Reinigung von Industrieabwässern fordert auch moderne Kläranlagen heraus
Kategorie: Forschung & Entwicklung
Thema: Abwasserbehandlung
Obwohl die Abwässer aus der pharmazeutischen und chemischen Industrie in modernen Kläranlagen gereinigt werden, wird die Vielzahl von synthetischen Verbindungen, die schließlich in den Gewässern landen, stark unterschätzt. Das zeigt eine neue Studie des Schweizer Wasserforschungsinstituts Eawag und der ETH Zürich. Um zu diesem Ergebnis zu kommen, haben die Forschende das gereinigte Abwasser aus elf Kläranlagen über mehrere Monate hinweg näher analysiert.
Dazu wurden Anlagen ausgewählt, die sehr unterschiedliche Anteile von Industrieabwasser zu bewältigen haben – von 0 bis 100%. Mit hochaufgelöster Massenspektrometrie, teilweise automatisiert, wurden dann das behandelte Abwasser analysiert. So wurde es möglich, die Gesamtzahl der vorhandenen Verbindungen zu ermitteln und auch Substanzen zu verfolgen, die nur kurzzeitig in Spitzenkonzentrationen auftraten.
Erkenntnisse
Bei der Kampagne wurden im Wesentlichen die folgenden Erkenntnisse gewonnen:
Das behandelte Industrieabwasser enthält zeitweise bis zu fünfzehnmal mehr verschiedene Stoffe und um ein bis zwei Größenordnungen höhere Konzentrationen an synthetischen organischen Verbindungen mit deutlich größeren Schwankungen als das häusliche Abwasser.
Die chemische Vielfalt der Abwässer ist sehr standortspezifisch und spiegelt die Herstellungsprozesse der jeweiligen Firmen wider. Doch sie ist auch stark durch weitere Faktoren beeinflusst, etwa durch Art und Umfang der Abwasser-Vorbehandlung, die Praxis, wie die Betriebe ihr Abwasser zur Kläranlage schicken, oder den Betrieb der Kläranlagen.
Unter der enormen Vielzahl gefundener Substanzen können sich auch toxische Verbindungen befinden, die eine Bedrohung darstellen für die die aquatische Artenvielfalt. Dies nicht zuletzt auch deshalb, weil die stark schwankenden Emissionen zu unerwarteten Spitzenkonzentrationen führen und das in laufend wechselnden chemischen Zusammensetzungen. Es wurden auch nicht registrierte Chemikalien gefunden.
Gängige Praxis zur Prüfung der Wasserqualität ist nicht ausreichend
Die an der Studie beteiligten Forschenden ziehen den Schluss, dass die gängige Praxis zur Prüfung und möglichen Verbesserung der Wasserqualität nicht genügt. Heute werde zumeist eine Standardliste mit Zielschadstoffen sowie gewisse Summenparameter analysiert, statt an jedem Standort genau hinzuschauen. Nur so ließen sich jedoch maßgeschneiderte Monitoringprogramme erstellen und – wo nötig – Maßnahmen ergreifen, schreiben die Wissenschaftler:innen. Strategien zur Minderung der Belastungen können einen sehr breiten Bereich umfassen, von einer Änderung der Abwasserbehandlungspraxis in den Unternehmen und Innovationen auf den Kläranlagen über Umstellungen der Herstellungsprozesse bis zu gesetzlichen Regulierungen oder gar einem Verbot gewisser Stoffe. Einige der Maßnahmen werden von Industriebetrieben bereits heute erfolgreich umgesetzt.
Veröffentlichung
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Water Research veröffentlicht.
Quelle/Weitere Informationen: Eawag
Industrieabwasser ist teils problematischer als bisher bekannt
ZÜRICH – Trotz moderner Kläranlagen gelangt mit dem Abwasser von Industriebetrieben eine Vielzahl von synthetischen Verbindungen in die Gewässer. Darunter sind auch problematische Stoffe, wie eine neue Studie zeigt. Die Branche hat erste Massnahmen ergriffen.Mehr:
Keine Chance für Keime und Viren
Eine vierte und fünfte Reinigungsstufe könnte das Abwasser frei von Mikroplastik und gefährlichen Keimen machen. Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg.
