Abstract
In der Abwasserreinigung können in Hinblick auf den Einsatz von Nanomaterialien folgende Aspekte unterschieden werden: 1. Die Verwendung von Nanotechnologie in der Ab-/Wasseraufbereitung. 2. Der Einfluss von über das Abwasser anfallenden Nanomaterialien aus deren Einsatz in Haushalt, Industrie und Gewerbe auf die Abwasserreinigung selbst. 3. Die Entfernung von über das Abwasser anfallenden Nanomaterialien und Entfrachtung des Kläranlagenablaufs. Die Anwendung von Nanotechnologie in der Wasser- und Abwasserbehandlung liefert im Labor vielversprechende Ergebnisse, eine breite Umsetzung und Kommerzialisierung ist jedoch noch nicht absehbar. Die meisten dieser Verfahren weisen noch einen erheblichen Forschungsbedarf auf. Die Herausforderungen sind aber nicht nur technischer und wirtschaftlicher Natur, sondern es müssen auch noch Aspekte eines potenziellen Risikos für Mensch und Umwelt geklärt werden. Nachteilige Wirkungen von synthetischen Nanomaterialien (NM) auf die biologischen Prozesse der Abwasserreinigung konnten bis jetzt nicht festgestellt werden. Die Toxizität des NM liegt unter der Toxizität der entsprechenden ionischen Form. Selbst gegenüber gemessenen bzw. bilanzierten Kläranlagenzuläufen 10-fach erhöhte Konzentrationen zeigen keine chronischen Effekte auf die Reinigungsleistung von Kläranlagen. Im Abwasser sowie auf Kläranlagen dürften sich NM-Dispersionen rasch zu Agglomeraten größeren Durchmessers umformen und damit die für NM spezielle hohe Oberfläche einbüßen. NM werden jedenfalls aber quantitativ an die Matrix des Belebtschlammes (Klärschlamm) angelagert und gelangen somit primär über Schwebstoffabtrieb in die aquatische Umwelt. Das Coating der NM dürfte für das Umweltverhalten ebenfalls eine Rolle spielen. Citrat und andere Coating-Mittel etwa werden auf Kläranlagen sehr gut abgebaut, sodass sich die Stabilität der NM-Dispersionen verringert und die Agglomeration gefördert wird. Eigene Untersuchungen sowie Literaturangaben zeigen, dass von einer weitestgehgenden Verlagerung des eingetragenen NM in die Schlammphase auszugehen ist. NM zeigen in Hinblick auf die Entfernung aus der Wasserphase ein ähnliches Adsorptionsverhalten wie Schwermetalle.

The following aspects have been identified with respect to the use of nanomaterials in wastewater treatment: 1. The use of nanotechnologies in wastewater/water treatment. 2. The effect of nanomaterials found in wastewater as a result of domestic, industrial and business use on wastewater treatment processes. 3. The removal of nanomaterials present in wastewater and load removal for treatment plant discharge Although laboratory tests on the use of nanotechnologies in water and wastewater treatment have delivered promising results, their widespread use and commercialization are not yet on the horizon. Most of these processes require considerably more research. The challenges are not only technical and economic; the potential risks for humans and the environment also need to be assessed. To date, no detrimental effects of nanomaterials (NMs) on biological wastewater treatment processes have been identified. NMs are less toxic than their corresponding ionic forms, and compared to measured or balanced treatment-plant intake levels, even concentrations that are ten times higher than the defined level of NM have shown no chronic effects on treatment plant performance. In wastewater and in treatment plants alike, NM dispersions rapidly reform into large-diameter agglomerates, thereby losing their characteristically large surface area. NMs, however, quantitatively adsorb to the activated sludge (sewage sludge) and are transported to aquatic environments primarily as suspended particles. The coatings of NMs may also play a role in their environmental behavior. Citrate and other coating materials are normally broken down at treatment plants, reducing the stability of NM dispersions and promoting agglomeration. Based on own studies and available literature, it can be assumed that NMs quantitatively are transfered into the sludge phase. With regard to removal during the aqueous phase, NMs demonstrate adsorption behavior similar to that of heavy metals.

Institution
TU Wien, AT; Umweltbundesamt, Wien, AT; Universität für Bodenkultur (BOKU), Wien, AT

Quelle
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft * Band 69 (2017) Heft 1-2, Seite 34-42 (9 Seiten), NANOPARTIKEL IN DER ABWASSER- UND ABFALLWIRTSCHAFT

Synthetische Nanopartikel in der Abwasserreinigung. Synthetic nanoparticles in wastewater treatment.