Xylem: Nicht nur sauber, sondern rein – die Bedeutung der Klärwassergüte nimmt zu
Die Effizienz eines Abwasserwirtschaftsbetriebs lässt sich an den unterschiedlichsten Faktoren messen. Nachhaltigkeit steht bei den besonderen Merkmalen und Eigenschaften an vorderster Stelle. Unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit hat der Begriff in den vergangenen Jahren deutlich an Wert gewonnen. Aber die Aufmerksamkeit sollte sich jetzt auch wieder der Klärwassergüte zuwenden.
Xylem Oxelia Illustration (Foto: Xylem)
Denn in den kommenden Jahren werden Anlagenbetreiber vor neue Aufgaben gestellt. Existierende Gesetze und Richtlinien erweitern sich, definierte Leit- und Richtwerte verschärfen sich. Der Hintergrund: Es werden immer neue und feinere Messverfahren entwickelt, die die Detektion neuer Stoffe in immer niedrigeren Konzentrationen ermöglicht. Im Gespräch sind auf internationaler Ebene Themen wie die Wasserwiederverwendung (Reuse) als Trink- oder Brauchwasser sowie die vierte Reinigungsstufe bei kommunalen Kläranlagen zur Eliminierung von Spurenstoffen.
Schweiz ist einen Schritt weiter
In Deutschland wird aktuell die Einführung einer vierten Reinigungsstufe auf verschiedenen Ebenen diskutiert. Die Schweizer haben die Bedeutung schon erkannt, sie setzen das Prinzip bereits erfolgreich um. Im Vordergrund steht der Gewässerschutz, da bereits bei den geringen Konzentrationen der Spurenstoffe von einer Gefährdung der aquatischen Umwelt ausgegangen werden muss. Um dieses Gefährdungspotential zu minimieren, sind technische Verfahren notwendig, um die Stoffe zu entfernen oder zu oxidieren. Xylem hat dazu bereits ein praxiserprobtes Verfahren entwickelt: den Oxelia-Prozess.
Er vereint verschiedene innovative Technologien unter einem Dach. Ein zukunftsweisendes Forschungsprojekt bestätigte die Effektivität und das Einhalten von internationalen Standards für die Wasserqualität, wie sie etwa in der Schweiz im Raum stehen. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Aufbereitung eines kommunalen Abwassers (mit industriellem Anteil) unter der Verwendung der optimalen Verfahrenskombination mit biologischer Behandlung, Oxidationsstufen, Filtrationsstufen sowie der Desinfektion.
Xylem hat die Intensität der Abwasserbehandlung auf eine neue Stufe gehoben. Diese Aussage trifft auf die Qualität des einzuleitenden Klärwassers zu, wortwörtlich zudem auf das Verfahren an sich. Der Wassertechnikanbieter ergänzt den Klärprozess um eine vierte Stufe. Unter der Bezeichnung Oxelia führt Xylem mehrere zusätzliche Schritte in der Behandlung von Abwasser zusammen. Damit wird die Eliminierung der Spurenstoffe erreicht, die im herkömmlichen Verfahren bisher meist durchgerutscht sind. Gemeint sind zum Beispiel Rückstände von Arzneimitteln wie Ibuprofen und Diclofenac und hormonell wirksame Substanzen wie Östrogene. Aber auch Reste von Pestiziden und Düngemitteln sowie von Produkten zur Körperpflege, etwa Shampoos, hält Oxelia in weiten Teilen zurück.
Die zusätzliche Abwasserreinigung erfolgt durch eine Kombination aus Oxidation mittels Ozonbehandlung und einer weiteren Filtrationsstufe. Für die Oxidation wird ein Ozonsystem der Marke Wedeco genutzt. Hierbei wird das gasförmige Ozon über Keramikdiffusoren in eine Blasensäule eingetragen, um dort bei entsprechender Dosierung und Verweilzeit mit den Wasserinhaltsstoffen zu reagieren. Für die weitere Aufbereitung stehen die Filtrationssysteme Xylem Leopold zur Verfügung. In der Kombination mit dem oxidativ wirkenden Schritt werden sie entweder als biologisch aktive Filtrationssysteme mit einer Anthrazitschicht oder mit einer Schicht aus granulierter Aktivkohle betrieben.
Chemische und hormonelle Substanzen klären
Bei der Oxidation mittels Ozon werden die Spurenstoffe oxidiert. Dadurch wird der Spurenstoff in seiner Struktur verändert und die produktprägenden Wirkungen (wie etwa hormonelle Stimulation) eliminiert. Die entstandenen neuen Produkte werden als Transformationsprodukte bezeichnet. Ökotoxikologische Untersuchungen konnten zwar bis heute keinen Hinweis darauf geben, dass diese als potenziell bedenklich einzustufen sind, aber dennoch bietet es sich an, mögliche Nebenprodukte der Oxidation durch einen nachgeschalteten Filter weiter abzubauen.
Neben den Spurenstoffen werden auch andere Parameter durch die Oxidation verändert. Der CSB-Wert wird durch die Oxidation mit Ozon (in Abhängigkeit der Ozondosis) reduziert. Parallel kommt es zu einer Erhöhung des BSB5-Wertes. Ist der nachgeschaltete Filter biologisch aktiv, kann der BSB hierdurch weiter reduziert werden. Ebenso werden solche Stoffe (zum Beispiel Transformationsprodukte) abgebaut, die durch die Ozonstufe biologisch verfügbar werden.
Das ozonbasierte, biologisch aktive Filtrationssystem Oxelia nutzt also die Kraft des Ozons zum Abbau von organischen Kohlenstoffverbindungen und zur Abtötung von Krankheitserregern. Mikroben im Filtersystem betrachten diese kleineren, teiloxidierten organischen Substanzen als Nahrung und bauen sie so auf biologische Weise vollständig ab. Im Gegensatz zu Behandlungsverfahren auf der alleinigen Basis von Aktivkohle-adsorption, die eine regelmäßige Entsorgung der Filtrationsmedien erfordern, gewährleistet der Oxelia-Prozess die vollständige Zersetzung dieser schädlichen Verbindungen.
Spurenstoffe werden oxidiert
In Summe lässt sich sagen, dass durch die Kombination von Ozon und Filtration ein wirksamer Schutz der Gewässer vor nur in geringeren Spuren vorhandenen Schadstoffen möglich ist. In Abhängigkeit von der Ozondosis können eine Vielzahl von Stoffen in ihrer Fracht reduziert werden. Ökotoxikologische Tests zeigen keine Auffälligkeiten, weder nach der Ozonstufe noch nach den Filterstufen. Zudem werden die östrogenen Effekte durch die Ozonung nachweislich reduziert.
Oxelia hebt die Qualität des Klärprozesses und hilft, aktuelle wie auch künftige Anforderungen an die Abwassergüte zu erfüllen – auch bei empfindlichen Gewässern. Gemessen an den Gesamtkosten für den Bau einer Kläranlage beträgt der Anteil der vierten Reinigungsstufe mit Ozon und Filtration etwa 10%. Die zusätzlich einzuplanenden Energiekosten bewegen sich auf demselben Niveau.
