Optimierung der verfahrenstechnischen Parameter einer Laborkläranlage zur Untersuchung des biologischen Abbaus von Antibiotika

Abstract

Diese Bachelorarbeit „Optimierung der verfahrenstechnischen Parameter einer Laborkläranlage zur Untersuchung des biologischen Abbaus von Antibiotika͞ wurde im Rahmen des PharmCycle Projektes an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg erstellt. Das Projekt untersucht dieAuswirkungen von Antibiotika auf die Umwelt und hat das Ziel, mit unterschiedlichen verfahrens-technischen Anlagen, Antibiotikafrachten aus dem Abwasser zu reduzieren. Die biologische Abwas-serreinigung von Antibiotika soll durch zwei Laborkläranlagen (LKA) untersucht werden. Die Bachelorarbeit beschäftigt sich im ersten Abschnitt mit Umbaumaßnahmen der verwendeten Laborkläranlagen „LKA-KLD4NSR͞ zur Einstellung einer konstanten CSB-Zulaufkonzentration. Die CSB-Zulaufkonzentration ist abhängig vom eingesetzten synthetischen Abwasser, welches in Bezug auf die partikulären und gelösten Anteile der CSB-Fraktion nach dem DWA-A 131 untersucht wird. Im zweiten Abschnitt werden verschiedene Maßnahmen zur Blähschlammvermeidung in Laborklär-anlagen untersucht und ausgewertet, womit ein stabiler Betrieb der LKA erreicht werden kann. Im dritten Abschnitt wird in Bezug auf das Bemessungsschema nach DWA-A 131 eine Auswertung der Betriebsparameter der LKA vorgenommen, um ein konstantes Schlammalter in Abhängigkeit der CSB-Zulaufkonzentration einstellen zu können. Im vierten Abschnitt wird ein Vorversuch für die Membranfiltrations- und Aktivkohleadsorptionsan-lage durchgeführt. Hierbei wird mit Hilfe von bereitgestellten Sammelproben mit verschiedenen Randbedingungen der Umfang von Abbauvorgängen des gereinigten Abwassers untersucht. Hierfür werden übliche Zu- und Ablaufkonzentrationen von Sulfamethoxazol für kommunale Kläranlagen zusammengestellt Abschließend wird die Eliminationsrate der LKA in Bezug auf das Antibiotikum Sulfamethoxazol (SMX)erfasst. Weitere Optimierungsmöglichkeiten der Versuchsdurchführungen und der Betriebsführung werden in der Diskussion/Fazit ausgeführt.

This study ͞Examination of biological degradation of Antibiotics by optimizing procedural parameters of a laboratory treatment plant͟ was developed under the PharmCycle project at the Hamburg Uni-versity of Applied Sciences. This project evaluates the effects of antibiotics on the environment and has the intent to reduce the mass flow of antibiotic substances from wastewater by using different construction of process technology. The aim of this thesis is to analyze with two laboratory treat-ment plants the biological wastewater treatment of antibiotics. In the first phase, the bachelor thesis is involved with modification of the used laboratory wastewater treatment plants "LKA-KLD4NSR" to realize a constant COD inflow concentration. The COD concentration depends on the used synthetic wastewater, which is concerning to the particulate and dissolved fractions of the COD fraction and will be analyzed according to the DWA-A 131. In the second stage, different procedures of prevention bulking sludge in wastewater treatment plants was analyzed and evaluated. Some of this prevention realized a stable operation of the labora-tory wastewater treatment plants. In the third phase, an evaluation of the operating parameters of wastewater treatment plant wasperformed according to the design scheme of DWA-A 131 to be able to set a constant sludge age as a function of the COD inflow concentration. In the fourth phase, a preliminary test for membrane filtration and activated carbon adsorption plants is realized. Several samples with various boundary conditions are used to test the extent of degradation processes of the cleaned wastewater. In this connection usual in- and outflow concen-trations of sulfamethoxazole for urban wastewater treatment plants were summarized by means of research. Finally, the elimination rate of the laboratory wastewater treatment plant by reference of the antibi-otic sulfamethoxazole was measured. Further optimization possibilities of the experiment and opera-tion management are examined in the result.