Projektdetails

Fdoknr

BMLFUW100927

Projektbeginn

17.07.2013

Projektende

09.05.2016

Status

beendet

Projekttitel

Weitergehende Reinigung kommunaler Abwässer mit Ozon sowie Aktivkohle für die Entfernung organischer Spurenstoffe

Projekttitel Englisch

-

Fördersumme

126.376,00

Forschungsprogramm

- keines -

Genderrelevant

nein

Rolle	Lfnr	Name
Auftraggeber	1	Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (bis 07.01.2018)
Auftragnehmer	1	Technische Universität Wien

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Wissenschaftszweige
Umweltbiotechnologie

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Auf EU-Ebene werden von den einschlägigen Gremien derzeit Umweltqualitätsziele für Wasserkörper diskutiert, die erstmals auch pharmazeutische Wirkstoffe und menschliche Sexualhormone beinhalten. Da für diese Stoffe die kommunalen Kläranlagen die dominanten Emissionspfade in die aquatische Umwelt darstellen, und zahlreiche dieser Stoffe selbst durch die heute nach dem Stand der Technik betriebenen Kläranlagen nicht ausreichend entfernt werden, zeichnet sich international ein Trend zur Implementierung weitergehender Reinigungsstufen auf kommunalen Kläranlagen ab. Zur Entfernung dieser Substanzen aus kommunalen Abwässern werden heute zwei Verfahren international als geeignet angesehen und näher beforscht: • Weitergehende chemische Oxidation (Ozonung) • Adsorptive Verfahren (Aktivkohleadsorption) Das gegenständliche Projektansuchen thematisiert die Heranführung der weitergehenden Reinigungsschritte Ozonung und Aktivkohleanwendung zur Entfernung organischer Spurenstoffe auf kommunalen Kläranlagen an den Stand der Technik sowie die Erarbeitung von volks- und betriebswirtschaftlich relevanten Grundlagen für Variantenuntersuchungen zur Ermittlung von situationsabhängigen lokalen Lösungen sowie für die Betriebsführung. Das Projekt versteht sich als Beitrag zur fundierten Vorbereitung einer Diskussion zur Praxisumsetzung eines Themenbereichs, der zum heutigen Zeitpunkt noch nicht akut ist, von dem aufgrund der bereits ablaufenden internationalen Trends und Entwicklungen in 12-18 Jahren (2-3 NGP-Zyklen) jedoch eine direkte, vehemente und signifikante Auswirkung auf die Österreichische Wasserwirtschaft erwartet werden kann. Die weitere Schaffung eines breiten wissenschaftlichen, fachlichen und betrieblichen Wissens zum Thema weitergehende Entfernung von organischen Spurenstoffen durch das gegenständliche Projekt soll für diese Diskussion fundamentale österreichrelevante Grundlagen liefern. Das Ziel des Forschungsprojektes liegt in der Bearbeitung der folgenden Fragestellungen, die technisch in das Gesamtprojekt (BMLUW Abteilung VII/6 UFG-Förderung, Förderungsvertrag GZ B202770 KomOzAk) eingebettet sind: • Welche Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen (Ozon; GAC - granuläre Aktivkohle) sind für die spezifische Österreichische Situationen primär sinnvoll? • Wie können bestehende Anlagen konzeptionell mit einer Ozonung bzw. GAC erweitert werden? • Vertiefung der Kostengrundlagen für Ozonung und GAC Einsatz und Abschätzung von Investitions- sowie Betriebskosten auf Bundesebene unter Annahme (mit dem Auftraggeber abzustimmender) Umsetzungsszenarien • Eliminationsraten für Leitsubstanzen • Überwachungsmöglichkeiten der Verfahrensstufen zur weitergehenden Reinigung kommunaler Abwässer für Ozonung und GAC • Durchführung von Biotests („whole effluent assessment“) und chemischer Analytik (Leitsubstanzen für organische Spurenstoffe)

Auf EU-Ebene werden von den einschlägigen Gremien derzeit Umweltqualitätsziele für Wasserkörper diskutiert, die erstmals auch pharmazeutische Wirkstoffe und menschliche Sexualhormone beinhalten. Da für diese Stoffe die kommunalen Kläranlagen die dominanten Emissionspfade in die aquatische Umwelt darstellen, und zahlreiche dieser Stoffe selbst durch die heute nach dem Stand der Technik betriebenen Kläranlagen nicht ausreichend entfernt werden, zeichnet sich international ein Trend zur Implementierung weitergehender Reinigungsstufen auf kommunalen Kläranlagen ab. Zur Entfernung dieser Substanzen aus kommunalen Abwässern werden heute zwei Verfahren international als geeignet angesehen und näher beforscht: • Weitergehende chemische Oxidation (Ozonung) • Adsorptive Verfahren (Aktivkohleadsorption) Das gegenständliche Projektansuchen thematisiert die Heranführung der weitergehenden Reinigungsschritte Ozonung und Aktivkohleanwendung zur Entfernung organischer Spurenstoffe auf kommunalen Kläranlagen an den Stand der Technik sowie die Erarbeitung von volks- und betriebswirtschaftlich relevanten Grundlagen für Variantenuntersuchungen zur Ermittlung von situationsabhängigen lokalen Lösungen sowie für die Betriebsführung. Das Projekt versteht sich als Beitrag zur fundierten Vorbereitung einer Diskussion zur Praxisumsetzung eines Themenbereichs, der zum heutigen Zeitpunkt noch nicht akut ist, von dem aufgrund der bereits ablaufenden internationalen Trends und Entwicklungen in 12-18 Jahren (2-3 NGP-Zyklen) jedoch eine direkte, vehemente und signifikante Auswirkung auf die Österreichische Wasserwirtschaft erwartet werden kann. Die weitere Schaffung eines breiten wissenschaftlichen, fachlichen und betrieblichen Wissens zum Thema weitergehende Entfernung von organischen Spurenstoffen durch das gegenständliche Projekt soll für diese Diskussion fundamentale österreichrelevante Grundlagen liefern. Das Ziel des Forschungsprojektes liegt in der Bearbeitung der folgenden Fragestellungen, die technisch in das Gesamtprojekt (BMLUW Abteilung VII/6 UFG-Förderung, Förderungsvertrag GZ B202770 KomOzAk) eingebettet sind: • Welche Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen (Ozon; GAC - granuläre Aktivkohle) sind für die spezifische Österreichische Situationen primär sinnvoll? • Wie können bestehende Anlagen konzeptionell mit einer Ozonung bzw. GAC erweitert werden? • Vertiefung der Kostengrundlagen für Ozonung und GAC Einsatz und Abschätzung von Investitions- sowie Betriebskosten auf Bundesebene unter Annahme (mit dem Auftraggeber abzustimmender) Umsetzungsszenarien • Eliminationsraten für Leitsubstanzen • Überwachungsmöglichkeiten der Verfahrensstufen zur weitergehenden Reinigung kommunaler Abwässer für Ozonung und GAC • Durchführung von Biotests („whole effluent assessment“) und chemischer Analytik (Leitsubstanzen für organische Spurenstoffe)

