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Forschungsvorhaben Spurenstoffentnahme im HKW S-Mühlhausen

Über die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) wird auf europäischer Ebene versucht, den Gewässerschutz – auch vor Spurenstoffen – voranzutreiben und zu koordinieren.  Haupteintragspfad für Spurenstoffe in die Gewässer sind und bleiben die Kläranlagen. Daher wird seit einiger Zeit versucht, über die sogenannten vierten Reinigungsstufen den Eintrag von Spurenstoffen zu vermindern.

Klar ist jedoch, dass diese „End-of-pipe“-Lösung nicht die einzige Herangehensweise an die Problematik Spurenstoffe sein kann. Vielmehr sind auch Industrie und Verbraucher gefragt, ihren Verbrauch zu reduzieren und die Reste sachgemäß zu entsorgen.


Warum reden wir heute über Spurenstoffe und warum müssen diese aus dem Abwasser entfernt werden?

Aufgrund der Fortschritte in der chemischen Analytik, können mittlerweile bereits geringste Konzentrationen (ng/l bis µg/l) bestimmter Stoffe in der aquatischen Umwelt nachgewiesen werden. Der Eintrag dieser „Spurenstoffe“ erfolgt zum großen Teil über kommunales und industrielles Abwasser in die Flüsse. Mit den konventionellen technischen Abwasserreinigungsverfahren können diese Stoffe nur teilweise aus dem Abwasser entfernt werden und gelangen somit in die Umwelt. Dort können sie sich nachteilig auf die Ökosysteme und die darin lebenden Organismen auswirken.

Was sind Spurenstoffe?

Spurenstoffe sind organische Verbindungen, die bereits in geringsten Konzentrationen von meist unter 1 µg/l nachweisbar sind. Dabei handelt es sich um anthropogene synthetische Stoffe aus dem alltäglichen Gebrauch, wie z. B. Rückstände von Arzneimitteln, Pflanzenschutzmittel, Röntgenkontrastmittel, Korrosionsschutzmittel, Weichmacher u. a. Sie sind toxisch, persistent und weisen stark bioakkumulierende Eigenschaften auf.

Wie können Spurenstoffe aus dem Abwasser entnommen werden?

Zur Entfernung von Spurenstoffen aus dem Abwasser können unterschiedliche Verfahrenstechniken verwendet werden. Welche Verfahrenstechnik Anwendung findet ist abhängig von mehreren Faktoren, wie z. B. der technischen Realisierbarkeit. Grundsätzlich können drei Verfahren unterschieden werden: oxidative, adsorptive und physikalische Verfahren, wobei sich die Verfahren mit Ozon (oxidativ) oder Aktivkohle (adsorptiv) als am geeignetsten erwiesen haben. Der Großteil der in Deutschland umgesetzten Reinigungsstufen zur Spurenstoffelimination werden mit Aktivkohle betrieben. Dabei kann sowohl granulierte Aktivkohle (GAK) als auch Pulveraktivkohle (PAK) verwendet werden. Verfahren mit GAK werden in sogenannten Aktivkohlefiltern ausgeführt. Pulveraktivkohle hingegen wird direkt in das Abwasser dosiert, wobei es hierfür mehrere Anwendungsformen gibt.

Was tut die SES?

Das Hauptklärwerk Mühlhausen wird mit einer 4. Reinigungsstufe ausgestattet. Durch eine Direktdosierung von Pulveraktivkohle in den Ablauf der beiden parallelen biologischen Stufen und in den Zulauf des umgebauten Flockungsfilters kann Pulveraktivkohle zugegeben werden. Dadurch können mindestens sowohl der maximale Trockenwetterabfluss als auch 70% der Jahresabwassermenge behandelt werden.

Abbildung: Prinzipskizze der Pulveraktivkohledosierung im HKW Mühlhausen