Abwasser

Anwendung für Abwässer aus Kläranlagen

In vielen Ländern gibt es Wasserqualitätsnormen für die Abwässer der Kläranlagen. In diesen Normen werden die verschiedenen Parameter wie pH-Wert, Leitfähigkeit und die organische Belastung (als CSB oder BSB), überwacht. Zusätzlich zu diesen Parametern ist die Wasserqualität für die Umwelt und die lebenden Organismen ohnehin wichtig. Alle Kläranlagen zielen darauf ab, verschiedene Schadstoffe zu entfernen, je nachdem, für welchen Prozess sie ausgelegt sind. Diese Aufgabe kann nur das Bio-Monitoring-Verfahren erfüllen. Beim Biomonitoring wird das Verhalten von lebenden Organismen wie Daphnien (Wasserflöhe), Algen oder Fischen genutzt, um die Giftstoffe im Wasser nachzuweisen. Daher sind Kläranlagen ein weiteres Einsatzgebiet des bbe Toximeters.

In dieser Fallstudie finden Sie Informationen über die Anwendung des DaphnienToximeter in der Kläranlage der Stadt Kiel.

Das bbe DaphnienToximeter ist für die Qualitätskontrolle der Abwasserbehandlung (Mischwasser aus Haushalten und Industrie) zugelassen. Es bietet eine ausgezeichnete Empfindlichkeit für eine breite Palette von für den Menschen schädlichen toxischen Substanzen.

Das bbe DaphnienToximeter ist ein Instrument zur kontinuierlichen und zuverlässigen Überwachung  von Kontaminationen in Wassersystemen und ist gleichzeitig einfach in der Bedienung.

Lebende Wasserflöhe (Daphnia magna) werden permanent einem Probenwasserstrom ausgesetzt und von einer Kamera im Inneren des Toximeters kontinuierlich überwacht.

Kommt es zu einer akuten Vergiftung (z. B. durch Pestizide oder Schwermetalle), ändert sich das Schwimmverhalten der Daphnien erheblich, und es wird ein Alarm ausgelöst. Online-Biomonitore sind zum einen empfindlicher als statische Tests und zum anderen liegen ihre Ergebnisse in Echtzeit vor.

Das bbe DaphnienToximeter wurde im Abwasserbereich der Kläranlage in Bülk (Norddeutschland) installiert.

Bülk, die zweitgrößte Kläranlage in Schleswig-Holstein, reinigt das Abwasser von etwa 310.000 Einwohnern und 65.000 Einwohnergleichwerten (Industrie und Gewerbe) in Kiel und seinen 21 Nachbargemeinden.

Die Kläranlage nimmt etwa 20 Millionen Kubikmeter Abwasser pro Jahr oder 50.000 bis 60.000 Kubikmeter pro Tag auf. Trotz intensiver Hygienemaßnahmen ist eine Verkeimung der Anlagen je nach Wetter- und Windverhältnissen unvermeidlich, da Bakterien sowohl für die biologische Reinigung als auch für die Schlammbehandlung unverzichtbar sind.

Der Toxizitätsindex (Summe der Toxizitätsindizes; Fenster oben links), die Anzahl der lebenden Organismen (unten links), die Durchschnittsgeschwindigkeit (oben rechts) und der Höhenklassenindex (unten rechts) sind hier für das entsprechende Datum dargestellt.

Toxizitätspunkte sind Indizes zur Erfassung von Abweichungen des typischen Schwimmverhaltens und der Daphniensterblichkeit im Wasser. Sie bilden somit ein Maß für die Wasserverschmutzung.

Die obere Abbildung zeigt die Daten einer Woche ohne toxische Verschmutzung im gereinigten Abwasser der Anlage. Die Anzahl der lebenden Organismen war stabil und das Schwimmverhalten der Daphnien zeigte nur die typischen Schwankungen.

Wie in der Abbildung unten zu sehen, sind die Toxizitätspunkte in der zweiten Woche plötzlich in die Höhe geschnellt und das Schwimmverhalten sowie die Sterblichkeit der Daphnien haben sich deutlich verändert. Bei Überschreitung von 10 Toxizitätspunkten wurde ein Alarm ausgelöst (rote Linie am Toxizitätsindex).

Als Ursache für den steigenden Toxizitätsindex des DaphnienToximeters wird der vermehrte Einsatz von Eisensulfat als Flockungsmittel für Phosphat vermutet (s. linkes Diagramm).

Der Toxizitätsindex korreliert ziemlich genau mit der eingesetzten Menge an Eisensulfat (s. rechtes Diagramm).

Untenstehendes Video zeigt den Einsatz des bbe Daphnien-oximeters und des bbe AlgenToximeters in einer Kläranlage in der Schweiz