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The present research project deals with the application of ozone and activated carbon as advanced treatment steps for the removal of organic trace contaminants from municipal wastewater treatment plant effluent. This incorporates the determination of operational and economic fundamentals for the development of site-specific, local solutions and for process operation. Moreover, it comprises the approach and advance, respectively, of the investigated technologies to the best available technology (BAT) for advanced wastewater treatment. The project represents a contribution to a sound preparation for discussions on the practical implementation of an issue that has not become acute yet, however, based on international trends and developments significant impacts on the Austrian water management can be expected in the future (12-18 years, i.e. 2-3 National Water Management Plan cycles). For the first time respective boards work on the development of environmental quality standards for pharmaceuticals and human sexual steroids (hormones) applied to water bodies on the European Union level. Since even municipal wastewater treatment plants operated according to the BAT, i.e. nitrogen removal, cannot sufficiently remove these substances they represent a dominant point source to the aquatic environment. As a consequence, there is an international trend to implement further treatment steps. Nowadays the following two technologies are considered appropriate for improving the removal efficiency for emerging compounds: • Chemical oxidation by ozone • Adsorption by activated carbon Based on the international experience of the applicant it can be stated that there is still a lack of knowledge regarding process engineering, operational and economic fundamentals for the implementation on WWTPs. These deficits shall be tackled in the present project by investigating both technologies. The objectives of the project comprise the following issues: • Development of operational experiences and concrete costs for an ozonation step and an activated carbon filter • Development of fundamentals for the comparison of the two tested technologies • Which processes and process combinations (ozone, GAC) are primarily applicable for the specific Austrian situation? • How can existing WWTPs be upgraded with an ozonation of GAC step? • Development and improvement of Austrian know-how for the scientific community, planning offices, technology suppliers and planning authorities as a basis for discussing the implementation • Determination of costs for ozone and GAC and estimation of capital and operating costs on the Austrian state level assuming various scenarios for the implementation which have to be accorded with the authorities • Elimination efficiency for guiding parameters • Control concepts for ozone and GAC • Application of bioassays (“whole effluent assessment”) and chemical analyses (for the guiding parameters)

The present research project deals with the application of ozone and activated carbon as advanced treatment steps for the removal of organic trace contaminants from municipal wastewater treatment plant effluent. This incorporates the determination of operational and economic fundamentals for the development of site-specific, local solutions and for process operation. Moreover, it comprises the approach and advance, respectively, of the investigated technologies to the best available technology (BAT) for advanced wastewater treatment. The project represents a contribution to a sound preparation for discussions on the practical implementation of an issue that has not become acute yet, however, based on international trends and developments significant impacts on the Austrian water management can be expected in the future (12-18 years, i.e. 2-3 National Water Management Plan cycles). For the first time respective boards work on the development of environmental quality standards for pharmaceuticals and human sexual steroids (hormones) applied to water bodies on the European Union level. Since even municipal wastewater treatment plants operated according to the BAT, i.e. nitrogen removal, cannot sufficiently remove these substances they represent a dominant point source to the aquatic environment. As a consequence, there is an international trend to implement further treatment steps. Nowadays the following two technologies are considered appropriate for improving the removal efficiency for emerging compounds: • Chemical oxidation by ozone • Adsorption by activated carbon Based on the international experience of the applicant it can be stated that there is still a lack of knowledge regarding process engineering, operational and economic fundamentals for the implementation on WWTPs. These deficits shall be tackled in the present project by investigating both technologies. The objectives of the project comprise the following issues: • Development of operational experiences and concrete costs for an ozonation step and an activated carbon filter • Development of fundamentals for the comparison of the two tested technologies • Which processes and process combinations (ozone, GAC) are primarily applicable for the specific Austrian situation? • How can existing WWTPs be upgraded with an ozonation of GAC step? • Development and improvement of Austrian know-how for the scientific community, planning offices, technology suppliers and planning authorities as a basis for discussing the implementation • Determination of costs for ozone and GAC and estimation of capital and operating costs on the Austrian state level assuming various scenarios for the implementation which have to be accorded with the authorities • Elimination efficiency for guiding parameters • Control concepts for ozone and GAC • Application of bioassays (“whole effluent assessment”) and chemical analyses (for the guiding parameters)

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Projektdetails

beteiligte Personen/Organisationen

zugeordnete Wissenschaftszweige

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Abstract englisch