NRW bietet Spurenstoffen die Stirn

Spuren­stoffe, also organ­is­che Mikroverun­reini­gun­gen im Abwass­er, ger­at­en immer mehr in den Fokus von Gewässer­schützern und Behör­den. Als äußerst dicht besiedeltes und hochin­dus­tri­al­isiertes Bun­des­land nimmt NRW eine Vor­re­it­er­rolle im Gewässer­schutz ein. Mit Xylems Exper­tise entste­hen dort zusät­zliche Reini­gungsstufen, in denen die schädlichen Chemikalien ent­fer­nt werden. 

Baden in deutschen Flüssen ist in – und tat­säch­lich teil­weise wieder mit gutem Gewis­sen möglich. Kom­mu­nale und indus­trielle Abwasser­an­la­gen bere­it­en über 96 Prozent des Abwassers wieder auf – so gut wie nach dem Stand der Tech­nik möglich, so § 57 Abs. 1 Wasser­haushalts­ge­setz (WHG). Par­al­lel zur immer besseren Reini­gung des Abwassers von den lange bekan­nten Schad­stoff­fracht­en stieg jedoch die Belas­tung mit Hor­mo­nen aus der Antibabyp­ille, mit Antibi­oti­ka aus der Tierzucht, mit Rönt­genkon­trast­mit­teln oder Chemikalien, die bere­its in kle­in­sten Men­gen wie Hor­mone wirken.

Der Mas­ter­plan Wass­er des Umwelt­min­is­teri­ums Nor­drhein-West­falens zeigt, wie man die Verun­reini­gung mit diesen für die Umwelt äußerst schädlichen Stof­fen reduzieren kann. Bis­lang erre­ichen rund 90 Prozent der Gewäss­er NRWs keinen wirk­lich guten ökol­o­gis­chen Zus­tand, zurück­zuführen unter anderem auf Mikroschad­stoffe. Um das zu ändern, set­zt das Kom­pe­tenzzen­trum Mikroschadstoffe.NRW nun auch zur Ent­fer­nung von Spuren­stof­fen auf den neusten Stand der Tech­nik, näm­lich auf adsorp­tive und oxida­tive Verfahren.

Spuren­stof­fen geht es in Kläran­la­gen in ein­er vierten Reini­gungsstufe ans Led­er: etwa mith­il­fe von Aktivkohle, an die sich die Spuren­stoffe anlagern. Anschließend kann die belastete Aktivkohle beispiel­sweise ver­bran­nt wer­den, evtl. über eine Schleife in der Biolo­gie der Kläran­lage, wo sie weit­er beladen wird.

Ozon plus Filtration vermindert Spurenstoff-Eintrag

Der Ein­satz von Ozon ist eben­falls möglich. Ozon reagiert mit den Spuren­stof­fen und wan­delt sie in nicht tox­is­che Bestandteile um. Arne Wieland, Process Engi­neer bei Xylem Ser­vices, verdeut­licht: „Im gün­stig­sten Fall entste­hen Stoffe, die in der biol­o­gis­chen Stufe zu Bio­masse abge­baut wer­den kön­nen.“ Ide­al ist eine Kom­bi­na­tion aus Ozon-Behand­lung und Fil­tra­tion. Ein groß angelegter Ver­such in Zusam­me­nar­beit mit einem schwedis­chen Umwelt­forschungsin­sti­tut zeigte, dass sich damit nicht nur die Konzen­tra­tion der Spuren­stoffe deut­lich reduzieren lässt, son­dern auch Para­me­ter wie TSS, CSB und Fär­bung. Xylem hat diesen Ansatz ver­fol­gt und zum Oxelia-Prozess weiterentwickelt.

Oxelia bein­hal­tet ein Wede­co-Ozon­sys­tem von Xylem, das das Gas über Keramikd­if­fu­soren in die Wasser­phase ein­bringt. Anschließend wird ein biol­o­gisch aktives Fil­tra­tionssys­tem von Leopold, eben­falls eine Xylem-Marke, genutzt in dem entwed­er Fil­ter­schicht­en aus Anthraz­it oder gran­uliert­er Aktivkohle einge­set­zt wer­den kön­nen. Spek­trale WTW-Mess­son­den bes­tim­men die Wasserqual­ität online und regeln den Prozess, sodass nur die erforder­liche Menge an Ozon erzeugt wird.

