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M. Clara:
"Das Verhalten ausgewählter organischer Spurenstoffe bei der biologischen Abwasserreinigung";
Supervisor, Reviewer: H. Kroiss, K. Miksch; Institut für Wassergüte und Abfallwirtschaft, 2003.

Substances which are suspected to interfere with the hormone system of humans and/or animals, so called endocrine disrupting substances and pharmaceutical active compounds are of increasing importance in water pollution control. Many of theses substances in the aquatic environment derive from wastewater, wherefore the potential to remove organic micropollutants in sewage treatment plants is to emphasise. The present work focuses on the activated sludge process as the worldwide widespread technology used in wastewater treatment. By including membrane bioreactors, a new and seminal technology was considered.
For the removal of organic micropollutants different processes as volatilisation, adsorption to the sludge and degradation are of relevance. Parameters describing these processes are derived applying adequate methods. The investigations were performed at different scales and the results were validated at existing sewage treatment plants. The main objective of the work consists in investigating whether a relation between the achievable residual concentrations and design parameters as the solids retention time exists. With increasing solids retention times effluent concentrations where found to decrease for most of the investigated substances. As minimum requirement a design value for the solids retention time of 10 days referred to 10°C can be stated. Beside these "degradable" compounds some of the investigated substances were not removed from the wastewater and effluent concentrations in the range of influent concentrations were measured. As certain substances were not removed by the most commonly used wastewater treatment technologies, adequate treatment techniques have to be developed in order to guarantee sustainable protection and preservation of existing water resources.
The work closes by referring to the open questions related to the presented topic. The uncertainties expressed by the huge number of open questions also give evidence on the needs of further researches.

Im Gewässerschutz gewinnen Substanzen an Bedeutung, welche im Verdacht stehen, das Hormonsystem von Mensch und Tier zu beeinflussen, (endokrin wirksame Substanzen) sowie Arzneimittelrückstände. Viele dieser Substanzen gelangen über das Abwasser in die aquatische Umwelt, weshalb vor allem die Abwasserreinigung und die Leistungsfähigkeit von Kläranlagen zur Entfernung organischer Spurenschadstoffe hervorzuheben sind. In der vorliegenden Arbeit wird mit dem Belebtschlammverfahren, das weltweit am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Abwasserreinigung hinsichtlich dieser Fragestellung untersucht. Mit dem Membranbelebungsverfahren wird eine zusätzliche, zukunftsorientierte Technologie berücksichtigt.
Für die Entfernung der beschriebenen Substanzen sind unterschiedliche Prozesse (Strippung, Adsorption, Abbau) relevant. Mittels entsprechender Methoden werden prozesscharakterisierende Parameter bestimmt. Die Untersuchungen wurden in unterschiedlicher Skalierung (Labor- und Pilotmaßstab) durchgeführt und die Ergebnisse an großtechnischen Anlagen angewandt. Das wesentliche Ziel der Arbeit lag in der Untersuchung, ob und in welchem Ausmaß ein Zusammenhang zwischen erreichbaren Restbelastungen und Bemessungs- und Betriebsparametern besteht, wobei hier das Schlammalter hervorzuheben ist. Mit zunehmendem Schlammalter wurden für die meisten der untersuchten Substanzen sinkende Ablaufkonzentrationen gemessen. Als Mindestanforderung wird ein Bemessungsschlammalter von rund 10 Tagen (bei 10°C) angegeben. Neben diesen "abbaubaren" Verbindungen wurden einige der ausgewählten Arzneimittelwirkstoffe nicht aus dem Abwasser entfernt und die Ablaufkonzentrationen liegen im Bereich der Zulaufkonzentrationen. Da diese Substanzen mit den derzeitig eingesetzten Technologien zur Abwasserbehandlung nicht zurückgehalten werden, sind im Sinne einer nachhaltigen Sicherung der Wasserressourcen und vor allem des Trinkwassers entsprechende Technologien zu entwickeln. Auf mögliche zusätzliche Verfahrensschritte wird im Verlauf der Arbeit hingewiesen.
Hinweise auf die vielen offenen Fragen bei der Behandlung der Thematik, welche auf den zukünftigen Forschungsbedarf hinweisen, schließen die vorliegende Arbeit ab.