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 "Vorkommen von ausgewählten Arzneimittelwirkstoffen und hormonellen Substanzen in der Ruhr und deren Verhalten bei einer natürlichen Trinkwassergewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Wasserforschung GmbH durchgeführt. Veranlassung: Das Vorkommen von Arzneimitteln und endokrin (hormonell) wirksamen Schadstoffen in der aquatischen Umwelt gelangte durch Presseveröffentlichungen verstärkt in das Verbraucherinteresse. Die Befunde bei den in Deutschland durchgeführten Analysen konnten auf den Eintragspfad dieser Wirkstoffe bzw. deren Metabolite über Kläranlagen in das Oberflächenwasser zurückgeführt werden. Bei der Nutzung von Flusswasser zur Trinkwasseraufbereitung liegt aus diesem Grund ein erhöhtes Interesse der Wasserversorgungsunternehmen am Verhalten dieser umweltrelevanten Stoffe. Mit den Untersuchungsprojekten sollte das Ausmaß einer möglichen Hormon- und Arzneimittelbelastung der Ruhr, die Reinigungsleistung der künstlichen Grundwasseranreicherung und mögliche Einflüsse von Entsäuerung und Desinfektion auf diese Stoffgruppen untersucht werden. Als relevante Einzelsubstanzen wurden 10 Pharmaka (Schmerz- und Rheumamittel, Lipidsenker) und 18 Hormone (Androgene, Gestagene und Östrogene) ausgewählt und in den Laboratorien von DEW und IfW untersucht. Analytik Zur Bestimmung der gewählten Arzneimittel und Hormone in wässrigen Proben wurde die C18-Festphasenextraktion (SPE) mit anschließender Derivatisierung (Methylierung oder Silylierung) und Detektion mittels GC/MS durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Strukturen der untersuchten Stoffe erfolgte eine getrennte Aufbereitung und Analyse für Arzneimittel und Hormone. Insgesamt wurden ca. 145 Proben von Oberflächen-, Grund- und Trinkwasser auf mögliche Arzneimittelspuren untersucht. Für die Hormone wurden stichprobenartig ca. 23 Proben an ausgewählten Probenahmestellen, die den Prozess der künstlichen Grundwasseranreicherung vom Oberflächenwasser bis hin zum Trinkwasser im Pumpwerk charakterisieren, analysiert. Ergebnisse: Aus den Untersuchungen zum Vorkommen von ausgewählten Arzneimittelwirkstoffen und Hormonen im Ruhrwasser und bei der Trinkwasseraufbereitung mittels künstlicher Grundwasseranreicherung lassen sich folgende Ergebnisse zusammenfassen: lediglich im Oberflächenwasser der Ruhr sowie einigen abwasserbeeinflussten Ruhrzuläufen konnten vereinzelt die Wirkstoffe Clofibrinsäure, Ibuprofen, Diclofenac und Bezafibrat in Konzentrationen zwischen 0.05 bis maximal 0.35 g/L nachgewiesen werden. Für die Stoffgruppe der Hormone konnte hier lediglich das natürlich vorkommende Phytohormon-Sitosterol im Ruhrwasser und im Vorfiltrat ermittelt werden. In den ebenfalls untersuchten Grund- und Trinkwasserproben konnten keine Positivbefunde für Arzneimittel oder auch Hormone bestimmt werden. Die im Oberflächenwasser detektierten Wirkstoffe werden im Zuge der Vorfiltration über Kiesfilter bereits deutlich vermindert und konnten nach der Langsamsandfiltration im aufbereiteten Grundwasser nicht mehr nachgewiesen werden. Eine Abbildung zeigt exemplarisch die Ergebnisse von 3 Stichprobenuntersuchungen im typischen Verlauf der künstlichen Grundwasseranreicherung vom Oberflächenwasser bis hin zum aufbereiteten Trinkwasser.