Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Membranbelebungsanlagen werden vielfach zur Behandlung industrieller und gewerblicher Abw\u00e4sser, zunehmend auch zur Reinigung h\u00e4uslicher Abwasser in mittleren und kleinen Kl\u00e4ranlagen eingesetzt. Die Verfahren haben sich in der Praxis bew\u00e4hrt. Die positiven Auswirkungen der Membrantechnik auf die Abwasserbehandlung und die damit verbundenen hohen Eliminationsleistungen sind eingehend beschrieben. Ein bekanntes Ph\u00e4nomen beim Betrieb von Membranen stellt die Bildung von Deckschichten (gel-artige Strukturen) dar, die einerseits eine Verbesserung der Abscheidung bewirken, andererseits zur Verblockung der Membranen und damit ggf. zur St\u00f6rung des Trennprozesses f\u00fchren.
\nTechnisch bedingt, reichern sich alle partikul\u00e4ren Substanzen oberhalb der Trenngrenze der installierten Membran an. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen hochmolekulare Substanzen infolge der Ausbildung einer Gelschicht auf der Membran im Belebtschlamm akkumuliert werden. Ziel des Forschungsvorhabens war es, mit Hilfe eines Screenings an gro\u00dftechisch realisierten kommunalen und an mit gewerblichem bzw. industriellem Abwasser beschickten Kl\u00e4ranlagen festzustellen, ob die Anreicherung schwer abbaubarer hochmolekularer organischer Substanzen ein spezifisches Problem von Membranbelebungsanlagen darstellt, ob es an bestimmte Bedingungen gekn\u00fcpft ist und, ob eine Verlagerung dieser Substanzen auf andere Kl\u00e4ranlagen stattfinden kann.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Screening erfolgte mit jeweils 5 Beprobungen in Abstand von zwei Monaten an f\u00fcnf kommunalen Kl\u00e4ranlagen und vier Betriebskl\u00e4ranlagen verschiedener Konfiguration in Verfahrensf\u00fchrung und eingesetzter Membrantechnik (Plattenmembranen, Hohlfasermembranen, Porengr\u00f6\u00dfe: 0,04\u00850,4 \u00b5m). Parallel dazu wurden halbtechnische Versuche mit kommunalem Abwasser der KA Dresden-Kaditz und Industrieabwasser aus der Biodieselproduktion im Technikum des Instituts f\u00fcr Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft der TU Dresden durchgef\u00fchrt.
\nZur Bestimmung der Anreicherung hochmolekularer Substanzen wurde die Partikelgr\u00f6\u00dfe der filtrierten Belebtschl\u00e4mme mit Hilfe verschiedener Membranfilter fraktioniert und mit den Permeatkonzentrationen verglichen. Dar\u00fcber hinaus wurde die Fraktionierung an den Zufl\u00fcssen zu den biologischen Stufen und an ggf. anfallendem Prozesswasser vorgenommen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit Hilfe der Belebtschlammfraktionierung k\u00f6nnen \u00c4nderungen in der Schlammbeschaffenheit festgestellt werden. Insbesondere Betriebsst\u00f6rungen (niedrige pH-Werte, Sauerstoffunterversorgung), aber auch Subtratmangel f\u00fchren dazu, dass sich Konzentrationen einzelner Fraktionen im Vergleich zum Regelfall verschieben und vom Gesamtzusammenhang abweichen. Um derartige St\u00f6rungen identifizieren zu k\u00f6nnen, bedarf es einer mehrfachen Beprobung. Dar\u00fcber hinaus kann sich der Einsatz von Flockungsmitteln auf den Nachweis der Anreicherung auswirken.
\nW\u00e4hrend der Versuche an einer halbtechnischen Membranbelebungsanlage konnte eine permanent vorhandene Grundanreicherung identifiziert werden und eine dar\u00fcber hinaus gehende reversible Anreicherung, die auf \u00c4nderungen in der Schlammbeschaffenheit zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Die betriebliche Anreicherung zeigt einen Zusammenhang mit dem ISV. Aufgrund des hohen Schlammvolumens von Membranbelebungsanlagen ist eine Pr\u00fcfung der Korrelation an Praxisanlagen nur bedingt m\u00f6glich.
\nDie Anreicherung hochmolekularer organischer Substanzen in kommunalen Kl\u00e4ranlagen ist im Regelfall gering ausgepr\u00e4gt. Bei Gegen\u00fcberstellung der an den verschiedenen gro\u00dftechnischen kommunalen Anlagen und der Versuchsanlage ermittelten Werten ist ein fallender Trend zwischen Schlammalter und der Bildungsrate nicht membrang\u00e4ngiger Substanzen (KNMGS) zu erkennen (siehe Abbildung).
\nObwohl mit Zunahme des Schlammalters weniger \u00dcberschussschlamm abgezogen wird, ist der oTS-bezogene Anteil der angereicherten Substanzen geringer als bei niedrigeren Schlammaltern. Es ist anzunehmen, dass ein Teil der angereicherten Substanzen bei h\u00f6heren Schlammaltern abgebaut wird. Es ist bekannt, dass der CSB in Kl\u00e4ranlagenabl\u00e4ufen nicht dem tats\u00e4chlich inerten, aus dem zuflie\u00dfenden Abwasser stammenden CSB, entspricht, sondern auch Substanzen enth\u00e4lt, die biologisch langsam abbaubar sind und z. T. von den Mikroorganismen des Belebtschlamms gebildet wurden.<\/p>\n
In Kl\u00e4ranlagen mit gewerblichem oder industriellem Zufluss kann die Anreicherung durch die Zuflussbeschaffenheit beeinflusst werden. Die Behandlung hoch partikul\u00e4rer Abw\u00e4sser trat in Verbindung mit ebenso hoch partikul\u00e4ren Belebtschl\u00e4mmen auf. Es ist anzunehmen, dass eingeleitete schwer abbaubare partikul\u00e4re Substanzen durch die Membran im Belebtschlamm physikalisch zur\u00fcckgehalten werden. Die Anreicherung ist damit anlagenspezifisch und kann wesentlich h\u00f6here Werte als bei der Behandlung kommunaler Abw\u00e4sser erreichen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Bildung hochmolekularer organischer Substanzen infolge der mikrobiologischen Aktivit\u00e4t des Belebtschlamms ist kein spezifisches Ph\u00e4nomen von Membranbelebungsanlagen, sondern trifft ebenso auf kommunale Belebtschl\u00e4mme konventioneller Anlagen zu, bei denen allerdings keine Anreicherung aufgrund der fehlenden Barriere stattfindet. Insofern ist eine gesonderte Bewertung von kommunalen Membranbelebungsanlagen unter dem Aspekt der Anreicherung hochmolekularer Substanzen gegenw\u00e4rtig nicht erforderlich. Die Verlagerung von CSB infolge der Anreicherung auf andere Kl\u00e4ranlagen zur Schlammbehandlung liegt, bezogen auf die Gel\u00f6st-CSB-Fracht im Zulauf der untersuchten Anlagen, unter 0,5 %.
\nBei Anlagen zur Behandlung von Industrieabw\u00e4ssern ist zu pr\u00fcfen, ob es sich bei den angereicherten Substanzen um \u00f6kologisch bedenkliche Stoffe handelt. Insofern keine innerbetriebliche Schlammbehandlung oder thermische Schlammentsorgung vorgenommen wird, w\u00e4re im Einzelfall zu pr\u00fcfen, ob die Entsorgung des \u00dcberschussschlamms zu einer Beeintr\u00e4chtigung der Umwelt f\u00fchren kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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