Was ist tertiäre Wasseraufbereitung?

Was ist tertiäre Wasseraufbereitung?

Die tertiäre Wasseraufbereitung ist die letzte Stufe der Abwasserbehandlung, in der Verunreinigungen entfernt werden, die durch die primäre und sekundäre Behandlung nicht beseitigt werden konnten. Sie verbessert die Wasserqualität, um die Einleitungsnormen für die Umwelt zu erfüllen oder das Wasser für die Wiederverwendung sicher zu machen.

In diesem Artikel werden Sie als Fachmann Anbieter von Wasseraufbereitungwerde ich alles über die tertiäre Wasseraufbereitung mitteilen.

So funktioniert die tertiäre Wasseraufbereitung

Die Drittbehandlung kommt nach der Erst- und Zweitbehandlung zum Einsatz. Die ersten beiden Phasen sind zwar für die Abwasserreinigung äußerst nützlich, hinterlassen aber dennoch einige Schadstoffe.

Tertiäre Behandlung bekämpft hartnäckige Verunreinigungen mit fortschrittlichen Technologien damit die Anlagen das Wasser sicher einleiten oder trinkbar machen können. Die manchmal als "Abwasserreinigung" bezeichnete Maßnahme ist die letzte Verteidigungslinie gegen gefährliche Krankheitserreger, Chemikalien und Partikel.

Die Methoden sind unterschiedlich, doch häufig handelt es sich um Hightech-Kombinationen aus:

• Sedimentation
• Filtrierung
• Membransysteme
• Adsorption
• Ionenaustausch
• Desinfektion

Die Drittbehandlung befasst sich also nicht nur mit dem, was die primäre und sekundäre Aufbereitung durchläuft, sondern auch mit dem, was diese Phasen zurücklassen. Mit der mehrstufigen Abwehr stellen die Einrichtungen sicher, dass bei der Wasserreinigung nichts unversucht bleibt.

Das Ergebnis ist ein Wasser, das sicher genug ist, um es zu trinken, für die Freizeitgestaltung, die Landwirtschaft und die Tierwelt. Die Drittbehandlung ermöglicht es Einrichtungen in ökologisch sensiblen Gebieten, zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Das verhindert Schäden am umliegenden Ökosystem.

Warum tertiäre Wasseraufbereitung wichtig ist

Die tertiäre Aufbereitung erscheint überflüssig, da die meisten Verunreinigungen bereits in den früheren Phasen entfernt wurden. Allerdings macht das Entfernen der letzten 1% den Unterschied aus:

Erfüllung gesetzlicher Standards

Die Erst- und Zweitbehandlung beseitigt etwa 85% der Schadstoffe. Die Tertiärbehandlung beseitigt den Rest, um die lokalen, staatlichen und bundesstaatlichen Anforderungen zu erfüllen. Ohne sie würden die Anlagen die Umweltvorschriften für die Einleitung oder Wiederverwendung von Abwässern nicht erfüllen.

Wasserwiederverwendung

Durch die Verwendung von recyceltem H2O wird die Entnahme von Wasser aus natürlichen Gewässern verringert. Abwasser wird jedoch erst dann wiederverwendbar, wenn durch die tertiäre Behandlung Gefahren wie Bakterien, Nährstoffe und giftige Chemikalien. Die Wiederverwendung in der Landwirtschaft und in der Industrie erfordert Abwässer von höchster Qualität.

Empfindliche Ökosysteme

Einrichtungen in der Nähe empfindlicher aquatischer Lebensräume müssen bei der Abwassereinleitung besondere Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. Die tertiäre Klärung verringert die Bedrohung von Arten und Ökosystemen im aufnehmenden Gewässer durch Restgifte.

Trinkwassererweiterung

Einige hochmoderne Anlagen können Abwasser bis zur Trinkwasserqualität aufbereiten. Nach einer strengen tertiären und fortgeschrittenen Behandlung wird das einst als unbrauchbar geltende H20 zu einer brauchbaren Trinkwasserquelle.

Wie Sie sehen, geht die Tertiärbehandlung einen Schritt weiter, um die Gesundheit von Mensch und Umwelt überall dort zu schützen, wo Anlagen Abwässer einleiten oder wiederverwenden.

