Neu­es Mem­bran­ver­fah­ren zur Abtren­nung von Spurenstoffe

Ein Ver­such im ver­gan­ge­nen Jahr mit einer Mem­bran­fil­tra­ti­on in Kom­bi­na­ti­on mit Aktiv­koh­le zeigt eine Alter­na­ti­ve zur her­kömm­li­chen Ver­fah­rens­wei­se mit Aktiv­koh­le und Sand­fil­tra­ti­on auf.

Die Umwelt­be­las­tung durch mul­ti­re­sis­ten­te Kei­me nimmt nicht zuletzt wegen der zuneh­men­den Ver­wen­dung von Anti­bio­ti­ka in der Tier­zucht und Human­me­di­zin immer mehr zu. Das The­ma Ent­fer­nung von Mikro­schad­stof­fen aus bio­lo­gisch gerei­nig­tem Abwas­ser und Abtren­nung mul­ti­re­sis­ten­ter Kei­me gewinnt daher ste­tig an Bedeutung.

Mit dem zur­zeit haupt­säch­lich ein­ge­setz­ten Ver­fah­ren mit Aktiv­koh­le und Sand­fil­tra­ti­on kön­nen zwar Spu­ren­stof­fe wie z.B. Arz­nei­mit­tel­rück­stän­de im Ablauf von Klär­an­la­gen redu­ziert wer­den, jedoch hat die­ses Ver­fah­ren den Nach­teil, dass der Sand­fil­ter eine voll­stän­di­ge Abtren­nung der Aktiv­koh­le nicht gewähr­leis­ten kann. Dar­über hin­aus stel­len Sand­fil­ter kei­ne Bar­rie­re für Mikro­plas­tik und mul­ti­re­sis­ten­ten Kei­me dar. Daher ist es erfor­der­lich, neben die­sen Ver­fah­ren wei­te­re Behand­lungs­schrit­te einzuführen.

Das unter­such­te Mem­bran­ver­fah­ren kom­bi­niert die Adsorp­ti­on von Spu­ren­stof­fe an Aktiv­koh­le mit einer Mem­bran­fil­tra­ti­on. Die Mem­bran­stu­fe über­nimmt die Abtren­nung der Aktiv­koh­le, Mikro­plas­tik und mul­ti­re­sis­ten­ten Kei­men. Somit stellt die­ses Ver­fah­ren nicht nur die Ein­hal­tung der bis­lang dis­ku­tier­ten und zu erwar­ten­den Ein­leit­wer­te für Arz­nei­mit­tel­rück­stän­de etc. sicher son­dern greift auch der zukünf­ti­gen Dis­kus­si­on über die Abtren­nung mul­ti­re­sis­ten­te Kei­me und Mikro­plas­tik nach Klär­werks­ab­läu­fen vor.

Die Ver­su­che wur­den am Stand­ort Hün­xe der Emschergenossenschaft/Lippeverband durch­ge­führt. Dort wird eine kom­mu­na­le Klär­an­la­ge mit einer Kapa­zi­tät von 17.000 Ein­woh­ner­gleich­wer­ten betrie­ben. Die­se Klär­an­la­ge teilt sich in eine MBR-Anla­ge und eine kon­ven­tio­nel­le Anla­ge mit je 8.500 Ein­woh­ner­gleich­wer­ten auf. Mit dem Was­ser des Ablaufs der kon­ven­tio­nel­len Anla­ge wur­den die Ver­su­che im Rah­men einer Mas­ter­ar­beit der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Dres­den in Zusam­men­ar­beit mit dem Emschergenossenschaft/Lippeverband durchgeführt.

Das Fil­tra­ti­ons­be­cken der Ver­suchs­an­la­ge mit einem getauch­ten Mem­bran­mo­dul wird mit dem Was­ser des Ablaufs des Nach­klär­be­ckens beschickt. In das Fil­tra­ti­ons­be­cken wird die Aktiv­koh­le zu dosiert und die­se im Fil­tra­ti­ons­be­cken auf­kon­zen­triert. Über das Mem­bran­mo­dul wird die Aktiv­koh­le über die Mem­bran mit einer Poren­wei­te von 0,04μm abge­trennt und das Per­me­at dem Ablauf zugeführt.

Die Ver­su­che zei­gen, dass die Ver­fah­rens­kom­bi­na­ti­on aus Aktiv­koh­le mit anschlie­ßen­der Abtren­nung mit­tels getauch­ten Ultra­fil­tra­ti­ons­mo­duls mög­lich ist und die Aktiv­koh­le zuver­läs­sig abtrennt.

Wäh­rend der gesam­ten Ver­suchs­zeit wur­de weder ein nega­ti­ver Ein­fluss der stei­gen­den Aktiv­koh­le­kon­zen­tra­ti­on auf die Leis­tungs­fä­hig­keit der Mem­bran­fil­tra­ti­on, noch eine Ver­än­de­rung des Aktiv­koh­le­rück­halts der Mem­bran fest­ge­stellt. Die hier vor­ge­stell­te Ver­fah­rens­kom­bi­na­ti­on aus Aktiv­koh­le und getauch­ter Mem­bran­fil­tra­ti­on, stellt eine Alter­na­ti­ve zum eta­blier­ten Ver­fah­ren der Aktivkohle/Fällung/Sandfiltration dar und hat sei­ne Vor­tei­le beson­ders im Hin­blick auf die Abtren­nung von mul­ti­re­sis­ten­ten Kei­men und Mikro­plas­tik, die in Zukunft zuneh­mend im Fokus ste­hen wer­den. Eine ers­te wirt­schaft­li­che Abschät­zung des Ver­fah­rens zeigt die Wett­be­werbs­fä­hig­keit zu den Ver­fah­ren basie­rend auf Aktiv­koh­le und Sandfiltration.