Schmutz- und Schadstoffe im Abwasser

Sanitäre und industrielle Abwässer sind vielfältig. Ihre Zusammensetzung und ihr Verschmutzungsgrad sind immer von Fall zu Fall zu betrachten. Gemäß der industriellen und gesellschaftlichen Entwicklung ergeben sich darüber hinaus immer wieder neue Aufgaben, denen sich DAS auch im Rahmen von Forschungsprojekten widmet.

Abwasserschadstoffe und Grenzwerte

Die Definition von Schadstoffen und den entsprechenden Grenzwerten erfolgt in erster Linie über lokale Umweltbehörden sowie überregional und internationale politische Organisationen. Dabei lassen sich Schadstoffe auf viele verschiedene Wege voneinander unterscheiden. Chemisch-Physikalische Schadstoffe sind beispielsweise Schwermetalle (z. B. Chrom, Zink, Nickel),

organische Partikel (z. B. Haare, Lebensmittelreste, Papierfasern) oder auch Gase und Arzneimittel sowie Hormone. Zu den biologischen Schadstoffen gehören Bakterien, Viren, Protozoen und Parasiten. Im Rahmen der folgenden Übersicht beschäftigen wir uns mit den chemisch-physikalischen Schadstoffen gemäß ihrer Behandlungsmöglichkeiten.

Mechanisch abtrennbare Schadstoffe

Häufig beginnt die Behandlung von Abwässern mit der Entwässerung von Schlämmen und/oder durch eine Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten. Zu diesen Feststoffen gehören anorganische und organische Schwebstoffe, Sand und Stäube. Ganz besonders zählen dazu aber auch störende Fremdstoffe, welche je nach Entstehung des Abwassers spezifisch sind. 

Typische Beispiele für Fremd- und Schadstoffe in sanitären Abwässern sind Windeln, Haare und Hygienetücher. In der Industrie zählen beispielsweise Papieretiketten, Stroh bzw. Sägespäne  oder Produktionsrückstände wie Kartoffelschalen, Schälreste und Textilfasern zu den mechanisch abtrennbaren Schadstoffen.

Biologisch abbaubare Schadstoffe

Typische organische Schadstoffe entstehen vor allem in der Getränke- und  Lebensmittelindustrie bzw. in der Landwirtschaft. Die Abwassertechnik muss hier in der Regel gelösten Zucker, Eiweiße und Fette aber auch Reste tierischer Ausscheidungen behandeln.  

Etwas herausfordernder wird es für die Biologie, wenn organische Abwasserinhaltsstoffe wie Ammonium, Nitrat oder gelöste Kohlenstoffverbindungen  (z.B. Isopropanol) behandelt werden müssen. Auch wasserlösliche Stickstoff- und Schwefelverbindungen, Sulfate und Chloride, welche u.a. für Deponiesickerwasser typisch sind, können biologisch abgebaut werden.

In der Papierindustrie zählen neben Resten der Faserstoffe auch Substanzen wie De-Inking-Chemikalien, Bleichmittel, Prozesschemikalien und Additive zu typischen Schadstoffen. Schwer abbaubare Stoffe und Tenside müssen dabei auch in der Kosmetikindustrie beachtet werden.

Chemisch-physikalisch abbaubare Schadstoffe

Auch bei den chemisch-physikalisch abbaubaren Schadstoffen ist die Brandbreite an Anwendungsfällen groß.  Eine Aufgabe kann die Abtrennung von kleinen Partikeln oder Tröpfchen aus Flüssigkeiten mit Hilfe von Mikrobläschen zur Abscheidung von Ölen, Fetten und fein suspendierten Feststoffen aus Abwässern sein. Typisch ist dies in der Kosmetikindustrie, wo Tenside, Farbstoffe, Öle und Emulsionen zu den gängigen Schadstoffen zählen. Auch die Abtrennung von Feststoffen (Ultrafiltration, Mikrofiltration) oder von Ionen (Nanofiltration, Umkehrosmose) muss hier als wichtige Aufgabe der Abwasserreinigung erwähnt werden.

Weitere industriespezifische Aufgaben können sein

  • Fällung von Schwermetallen
  • Reduktion von Schwermetall-Ionen
  • Fluoridfällung
  • Sulfat- und Phosphatfällung
  • Hydroxidfällung
  • Oxidation von dreiwertigem Arsenit in fünfwertiges Arsenat mit anschließender Filtration oder Fällung
  • Anwendung dotierter Aktivkohle zur Entfernung von Arsen und Schwermetallen
  • Aktivkohle zur Entfernung von polaren organischen Substanzen (adsorbierbare organisch gebundene Halogene AOX u.a.) oder anthropogenen Spurenstoffe