Meldungen zur Spurenstoff-Elimination 2022
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RWTH Aachen University: Projekt „MIKROPELLETS“
Kürzlich traf sich ein Team von Siedlungswasserwirtschaftler:innen, der RWTH Aachen University und des Ingenieurbüros ATD GmbH (Aachen), um die mit Aerob Granulierten Schlamm (AGS) erzielte Abwasserreinigung in zu diskutieren. Drei AGS Reaktoren im Sequencing Batch Verfahren (SBR) mit unterschiedlichen Einstellungen / konstruktiven Ausbildungen wurden seit über einem Jahr auf der Halbtechnischen Kläranlage in Neuss erfolgreich im Technikumsmaßstab mit kommunalem Abwasser betrieben.
Im Projekt „MIKROPELLETS – Untersuchungen von Verfahren zur gezielten, integrierten MIKROschadstoffelimination mit aeroben PELLETS“ sollen Verfahren zur Mikroschadstoffelimination in innovative Pellet-Verfahren zur Abwasserbehandlung integriert werden. Bei Pellets oder aeroben Granula handelt es sich um eine besondere Form des belebten Schlamms, der leicht sedimentierbar ist. Zudem ermöglichen Pellets als „Biofilme ohne Aufwuchskörper“ durch ihre unterschiedlichen Schichten eine weitergehende simultane Nitrifikation und Denitrifikation.
In MIKROPELLETS werden Pellet-Verfahren sowohl im Sequencing Batch Reactor (SBR) als auch in einem kontinuierlichen Prozess entwickelt. Anschließend soll eine Optimierung dieser Verfahren mit dem Ziel der Kosten-, Energie- und Platzeinsparung gegenüber dem konventionellen Belebungsverfahren stattfinden.
Neben dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen und dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik der RUB Bochum, sind die zwei Ingenieurbüros Hydro-Ingenieure GmbH und ATD GmbH sowie der Praxispartner Emschergenossenschaft an der Durchführung des Projektes beteiligt.
Das Projekt wird im Rahmen von ResA II, Förderbereich 6 durch das Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW gefördert.
Bei Fragen melden Sie sich gerne bei uns (Dr. Frank Benstöm: 0241-16989-275 oder benstoem@atdgmbh.de)!
https://www.atdgmbh.de/wissensaustauch-zu-aeroben-granulierten-schlaemmen-ags/
Nutzung von Sauerstoff aus Power-to-Gas-Elektrolyse zur Ozonierung von Abwasser
Im Verbundprojekt eloise wurden mit einer neuartigen Verfahrenskombination Wasserstoff erzeugt und Spurenstoffe wie Arzneimittel und Industriechemikalien aus Abwasser entfernt. Die Verfahrenskette aus Elektrolyse zur Produktion vonWasserstoff und ozonbasierter Spurenstoffentfernung wurde in einer Pilotanlage auf der Kläranlage Kaiserslautern eprobt. Das vom Bundesministerium fürBildung und Forschung (BMBF) geförderte und nun beendete dreijährige Verbundprojekt eloise wurde von fünf Partnern aus Gaswirtschaft, Wasserwirtschaftund Wissenschaft durchgeführt: Wupperverbandgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, Argo-Anleg GmbH, DBIGas- und Umwelttechnik GmbH, Kaufmann Umwelttechnik GmbH und Technische Universität Kaiserslautern. Bei der Elektrolyse von Wasser mit regenerativ erzeugtem Strom aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen fällt neben „grünem“ Wasserstoff als Abfall-bzw. Nebenprodukt Sauerstoff an. DieserSauerstoff wird bisher oft nicht genutzt. Im Projekt eloise wurde der Sauerstoff als Grundstoff für die Herstellung von Ozon verwendet. Das Ozon wurde zurSpurenstoffelimination genutzt. In Kombination mit einem nachgeschalteten Aktivkohlefilter wurde eine Spurenstoffelimination von über 90 % erreicht. Die in der Praxis untersuchten Verfahrenskomponenten wurden modelltechnisch abgebildet, um die Wechselwirkungen zwischen der regenerativen Energieerzeugung über Wind- und Sonnenenergie, die durch hohe Dynamik und schwankende Überschüsse gekennzeichnet ist, und der ebenfalls dynamischen Abwasserreinigung zu untersuchen. Mit der Umsetzung der Energiewende und den Bestrebungen, die Abhängigkeitvon Gasimporten zu reduzieren, zeigt der untersuchte Projektansatz einen Pfad auf, um Synergien beim Einsatz der Elektrolysetechnologie nutzbar zu machen. Die kommunalen Kläranlagen könnensich als Standorte für Elektrolyseanlagen anbieten.
Download des vollständigen Projektberichts: http://tinyurl.com/BMBF-eloise AIKSR legt Prioritäten bis 20
DGMT: Neues Positionspapier Mikroschadstoffe
Der DGMT Arbeitskreis Mikroschadstoffe hat am 31. Mai 2022 ein Positionspapier zum Thema „Membrantechnik zur Vermeidung von Antibiotika-Resistenzen in Gewässern“ veröffentlicht. Wir laden Sie herzlich zum fachlichen Dialog über LinkedIn ein.
https://www.dgmt.org/index.php/arbeitskreis_mikroschadstoffe.html
Mikroverunreinigungen: Auch KMU tragen zur Belastung bei
Unterstützt von der Eawag, untersuchten Fachleute der VSA-Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen» die Stoffeinträge aus Industrie und Gewerbe in die Gewässer. Die gesamtschweizerische Analyse zeigt, dass auch das gereinigte Abwasser der Betriebe Mikroverunreinigungen enthält, welche in die Gewässer gelangen.
Chemikalien aus Baummaterialien, Putz- und Arzneimitteln oder Kosmetika gelangen mit dem häuslichen Abwasser zu den Kläranlagen. Je nach Ausbaustand werden diese Mikroverunreinigungen dort mehr oder weniger gut eliminiert. Ein Teil davon erreicht darum die Gewässer. Dazu kommen Pestizide, welche direkt von landwirtschaftlichen Flächen ins Grund- oder Oberflächenwasser gelangen. Die heute vom VSA publizierte Situationsanalyse zu den «Stoffeinträgen aus Industrie und Gewerbe in die Gewässer» zeigt jetzt, dass auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sowie die Industrie teilweise in beträchtlichen Mengen zur Fracht an solchen Stoffen in den Gewässern beitragen.
