Was ist tertiäre Abwasserbehandlung?

Tertiäre Abwasserbehandlung ist die letzte Stufe im Prozess der Abwasserbehandlung bevor es in die Umwelt gelangt oder für verschiedene Zwecke wiederverwendet wird. In dieser Phase werden alle verbleibenden Schadstoffe und Verunreinigungen entfernt, die während der primären und sekundären Behandlungsprozesse nicht entfernt wurden. Die Tertiärbehandlung ist wichtig, da sie dazu beiträgt, sicherzustellen, dass das in die Umwelt eingeleitete Abwasser eine höhere Qualität aufweist und weniger schädlich für die öffentliche Gesundheit und die Umwelt ist.

Die Tertiärbehandlung umfasst typischerweise den Einsatz fortschrittlicher Behandlungstechnologien wie Filtration, Desinfektion und Nährstoffentfernung . Diese Technologien können Entfernen Sie effektiv organische und anorganische Verunreinigungen, Krankheitserreger und Nährstoffe aus dem Abwasser und machen Sie es sicher für die Einleitung oder Wiederverwendung . Umweltvorschriften erfordern häufig eine Tertiärbehandlung, insbesondere in Gebieten, in denen die Einleitung von Abwasser erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt und die öffentliche Gesundheit haben kann.

Bei der Abwasserbehandlung werden Schadstoffe und Verunreinigungen aus Abwässern oder Abwässern entfernt, bevor diese in die Umwelt eingeleitet oder für verschiedene Zwecke wiederverwendet werden. Es gibt drei Hauptstufen der Abwasserbehandlung: Primärbehandlung, Sekundärbehandlung und Tertiärbehandlung.

Primäre Behandlung: Die erste Stufe der Abwasserbehandlung umfasst physikalische Prozesse, die große Feststoffe und Ablagerungen aus dem Abwasser entfernen. Dazu gehören Siebung und Sedimentation, bei der das Abwasser durch Siebe und Absetzbecken geleitet wird, um suspendierte Feststoffe und andere große Materialien zu entfernen.

Sekundärbehandlung: Die zweite Stufe der Abwasserbehandlung umfasst biologische Prozesse, die gelöste und suspendierte organische Stoffe abbauen und aus dem Abwasser entfernen. Dies wird durch den Einsatz von Mikroorganismen erreicht, die organische Stoffe im Abwasser verbrauchen und abbauen. Zu den gängigen Sekundärbehandlungsverfahren gehören Belebtschlammsysteme, Tropfkörper und rotierende biologische Kontaktoren.

Tertiäre Behandlung: Die letzte Stufe der Abwasserbehandlung, die Tertiärbehandlung, umfasst fortschrittliche Behandlungstechnologien, die alle verbleibenden Schadstoffe und Verunreinigungen, die bei der Primär- und Sekundärbehandlung nicht entfernt wurden, weiter entfernen. Die Tertiärbehandlung umfasst typischerweise den Einsatz von Filtrations-, Desinfektions- und Nährstoffentfernungsprozessen, um qualitativ hochwertiges gereinigtes Abwasser zu erzeugen, das sicher in die Umwelt eingeleitet oder für verschiedene Zwecke wiederverwendet werden kann.

Tertiäre Behandlungsmethoden

Es gibt verschiedene Methoden der tertiären Abwasserbehandlung, mit denen Schadstoffe und Schadstoffe weiter aus dem Abwasser entfernt werden können. Zu diesen Methoden gehören:

Filtration: Bei der Filtration wird Abwasser durch ein poröses Material geleitet, das suspendierte Feststoffe, kolloidale Partikel und andere Verunreinigungen entfernt. Zu den gebräuchlichsten Filterarten, die in der Tertiärbehandlung eingesetzt werden, gehören:

• Sandfiltration: Dabei wird Abwasser durch ein Sandbett geleitet, um Partikel und Verunreinigungen zu entfernen.
• Aktivkohlefiltration: Dabei wird Abwasser durch ein Aktivkohlebett geleitet, das organische Verbindungen, Gerüche und Farben aus dem Wasser entfernen kann.
• Mikrofiltration und Ultrafiltration: Dabei wird Abwasser durch Membranen mit kleinen Poren geleitet, um suspendierte Feststoffe, Krankheitserreger und andere Verunreinigungen zu entfernen.
• Umkehrosmose: Dabei wird Abwasser unter Druck durch eine semipermeable Membran geleitet, wodurch gelöste Verunreinigungen wie Salze, Mineralien und einige organische Verbindungen entfernt werden.