Grün ist die Farbe der Hoffnung. Wenn in einigen Jahren großtechnisch nachgebaut worden ist, was sich derzeit in einem unscheinbaren grünen Container auf dem Areal des Wiesbadener Hauptklärwerks verbirgt, dann könnte das Abwasser der knapp 300.000 Einwohner, der Einpendler und Unternehmen deutlich sauberer in den Rhein entlassen werden, als es die bislang drei Reinigungsstufen ermöglichen. Gut zweieinhalb Jahre nach dem Beginn eines Pilotprojekts zur Abwasserreinigung zieht Susanne Lackner von der Technischen Universität Darmstadt eine ermutigende Zwischenbilanz.
Das zweistufige Verfahren ist vielversprechend: Der sogenannte Nachlauf der drei Reinigungsstufen….mehr:
Ergebnisbericht zum Projekt EmiStop veröffentlicht
Im Forschungsvorhaben EmiStop wurden Eintragspfade von Plastikpartikeln über den Abwasserpfad aus relevanten Industriebranchen systematisch erfasst und Verfahren zur Entfernung von Plastikpartikeln aus Abwasserströmen evaluiert.
Praxistaugliches Maßnahmenbündel für Industriepartner
Dabei wurde an verschiedenen Stellen der Wertschöpfungskette (Herstellung, Transport, Weiterverarbeitung) angesetzt.Die technischen Entwicklungsziele im geplanten Vorhaben hinsichtlich der Vermeidung von industriellen Plastik-Emissionen ins Gewässer wurden mit Hilfe eines durch Expert:innen aus Industrie, Politik und Verwaltung sowie Wissenschaft gestützten Zukunftsszenarios zu den Anforderungen, Treibern und Hemmnissen gespiegelt und angepasst sowie auf Basis eines zu entwickelnden Kriterien- und Indikatoren-Sets auf Nachhaltigkeit analysiert und bewertet.Mittels Delphi-Befragungen konnten Kriterien und Indikatoren erarbeitet und für eine multikriterielle Analyse und Bewertung der Nachhaltigkeit der entwickelten Vermeidungsstrategien genutzt werden. Ergebnis ist eine multikriteriell von verschiedenen Stakeholdern geformte Bewertungsmatrix zu den Vor- und Nachteilen verschiedener Verfahrenstechniken im Hinblick auf Mikroplastikrückhalt.
Die Erkenntnisse sind bereits in eine Handlungsempfehlung für die Industrie eingeflossen (Barkmann et al. 2021) und liegen mit dem Abschlussbericht jetzt auch in ausführlicher Form vor.
Mit dem Laser gegen Mikroplastik
Bislang sind Kläranlagen kaum in der Lage, die winzigen Mikroplastikteile im Abwasser ausreichend herauszufiltern. Nun wird der erste lasergebohrte Mikroplastikfilter in einem Klärwerk getestet. Er enthält Bleche mit extrem kleinen Löchern von nur zehn Mikrometern Durchmesser. Die Technologie, um Millionen von Löchern effizient zu bohren, wurde am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT entwickelt. Dort arbeitet man jetzt an der Skalierung der Ultrakurzpuls-Lasertechnologie im kW-Bereich. Auf dem Fraunhofer-Stand A6.441 der LASER World of PHOTONICS erfahren Besucher mehr über den Mikroplastikfilter und die Ultrakurzpuls-Laser.
Nachhaltigkeit ist heute keine Option, sondern eine Pflicht für jede Technologieentwicklung. Dementsprechend werden auch in der Laserbranche viele Projekte vorangetrieben, um diese Technologie für nachhaltige Zwecke zu nutzen. Schon heute ermöglichen Laser höhere Wirkungsgrade in der Wasserstofftechnologie ebenso wie absolut dichte Batteriegehäuse in der Elektromobilität.
Im BMBF-geförderten Projekt »SimConDrill« hat sich das Fraunhofer ILT mit Industriepartnern zusammengeschlossen, um erstmals einen Abwasserfilter für Mikroplastik zu bauen. »Im Kern ging es darum, möglichst viele möglichst kleine Löcher in kürzester Zeit in eine Stahlfolie zu bohren« erklärt Andrea Lanfermann, Projektleiterin am Fraunhofer ILT, die Herausforderung.