Abwassermanagement der KMU nicht auf Mikroverunreinigungen ausgerichtet
Die Gründe dafür sind vielfältig: In der Gewässerschutzverordnung existieren für Mikroverunreinigungen aus Industrie und Gewerbe keine stoffspezifischen Einleitwerte für das Abwasser. Oft ist das Abwassermanagement der Betriebe auf «klassische» Schadstoffe, wie Schwermetalle oder Öl- und Fettreste ausgerichtet und nicht auf Mikroverunreinigungen. Zudem ist die Stoffvielfalt riesig. Betrieben und Behörden fehlen oft die Kenntnisse über einzelne Inhaltsstoffe der eingesetzten Produkte. Zudem sind die pro Betrieb und pro Tag oder Woche abgegebenen Mengen klein. Werden sie jedoch auf eine Jahresfracht hochgerechnet, können sie doch ins Gewicht fallen. Projektleiter Pascal Wunderlin rechnet ein Beispiel vor: «Wenn ein Betrieb nur einmal in der Woche ein Kilogramm eines Medikamentenwirkstoffs mit dem Abwasser wegschickt, entspricht das pro Jahr rund einer Million Tabletten, die im Gewässer landen.»
Gemeinsames Vorgehen mit den Branchen und Betrieben
Die Analyse hat relevante Branchen und Prozesse identifiziert, welche nun näher unter die Lupe genommen werden sollen – immer gemeinsam mit den Firmen. Im Fokus stehen etwa Firmen, welche flüssige Sonderabfälle behandeln, Betriebe mit galvanischen Prozessen aber auch die chemisch-pharmazeutische Industrie. Erste Projekte der VSA-Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen», zusammen mit dem BAFU, der Eawag und den Branchen sind lanciert. Ziel ist eine verbesserte Übersicht über die abwasserrelevanten Mikroverunreinigungen aus den priorisierten Branchen, sowie die Unterstützung von Behörden und Betrieben bei der Verbesserung der Situation.
Drei Fragen an Heinz Singer (Abteilung Umweltchemie)
Du warst in der Begleitgruppe zu dieser Analyse – was hat dich an den Resultaten am meisten überrascht?
Die enorm grosse Anzahl an möglichen Mikroverunreinigungen – Ausgangsstoffe, Zwischen-, Neben- und Umwandlungsprodukte, Wirkstoffe oder Lösungsmittel – sowie die zum Teil extrem hohen Frachten haben mich überrascht. Häufig kann bereits das Abwasser eines einzigen Betriebs zu einer erheblichen Gewässerbelastung führen Erstaunlich ist dabei, dass diese Situation nicht nur auf eine Branche oder einen Grossbetrieb oder eine Region in der Schweiz beschränkt ist.
Die Eawag forscht viel zu häuslichen Abwässern und deren Behandlung. Sollte sie sich jetzt (auch) mehr um industrielle und gewerbliche Abwässern kümmern sollte?
Der Bericht weist die Bedeutung von gewerblichen und industriellen Abwässern auf die Gewässerqualität eindeutig aus. Damit ist es aus meiner Sicht eigentlich unvermeidlich, dass sich die Eawag dem Thema verstärkt annimmt. Die Eawag sollte in Zusammenarbeit mit Verbänden und Industrie konzeptionelle Lösungsansätze erarbeiten. Die betriebsspezifischen Massnahmen sind Sache der Betriebe. Die Eawag ist denn auch bereits in einigen Projekten sehr aktiv in diesem Forschungsbereich tätig. Gerade von einem Forschungsinstitut kann es ja nicht heissen «Das Problem ist zu komplex und vielschichtig, also lassen wir es sein.»
Die Situationsanalyse zeige Handlungsbedarf, schreibt der VSA. Wo müsste angesetzt werden, um die Belastungen aus Industrie und Gewerbe möglichst rasch senken zu können?
Es gibt sicherlich keine One-Fits-All Lösung. Hierzu ist das Problem zu facettenreich. Sowohl bei der Produktion (Stichwort «green chemistry» oder «begnin-by-design») als auch bei der dezentralen Betriebsabwasservorbehandlung und der erweiterten, zentralen Abwasserbehandlung müsste angesetzt werden. In einigen Projekten haben wir gesehen, dass allein schon durch den intensiven Austausch und die Diskussion mit den Betrieben und Branchenverbänden anhand konkreter Messungen eine Bewusstseinsbildung für das Problem und damit eine Verhaltensänderung (sprich Massnahmen) ausgelöst wurden. Aber es braucht sicherlich zuerst systematische Erfassungen von Stoffeinleitungen, um diese Diskussion richtig starten zu können. Ein Teil der Problemlösung ist sicher auch die Informationsvermittlung mit Veranstaltungen, Schulungen und Informationsbroschüren in Zusammenarbeit mit den Branchenverbänden.
Wasseraufbereitung: Licht hilft beim Abbau von Hormonen
Forschende des KIT setzen mit Titandioxid beschichtete Polymermembranen zur photokatalytischen Reinigung ein – Nature Nanotechnology veröffentlicht Ergebnisse
Bei Mikroverunreinigungen im Wasser handelt es sich häufig um Hormone, die sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken können. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig haben ein Verfahren zum photokatalytischen Abbau dieser Verunreinigungen im Durchfluss durch Polymermembranen entwickelt und in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den mit Titandioxid beschichteten Membranen zersetzt. (DOI: 10.1038/s41565-022-01074-8)
Überall wo Menschen leben, gelangen Hormone, wie sie in Arzneimitteln zur Empfängnisverhütung und in der Landwirtschaft eingesetzt werden, in das Abwasser. Steroidhormone wie Sexualhormone und Corticosteroide können sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken, indem sie die Verhaltensentwicklung und die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen. Sexualhormone können beispielsweise dazu führen, dass männliche Fische weibliche Geschlechtsmerkmale entwickeln. Umso wichtiger ist es, neben anderen Mikroverunreinigungen auch Hormone aus dem Abwasser zu entfernen, bevor diese in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgelangen, aus dem wiederum das Trinkwasser kommt. „Die Menschen mit sauberem Trinkwasser zu versorgen, gehört weltweit zu den wichtigsten Herausforderungen der Gegenwart“, sagt Professorin Andrea Iris Schäfer, Leiterin des Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT. „Spurenschadstoffe sind eine enorme Bedrohung für unsere Zukunft, da sie unsere Fruchtbarkeit und Gehirnfunktion beeinträchtigen.“
Inspiration aus der Solarzellentechnologie
Schäfer befasst sich seit Jahren mit der Wasseraufbereitung über Nanofiltration. Dazu setzt sie Polymermembranen mit nanometerkleinen Poren ein. Allerdings arbeitet die Nanofiltration mit hohem Druck und benötigt daher viel Energie. Außerdem kann es passieren, dass sich Mikroverunreinigungen in den polymeren Membranmaterialien ansammeln und allmählich in das gefilterte Wasser übergehen. Selbst wenn die Entfernung der Verunreinigungen vollständig gelingt, entsteht dabei ein Strom mit konzentrierten Schadstoffen, der weiterbehandelt werden muss.
