Elimination organischer Spurenstoffe aus kommunalem Abwasser:
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| Published: |
Aachen
Ges. zur Förderung der Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH
2006
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| Series: | Gewässerschutz, Wasser, Abwasser
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ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE AUS KOMMUNALEM ABWASSER HERAUSGEBER
PROFESSOR DR.-ING. J. PINNEKAMP INSTITUT FUER SIEDLUNGSWASSERWIRTSCHAFT
DER RHEIN.-WESTF. TECHN. HOCHSCHULE AACHEN AACHEN 2006 VERTRIEB:
GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER SIEDLUNGSWASSERWIRTSCHAFT AN DER RWTH
AACHEN E.V., 52056 AACHEN ISBN 3-938996-11-0 ISBN 978-3-938996-11-9 ULB
DARMSTADT ILLLLLLLLLLLLLLLL 16540870 INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XI TABELLENVERZEICHNIS XII FORMELZEICHEN UND
ABKUERZUNGEN XVII 1 EINLEITUNG 1 2 BISHERIGE ERKENNTNISSE UEBER ORGANISCHE
SPURENSTOFFE BEI DER KOMMUNALEN ABWASSERBEHANDLUNG 4 2.1 ALLGEMEINES ZU
ABWASSERRELEVANTEN SPURENSTOFFEN 4 2.2 AUSWIRKUNG KOMMUNALER
ABWASSERBEHANDLUNG AUF DIE ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE 8 2.2.1
ALLGEMEINE.* ZUR KOMMUNALEN ABWASSERBEHANDLUNG 8 2.2.2 PROZESSE ZUR
ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE 14 2.2.3 BISHERIGE ERKENNTNISSE
UEBER DAS VERHALTEN ORGANISCHER SPURENSTOFFE BEI VERSCHIEDENEN
KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 20 2.2.4 BISHERIGE ERKENNTNISSE UEBER DAS
VERHALTEN ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN EINZELNEN BEHANDLUNGSSTUFEN
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN 25 2.3 UMWELTBELASTUNGEN MIT
ORGANISCHEN SPURENSTOFFEN AUS DER KOMMUNALEN ABWASSERBEHANDLUNG 30 3
UNTERSUCHUNGEN ZU ORGANISCHEN SPURENSTOFFEN BEI DER ABWASSER- UND
SCHLAMMBEHANDLUNG 36 3.1 ZU UNTERSUCHENDE ANLAGENKONFIGURATIONEN 36 3.2
AUSWAHL VON MODELLSPURENSTOFFEN 36 3.2.1 BISPHENOL A (BPA) 37 3.2.2
NONYLPHENOL (NP) 40 3.2.3 NTI-ESTRADIOL (E2) 44 3.2.4
UA-ETHINYLESTRADIOL (EE2) 47 3.3 EIGENE UNTERSUCHUNGEN ZUM VERHALTEN VON
MODELLSPURENSTOFFEN BEI DER ABWASSERBEHANDLUNG 50 3.3.1 DIALYSESTUDIEN
ZUR SORPTION VON RADIOAKTIV MARKIERTEM BISPHENOL A AN EINEM
REFERENZSCHLAMM ... 51 3.3.2 SCHUETTELVERSUCHE ZUR SORPTION VON
MODELLSPURENSTOFFEN AN REALEN SCHLAEMMEN 58 3.3.3 AEROBER ABBAU VON
MODELLSPURENSTOFFEN IN BATCHVERSUCHEN 66 3.3.4 AEROBER ABBAU VON
MODELLSPURENSTOFFEN IN KONVENTIONELLEN BELEBUNGSANLAGEN UND IN
MEMBRANBIOREAKTOREN 75 IX 3.4 EIGENE UNTERSUCHUNGEN ZUM VERHALTEN DER
MODELLSPURENSTOFFE BEI DER SCHLAMMBEHANDLUNG 97 3.4.1 ANAEROBER ABBAU
VON MODELLSPURENSTOFFEN IN BATCHVERSUCHEN 97 3.4.2 UNTERSUCHUNGEN ZUM
SORPTIONSVERHALTEN DER MODELLSPURENSTOFFE BEI DER SCHLAMMKONDITIONIERUNG
UND SCHLAMMENTWAESSERUNG 100 4 KONVENTIONELLE UND WEITERGEHENDE
LEISTUNGEN KOMMUNALER KLAERANLAGEN BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE 108 4.1 EIGENE UNTERSUCHUNGEN ZUR LEISTUNG
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE 108 4.1.1 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN
KONVENTIONELLEN BELEBUNGSANLAGEN MIT SIMULTANER AEROBER
SCHLAMMSTABILISIERUNG 109 4.1.2 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN
MEMBRANBELEBUNGSANLAGEN MIT SIMULTANER AEROBER SCHLAMMSTABILISIERUNG HS
