Aktive Membranen im Filter können Grundwasser effektiv von giftigen Pestiziden und Lösungsmitteln befreien

Lexington (USA) – Mithilfe von Zucker, Enzymen und Eisen lässt sich Grundwasser effektiv von Pestiziden und giftigen Lösungsmitteln befreien. Dieser neue Ansatz zur Wasserreinigung könnte die bisher üblichen Umwelt belastenden Chemikalien überflüssig machen, berichten US-amerikanische Forscher. Sie packten die hilfreichen Substanzen geschickt zwischen zwei Aktiv-Membranen. Damit erreichten sie in Testläufen eine effiziente Entgiftung des Wassers. Auch während der Reaktion entstehen keine belastenden Nebenprodukte, schreiben die Wissenschaftler in der Online-Ausgabe der „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS, doi: 10.1073/pnas.1101144108). Der Einsatz der kostengünstigen Filter ist nicht nur für Entwicklungsländer interessant, auch in Industrieländern wie den USA ist Grundwasser unter Müllhalden mit organischen Schadstoffen belastet. Obendrein könnte die neue Filtertechnik auch genutzt werden, um Bakterien oder Viren im Wasser zu vernichten.
„Zugang zu sicherem Trinkwasser zu schaffen gilt als eine – und möglicherweise wichtigste – Herausforderung für Forscher im 21. Jahrhundert“, schreibt das Team um Scott R. Lewis und Dibakar Bhattacharyya von der University of Kentucky. Viele derzeitige Methoden, um belastete Wasserquellen wieder zu nutzen, seien Chemikalien-intensiv, Energie-intensiv und erfordern eine Nachbehandlung, weil unerwünschte Nebenprodukte entstünden. Das Team aus Chemikern, Biochemikern und Materialforschern hingegen suchte die einfache Lösung, die umweltverträglich und auch ohne hohen Druck sauber filterte.

Zwtl: Enzyme und Nanostrukturen.

Bei den Versuchen erkannten die Forscher, dass ihr Filtersystem aus zwei sogenannten reaktiven Membranen mit speziell bestückten Nanoporen das belastete Wasser effizient entgiften kann. An der oberen Membran erzeugen Enzyme aus Glukose unter anderem Wasserstoffperoxid, das dann als chemischer Reaktionspartner für die organischen Schadstoffe bereitsteht. Die untere, eisenhaltige Membran hilft dann, die chemischen Oxidationsreaktionen zu vollenden, indem sie das Peroxid zu effektiven freien Radikalen wandelt, Enzyme immobilisiert und Eisen-Nanopartikel synthetisiert. Am Ende sind die schädlichen Substanzen im Wasser durch einfaches Durchlaufen des Filters schnell und effizient in unschädliche Bestandteile zerlegt.

Im Testlauf mischte das Team das häufig in belastetem Grundwasser vorkommende und als krebserregend geltende Trichlorphenol ins Wasser: Nach dem Filtern war seine Menge deutlich reduziert, berichten die Forscher. Sie zeigten auch die Wirksamkeit ihrer Filtersubstanzen gegen das potenziell krebserregende Trichloräthylen (TCE), das aus Giftmülldeponien austreten kann. Nach dem Erfolg gegen organische Schadstoffe halten Lewis und Bhattacharyya jetzt auch den Einsatz ihrer nanostrukturierten Doppelmembranen für andere Reinigungszwecke für möglich: Passende Substanzen im Filter könnten vermutlich auch Bakterien im Wasser abtöten und Viren unschädlich machen.

Quelle: http://www.techportal.de/de/21/2/news,public,newsdetail_public/1/date_submission+DESC/,,,,/1496/

Trinkwasser ist ein Thema, das die Menschen auf vielerlei Weise interessiert und persönlich berührt. Die Künstlerin Ayşe Erkmen hat Wasser daher in den Mittelpunkt ihres Kunstprojekts gestellt, das im Rahmen des türkischen Beitrags zur diesjährigen Kunst-Biennale in Venedig gezeigt wird. Eine Wasseraufbereitungsanlage von Berkefeld/VWS Deutschland, bildet den Mittelpunkt ihrer Präsentation unter dem Titel „Plan B“. Durch die miteinander verbundenen Komponenten der Anlage wird in einem Ausstellungsraum Wasser aus dem Kanal aufbereitet.

