SPURENSTOFFELIMINATION

Verfahrenstechnische Möglichkeiten zur Entfernung von Spurenstoffen mit Nordic Water Produkten
Für die Elimination von  organischen Schadstoffen, Mikroschadstoffen, Medikamentenresten und anthropogenen Spurenstoffen stehen verschiedene Verfahren zur Auswahl. Diese lassen sich in vier Gruppen einteilen: „Oxidativ“ mit Ozon oder AOP, „Adsorptiv“ mit PAK in die Belebung, vor einen Flockenfilter oder als PAK-Stufe bestehend aus Kontaktreaktor, Sedimentation nach der Nachklärung mit interner Rückführung der Kohle, „Adsorptiv“ mit GAK in unserem DynaSand-Carbon-Filter und „Physikalisch“, wobei der DynaSand die nachgeschaltete Technik schützt. Die Produkte und Produktkombinationen von Nordic Water lassen sich also problemlos in jedes der gezeigten Verfahren integrieren. Überzeugen Sie sich selbst.

Bei der Ozonung werden die Spurenstoffe mittels Ozon oxidiert und gespaltet. Bei den AOP, den Advanced Oxidation Processes, wird das Wasser zusätzlich behandelt um die Spurenstoffelimination weiter zu verbessern. Die Oxidationsprodukte können zum Teil toxisch sein, sind zumeist aber sehr gut biologisch abbaubar. Daher muss der Ozonung eine biologische Stufe nachgeschaltet werden. Hierzu ist der DynaSand Filter bestens geeignet. Beispiel Regensdorf

Bei der Ozonung werden die Spurenstoffe mittels Ozon oxidiert und gespaltet. Bei den AOP, den Advanced oxidation processes wird das Wasser zusätzlich mit z. B. Wasserstoffperoxid, UV, Titan(IV)oxid behandelt. Mit Hilfe der dabei entstehenden Hydroxyradikale (∙OH) wird die Spurenstoffelimination verbessert. Bei der Oxidation werden die meisten Stoffe nicht vollständig mineralisiert, verschiedenste Oxidationsprodukte entstehen. Die Toxizität dieser, zumeist gut biologisch abbaubaren, Oxidationsprodukte ist noch nicht genau bekannt. Daher muss der Ozonung eine biologische Filtration nachgeschaltet werden, in der die Oxidationsprodukte abgebaut werden. Hierzu ist der DynaSand Filter bestens geeignet. Ozon reagiert nicht selektiv mit den Spurenstoffen. Für eine effiziente Ozonung sollte das Wasser eine möglichst geringe Hintergrundbelastung aufweisen. Eine Ozonstufe wird daher nach der Nachklärung realisiert. Für eine Ozonung wird ein Ozongenerator, ein Kontaktreaktor und da Ozon stark reizend ist, auch eine Abgasbehandlung und entsprechende Sicherheitstechnik benötigt.

Dem Abwasser wird kontinuierlich Pulveraktivkohle zugegeben, an der die Spurenstoffe adsorbieren. Entscheidend für den Erfolg der Verfahren mit Pulveraktivkohle ist, dass die beladene Kohle zuverlässig zurückgehalten wird. Eine Filtration mit DynaSand-Filtern stellt sicher, dass beladene Pulveraktivkohle und damit die Spurenstoffe nicht ins Gewässer gelangen. Für Dosierung der PAK stehen verschiedene Verfahrensalternativen zur Auswahl. Eine Filtration ist in jedem Fall nachzuschalten.

A) Dosierung von PAK in die Belebung
Die Dosierung von PAK direkt in die Belebung zeichnet sich durch niedrige Investitionskosten aus. Allerdings ist die Hintergrundkonzentration im Belebungsbecken hoch, das heißt die auf die Spurenstoffe bezogene Eliminationsleistung ist geringer als bei nachgeschalteten Dosierungen. Eine separate Rückführung der Aktivkohle ist nicht möglich. Beispiel ARA Flos, Wetzikon, CH

B) PAK Dosierung vor einem Flockenfilter

C) PAK Stufe bestehend aus Kontaktreaktor, Sedimentation nach der Nachklärung mit interner Rückführung der Kohle
Eine PAK-Stufe nach der Nachklärung ist mit höheren Investitionskosten und größerem Platzbedarf verbunden als eine Dosierung von PAK in die Belebung. Durch Einsatz von Lamella Separatoren kann die Sedimentation jedoch platzsparend ausgeführt werden. Durch die geringe Hintergrundbelastung und die interne Rückführung der Aktivkohle ist eine höhere Eliminationsleistung möglich. Die PAK Dosierung kann gegenüber der Dosierung in die Belebung bei gleicher Ablaufqualität reduziert werden.

Beispiel: Marienhospital, Gelsenkirchen

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Ein weiteres adsorptives Verfahren ist die Filtration über granulierte Aktivkohle. Hierbei wird granulierte Aktivkohle als Filtermaterial eingesetzt. Die Feststoffentnahme und Spurenstoffelimination erfolgt simultan. Für eine möglichst gute Spurenstoffelimination sollte die Hintergrundbelastung möglichst gering sein. Nordic Water hat langjährige Erfahrung mit Aktivkohle als Filtermaterial in DynaSand-Carbon-Filtern. Durch die intermittierende Wäsche des Filtermaterials wird verhindert, dass sich Kanäle im Filterbett bilden. Eine gleichmäßige Durchströmung des Filtermaterials ist Voraussetzung für eine optimale Adsorption der Spurenstoffe. Im Gegensatz zur Pulveraktivkohle kann beladene GAK regeneriert und erneut zur Adsorption verwendet werden. Beispiel Rietberg, Emmingen-Liptingen, Weißenburg.

Die physikalischen Verfahren, d.h. die Spurenstoffelimination mittels Nanofiltration oder Umkehrosmose wird bei der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt. Der Zulauf zu den Membranen muss nahezu feststofffrei sein. DynaSand Filter haben sich als Vorstufe vielfach bewährt. Beispiel Entsalzung (siehe auch in unseren Downloads: Übersichtsblatt und Case Study (Vereinigte Arabischen Emirate)

Spurenstoffe können auch durch die Nanofiltration oder Umkehrosmose entfernt werden. Diese physikalischen Verfahren sind sehr energieaufwändig. Aus diesem Grund und da die Entsorgung des stark belasteten Konzentrats nicht gelöst ist, eignen sich die Membranverfahren für die Spurenstoffelimination bei der kommunalen Abwasserbehandlung nicht. Die physikalischen Verfahren sind jedoch gängig bei der Trinkwasseraufbereitung. Um die Membrane zu schützen und eine möglichst hohe Ausbeute zu erreichen, muss der Zulauf zu den Membranen nahezu feststofffrei sein. Im Zusammenhang mit der Meerwasserentsalzung haben sich DynaSand Filter als Vorstufe vor Membranfiltrationen vielfach bewährt.