Ermitteln Sie die Lebensdauer von Aktivkohlefiltermaterialien und senken Sie die Energiekosten bei der UV-Desinfektion
Herausforderung
Pestizide und ihre toxischen Metaboliten können unsere Trinkwasserquellen beeinträchtigen. Werden Pestizide eingesetzt, können sie sich im Laufe der Zeit in Metaboliten zersetzen. Diese Pestizide und ihre Metaboliten können durch Abfliessen oder Auswaschung aus dem Boden ins Trinkwasser gelangen. Der Zeitraum, während dem sie in Trinkwasserquellen vorhanden sind, variiert je nach Faktoren wie der Art des Pestizids, den Bodeneigenschaften, dem Klima, den Ausbringungsmethoden und den standortspezifischen Bedingungen – er kann von Monaten bis zu Jahren reichen. Sobald sie in Trinkwasserquellen gelangen, stellen sie Trinkwasserversorger auf der ganzen Welt vor Herausforderungen. Die folgenden vier Punkte fassen diese Herausforderungen kurz und bündig zusammen:
Verunreinigung: Pestizidmetaboliten verunreinigen Trinkwasserquellen durch Abfliessen oder Versickern. Diese Metaboliten stellen ein Risiko für die menschliche Gesundheit und die Umwelt dar.
Persistenz: Metaboliten können länger bestehen bleiben als die ursprünglichen Pestizide, sich in Wasserquellen anreichern und möglicherweise in Organismen bioakkumulieren.
Ökologische Auswirkungen: Metaboliten schädigen Nichtzielorganismen, stören Ökosysteme und beeinträchtigen die Nahrungskette.
Bedenken hinsichtlich der menschlichen Gesundheit: Metaboliten im Trinkwasser bergen Gesundheitsrisiken, darunter endokrine Störungen sowie Probleme bei der Fortpflanzung oder der Entwicklung.
Daher haben viele Länder, darunter die Vereinigten Staaten, die Europäische Union und andere, Höchstwerte für Schadstoffe (MCLs) für Pestizide und deren Metaboliten im Trinkwasser festgelegt. Diese MCLs legen die höchstzulässigen Konzentrationen bestimmter Pestizide oder deren Metaboliten im Trinkwasser fest, um die öffentliche Gesundheit zu schützen.
Lösung
Trinkwasseraufbereitungsanlagen (WTPs) setzen mehrere Aufbereitungsverfahren ein, um die organische Belastung des Rohwassers zu beseitigen oder zu reduzieren und so die Produktion von sicherem Trinkwasser zu gewährleisten. Neben der Ozonung ist die Adsorption mit granulierter Aktivkohle (GAC) ein weit verbreitetes Verfahren zur Entfernung organischer Stoffe aus Wasserquellen. GAC ist wirksam bei der Adsorption und Entfernung aller Arten organischer Stoffe, einschliesslich Pestizide und ihrer toxischen Metaboliten. Eine Wasseraufbereitungsanlage in Norddeutschland tut genau dies. Die intensiven Industrien und ein historischer Unfall mit Pestiziden (Bromacil®, Ethidimuron® usw.) beeinträchtigten die Grundwasserqualität in dieser Region; aus diesem Grund entschied man sich für den Einbau einer GAC-Behandlung mit speziell entwickelter Aktivkohle, um die vorhandenen Pestizide vollständig zu adsorbieren. Dieses Beispiel zeigt, dass sich die Wasserqualität in einer Region auch dann unmittelbar ändern kann, wenn die Kontamination bereits Jahre zurückliegt – die genannten Pestizide sind seit 1990 verboten. Dies unterstreicht, dass in Zukunft viele weitere Wasseraufbereitungsanlagen mit ähnlichen Problemen konfrontiert sein werden, bei denen eine GAC-Adsorptionsbehandlung eine Lösung darstellen könnte. Zudem steuert die beschriebene Anlage auch die UV-Desinfektionsbehandlung, die auf die GAC-Behandlung folgt, anhand des SAC245-Werts.
SWAN AMI SAC254
Um die Trinkwasserqualität sicherzustellen, entschied sich diese Wasseraufbereitungsanlage dafür, die GAC-Filtration online zu überwachen und den Energieverbrauch ihrer UV-Behandlung mithilfe des Analysators AMI SAC254 zu optimieren. Der Vorteil: Ein einziger Analysator löst zwei Probleme. Der Online-Analysator SWAN AMI SAC254 überwacht kontinuierlich die organische Belastung nach der GAC-Behandlung. Das UV254-Absorptionssignal ist zwar nicht speziell für den Nachweis von Pestiziden und ihren toxischen Metaboliten ausgelegt, kann aber wichtige Hinweise auf das Vorhandensein bestimmter organischer Verbindungen geben, darunter auch Pestizide. Steigt der SAC-Wert, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass Pestizide und ihre toxischen Metaboliten vorhanden sind. Die Interpretation einer UV254-Messung erfordert jedoch Vorsicht: Sollen die Pestizide und ihre Metaboliten quantifiziert werden, sind spezifische Laboranalysen wie die Chromatografie gekoppelt mit Massenspektrometrie erforderlich. Der AMI SAC254 liefert zwar Informationen über die Gesamtabsorption der organischen Stoffe im Wasser, ist aber keine direkte Methode zum Nachweis oder zur Quantifizierung von Pestiziden oder ihren toxischen Metaboliten. Dennoch ist dies eine sehr zuverlässige und nützliche Analyse, um das «Lebensende» der granulierten Aktivkohle zu erkennen und einen Austausch einzuleiten. Ausserdem dient dieser Parameter dazu, die UV-Behandlung zu steuern und die Leistung der UV-Strahlung an die vorhandene organische Belastung anzupassen, wodurch sich gegenüber einem ungeregelten Betrieb 40–50 % Energie einsparen lassen.