Aufgaben 184 Methoden in der Praxis Sauberes Wasser durch Mikroorganismen Trinkwasser aus der Toilette? Jeden Tag spülst du in der Toilette ungefähr 11g Stickstoff (vor allem im Urin) und 1,8g Phosphor (vor allem im Kot) hinunter. Hinzu kommen weit über 100g Kohlenstoff (Klopapier, Haare etc.). Um zu vermeiden, dass verdrecktes Wasser aus Haushalt und Industrie ungehindert in Flüsse und Seen gelangt, reinigen Kläranlagen den größten Teil des Abwassers in Österreich (kAbb.29). Dabei wird zunächst das grobe Material entfernt. Feinere Stoffe setzen sich im Sandfang und im Vorklärbecken ab. Schließlich zersetzen aerobe Bakterien den größten Teil der übrig gebliebenen Schmutzpartikel im Belüftungsbecken. Dazu wird Luft in das Beckenwasser eingeblasen. Kohlenstoffverbindungen werden dabei vor allem zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut. Der in vielen Stoffen (zB Proteinen) enthaltene Stickstoff wird zunächst als Ammonium abgespalten, dann zu Nitrit und schließlich zu Nitrat umgewandelt. Im sauerstoffarmen Teil des Beckens wird das Nitrat von anaeroben Bakterien letztlich zu Stickstoff abgebaut, der in die Atmosphäre entweicht. Enthält das Abwasser viel Phosphat, ist eine zusätzliche chemische Klärung vonnöten. Hierfür werden Metallionen zugefügt (zB Aluminium oder Eisen). Die Phosphate bilden zusammen mit den Metallionen schwer lösliche Verbindungen, die als Flocken ausfallen und entsorgt werden. Die bei der Klärung anfallende Schlamm wird im Faulturm gesammelt. Anaerobe Bakterien produzieren dort Methan, das zur Energiefreisetzung verbrannt wird. Je nach Schadstoffbelastung wird der Schlamm verbrannt, kompostiert oder auf Deponien gelagert. In Österreichs größter Kläranlage in Wien-Simmering fallen jedes Jahr über 900 000m3 Klärschlamm an. Die Anlage reinigt täglich mehr als 500 000m3 Abwasser. Eine hervorragende Qualität des aufbereiteten Abwassers ist nicht nur wichtig, um die Umwelt zu schonen. Große Städte wie London könnten bald wegen des starken Zuzugs einen Mangel an Trinkwasser erfahren. Daher prüft das englische Versorgungsunternehmen Thames Water, ob ein direktes Einschleusen aufbereiteten Abwassers in das Trinkwassernetz möglich ist. Wenn das funktioniert, würden die Menschen in London ihr eigenes Abwasser trinken – natürlich sauber aufbereitet. Rechen Kanalisation Rücklaufschlamm Sandfang Sand Stromerzeugung Hebewerk mit Schneckenpumpe Schlamm Gasleitung Klärschlamm Gas Klärschlamm als Dünger Faulturm Vorklärung Belüftungsbecken Nachklärbecken Rechengut +Sand Abb. 29: Abwasserbehandlung in einer Kläranlage. 1 W/S Flüsse haben die Fähigkeit zur „Selbstreinigung“. Dabei ist zu beobachten, dass sich verschiedene Parameter (zB Sauerstoffgehalt) mit zunehmender Entfernung von der Einleitungsstelle der Abwässer verändern (kAbb. 30). Erkläre den Verschmutzungsgrad des Wassers und die Kurvenverläufe von BSB5 1, Sauerstoff und Bakterien, indem du Wechselwirkungen zwischen den einzelnen dargestellten Faktoren aufzeigst. Vergleiche mit der Wirkung einer Kläranlage. Abwasserzufluss stark verschmutzt Fließstrecke mäßig verschmutzt wenig verschmutzt Sauerstoff NH4 + NO3 – PO4 3– Sphaerotilus natans und andere Bakterien („Abwasserpilz“) Bakterien Algen Einzeller Schlammröhrenwurm Zuckmückenlarve 0 Entfernung von der Abwassereinleitung Reinwasserfauna (zB Köcherfliegenlarven) Stoffkonzentration Organismendichte BSB5 Schwebstoffe Abb. 30: „Selbstreinigung“ eines Fließgewässers. 1 BSB 5: Der BSB5 gibt die Menge an Sauerstoff in mg/l an, die Bakterien und andere Kleinstlebewesen in einer Wasserprobe innerhalb von 5 Tagen bei einer Temperatur von 20 °C verbrauchen, um die Wasserinhaltsstoffe aerob abzubauen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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