Von Juni bis November 2011 findet die 54. internationale Kunstausstellung in Venedig statt. Die renommierte, türkische Künstlerin Ayşe Erkmen setzt dort eine mobile Wasseraufbereitungsanlage vom Typ BERU 4000/800 für ihr Kunstobjekt ein. Die nach einem von der Künstlerin definierten Schema eingefärbten Anlagenkomponenten sind für sechs Monate in einem 300 m² großen Raum in Betrieb (Bild links). „Das ist ein sehr außergewöhnliches Projekt für uns. Wir freuen uns, dass wir mit unserer Technik diese faszinierende Idee von Ayşe Erkmen unterstützen dürfen“, so VWS-Projektmanager Christoph von Helldorff. Die Anlage BERU 4000/800, die unter anderem im letzten Jahr in den Hochwassergebieten in Sachsen eingesetzt wurde, besteht aus einer Vorfiltration mit rückspülbaren Scheibenfiltern, Ultrafiltration und Umkehrosmose und kann rund 4.000 Liter Trinkwasser pro Stunde liefern. Nach der Filtration wird das Trinkwasser zurück in den Kanal gegeben.

Ayşe Erkmen gestaltet mit der Anlage den Pavillon der Türkei. Mit der Installation unter dem Titel „Plan B“ will sie die komplexe Beziehung zwischen Stadt und Wasser inszenieren. Gleichzeitig soll so der Wasserkreislauf analog zum menschlichen Blutkreislauf dargestellt werden, wie die Künstlerin auf einer Pressekonferenz in Istanbul erklärte. Der Pavillon der Türkei auf der Biennale wird von der Istanbul Stiftung für Kunst und Kultur (IKSV) organisiert , gesponsert von FIAT, unter der Schirmherrschaft des Türkischen Außenministeriums und realisiert mit der Unterstützung des Promotions Fonds des Türkischen Ministerpräsidialamtes.

Ayşe Erkmen wurde 1949 in Istanbul geboren und studierte an der staatlichen Kunstakademie Istanbul Bildhauerei. 1977 machte sie den Abschluss im Fach Skulptur. 1993 bekam sie ein Stipendium des Deutschen Akademischen Austauschdiensts in Berlin. Ihre Hauptaufmerksamkeit gilt heute Skulpturen, Objekten, Installationen und Interventionen.
Berkefeld fimiert als VWS Deutschland GmbH, einem Mitglied der German Water Partnership. Das Tochterunternehmen von Veolia Water Solutions & Technologies entwickelt und produziert bereits seit Jahrzehnten mobile Anlagen zur Trinkwasseraufbereitung, die von Hilfsorganisationen oder Militär weltweit eingesetzt werden. Mit den Anlagen werden beispielsweise Flüchtlinge oder Betroffene von Naturkatastrophen oder kriegerischen Auseinandersetzungen mit Trinkwasser versorgt. Unter anderem nach dem Erdbeben in Haiti oder nach der Flutkatastrophe in Pakistan kamen derartigen Anlagen zum Einsatz.

Quelle: http://www.germanwaterpartnership.de/index.php?option=com_content&view=article&id=746&Itemid=73&lang=de

Zur Meldung „Rechtsstreit zwischen Güteschutz Kanalbau und Zertifzierung Bau“ in KA 5/2011, Seite 421, die auf einer Pressemitteilung der Zertifizierung Bau e. V. beruhte, gab der Güteschutz Kanalbau folgende Erklärung ab:

