Ozonung von gereinigtem Abwasser Pilotversuch Regensdorf – Schlussbericht
EAWAG, 2009
Schlussbericht zur Studie der Eawag im Auftrag des BAFU und des AWEL, in Zusammenarbeit mit BMG Engineering und Hunziker-Betatech.
Zusammenfassung
Auf der ARA Regensdorf wurde im Rahmen des Projekts „Strategie Micropoll“ des Bundesamts für Umwelt (BAFU) während 16 Monaten die Eignung der Ozonung als zusätzliche Reinigungsstufe für die Entfernung von Mikroverunreinigungen getestet. Dabei konnte ein breites Spektrum problematischer organischer Spurenstoffe entfernt werden. Gleichzeitig wurden verschiedene unerwünschte ökotoxikologische Wirkungen eliminiert. Der Versuchsbetrieb zeigte, dass eine Ozonungsstufe auf einer kommunalen ARA technisch machbar und wirtschaftlich vertretbar ist.
Die ARA Regensdorf reinigt zur Zeit das Abwasser von rund 15’000 Einwohnern und etwa 10’000 Einwohnerwerten aus der Industrie in einem zeitgemässen vierstufigen Verfahren mit Vorklärung, Belebtschlammverfahren zur Nitrifikation und Denitrifikation mit Simultanfällung und abschliessender Sandfiltration. Die Anlage hält die heute geforderten gesetzlichen Einleitbedingungen vollständig ein. Das gereinigte Abwasser wird in den Furtbach eingeleitet und verdoppelt dessen Wassermenge nahezu. Während des Pilotversuches wurde Ozon vor Ort aus flüssigem Sauerstoff erzeugt und in einem für den Versuch umgebauten Flockungsreaktor vor der Sandfiltration mit dem nachgeklärten Abwasser vermischt, wo es mit dessen Inhaltsstoffen reagierte.
Mittels chemischer Spurenanalytik wurden über 50 organische Mikroverunreinigungen untersucht (z.B. hormonaktive Stoffe, Biozide, Arzneimittel), die in der ARA nicht oder nur ungenügend abgebaut werden. Für einige dieser Stoffe wurden bereits nachteilige Einwirkungen in den schweizerischen Gewässern nachgewiesen. So führen beispielsweise hormonaktive Stoffe (natürliche und synthetische Östrogene) zu einer Verweiblichung von männlichen Forellen oder bestimmte Arzneimittelwirkstoffe zu einer Schädigung von Bachforellen.
Die Ozonung resultierte in einer deutlichen Abnahme der im Ablauf der ARA messbaren Stoffe, sowie in einer starken Reduktion ihrer Gesamtkonzentration. So wurden beispielsweise die untersuchten Antibiotika und weitere problematische Stoffe schon bei tiefen Ozondosen komplett eliminiert. Die Effizienz der Ozonung ist aber dosis- und substanzabhängig, also nicht für alle Stoffe gleich wirksam. Röntgenkontrastmittel wurden beispielsweise nur in geringem Mass eliminiert. Die Resultate der Spurenanalytik wurden durch verschiedene ökotoxikologische Untersuchungen bestätigt. So wurden die Effekte der östrogenen Stoffe wie auch von Herbiziden vollständig eliminiert.
Weder mit analytisch-chemischen Untersuchungen noch mit ökotoxikologischen Untersuchungen konnten im Ablauf der ARA stabile problematische Reaktionsprodukte nachgewiesen werden. Einige Versuche gaben Hinweise auf labile Reaktionsprodukte nach dem Ozonungsreaktor, die jedoch im Sandfilter wieder eliminiert wurden. Daher empfiehlt sich die Anwendung der Ozonung nur in Kombination mit einer nachfolgenden biologisch aktiven Stufe.
Zusätzlich führte die Ozonung zu einer deutlichen Abnahme der Keimzahlen und dabei insbesondere der pathogenen Keime mit E.coli – Ablaufkonzentrationen deutlich unter dem Grenzwert der EU-Bade- wasserrichtlinie.
Der Betrieb der Ozonungsstufe verlief praktisch störungsfrei. Die Anlage konnte vom ARA-Betriebs- personal erfolgreich betrieben werden. Die eingesetzte Verfahrenstechnik, die Komponenten sowie das Sicherheitskonzept bewährten sich. Optimierungsbedarf besteht jedoch bei den eingesetzten Messgeräten und der Anlagensteuerung.
Der Energieverbrauch der ARA erhöhte sich durch die Ozonung um rund 15%, was in etwa dem Ver- brauch der bestehenden Sandfiltration entspricht. Die Ozonung liess sich einfach in die bestehende ARA einbauen, daher müsste bei der fixen Installation für Betrieb und Amortisation mit Mehrkosten von etwa 10% gerechnet werden.
Mit dem Pilotversuch wurde gezeigt, dass die Anwendung der Ozonung zu einer deutlichen Reduktion der Belastung der Gewässer mit problematischen organischen Spurenstoffen aus dem Abwasser führt. Mit dieser Technologie kann in Zukunft eine verbesserte Wasserqualität gewährleistet werden, insbesondere in Fliessgewässern mit einem hohen Anteil an gereinigtem Abwasser. Nach heutigem Wissen werden bei einer mit der Anlage in Regensdorf vergleichbaren ARA durch die Ozonung keine signifikanten Mengen problematischer Reaktionsprodukte produziert und in die Gewässer eingetragen.
- Publikationsjahr: 2009