Elimination von somatischen und f-spezifischen Bakteriophagen, sowie enteropathopgenen Viren aus Abwasser mittels Membranbelebungsverfahren

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden Abwasserproben aus einer Versuchskläranlage der Universität Stuttgart untersucht. Das Abwasser wurde nach dem Vorklärbecken des Lehr- und Forschungsklärwerkes in Stuttgart-Büsnau (LFKW) ab- und anschließend in die Versuchskläranlage eingeleitet, welche mit einem Membranbelebungsverfahren mit einer Porengröße von 0,1 µm ausgerüstet war (Membranbezeichnung: ZeeWeed 230, Zenon GmbH, Ultrafiltrationsmembran, Hohlfasermodul).

Es wurden je 10 Zu- und Ablaufproben mittels Dauerprobenehmern jeweils über 24 Stunden als Mischprobe mengenproportional über einen Zeitraum von 2 Monaten gewonnen und auf f-spezifische und somatische Bakteriophagen, mittels Plaque-Assay, sowie auf Enteroviren, mittels Light Cycler TM PCR untersucht.

Trotz der ca. viermal geringeren Größe der Bakteriophagen im Vergleich zur Porengröße des Membranfilters konnte eine Elimination der f-spezifischen und somatischen Bakteriophagen von 2,8 bzw. 3,6 log-Stufen nachgewiesen werden, was zeigt, dass das Rückhaltevermögen von Membranfiltern nicht alleinig von der Größe der Poren abhängig ist. Als weitere Ursache hierfür werden Faktoren, wie unter anderem die Adsorption an das verwendete Flockungsmittel, Wechselwirkungen mit der Membranoberfläche und die Entstehung eines Biofilms auf den Membranen, verantwortlich gemacht.

Die Untersuchungen zur Enteroviruselimination mittels Light Cycler TM PCR erbrachten keine verwertbaren Ergebnisse, was wohl an der Wahl der Viren lag, welche nicht so konstant im Abwasser vorkommen wie unter anderem Adenoviren.

Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen in die selbe Richtung wie andere Studien und Daten zu diesem Thema , sodass hier ein weiterer Beitrag zum Nachweis der Effektivität der MBR-Technologie (Membrane Bio Reactor) geleistet werden konnte.

In this dissertation sewage wastewater samples from a Stuttgart University pilot scale plant were investigated. The wastewater was drained after it had passed through the primary sedimentation basin of the teaching-and-research-plant in Stuttgart-Büsnau (Lehr- und Forschungsklärwerk, LFKW) and was subsequently transferred into the pilot scale plant. The pilot plant was equipped with a membrane bio-reactor (MBR) with a pore size of 0.1 µm (membrane identification: ZeeWeed 230, Zenon GmbH, ultrafiltration, hollow fibres module).

Using permanent samplers, 10 in and outflow samples were extracted in each case over 24 hours as a quantity based pooled sample over a period of 2 months. These samples were tested for f-specific-phages and coliphages by plaque-assay, as well as for enteroviruses by Light CyclerTM PCR.

In spite of the four times lower dimensions of the phages in comparison to the pore size of the membranes, a removal rate of f-specific-phages and coliphages of 2.8 and respectively 3.6 log could be detected.

This shows that the retention of membrane filters does not only hinge on pore sizes. Other reasons cited included factors such as adsorption into the used flocculant, interactions with the membrane surface and the accumulation of a bio-film on the membranes.

The analysis of enteroviruses by Light CyclerTM PCR did not produce any utilizable results. The reason for this could be the choice of viruses, which are not found in sewage wastewater as consistently as, for instance, adenoviruses. This dissertation yields the same results as similar studies of this subject matter so that the work product further corroborates the efficiency of the MBR-technology (Membrane Bio Reactor).