Das Belebtschlammverfahren ist eine gängige (biologische) Behandlungsmethode, bei der Mikroorganismen zum Abbau organischer Verbindungen im Abwasser eingesetzt werden. Die Fähigkeit, den Schadstoff abzubauen, ist jedoch unterschiedlich. Medikamente wie Sulfamethoxazol (Antibiotikum), Ibuprofen und Acetylsalicylsäure (ein Abbauprodukt von Aspirin) werden innerhalb von 2-5 Tagen bis zu 98 % abgebaut; Antiepileptika wie Gabapentin werden zumindest teilweise abgebaut. Roxithromycin (Antibiotikum) hingegen benötigt 5-10 Tage, um sich abzubauen, während Medikamente wie Carbamazepin (Antiepileptikum) und Diazepam (psychoaktive Droge) selbst nach 20 Tagen keinen nennenswerten Abbau gezeigt haben. Daher sind alternative Methoden erforderlich, um Spuren von toxischen Medikamenten im Abwasser zu zerstören.

Eine weitere praktikable Lösung für die Abwasserbehandlung ist ein fortschrittliches Membranverfahren zur Entfernung oder Aufkonzentrierung der Medikamente aus dem Abwasser. Zwei weit verbreitete Membrantechnologien sind die Nanofiltration und die Umkehrosmose. Auch hier hängt die Wirksamkeit von den Eigenschaften des betreffenden Abwassers ab. Mit einer Porengröße von 0,002 Mikrometern (2 nm) ist ein typischer Nanofilter in der Lage, die meisten organischen Stoffe, fast alle Viren, andere organische Moleküle und eine Reihe von Salzen zu entfernen, hat aber Defizite, wenn es darum geht, Schadstoffe mit einem geringeren Molekulargewicht zurückzuhalten. Dies kann durch die druckgesteuerte Membranfiltration, die so genannte Umkehrosmose (typische Filterporengröße von 0,1 nm), behoben werden. Ein Membranverfahren hat einen geringeren Platzbedarf, lässt sich schnell aufbauen, da standardisierte, gebrauchsfertige Systeme zur Verfügung stehen, und kann daher leichter in bestehenden Anlagen untergebracht werden. Allerdings sind sowohl die Ausrüstung als auch ihr energieintensiver Betrieb kostspielig, und bei dieser Behandlung handelt es sich nicht um ein Zerstörungsverfahren, sondern lediglich um eine Abtrennung und Konzentration des Schadstoffs. Zur anschließenden Beseitigung ist ein Zerstörungsprozess (thermische/chemische/aerobische Oxidation) erforderlich, und das Konzentrat muss abtransportiert oder eingedampft werden, um eine flüssigkeitsfreie Einleitung zu gewährleisten.

Ein fortschrittliches Oxidationsverfahren (Advanced Oxidation Process - AOP) ist eine Methode, die entweder den Schadstoff zerstört oder nicht biologisch abbaubare in biologisch abbaubare Stoffe umwandelt. AOP ist eine Antwort auf die meisten refraktären Arzneimittel, die sich der aeroben Oxidation, der chemischen Oxidation oder dem Membranverfahren entziehen.

Je nach Beschaffenheit der Arzneimittelrückstände im Abwasser gibt es verschiedene Behandlungsmöglichkeiten. Jede von ihnen bringt jedoch ihre eigenen Vor- und Nachteile mit sich: Sie sind nur für bestimmte Arten von Abfällen geeignet und müssen möglicherweise kombiniert werden, um eine Verunreinigung des Wassers wirksam zu verhindern. Oder sie sind teuer in der Umsetzung und im Betrieb - auch wenn ein Teil der Investitionen durch die Wiederverwendung des Wassers für unkritische Prozesse wieder hereingeholt werden kann. Vor allem bei der Modernisierung bestehender Anlagen müssen auch räumliche Beschränkungen berücksichtigt werden.

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Über Maheswaran Nair

Maheswaran Nair ist Chemieingenieur mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in der Wasser- und Abwasseraufbereitung in fortschrittlichen Technologieanlagen und im Life-Science-Industriesegment. Er war ein wichtiges Mitglied des technischen Teams für mehrere Projekte mit hochentwickelten Reinstwasser- und Abwassersystemen in Singapur, Malaysia, den Vereinigten Staaten und China.