Inspiriert von der Solarzellentechnologie, mit der sich der ebenfalls am KIT tätige Professor Bryce S. Richards befasst, kam Schäfer auf die Idee, Polymermembranen mit Titandioxid zu beschichten und photokatalytische Membranen zu entwickeln: Photokatalytisch aktive Titandioxid-Nanopartikel werden auf Mikrofiltrationsmembranen aufgebracht, deren Poren etwas größer sind als bei der Nanofiltration. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den Membranen zersetzt. Nun hat Schäfer ihre Idee mit ihrem Team am IAMT des KIT und mit Kolleginnen am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig verwirklicht und die neue Technologie in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt.
Katalysator für Wasser
„Wir haben sozusagen einen Katalysator für Wasser entwickelt“, resümiert Schäfer. Mit den photokatalytischen Polymermembranen gelang es, Steroidhormone im kontinuierlichen Durchfluss so weit zu entfernen, dass die analytische Nachweisgrenze von vier Nanogramm pro Liter erreicht wurde – die Werte kamen sogar ziemlich nah an ein Nanogramm pro Liter heran, was der neuen Trinkwasserrichtlinie der WHO entspricht. Die Forschenden arbeiten daran, ihre Technologie weiterzuentwickeln, um den Zeitbedarf und den Energieverbrauch zu senken sowie die Verwendung von natürlichem Licht zu ermöglichen. Vor allem aber zielt die weitere Forschung darauf ab, auch andere Schadstoffe mithilfe der Photokatalyse abzubauen, beispielsweise Industriechemikalien wie per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) oder Pestizide wie Glyphosat. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Technologie in größerem Maßstab zu verwirklichen. (or)
Originalpublikation
Shabnam Lotfi, Kristina Fischer, Agnes Schulze and Andrea I. Schäfer: Photocatalytic degradation of steroid hormone micropollutants by TiO2-coated polyethersulfone membranes in a continuous flow-through process. Nature Nanotechnology, 2022. DOI: 10.1038/s41565-022-01074-8
Abstract unter https://www.nature.com/articles/s41565-022-01074-8
Zum Hintergrund der Publikation: https://engineeringcommunity.nature.com/posts/catalyst-for-water-removing-steroid-hormone-micropollutants-in-flow-through-photocatalytic-membrane
https://www.kit.edu/kit/pi_2022_032_wasseraufbereitung-licht-hilft-beim-abbau-von-hormonen.php
Wasserdreinull: Workshops und Vorträge zu Wasser, Mikroplastik und vielem mehr
Vorträge, Trainings & Workshops
Wir sind ein interdisziplinäres Team mit mehr als 15 Jahren Erfahrungen in den Natur-und Umweltwissenschaften, Abwassertechnologie, Innovationsmanagement, Organisationsentwicklung und Kommunikation. Einige Bereichen liegen uns besonders am Herzen. Es sind die, die wir als besonders wichtig für Wasser ohne Mikroplastik und Mikroplastik sehen. Dazu gehören auch Geschäftsmodelle und Organisationsformen, die einen zukunftsfähigen Umgang mit Menschen und Umwelt schaffen.
In diesen Bereichen bieten wir Vorträge, Trainings und Workshops an:
– Mikroplastik, Mikroschadstoffe und weitere organische und anorganische Verunreinigungen des Wasserkreislaufs;
– Herausforderungen und Technologien der Wasserreinigung im 21. Jahrhundert;
– Gestaltung von Organisation und Geschäftsmodel unter Berücksichtigung der Triple-Bottom-Line: Gleichberechtigung von People, Planet und Profit (Greentech meets Social Business);
– Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft, ESG, SDG, Impactmessung und weitere Transformationskonzepte aus der Perspektive der Anwenderinnen.
Unser einzigartiges Angebot: Sustainability Upgrading Workshops
Von der Prozessoptimierung zu positiven Synergieeffekte für eine nachhaltige Unternehmensstrategie
Es gibt bereits konkrete rechtliche Anforderungen an mehr Klima- und Umweltschutz in Unternehmen. Darüber hinaus gibt es recht konkrete Anforderungen, die durch den Zustand unseres Klimas und unserer Umwelt an Unternehmen gestellt werden. Auch Kundenbedürfnisse und Mitarbeiterbindung sind in Einklang mit Klima- und Umweltschutz zu setzen.
Was bedeuten die Begriffe Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft, ESG, SDG für Ihr Unternehmen? Lassen Sie uns gemeinsam genauer hinschauen und Ihren Weg skizzieren.
– Wo liegen Ihre großen Hebel? Wo die ‚low hanging fruits‘?-
– Wo finden sich Synergien zwischen Klimaschutzmaßnahmen und Wasserreinigung?
– Welche Gesetze zur Regulation von Mikroplastik und Abwasser zeichnen sich ab?
– Welche Rolle haben die Innovationsabteilung, das Qualitätsmanagement, CRS, HSE und die Geschäftsleitung?
– Welche Bedürfnisse haben Ihre Kunden und Kooperationspartner?
– Und hat das Ganze auch etwas mit New Work, Employer Branding und Talent Management zu tun?
– In unseren Sustainability Upgrading Workshops erarbeiten wir gemeinsam Ihren individuellen Weg in die Zukunft: Strategische (Neu)Ausrichtung, unterstützende Maßnahmen und Evaluierung.
Je nach Ihren Zielen arbeiten in der Rolle der Impulsgeberin, Innovatorin, Moderatorin, Vernetzerin, Forscherin, Entwicklerin, Mediatorin, Trainerin und Coach.
Auf Team-, Bereichs-, oder Unternehmensebene. In Organisationen, Institutionen und Netzwerken. Im Rahmen von Veranstaltungen.
Unser Vorgehen ist immer lösungsorientiert, pragmatisch und empathisch.
https://wasserdreinull.de/unsere-angebote/workshops-und-vortraege/
Auf Spurensuche im Abwasser: Mikroplastik, Schwermetalle, Arzneimittel
Land Schleswig-Holstein unterstützt Ausbau der Versuchs- und Ausbildungskläranlage der TH Lübeck in Reinfeld mit 700.000 Euro. Geplante Investition in Erweiterung der Anlage zukunftsweisend für die Abwasserbehandlung in SH
Die TH Lübeck, Labor für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, betreibt seit 2005 auf dem Gelände der kommunalen Kläranlage der Stadt Reinfeld eine Versuchs- und Ausbildungskläranlage (VAK). Ziel der Anlage ist u.a. die Erprobung neuartiger Technologien, die eine verbesserte und effizientere Reinigung von (kommunalem) Abwasser ermöglicht. Die VAK dient überdies im Rahmen von Praktika, Bachelor-/Masterarbeiten und F&E-Projekten der Ausbildung des akademischen Nachwuchses im Bereich des technischen Gewässerschutzes.