Desinfektion: Bei der Desinfektion werden chemische oder physikalische Verfahren eingesetzt, um Krankheitserreger wie Bakterien, Viren und Protozoen abzutöten oder zu inaktivieren. Zu den gängigen Desinfektionsmethoden in der Tertiärbehandlung gehören:

• Chlorierung: Dabei wird dem Abwasser Chlor zugesetzt, um Krankheitserreger abzutöten.
• UV-Desinfektion: Dabei wird Abwasser ultraviolettem Licht ausgesetzt, das Krankheitserreger abtöten oder inaktivieren kann.
• Ozonierung: Dabei wird dem Abwasser Ozongas zugesetzt, das oxidieren und Verunreinigungen entfernen sowie Krankheitserreger abtöten kann.

Nährstoffentfernung: Bei der Nährstoffentfernung werden überschüssige Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor aus dem Abwasser entfernt. Dies kann durch biologische oder chemische Prozesse erreicht werden. Einige gängige Methoden zur Nährstoffentfernung, die in der Tertiärbehandlung eingesetzt werden, sind:

• Biologische Nährstoffentfernung: Dabei werden Mikroorganismen eingesetzt, um überschüssige Nährstoffe aus dem Abwasser zu entfernen.
• Chemische Nährstoffentfernung: Dabei werden dem Abwasser Chemikalien wie Alaun oder Eisenchlorid zugesetzt, um überschüssige Nährstoffe zu entfernen.

Membrantechnologie: Bei der Membrantechnologie werden Membranen eingesetzt, um Verunreinigungen und Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen. Dazu gehören Prozesse wie:

• Membranbioreaktoren (MBRs): wo MBR-Membranen werden in Verbindung mit biologischen Aufbereitungsverfahren zur Entfernung von Verunreinigungen eingesetzt.
• Umkehrosmose (RO): Dabei wird Abwasser durch eine semipermeable Membran geleitet, um Verunreinigungen und Schadstoffe zu entfernen.
• Nanofiltration (NF): Dabei werden Membranen mit kleinen Poren verwendet, um Verunreinigungen und Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen.

Fortgeschrittene Oxidationsprozesse (AOPs) : Bei AOPs werden chemische Reaktionen eingesetzt, um Verunreinigungen und Schadstoffe im Abwasser zu oxidieren und abzubauen. Zu den häufigsten AOPs, die in der Tertiärbehandlung eingesetzt werden, gehören:

• Ozonbasierte Prozesse: Dabei wird Ozongas verwendet, um Verunreinigungen im Abwasser zu oxidieren und abzubauen.
• Auf Wasserstoffperoxid basierende Prozesse: Dabei wird Wasserstoffperoxid zur Erzeugung von Hydroxylradikalen verwendet, die Verunreinigungen oxidieren und abbauen können.
• Photokatalyse: Dabei wird ein Photokatalysator verwendet, um reaktive Spezies zu erzeugen, die Verunreinigungen im Abwasser oxidieren und abbauen können.

Tertiäre Behandlungsanwendungen

Die Tertiärbehandlung ist ein wichtiger Schritt im Abwasserbehandlungsprozess, da dadurch qualitativ hochwertiges gereinigtes Abwasser erzeugt werden kann, das sicher in die Umwelt eingeleitet oder für verschiedene Zwecke wiederverwendet werden kann. Zu den häufigsten Anwendungen von tertiär behandeltem Abwasser gehören:

