Einfluss von Ozonung oder Aktivkohleadsorption zur weitergehenden Entfernung organischer Spurenstoffe auf den Energieaufwand und CO2-Fußabdruck einer Kläranlage
Abstract
Zusammenfassung Momentan wird die Forderung nach einer Erweiterung von Kläranlagen um eine Stufe zur weitergehenden Elimination organischer Spurenstoffe in der Fachwelt kontrovers diskutiert. Als effiziente Verfahren werden hierfür die Oxidation durch Ozonung und die Adsorption an Aktivkohle betrachtet. Neben der Verbesserung des Gewässer- und Ressourcenschutzes bedarf die Einführung dieser Verfahren zusätzlicher Energie und erzeugt weitere damit verbundene negative Umweltauswirkungen (zum Beispiel Ausstoß von Treibhausgasen). Bei der hier durchgeführten Ökobilanz werden diese möglichen negativen Umweltauswirkungen der Verfahren zur Spurenstoffeliminierung genauer quantifiziert. Dabei werden weitere Ziele einer weitergehenden Abwasserreinigung (weitestgehende Entfernung von Phosphor mit Flockungsfiltration und saisonale UVDesinfektion) bei allen Varianten mit einbezogen, um auch den Anteil der Spurenstoffelimination an den gesamten Auswirkungen einer zukünftigen weitergehenden Abwasserreinigung zu erfassen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ozonung oder der Einsatz von Pulveraktivkohle bzw. Kornaktivkohleadsorbern je nach geforderter Effizienz der Spurenstoffentfernung einen hohen zusätzlichen Primärenergieaufwand ( 10–103 %) und auch ein hohes zusätzliches Treibhauspotenzial ( 8–100 %) im Vergleich zu einer Modellkläranlage der Größenklasse 5 erzeugt. Entscheidend für den zusätzlichen Aufwand sind neben der Qualität des zu behandelnden Klärwerksablaufs (organische Stoffe als DOC) auch die Reinigungsziele für die Spurenstoffelimination und damit die notwendige Dosierung von Ozon oder Aktivkohle. Dieser Aspekt sollte zukünftig in der Diskussion über die Qualitätsziele der weitergehenden Abwasserreinigung berücksichtigt werden. Abstract Influence of Ozoning or Activated Carbon Adsorption for Advanced Removal of Organic Micro-pollutants on the Energy Expenditure and CO2-Footprint of a Wastewater Treatment Plant Eco-balancing Assessment of Different Variants of Micro-pollutant Removal in an Overall Concept for Advanced Wastewater Treatment for a Model Wastewater treatment Works Currently the demand for an extension of wastewater treatment plant by a stage for advanced removal of organic micro-pollutants is being discussed controversially by the specialist world. Oxidation by ozoning and the adsorption on activated carbon are being considered as efficient processes for this. Along with the improvement of the water pollution control and protection of resources, the introduction of these processes requires additional energy and with this creates further associated negative environmental impacts (for example emission of greenhouse gases). With the eco-balance carried out here these possible negative environmental effects of the processes for micro-pollutant removal are quantified more accurately. With this further objectives of an advanced wastewater treatment (most advanced removal of phosphorus using flocculation filtration and seasonal UV disinfection) with all variants are included, in order also to appreciate the share of micro-pollutant removal on the overall effects of a future advanced wastewater treatment. The results show that the ozoning or the employment of powdered activated carbon or grain active carbon adsorbers, depending on the required efficiency of the micro-pollutant removal, generates a high additional primary energy expenditure ( 10–103 %) and also a high additional greenhouse potential ( 8–100 %) in comparison with a model wastewater treatment plant of size class 5. Decisive for the additional expenditure are, in addition to the quality of the wastewater treatment plant discharge (organic substances as DOC), also the treatment objective for the micro-pollutant removal and thus the necessary dosing of ozone or activated carbon. This aspect should be taken into account in the future in the discussion on the quality objectives of the advanced wastewater treatment.
Christian Remy
Researcher
