Biokonzentrationstests mit dem Süßwasserflohkrebs Hyalella azteka (HYBIT) wurden als Alternative zu Fischtests vorgeschlagen, und die entsprechenden experimentellen BCF Werte zeigen vielversprechende Korrelationen. Ob der HYBIT-Test auch für stark hydrophobe Chemikalien wie die UV-Stabilisatoren UV-234 und UV-329 geeignet ist, ist unklar. Um abzuschätzen, in welchem Bereich die Aufnahmeratenkonstante k1 für diese Substanzen zu erwarten wäre, wurde in dieser Arbeit ein Vorhersagemodell für k1 in H. azteka entwickelt. Experimentelle Literaturwerte erscheinen im Rahmen der gegebenen Unsicherheiten gegenüber den vorhergesagten Werten plausibel, für eine abschließende Validierung sind jedoch weitere experimentelle Daten erforderlich. Die wichtigsten Unsicherheitsfaktoren für die Vorhersage sind die Unsicherheit der Bestimmung des Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten und die Bindung der Chemikalie an organisches Material in Wasser (TOC). Im Vergleich zu Fisch-Tests erscheint HYBIT für superhydrophobe Substanzen vielversprechend, nicht nur wegen der experimentellen Vorteile wie kleineren Versuchseinheiten. Dem Modell zufolge profitiert die Messung in H. azteka (ohne Metabolismus) von einer tendenziell höheren Depurationsratenkonstante k2 als im Fisch, was die Zeit bis zum Steady State verkürzen sollte. Dennoch sind für H. azteka laut Modellierung im superhydrophoben Bereich Zeiten bis zum Steady State zu erwarten, die weit über den Standardtestzeiten (bis zu Monaten) liegen. Die Verwendung des BCF als Bewertungskriterium für die Bioakkumulation von superhydrophoben Stoffen ist jedoch grundsätzlich fragwürdig. Bei superhydrophoben Substanzen führt die Einführung von Kot als zusätzlichen Ausscheidungsweg, ohne die in der Realität damit gekoppelte Aufnahme kontaminierter Nahrung, dazu, dass auch ohne Metabolismus oder Wachstum die BCF-Werte mit steigendem Kow sinken, was so nicht zu erwarten wäre unter realen Umständen. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Einsatz von granulierter Aktivkohle auf dem Klärwerk 'Obere Lutter' zur Reduktion von Mikroschadstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Abwasserverband Obere-Lutter durchgeführt. Mit der intensiven anthropogenen Nutzung des Wasserdargebots ergeben sich parallel zu den Wasser-kreisläufen ausgeprägte Stoffströme von Mikroverunreinigungen. Diese sog. Spurenstoffe sind aus unter-schiedlichen Gründen (ökotoxische Wirkung, Wasserwerksrelevanz, Trinkwasserrelevanz) Anlass zur Besorg-nis. Daher hat das MKULNV des Landes NRW u. a. dieses gut einjährige Projekt gefördert, um mit der Spurenstoffadsorption an granulierter Aktivkohle im Festbett eine für die Abwassertechnik neue Technolo-gie im groß- und kleintechnischen Maßstab auf dem kommunalen Klärwerk des Abwasserverbandes 'Obere Lutter' zu testen. Diesem fließt ein hoher Anteil stark belasteter Industriewässer sowie ein Krankenhaus-abwasser zu. Es besitzt zudem eine Verfahrensstufe zur Flockungsfiltration, von der einzelne Filterkammern einfach zu Festbettadsorbern umgerüstet werden konnten. Gegenüber anderen Technologien hat dies den Vorteil, dass eliminierte und in der Aktivkohle gespeicherte Spurenstoffe mit dem Ausbau der Aktivkohle aus einem Adsorber ohne die Bildung von Metaboliten aus allen zukünftigen Stoffkreisläufen entfernt werden. Ermöglicht wird dies durch die thermische Nachbehandlung der Aktivkohle (Reaktivierung) inklusive Hochtemperaturbehandlung des dabei anfallenden Gases und dessen Reinigung. Folgende Projektergebnisse wurden erzielt: Mit Filtrationsgeschwindigkeiten zwischen vf = 2 und 10 m/h der Adsorber und einer Betttiefe von 2,5 m wurde eine gute CSB- und TOC-Elimination von anfänglich 80 bis 90 Prozent und im Mittel von etwa 45 Prozent erzielt. Die Adsorberlaufzeit bei vf = 10 m/h betrug 3 Monate; bei vf = 2 m/h werden 14 bis 15 Monate erwartet (Adsorber läuft Ende 2011 noch). Nahezu alle untersuchten Spurenstoffe wurden in den ersten Betriebswochen bis unter die Nachweisgrenze eliminiert; Ausnahmen ware: NTA, EDTA, DTPA, Sulfolan und Gadolinium. Bei vf = 10 m/h wurde je nach Spurenstoff eine mittlere Elimination zwischen 0 Prozent und 95 