Mobile Filteranlage im Klärwerk
Das ist gelungen. Im Rahmen des Projekts bohrten nach der Prozessentwicklung am Fraunhofer ILT die Expertinnen und Experten der LaserJob GmbH 59 Millionen Löcher mit zehn Mikrometern Durchmesser in ein Filterblech und schufen so einen Filter-Prototypen. Für das ambitionierte Projekt arbeiten die Fraunhofer-Forschenden noch mit drei weiteren Firmen zusammen. Neben dem Projektkoordinator KLASS Filter GmbH sind außerdem die LUNOVU GmbH und die OptiY GmbH beteiligt. Inzwischen wurden die lasergebohrten Metallfolien in den patentierten Zyklonfilter der KLASS Filter GmbH eingebaut und umfangreichen Tests unterzogen. Im ersten Versuch wurde mit dem feinen Pulver von 3D-Druckern verunreinigtes Wasser filtriert. Der Aufbau wird jetzt unter realen Bedingungen in einem Klärwerk getestet.
Prozesswissen ist der Schlüssel
Millionen Löcher nacheinander zu bohren, dauert seine Zeit. Schneller geht es mit dem Multistrahlverfahren, bei dem aus einem Laserstrahl über eine spezielle Optik eine Matrix von identischen Strahlen erzeugt wird. Am Fraunhofer ILT hat man so mit einem Ultrakurzpulslaser (TruMicro 5280 Femto Edition) mit 144 Strahlen gleichzeitig gebohrt. Die Basis für solche Anwendungen ist ein detailliertes Prozesswissen. Das wurde am Fraunhofer ILT über Jahrzehnte gesammelt und in entsprechende Modelle und Software umgesetzt. Damit lassen sich alle Parameter am Computer variieren, und optimale Prozessparameter werden schnell gefunden. Auch die Robustheit des Prozesses lässt sich so vor dem Applikationsversuch analysieren.
Parallel zu dieser Bohranwendung arbeitet ein Konsortium aus sechs Partnern an der Umsetzung einer industriellen Maschine zur Multistrahlbearbeitung. Im EU-Projekt »MutiFlex« erhöhen Forschende unter Industriebeteiligung die Produktivität der scannerbasierten Lasermaterialbearbeitung mittels Multistrahlverfahren. Das Besondere besteht bei diesem Vorhaben darin, dass alle Teilstrahlen individuell angesteuert und somit für die Herstellung beliebiger Oberflächenstrukturen genutzt werden können. Ziel ist es, die Geschwindigkeit des Prozesses um das Zwanzig- bis Fünfzigfache zu steigern und somit die Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens signifikant zu erhöhen.
CAPS: Skalierung in den kW-Bereich
Das Prozesswissen ist auch ein entscheidender Faktor bei der weiteren Skalierung der Materialbearbeitung mit ultrakurzen (UKP) Laserpulsen mit oder ohne Multistrahloptik. Wenn die Leistung in den Kilowattbereich erhöht wird, kann es zu einer thermischen Schädigung des Werkstücks kommen. Solche Effekte werden durch komplexe Simulationen erforscht, die Prozesse können entsprechend angepasst werden.
Die Laser für solche Versuche stehen im Applikationslabor am Fraunhofer ILT in Aachen zur Verfügung. Sie gehören zum Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS, in dem 13 Fraunhofer-Institute gemeinsam Laserstrahlquellen, Prozesstechnik und Anwendungen für UKP-Laserleistungen bis 20 kW entwickeln. Ein zweites CAPS-Labor wird am Fraunhofer IOF in Jena betrieben.
Fraunhofer Know-how auf der LASER World of PHOTONICS
Auf der Photonik-Weltleitmesse LASER World of PHOTONICS in München werden neben dem lasergebohrten Mikroplastikfilter weitere Highlights des Fraunhofer Clusters ausgestellt. Vom 26. bis zum 29. April 2022 stehen Expertinnen und Experten auf den Fraunhofer-Ständen B4.239 und A6.441 für Auskünfte rund um die Ultrakurzpuls-Lasertechnologie, die Erzeugung von Sekundärstrahlung von THz bis Röntgen und die wegweisenden Anwendungen dieser Technologien zur Verfügung.
