Retentionsbodenfilter, Sandfilter und technische Feuchtgebiete wurden auf ihre Leistungsfähigkeit untersucht, organische Spurenstoffe und Krankheitserreger zu eliminieren. Es wurde ein tieferes Verständnis der Zusammenhänge zwischen vorherrschenden Randbedingungen und Abbauprozessen generiert, günstige Betriebsbedingungen abgeleitet und neue Indikatoren für die Prozesseffizienz vorgeschlagen.
Im Rahmen der deutsch-israelischen Wassertechnologiekooperation wurde das Optimierungspotential passiver Untergrundpassagesysteme (Sandfilter, Retentionsbodenfilter, technische Feuchtgebiete) zur Entfernung abwasserbürtiger Spurenstoffe und Pathogene basierend auf dem eingehenden Verständnis physikalisch-chemischer Randbedingungen und der mikrobiellen Gemeinschaft untersucht. Dazu wurden Zusammenhänge verschiedener Betriebsbedingungen, der Abbaueffizienz und der mikrobiellen Gemeinschaft beleuchtet. Zunächst wurden in einer Literaturstudie Betriebsparameter herausgearbeitet, die anschließend in Labor- und Feldstudien untersucht wurden. Außerdem ergab sich eine grundlegende Forschungslücke hinsichtlich der Identifizierung von Organismen und Genen, die am Abbau von Spurenstoffen beteiligt sind. Die Optimierung der Abbauleistung wird oft von standortspezifischen Gegebenheiten und den Aufbereitungszielen bestimmt. Deshalb können wenige Empfehlungen gegeben werden, die für alle drei betrachteten Systeme Gültigkeit besitzen. Für Sandfilter und insbesondere technische Feuchtgebiete können eine Verbesserung der Sauerstoffverfügbarkeit (z. B. intermittierende Beschickung), und für Retentionsbodenfilter und Schnellsandfilter eine Verlängerung der Aufenthaltszeit zu einer besseren Reinigungsleistung führen. Die Beimischung adsorptiver Medien wie Pflanzenkohle oder granulierte Aktivkohle in den Filterkörper können weitere sinnvolle Maßnahmen darstellen, um die adsorptive Entnahme von Spurenstoffen zu erhöhen.
Im Projekt OPTI konnte zudem gezeigt werden, dass Transformationsprodukte als chemische Indikatoren die biologische Aktivität eines Systems bestätigen können, wenn dies statistisch mit der Ausgangsverbindung nicht abgesichert werden kann. Zudem erlauben sie eine Unterscheidung zwischen biologischen Transformationsprozessen und Sorption sowie Rückschlüsse auf Transformationsreaktionen und folglich auf vorherrschende Umgebungsbedingungen.
Veröffentlichungen:
Freeling, F.; Scheurer, M.; Sandholzer, A.; Armbruster, D.; Nödler, K.; Schulz, M. et al. (2020): Under the radar - Exceptionally high environmental concentrations of the high production volume chemical sulfamic acid in the urban water cycle. Water research 175, 115706. DOI: 10.1016/j.watres.2020.115706.
Lesmeister, L.; Wolff, D.; Wick, A.; Scheurer, M.: Auswirkungen von Ozon und Aktivkohlefiltration auf die mikrobielle Gemeinschaft in Sandfiltern und den darin stattfindenden Spurenstoffabbau. Posterpräsentation beim Langenauer Wasserforum, Langenau, Deutschland (11.-12. November 2019)
Lesmeister, L.; Nödler, K.; Scheurer, M.: Entfernung des Antidiabetikums Sitagliptin in Sandfiltern und Retentionsbodenfiltern. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft (Fachgruppe der Gesellschaft Deutscher Chemiker), Papenburg, Deutschland, 558-563 (18.-20. Mai 2018)
Scheurer, M.; Nödler, K.; Freeling, F.; Janda, J.; Happel, O.; Riegel, M.; Müller, U.; Storck, F.R.; Fleig, M.; Lange, F.T.; Brunsch, A.; Brauch, H.-J.: Small, mobile, persistent: Trifluoroacetate in the water cycle - Overlooked sources, pathways, and consequences for drinking water supply. Water Research: 126, 460-471 (2017)
Castronovo, S.; Wick, A.; Scheurer, M.; Nödler, K.; Schulz, M.; Ternes, T.A.: Biodegradation of the artificial sweetener acesulfame in biological wastewater treatment and sandfilters. Water research 110, 342-353 (2017)
Ghattas, AK.; Fischer, F.; Wick, A.; Ternes, T.A.: Anaerobic biodegradation of (emerging) organic contaminants in the aquatic environment. Water research 116, 268-295 (2017)