Gängige Methoden der tertiären Wasseraufbereitung

Tertiärkonfigurationen variieren je nach Behandlungszielen und lokalen Bedürfnissen. Die meisten stützen sich jedoch auf mindestens eine oder eine Kombination der folgenden Methoden:

Filtrierung

Bei der Filtration werden physikalische Barrieren eingesetzt, um die nach der ersten Klärung vorhandenen Partikel abzufangen. Zu den üblichen Tertiärfiltern gehören Sand, Multimedia, Gewebe und Mikrosiebe:

• Sandfilter enthalten Schichten aus Sand und Kies, die beim Durchfließen des Wassers Partikel aufnehmen.
• Multimedia-Filter enthalten eine Mischung aus Anthrazit, Sand und Granat, um verschiedene Partikelgrößen zu erfassen.
• Scheibenfilter verwenden Reihen von Scheiben aus Polyestergewebe, um Wasser extrem fein zu filtern.
• Mikrosiebe verwenden Edelstahl- oder Kunststoffsiebe mit mikroskopisch kleinen Poren zum Auffangen von Partikeln.

Die Rückspülung reinigt Filter, wenn sie gesättigt sind. Bei diesem Verfahren wird der Wasserfluss umgekehrt, um angesammelte Feststoffe auszuspülen.

Membransysteme

Membransysteme trennen Verunreinigungen mit Hilfe dünner, poröser Schichten ab. Wenn das Quellwasser die Membranbarriere passiert, konzentrieren sich Partikel und Verunreinigungen im Rejectstrom, während das Permeat das geklärte Produktwasser enthält.

Umkehrosmose und Nanofiltration sind gängige Membranverfahren für die Drittbehandlung:

Umkehrosmose (RO) nutzt extremen Druck, um Wasser durch halbdurchlässige Membranen zu drücken, die gelöste Salze, organische Stoffe, Bakterien und mehr zurückhalten. Die Umkehrosmoseanlage entfernt bis zu 99% an Verunreinigungen und produziert Abwasser in nahezu destillierter Qualität.
Nanofiltration funktioniert ähnlich, verwendet aber Membranporengrößen zwischen RO und Ultrafiltration. Diese Membranen filtern zweiwertige Ionen, große organische Stoffe und Bakterien heraus.

Da sie ohne Chemikalien arbeiten, fallen sowohl bei der Umkehrosmose als auch bei der Nanofiltration nur minimale Nebenprodukte an. Die Verschmutzung der Membranen, die die Wirksamkeit im Laufe der Zeit verringert, bleibt jedoch eine betriebliche Herausforderung.

Adsorption

Durch Adsorption werden Verbindungen und Partikel extrahiert, indem sie an einem festen Substrat haften. Granulierte Aktivkohle ist das gebräuchlichste Medium. Wenn das Wasser durch das Kohlebett fließt, lagern sich die Schadstoffe durch intermolekulare Kräfte an der porösen Kohlenstoffoberfläche an. Auf diese Weise werden Spuren von organischen Verbindungen sowie Geschmacks- und Geruchsrückstände wirksam entfernt.

Die Betreiber regenerieren gesättigte Kohle durch thermische Reaktivierung oder mikrobiellen Abbau. Andernfalls wird die verbrauchte Kohle zu festem Abfall, der entsprechend entsorgt werden muss.

Ionenaustausch

Der Ionenaustausch verändert die Wasserchemie, um Schwermetalle, Radionuklide, Nitrate und andere Ionen zu entfernen. Bei diesem Verfahren werden die Zielionen mit Hilfe eines Austauscherharzbettes durch unschädlichere Ionen ersetzt. Beim Kationenaustausch werden positiv geladene Ionen ausgetauscht, während beim Anionenaustausch negativ geladene Ionen ersetzt werden.

Ein Kationenaustauschbett beispielsweise entfernt Härte-Ionen wie Kalzium (Ca2+), indem es sie gegen nichtkalkende Natrium-Ionen (Na+) austauscht. Kalzium und Natrium tauschen einfach den Platz und machen das Wasser weicher.

Wenn die Austauschkapazität erschöpft ist, wird das Bett durch Regeneration wieder in einen brauchbaren Zustand versetzt. Die meisten Systeme verwenden zur Reaktivierung des Harzes Säure, Natronlauge oder Salzlösung.

