Dr. Ruben-Laurids Lange Emschergenossenschaft. Weitergehende Elimination von Pharmazeutika mit kombinierten Membranprozessen

Transkript

1 Dr. Ruben-Laurids Lange Emschergenossenschaft Weitergehende Elimination von Pharmazeutika mit kombinierten Membranprozessen

2 Unser Verbandsgebiet Einzugsgebiete der Flüsse Emscher and Lippe Wasserlauf Entwässerungspumpwerk Kläranlage Coesfeld VERBANDSGEBIET Dülmen Borken Dorsten Haltern Lüdinghausen Drensteinfurt Ahlen Wesel Marl Datteln Werne Hamm Lippborg Gelsenkirchen Dinslaken Oberhausen Bottrop Recklinghausen Herten Bergkamen Castrop -Rauxel Waltrop Lünen Dortmund Kamen Unna Bönen Werl Soest Duisburg Essen Bochum Witten Holzwickede GENOSSENSCHAFTSGEBIET 2

3 Spurenstoffe: Dauerbrenner in den Medien

4 Verfahren für die gezielte Elimination von Spurenstoffen auf Kläranlagen Membranfiltration Oxidation Adsorption an Aktivkohle Mikrofiltration Ozonierung (O 3 ) Pulverkohleverfahren Ultrafiltration UV-Bestrahlung (UV) Bettfiltration Nanofiltration Umkehrosmose Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) Kombinationen 4

5 Anlagen zur weitergehenden Abwasserreinigung bei EGLV PAK MBR KA Dülmen O 3 KA Hünxe MBR PAK O 3 KA Bad Sassendorf PAK GAK NF/UO O 3 KA Marienhospital Technikum Dinslaken 5

6 Dezentrale Kläranlage Marienhospital Gelsenkirchen 6

7 Dezentrale Kläranlage Marienhospital Gelsenkirchen Membranbioreaktor (MBR) Maschinenraum Abluft- Behandlung Sandfiltrati on (SF) Betriebsweisen: 1. MBR 100% O 3 100% PAK 2. MBR 100% PAK 100% O 3 3. MBR 50% O 3 und 50% PAK 4. MBR 100% O 3 (mit Rezirkulation) Rechenraum 5. MBR 50% O 3 und 50% PAK (mit Rezirkulation) 6. MBR 100% O 3 7. MBR 100% PAK 8. MBR 9. MBR 100% O 3 SF 10. PAK-Dosierung in MBR Chemikalienlager Pulveraktivkohlestufe (PAC) Ozonierungstufe (O3) 7

8 Membranmodul BC 400 BIO-CEL Membranmodule von Microdyn Nadir Porenweite 0,04 µm Polyester mit Beschichtung aus Polyethersulfon pro Modul 4 Kassetten mit jeweils 25 Membrantaschen Untergestell mit Belüftersystem Fläche pro Membrantasche 4 m² Abstand zwischen den Membrantaschen 8 mm 8

9 Elimination ausgewählter Pharmazeutika Signifikante Reduzierung der Arzneimittelfracht in der Biologischen Stufe Fracht [g/d] Reduktion 91 % Diclofenac Sulfamethoxazol Metoprolol Carbamazepin Ibuprofen Zulauf MBR Ablauf MBR MBR + 5mgO3/L MBR + 20 mgpak/l + SF n = 8 9

10 Elimination ausgewählter Pharmazeutika Kein Unterschied zwischen konventioneller Belebung und MBR Elimination in MBR 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Atenolol Indometazin Sulfamethoxazol Metoprolol Ibuprofen Bezafibrat Iopromid Bisphenol A Naproxen Tonalide (AHTN) Galaxolide Moschus-Keton 10% 0% Diclofenac Elimination in konventioneller Belebung n = 4 10

11 Elimination ausgewählter Pharmazeutika Deutliche Elimination durch Aktivkohle oder Ozon 100% 90% n = 14 n = 11 n = 4 n = 7 80% Eliminationsrate 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% MBR MBR => PAK PAK in MBR MBR => O3 Betriebsweise Ibuprofen Carbamazepin Metoprolol Sulfamethoxazol Diclofenac 11

12 Reduktion antibiotikaresistenter Bakterien 1,E+05 1,E+04 KBE/100ml 1,E+03 1,E+02 1,E+01 1,E+00 E.coli int.enterokokken Ablauf konventionelle Belebung Ablauf MBR 12

13 Aktuelle Untersuchungen bei EGLV Kombination von PAK und UF MBR auf dem Technikum Dinslaken (mit GE Water & Process Technologies) Rechen Sandfang MBR PAK Nachgeschaltete UF auf der KA Hünxe (mit Microdyn Nadir) Rechen Sandfang Belebung Nachklärung UF PAK 13

14 Fazit Trotz höherer Schlammalter bei Membranbioreaktoren kein signifikanter Einfluss auf Mikroschadstoffe Membrantechnik zum Rückhalt von Arzneimitteln und anderen organischen Spurenstoffen auf Kläranlagen nur in Kombination mit anderen Verfahren (GAK, PAK, ) Membranbioreaktoren ermöglichen kompakte Bauweise dezentraler Anlagen (bspw. an Krankenhäusern) Positiver Effekt auf den Rückhalt von Keimen Danksagung: PILLS wurde vom EU INTERREG IV B-Programm co-finanziert. NoPILLS / DSADS wird vom Umweltministerium NRW gefördert und vom EU INTERREG IV B-Programm co-finanziert. Der Bau der Anlage in Hünxe wurde vom Umweltministerium NRW gefördert. 14