4.1.3 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN KONVENTIONELLEN
BELEBUNGSANLAGEN MIT GETRENNTER ANAEROBER SCHLAMMSTABILISIERUNG 122
4.1.4 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN MEMBRANBELEBUNGSANLAGEN
MIT GETRENNTER ANAEROBER SCHLAMMSTABILISIERUNG 128 4.1.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU DEN DARGESTELLTEN LEISTUNGEN
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE 132 4.2 BISHERIGE ERKENNTNISSE ZUR LEISTUNG
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTEN BEHANDLUNGSSTUFEN
BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE 135 4.2.1 ELIMINATION
ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTER MECHANISCHER
BEHANDLUNGSSTUFE 136 4.2.2 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN
KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTER BIOLOGISCHER BEHANDLUNGSSTUFE 138 4.2.3
ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTER
SCHLAMMBEHANDLUNGSSTUFE 142 4.3 BISHERIGE ERKENNTNISSE ZUR LEISTUNG
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN MIT NACHGESCHALTETEN
CHEMISCH-PHYSIKALISCHEN BEHANDLUNGSSTUFEN BEI DER ELIMINATION
ORGANISCHER SPURENSTOFFE 145 4.3.1 ZU BETRACHTENDE
ANLAGENKONFIGURATIONEN 145 4.3.2 MECHANISCH-BIOLOGISCHE
ABWASSERBEHANDLUNG MIT ZWISCHENFILTRATION UND NACHGESCHALTETER SORPTION
147 4.3.3 MECHANISCH-BIOLOGISCHE ABWASSERBEHANDLUNG MIT
ZWISCHENFILTRATION UND NACHGESCHALTETER CHEMISCHER OXIDATION 148 4.3.4
MECHANISCH-BIOLOGISCHE ABWASSERBEHANDLUNG MIT ZWISCHENFILTRATION UND
NACHGESCHALTETER NANOFILTRATION ODER UMKEHROSMOSE 155 4.3.5
MECHANISCH-BIOLOGISCHE ABWASSERBEHANDLUNG MIT ZWISCHENFILTRATION UND
KOMBINATIONEN NACHGESCHALTETER BEHANDLUNGSSTUFEN 157 5
WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNGEN ZUR ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE DES KOMMUNALEN ABWASSERS 160 5.1 KOSTEN EINER
MECHANISCH-BIOLOGISCHEN ABWASSERBEHANDLUNG 161 5.1.1 ZU UNTERSUCHENDE
ANLAGENKONFIGURATIONEN 161 5.1.2 INVESTITIONSKOSTEN 162 5.1.3
KAPITALKOSTEN 165 5.1.4 BETRIEBSKOSTEN 167 5.1.5 JAHRESKOSTEN 169 5.2
KOSTEN DER MAONAHMEN ZUR VERBESSERUNG DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE IN MECHANISCH-BIOLOGISCHEN ABWASSERBEHANDLUNGSANLAGEN 171
5.2.1 KOSTEN DER SORBENTZUGABE IN BELEBUNGSBECKEN 171 5.3 KOSTEN DER
NACHSCHALTUNG WEITERER BEHANDLUNGSSTUFEN 173 5.3.1 KOSTEN DER
GAC-FILTRATION 173 5.3.2 KOSTEN DER OZONISIERUNG DES KLAERANLAGENABLAUFES
177 5.3.3 KOSTEN DER BEHANDLUNG EINES KLAERANLAGENABLAUFES MIT
NANOFILTRATION UND UMKEHROSMOSE 180 5.4 ERGEBNISSE DER
WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNGEN 185 6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 188
7 LITERATUR 194 8 ANHANG 206 8.1 UMWELTBELASTUNG MIT ORGANISCHEN
SPURENSTOFFEN 206 8.1.1 ORGANISCHE SPURENSTOFFE IN KLAERSCHLAMMEN UND IM
ABLAUF KOMMUNALER KLAERANLAGEN 206 H.1.2 ORGANISCHE SPURENSTOFFE IN
DEUTSCHEN OBERFLAECHENGEWAESSERN 215 8.2 CHEMISCH-PHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN DER MODELLSPURENSTOFFE 218 8.3 MESSWERTE ZU DEN
DURCHGEFUEHRTEN VERSUCHEN 221 8.31 VERHALTEN DER MODELLSPURENSTOFFE IN
DEN VERSUCHSANLAGEN 221 8.4 BILANZEN VON MODELLSPURENSTOFFFRACHTEN BEI
VERSCHIEDENEN KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 229 8.4.1 FRACHTEN VON
BISPHENOL A BEI VERSCHIEDENEN KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 229 8.4.2
