Traitement des micropolluants dans les eaux usées – Rapport final sur les essais pilotes à la STEP de Vidy (Lausanne)

Stadt Lausanne, 2011

Schlussbericht der HOLINGER und TRIFORM im Auftrag der Stadt Lausanne und Service des Eaux, Sols et Assainissement du Canton de Vaud (SESA) aufbauend auf 1. Zwischenbericht.

Zusammenfassung

Viele organische Spurenstoffe werden durch die heutigen Abwasserreinigungsanlagen (ARA) nur ungenügend aus dem kommunalen Abwasser entfernt. Um den Eintrag solcher Stoffe in die Oberflächengewässer zu reduzieren, sind daher weitergehende Verfahren nötig. Auf der STEP de Vidy (ARA Lausanne, 220‘000 Einwohnerwerte) wurden während mehr als einem Jahr zwei biologische und zwei weitergehende Verfahren im Grossmassstab getestet. Diese Versuche wurden im Rahmen des Projekts „Strategie Micropoll“ des Bundesamts für Umwelt (BAFU) durchgeführt.

Parallel zur bestehenden Hochlastbiologie (Kapazität 1‘200 L/s, Belebtschlammverfahren ohne Nitrifikation) wurde eine biologische Stufe mit Nitrifikation im Wirbelbettverfahren (Kapazität 80 L/s) erstellt. Dies erlaubte, die Eliminationsleistung der beiden biologischen Verfahren bezüglich organischer Spurenstoffe zu vergleichen sowie deren Einfluss auf die nachfolgenden weitergehenden Verfahren zu untersuchen.

Die beiden getesteten weitergehenden Verfahren waren einerseits die Ozonung mit anschliessender Sandfiltration (Ozonung-SF, Kapazität 100 L/s) sowie die Behandlung mit Pulveraktivkohle (PAK) gefolgt von einer Membranfiltration (Ultrafiltration, Kapazität 10 L/s, PAK-UF).

Die Ozonung konnte dank bestehender Erfahrungen im Projekt „Strategie Micropoll“ innerhalb weniger Monate installiert und betrieben werden, es waren nur kleinere Anpassungen nötig. Im Gegensatz dazu mussten beim PAK-UF-Verfahren verschiedene technische Elemente angepasst werden, da dafür noch keine Erfahrungen mit kommunalem Abwasser vorlagen. Vor allem die Abtrennung der PAK mit der Ultrafiltrationsmembran funktioniert noch nicht wunschgemäss und muss weiter optimiert werden. Das Hauptproblem dabei sind (reversible) Ablagerungen auf der Membran, die den hydraulischen Durchsatz um etwa die Hälfte der Auslegung vermindern. Eine mögliche Alternative ist die Abtrennung der Aktivkohle mittels Sandfilter.

Die Eliminationsleistung der verschiedenen Verfahren bezüglich organischer Spurenstoffe wurde anhand einer Auswahl von über 50 Substanzen (Pharmazeutika, Pestizide, hormonaktive Substanzen) überprüft. In der bestehenden Hochlastbiologie ohne Nitrifikation wurde eine mittlere Elimination von 23% erreicht, mit dem nitrifizierenden Wirbelbett stieg die Elimination auf 44%, was auch in anderen Studien schon beobachtet worden war.

Mit der Ozonung und dem Sandfilter wurde bei einer Ozondosis von 5.5 mgO3/L (entspricht ca. 0.9 gO3/gDOC) der Grossteil der untersuchten Stoffe zu über 80% eliminiert. Die Betriebskosten belaufen sich dafür auf ca. 6 Rp/m3. Die Keimbelastung des Abwasser wird ebenfalls deutlich reduziert, so dass das behandelte Abwasser den Vorgaben der schweizerischen und europäischen Badewasserrichtlinien entspricht.

Mit dem PAK-UF-Verfahren wurde bei einer Dosierung von 10-20 mgPAK/L der Grossteil der untersuchten Stoffe zu über 80% entfernt. Die Ultrafiltration führt zu einer vollständigen Desinfektion des Ablaufs. Weil jedoch der Durchsatz aufgrund von Ablagerungen auf der Membran reduziert war, lagen die Betriebskosten im Bereich von 50 Rp/m3. Die Abtrennung der PAK mit einem Sandfilter, die in ergänzenden Versuchen untersucht wurde, führt zu Betriebskosten von 6-9 Rp/m3.

Mit den meisten der 25 durchgeführten ökotoxikologischen Testsystemen konnte eine Reduktion der Toxizität im Ablauf der weitergehenden Verfahren nachgewiesen werden. Es wurde keine Toxizitätszunahme durch Reaktionsprodukte aus der Ozonung beobachtet.

Die beiden getesteten Verfahren (Ozonung, PAK-Adsorption) sind geeignet, den Eintrag von organischen Spurenstoffen in die Gewässer zu reduzieren. Sowohl die Ozonung mit Sandfilter als auch die PAK- Adsorption mit Abtrennung im Sandfilter können mit vertretbarem Aufwand in bestehende Anlagen integriert werden. Die Kosten sind vergleichbar und bewegten sich für die untersuchten Varianten im Bereich von 20 Rp/m3. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile, die Wahl des Verfahrens hängt daher von den lokalen Verhältnissen (verfügbare Flächen, bestehende Verfahrenstechnik, Sicherheit, Betriebspersonal, Kosten der Betriebsmittel, Schlammbehandlung etc.), der Abwasserzusammensetzung und der gewünschten Ablaufqualität ab.

  • Anno di pubblicazione:  2011

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