Spurenstoffe, Mikroplastik, multiresistente Keime
Die derzeit auf der VAK vorhandene Anlagentechnik (Belebtschlammverfahren) entspricht dem Stand der Technik der 1990er Jahre. Sie erlaubt vorrangig die Minimierung des Nährstoffgehaltes zum Schutz der Gewässer gegenüber einer Eutrophierung oder einem akuten Sauerstoffdefizit. In den vergangenen Jahren wurden in der Fachwelt allerdings zunehmend weitergehende Probleme hinsichtlich des Umgangs mit Abwasser und der notwendigen Reinigungsleistung identifiziert. Hierzu zählen insbesondere folgende Themenfelder:
Der Rückhalt von Spurenstoffen, die bisher nicht vollständig in der kommunalen Abwasserreinigung zurückgehalten werden und die nachweislich zu einer negativen Beeinflussung der Ökosysteme in den Gewässern führen können. Zu den Spurenstoffen gehören bspw. Pflanzenschutzmittel, Schwermetalle, Arzneimittel oder Putzmittel.
Der Rückhalt von Mikroplastik, das als Quelle von Weichmachern (Phtalate etc.) oder als Träger weiterer Spurenstoffe, die sich an die Oberfläche der Partikel anlagern, problematisch für die aquatische Umwelt sein können.
Der Rückhalt von (multiresistenten) Keimen, für die keine oder nur noch wenige Antibiotika zur Verfügung stehen und die aktuell zu gewissen Anteilen durch Kläranlagen in die Gewässer eingetragen werden.
„Es ist enorm wichtig, dass wir diese Stoffe zurückhalten, weil unser Abwassersystem ansonsten ein offenes System wäre. Das heißt: alle Stoffe, die aus der Stadt entwässert werden, können dann potenziell in die Gewässer gelangen“, sagt Prof. Matthias Grottker, Leiter des Labors für Siedlungswasserwirtschaft der TH Lübeck.
Zum gezielten Rückhalt von Spurenstoffen wurden bereits bspw. in Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen kommunale Kläranlagen mit Verfahren der sog. 4. Reinigungsstufe erweitert, die notwendig sind, um Spurenstoffe gezielt aus dem Abwasser zu entfernen. Hierzu zählen die Aktivkohle-Behandlung und die Ozonung. Lösungsansätze wie Membranverfahren oder Verfahrenskombinationen der zuvor genannten Verfahrenstechniken wurden bislang nicht auf kommunalen Kläranlagen implementiert. Je nach gewähltem Verfahren werden ebenfalls Mikroplastik-Partikel und/oder (multiresistente) Keime aus dem Abwasser entfernt.
Neue Technik für eine zukunftsweisende Abwasserbehandlung
Das Land Schleswig-Holstein hat vor diesem Hintergrund einen Förderbescheid an die TH Lübeck übergeben, um die bestehende VAK um verschiedene Module der 4. Reinigungsstufe zu erweitern. Die geplante Investition ermöglicht eine zeitgemäße Bearbeitung abwassertechnischer Fragestellungen und ist somit zukunftsweisend für die Abwasserbehandlung in Schleswig-Holstein in den kommenden Jahrzehnten. Die VAK versteht sich dabei als zentrale Anlaufstelle für Fragestellungen bezüglich der 4. Reinigungsstufe auf kommunalen Kläranlagen im Land Schleswig-Holstein. Des Weiteren können die Kläranlagenbetreiber in Schleswig-Holstein die neuen innovativen Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen kennenlernen und den Umgang mit der Technik erlernen. Zudem kann die mobile Lösung auf der VAK dazu genutzt werden, die einzelnen Verfahren oder auch Verfahrenskombinationen testweise auf kommunalen Kläranlagen in Schleswig-Holstein einzusetzen und mit deren spezifischen Abwasserzusammensetzung zu erproben. Dies betrifft vor allem Kläranlagen, die die Absicht haben, ihre Kläranlage mit einer 4. Reinigungsstufe nachzurüsten. Die Kläranlagenbetreiber können durch die VAK soweit unterstützt werden, dass eine möglichst effektive und wirtschaftliche Verfahrenslösung gefunden wird.
Die Bewilligung der Fördermittel i.H.v. 700.000 Euro für die Erweiterung der VAK erfolgt aus EU-Mitteln des Wiederaufbaufonds (EURI), die über das Landesprogramm für die Entwicklung des ländlichen Raums Schleswig-Holstein (LPLR) zur Verfügung gestellt wurden. Die Bewilligung erfolgt gemäß der „Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Abwasserbehandlung in Schleswig-Holstein“ vom 24. Oktober 2021.
Baden-Württemberg: Kompetenzzentrum Spurenstoffe wird weiter gefördert
Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft in Baden-Württemberg wird das „Kompetenzzentrum Spurenstoffe“ (KomS) weiter finanziell unterstützen. Für die neue Förderperiode bis zum 31. März 2027 erhält das KomS 2,617 Millionen Euro. Das teilte das Ministerium im Februar 2022 mit. Das KomS sei das einzige dieser Art in Deutschland und diene für die Betreiber kommunaler Kläranlagen seit dem 1. April 2012 als zentrale Anlauf-, Kompetenz-und Bündelungsstelle zum Ausbau der Spurenstoffelimination. Der Schwerpunkt der neuen Förderperiode sei, den Ausbau von Kläranlagen mit einer vierten Reinigungsstufe auch insbesondere unter dem Blickwinkel des Klima- und Ressourcenschutzes voranzubringen. „Es geht konkret darum, wie die Spurenstoffelimination insgesamt energieeffizienter, ressourcenschonender und klimafreundlicher ausgerichtet werden kann“, erläuterte Umweltministerin Thekla Walker. Dazu gehöre auch der stärkere Fokus darauf, Phosphor aus dem Abwasser zu entfernen. In Baden-Württemberg Land sollen künftig etwa 125 kommunale Kläranlagen mit einer vierten Reinigungsstufe ausgerüstet werden. Bei 21 Kläranlagen ist sie bisher schon eingebaut, bei 23 weiteren ist sie in Bau oder Planung. Das Umweltministerium unterstützt die Arbeit des KomS von Anfang an. Das Spurenstoffzentrum wird in einer Kooperation der Universität Stuttgart, die die Federführung übernommen hat, mit der Hochschule Biberach und dem DWA-Landesverband Baden-Württemberg betrieben.
Innovative Wasseraufbereitung: Sauberes Wasser dank Plasma, Ultraschall und Elektropuls?
