Forschungsvor­haben BAK

Entwicklung und technische Erprobung einer biologischen Aktiv-Kohlefiltration (BAK) zur Entfernung chlorierter organischer Verbindungen aus Grundwässern hochkontaminierter Standorte

Development and technical testing of a biological filtration methodology based on activated carbon for the removal of organic chlorinated compounds from contaminated groundwater

Projektbeschreibung:

Die Aufbereitung organisch belasteter Wässer ist eine weltweit anstehende Aufgabe. Sowohl zum Ressourcenschutz als auch zur Wassergewinnung besteht immer wieder das Erfordernis der Reinigung von kontaminierten Grund- und Oberflächenwasser. Im Bereich der Grundwassersanierung sind weltweit die zu behandelnden Hauptschadstoffe neben Mineralölkohlenwasserstoffen (MKW) die Chlorkohlenwasserstoffe (CKW). Der Optimierung von Grundwasserreinigungsmaßnahmen bei CKW-Schadensfällen kommt eine herausragende Bedeutung im Rahmen der Wasseraufbereitung zu. Hier stellen Aktivkohlefilter nach wie vor einen wesentlichen Bestandteil der Reinigungsanlagen insbesondere für mit organischen Schadstoffen kontaminiertes Grundwasser dar. Sie überzeugen durch Robustheit und Einfachheit und ermöglichen in der Regel eine sichere Einhaltung der zu erreichenden Reinigungsziele. Negativ sind der hohe Aktivkohleverbrauch und die kurzen Standzeiten. Bei klassischen zweistufigen Grundwasserreinigungsanlagen entfallen im Durchschnitt 50 % der Betriebskosten auf die Aktivkohle. Eine Standzeitverlängerung der Aktivkohle durch die gezielte Stimulation biologischer Abbauprozesse im Aktivkohlefilter beinhaltet ein gewaltiges Einsparpotential. Sowohl bei Anbietern von Wasserreinigungsanlagen als auch bei denen, die für die Aufbereitung der belasteten Wässer verantwortlich sind, besteht ein erhebliches Interesse an einer Effektivierung der durch Robustheit und Einfachheit überzeugenden Aktivkohletechnologie.

Das Vorhaben BAK diente der Entwicklung eines völlig neuen Ansatzes für den Einsatz von Aktivkohlefiltern als Reinigungsverfahren. Die grundsätzliche Machbarkeit eines solchen Ansatzes wurde im Labormaßstab (Projekte SAFIRA I und II) nachgewiesen. Grundprinzip des Verfahrens war es, dass die Aktivkohle die Schadstoffe nur temporär zurückhält, sie jedoch auf der Aktivkohle mikrobiell abgebaut werden. Der Aktivkohlefilter wird so ein Mittel zur aktiven Schadstoffbeseitigung. Die Vorarbeiten am IAK und TZW Karlsruhe hatten gezeigt, dass es durch gleichzeitige Adsorption und mikrobiologischem Abbau von Schadstoffen auf der Aktivkohle zu erheblichen Standzeitverlängerungen und somit zu einer deutlichen Reduzierung des Aktivkohleverbrauches kommen kann. Es bedurfte jedoch noch einer erheblichen Entwicklung, um diese Prozesse sicher und prognostizierbar und somit wirtschaftlich einsetzbar zu machen.

Zielstellung der Arbeiten des Projektes war der Nachweis der technischen Machbarkeit des BAK-Verfahrens und die Verlängerung der Standzeit von Aktivkohlefiltern. In Anlagen, in denen Wasser mit geringer Belastung gereinigt wird, sind weit höhere Standzeitverlängerungen erreichbar. Am Beispiel Bitterfeld sollte gezeigt werden, für welche Schadstoffe das Verfahren eingesetzt werden kann, dass es eine effektive Abreinigung gewährleistet und mit welcher Einsparung an Aktivkohle diese Methodik verbunden ist.