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Die Wasserqualität hat sich in der Schweiz in den letzten 50 Jahren, insbesondere durch den Ausbau der Abwasserinfrastrukturen und die Reduktion der Einträge von Chemikalien aus Industrie und Gewerbe, stark verbessert. So ist die Belastung der Gewässer mit Nährstoffen, Schwermetallen und weiteren problematischen Substanzen zurückgegangen.
Trotzdem gelangen nach wie vor auf unterschiedlichen Wegen Chemikalien in die Gewässer, was aktuell eine der grössten Herausforderungen für den Gewässerschutz darstellt. Im modernen Alltag haben Chemikalien wie Pflanzenschutzmittel, Biozide oder Arzneimittelwirkstoffe eine grosse Bedeutung. Dies gilt für die Wirtschaft ebenso wie für die Privathaushalte. Bei Herstellung, Gebrauch oder Entsorgung gelangen ein Teil dieser Chemikalien oder ihrer Ausgangs- und Abfallprodukte in die Umwelt und somit auch in die Gewässer. Die Mikroverunreinigungen gelangen aus unterschiedlichen Quellen und über mehrere Eintragspfade in die Gewässer.*
Im Jahr 2009 wurden im Vierwaldstättersee von der Eawag verschiedene Proben auf eine sehr breite Palette an Mikroverunreinigungen untersucht. Es wurde dabei festgestellt, dass die meisten gefundenen Stoffe aus siedlungsbürtigen Quellen stammen und daher das kommunale Abwasser einer der Haupteintragspfade für organische Spurenstoffe im Vierwaldstättersee zu sein scheint. Es wurde bei den Messungen auch festgestellt, dass der Alpnachersee deutlich stärker belastet war als die zwei anderen untersuchten Seebecken, der Urnersee und der Luzernersee.**
Einerseits gehört die ARA Sarneraatal zu den grösseren Abwasserreinigungsanlagen in der Schweiz und andererseits wird das gereinigte, jedoch immer noch mit Mikroverunreinigungen verschmutzte, Abwasser in den Alpnachersee eingeleitet. Aus diesem Grund muss die ARA Sarneraatal mit einer 4. Reinigungsstufe, nachfolgend MV-Stufe genannt, zur Elimination von Mikroverunreinigungen erweitert werden.
Quellen:
* Bericht des Bundesrates in Erfüllung des Postulats 12.3090 Hêche vom 7. März 2012
* * envilap: Mikroverunreinigungen aus kommunalem Abwasser im Vierwaldstättersee und der Luzerner Reuss
Projekt
Bereits bei der Planung und Realisierung vom Ausbau der ARA in den Jahren 2016 bis 2019 wurde auf die Anordnung der Anlagen geachtet, Platzreserve geschaffen und bereits verschiedene Anschlüsse vorbereitet. Damit werden beim Bau der MV-Stufe keine Werte vernichtet. Südlich der bestehenden SBR-Becken kann die ARA noch um ein zusätzliches Becken erweitert werden. Nördlich wird die neue MV-Stufe realisiert (auf nachfolgenden Bildern gelb eingerahmt). Dafür werden 10 Filterbecken mit all den notwendigen Zusatzbauten und Anlagen gebaut.
Reinigung
Die Filtration der Mikroverunreinigungen geschieht mit granulierter Aktivkohle. Aktivkohle ist eine natürliche Kohle. Durch einen speziellen Aufbereitungsprozess, die sogenannte Aktivierung, weist die Aktivkohle sehr gute Eigenschaften für die Adsorption aus - heisst die Anlagerungen der Mikroverunreinigungen an seine Oberfläche. Diese Eigenschaften werden z.B. auch mit Kohletabletten bei Verdauungsstörungen genutzt.
Für eine hohe Reinigungsleistung braucht es eine sehr grosse Oberfläche, die sich aus der grossen Porosität der Kohle ergibt. Die Filter werden mit ca. 660 m3 Aktivkohle befüllt. Die Oberfläche dieser Aktivkohle beträgt etwa 240’000 km2, was knapp der 6-fachen Fläche der Schweiz beträgt.
Die Adsorptionskapazität der Aktivkohle ist nicht unendlich. Nach etwa 4 Jahren Betrieb wird sie erschöpft sein. Es ist aber nicht notwendig, die verbrauchte Aktivkohle zu entsorgen und durch neue zu ersetzen. Vielmehr kann die verbrauchte Aktivkohle in einer Spezialanlage wieder reaktiviert werden. Sie weist danach neuwertige Eigenschaften aus. Mit diesem Ansatz kann sehr viel Energie gespart werden. Dies beeinflusst die Nachhaltigkeit und die CO2- Bilanz positiv. Aus den Reaktivierungsintervallen resultiert ein Aktivkohlebedarf von etwa 2 kg pro Einwohner und Jahr.