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Abschlussbericht an das
zum Forschungsvorhaben
Untersuchungen zum Eintrag und zur Elimination
von gefhrlichen Stoffen in kommunalen Klranlagen
Phase 3 Gefrdert vom Ministerium
fr Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
Projektlaufzeit: Dezember 2006 - Januar 2008
Technische Universitt Dortmund
Fakultt Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl Umwelttechnik
Mrz 2008

Untersuchungen zum Eintrag und zur Elimination von gefhrlichen Stoffen in Klranlagen, Teil 3
Projekt-Nr.: IV-9-0421720030 Dateiname:Abschlussbericht - Stand - 080327.doc 2
Impressum
Inhaltliche Bearbeitung
Fakultt Bio- und Chemieingenieurwesen
Prof. Dr.-Ing. Hans Fahlenkamp
Dipl.-Ing. Tobias Nthe Dipl.-Ing. Norman Nowotny Dipl.-Ing. Martin Launer
Projektberatung
Landesamt fr Natur, Umwelt und Verbrau-cherschutz NRW
Fachbereich 76 Kommunales und industrielles Abwasser, IGS
Dr. Hans-Dieter Stock
Stadtentwsserungsbetrieb Dsseldorf
Chemisch Biologische Laboratorien
Dr. Bernd Pehl
Stadtentwsserungsbetriebe Kln, AR
Abwasserinstitut
Dr. Andrea Poppe
ITT WEDECO GmbH
Forschung & Entwicklung
Dr. Achim Ried
Unterauftragnehmer / Laboratorien
Deutsche Projekt Union GmbH, Kln
Dipl.-Ing. Axel A. Jacker
Dipl.-Ing. Evangelos Kemalides, Dipl.-Ing. Sandra Ante, Stefan Ingenhaag, Prof. Dr. Clemens von Sonntag, Leibniz-Institut fr Oberflchenmodifizierung (IOM), Leipzig
INFU, Institut fr Umweltforschung
Prof. Dr. Michael Spiteller
Dr. Sebastian Zhlke, Dr. Axel Ligon
Universitt Frankfurt am Main
Fachbereiches Biowissenschaften
Abteilung Aquatische kotoxikologie des Instituts fr kologie, Evolution und Diversitt
Prof. Dr. Jrg Oelmann
Zweckverband Landeswasserversorgung, Langenau
Betriebs- und Forschungslaboratorium
Dr. Walter H. Weber
Ruhrverband KdP, Essen
Instrumentelle Analytik
Dipl.-Chem. Hans-Dietrich Eschke
IWW Rheinisch-Westflisches Institut fr Wasserforschung gGmbH, Mlheim
Wasserqualitt, Anorganische Analytik
Dr. Ulrich Borchers
Universitt Duisburg-Essen
Fachbereich Chemie
Instrumentelle Analytik
Prof. Dr. Torsten C. Schmidt,
Dr. Myint Myint Sein

Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis ..................................................................................................7
Abbildungsverzeichnis ...........................................................................................12
Abkrzungsverzeichnis ..........................................................................................17
Symbolverzeichnis ..................................................................................................20
1 Einleitung ..................................................................................................23
1.1 Veranlassung........................................................................................................23
1.2 Thema und Ziel des Forschungsvorhabens......................................................24
1.3 Beteiligte Institutionen zur Durchfhrung der Phase III des Forschungs vorhabens .......................................................................................25
2 Derzeitiger Kenntnisstand .......................................................................27
2.1 Stand von Wissenschaft und Technik bzgl. Deponiesicker-, Trink- und Abwasser.......................................................................................................27
2.1.1 Eliminierung von umweltrelevante Spurenstoffen whrend der mechanschen Abwasserreinigung ................................................................................................27
2.1.2 Abbauverhalten von umweltrelevante Spurenstoffen whrend der biologischen Abwasserreinigung ................................................................................................28
2.1.3 Stand der Technik zur Uferfiltrataufbereitung im Rheintal zum Zweck der Trinkwassergewinnung ..........................................................................................32
2.1.4 Einsatz von Aktivkohle bei der Eliminierung von organischen Spurenstoffen .......34 2.1.5 Einsatz von oxidativen Verfahren bei der Eliminierung von organischen
Spurenstoffen ........................................................................................................35
2.2 Eigene O3- und AC-Laborversuche aus Phase II [FAH06]................................40
3 Projektablauf .............................................................................................46
3.1 HTK als Technologietrger .................................................................................46
3.2 Messprogramm ....................................................................................................50
3.3 Analytik .................................................................................................................54

3.3.1 Bestimmung von Bromat .......................................................................................54 3.3.2 Bestimmung der estrogenen Steroide ...................................................................55 3.3.3 Konjugierte Hormone.............................................................................................56 3.3.4 Bestimmung der Rntgenkontrastmittel.................................................................62 3.3.5 Bestimmung der perfluorierten Tenside.................................................................62 3.3.6 Bestimmung der Arzneimittelrckstnde ...............................................................63 3.3.7 Bestimmung der Industriechemikalien...................................................................64 3.3.8 Bestimmung der endokrinen Aktivitt ....................................................................65
4 Experimentelle Ergebnisse Ozon ............................................................68
4.1 Die Blasensule Apparative Aspekte und Betriebszustnde .......................68 4.1.1 Betriebszustnde ...................................................................................................69 4.1.2 Gasdispergierung ..................................................................................................71
4.2 Versuchdurchfhrung .........................................................................................72
4.3 Messergebnisse/Interpretation ...........................................................................77 4.3.1 Bromat ...................................................................................................................77 4.3.2 Summenparameter ................................................................................................80 4.3.3 Estrogene ..............................................................................................................81 4.3.4 Moschusduftstoffe..................................................................................................82 4.3.5 Organophosphate ..................................................................................................83 4.3.6 Pharmazeutika.......................................................................................................84 4.3.7 Phenolische Verbindungen....................................................................................89 4.3.8 Phthalate................................................................................................................91 4.3.9 Rntgenkontrastmittel............................................................................................92 4.3.10 DCPA, Triclosan ....................................................................................................93 4.3.11 Estrogene und androgene Aktivitt, Zytotoxizitt und Mutagenitt........................94
5 Experimentelle Ergebnisse PAC .............................................................97
5.1 Auslegungsmerkmale und apparative Umsetzung...........................................97
5.2 Elimination organischer Schadstoffe durch das Belebungsverfahren.........100 5.2.1 Pharmaka, Rntgenkontrastmittel und Estrogene ...............................................100 5.2.2 Phenole................................................................................................................103 5.2.3 Organophosphate ................................................................................................104 5.2.4 Phthalate..............................................................................................................105 5.2.5 Moschusduftstoffe................................................................................................106

5.2.6 Perfluorierte Tenside ..............................................

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