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Abwasser Schad- und Spurenstoffe aus Abwasser entfernen

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB hat gemeinsam mit europäischen Partnern Verfahren entwickelt, um schwer abbaubare Schadstoffe im Abwasser effizient abzubauen. Diese Verfahren erzeugen reaktive Spezies, mit denen sich selbst hoch belastetes Deponiesickerwasser reinigen lässt. Polymere Adsorberpartikel wiederum können selektiv auch solche Schadstoffe entfernen, die in nur geringer Konzentration vorliegen.

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Sickwasserproben
Sickwasserproben
(Bild: Fraunhofer IGB)

Stuttgart – Halogenierte Verbindungen oder Cyanide aus Industrieabwässern werden in biologischen Stufen von Kläranlagen kaum abgebaut. Um solch persistente Schadstoffe aus Abwasser zu entfernen, müssen spezielle Reinigungsverfahren eingesetzt werden. Oxidative Prozesse, die Wasserstoffperoxid oder Ozon als Oxidationsmittel nutzen, haben sich in der Praxis bewährt.

Damit die verschiedenen Inhaltsstoffe industrieller Abwässer effektiv und effizient abgebaut werden, müssen die Verfahren in der Regel angepasst oder kombiniert werden. Für diese Aufgabe steht am Fraunhofer IGB in Stuttgart eine Versuchsanlage zur Verfügung, mit der alle gängigen Verfahren einzeln und in beliebiger Kombination erprobt werden können. Ergänzt werden die bisherigen Verfahren durch zwei neue Verfahren, die reaktive Spezies, allen voran Hydroxyl-Radikale, effizient erzeugen. Diese oxidieren die Schadstoffe zu kleineren, abbaubaren organischen Molekülen oder mineralisieren sie vollständig zu CO2. Bei einem Verfahren werden die reaktiven Moleküle elektrochemisch in einem Anoden-Kathoden-Prozess erzeugt, bei dem anderen mit einem Atmosphärendruckplasma. Beide Verfahren kommen ohne den Zusatz von Hilfsstoffen aus.

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Deponiesickerwasser oxidativ-elektrochemisch behandeln

Ein oxidatives Verfahren, welches ohne den Zusatz von Hilfsstoffen auskommt und aufgrund seines elektrochemischen Funktionsprinzips auch für sehr trübe Abwässer geeignet ist, hat das Fraunhofer IGB in dem von der EU geförderten Projekt Clean Leachate entwickelt. Das Konsortium mit sechs Partnern aus fünf europäischen Ländern behandelt hoch belastetes Sickerwasser, das auf Mülldeponien entsteht, mit einem gekoppelten Anoden-Kathoden-Prozess.

Eine durch eine Membran geteilte Elektrolysezelle bildet dabei zwei getrennte chemische Reaktionsräume. Ein Schwerpunkt des Projekts war die Auswahl geeigneter Elektrodenmaterialien, vor allem der Anode, an der bei Anlegen einer Spannung Hydroxyl-Radikale als reaktive Spezies entstehen. Das verunreinigte Wasser passiert zunächst die Anode, wo es oxidiert wird, und wird danach zur Kathode gepumpt, wo die Inhaltsstoffe reduziert werden.

Das Verfahren wird derzeit in Tschechien auf einer Mülldeponie im Dauerbetrieb getestet. Der Prozess konnte bereits so optimiert werden, dass der chemische Sauerstoffbedarf und die Gesamtstickstoffkonzentrationen unter die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte gesenkt und die Anforderungen der Abwasserverordnung erfüllt werden. Um das Verfahren zur Marktreife zu bringen, wurde eine automatisierte und transportable Prototypanlage gebaut, mit der die Behandlung weiterer Abwässer getestet und Erfahrungen und verlässliche Daten für die weitere Optimierung gesammelt werden sollen.

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