Prozent erzielt. Gegen Laufzeitende findet aber für viele Spurenstoffe immer noch eine Adsorption statt (Metoprolol, Diclofenac, Naproxen, Benzafibrat, Carbamazepin, Iopamidol, Gadolinium, Benzotriazole, Sulfolan, TMDD) oder die Beladung stagniert auf hohem Niveau (NTA, Ibuprofen, Amidotrizoesäure). Nur bei den größeren Komplexbildnern EDTA und DTPA führt die Stoffkonkurrenz zu Desorptionseffekten, so dass adsorbiertes EDTA wieder vollständig in das Filtrat verdrängt wird. Für die Gruppe der Benzotriazole wurde im Mittel der gesamten Laufzeit mit 95 Prozent Elimination die besten Ergebnisse erzielt. Für TMDD konnte eine maximale Aktivkohlebeladung von über 3 kg TMDD je Tonne Aktivkohle realisiert werden. Mit vf = 2 m/h (Großfilter mit 100 t Aktivkohle) zeigen nur wenige Spurenstoffe nach etwa 8 Monaten Filterlaufzeit eine Tendenz zum Filterdurchbruch. Versuche mit periodischer Betriebsweise (nur an Wochentagen mit industriellen Abwässern) verlängert sich die Standzeit rechnerisch um den Faktor 7/5. In den Versuchen zei
Das Projekt "Weitergehende Reinigung kommunaler Abwässer mit Ozon sowie Aktivkohle für die Entfernung organischer Spurenstoffe (KomOzAk)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft (E226) durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsprojektes KomOzAk wurde eine Versuchsanlage mit Ozonung und Aktivkohlefiltration zur weitergehenden Abwasserreinigung (Behandlung von nach dem Stand der Technik gereinigtem Kläranlagenablauf) aufgebaut und betrieben. Ziel des Projekts war es, relevante Parameter für eine praktische Umsetzung der beiden technischen Verfahren hinsichtlich Bemessung und Betrieb zu erheben.
Die Kläranlagenablaufozonung wurde als großtechnische Pilotanlage mit einer Behandlungskapazität von 10.000 15.000 EW ausgeführt. Sie umfasste die Ozonungsstufe mit vier Ozon-Reaktionsbehältern, die parallel oder seriell und in unterschiedlicher Anzahl betrieben werden konnten, und drei parallel betriebene Nachbehandlungsverfahren (reines Reaktionsvolumen, Anthrazitfilter und Aktivkohle-Druckfilter mit granulierter Aktivkohle).
Parallel dazu wurde eine Pilotanlage mit Aktivkohleadsorptionseinheit mit granulierter Aktivkohle aufgebaut, die mit 3 m3/h beschickt wurde.
Die Wirksamkeit der Spurenstoffentfernung wurde anhand von zehn organischen Spurenstoffen untersucht. Für die Darstellung der Spurenstoffentfernung wurde auf die Indikatorsubstanzen des RiSKWa-Leitfadens zurückgegriffen.
Sowohl die Kläranlagenablaufozonung als auch die Aktivkohlefiltration erwiesen sich im Dauerbetrieb als stabile Verfahren.
Für den Routinebetrieb der Ozonung von nach dem Stand der Technik gereinigtem Abwasser wird eine spezifische Ozondosis von 0,7 g O3/g DOC empfohlen, da hier die ozonaffinen Substanzen vollständig und die moderat affinen zu etwa 60 % entfernt werden, die Bildung von Bromat als wesentliches Oxidationsnebenprodukt gering ist und der Einsatz von Betriebsmitteln in einem akzeptablen Bereich liegt. Die Entfernung von Spurenstoffen ist bei einer gegebenen Ozondosis von der Reaktivität mit Ozon, in geringerem Maße auch von OH-Radikalen, abhängig. Ab 0,4 g O3/g DOC wurden ozonaffine Indikatorsubstanzen, wie Carbamazepin und Diclofenac bis unter die Nachweisgrenzen entfernt. Die Entfernung der moderat mit Ozon reagierenden Indikatorsubstanzen Bezafibrat und Benzotriazol korrelierte mit der spezifischen Ozondosis. Während eine mittlere Entfernung von 70 % für Bezafibrat bei 0,7 g O3/g DOC erreicht wurde, war für dieselbe Entfernung von Benzotriazol eine spezifische Ozondosis von größer als 0,9 g O3/g DOC notwendig. Es konnte dabei kein Unterschied zwischen dem parallelen (Simulation eines volldurchmischten Beckens) und dem seriellen (Simulation eines kaskadierten Beckens) Betriebsmodus der Ozonreaktoren festgestellt werden.
Die UV-Absorption erwies sich als potentieller Überwachungs- bzw. Steuerungsparameter, da die Spurenstoffentfernung von moderat mit Ozon reagierenden Spurenstoffen, wie z. B. Bezafibrat gut mit der Reduktion des SAK254 korreliert. Für die Steuerung wird jedoch keine reine SAK254-Messung vorgeschlagen, die bei nur einer Wellenlänge (254 nm) erfolgt. (Text gekürzt)