Reinigung von Industrieabwässern durch Ultraschall und biologischem Abbau

Transformation phenolischer Inhaltsstoffe durch Kombination von sonochemischer Behandlung und mikrobiologischer Abwasserbehandlung.

Versuchsaufbau zum Abbau von 3,4,5-Trimethylphenol am Pilotstandort. Bildnachweis: TZW-DVGW Technologiezentrum Wasser, Heico Schell

Ziel war die Entwicklung eines neuen Verfahrens zum Abbau toxischer, phenolhaltiger Industrieabwässer durch die Kombination von Ultraschall(US)-Behandlung und nachgeschaltetem Bioabbau. Für das Modellphenol 3,4,5-Trimethylphenol zeigte sich die Verfahrenskombination ausreichend leistungsfähig zur Elimination auch der nach US-Behandlung verbliebenen Toxizität.

Eine Erfassung der toxischen bzw. hemmenden Effekte durch Abwasserinhaltsstoffe und Transformationsprodukte erfolgte durch den Leuchtbakterienhemmtest und die Bestimmung des Abbauverhaltens von leicht verwertbarem Substrat (Acetat).

Im Labor wurden für den aeroben Bioabbau von Modellphenolen, Vinasse - einem phenolhaltigen Abwasser aus der Zucker- und Ethanolproduktion - und deren Transformationsprodukte Mikroorganismen kultiviert und erfolgreich in der biologischen Reinigungsstufe des kombinierten Verfahrens eingesetzt.

Der Abbau wurde im Batchsystem als auch im Durchfluss beobachtet. Die beste Elimination erfolgte für die schwer abbaubaren Modellphenole / Vinasse unabhängig von den Konzentrationen bei hochfrequentem Ultraschall (Megaschall, 500 kHz). Dabei zeigten die Transformationsprodukte aus der sonochemischen Behandlung keine nachhaltigen toxischen Effekte auf den Bioabbau, so dass eine Kombination der beiden Verfahren möglich ist und das up-scaling aus dem Labor in einem Pilot-versuch erfolgen konnte. In vergleichenden Versuchen konnte ein klarer Zusammenhang zwischen der Radikalbildung und dem Abbau des Modellphenols 3,4,5-Trimethylphenol gezeigt werden.

Auch im Pilotversuch mit 3,4,5-Trimethylphenol war die sonochemische Behandlung in der Verfahrenskombination ausreichend leistungsfähig, um den anschließenden Bioabbau zu ermöglichen. Die verbliebene toxische Wirkung wurde mikrobiell rasch eliminiert.

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