Arsenentfernung

Neben Eisen und Mangan ist Arsen ein weiterer Spurenstoff, der insbesondere in reduzierten Grundwässern (Tiefenwasser) vorkommt. Arsenkontaminationen des Trinkwassers sind weltweit verbreitet. Problematisch ist, dass geringe Arsengehalte geschmacklich nicht wahrnehmbar sind. Gleichzeitig reichert sich Arsen im Körper an und kann zu einer schleichenden Vergiftung mit vielfältigen Symptomen führen, die sich unter anderem durch dunkle Hautverfärbungen und Hautkrebs an den Extremitäten äußern können.
Aufgrund seiner toxischen und krebserregenden Wirkung muss Trinkwasser mit erhöhtem Arsengehalt aufbereitet werden. Der Grenzwert von < 0,010 mg/l gilt für Wasserversorgungsanlagen, die vor dem 12. Januar 2028 in Betrieb genommen wurden, bis zum Ablauf des 11. Januar 2036.

Für Anlagen, die ab dem 12. Januar 2028 neu in Betrieb genommen werden, sowie für alle Anlagen ab dem 12. Januar 2036 gilt ein verschärfter Grenzwert von < 0,004 mg/l.

Zur Entfernung von Arsen stehen – abhängig vom Arsengehalt und der Wassermatrix – verschiedene Verfahren zur Verfügung. Arsen weist eine hohe Affinität zu Eisen auf. Bei gleichzeitig erhöhtem Eisengehalt kann Arsen durch Oxidation und anschließende Filtration vollständig oder zumindest teilweise entfernt werden.

Entfernung durch Oxidation
Durch den Einsatz von Ozon oder anderen starken Oxidationsmitteln kann die Arsenentfernung gemeinsam mit der Enteisenung und Entmanganung in einer Filterstufe erfolgen. Dabei wird Arsenit zu Arsenat oxidiert, das im Filter zurückgehalten wird. Aufgrund der hohen Affinität zu Eisen lagert sich das Arsenat an Eisenhydroxid an und wird bei der Filterrückspülung zusammen mit dem Eisen- und Manganschlamm aus dem Filterbett entfernt.
Ist im Wasser kein Eisen enthalten, kann die Dosierung eisenhaltiger Flockungsmittel erforderlich sein.

Entfernung durch Adsorption
Bei geringen Arsengehalten ist eine Filtration über adsorptiv wirkende Filtermaterialien wie z. B. granuliertes Eisenhydroxid (GEH) möglich. Dabei lagert sich Arsen an das GEH-Material an. Voraussetzung ist, dass Eisen und Mangan vor der Adsorption vollständig aus dem Wasser entfernt werden. Mit Adsorptionsfiltern kann Arsen bis unter die Nachweisgrenze entfernt werden. 
Adsorptionsfilter sind nicht rückspülbar. Nach Erschöpfung des Materials muss dieses vollständig ausgetauscht werden. In der Regel werden Standzeiten von zwei bis drei Jahren erreicht. Vorteilhaft ist die einfache Anlagenausführung mit niedrigem Wartungsaufwand und einfacher Betriebsweise.  

Entfernung durch Fällung
Ein weiteres Verfahren (insbesondere für Grooßanlagen) ist die Fällung durch Dosierung von Eisensalzen vor einer Filterstufe. Dabei bindet sich Arsen – ähnlich wie bei der Adsorption – an den entstehenden Eisenschlamm und wird anschließend abfiltriert. 
Nachteilig ist der vergleichsweise hohe Schlammanfall, der in der Regel eine aufwändige Schlammbehandlung mit Entwässerung und Pressung erfordert. 

Entfernung durch Nanofiltration (NF) oder Umkehrosmose (RO)
Beide Arsenformen können mittels Umkehrosmose zuverlässig aus dem Wasser entfernt werden. Dieses Verfahren ist insbesondere dann sinnvoll, wenn vollentsalztes Wasser (z. B. für Prozesswasser) benötigt wird. Zu berücksichtigen sind jedoch der hohe Energiebedarf, die erhöhte Abwassermenge sowie eine bis zu 30 % höhere Wasserförderung. Zudem ist der Einsatz chemischer Zusatzstoffe erforderlich.

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