Innovative Wasseraufbereitung für kommende Herausforderungen

Weltweit wird die Gesetzgebung zur Wasserqualität verschärft, denn unsere wertvollste Ressource leidet unter zunehmender Verschmutzung. Länder auf der ganzen Welt reagieren mit neuen Vorschriften, deren Umsetzung den Kommunen obliegt – oft verbunden mit zusätzlichen Aufbereitungsverfahren.

Drei der größten Herausforderungen, die im Mittelpunkt der überarbeiteten Gesetzgebung stehen, sind Arzneimittel, „Ewigkeits-Chemikalien“ und Phosphor. Jede dieser Herausforderungen stellt eine erhebliche Gefahr für die Wasserqualität dar und wirft technische Probleme für diejenigen auf, die für die Wasserversorgung von privaten und industriellen Verbrauchern oder für die Einleitung von Wasser in natürliche Gewässer verantwortlich sind.

Die Verursacher zur Kasse bitten
Arzneimittelrückstände haben schädliche Auswirkungen auf die Tierwelt und die menschliche Gesundheit, was zu einer Überarbeitung der Richtlinie 91/271/EWG der Europäischen Union (EU) geführt hat. Die neuesten Vorschläge sehen vor, dass Hersteller von Arzneimitteln und Kosmetika für die Kosten der Entfernung von Mikroverunreinigungen aufkommen müssen, die aus ihren Produkten stammen und in das Abwasser gelangen, wodurch das „Verursacherprinzip“ umgesetzt wird.

Viele Arzneimittel können während des gesamten Behandlungs- und Einleitungsprozesses im Abwasser verbleiben und wurden weltweit in Flüssen, Bächen und Seen nachgewiesen. Sobald sie in die Umwelt gelangen, können diese Chemikalien schädliche Auswirkungen auf die Tierwelt aquatischer Lebensräume haben.

Natürliche und synthetische Östrogenverbindungen können bei Fischen zu einer verminderten Fruchtbarkeit und anderen negativen Auswirkungen auf die Fortpflanzung führen. Bei einigen Arten wurde eine Hemmung des Wachstums und der Entwicklung sekundärer Geschlechtsmerkmale beobachtet, nachdem sie einer Vielzahl von endokrin wirksamen Chemikalien ausgesetzt waren.

Zusätzliche Reinigungslösungen
Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass häufig verwendete Antidepressiva Verhaltensänderungen bei Fischen hervorrufen. Antibiotika in der Umwelt führen zur Entwicklung und Verbreitung von Antibiotikaresistenzen, was zu potenziellen Problemen für die öffentliche Gesundheit beiträgt. Darüber hinaus wird die Exposition gegenüber antimikrobiellen Wirkstoffen, die nicht unter die derzeitige Gesetzgebung fallen, die globale Krise der Antibiotikaresistenz verschärfen.

Glücklicherweise gibt es Filtertechnologien, mit denen pharmazeutische Rückstände entfernt werden können, aber es gibt keine „Einheitslösung“ – es müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Mittelpunkt dieser Lösungen steht die Verwendung von granulierter Aktivkohle (GAK). In einigen Fällen können bestehende Filteranlagen umgerüstet werden, um mit diesem Material zu arbeiten und die Reinigungsleistung zu verbessern. Wenn ein zusätzlicher Filterprozess erforderlich ist, kann der zusätzliche Platzbedarf durch den Einsatz von kontinuierlichen Aufstromfiltern auf ein Minimum reduziert werden.

Ewigkeits-Chemikalien
Ebenso wichtig ist die sich verschärfende Krise im Zusammenhang mit der Verwendung von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS), die aufgrund ihrer Langlebigkeit in der Umwelt oft als „Ewigkeits-Chemikalien” bezeichnet werden. Diese weit verbreiteten Stoffe werden häufig in Industrie- und Verbraucheranwendungen eingesetzt, darunter schmutz- und wasserabweisende Beschichtungen für Textilien, ölbeständige Beschichtungen für Papier und Pappe, Bodenpolituren, Insektizide und Feuerlöschschäume.

In der EU müssen die Mitgliedstaaten ab 2026 sicherstellen, dass sie die strengen Grenzwerte für PFAS nicht überschreiten, was jedoch eine verbesserte Überwachung und Datenerfassung erfordert. Die Entfernung dieser Chemikalien aus der Wasserversorgung kann durch eine Reihe von Technologien erreicht werden, darunter Nanofiltration und Umkehrosmose, aber eine der kostengünstigsten Methoden ist die Verwendung von granulierter Aktivkohle.

Ähnlich wie bei der Entfernung von Arzneimittelrückständen ist ein maßgeschneiderter Ansatz für jede Kläranlage unerlässlich, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Erfüllung anspruchsvoller Vorschriften
Schlussendlich Phosphor: ein für alle Lebewesen unverzichtbarer Nährstoff, dessen übermäßige Konzentration in Flüssen und Seen jedoch erhebliche Umweltprobleme verursacht. Phosphor verursacht ein Phänomen, das als Eutrophierung bezeichnet wird und auftritt, wenn der Nährstoffgehalt in einem Süßwasserreservoir zu hoch wird, was zu übermäßigem Algenwachstum führt. Dadurch wird der Sauerstoffgehalt im Wasser verringert, was zu hypoxischen oder „toten Zonen” führt, in denen Wasserlebewesen nicht überleben können.

Insbesondere Europa hat strenge Vorschriften zum Schutz von Flüssen und Seen vor Eutrophierung. Die Europäische Union hat mehrere Richtlinien und Verordnungen zur Reduzierung des Phosphoreintrages erlassen. Auch Länder wie die Vereinigten Staaten haben Vorschriften zur Begrenzung von Phosphoreinträgen eingeführt, beispielsweise den Clean Water Act, der Grenzwerte für Phosphor enthält.

Die meisten großen Kläranlagen verfügen bereits über Verfahren, mit denen ein erheblicher Teil des gesamten Phosphatgehalts entfernt werden kann. Um bessere Ergebnisse zu erzielen, sind entweder chemische Behandlungen oder zusätzliche Filtrationen erforderlich. Lamellenklärer, Sandfilter und Scheibenfilter bieten alle die Möglichkeit, die strengsten gesetzlichen Vorschriften zu erfüllen.

Da die lokalen Vorschriften für Wasserschadstoffe wie Phosphor, PFAS und Arzneimittel immer strenger werden, müssen Kläranlagen ihre bestehenden Verfahren modernisieren und zusätzliche Anlagen installieren, um die Einhaltung der Vorschriften zu gewährleisten. Viele der erforderlichen Technologien sind bereits entwickelt und in Hunderten von Referenzanlagen bewährt. Durch die Zusammenarbeit mit Experten auf diesem Gebiet, wie beispielsweise Sulzer Nordic Water, können Kläranlagen der Gesetzgebung einen Schritt voraus sein.