Die Kombination bewährter und innovativer physikalischer Verfahren soll Schluss machen mit der Wasserverschwendung in der Lebensmittelindustrie. Dabei ist sind nicht nur Schmutz und Keime, sondern zunehmend auch Pharmarückstände oder Pestizide im Visier der Entwickler. Wie das gehen könnte, zeigt ein Projekt an einer mecklenburgischen Zuckerfabrik. Mehr:
https://www.process.vogel.de/sauberes-wasser-dank-plasma-ultraschall-und-elektropuls-a-1077990/
Meldungen zur Abwasserreinigung 2023
Dezember 2023
- Kostbares Abwasser: In Kläranlagen schlummern etliche Ressourcen
- Pilotversuch zur Reinigung PFAS-belasteter Wässer
Juni 2023
Mai 2023
März 2023
- Die Stickstoffentfernung aus dem Abwasser optimieren
- Abwasserreinigungsanlage mit Biogaserzeugung
- Industrieabwässer: Die Spur des Salzes
Januar 2023
Kostbares Abwasser: In Kläranlagen schlummern etliche Ressourcen
Bisher reinigen Klärwerke das Abwasser nur, bevor es in den Flüssen und später im Meer verschwindet. Das ist inzwischen als Vergeudung erkannt. Künftig dient Abwasser verstärkt dazu, Energie zu erzeugen, Phosphor zu gewinnen oder Maschinen zu kühlen.
Genau 868 Kläranlagen sind in Baden-Württemberg in Betrieb – auch sie werden zunehmend mit der Energiewende, dem Klimaschutz oder dem Rohstoffmangel konfrontiert. Und die Lösungen, die gefunden werden, sind teils verblüffend:
https://www.stuttgarter-zeitung.de/inhalt.kostbares-abwasser-in-klaeranlagen-schlummern-etliche-ressourcen.92b1f9b6-0786-4820-92b6-b1779dfe8232.html
Pilotversuch zur Reinigung PFAS-belasteter Wässer
Umweltchemiker:innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich PFAS-kontaminierte Wässer reinigen lassen. Es beruht auf der Adsorption der PFAS an elektrisch stimulierter Aktivkohle und ist wesentlich energie- und ressourcenschonender als bislang übliche Verfahren. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie wird das Verfahren derzeit in einem Pilotversuch getestet.
Kosmetika, beschichtete Pfannen, Outdoor-Bekleidung – per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (kurz: PFAS) sind in vielen Alltagsprodukten verarbeitet. Da sie äußerst langlebig und schwer abbaubar sind, reichern sie sich stetig in der Umwelt an – in Böden, in Flüssen und im Meer.
Für die Reinigung von PFAS-kontaminiertem Wasser wird bisher vor allem die Adsorption an gekörnter Aktivkohle in großen Adsorbern eingesetzt. Einige PFAS werden jedoch nur von frischer Aktivkohle gut entfernt, so dass diese besonders häufig ausgetauscht werden muss. Dabei werden Tonnen von PFAS-beladener Aktivkohle in spezielle Behandlungsanlagen transportiert, wo sie verbrannt oder bei sehr hohen Temperaturen regeneriert wird.
Ein Team von Umweltchemiker:innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) hat nun ein Verfahren entwickelt, das auf der Adsorption der PFAS an elektrisch stimulierter Aktivkohle basiert und das wesentlich energie- und ressourcenschonender ist. Die Spurenstoffe werden damit nicht nur sehr effizient aus dem Wasser entfernt, sondern die Aktivkohle kann auch direkt am Ort ihrer Verwendung regeneriert und wiederverwendet werden. Dafür werden Vliese aus feinen Aktivkohlefasern eingesetzt, deren Oberfläche für die Anziehung der negativ geladenen PFAS maßgeschneidert ist. Ist das Aufnahmevermögen der Vliese für PFAS erschöpft, dann wird vorzugsweise mit grünem Strom die Aktivkohle kurzzeitig negativ geladen. Die ebenfalls negativ geladenen PFAS-Moleküle werden damit von der Oberfläche abgestoßen und in einem kleinen Volumen an Konzentrat gesammelt. Das regenerierte Aktivkohlevlies kann dann sofort wieder für die Wasserreinigung eingesetzt werden.
Das Forschungskonsortium des Projektes FABEKO, bestehend aus der GEOlogik Wilbers & Oeder GmbH in Münster, der Mull und Partner Ingenieurgesellschafts mbH in Osnabrück, dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig und der Sensatec GmbH in Kiel, hat im Juni 2023 einen Pilotversuch zur On-Site-Behandlung PFAS-kontaminierter Böden gestartet, der an zwei Standorten bis Anfang Oktober laufen soll. Dabei soll sich zeigen, wie praxistauglich das Verfahren unter realen Bedingungen ist.
Zukünftig wollen die Forscher die gesammelten PFAS im Konzentrat durch elektrische Potenziale an speziellen Elektroden zerstören. Die Kombination beider Verfahrensschritte eröffnet Wege für eine sichere Wasserreinigung mit verringertem CO2-Fußabdruck durch konsequentes Recycling, Abfallvermeidung und dem Einsatz von grünem Strom.
Das Verbundprojekt FABEKO (Grundwasserschutz durch flächenhafte Aufbereitung PFAS-verunreinigter Böden durch On-Site-Bodenelution und Wasseraufbereitung durch elektrostimulierte Aktivkohle) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Initiative KMUinnovativ gefördert und fachlich unterstützt durch die PFAS-Geschäftsstelle des Landratsamtes Rastatt. KMU-innovativ ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)“.
Mehr Informationen unter: www.fabeko.de
https://www.ufz.de/index.php?de=36336&webc_pm=29/2023
Wie Plastik wirklich biologisch abgebaut wird
Forschende der ETH Zürich und der Eawag haben eine Methode entwickelt, mit der sie den biologischen Abbau von Kunststoffen in Böden genau erfassen und vollumfänglich nachverfolgen können.
Die moderne Landwirtschaft verwendet viel Plastik, insbesondere in Mulchfolien, mit denen Bäuerinnen und Bauern den Ackerboden abdecken. Das schützt Kulturen vor Austrocknung, unterdrückt das Wachstum von Unkräutern und fördert dasjenige von Nutzpflanzen.
Für Landwirt:innen ist es allerdings meist sehr aufwändig und kostspielig, die konventionellen Folien aus Polyethylen (PE) einzusammeln und zu entsorgen. Ausserdem ist ein komplettes Einsammeln der dünnen PE-Folien nicht möglich, da sie leicht zerreissen: Es bleibt also PE auf und in den Böden zurück und reichert sich dort an, da PE nicht abgebaut wird.