• Bewässerung: Tertiär behandeltes Abwasser kann zur Bewässerung von landwirtschaftlichen Nutzflächen, Golfplätzen und Parks verwendet werden. Die Entfernung von Nährstoffen ist ein wichtiger Aspekt bei der Verwendung tertiär behandelten Abwassers zur Bewässerung, da überschüssige Nährstoffe Umweltprobleme wie Algenblüten und Eutrophierung verursachen können.
• Industrielle Nutzung: Tertiär behandeltes Abwasser kann in industriellen Prozessen verwendet werden, die kein Trinkwasser benötigen, wie z. B. Kühltürme, Kesselspeisung und Herstellungsprozesse.
• Umwelteintrag: Tertiär behandeltes Abwasser kann in die Umwelt, beispielsweise Flüsse oder Seen, eingeleitet werden, ohne die öffentliche Gesundheit oder die Umwelt zu schädigen. Bei der Einleitung tertiär behandelten Abwassers in die Umwelt sind die Entfernung von Nährstoffen und die Desinfektion wichtige Aspekte, da überschüssige Nährstoffe und Krankheitserreger Umweltprobleme verursachen können.
• Grundwasserneubildung: Tertiär behandeltes Abwasser kann zur Grundwasseranreicherung verwendet werden, indem es in Grundwasserleiter eingeleitet wird, um die Grundwasservorräte wieder aufzufüllen. Membrantechnologie und Desinfektion sind wichtige Überlegungen bei der Nutzung von tertiär behandeltem Abwasser zur Grundwasseranreicherung, da sie sicherstellen können, dass das gereinigte Abwasser strengen Qualitätsstandards entspricht.
• Wiederverwendung von Trinkwasser: Tertiär behandeltes Abwasser kann weiter aufbereitet werden, um Trinkwasser zu erzeugen, das für die Trinkwasserversorgung verwendet werden kann. Bei diesem als indirekte Trinkwasserwiederverwendung bekannten Prozess wird tertiär behandeltes Abwasser als Wasserquelle für einen fortschrittlichen Wasseraufbereitungsprozess verwendet, der Umkehrosmose, fortgeschrittene Oxidation und Desinfektion umfasst. Die Wiederverwendung von Trinkwasser wird zu einer immer wichtigeren Strategie für die Wasserbewirtschaftung in Gebieten mit Wasserknappheit.

Herausforderungen und zukünftige Richtungen

Während die Tertiärbehandlung qualitativ hochwertiges gereinigtes Abwasser für verschiedene Anwendungen liefern kann, gibt es noch einige Herausforderungen und Bereiche für zukünftige Verbesserungen. Zu diesen Herausforderungen und zukünftigen Richtungen gehören:

• Energieverbrauch: Viele tertiäre Behandlungsmethoden erfordern erhebliche Mengen an Energie, wie beispielsweise die Umkehrosmose, die energieintensiv sein kann. Um deren Nachhaltigkeit zu erhöhen, wird es wichtig sein, Möglichkeiten zur Reduzierung des Energieverbrauchs in Drittbehandlungsprozessen zu finden.
• Kosten: Eine Tertiärbehandlung kann teuer sein, und die Kosten können ein Hindernis für eine flächendeckende Einführung darstellen. Es wird wichtig sein, Wege zu finden, um die Kosten der Tertiärbehandlung zu senken und gleichzeitig deren Wirksamkeit beizubehalten, um deren Einsatz zu steigern.
• Öffentliche Wahrnehmung: Die Verwendung von aufbereitetem Abwasser kann mit einem Stigma verbunden sein, selbst wenn es einer Drittbehandlung unterzogen wurde. Die Aufklärung der Öffentlichkeit über die Sicherheit und Vorteile tertiär behandelten Abwassers wird wichtig sein, um dessen Akzeptanz und Nutzung zu erhöhen.
• Neu auftretende Schadstoffe: Es bestehen Bedenken hinsichtlich neu auftretender Schadstoffe wie Arzneimittel, Körperpflegeprodukte und Mikroplastik, die durch herkömmliche tertiäre Behandlungsmethoden möglicherweise nicht wirksam entfernt werden. Die Entwicklung und Umsetzung neuer Behandlungsmethoden, mit denen diese Schadstoffe wirksam entfernt werden können, wird für den Schutz der öffentlichen Gesundheit und der Umwelt wichtig sein.
• Klimawandel: Der Klimawandel kann die Verfügbarkeit und Qualität von Wasserressourcen beeinträchtigen, was sich auf die Wirksamkeit tertiärer Aufbereitungsprozesse auswirken kann. Die Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels und die Entwicklung widerstandsfähigerer Wassermanagementstrategien werden wichtig sein, um die anhaltende Wirksamkeit der Tertiärbehandlung sicherzustellen.