Weitere Informationen:
https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2022/april-2022/mit-dem-…
Britta Widmann Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft
Drehkolbenpumpen fördern Abwasser bei laufenden Bauarbeiten
Im Mai 2020 ließ eine Stadt in Baden-Württemberg eine betonierte Leitung erneuern, die normalerweise das in der Kläranlage gereinigte Abwasser zum Vorfluter transportiert. Für den Zeitraum bis zum Abschluss der Instandsetzungsmaßnahmen musste somit eine vorübergehende Lösung gefunden werden, um das gereinigte Abwasser zu einem etwa 600 m entfernten Entwässerungsgraben zu fördern. Die Verantwortlichen entschieden sich für die Installation zweier Drehkolbenpumpen des Typs TORNADO® T1 von NETZSCH aus Waldkraiburg, die an Schlauch- sowie Kunststoffleitungen angebunden wurden. Die selbstansaugenden Aggregate verfügen über eine maximale Förderleistung von je 1.000 m³/h und konnten so das Abwasser problemlos aus dem etwa 5 m tiefen Sammelbecken ansaugen.
An einer etwa 2 km langen Entwässerungsleitung in einer Kläranlage in Baden-Württemberg wurde ein Defekt festgestellt. Die betonierte Rohrleitung mit DN 1500, über die normalerweise das gereinigte Abwasser nach dem Klärprozess in den Vorfluter gelangt, wurde erneuert. Für die Zeit bis zum Abschluss der Baumaßnahmen musste eine Übergangslösung gefunden werden. Die Verantwortlichen entschieden sich für die Installation von Pumpen, die über Schläuche an oberirdische Kunststoffrohre angeschlossen wurden, um das Wasser in den Entwässerungsgraben abzuführen.
Zuverlässige Förderung durch selbstansaugende Verdrängerpumpen
Bei den eingesetzten Pumpen handelt es sich um zwei TORNADO® T1. Die beiden Pumpen wurden fest im Freien installiert und mit einem Zelt überdacht. „Jede der beiden Pumpen verfügt über vier Saug- sowie Druckanschlüsse und fördert das Wasser parallel in zwei getrennten Leitungen in den Entwässerungsgraben“, erläutert Michael Groth, Manager für den globalen Geschäftsbereich Umwelt & Energie bei NETZSCH. „Sie saugen dabei das Abwasser aus einem etwa 5 m tiefen Sammelbecken, das beim Anfahren der Pumpen halb gefüllt war.“ Für diese Aufgabe sind die beiden T1-Modelle sehr gut geeignet, da es sich um selbstansaugende Verdrängerpumpen handelt, die eine kontinuierliche Förderung gewährleisten.
Hohe Betriebssicherheit und Flexibilität
Beide T1 liefen von Anfang an einwandfrei. Ein wesentliches Merkmal der Drehkolbenpumpen aus Waldkraiburg ist die räumliche Trennung von Getriebe- und Pumpenkammer. Diese spezielle Konstruktion, das sogenannte Gleichlaufgetriebe-Schutzsystem (GSS) von NETZSCH, sorgt dafür, dass das Medium auch im Fall eines Versagens der Wellenabdichtung nicht in den komplexen Antrieb eindringt. „Dadurch wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht“, erläutert der Geschäftsfeldmanager. „Umgekehrt kann auch das Getriebeöl nicht in den Pumpenraum gelangen; Schmierung und Kühlung der Dichtung erfolgen zudem durch leicht zugängliche Spül- beziehungsweise Sperrwasseranschlüsse.“
Zusätzlich verfügen die Pumpen über einen modularen Gehäuseaufbau mit nachstellbaren Gehäuseschalen für eine hohe Lebensdauer. „Die Robustheit und Flexibilität der Tornado® T1 Pumpen sorgen zusammen mit der stufenlos verstellbaren Fördermenge und der maximalen Förderleistung von ca. 1.000 m³/h dafür, dass sie nach Abschluss der Arbeiten an der defekten Betonleitung weiter vielseitig in der Kläranlage eingesetzt werden können“, so Michael Groth.
https://gwf-wasser.de/branche/drehkolbenpumpen-foerdern-abwasser-bei-laufenden-bauarbeiten/
Innovatives Nereda®-Verfahren auf der Kläranlage Altena
Der Ruhrverband hat im November 2019 mit dem Umbau der Kläranlage Altena begonnen. Im Rahmen einer Variantenuntersuchung für die Ertüchtigung der sanierungsbedürftigen Anlage stellte sich der Einsatz des innovativen Nereda®-Verfahrens als beste Lösung für eine auf lange Sicht wirtschaftliche, ressourceneffiziente und betriebssichere Reinigung der Abwässer des Einzugsgebiets dar.
