Besonders interessant ist die Ozonung dort, wo konventionelle biologische Verfahren Inhaltsstoffe nicht ausreichend abbauen können.
Wichtige Betriebsparameter
Die Leistungsfähigkeit einer Ozonbehandlung wird durch mehrere Faktoren bestimmt:
- Ozonkonzentration
- Ozonmenge
- Kontaktzeit
- pH-Wert
- Temperatur
- Wasserzusammensetzung
- CSB- und TOC-Gehalt
- Gehalt an Nitrit, Eisen oder Mangan
- Stoffübergang zwischen Gas und Wasser
Ein hoher Anteil leicht oxidierbarer Verbindungen erhöht den Ozonbedarf erheblich. Daher werden Dosierung und Betriebsbedingungen häufig durch Labor- oder Pilotversuche ermittelt.
Kombination mit anderen Verfahren
Die Ozonbehandlung wird meist nicht als Einzelverfahren eingesetzt.
Kombination mit biologischen Verfahren
Ozon kann komplexe organische Verbindungen in besser biologisch abbaubare Stoffe überführen. Dadurch kann eine nachgeschaltete biologische Reinigung effizienter arbeiten.
Typische Kombinationen:
- Ozonung + Belebtschlammverfahren
- Ozonung + MBBR
- Ozonung + Membranbioreaktor (MBR)
Kombination mit Aktivkohle
Nach der Ozonung können Reaktionsprodukte oder verbliebene organische Spurenstoffe durch Aktivkohle adsorbiert werden.
Kombination mit Membranverfahren
Für Wasserrecyclingkonzepte werden häufig mehrere Verfahrensstufen kombiniert:
- biologische Behandlung
- Ozonung
- Ultrafiltration
- Nanofiltration oder Umkehrosmose
Dadurch lassen sich hohe Anforderungen an Prozesswasser und Wiederverwendungsanwendungen erreichen.
Industrielle Herausforderungen
Schwankende Abwasserzusammensetzung
Problem: Unterschiedliche Produktionszustände führen zu wechselnden Belastungen.
Ursache: Chargenbetrieb, Reinigungsprozesse oder variable Rohstoffe.
Auswirkung: Der Ozonbedarf verändert sich kontinuierlich.
Technische Konsequenz: Feste Dosierstrategien können zu Unter- oder Überdosierungen führen.
Lösungsansatz: Online-Monitoring, Pufferung und angepasste Regelungskonzepte.
Bildung von Oxidationsprodukten
Problem: Nicht alle Stoffe werden vollständig abgebaut.
Ursache: Teiloxidation komplexer organischer Verbindungen.
Auswirkung: Es entstehen Zwischenprodukte, die bewertet und gegebenenfalls weiter behandelt werden müssen.
Technische Konsequenz: Zusätzliche Nachbehandlung kann erforderlich sein.
Lösungsansatz: Kombination mit biologischer Behandlung oder Aktivkohle.
Energiebedarf der Ozonerzeugung
Problem: Die Erzeugung von Ozon ist energieintensiv.
Ursache: Ozon wird durch elektrische Entladung aus Sauerstoff erzeugt.
Auswirkung: Betriebskosten können steigen.
Technische Konsequenz: Die Wirtschaftlichkeit hängt stark von Wasserqualität und Reinigungsziel ab.
Lösungsansatz: Gezielter Einsatz bei Stoffen, die mit anderen Verfahren nur schwer entfernbar sind.
Wasserrecycling und Kreislaufführung
Problem: Für Water-Reuse-Anwendungen genügt eine Teiloxidation allein häufig nicht.
Ursache: Salze, Nährstoffe oder nicht oxidierbare Inhaltsstoffe verbleiben im Wasser.
Auswirkung: Die gewünschte Prozesswasserqualität wird nicht erreicht.
Technische Konsequenz: Weitere Aufbereitungsstufen werden erforderlich.
Lösungsansatz: Integration in mehrstufige Recyclingkonzepte mit Membran- und Adsorptionsverfahren.
Gesetzliche und technische Anforderungen
Die Anforderungen an Ozonanlagen hängen von Anwendung, Branche, Einleitweg und Genehmigungssituation ab.
Relevant sein können unter anderem:
Konkrete Grenzwerte und Überwachungspflichten sind stets standort- und genehmigungsspezifisch zu prüfen. Eine allgemeingültige Aussage ist nicht möglich.
Fazit
Die Ozonbehandlung ist ein leistungsfähiges Oxidationsverfahren der industriellen Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung. Sie eignet sich insbesondere zur Oxidation schwer abbaubarer organischer Verbindungen, zur Entfärbung, Geruchsminderung, Desinfektion und zur Reduzierung ausgewählter Spurenstoffe. Die Verfahrensleistung wird wesentlich von Wasserzusammensetzung, Ozoneintrag und Betriebsführung beeinflusst.
Für anspruchsvolle Anwendungen wird die Ozonung häufig mit biologischen Verfahren, Aktivkohle oder Membrantechnik kombiniert. Ihre Bedeutung wächst insbesondere im Wasserrecycling und bei erhöhten Anforderungen an Ablauf- und Prozesswasserqualitäten. Technische Grenzen ergeben sich durch Energiebedarf, wechselnde Abwasserzusammensetzungen und die mögliche Bildung von Oxidationszwischenprodukten.
