Fragen zum Reinigungseffekt

Ist die Überwachung mittels Spurenanalytik nicht zu teuer und zu ungenau?

Die Kosten für die Analyse einer Abwasserprobe auf die 12 Leitsubstanzen (gemäss Verordnung des UVEK) liegen derzeit (Stand: 2017) bei etwa 350 bis 500 CHF. Die Genauigkeit der Spurenstoffanalytik ist vergleichbar mit anderen Messungen, wie DOC oder CSB und liegt im Bereich von 10-20% bezogen auf die gemessenen Konzentrationen der Einzelstoffe. Da bei der Berechnung des Reinigungseffekts (1) die Differenz der Stoffkonzentrationen in Zu- und Ablauf ausschlaggebend ist und (2) die Abbauleistungen der einzelnen Stoffe gemittelt werden, resultiert eine Genauigkeit des berechneten Reinigungseffekts von 1-3%.

Wie wird die Überprüfung des Reinigungseffekts durchgeführt und durch wen? Was passiert, wenn die Reinigungsleistung nicht eingehalten wird?

Die Reinigungsleistung der Stufen zur Elimination von Mikroverunreinigungen wird anhand von 12 Substanzen überprüft, die in der Verordnung des UVEK zur Überprüfung des Reinigungseffekts von Massnahmen zur Elimination von organischen Spurenstoffen bei Abwasserreinigungsanlagen festgelegt sind. Die Verordnung ist seit Dezember 2016 in Kraft. Diese zwölf Substanzen sind in zwei Kategorien unterteilt: „sehr gut eliminierbare Substanzen“ (Kategorie 1) und „gut eliminierbare Substanzen“ (Kategorie 2).

Substanzen zur Messung des Reinigungseffekts
StoffnameStoffgruppe
Gruppe 1 AmisulpridArzneimittelwirkstoff
Gruppe 1CarbamazepinArzneimittelwirkstoff
Gruppe 1CitalopramArzneimittelwirkstoff
Gruppe 1ClarithromycinArzneimittelwirkstoff
Gruppe 1DiclofenacArzneimittelwirkstoff
Gruppe 1HydrochlorothiazidArzneimittelwirkstoff
Gruppe 1MetoprololArzneimittelwirkstoff
Gruppe 1VenlaflaxinArzneimittelwirkstoff
Gruppe 2BenzotriazolKorrosionsschutz
Gruppe 2CandesartanArzneimittelwirkstoff
Gruppe 2IrbesartanArzneimittelwirkstoff
Gruppe 2 4-Methylbenzotriazol und 5-Methylbenzotriazol als GemischKorrosionsschutz

 

Die Kriterien zur Auswahl der Substanzen und weitere Erklärungen sind im erläuternden Bericht zur Verordnung des UVEK enthalten.

Es müssen alle zwölf Substanzen gemessen werden. Da die Konzentrationen dieser Substanzen stark variieren können, müssen laut Gewässerschutzverordnung 48h-Sammelproben analysiert werden (GSchV Anhang 3.1 Ziffer 41 Absatz 1), und zwar im Zulauf zur ARA (Rohabwasser oder Ablauf Vorklärbecken) und im Ablauf der ARA.

Zur Berechnung des Reinigungseffekts sind mindestens sechs der genannten Substanzen zu verwenden, wobei die Substanzen im Verhältnis 2:1 aus Kategorie 1 zu Kategorie 2 vertreten sein müssen.

Falls weniger als sechs Substanzen für die Berechnung zur Verfügung stehen, ist in Absprache mit dem Kanton und dem BAFU die Festlegung von Ersatzsubstanzen möglich.

Der geforderte Reinigungseffekt wurde erzielt, wenn der Mittelwert der Einzeleliminationen aller zur Berechnung herangezogenen Substanzen mindestens 80 Prozent beträgt. Er muss für jede Probenahme, und nicht als Jahresmittelwert erfüllt werden. Je nach Anlagengrösse müssen mindestens 8-24 Proben (im ersten Jahr), resp. 4-12 (wenn die Anforderungen im Vorjahr eingehalten wurden) analysiert werden. Dabei ist pro Jahr die von der ARA-Grösse abhängige Anzahl Abweichungen gemäss Anhang 3.1 Ziffer 42 GSchV zulässig.

