Biologisch abbaubare Antiscalants
Nanofiltrations- und Niederdruckumkehrosmoseanlagen (NF/LPRO) werden im wachsenden Umfang in der öffentlichen Wasserversorgung eingesetzt. Anfang 2010 produzierten in der öffentlichen Wasserversorgung wenigstens 36 Anlagen ca. 23 Mio. m³/a Trinkwasser. Überwiegend werden diese Anlagen zur zentralen Enthärtung betrieben. Die bisher vorliegenden Betriebserfahrungen sind prinzipiell als positiv zu bewerten, so dass auch in Zukunft von einem Anstieg der Anlageninstallationen ausgegangen wird.
Bei einer gesamtheitlichen Betrachtung weist die Einführung einer zentralen Enthärtung auch aus ökologischer Sicht Vorteile auf. Beispielsweise wird die rohrleitungsbedingte Kupfer-Emission oder der Eintrag von Neutralsalzen in die Umwelt über dezentrale Enthärtungsanlagen vermindert. Neuere Entwicklungen bieten Raum, die Nachhaltigkeit der NF/LPRO-Technik weiter zu verbessern. Zentraler Ansatzpunkt ist dabei, die Konzentratmenge zu vermindern bzw. dessen Beschaffenheit zu verbessern. Üblicherweise wird das Konzentrat über Vorfluter abgeschlagen. Im Konzentrat befinden sich die aufkonzentrierten Ionen aus dem Rohwasser sowie der in den Zulauf dosierte Scaleinhibitor. Bei letzterem kommen effiziente, jedoch biologisch schlecht abbaubare Verbindungen, wie beispielsweise Phosphonsäuren oder Polyacrylsäure zum Einsatz. Die Dosierung von Inhibitoren in das Rohwasser ist meist erforderlich, um das Ausfallen schwer löslicher Verbindungen auf der Membran zu verhindern. Sofern es gelingt, die biologisch schlecht abbaubaren Scaleinhibitoren durch biologisch gut abbaubare Produkte zu ersetzen, wäre dies aus ökologischer Sicht vorteilhaft zu bewerten. Eine Verbesserung der Konzentratbeschaffenheit wird auch dadurch erreicht, dass Wasserinhaltsstoffe (z.B. Phosphorverbindungen) mittels Aufbereitung (z.B. Fällung oder Biofiltration) entfernt oder ggf. zurück gewonnen werden. Die Rückgewinnung von verschiedenen in der Mikroelektronik benötigten Metallen aus Konzentraten von Meerwasserentsalzungsanlagen befindet sich ebenfalls im Untersuchungsstadium.
Die Zielstellung eines Forschungsvorhabens unter Förderung der DBU (AZ 26375-23) und des DVGW (DVGW W4/02/07) besteht darin, praxisnahe Möglichkeiten für eine umweltverträgliche und nachhaltige NF/LPRO-Technik insbesondere in Hinblick auf Beschaffenheit und Menge des Konzentrates bei der zentralen Enthärtung in der öffentlichen Trinkwasserversorgung aufzuzeigen. Hierzu wird u.a. eine kleintechnische Versuchsanlage in verschiedenen Wasserwerken betrieben.
Pilotversuche haben gezeigt, dass mit einem biologisch abbaubaren Scaleinhibitor Scaling beherrschbar ist, wobei allerdings höhere Wirkstoffdosen im Vergleich zu Phosphonsäuren erforderlich sind. Zudem kann beim Einsatz solcher Antiscalants ein verstärktes Biofouling auftreten.
Weitere Untersuchungen sind vorgesehen, um Vor- und Nachteile biologisch abbaubarer Antiscalants bei Einsatz in Anlagen der Trinkwasseraufbereitung gegeneinander abzuwägen. Die Aufbereitung von Konzentraten aus Anlagen der zentralen Enthärtung zur Entfernung von unerwünschten Nährstoffen erscheint derzeit hingegen als weniger Ziel führend.