Mit der großtechnischen Umsetzung des Nereda®-Verfahrens betritt der Ruhrverband Neuland, denn das in den Niederlanden entwickelte und patentierte Verfahren findet zwar bereits weltweit auf über 20 kommunalen Kläranlagen Anwendung, wird jedoch in Altena erstmals in Deutschland in die Praxis umgesetzt. Die neue Anlage wird die vorhandene Belebtschlammanlage ersetzen.
So funktioniert das neue Verfahren
Im Unterschied zu konventionellen Verfahren der biologischen Abwasserreinigung schließen sich die beteiligten Mikroorganismen beim Nereda®-Verfahren in kompakten, kugelförmigen Granulen zusammen, statt die sonst übliche Flockenstruktur zu bilden. Dadurch können alle biologischen Reinigungsprozesse (weitergehende Nährstoffelimination) gleichzeitig in einem Reaktor ablaufen und es wird deutlich weniger Zeit benötigt, um den Schlamm vom gereinigten Abwasser abzutrennen. Der Prozess läuft in sogenannten Sequencing-Batch-Reaktoren ab und kommt ohne Nachklärbecken und ohne bewegliche Einbauten aus.
Trotz der eingeschränkten Platzverhältnisse auf dem Gelände kann daher die Neuanlage neben dem Bestand errichtet und der Kläranlagenbetrieb bis zur Fertigstellung der neuen biologischen Stufe weitestgehend ungestört fortgesetzt werden. Eine softwarebasierte Prozesssteuerung in Kombination mit moderner Mess- und Regeltechnik, Online-Überwachung und Fernzugriff ist Bestandteil des Verfahrens und wird in Zukunft den Betrieb der Anlage als sog. „Satellitenanlage“ ohne Stammpersonal unterstützen.
Vergleichmäßigung der Wassermengen
Die drei Reaktoren der Nereda®-Anlage werden zukünftig abhängig von der Zulaufwassermenge zeitlich versetzt aus einem zum Speicherbecken umgebauten Vorklärbecken beschickt. Das bisherige Nachklärbecken wird ebenfalls zu einem Speicherbecken umgebaut, um eine Vergleichmäßigung der in die Lenne eingeleiteten Wassermengen zu erreichen. Der anfallende Überschussschlamm wird vor Ort eingedickt und zur anaeroben Stabilisierung auf eine benachbarte Kläranlage transportiert.
Mit dem neuen Verfahren soll eine weitestgehend biologische Phosphorelemination erfolgen. So kann im Vergleich zum Ist-Zustand eine Einsparung von Fällmitteln für die chemische Phosphatfällung um voraussichtlich etwa 75 Prozent realisiert werden. Der Ruhrverband erwartet sich von der neuen Technologie eine deutliche Verbesserung der Ablaufwerte. Zusätzlich soll im Vergleich zum Ist-Zustand mit dem Nereda®-Verfahren eine Verringerung des Energiebedarfs der Kläranlage Altena um mindestens 30 Prozent realisiert werden.
Demonstrationsbetrieb ab Anfang 2022
Der geplante zweijährige Probebetrieb soll im ersten Quartal 2022 aufgenommen werden. Die Vorbereitungen für die vorherige zweimonatige Einfahrphase wurden von einem Team aus Beschäftigten des Ruhrverbands und des niederländischen Patentinhabers bereits aufgenommen. Neben dem Umbau im laufenden Betrieb besteht eine weitere Herausforderung darin, die neuen Verfahrenskomponenten so in die Bestandsanlage zu integrieren, dass während der geplanten zweijährigen Erprobungsphase jederzeit auf das konventionelle Behandlungsverfahren zurückgegriffen werden kann.