„Öffentliche Auftraggeber und Auftragnehmer haben mit der Gütesicherung Kanalbau differenzierte Anforderungen an die Qualifikation ausführender Unternehmen formuliert. Diese gemeinsam definierten Anforderungen haben Auftraggeber zur Grundlage ihrer Vergabe gemacht.
Auftraggeber legen Wert auf Neutralität bei der Prüfung, ob Unternehmen diese Anforderungen erfüllen. Die Bewertung der Bietereignung stellt allerhöchste Ansprüche an die Unparteilichkeit der Organisation, die mit dieser Bewertung befasst ist. Daher sind sowohl Auftraggeber als auch Auftragnehmer Mitglied in der Gütegemeinschaft Kanalbau. Es besteht damit ein grundlegender struktureller Unterschied zwischen der Gütesicherung RAL-GZ 961 und anderen Zertifizierungen in diesem Bereich.
Die Gütegemeinschaft Kanalbau hat Auftraggeber schriftlich über diese Unterschiede der Gütesicherung Kanalbau zur ‚Fremdüberwachung im Kanalbau‘ der Zertifizierung Bau e. V. informiert. Die Zertifizierung Bau e. V. hatte daraufhin versucht, weite Teile dieses Schreibens gerichtlich untersagen zu lassen. Das Landgericht Bonn hat in der Verhandlung am 30. März 2011 klargestellt, dass diese Klage zum weit überwiegenden Teil unbegründet ist und die Gütegemeinschaft Kanalbau weiter darauf hinweisen darf, dass das Angebot der Zertifizierung Bau e. V. nicht gleichwertig der Gütesicherung RAL-GZ 961 ist.
Nach Ansicht des Gerichts konnte sich die Prüfung der Gleichwertigkeit von ‚Gütesicherung Kanalbau‘ und ‚Fremdüberwachung im Kanalbau‘ der Zertifizierung Bau e. V. darauf beschränken, ob die ‚Fremdüberwachung im Kanalbau‘ in formaler Hinsicht den von RAL-GZ 961 vorgegebenen Strukturmerkmalen entspricht. Das Landgericht Bonn hat insoweit die Gleichwertigkeit der beiden Angebote verneint. Nach der Verhandlung ist die Gütegemeinschaft Kanalbau weiterhin nicht gehindert, wie folgt zu informieren: Das Angebot ‚Fremdüberwachung Kanalbau‘ der Zertifizierung Bau e. V. ist nicht gleichwertig mit der Gütesicherung Kanalbau. Es erfüllt nicht die Anforderungen der Gütesicherung RAL-GZ 961.

Dem ist so, weil das, was Auftraggeber wollen und mit ihren Anforderungen an die Eignung und technische Leistungsfähigkeit voraussetzen, nicht erfüllt ist:
• Güte- und Prüfbestimmungen, beschlossen mit paritätischen Stimmen von Auftraggebern und Auftragnehmern,
• vom RAL anerkannter Güteausschuss; dieser ist besetzt mit Vertretern der Auftraggeber und Auftragnehmer,
• vom Güteausschuss beauftragte Prüfingenieure; dieses sichert die einheitliche Qualität der Prüfungen,
• Vorlage aller Prüfberichte im Güteausschuss, mit transparenter und jederzeit nachvollziehbarer Beschlussfassung.

Ebenfalls kann die Gütegemeinschaft Kanalbau weiter darauf hinweisen, dass es sich bei der von der Zertifizierung Bau e. V. angebotenen ‚Fremdüberwachung im Kanalbau‘ um eine Prüfung und Überwachung von Lieferanten (Auftragnehmern) durch eine Organisation der Lieferanten (Auftragnehmer) handelt.
In dem auf Vorschlag des Gerichts geschlossenen Vergleich hat sich der Güteschutz Kanalbau lediglich verpflichtet, die fehlende Gleichwertigkeit beider Systeme künftig nicht mit Hinweis auf DIN EN 1610, Nr. 15 und Anhang C zu begründen. Das Gericht war der Auffassung, dass hierin keine zwingenden Anforderungen an Systeme zur Eignungsprüfung formuliert sind.“