In NRW ver­fol­gt man die Strate­gie, das jew­eilige Ver­fahren zur Reini­gung von Spuren­stof­fen unter Berück­sich­ti­gung der örtlichen Gegeben­heit­en (Schad­stoff­fracht­en, vorhan­dene Tech­nik, Platzbe­darf etc.) zu wählen. Wieland verdeut­licht: „Eine Mach­barkeitsstudie mit ein­er detail­lierten Darstel­lung der Inte­gra­tion der ver­schiede­nen Prozesskom­bi­na­tio­nen und deren Inte­gra­tion auf der Kläran­lage sowie ein­er real­is­tis­chen Kosten-Nutzen-Rech­nung zeigt auf, welch­es Ver­fahren im Einzelfall vorteil­hafter ist.“ In einem ersten großen Pro­gramm „Reine Ruhr“ wur­den die Mikroverun­reini­gun­gen bew­ertet, wobei zwis­chen akuter und möglich­er chro­nis­ch­er Gefährdung unter­schieden wurde. Daraus wurde ein soge­nan­nter Vor­sorgew­ert als langfristiges Min­destqual­ität­sziel abgeleit­et, der sich an dem ALARA-Prinzip (As Low As Rea­son­ably Achiev­able) orientiert.

Experten der einzel­nen Regierungs­bezirke leit­en dann notwendi­ge Maß­nah­men ab. Natür­lich standen dabei zunächst ein­mal beson­ders stark belastete Gewäss­er und die anliegen­den Kläran­la­gen im Fokus – etwa wenn das gek­lärte Wass­er 80 Prozent der Wasser­menge des Vor­fluters, einem kleinen Bach, aus­machte. Mach­barkeitsstu­di­en wur­den und wer­den  in Auf­trag gegeben, die Ver­fahren und die dafür benötigten Investi­tions- und Betrieb­skosten einan­der gegenübergestellt.

In einem zweit­en Pro­jekt „Sichere Ruhr“, an dem auch Xylem Her­ford mitar­beit­et, soll die Ruhr sich­er im Hin­blick auf die mikro­bielle Wasserqual­ität gemacht wer­den: bei der Trinkwassergewin­nung und möglicher­weise auch als Badegewäss­er. Wasserver­bände und Insti­tute arbeit­en zum einen daran, die Belas­tung mit Krankheit­ser­regern zu reduzieren, zum anderen ein Prog­nosesys­tem zu entwick­eln, das frühzeit­ig vor der Über­schre­itung der Gren­zw­erte für Badegewäss­er warnt. Xylem übern­immt dabei die Entwick­lung von Tech­nolo­gien zur Ein­trags­min­derung von Krankheit­ser­regern und chemis­ch­er Mikroverun­reini­gun­gen, unter anderem mit­tels UV-Licht und Ozon aus Wedeco-Systemen.

„Die Ökolo­gie prof­i­tiert davon auf jeden Fall“, weiß Wieland aus Pro­jek­ten wie etwa in der Schweiz, die längst den Aus­bau kom­mu­naler Kläran­la­gen vorantreibt, um die Spuren­stoffe in den Gewässern zu reduzieren. Inzwis­chen ist auch die Liste der NRW-Kläran­la­gen lang, die die Spuren­stoff-Reduk­tion in Angriff genom­men haben: von A wie Ahaus bis W wie Wup­per­tal. Xylem-Wede­co-Ozo­nan­la­gen ste­hen beispiel­sweise in Bad Sassendorf, Schw­erte und in Duis­burg-Vier­lin­den. Im Pro­jekt AdOx in Köln wird eine Kom­bi­na­tion aus Adsorp­tion an gran­uliert­er Aktivkohle und Oxi­da­tion mit­tels Ozo­nung getestet, in Aachen testet der Wasserver­band Eifel-Ruhr im halbtech­nis­chen Pro­jekt DemO₃AC die Ein­bindung und Auswirkun­gen ein­er späteren großtech­nis­chen Ozonstufe.

Wieland betont: „Von der Pla­nung bis zur Inbe­trieb­nahme kön­nen wir unter­stützen. Und das weltweit, nicht nur in NRW. Dort sitzen wir direkt vor der Haustür. Wir ste­hen den Kun­den auch dann noch zur Seite, wenn er den Prozess ein­fährt.“ Denn die Fein­heit­en, wie der möglichst effiziente Ozonein­trag, wür­den von vie­len Fak­toren bee­in­flusst, etwa dem Design des Reak­tions­be­häl­ters. „Auch die Inge­nieur­büros, die für das Gesamt­pro­jekt planer­isch zuständig sind, sind bei der­ar­ti­gen Fra­gen für Unter­stützung dankbar“, ergänzt der Projektingenieur.

In NRW zumin­d­est geht es geht es ras­ant voran. Ozo­nung, Fil­tra­tion und manch andere Meth­o­d­en in vie­len Kläran­la­gen wer­den hof­fentlich in kün­fti­gen heißen Som­mern dazu beitra­gen, dass Ruhr, Lippe und anderen Flüsse im bevölkerungsre­ich­sten Bun­des­land wieder zum Baden einladen.