Als Alternativen bieten sich deshalb biologisch abbaubare Mulchfolien an, weil davon – im Gegensatz zu PE-Folien – keine Polymerbestandteile in der Umwelt verbleiben. Biologisch abbaubare Polymere sind bewusst so konzipiert, dass Mikroorganismen sie nutzen können, um Energie zu gewinnen und Zellmasse aufzubauen. Solche Polymere haben chemische «Sollbruchstellen» in ihrer Gerüststruktur. Natürlich vorkommende Mikroorganismen, zum Beispiel in Böden, können Enzyme in ihre Umgebung abgeben und damit diese Bruchstellen in den Polymeren angreifen und aufspalten. Die freigesetzten Bruchstücke werden dann von den Mikroben aufgenommen und letztendlich zum Endprodukt CO2 veratmet.
Der Nachweis, dass sich CO2 bildet, ist daher sehr wichtig, denn es gibt neben tatsächlich bioabbaubaren Kunststoffen auch solche auf Basis von PE, die aufgrund bestimmter Zusätze nur in sehr kleines, von blossem Auge nicht mehr sichtbares Mikroplastik zerfallen. Diese werden nicht durch Mikroorganismen abgebaut und reichern sich in der Umwelt an.
Neuer Ansatz erfasst Bioabbau vollumfänglich
Den Bioabbau von Polymeren vollumfänglich nachzuweisen und zu erfassen, war mit existierenden Methoden bislang nicht möglich. Nun hat eine Gruppe von Forschenden der ETH Zürich und des Wasserforschungsinstituts Eawag in den vergangenen Jahren einen neuen Ansatz entwickelt, um nachzuverfolgen und zu messen, ob und bis zu welchem Grad ein Polymer im Boden biologisch abgebaut wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden soeben in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Die Resultate könnten die Art und Weise, wie der biologische Abbau von Polymeren in Zukunft untersucht wird, verändern. An der Studie beteiligt waren Forschende der Gruppe Umweltchemie sowie aus den Erdwissenschaften der ETH Zürich, von der Eawag sowie Mitarbeiter des Chemiekonzerns BASF.
Der Ansatz beruht darauf, dass Polymere mit stabilen Kohlenstoff-Isotopen (13C) markiert werden. Dies erlaubt es den Forschenden, den 13C-Kohlenstoff des Polymers während des biologischen Abbaus im Boden gezielt und selektiv zu verfolgen und somit eindeutig nachzuweisen, dass der biologische Abbau tatsächlich stattfindet.
Bislang wurden für die Prüfung der biologischen Abbaubarkeit von Kunststoffen nur Polymere verwendet, die nicht mit Isotopen markiert wurden. Ein Polymer (oder ein Plastikmaterial, das aus einem oder mehreren Polymeren besteht) wird dann als biologisch abbaubar zertifiziert, wenn während einer definierten Inkubationszeit eine Mindestmenge des Polymerkohlenstoffs in CO2 umgewandelt wird. Die Norm für biologisch abbaubare Mulchfolien etwa erfordert Bodeninkubationen, bei denen mindestens 90 Prozent des Mulchfolien-Kohlenstoffs über einen Zeitraum von zwei Jahren zu CO2 ‘mineralisiert’ wird.
Diese Testverfahren sind mittlerweile etabliert und zweckmässig, um die Polymermineralisierung nachzuweisen. Allerdings erfassen sie nicht den gesamten biologischen Abbau, da nur die CO2-Bildung gemessen wird. Die Menge des Polymerkohlenstoffs, die am Ende der Inkubationszeiten im Boden verbleibt, konnten Forschende mit bisherigen Standardverfahren nicht erfassen. Zudem blieb unklar, ob dieser verbleibende Kohlenstoff weiterhin in Form des Polymers vorlag oder ob Mikroorganismen ihn bereits in ihre Biomasse aufgenommen haben.
Geschlossene Massenbilanzen erstellt
Der von den Forschenden der ETH und der Eawag entwickelte Ansatz beseitigt diese Unklarheiten. In ihren Tests verwendeten sie 13C markiertes Polybutylensuccinat (PBS). PBS ist ein kommerziell wichtiger biologisch abbaubarer Polyester, der auch in Mulchfolien verwendet wird.
Das Kohlenstoffisotop im PBS konnten die Forschenden nun während des biologischen Abbaus selektiv verfolgen: Neben der Bestimmung der Mineralisierung zu 13CO2 konnten die Autoren vollständige Massenbilanzen für den PBS-Kohlenstoff erstellen, indem sie die nach den Inkubationen im Boden verbleibende Restmenge des aus dem PBS stammenden 13C bestimmten.
«Für uns war es erfreulich, geschlossene Kohlenstoff-Massenbilanzen über die 425 Tage der Bodeninkubation zu sehen. Dies zeigte, dass wir genau bestimmen können, wo der Polymer-Kohlenstoff endet – zu ungefähr zwei Dritteln im CO2 und zu einem Drittel im Boden – und das über diese sehr langen Inkubationszeiten», erklärt der Erstautor der Studie, Taylor Nelson, der in der Gruppe Umweltchemie der ETH doktoriert hat.
Die Forschenden wollten zudem wissen, in welcher Form der durch PBS zugesetzte Kohlenstoff im Boden verbleibt, also wie viel in die mikrobielle Biomasse eingebaut wurde und wie viel noch als Rest-PBS vorhanden war.
Um diese Frage zu beantworten, extrahierten und bestimmten die Autoren das restliche PBS aus dem Boden. Dabei zeigte sich, dass der meiste Kohlenstoff zwar noch als PBS vorlag, dass aber auch ein beträchtlicher Anteil, nämlich sieben Prozent des zugegebenen PBS-Kohlenstoffs, in die mikrobielle Biomasse eingebaut wurde.
Die Möglichkeit, genau zu bestimmen, wieviel Polymer verbleibt und wieviel Polymerkohlenstoff in Biomasse eingebaut wurde, ist essentiell für künftige Studien und die Entwicklung neuer biologisch abbaubarer Polymere: «Wir können nun systematisch prüfen, welche Bodenbedingungen und Polymereigenschaften einen vollständigen biologischen Abbau der Polymere zu CO2 und zu mikrobieller Biomasse ermöglichen – und wir können Faktoren bewerten, die den biologischen Abbau der Polymere im Laufe der Zeit möglicherweise verlangsamen», erklärt Michael Sander, ETH-Professor in der Gruppe Umweltchemie.
Plastikverschmutzung reduzieren
Diese Arbeit ist bereits im Gange: Mit dem neuen Ansatz untersucht die Gruppe zurzeit den biologischen Abbau von weiteren Polymeren in unterschiedlichen landwirtschaftlichen Böden, auch im Freiland. «Damit wollen wir sicherstellen, dass bioabbaubare Polymere ihren Namen verdienen und nicht in der Umwelt zurückbleiben», sagt Kristopher McNeill, Professor für Umweltchemie der ETH Zürich und Leiter der gleichnamigen Forschungsgruppe.