Quelle: DWA Korrespondenz Abwasser Heft 6 2011

Einführung
Im nördlichen Schwarzwald betreibt der Abwasserverband Empfingen die Kläranlage Fischingen. Sie wurde 1967 in Betrieb genommen und ist mittlerweile auf eine Ausbaugröße von 8100 EW erweitert worden. Ungewöhnlich ist vielleicht, dass bei dieser Größe die Anlage bereits damals mit einem 332 m³ „großen“ Faulbehälter und einem 35-m³-Niederdruck-Gasbehälter errichtet wurde. In den vergangenen 42 Jahren wurde die Kläranlage mehrfach umgebaut und dem Stand der Technik angepasst. Mit Rechen, Schneckenhebewerk, Sandfang, Vorklär-, Denitrifikations- und Nitrifikationsbecken sowie mit einer Eisenphosphatfällung verfügt die Anlage über alle Einrichtungen einer zeitgemäßen Abwasserreinigung. Natürlich blieb es nicht aus, dass es auf der Kläranlage, dem Verbandssammler und den Einrichtungen der Regenwasserbehandlung immer wieder einmal zu größeren und kleineren Betriebsproblemen kam. Aber durch kontinuierliche Verbesserungen und Erneuerungen ist es uns gelungen, den Betrieb positiv voranzubringen. Besonders erfolgreiche Veränderungen gab es vor allem beim Betrieb des Faulbehälters sowie der energetischen Verwertung des Klärgases. Darüber will ich hier berichten.

Der Faulturm schäumt
Zustand 1999
Der Überschussschlamm wurde direkt in den Voreindicker gepumpt. Er dickte ein, und das Wasser konnte abgezogen werden. Anschließend wurde der Primärschlamm dazugegeben, und der Faulbehälter konnte nach Augenmaß, täglich zwei- bis viermal beschickt werden. Mit der Faulraumtemperatur gab es gewisse Probleme. Sie konnte gerade so auf knapp 30 °C gehalten werden. Die Heizungsvorlauftemperatur lag bei 80 bis 90 °C. Bei dieser Betriebsführung wurden pro Jahr ca. 8000 l Heizöl verbraucht. Der Faulbehälter schäumte mehrmals im Jahr – vor allem im Winter. Da halfen nur noch Entschäumungsmittel. Die „regelmäßige“ Schaumbildung störte nicht nur den Betriebsablauf. Die Situation war auch sonst nicht zu unterschätzen, denn die Gasleitungen verstopften, sodass die Sicherheitseinrichtungen ansprangen. Und natürlich wurde im Endeffekt Klärgas ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben. Sehr lästig war auch, dass alle Komponenten, die mit dem Schaum in Berührung gekommen waren, unter Beachtung aller Sicherheitsmaßnahmen aufwendig von Hand gereinigt werden mussten.

Zustand 2008
Der Überschussschlamm wird im Vorklärbecken zusammen mit dem Primärschlamm eingedickt und im Voreindicker zwischen gelagert…
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Betriebsinfo Informationen für das Betriebspersonal von Abwasseranlagen Heft 2 – 2011