FRACHTEN VON 1 7A-ETHINYLESTRADIOL BEI VERSCHIEDENEN
KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 235 8.4.3 FRACHTEN VON 178-ESTRADIOL BEI
VERSCHIEDENEN KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 241
|
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ISSN 0342-6068 GEWAESSERSCHUTZ * WASSER * ABWASSER 205 PAVEL IVASHECHKIN
ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE AUS KOMMUNALEM ABWASSER HERAUSGEBER
PROFESSOR DR.-ING. J. PINNEKAMP INSTITUT FUER SIEDLUNGSWASSERWIRTSCHAFT
DER RHEIN.-WESTF. TECHN. HOCHSCHULE AACHEN AACHEN 2006 VERTRIEB:
GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER SIEDLUNGSWASSERWIRTSCHAFT AN DER RWTH
AACHEN E.V., 52056 AACHEN ISBN 3-938996-11-0 ISBN 978-3-938996-11-9 ULB
DARMSTADT ILLLLLLLLLLLLLLLL 16540870 INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XI TABELLENVERZEICHNIS XII FORMELZEICHEN UND
ABKUERZUNGEN XVII 1 EINLEITUNG 1 2 BISHERIGE ERKENNTNISSE UEBER ORGANISCHE
SPURENSTOFFE BEI DER KOMMUNALEN ABWASSERBEHANDLUNG 4 2.1 ALLGEMEINES ZU
ABWASSERRELEVANTEN SPURENSTOFFEN 4 2.2 AUSWIRKUNG KOMMUNALER
ABWASSERBEHANDLUNG AUF DIE ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE 8 2.2.1
ALLGEMEINE.* ZUR KOMMUNALEN ABWASSERBEHANDLUNG 8 2.2.2 PROZESSE ZUR
ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE 14 2.2.3 BISHERIGE ERKENNTNISSE
UEBER DAS VERHALTEN ORGANISCHER SPURENSTOFFE BEI VERSCHIEDENEN
KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 20 2.2.4 BISHERIGE ERKENNTNISSE UEBER DAS
VERHALTEN ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN EINZELNEN BEHANDLUNGSSTUFEN
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN 25 2.3 UMWELTBELASTUNGEN MIT
ORGANISCHEN SPURENSTOFFEN AUS DER KOMMUNALEN ABWASSERBEHANDLUNG 30 3
UNTERSUCHUNGEN ZU ORGANISCHEN SPURENSTOFFEN BEI DER ABWASSER- UND
SCHLAMMBEHANDLUNG 36 3.1 ZU UNTERSUCHENDE ANLAGENKONFIGURATIONEN 36 3.2
AUSWAHL VON MODELLSPURENSTOFFEN 36 3.2.1 BISPHENOL A (BPA) 37 3.2.2
NONYLPHENOL (NP) 40 3.2.3 NTI-ESTRADIOL (E2) 44 3.2.4
UA-ETHINYLESTRADIOL (EE2) 47 3.3 EIGENE UNTERSUCHUNGEN ZUM VERHALTEN VON
MODELLSPURENSTOFFEN BEI DER ABWASSERBEHANDLUNG 50 3.3.1 DIALYSESTUDIEN
ZUR SORPTION VON RADIOAKTIV MARKIERTEM BISPHENOL A AN EINEM
REFERENZSCHLAMM . 51 3.3.2 SCHUETTELVERSUCHE ZUR SORPTION VON
MODELLSPURENSTOFFEN AN REALEN SCHLAEMMEN 58 3.3.3 AEROBER ABBAU VON
MODELLSPURENSTOFFEN IN BATCHVERSUCHEN 66 3.3.4 AEROBER ABBAU VON
MODELLSPURENSTOFFEN IN KONVENTIONELLEN BELEBUNGSANLAGEN UND IN
MEMBRANBIOREAKTOREN 75 IX 3.4 EIGENE UNTERSUCHUNGEN ZUM VERHALTEN DER
MODELLSPURENSTOFFE BEI DER SCHLAMMBEHANDLUNG 97 3.4.1 ANAEROBER ABBAU
VON MODELLSPURENSTOFFEN IN BATCHVERSUCHEN 97 3.4.2 UNTERSUCHUNGEN ZUM
SORPTIONSVERHALTEN DER MODELLSPURENSTOFFE BEI DER SCHLAMMKONDITIONIERUNG
UND SCHLAMMENTWAESSERUNG 100 4 KONVENTIONELLE UND WEITERGEHENDE
LEISTUNGEN KOMMUNALER KLAERANLAGEN BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE 108 4.1 EIGENE UNTERSUCHUNGEN ZUR LEISTUNG
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE 108 4.1.1 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN
KONVENTIONELLEN BELEBUNGSANLAGEN MIT SIMULTANER AEROBER
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MEMBRANBELEBUNGSANLAGEN MIT SIMULTANER AEROBER SCHLAMMSTABILISIERUNG HS
4.1.3 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN KONVENTIONELLEN