«Der Ersatz herkömmlicher durch biologisch abbaubare Polymere kann dazu beitragen, die Plastikverschmutzung zu verringern, insbesondere für Anwendungen, in denen Polymere direkt in der Umwelt verwendet werden und eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Polymere nach der Anwendung dort verbleiben», betont Sander.
Meldungen zu Corona und Abwasser
Dezember 2023
- Schweiz: Viele Viren in den Kläranlagen – «Im Abwasser sehen wir momentan eine hohe Corona-Welle»
- Rekordwert beim Abwassermonitoring – was sagen die Nachweise über die Corona-Lage aus?
November 2023
Juni 2023
Mai 2023
- Warum ebbt die versteckte Coronawelle trotz Frühling nicht ab?
- Viren im Abwasser – Corona-Welle erfasst die Schweiz
März 2023
- Abwassermonitoring in der Pfalz überwacht Coronalage
- Hessen: Corona im Abwasser: Projekte in Kläranlagen stocken
- Abwassermonitoring wird als Pandemie-„Wachturm“ beibehalten und aufgestockt
- Tirol: Wieder mehr Coronaviren in Tirols Abwasser: Aktuell höchster Wert seit März 2022 gemessen
- Hamburg /Abwasser: Wichtige Ressource und Informationsquelle für Pandemiebekämpfung
- Hallstatts Abwasser wird untersucht
- Klärwerk Neu-Ulm: Hoher Anteil von Coronaviren im Abwasser
Februar 2023
- Stuttgart: Corona-Abwasseranalysen durch das Zentrallabor der SES
- So schafft Kärnten schrittweise die Coronamaßnahmen ab
Januar 2023
- Corona im Abwasser: Projekte in Kläranlagen stocken
- Ausweitung des Abwasser-Monitorings auf SARS-CoV-2 im Saarland
- Corona-Nachverfolgung im Abwasser – Forschungsprojekt INSIDe gestartet
Schweiz: Viele Viren in den Kläranlagen – «Im Abwasser sehen wir momentan eine hohe Corona-Welle»
Es wird gehustet und gefiebert im Land. Corona macht wieder viele krank, und vieles deutet auf eine grosse Welle hin. Bereits sind auch neue Omikron-Varianten im Anmarsch.
Rekordwert beim Abwassermonitoring – was sagen die Nachweise über die Corona-Lage aus?
Derzeit liegen viele Menschen in Deutschland mit einem Atemwegsinfekt flach. Neben vielen Erkältungen gibt es auch einige Corona-Fälle. Im Abwasser von Kläranlagen lassen sich Bestandteile des Virus finden. Was wir aus der Kanalisation über die Corona-Lage lernen können.
Kurz vor Weihnachten hustet und schnieft es in allen Ecken. In vielen Arztpraxen ist das Wartezimmer voll. Laut dem aktuellen Wochenbericht des Robert Koch-Instituts (RKI) leiden derzeit 7,9 Millionen Menschen in Deutschland unter einem Atemwegsinfekt. Doch wie viele Corona-Infektionen sind darunter?
In den Pandemiejahren wurde fleißig zu Hause, in den Arztpraxen oder Testcentern getestet, um zu wissen, ob Halsschmerzen, laufende Nase und Fieber an einer Erkältung liegen oder man sich mit dem Coronavirus infiziert hat. Der positive Schnelltest musste noch mit einem PCR-Test bestätigt werden und die Hausarztpraxis hat den Fall gemeldet. So hatte das RKI einen guten Überblick über die Zahl der Corona-Infizierten.
Der Blick in das Corona-Pandemieradar verrät, dass die aktuelle 7-Tage-Inzidenz der gemeldeten Fälle bei 38 liegt (Stand: 15.12.23). Zur Erinnerung: Die 7-Tage-Inzidenz gibt Aufschluss darüber, wie viele Menschen in den letzten sieben Tagen pro 100.000 Einwohner:innen an Covid-19 erkrankt sind. In den Hochzeiten der Omikronwelle im Frühjahr 2022 lag die 7-Tage-Inzdenz bei fast 2000. Die nackten Zahlen lesen sich so, als ob sich fast niemand derzeit in Deutschland mit Covid-19 ansteckte. Doch ganz so einfach ist es nicht.
Corona-Tests werden längst nicht mehr flächendeckend gemacht
Die Situation ist heute eine andere. Einen Corona-Test können wir freiwillig zu Hause machen. Systematisch getestet wird nur noch in Krankenhäusern bei symptomatischen Patienten:innen. Heißt also: Die 7-Tage-Inzidenz von 2022 und die von heute lässt sich so nicht vergleichen. Um die Lage der Covid-19-Infektionen besser einschätzen zu können, bedient sich das RKI heute weiterer Wege. Zum einen nutzt das RKI, Angaben der Grippe-Web-Teilnehmenden, um die Corona-Lage einschätzen zu können. So liegt die geschätzte 7-Tage-Inzidenz laut aktuellem Wochenbericht bei 2500 Corona-Infektionen pro 100.000 Einwohner:innen. Für die Schätzungen nutzt das RKI auch die Erkenntnisse der SentiSurv-Studie der Universitätsmedizin Mainz. Hierfür testen sich 10.000 repräsentativ ausgewählte Erwachsene aus Rheinland-Pfalz einmal wöchentlich. SentiSurv kommt auf eine 7-Tage-Inzidenz von 3896 in Rheinland-Pfalz in der Woche bis zum 13. Dezember.
Zum anderen wird die Viruslast im Abwasser gemessen. Die Viruslast mit durchschnittlich fast einer Million Genkopien in einem Liter Wasser hat seinen Höchststand seit Messbeginn im Juni 2022 erreicht. Die neusten Daten reichen im Corona-Pandemieradar bis zum 29. November (Stand 12.12.23) . Das Abwassermonitoring ist ein wichtiges Mittel, um Trends der Corona-Lage zu erkennen. Denn: Wie beschrieben, können sich Wissenschaftler:innen nicht mehr so auf die 7-Tage-Inzidenz verlassen wie zu Zeiten der Testpflicht. In den Daten des Abwassermonitorings lässt sich beobachten, dass die Viruslast im Abwasser seit Ende Juni 2023 ansteigt. Es ist also ein Trend erkennbar.
„Wir sind bei Corona nicht im Blindflug unterwegs“
Die Coronazahlen steigen derzeit an, eine Überlastung der Spitäler wird allerdings nicht erwartet. Zur Überwachung setzt man auf Abwassermonitoring, Rauch rät auch zur Auffrischungsimpfung.