Autor
Klärwärter Edwin Bailer
Kläranlage Fischingen

Unsere Kläranlage der Samtgemeinde Wathlingen liegt in Niedersachsen in der Nähe von Celle; sie hat eine Ausbaugröße von 18 800 EW mit vorgeschalteter Denitrifikation, Nitrifikation und Bio-P-Elimination. Durch den strengen und langen Winter stellte sich nach einigen Wochen eindeutlicher Anstieg von Nitrit in unserer Biologie ein. Dies ist für uns deshalb von Bedeutung, weil wir nach unerem Bescheid einen Grenzwert fürNO2-N von 0,5 mg/l einhalten müssen. Wir leiten nämlich in ein empfindliches Gewässer ein. Innerhalb von nur einem Wochenende war der Nitritwert im Ablauf von 0,02 mg/l auf 0,5mg/l angestiegen. Dieser Wert erhöhte sich in den nächsten Tagen auf 0,95 mg/l, mit einem gemessenen Spitzenwert von 5,2mg/l. Hierdurch wurde unsere Biologie empfindlich beeinträchtigt, denn die Nitrifikation wurde im zweiten Schritt erheblich gestört. Jetzt hieß es für uns zu handeln -aber die Frage war „wie“? Meine Kollegen und ich erinnerten uns an ein DWA-Praxisseminar, das wir am10. September 2009 in Verden/Allerunter der Leitung von Dr.-Ing. Holger Scheer aus Essen besucht haben. Bei dieser Tagung lernte ich Dipl.-Ing.Wilfried Osterloh kennen, der über Strategien zur Vermeidung von Betriebsstörungen auf Kläranlagen referierte. Ein Thema dabei war die Überschreitung der Einleiterwerte. Nun waren wir beim Thema Nitrit und den Maßnahmen, die helfen können. Ich wurde sehrhellhörig und hörte aufmerksam zu, denn schon einmal erlebte ich vor Jahren unruhige Wochen durch hohe Nitritwerte in unsere Anlage. Wilfried Osterloh sprach über einen kurzzeitigen und gezielten Einsatz von Essig-säure. Nun wurden meine Kollegen und ich aktiv. Die Essigsäure für eine Versuchsanlage zu bekommen, war kein Problem. Frau Klostermann von der Firma SKAD versorgte uns sehr schnell mit dem Material. Nun brauchten wir für den Versuch noch eine geeignete Dosieranlage, die auch winter- und wetterfest ist. Da wir selber ausbilden, stand uns ein guter Auszubildender mitgroßem handwerklichem Geschick zur Verfügung. Innerhalb von zwei Tagen hatten wir unsere Dosieranlage mit Dosierpumpe, Vorratsbehälter, Schrankheizung (wichtig!) Thermostat für die Heizung und kälteisoliert fertig (Abbildungen 1und 2).So konnte der Probelauf beginnen. Wird dosierten zwei Liter Essigsäure reinst (min. 99,5 % CH3COOH) in unsere vorgeschaltete Denitrifikation (Volumen der Biologie 2550 m3). Am nächsten Tag stellten wir im Ablauf der Anlage eine Reduzierung von 0,62 mg/l auf0,38 mg/l fest. Nach einer weiteren Woche erreichten wir Werte von 0,02mg/l, dann aber wollte die Essigsäure nicht mehr so, wie wir wollten. Die Säure kristallisierte und an eine Dosierung war nicht mehr zu denken. Wo lag…

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Betriebsinfo Informationen für das Betriebspersonal von Abwasseranlagen Heft 2 – 2011

Autor
Horst Strohmeyer
Samtgemeinde Wathlingen.

Es gibt es zwei Verfahren, um phosphathaltige Abwässer so zu reinigen, dass die Anforderungen nach dem Stand der Technik beim Einleiten in ein Gewässer sicher eingehalten werden können: chemische Fällung als Vorfällung und als Simultanfällung, biologische Phosphoreliminierung. Nach Ansicht des Autors gehört als dritte Möglichkeit das EPH-Verfahren (Elektrophosphatfäller) ebenfalls dazu, denn die elektrochemische Fällung ist eine ideale Ergänzung zu den zwei vorgenannten Verfahren. Ziel des Verfahrens ist die Reduzierung von Fällmitteln bei Einhaltung der Grenzwerte. Das Verfahren ist der einschlägigen Fachwelt wenig bekannt, obwohl es auf zahlreichen Kläranlagen seit Jahren erfolgreich angewendet wird. Deshalb will der Autor mit diesem Beitrag das Verfahren einerbreiten Öffentlichkeit vorstellen.

Geschichtliche Entwicklung
Anfang der 1990er-Jahre wurde das Verfahren auf einer Kläranlage in Österreich entwickelt. In jahrelangen Versuchen brachte ein Klärwärterteam unter der Leitung von Herrn Schwabegger die elektrochemische Fällung zur Praxisreife. Am 12. April 2000 wurde für das Verfahren ein EU-Patent erteilt. Seit 1996 wird das Verfahren auf Kläranlagen in Österreich, Deutschland und Tschechien mit unter-schiedlichem Erfolg angewendet.

