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Abwasserreinigung

Mit Aktivkohlen aus der Trinkwasseraufbereitung Spurenstoffe aus Abwässern entfernen

| Autor/ Redakteur: Anja Rohn, Dr. Andreas Nahrstedt, Dr. Mathias Schöpel, Ronald Roepke / Jörg Kempf

Kann die nur mäßig beladene Aktivkohle aus der Trinkwasseraufbereitung kostengünstig so konditioniert werden, dass sie in der Kläranlage weiter verwendbar ist? Im Rahmen des Projektes „Reaktiv“ haben das IWW Zentrum Wasser, die RWW Rheinisch-Westfälische Wasserwerksgesellschaft, der Emschergenossenschaft-Lippeverband und der Ruhrverband dies untersucht.

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Aktivkohle in pulverisierter und körniger Form
Aktivkohle in pulverisierter und körniger Form
(Bild: IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasser)

Der Einsatz von Aktivkohle (AK) in Wasserwerken erfolgt in Deutschland überwiegend in granulierter Form (GAK) in so genannten Festbettfiltern. Ist die maximale Aufnahmekapazität der AK gegenüber den zu entfernenden Störstoffen erreicht, wird sie normalerweise in einem energieintensiven Prozess reaktiviert und erneut in den Wasserwerks-Filtern verwendet.

In Kläranlagen wird AK bisher überwiegend in pulverisierter Form (Pulveraktivkohle – PAK) als zusätzliche vierte Reinigungsstufe eingesetzt. Die Beladung der AK im Wasserwerk ist aufgrund des deutlich niedrigeren Konzentrationsniveaus an Spurenstoffen und organischem Hintergrund (DOC – Dissolved Organic Carbon, gelöster organischer Kohlenstoff) im Vergleich zu einer Beladung bei der Abwasseraufbereitung nur gering, da die maximal erzielbare Beladung konzentrationsabhängig ist. Die potenziell nutzbare Adsorptionskapazität der GAK in Wasserwerken wird somit bei weitem nicht ausgeschöpft.

Gemahlene Wasserwerkskohle vs. frische Pulveraktivkohle

Für eine Weiterverwendung in der Abwasserreinigung muss die GAK in einem Mahlprozess zu PAK aufbereitet werden. Die grundsätzliche Eignung von GAK zur Weiterverwendung als PAK wurde zunächst in Laborversuchen nachgewiesen. Bei Einsatz einer Re-Agglomerat-GAK auf Steinkohlebasis konnte bereits nach kurzer Mahldauer die gewünschte und auf Kläranlagen übliche PAK-Feinheit erreicht werden (siehe Bildergalerie, Bild 1). Gewählt wurde ein Nassmahlverfahren. Vorteil: Kosten für die Trocknung entfallen. Darüber hinaus würde eine Trockenmahlung wegen der starken Staubentwicklung und Aufheizung zusätzliche Schutzmaßnahmen erfordern. Trocken auf Kläranlagen angelieferte PAK muss zudem vor der Dosierung aufwändig benetzt und suspendiert werden.

Die Ergebnisse von Adsorptions-Isothermen haben gezeigt, dass sich die Eliminationsleistung der gemahlenen GAK gegenüber ausgewählten Spurenstoffen nicht signifikant von handelsüblicher PAK unterscheidet (Bild 2). Eine Desorption von Substanzen, die im Wasserwerk von der AK adsorbiert wurden, konnte für die praxisüblichen spezifischen PAK-Dosiermengen nicht nachgewiesen werden.

Demonstration im großtechnischen Einsatz

Um die positiven Ergebnisse aus den Laboruntersuchungen für die Praxis nutzbar zu machen, wurde zunächst ein Logistik-Konzept für den neuen Nutzungsweg der AK entwickelt: Ausbau der AK aus den Wasserwerksfiltern und Transport zum Mühlenstandort, Mahlprozess, Zwischenlagerung der GAK und der gemahlenen PAK-Suspension, Transport der PAK-Suspension, Dosierung auf der Kläranlage.

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