BELEBUNGSANLAGEN MIT GETRENNTER ANAEROBER SCHLAMMSTABILISIERUNG 122
4.1.4 ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN MEMBRANBELEBUNGSANLAGEN
MIT GETRENNTER ANAEROBER SCHLAMMSTABILISIERUNG 128 4.1.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN ZU DEN DARGESTELLTEN LEISTUNGEN
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE 132 4.2 BISHERIGE ERKENNTNISSE ZUR LEISTUNG
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTEN BEHANDLUNGSSTUFEN
BEI DER ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE 135 4.2.1 ELIMINATION
ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTER MECHANISCHER
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KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTER BIOLOGISCHER BEHANDLUNGSSTUFE 138 4.2.3
ELIMINATION ORGANISCHER SPURENSTOFFE IN KLAERANLAGEN MIT MODIFIZIERTER
SCHLAMMBEHANDLUNGSSTUFE 142 4.3 BISHERIGE ERKENNTNISSE ZUR LEISTUNG
MECHANISCH-BIOLOGISCHER KLAERANLAGEN MIT NACHGESCHALTETEN
CHEMISCH-PHYSIKALISCHEN BEHANDLUNGSSTUFEN BEI DER ELIMINATION
ORGANISCHER SPURENSTOFFE 145 4.3.1 ZU BETRACHTENDE
ANLAGENKONFIGURATIONEN 145 4.3.2 MECHANISCH-BIOLOGISCHE
ABWASSERBEHANDLUNG MIT ZWISCHENFILTRATION UND NACHGESCHALTETER SORPTION
147 4.3.3 MECHANISCH-BIOLOGISCHE ABWASSERBEHANDLUNG MIT
ZWISCHENFILTRATION UND NACHGESCHALTETER CHEMISCHER OXIDATION 148 4.3.4
MECHANISCH-BIOLOGISCHE ABWASSERBEHANDLUNG MIT ZWISCHENFILTRATION UND
NACHGESCHALTETER NANOFILTRATION ODER UMKEHROSMOSE 155 4.3.5
MECHANISCH-BIOLOGISCHE ABWASSERBEHANDLUNG MIT ZWISCHENFILTRATION UND
KOMBINATIONEN NACHGESCHALTETER BEHANDLUNGSSTUFEN 157 5
WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNGEN ZUR ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE DES KOMMUNALEN ABWASSERS 160 5.1 KOSTEN EINER
MECHANISCH-BIOLOGISCHEN ABWASSERBEHANDLUNG 161 5.1.1 ZU UNTERSUCHENDE
ANLAGENKONFIGURATIONEN 161 5.1.2 INVESTITIONSKOSTEN 162 5.1.3
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KOSTEN DER MAONAHMEN ZUR VERBESSERUNG DER ELIMINATION ORGANISCHER
SPURENSTOFFE IN MECHANISCH-BIOLOGISCHEN ABWASSERBEHANDLUNGSANLAGEN 171
5.2.1 KOSTEN DER SORBENTZUGABE IN BELEBUNGSBECKEN 171 5.3 KOSTEN DER
NACHSCHALTUNG WEITERER BEHANDLUNGSSTUFEN 173 5.3.1 KOSTEN DER
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177 5.3.3 KOSTEN DER BEHANDLUNG EINES KLAERANLAGENABLAUFES MIT
NANOFILTRATION UND UMKEHROSMOSE 180 5.4 ERGEBNISSE DER
WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNGEN 185 6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 188
7 LITERATUR 194 8 ANHANG 206 8.1 UMWELTBELASTUNG MIT ORGANISCHEN
SPURENSTOFFEN 206 8.1.1 ORGANISCHE SPURENSTOFFE IN KLAERSCHLAMMEN UND IM
ABLAUF KOMMUNALER KLAERANLAGEN 206 H.1.2 ORGANISCHE SPURENSTOFFE IN
DEUTSCHEN OBERFLAECHENGEWAESSERN 215 8.2 CHEMISCH-PHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN DER MODELLSPURENSTOFFE 218 8.3 MESSWERTE ZU DEN
DURCHGEFUEHRTEN VERSUCHEN 221 8.31 VERHALTEN DER MODELLSPURENSTOFFE IN
DEN VERSUCHSANLAGEN 221 8.4 BILANZEN VON MODELLSPURENSTOFFFRACHTEN BEI
VERSCHIEDENEN KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 229 8.4.1 FRACHTEN VON
BISPHENOL A BEI VERSCHIEDENEN KLAERANLAGENKONFIGURATIONEN 229 8.4.2
FRACHTEN VON 1' 7A-ETHINYLESTRADIOL BEI VERSCHIEDENEN
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