Dipl. Ing. Guido Wermers, geb. Michels, M.Sc.
Diplomprüfung: 10/2007
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Die Verunreinigung der Meere durch das Einbringen von verschiedensten Stoffen ist ein globales Problem, welches jede Nation betrifft, die sich an dem weltweiten Seehandel beteiligt.
Die International Maritime Organization (IMO) hat in diesem Zusammenhang eine gesetzliche Grundlage erstellt, die das Einbringen von Stoffen regelt. Diese Grundlage ist das Inernationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe, kurz MARPOL 73/78. Im Anhang IV dieses Abkommens wird die Verschmutzung durch fäkal verunreinigtes Abwasser (Schwarzwasser) aufgegriffen. Es werden grundlegende Vorgaben getroffen, jedoch keine spezifischen Kennwerte vorgegeben. Das Marine Environment Protection Committee (MEPC) ist eine Organisation der IMO und befasst sich mit Prüfvorschriften und Sollwerten für Abwasserbehandlungsanlagen. Derzeitig ist die Prüfvorschrift MEPC 2 (VI) gültig. Diese wurde im Jahr 2006 überarbeitet. Ab dem 01.01.2010 tritt dann die neue Prüfvorschrift MEPC 159(55) in kraft. In dieser überarbeiteten Version wurden vorhandene Grenzwerte für den biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB5), coliforme Keime und abfiltrierbare Stoffe verschärft und weitere Parameter hinzugefügt. Neu aufgenommen wurde der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB) und der pH-Wert.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde betrachtet, welche Verfahren sich zur physikalisch-chemischen Behandlung von Schwarzwasser, vor dem Hintergrund der Bedingungen auf Schiffen und Seebauwerken, eignen. Nach Vorstellung und Betrachtung verschiedener Verfahren und Auslegungen wurden für die praktische Erprobung vier Komponenten gewählt: Flockung, Siebung, Mikrofiltration und Desinfektion. In Vorversuchen mit Abwässern der Deutschen Bahn Regional (DB Regio), welche ihre Abwässer in einem Vakuumssystem transportieren und in Tanks zwischenspeichern, wurde deutlich, dass die Bildung einer siebresistenten Makroflocke durch Zugabe von Flockungschemikalien nicht erfolgreich war.
In der weitergehenden Erprobung mit Abwässern der Bahn und häuslichen Abwässern aus einer Kleinkläranlage zeigten die Siebung und die Mikrofiltration weitgehend gute Resultate, was den Rückhalt von Feststoffen und die damit verbundene Reduktion der Analysenparameter betraf. Die Desinfektion als letzter Verfahrenschritt diente primär der Entfernung von coliformen Bakterien und Keimen, die von der Mikrofiltration nicht zurückgehalten werden konnten.
Die Abbildungen 1 und 2 zeigen das, für diese Versuche speziell konstruierte, Bogensieb und die Mikrofiltrationsanlage im Technikumsmaßstab.
Bogensieb (Siebfläche 30 • 60 cm; Lochweite 0,5 mm) mit Rückständen aus dem Abwasser der DB Regio
Mikrofiltrationsanlage im Technikumsmaßstab. In der vorderen Röhre befindet sich die Hohlfasermembran mit einer Porenweite von 0,5 - 1,0 µm.
Eine Mikrofiltrationsmembran mit kleinerem Porendurchmesser würde die coliformen Keime und Bakterien fast vollständig zurückhalten und könnte so die Desinfektionsstufe überflüssig machen.
Abschließend wurden die Ergebnisse der einzelnen Behandlungsschritte dargestellt und die Einsetzbarkeit auf Schiffen und Seebauwerken beschrieben. Im Anschluss an die Diskussion der Ergebnisse wurde eine beispielhafte Auslegung, anhand der ermittelten Daten, für eine Motoryacht durchgeführt.
Die Versuchsanlagen im Praktikumsmaßstab erfüllten nahezu alle Zielvorgaben und waren in der Lage die Sollwerte der MEPC 159(55) für den Seebetrieb einzuhalten.