Die Ferien sind vorbei, die Temperaturen werden kühler und Corona macht sich wieder bemerkbar. Seit Juli sei ein leichter Anstieg der Infektionszahlen…mehr:
https://www.kleinezeitung.at/home/klistenspecial/klistegross/6324960
Neue Corona-Variante bereits in der Steiermark
Die neue Corona-Variante Pirola beschäftigt die Virologen und wurde auch in der Steiermark bereits in mehreren Kläranlagen nachgewiesen. Panik ist dennoch nicht angebracht, beruhigen Experten.
enschen, die in öffentlichen Verkehrsmitteln oder Supermärkten freiwillig eine FFP2-Maske aufsetzen, sind wieder häufiger anzutreffen. Im privaten Umfeld erkranken vermehrt Personen an Corona. Und dann gibt es noch die Medienberichte, wonach sich Forscher weltweit…mehr:
https://www.krone.at/3155384
Meldungen zur Abwasserreinigung 2022
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:
Unkraut das Umweltmagazin – Mikroplastik in unseren Gewässern
Eine unsichtbare Gefahr für Mensch und Umwelt.
Mehrere Forscher berichten aus ihren Untersuchungen zu Mikroplastik. Mit dabei ist auf Prof. Christian Laforsch Sprecher des SFB 1357 Mikroplastik zu dem Thema „Was Mikroplastik mit unserer Gesundheit mach.“ Außerdem Ecofario ein Unternehmen das eine Technologie zum Filterlosen Filtern von Mikroplastik in Kläranalgen entwickelt hat. Mehr …
UFZ-Forschungspreis 2022 für transdisziplinäre Forschungsarbeit zum Thema Wassersicherheit
Der mit 10.000 Euro dotierte Forschungspreis des UFZ geht in diesem Jahr an das Team der drei Ökonomen Dr. Christian Klassert, Prof. Dr. Erik Gawel, Prof. Dr. Bernd Klauer und der Geoökologin Dr. Katja Sigel. Gewürdigt werden die Entwicklung eines gekoppelten ökonomisch-hydrologischen Modells des gesamten natürlichen und menschengemachten Wasserkreislaufs in Jordanien und der erfolgreiche Transfer ihrer Ergebnisse in die politische Praxis. Jordanien steht dabei stellvertretend für viele Trockengebiete, in denen Klimawandel und Bevölkerungswachstum die Wasserversorgung zunehmend beeinträchtigen.
Kern der Forschungsarbeit ist die enge, dynamische Kopplung ökonomischer Multi-Agenten-Systeme (MAS) mit detaillierten hydrologischen Modellen. Diese Kopplung ermöglicht es, Wechselwirkungen zwischen der gesellschaftlichen Nutzung von Ressourcen und ihrer stetig sinkenden Verfügbarkeit abzubilden. Die MAS?Modellstruktur erlaubt es, zukünftige Allokationsentscheidungen aller relevanten privaten und staatlichen Akteure und deren Interaktionen räumlich differenziert zu simulieren. Damit wird es möglich, die langfristigen Wirkungen unterschiedlichster Politikmaßnahmen zur Beeinflussung des Wasserangebotes und der Wassernachfrage abzuschätzen und zu bewerten, was die Entscheidungsgrundlagen für die politisch Verantwortlichen enorm verbessert. Mitarbeiter:innen des jordanischen Wasserministeriums wurden an dem hydro-ökonomischen Modell ausgebildet und nutzten es bei der Erstellung der nationalen Wasserstrategie. Vorbildlich war auch das partizipative Design des Forschungsprozesses, bei dem im Rahmen von „Living Labs“ mehr als 200 Stakeholder eingebunden wurden.
Das Team hat mit dieser Arbeit maßgeblich dazu beigetragen, die Dimension der Wasserkrise des Landes aufzudecken und dessen Strategie zur Sicherung der Wasserversorgung weiterzuentwickeln. Die Jury bewertet diese Forschungsleistung deshalb insgesamt als qualitativ exzellent, zugleich im besten Sinne transdisziplinär und mit erheblichem Nutzen für Umwelt und Gesellschaft.
Neben dem Forschungspreis wurden 2022 folgende Preise verliehen:
Prof. Dr. Annika Jahnke wird der UFZ-Kommunikationspreis verliehen für ihre herausragende Kommunikation der Forschung, die sich mit den Wirkungen von Mikroplastik in der Umwelt befasst.
Dr. Kristina Vogel wird der UFZ-Promotionspreis verliehen für ihre exzellente wissenschaftliche Arbeit zum Einfluss zytosolischer Bedingungen auf thermodynamische Zustandsgrößen und die Kinetik glykolytischer Reaktionen. Einen weiteren Promotionspreis bekommt Dr. Xin You für seine herausragenden Forschungsarbeiten zum Transport von Phagen durch die kritische Bodenzone und deren Auswirkungen auf mikrobielle Gemeinschaften.
Barbara Timmel und Verena Schaller wird der UFZ-Preis für herausragendes Engagement verliehen für die Gründung und Betreuung des International Café am UFZ.
Dr. Marie Vandewalle wird mit dem UFZ-Wissenstransferpreis ausgezeichnet, weil sie durch ihre Aktivitäten erfolgreich dazu beigetragen hat, Wissen über Biodiversität und Ökosystemleistungen bedarfsorientiert an nationale und europäische Entscheidungsträger weiterzugeben.
Janine König wird der UFZ-Verwaltungspreis verliehen für ihre herausragenden Leistungen und ihren außergewöhnlichen Einsatz bei der effizienten Lösung von Verwaltungsaufgaben als Basis exzellenter Forschung.
Dr. Andreas Musolff wird der UFZ-Betreuungspreis verliehen für die qualitativ hochwertige Betreuung von Promovierenden v.a. im Hinblick auf eine produktive, inspirierende Arbeitsatmosphäre. Ebenfalls einen UFZ-Betreuungspreis bekommt Dr. Oliver Lechtenfeld für die hohe Qualität bei der Anleitung und Förderung von Promovierenden zu wissenschaftlicher Exzellenz.
Dem Team Steffi Hunger und Dr. Andreas Aurich wird der UFZ-Technologietransferpreis verliehen für die Entwicklung eines nachhaltigen, hefebasierten Herstellungsverfahrens für Isocitronensäure.
Dr. Husain Najafi erhält den UFZ-Nachwuchspreis für Angewandte Forschung für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen auf dem Gebiet der Vorhersage hydrologischer Ereignisse.
Mit den UFZ-Preisen ehrt das Forschungszentrum seit 2014 jährlich herausragende Leistungen von UFZ-Mitarbeiterinnen und –Mitarbeitern
Alles Gute im neuen Jahr!
Alles Gute im neuen Jahr wünscht allen Lesern das Team von klärwerk.info.
Die Zukunft soll man nicht voraussehen wollen, sondern möglich machen.
Antoine de Saint-Exupéry