Die Arbeiten zum Umbau der Kläranlage Altena kommen gut voran. Auf der linken Seite sieht man die für das Nereda®-Verfahren neu errichteten Becken.
Baufortschritt
Deshalb wurde etwa zunächst nur einer der beiden Faulbehälter abgebrochen und an seiner Stelle das EMSR-Gebäude samt Mittel- und Niederspannungshauptverteilung sowie Trafostation errichtet. Zur Erhöhung der elektrischen Versorgungssicherheit wurde die Trafostation mit neuen 10 kV-Kabeln und unter Nutzung der vorhandenen Rohrleitungsbrücke in eine Ringleitung auf der anderen Seite der Lenne eingebunden. Auch das Maschinenhaus 1 mit den Versorgungseinrichtungen für die Rechen und den belüfteten Sandfang gehörte zu diesem Bauabschnitt. Parallel dazu wurden die drei Schneckenpumpen des Zulaufhebewerks, die beiden Rechenanlagen und der Sandfangräumer erneuert und in Betrieb genommen. Kernstück der Nereda-Anlage ist das neue Belebungsbecken, das aus drei baugleichen Kammern mit je 1.700 Kubikmetern Inhalt und integriertem Maschinenhaus 2 besteht. Der Betonbau ist abgeschlossen und die maschinentechnische Ausrüstung der NEREDA-Anlage und der erforderlichen Peripherie ist weitestgehend fertiggestellt. Nach Aufteilung des Vorklärbeckens in ein Vordenitrifikations- und ein Ausgleichsbecken werden diese mit den erforderlichen Aggregaten versehen. Zudem werden neue Anlagen für die maschinelle Schlammeindickung und die Phosphatfällung errichtet. Die ebenfalls erforderliche Erneuerung der elektrischen Versorgungssystems und die Vorbereitung der zukünftigen Datenanbindung und -verarbeitung laufen parallel und werden bis zur Einfahrphase weitestgehend abgeschlossen sein. Das Vorhaben wird mit Mitteln in Höhe von 1.409.699,00 EUR aus dem Umweltinnovationsprogramm des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit gefördert.
Abluftmessungen
Neue Leistungsanforderungen an Abwasserreinigungsanlagen hinsichtlich Ablaufqualität, Energieeffizienz und Treibhausgasemission werden immer bedeutender. Um dabei Zielkonflikte zu vermeiden, ist bei der Optimierung die genaue Überwachung der Prozesse erforderlich. So ist die Messung von Gaskonzentrationen in der Abluft aus biologischen Reinigungsstufen ein nützliches Werkzeug, um verschiedene Zielsetzungen einer ARA hochaufgelöst und wartungsarm zu überwachen.
Moderne Kläranlagen sollen leistungsstark, energieeffizient und klimafreundlich sein, haben eine ausgezeichnete Ablaufqualität und behandeln möglichst grosse Abwassermengen. Eine wesentliche Rolle bei der Optimierung spielt die Erfolgskontrolle, die – aufgrund der hohen Dynamik der Prozesse – durch Onlinemessungen gewährleistet wird. Üblicherweise werden dazu Messungen von gelösten Substanzen eingesetzt, was aus verschiedenen Gründen problematisch sein kann:
Biofouling verfälscht Messsignale und erfordert eine regelmässige Wartung der Sensoren.
Räumliche Variabilität kann nur sehr begrenzt aufgezeichnet werden.
Sonden und Analyzer sind nur für gewisse Stoffe verfügbar.
Mehr:
https://www.aquaetgas.ch/wasser/abwasser/20220103_ag1_abluftmessungen/
DNA-Analyse im Belebtschlamm
Das Einwachsen des Fadenbakteriums «Candidatus Microthrix» ist mittels DNA-Analyse bereits ersichtlich, noch bevor der Schlammvolumenindex massgeblich zunimmt. Am Fallbeispiel der ARA Richterswil konnte dies deutlich aufgezeigt werden. Die DNA-Analyse kann somit zur Früherkennung von Trends im Belebtschlamm eingesetzt werden. Da die gesamte mikrobielle Gemeinschaft analysiert wird, ist die DNA-Analyse auch für die Detektion und Nachverfolgung von Schlüssel-Mikroorganismen wie Nitrifikanten, Denitrifikanten, phosphorakkumulierenden Bakterien sowie Anammox interessant.
