Untersuchungen zum anaeroben Abbau von Perchlorat

Für die Messung wurden eine 2 N HNO3-Lösung (65%ige HNO3-Lösung, Merck, p.a.) und eine AgNO3-Lösung benötigt. Letztere bestand aus 4,25 g AgNO3 (Merck, p.a.) und 1 ml 65%iger HNO3 auf 0,1 l Aqua dest. Die Lösung wurde unter Rühren bei 70 bis 80 ºC bis zur Flockenbildung im Niederschlag erwärmt. Nach dem Abkühlen wurde die Lösung filtriert und dunkel gelagert. Zur Entfernung eventuell vorhandener Trübstoffe wurden die Proben zuerst membranfiltriert (Spartan 30 B (0,45µm) Braunrand H von Schleicher und Schuell). Anschließend erfolgte in 2,5 ml-Makroküvetten (Plastibrand) ein Ansatz bestehend aus 2 ml Probevolumen, 200 µl HNO3-Lösung und 100 µl AgNO3-Lösung. Nach Umschwenken der Küvetten wurden diese für sieben Minuten dunkel gestellt. Danach wurde die Trübung als Extinktion bei 412 nm im Digital-Photometer LP2W von Dr. Lange gemessen. [...]

Außerdem wurde zunächst auf die Spurenelemente-Lösung verzichtet, da sich noch mit der Kultur eingetragener Schlamm im System befand, der eine ausreichende Menge an Spurenelementen enthielt. Ab dem 31. Versuchstag des Reaktorversuchs wurde eine Spurenelemente-Lösung zudosiert (1,25 ml/l Medium), die am Fachgebiet bereits vorher erfolgreich eingesetzt worden, sich jedoch von der nach HERMAN et al. (1999) unterschied (s. Anh., Tabelle A.1). Da es sich beim Perchloratabbau um einen cometabolischen Abbau handelt (s. Kap. 2.4.1), wurde Acetat (Natriumacetat wasserfrei, Merck, p.a.) als Kohlenstoffquelle in verschiedenen Konzentrationen zugegeben. Nach der Acetat- und Perchloratzugabe wurde das Medium, soweit nicht bei den einzelnen Versuchen anders angegeben, autoklaviert. [...]

Durch die Querschnittsvergrößerung wird die Strömungsgeschwindigkeit nach oben hin geringer, bis der Auftrieb des Trägermaterials nicht mehr ausreicht und dieses absinkt, anstatt ausgetragen zu werden. Auf diese Weise kann auf den Einsatz einer nachgeschalteten Filtration verzichtet werden (URBANSKY et al., 1999). Die Untersuchungen ergaben eine mögliche Perchloratreduktion von 1 bis 3 ppm auf weniger als 5 ppb, was auf eine Eignung des Verfahrens zur Trinkwasseraufbereitung hindeutet. LOGAN et al. (1998A) arbeiteten ebenfalls in einem trinkwasserrelevanten Konzentrationsbereich, in Modellwasser wurden Perchloratausgangskonzentrationen von ca. 35 ppm auf Werte unter der Nachweisgrenze von 4 ppb abgebaut. Der verwendete Festbettreaktor war 2,44 m hoch, besaß einen Durchmesser von 7,6 cm und war bis zu einer Höhe von 96 cm mit Aktivkohle gefüllt. Die eingesetzte Bakterienkultur wurde aus kommunalem Abwasser angereichert, Acetat diente als Cosubstrat (LOGAN et al., 1998A). In einer Variation des Verfahrens kam sandiger Boden als Trägermaterial in Glassäulen (Höhe: 14,2 cm, Durchmesser: 2,54 cm) zum Einsatz, um die in der Wasseraufbereitung eingesetzten Sandfilter zu simulieren. Hier wurde Perchlorat durch die gleiche Kultur unter Acetatverbrauch von 20 ppm auf unter 18 ppb reduziert (LOGAN et al., 1998B). CATTS (1998) gelang es, in einem Wirbelschichtreaktor mit Aktivkohle als Trägermaterial die Perchloratkonzentration im behandelten Wasser von 50 bis 100 ppb Perchlorat auf Werte unter 4 ppb zu reduzieren, ein interessanter Nebeneffekt dabei ist die beobachtete simultane Elimination von bis zu 6 ppm Nitrat auf Werte unter 0,1 ppm. In den Versuchen kam Ethanol als Cosubstrat zum Einsatz, im Ablauf konnte kein Ethanol mehr detektiert werden. Zur Zeit wird eine größere Anlage zur Behandlung von bis zu 3,5 m3/h erprobt. Für den Einsatz im Trinkwasserbereich wird eine Nachbehandlung mit Filtration und Desinfektion empfohlen (CATTS, 1998). [...]