreislauf des Systems Eisenhydroxidreaktor – Kiesfilter gehalten. Die Anlage wurde ohne Zuf\u00fchrung externen Wassers als Kreislaufanlage gefahren.<\/p>\n
Der Reaktor wurde diskontinuierlich mit Ferrihydrit bef\u00fcllt und so lange betrieben, bis die Sorptionskapazit\u00e4t des Eisenhydroxids f\u00fcr die zugef\u00fchrten Phosphorverbindungen ersch\u00f6pft war. Je nach vorgelegter Eisenhydroxidmenge, Volumenstrom und P-Konzentration im aufzubereitenden Wasser (Zulauf) wurden Laufzeiten bis zu mehreren Wochen erreicht.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zum Projekt liegt der ausf\u00fchrliche Bericht vom Juni 2000 vor.
\nVersuche zur Optimierung eines Verfahrens und eines Reaktors zur Phosphateliminierung als Sanierungsma\u00dfnahme stehender und flie\u00dfender Gew\u00e4sser haben gezeigt, dass sich Ferrihydrit hierzu sinnvoll einsetzen l\u00e4sst und damit keine unn\u00f6tig teure und aufwendige Entsorgung \u00fcber Deponierung stattfinden muss (Verwertungsgebot des Kreislaufwirtschaftsgesetzes).
\nVerfahrenstechnisch ist es m\u00f6glich, im System Eisenhydroxidreaktor-Kiesfilter Phosphate aus w\u00e4ssrigem Medium (Rohwasser) zu eliminieren und die dabei entstehenden Eisenhydroxophosphatkomplexe im Kreislauf des Systems zu halten, und das ohne nennenswerten Austrag der gebildeten Komplexe; allerdings sind die nachfolgenden Aspekte zu beachten:
\n\u00b7 Die Laufzeit eines Reaktors h\u00e4ngt im Wesentlichen ab von den Eigenschaften des Sorbensmaterials, dem Volumenstrom, der Einf\u00fcllmenge an Sorbens, der P-Konzentration des aufzubereitenden Wassers und dem pH-Wert des Wassers.
\n\u00b7 M\u00f6glichst frisch gef\u00e4lltes Ferrihydrit sollte als Sorbensmaterial genutzt werden; es ist nahezu 100 % Oxalat l\u00f6slich. \u00c4lteres Material mit ausgepr\u00e4gten Kristallstrukturanteilen (z. B. von Goethit) weist hohe Anteile sogenannten dithionitl\u00f6slichen Eisens auf; hiervon ist die Sorptionskapazit\u00e4t deutlich geringer als bei amorphem Sorbensmaterial.
\n\u00b7 Bei der Rohwasserpassage sollte ein Volumenstrom gew\u00e4hlt werden, der 1,5 m\/h nicht \u00fcbersteigt; sonst wird der nachgeschaltete Kiesfilter zu sehr belastet und die notwendige Reaktionszeit f\u00fcr die Komplexierung des Phosphats an Ferrihydrit reicht nicht aus.
\n\u00b7 Die maximale F\u00fcllmenge von Ferrihydrit ist im Wesentlichen abh\u00e4ngig vom Volumenstrom und von der Dimensionierung der nachgeschalteten Kiesfilter-Einheiten.
\n\u00b7 Die Reaktoren sollten in Reihe geschaltet betrieben werden (Reaktor-Sandfilter-Reaktor-Sandfilter); hierdurch wird eine h\u00f6here Ausnutzung des Sorbensmaterials erreicht.
\n\u00b7 Die P-Konzentrationen f\u00fcr Pges sollten mindestens bei 0,1 mg\/l Pges liegen, um f\u00fcr die P-Eliminierung einen relativ hohen Wirkungsgrad von 70 – 95 % zu erreichen.<\/p>\n
Mit niedrigen Rohwasser-pH-Werten ist eine l\u00e4ngere Laufzeit des diskontinuierlich betriebenen Eisenhydroxidreaktors m\u00f6glich als bei h\u00f6heren pH-Werten; dies geht aus den Versuchsergebnissen hervor.
\nIdeale pH-Werte zur P-Eliminierung liegen unterhalb von pH 7,5.<\/p>\n
Nach S\u00e4ttigung des P-beladenen Sorbensmaterials ist eine anschlie\u00dfende Verwendung im landwirtschaftlichen Bereich m\u00f6glich.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit: Vorstellung des Projektes anhand einer Posterpr\u00e4sentation auf der ENVITEC in M\u00fcnchen im Jahr 1999.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Projektergebnisse zeigen, dass sich das Verfahren Phosphateliminierung mit Hilfe eines Eisenhydroxidreaktors auf Basis von Ferrihydrit besonders f\u00fcr die Behandlung kleiner Flie\u00dfgew\u00e4sser mit Pges-Konzentrationen ab 0,1 mg\/l Pges eignet.<\/p>\n
Zur Sanierung stehender Gew\u00e4sser ist dieses Verfahren aus \u00f6kologischer Sicht besonders vor dem Hintergrund zu begr\u00fc\u00dfen, dass keine Begleitelektrolyte freigesetzt werden. <\/p>\n
Das Verfahren k\u00f6nnte des Weiteren besonders zur Phosphateliminierung in Vollkreislaufanlagen, die der Fischproduktion dienen, denkbar sein, denn hier d\u00fcrfen dem System keinesfalls Begleitelektrolyte wie Cl–Ionen zugef\u00fchrt werden. <\/p>\n
Weitere Anwendungsbereiche w\u00e4ren die Behandlung der Abl\u00e4ufe aus Fischzuchtanlagen und die Phosphatentnahme aus Zierteichen. Das Projekt ist nach unserer Gliederung in dem in der Schriftenreihe der Stiftung erscheinenden Buch Initiativen zum Umweltschutz eines von 14 verschiedenen F\u00f6rderprojekten in der Rubrik \u0082Sanierung von Gew\u00e4ssern.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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