Desinfektion

Da sich die Drittbehandlung mit Spurenverunreinigungen befasst, wird in den meisten Fällen ein abschließendes Desinfektionsmittel zur Abtötung von Krankheitserregern hinzugefügt. Zu den üblichen chemischen Desinfektionsmitteln gehören:

Chlor tötet Mikroben durch Zerstörung der Zellmembran sofort ab. Einrichtungen auf der ganzen Welt verwenden es als Primär- und Enddesinfektionsmittel.
Chlordioxid funktioniert ähnlich, jedoch ohne schädliche Nebenprodukte wie Trihalogenmethane (THM) und Haloessigsäuren (HAA) zu erzeugen.
Ozon vernichtet Mikroorganismen durch Oxidation von Zellbestandteilen.

Neben Chemikalien verwenden fortschrittliche Einrichtungen häufig ultraviolette Strahlung. Wenn das Wasser UV-Lampen passiert, verändern die Strahlen die DNA der Mikroben, so dass sie sich nicht mehr vermehren können. Dieser physikalische Prozess ermöglicht eine wirksame Desinfektion ohne giftige Biozide.

Anwendungen der tertiären Wasseraufbereitung in der Praxis

Tertiärverfahren passen sich an die besonderen Herausforderungen der Aufbereitung in Branchen wie Abwasser, Lebensmittel und Getränke, Öl und Gas, Bergbau und anderen an.

Die fortschrittliche Wasseraufbereitungsanlage des Orange County Water District in Kalifornien zum Beispiel behandelt Abwasser für die indirekte Wiederverwendung als Trinkwasser. Ihr Verfahren kombiniert Mikrofiltration, Umkehrosmose und UV-Desinfektion mit fortschrittlicher Oxidation, bevor das Wasser in unterirdische Injektionsbrunnen geleitet wird. Nach einer weiteren Aufbereitung im Grundwasserleiter gelangt das H20 schließlich in Trinkwasserbrunnen, die mehrere Kilometer entfernt sind.

In den NEWater-Anlagen in Singapur wird kommunales Abwasser für die direkte Wiederverwendung als Brauchwasser auf ein extrem sauberes Niveau aufbereitet. Nach Mikrofiltration, Umkehrosmose und UV-Strahlung wird das Wasser mit Mineralien und Korrosionsschutzmitteln nachbehandelt, um für Industrieanlagen geeignet zu sein, die extreme Reinheit erwarten.

Dies sind nur zwei Beispiele für eine innovative tertiäre Aufbereitung, die eine nachhaltige und zuverlässige Wiederverwendung von Wasser ermöglicht. Da die Süßwasserressourcen weltweit unter Druck geraten, wird eine solche hochmoderne Aufbereitung unverzichtbar sein.

Mit Drittbehandlung in die Zukunft blicken

Ständige Fortschritte ermöglichen es den tertiären Verfahren, die Schadstoffentfernung auf ein bisher unerreichtes Niveau zu bringen. Eines Tages könnten Technologien wie Vorwärtsosmose, fortschrittliche Oxidation und sogar Membranen und Sorptionsmittel aus Nanomaterialien die tertiäre Behandlung noch effektiver machen.

Aber auch ohne große Durchbrüche erschließt die tertiäre Aufbereitung mit bewährten Techniken bereits ein unschätzbares Potenzial für die Wiederverwendung von Wasser. Durch den Einsatz fundierter wissenschaftlicher und technischer Verfahren können Anlagen eine maßgeschneiderte Drittbehandlung durchführen, mit der sich fast jedes denkbare Wasserqualitätsziel erreichen lässt.

Was ist tertiäre Wasseraufbereitung? Im Wesentlichen handelt es sich um die entscheidende Phase, die die Wiederverwendung von Abwasser und die ökologische Nachhaltigkeit für moderne Gemeinden ermöglicht.

Wenn man sich über ihre Rolle und Funktion informiert hat, erkennt man, dass die tertiäre Aufbereitung alles andere als überflüssig oder übertrieben ist. Sie ist ein unverzichtbarer Katalysator für eine intelligente Wassernutzung in einer ressourcenbeschränkten Welt.