Die Analyse von Erbgut (DNA) hat sich in den letzten Jahren zu einer zuverlässigen und kostengünstigen Methode entwickelt, die in der Abwasserforschung bereits standardmässig eingesetzt wird [1, 2]. Die DNA-Analyse erlaubt einen Einblick in die mikrobielle Zusammensetzung des Belebtschlamms. In Kombination mit den Betriebsparametern ermöglicht sie ein vertieftes Verständnis der biologischen Vorgänge.
Da durch die DNA-Analyse die gesamte mikrobielle Gemeinschaft des Belebtschlamms analysiert wird, eignet sich diese Methode für verschiedene Fragestellungen [3]. Eine Anwendungsmöglichkeit ist die Detektion von Fadenbakterien. Dies machte man sich auf der ARA Richterswil zunutze: Um das Auftreten des schlecht absetzbaren Schlamms und des hohen Schlammvolumenindexes (SVI) besser zu verstehen, wurden regelmässig Biomasseproben mittels DNA-Analysen untersucht.
Als Resultat der DNA-Analyse erhält man die Namen und die relative Häufigkeit aller Populationen in der Belebtschlammprobe. Die Namen können mit Datenbanken von Referenzsequenzen, wie der MiDAS-Datenbank [4], abgeglichen werden, wo Bakterien im Belebtschlamm und in der Faulung klassifiziert wurden. In dieser aus globalen Belebt- und Faulschlammproben erstellten Datenbank sind auch erste Proben von Schweizer Kläranlagen eingeflossen.
Das Ziel dieser Studie war, die DNA-Analyse anhand des Fallbeispiels der ARA Richterswil zu testen, die Möglichkeiten der DNA-Analyse mit anderen mikrobiellen Methoden zu vergleichen und Anwendungsbereiche für die DNA-Analyse aufzuzeigen.
Vorgehen
Die ARA Richterswil wird heute…mehr:
https://www.aquaetgas.ch/wasser/abwasser/20220112_ag1_dna-analyse-im-belebtschlamm/
Lachgasemissionen aus ARA
Lachgas (N₂O) ist ein starkes Treibhausgas und die wichtigste ozonzerstörende Substanz in der Stratosphäre. Auf Abwasserreinigungsanlagen wird N₂O während des biologischen Stickstoffabbaus gebildet, der somit die grösste Treibhausgasquelle während des Reinigungsprozesses darstellt. Reduktionsmassnahmen sind deshalb von grosser Bedeutung und gemäss neuen Erkenntnissen durch eine Optimierung der Nitrifikation und Denitrifikation auch erreichbar.
Lachgas (N2O) gilt aufgrund seines hohen Treibhausgaspotenzials (265 g CO2-e/g N2O) als relevantes Treibhausgas [1]. Ausserdem wird N2O – seit dem erfolgreichen Verbot von chlor- und bromhaltigen Kohlenwasserstoffen durch das Montreal Protokoll – als die wichtigste ozonzerstörende Substanz in der Stratosphäre eingestuft [2].
Für den grössten Teil der globalen Emissionen ist die Düngung landwirtschaftlicher Flächen verantwortlich [3]. Dabei wird der ausgebrachte Stickstoff durch mikrobielle Prozesse wie Nitrifikation und Denitrifikation teilweise zu N2O umgesetzt. Ähnliche oder identische Prozesse führen in den biologischen Prozessstufen von Abwasserreinigungsanlagen (ARA) zur Bildung von N2O [4]. Die grössten N2O-Emissionen treten…mehr:
https://www.aquaetgas.ch/wasser/abwasser/20220103_ag1_lachgasemissionen-aus-ara/
Phosphatfällung in Kläranlagen – Wie Sie die richtige Chemikaliendosis finden
Autor / Redakteur: Dr. Peter Koch / Doris Popp
Die Phosphatfällung gehört zu den Kernprozessen kommunaler Kläranlagen. Wie gut und effizient das gelingt, hängt stark von der Dosierung der Fällungschemikalien ab. Dabei sind anlagen- und prozessspezifische Merkmale wichtig. Worauf es bei der individuellen Konzeption …den ganzen Artikel lesen sie unter: