Neues Membranverfahren zur Abtrennung von Spurenstoffen

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.