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wlb - Wasser, Luft und Boden 2/2017

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WASSER-/ABWASSERTECHNIK

WASSER-/ABWASSERTECHNIK Lösungen für die 4. Reinigungsstufe Spurenstoffelimination durch Adsorption an Aktivkohle Unter dem Begriff der Spurenstoffe werden künstlich hergestellte chemische Verbindungen zusammengefasst, wie z. B. Arzneimittelrückstände, die in geringen Konzentrationen im Wasser vorkommen. Der Umgang mit diesen Stoffen ist problematisch, da sie mit heute üblichen Technologien der Wasserreinigung kaum aus dem Abwasser zu entfernen sind. Autorin: Dr. rer. nat. Sandra Scheele, Forschung und Entwicklung, Carbon Service & Consulting GmbH & Co. KG, Vettweiß Aufgrund ihrer Persistenz, Toxizität und Bioakkumulation sind Spurenstoffe inzwischen im Abwasser, Grundwasser und Trinkwasser nachweisbar. Aufgrund der Vielzahl an Chemikalien und der möglichen Bildung von Transformationsprodukten ist die Charakterisierung einzelner Spurenstoffe hinsichtlich ihrer Umwelt- und Gesundheitsrelevanz eine sehr komplexe Thematik. Untersuchungen zum Einfluss von Spurenstoffen auf aquatische Lebewesen belegen aber bereits jetzt die genotoxische und teils auch toxische Wirkung [1]. Im Rahmen des BMBF-geförderten Riskwa-Verbundprojektes „Sauber+“ wurden durch den Aktivkohleproduzenten Carbon Service & Consulting (CSC) Kennzahlen für die Auswahl geeigneter Aktivkohlen zur Entfernung insbesondere pharmazeutischer Spurenstoffe erarbeitet, da die bislang gängigen Auswahlkriterien (z. B. Jodzahl, BET) nicht für die neuen Anforderungen in der Abwasseraufbereitung geeignet sind. Auf Basis dieser Kennzahlen wurde die CSC-Aktivkohle PharmA-Clean entwickelt, bei der es sich um eine Aktivkohlequalität auf Basis nachwachsender Rohstoffe handelt, die ein großes Spektrum verschiedener pharmazeutischer Spurenstoffe mit höchster Abscheiderate entfernen kann. Die Ergebnisse zur Abbauleistung dieser Die Entwicklung der CSC-Aktivkohlequalität PharmA-Clean ist das Ergebnis konsequenter Forschungsarbeit eines innovativen KMUs im Bereich des technischen Umweltschutzes. Sandra Scheele, Carbon Service & Consulting Aktivkohle sind in Grafik1 für den SAK 254 sowie den CSB dargestellt. Verglichen wurden neun Pulveraktivkohlequalitäten verschiedener Hersteller (anonymisiert) zur Anwendung in der 4. Reinigungsstufe. Die Ergebnisse zeigen dabei deutlich, dass diese spezielle Aktivkohle hier die beste Reinigungsleistung aller untersuchten Aktivkohlequalitäten aufweist; ein Ergebnis konsequenter Grundlagenforschung. 18 wlb 2/2017

WASSER-/ABWASSERTECHNIK Verfahrensvariationen Die Verwendung von Aktivkohle zur Adsorption von Spurenstoffen im Rahmen der 4. Reinigungsstufe in Kläranlagen ist in Form von granulierter Aktivkohle in einem Festbettfilter oder alternativ mit Pulveraktivkohle (PAK) möglich. Der Einsatz von PAK ist in drei unterschiedlichen Verfahrenseinbindungen denkbar. Für eine optimale Ausnutzung der Aktivkohle bietet es sich ausgehend von Variante 1 an, das Adsorbens zur Mehrfachbeladung in Form von Rücklaufkohle in die biologische Stufe oder das Kontaktbecken zurückzuführen [3]. In Variante 2 erfolgt eine Mehrfachbeladung des Adsorbens bereits dadurch, dass im Filterbett Aktivkohlepartikel eingelagert werden. Beim Umgang mit Schüttgütern zeigt sich leider oft, dass sehr komplizierte und komplexe Dosiertechniken realisiert werden, die später in der Praxis scheitern. Nach über 30 Jahren Erfahrung im Umgang mit Aktivkohle an hunderten ausgeführten Anlagen haben wir gelernt, was geht und eben auch was nicht geht. Daher stellt Carbon Service & Consulting interessierten Betreibern Dosiersysteme von Containern bis hin zu Großsilos für Demonstrationsversuche zur Verfügung. Außerdem ist auch die betriebstaugliche Betrachtung des Brand- und gegebenenfalls Explosionsschutzes wichtig [4]. Auch hier reicht die Bandbreite vom akademisch praxisfernen Ansatz bis zur betriebstauglichen bewährten Versionen. Dieses Wissen sollte jeder planende Betriebsingenieur - vor Auftragsvergabe an einen Anlagenbauer- bei potenziellen Aktivkohlelieferanten abfragen. Es kostet nichts und bringt Sicherheit für eine funktionierende Anlage. 01 Abbauleistung verschiedener Pulveraktivkohlequalitäten Bilder: Fotolia, Carbon Service & Consulting Literatur: [1] Triebskorn, R., Blaha, L., Engesser, B., Güde, H., Henneberg, A., Hetzenauer, H., Köhler, H-R., Krais, S., Kuch, B., Maier, D., Oehlmann, J., Peschke, K., Rault, M., Rey, P., Richter, D., Sacher, F., Suchail, S., Thellmann, P., Weyhmüller, M., Wurm, K., Vogel, H-J. (2013): SchussenAktiv - Eine Modellstudie zur Effizienz der Reduktion der Gehalte an anthropogenen Spurenstoffen durch Aktivkohle in Kläranlagen: Exposition- und Effektmonitoring vor Inbetriebnahme der Adsorptionsstufe auf der Kläranlage Langwiese des AZV Mariatal, Ravensburg. Korrespondenz Wasserwirtschaft 8: 427 – 436. [2] Kompetenzzentrum Spurenstoffe Baden-Württemberg (2014): Handlungsempfehlungen zur Vergleichskontrolle und zur Betriebsüberwachung 02 Verfahrenseinbindung PAK-Dosierung der 4. Reinigungsstufe. https://www.koms-bw.de/ pulsepro/data/img/uploads/Handlungsempfehlung_final(1).pdf [3] Metzger, S., Rößler, A., Kapp, H.(2012): Erweiterung des Klärwerks Mannheim um eine Adsorptionsstufe zur Verbesserung der Abwasserreinigung. Spurenstoffbericht KomS Baden-Württemberg. [4] Semmler, R., Esser-Schmittmann, W. (2005): Leitfaden zum sicheren Umgang mit Adsorbentien in der Abgasreinigung. VDI Wissensforum, September 2005, München. www.carbon-service.de 03 CSC-Dosieranlage mit Containervorlage Tsurumi.indd 1 12.04.2016 12:17:45 wlb 2/2017 19