Voraussetzungen für eine hohe Effektivität desVerfahrens
Wasserhärte > 5° dH regelbare Belüftung der Belebungsbecken je nach Abwasseranfall und Belastung, hohe Nitrifikationsleistung bei Ammoniumgehalt im Ablauf < 2,0 mg/l, Möglichkeit einer ausreichenden Denitrifikation mit Nitratwerten von < 3,0 mg/l und Phosphatrücklösung, optimal ist außerdem ein vorgeschaltetes Anox- oder Denitrifikationsbecken.

Chemischer Ablauf des Verfahrens
Der Grundgedanke für die Funktion des Verfahrens gründet dabei auf folgendem Zusammenhang: Das im Wasser vorhandene Magnesium und Calcium verbindet sich durch …

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Betriebsinfo Informationen für das Betriebspersonal von Abwasseranlagen Heft 2 – 2011

Autor

Dipl.-Ing. Helmuth Hauptmann
S & H Filter- und Klärtechnik

Die Behandlung von hoch stickstoffreichen Prozesswässern aus kommunalen Biogasanlagen mittels Deammonifikation wird seit Anfang 2009 am Institut für Wasser und Umwelt der TUM im Technikum des Lehrstuhls für Siedlungswasserwirtschaft in Garching untersucht. Ziel der For-schungen ist es, Erfahrungen mit einem energiereduzierten Stickstoffumsatz zu gewinnen und geeignete Regelstrategien für die Praxis zu entwickeln. Dabei entstand in mehreren Projekten ein Behandlungskonzept, bei dem mittels optimierter SBR-Steuerung ein angenommener enzymgebundener Ladungsaustausch innerhalb der adaptierten Belebtschlammbakterien von geregelten Schwingungen des Redoxpotentials unterstützt wird. Ohne Schwierigkeiten zeigte die mit einem Drittel des Schlammwassers der Züricher Prozesswasserbehandlung angeimpfte Bakterienpopulation bereits nach zwei Wochen bei 30 °C Betriebstemperatur einen stabilen Stickstoffabbau von 95 % bei einer hydraulischen Verweilzeit des kommunalen Zentratwassers von drei Tagen. Eine Akkumulation von Nitrit wurde nach der Einfahrphase nicht mehr beob-achtet. Die Kapazität des Stickstoffabbaus konnte durch gezielte Bewirtschaftung des Über-schussschlamms innerhalb eines Jahres mit dem Start weiterer Versuchsanlagen verdreifacht werden. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass die Prozesswasserbehandlung mit den Parametern Zu-laufmenge, Belüftungsintensität, pH-Wert, Leitfähigkeit und ORP (Redoxpotential) im SBR-Zyklus betriebsstabil geführt werden kann. Veränderungen der im Takt schwingenden Ampli-tuden des ORP zeigen den Regelungsbedarf frühzeitig auf. Die Untersuchungsergebnisse mit verschiedenen Prozesswässern unterschiedlicher Herkunft deuten an, dass die Betriebspara-meter pH-Wert und Leitfähigkeit in weiten Bereichen schwanken können und die Regelstrategie mit wechselnden aeroben und anoxischen Phasen an die jeweiligen Prozesswässer anzupassen ist. Dabei spielt das C/N-Verhältnis im Prozesswasser und auch die Qualität der Gärrest-Ent-schlammung eine wichtige Rolle. Die bisherigen Resultate liegen mit einer mittleren Stickstoff-Raumbelastung von 400 gN/(m³ d) im Bereich der in der Literatur angegebenen Werte von bereits realisierten Zentrat-Behandlungsanlagen. Das Verfahren der Deammonifikation ist etabliert, die festgestellte Prozess-Stabilität belegt die Eignung zur großtechnischen Umsetzung.

Quelle: http://www.wga.bv.tum.de/content/view/129/39/lang,de/