Kombinierte organische C-, Sulfat- und Schwermetalleliminierung

Im Zuge der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Gemeinschaft ist in Deutschland davon auszugehen, daß Industrieabwässer zukünftig nicht mehr ohne entsprechende Abwasservorbehandlung in das kommunale Abwassernetz einzuleiten sind. Neben Kohlenstoffverbindungen enthalten viele Industrieabwässer auch Sulfate und Schwermetalle, besonders Abwässer aus der Oberflächenbehandlung, der Elektroindustrie, der Erdölförderung, der Foto- und Textilindustrie und aus der Entsorgung von Emulsionen aus dem Bergbau. Mit den bisher eingesetzten chemisch-physikalischen Fällungsverfahren können die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte für Sulfate und Schwermetalle für die Einleitung in die öffentliche Kanalisation nur sehr kostenaufwendig und bedingt betriebssicher eingehalten werden.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde ein Verfahren zur Reinigung hochbelasteter Industrieabwässer weiterentwickelt und optimiert. Dieses innovative Konzept basiert auf der gleichzeitigen Eliminierung von organischem Kohlenstoff, Sulfat und Schwermetallen unter aeroben, sauerstofflimitierenden Reaktionsbedingungen. Die Demonstration und Optimierung der Leistungsfähigkeit des Verfahrenskonzeptes erfolgte zum einen an einer Pilotanlage im Technikumsmaßstab mit synthetischem Abwasser, wobei der Einsatz einer Ultrafiltrationsmembran zur Biomasserückhaltung die Biomassenkonzentration auf 25 g L^-1 steigerte. Zum anderen wurde in diesem Projekt eine Pilotanlage konzipiert und gebaut und unter praxisrelevanten Bedingungen in einem Industriebetrieb erfolgreich getestet. Die Pilotversuche belegten, daß bei Gegenwart von Hemmstoffen wie AOX oder CKW das einstufige Konzept auf einen Kaskadenbetrieb von zwei hintereinandergeschalteten Reaktoren erweitert werden muß, was sehr erfolgreich realisiert werden konnte. Neben der Validierung des Konzepts wurden Daten zur großtechnischen Umsetzung des Verfahrens gewonnen. Dies soll in den nächsten zwei Jahren realisiert werden. Die kompakte Anlagentechnik und das geringe Anlagenvolumen ermöglichen dabei, dieses Verfahren produktionsintegriert unter den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten in verschiedenen Industrieunternehmen einzusetzen.

Aufgrund steigender Energie- und Rohstoffpreise wird die Entwicklung und Auslegung von Stoffumwandlungsprozessen zur ressourcenminimierten Produktion mit gleichzeitiger Wertstoffrückgewinnung zunehmend an Bedeutung gewinnen. Gerade für viele kleine und mittelständische Unternehmen sind die Kosten zur Abwasserreinigung eine erhebliche Belastung, die durch dieses neue Anlagenkonzept verringert werden könnten.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 3/2003 bis 4/2005 an der Universität Bremen, Institut für Umweltverfahrenstechnik (Postfach 33 04 40, 28334 Bremen, Tel. (04 21) 218-42 23) unter Leitung von Prof. Dr. N. Räbiger (Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr. N. Räbiger).