Der Reinigungseffekt wird durch die kantonale Fachstelle überwacht. Die Messung der Substanzen zur Überprüfung des Reinigungseffekts erfolgt in der Regel durch akkreditierte private oder kantonale Umweltlaboratorien im Auftrag der Kläranlage.

Falls die Reinigungsleistung von 80% nicht eingehalten wird, liegt die Verantwortung, Massnahmen anzuordnen, beim Kanton (gleich wie wenn andere Ablaufwerte nicht eingehalten werden).

Die Messung der Leitsubstanzen erfolgt in einem vorgegebenen Intervall (gemäss GSchV). Gibt es geeignete online-Messungen (Ersatzparameter), welche auf der ARA eingesetzt werden können?

Für den täglichen Betrieb ist eine häufige Probenahme und Analytik zu teuer und zu aufwändig. Den ARA-Betreibern stehen für die Überwachung daher Hilfsgrössen zur Verfügung (vgl. Konzept zur Überwachung der Reinigungsleistung). Neben der Aufzeichnung des Verbrauchs von Betriebsmitteln (O2, O3, PAK) und des DOC eignet sich vor allem die (online-)Messung des SAK (spektraler Absorptionskoeffizient) bei 254nm. Die Messgeräte sind kommerziell verfügbar und werden laufend auf den Einsatz in Abwasser zur Überwachung der Spurenstoff-Elimination angepasst. Die Abnahme des SAK korreliert sowohl bei der Ozonung als auch bei den Aktivkohle-Verfahren mit der Elimination verschiedener Spurenstoffe.  Für die Überwachung der Reinigungsleistung wird daher empfohlen, ergänzend zur periodischen Messung der Spurenstoffe, auch den SAK bei 254nm im Zu- und Ablauf der Spurenstoffeliminationsstufe zu messen. Alternativ zu einer online-Messung des SAK-Wertes, geben aber auch periodische Messungen von Sammelproben Informationen über den Spurenstoffabbau.

Durch stetige Optimierung der SAK-Messung hat die ARA Neugut eine innovative Regelstrategie der Ozonung entwickelt. Auf diese Weise konnte der Ozonbedarf signifikant reduziert werden  (Schachtler und Hubaux, Artikel A&G, Nr. 5 2016).

Insgesamt kann mit einer Kombination von Spurenanalytik und online-Signalen mit verhältnismässigem Aufwand sichergestellt werden, dass die Anlagen die Anforderungen bezüglich Reinigungsleistung zuverlässig einhalten.

Die Verfahren Ozonung resp. Einsatz von Aktivkohle zur Elimination von organischen Spurenstoffen unterscheiden sich in ihrer Reinigungsleistung. Wird die Verfahrenswahl durch die Festlegung der 12 Spurenstoffe beeinflusst?

Bei der Auswahl der 12 Leitsubstanzen wurde beachtet, dass alle Substanzen in den gängigen Verfahren zur Elimination von organischen Spurenstoffen (d.h. Ozonung oder Aktivkohle-Verfahren) ähnlich gut eliminiert werden. Somit wird bei der Verfahrenswahl kein Verfahren aufgrund der Festlegung der 12 Leitsubstanzen bevorzugt.

Die zu messenden Substanzen könnten sich zu einem späteren Zeitpunkt ändern. Was bedeutet dies für ARA, welche ihre Anlage bereits mit einer MV-Stufe ausgebaut haben?

Bei Bedarf können in der Departementalen Verordnung des UVEK Änderungen vorgenommen werden (z.B. wenn Substanzen nicht mehr in ausreichenden Konzentrationen im Zulauf vorhanden sind um den Reinigungseffekts zu berechnen). Die Auswahl der Substanzen basiert auf ihrer Eignung zur Überprüfung der Reinigungsleistung (d.h. die ausgewählten Stoffe sind (i) nicht gut biologisch abbaubar, (ii) mit gängigen analytischen Methoden messbar, (iii) werden kontinuierlich, in ausreichenden Konzentrationen im ARA-Zulauf gemessen usw.). Es wird aber auch beachtet, dass die ausgewählten Substanzen sowohl mit einer Ozonung wie mit einem Aktivkohle-Verfahren ähnlich gut eliminiert werden. Somit werden ARA mit bereits umgesetzten MV-Projekten nicht benachteiligt.

xeiro ag