Toxikologische Wasseruntersuchungen
Neben den üblichen Summenparametern, die in biologischen Behandlungsverfahren bestimmt werden, stellt die Messung der Toxizität einen weiteren Parameter in der Abwasseranalytik dar. Sie bestimmt die unerwünschten Wechselwirkungen und Einflüsse der zu behandelnden Stoffe und deren Abbauprodukte mit der eingesetzten Biologie. Diese Schadwirkungen können z.B. die Hemmung des Wachstums, des Metabolismus oder eine Verhaltensänderung hervorrufen. Einsatzgebiete dieser standardisierten bzw. genormten Tests sind die Umweltbewertung im Bereich Wasser, Böden und Altlasten, die Überwachung von industriellen und kommunalen Abwässern sowie die Gefährdungsabschätzung von Chemikalien in der Umwelt.
Für die Direkteinleitung von Abwässern in Gewässer können bereits nach Abwasserverordnung - AbwV §4 Analysen- und Messverfahren -, wirkungsbezogene Messverfahren gefordert werden. Dabei handelt es sich um die Überprüfung der Giftigkeit gegenüber Fischeiern, Daphnien, Algen und Leuchtbakterien. Eine Überprüfung der toxischen Eigenschaften mit einer Festlegung von Wirkparametern, geht zudem aus einer Studie des Umweltbundesamtes hervor, in welcher Vorschläge zur Gleichbehandlung von Indirekt- und Direkteinleitern beschrieben werden.
Neben den externen Anforderungen, können toxikologische Untersuchungen der zu behandelnden Abwässer einen präventiven Schutz der biologischen Behandlungsstufen darstellen. Durch frühzeitige Erkennung von toxischen Schadstoffflotten, kann daher durch zeitnahe prozesstechnische Maßnahmen (Speicherung, Verdünnung, usw.) eine stabilere und sicherere biologische Prozessführung gewährleistet werden.
ZUKUNFT
Durch eine Online-Toxizitäts-Analytik kann eine Gefährdungseinschätzung des zu behandelnden Abwassers vor der Kontamination einer biologischen Behandlungsstufe erfolgen. Kommerziell erhältliche Analysatoren lassen sich bereits in vorhandene Prozessleitsysteme einbinden. Eine wirkungsbezogene Regelung und Pufferung des Abwasserzulaufes für die biologischen Stufen könnte dabei realisiert werden. Zudem können durch vorzeitige Tests von zusammengeführten Abwässern (Deponiesickerwasser, Vergär- und Kompostierungsabwasser), die Auswirkungen auf Klärschlammkulturen getestet werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit einzelne Deponieabschnitte auf toxikologische Auswirkungen zu testen. Respirationstests für den Auswirkungsvergleich mit der eigenen Klärschlammkultur werden bereits in mehreren Kläranlagen von Chemieparks zum Schutz der eigenen Kultur eingesetzt (INEOS, BASF).
ZIEL
Ziel ist es, zum Schutz der biologischen Behandlungsstufen, eine automatisierte Online-Toxizitäts-Analytik zu integrieren. Eine Anbindung könnte dabei in ersten Schritten an der halbtechnischen Prozesswasseraufbereitungsanlage erfolgen. Eine Kopplung zur Großanlage wäre in weiteren Schritten denkbar. Eine automatisierte kontinuierliche Entnahme von repräsentativen Proben muss für diese Anwendung bereitgestellt werden.
Die Bestimmung der Toxizität im Einstrom der Prozesswasseraufbereitungsanlage eröffnet die Möglichkeit, frühzeitig auf wechselnde Zusammensetzungen von Sicker- und Prozesswasser zu reagieren.
Die Investition in wirkungsbezogene Analysesysteme bzw. in die Nutzbarmachung von Tox-Testsystemen bekommt durch das Erkennen von Prozessstörungen vor deren Entstehung eine zentrale Bedeutung für die Stabilität der Prozesswasseraufbereitungsanlage. Des Weiteren kann die Leistungsfähigkeit der Nitrifikanten über die Respirationsraten bestimmt werden. Durch den Einsatz von eigener Belebtschlammkultur werden notwendige Regelungen und Veränderungen an der Prozessführung spezifisch und frühzeitig erkannt.