Technologien zur Abwasseraufbereitung
RECLAIM WATER - Technologien zur Abwasseraufbereitung für eine
anschliessende Wiederanreicherung im Grundwasser
Aufgrund der wachsenden Bevölkerung und steigenden Nachfrage nach
Trinkwasser werden die Trinkwasserressourcen in vielen Regionen der Welt langsam
knapp. Die Verwendung von Wasser geringerer Qualität und Auseinandersetzungen
über die bestehenden Ressourcen sind die Folge. Um diesen Problemen
entgegenzuwirken, sind nachhaltige aber gleichzeitig auch ökonomisch vertretbare
Massnahmen, wie z.B. die Suche nach alternativen Wasserressourcen, dringend
notwendig. Die wahrscheinlich vielversprechenste alternative Wasserquelle stellt
dabei das gereinigte Abwasser dar. Heutzutage wird es noch in die Flüsse
eingeleitet. Bald wird es aber vielleicht schon möglich sein, mit gereinigtem
Abwasser die Grundwasserspeicher künstlich wiederaufzufüllen. Um es indirekt als
Trinkwasser wieder zu verwenden, sind jedoch höhere Qualitätsanforderungen zu
erfüllen.
Diese Thematik wird im Projekt „ Reclaim Water “
untersucht (unterstützt durch die Europäische Kommission innerhalb des 6.
Rahmenprogramms „Globale Veränderungen und Ökosysteme). Dabei handelt es sich um
ein internationales Forschungsprojekt, an dem 16 Institutionen aus 13 Staaten
beteiligt sind. Innerhalb von 8 Arbeitsgruppen sollen effektive Technologien
erarbeitet werden, um die Risiken von Krankheitserregern und anderen
Mikroverunreinigungen im gereinigten Abwasser überwachen und reduzieren zu
können.
Die Eawag untersucht im Rahmen der Arbeitsgruppe 1: „Beurteilung
und Entwicklung von Technologien zur Abwasseraufbereitung“ die Kombination aus
Membrananlage und Nanofiltration im Pilotmassstab. Mit dieser werden
Untersuchungen zum Abbau von Mikroverunreinigungen durchgeführt. Die
Mikroverunreinigungen werden durch die nachgeschaltete Nanofiltration
zurückgehalten und im Kreislauf der Membrananlage erneut zugeführt (siehe Schema
a). Durch die längere Aufenthaltszeit im System erwarten wir eine verbesserte
Abbauleistung der Stoffe. Das System kann zudem wahlweise um eine
Ozonierungseinheit erweitert werden. Im Fokus der Forschung stehen dabei
folgende Fragen:
- Wie hoch ist der Abbau an Mikroverunreinigungen in der Membrananlage bei Rezyklierung des Retentats und optionaler Zusatzbehandlung mit Ozon?
- Die Nanofiltration hält nicht nur Krankheitserreger und andere Mikroverunreinigungen sondern auch Salze zurück. Um deren Aufkonzentrierung im System und damit eventuelle Betriebsstörungen zu vermeiden, muss ein Teil des Retentates abgeführt werden. Wie muss die Nanofiltration betrieben werden, um einen hohen Rückhalt an Mikroverunreinigungen zu erreichen, die abzuführende Menge an Retentat aber möglichst gering zu halten?
- Ist eine Membrananlage mit nachgeschalteter Nanofiltrationseinheit konkurrenzfähig im Vergleich zu verfahrenstechnischen Alternativen (z.B. Ozonierung oder Aktivkohlefiltration)?
Des Weiteren wird untersucht, wie leistungsfähig Mikroorganismen im Abbau von ihnen unbekannten Mikroverunreinigungen sind. Dabei werden Experimente mit der dezentral betriebenen Membrananlage eines Einfamilienhauses durchgeführt. Von Interesse ist hierbei, ob der bei kommunalen Anlagen übliche Abbau einer Adaptionszeit bedarf oder nicht. Dazu werden spezifische Stoffe direkt in die Anlage injiziert, die nachweislich zuvor noch nicht ins System gelangten (siehe Schema b).