Korrespondenz Abwasser · Abfall - COOPERATIVE Infrastruktur und ...

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Gruppen ge fährlicher
Stoffe
gen gehören den Kläranlagenkategorien 1 oder 2 an [6]. Entweder
erfolgt in ihnen die gezielte Kohlenstoffeliminierung
durch eine mechanisch-biologische Grundreinigung der Abwässer
(Kategorie 1) oder in den Anlagen wird neben dem
Kohlenstoffabbau auch eine gezielte Stickstoff- und/oder Phosphorelimination
betrieben (weitergehende Abwasserreinigung,
Kategorie 2). Bisher fehlen für viele der gefährlichen Stoffe
Kenntnisse zur Eliminierbarkeit, die als Grundlage für Maßnahmen
zur Verbesserung der Reinigungsleistung der Anlagen
verwendet werden können. Für die Untersuchungen wurden
die in der Tabelle 1 aufgeführten Stoffe ausgewählt.
3 Methodisches Konzept und Versuchsdurchführung
der Eliminationsratenbestimmung
3.1 Methodisches Konzept
für die Untersuchungen
ausgewählte Vertreter
Nonylphenole 4-Nonylphenol
Isononylphenol
Nonylphenolethoxylate
Nonylphenolmonoethoxylat
Nonylphenoldiethoxylat
hormonaktive Stoffe Bisphenol A
Estron
17�-Estradiol
17�-Ethinylestradiol
Phthalate DEHP [Di-(2-ethylhexyl)-phthalat]
bromierte
Diphenylether
Phenoxycarbonsäuren
2,2',4,4',5-Penta-BDE
(Pentabromdiphenylether)
Mecoprop
Dichlorprop
Bentazon
MCPA
Diclofenac
LHKW Trichlormethan
Cyanide Cyanid
Zinnorganika Tributylzinn
Dibutylzinn
Dioctylzinn
Tetrabutylzinn
Triphenylzinn
Tabelle 1: Gruppen gefährlicher Stoffe sowie die für die Versuche
ausgewählten Substanzen
Als Grundlage wurde ein Belebtschlamm-Simulationstest in
Laborkläranlagen in Anlehnung an DIN EN ISO 11733 verwendet.
Dieses normierte Verfahren ist dafür ausgelegt, die
Elimination (das heißt das „Verschwinden“ einer zu prüfenden
Substanz durch Adsorption, Abbau und gegebenenfalls
Aus gasen) zu erfassen. Aus dem Vergleich von Zu- und Ablaufwerten
der Prüfsubstanz-Konzentration wird der Eliminierungsgrad
der Substanz ermittelt. Als Kohlenstoff- und
Energiequellen für die Mikroorganismen dienen ein kontinuierlich
zu- und abfließendes synthetisches Abwasser und die
zugemischte Prüfsubstanz. Die Prüfsubstanz muss dabei wasserlöslich
bzw. dispergierbar sein, und sie darf bei der geprüf-
Parameter einstufiger
Reaktor
Reaktorkonfiguration Belebung mit
Nachklärung
Arbeitsvolumen
Denitrifikation (Liter)
Arbeitsvolumen
Belebung (Liter)
Arbeitsvolumen
Nachklärung (Liter)
Kommunale Abwasserbehandlung
zweistufiger
Reaktor
Belebung mit
Denitrifikation
und Nachklärung
– 4
3 4
1,8 2,3
Tabelle 2: Dimensionen der Laborkläranlagen
a: einstufige Laborkläranlage, b: zweistufige Laborkläranlage, LW: Leitungswasser,
NL: Nähr- und Analytlösung, BB: Belebungsbecken (Nitrifikation),
DN: Denitrifikation, NK: Nachklärgefäß (Absetzgefäß), AL: Ablauf,
B: Belüftung, RS: Rücklaufschlamm, RZ: Rezirkulation, ÜS: Überschussschlamm
Abb. 1: Schematischer Aufbau de r Laborkläranlagen [3]
ten Konzentration auf Belebtschlamm-Organismen nicht hemmend
wirken.
Das Untersuchungsprogramm bestand aus Teilversuchen
mit parallelem Betrieb einer Laborkläranlage mit Nachklärstufe
(einstufige Anlage, Modell für konventionelle Abwasserbehandlungsanlagen)
und einer Laborkläranlage mit vorgeschalteter
Denitrifikation (zweistufige Anlage, Modell für weitergehende
Abwasserbehandlung). Für die Untersuchungen wurden
zwei baugleiche Laborbelebungsanlagen verwendet (KLD 4N/
SR-Laborkläranlage, Behr Labortechnik), die Parameter der
eingesetzten Anlagen sind in Tabelle 2 genannt.
Die einstufige Laborkläranlage wurde zur Simulation der
Zweitbehandlung (Kohlenstoffeliminierung) betrieben, die
zweistufige Anlage diente zur Simulation der gezielten Stickstoffeliminierung
im Rahmen der weitergehenden Abwasserbehandlung.
Der prinzipielle Ablauf des Abwasserbehandlungsprozesses
folgte dem in Abbildung 1 dargestellten Schema. Der
zu untersuchende Analyt wurde dem Zulauf in definierten Konzentrationen
beigemischt. Bei der einstufigen Anlage fließt das
analythaltige Abwasser direkt vom Zulauf in die Belebung und
wird einer aeroben Behandlung durch Rührung und Belüftung
unterzogen. Im Nachklärer erfolgt eine Trennung von Schlamm
und behandeltem Abwasser, das über den Ablauf die Kläranlage
verlässt. Der abgesetzte Schlamm des Nachklärers wurde regelmäßig
in die Belebung rezirkuliert. Bei der Anlage mit Denitrifikation
fließt das Abwasser in die Denitrifikation und wird
dort ohne zusätzliche Belüftung mit dem belebten Schlamm
durch Rührung vermischt. Die Schlammsuspension fließt per
Überlauf aus der Denitrifikation in die Belebung. In dieser Stu-
KA Korrespondenz Abwasser, Abfall · 2011 (58) · Nr. 9 www.dwa.de/KA