„nachhaltige technologien 4|2016"

13 12 SCHWERPUNKTTHEMA MEMBRANDESTILLATION bei den adsorptiven Verfahren die Zielsubstanzen an die Aktivkohle anlagern und so aus dem Wasserstrom entfernt werden. Heute werden die in der Abbildung auf Seite 14 skizzierten Verfahren für großtechnische Umsetzungen der 4. Reinigungsstufe herangezogen. Pulveraktivkohle – PAK Bei der PAK-Anwendung wird pulverförmige Aktivkoh- le (Partikelgröße im µm Bereich) dem Reinigungs- prozess zugegeben. Die Zugabe der Aktivkohle kann etwa direkt in das Belebungsbecken erfolgen (PAK-V1). Die Kohle wird dabei in den Belebtschlamm eingela- gert und weitgehend mit dem Überschussschlamm entfernt. Auf Grund der geringen Partikelgröße der PAK erfolgt jedoch kein quantitatives Absetzen der Kohle im Nachklärbecken und es muss durch einen nachgeschalteten Filter (Sand- bzw. Anthrazitfilter) verhindert werden, dass mit Spurenstoffen beladene Kohle ins Gewässer ausgetragen wird. Die Zugabe der Aktivkohle kann auch unmittelbar vor diesem Filter erfolgen (PAK-V2) oder in einem separaten Kontaktor mit anschließender Sedimentation (PAK-V3). Granuläre Aktivkohle – GAK Die Anwendung von granulärer Aktivkohle (Partikel- größe im mm Bereich) erfolgt als Filtrationsstufe, in der das zu behandelnde Rohwasser durch einen mit GAK gefüllten Filter fließt. Die Filter können als offene Filter (GAK-V1) oder geschlossene Druckfilter (GAK-V2) ausgeführt sein und orientieren sich am Konzept, wie es auch in der Trinkwasseraufbereitung zum Einsatz kommt. Vorhandene, nachgeschaltete Sandfilter können relativ einfach auf einen Betrieb mit GAK umgerüstet werden. Die GAK-Filter werden rückgespült und benötigen keine nachgeschaltete Stufe zum Rückhalt von feinen Kohlepartikeln, wie dies bei der PAK-Anwendung der Fall ist. Ozonung Bei der Ozonung wird vor Ort aus Sauerstoff gas- förmiges Ozon hergestellt, das über ein geeignetes Eintragssystem (Injektoren oder Diffusoren) in den Abwasserstrom eingeblasen wird. Ozon und die ent- stehenden OH-Radikale zerstören die organischen Spurenstoffe. Dabei entstehen auch unspezifische Nebenprodukte, die gemeinsammit eventuell vorhan- denem Restozon in einer anschließenden Abklingein- heit entfernt werden. Als Abklingeinheit eignet sich etwa ein Sand-, Hydroanthrazit oder Aktivkohlefilter. Bei der Ozonung kommt es im Gegensatz zur Aktivkoh- leadsorption auch zu einer Abtötung von Bakterien und somit zu einer Teildesinfektion des Abwassers um mehrere Zehnerpotenzen. Beide heute als geeignet angesehene Verfahren (Ozonung und Aktivkohle) können aufgrund ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften für sich al- leine nicht alle organischen Spurenstoffe entfernen. Beide weisen Vor- und Nachteile auf, sodass keine der beiden Technologien a priori zu präferieren ist. Zu- sätzlich zu verfahrensimmanenten Aspekten spielen länderspezifische Rahmenbedingungen eine wesent- liche Rolle bei der Verfahrensauswahl. Im Projekt KomOzAk - „Weitergehende Reinigung kommunaler Abwässer mit Ozon sowie Aktivkohle für die Entfer- nung organischer Spurenstoffe“ wurden Verfahrens- varianten und -kombinationen näher untersucht, welche die in Österreich gegebenen Rahmenbedin- gungen auf Kläranlagen berücksichtigen. Für Öster- reich wird eine aus Ozonung und nachgeschalteter, biologisch aktivierter granulärer Aktivkohlefiltration bestehende Verfahrenskombination als sinnvollste Lösung erachtet. Diese Kombination kompensiert die Nachteile der Einzelverfahren und stellt zudem ein Multibarrierensystem dar, das neben einer Maximie- rung der Spurenstoffentfernung vor allem in Hinblick auf die Investitionssicherheit für die Betreiber als nachhaltige Lösung erachtet wird. Realisierte Anlagen in der DACH-Region und Rahmenbedingungen Die Schweiz ist mit der Implementierung einer 4. Rei- nigungsstufe zur gezielten weitergehenden Entfer- nung organischer Spurenstoffe weltweit am weites- ten fortgeschritten. In den letzten Jahren wurden die diesbezüglichen gesetzlichen und finanziellen F A Ch D Zürich Basel Bern Lausanne Stuttgart PAK Anlagen Ozon Anlagen mehrere Verfahren in Betrieb Umsetzung: Planung / Bau Übersichtskarte Spurenstoffelimination auf Kläranlagen (PAK … Pulveraktivkohle) Quelle: Daten aus VSA Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“ www.micropoll.ch; eigene Darstellung