Norrvatten är en av Sveriges största dricksvattenproducenter. Med ett ökande behov av en större produktionskapacitet och nya regleringar, planerar dem att förbättra sin reningsprocess. En aspekt som kräver omfattande undersökning är val av reningsmetod för att nå den nya gränsen från Livsmedelsverket för fyra PFAS kemikalier. PFAS är en grupp kemikalier som är mänskligt producerade sedan 1950-talet, vilka är persistenta och farliga för människors hälsa. Deras stabilitet i miljön leder till att de ackumulerar i naturen och hamnar i mat och dricksvatten. För att uppnå de nya regleringarna måste Norrvatten minska sin PFAS4 koncentration från cirka 5.7 ng/L till 4 ng/L. PFAS-separationen är planerad att genomföras via antingen aktivt kol eller en kombination där flotation även implementeras. Aktivt kol har en bevisad möjlighet att separera och destruera PFAS4, men nyligen har indikationer på en potential hos flotation uppenbarats. Dock är forskningen kring dess effektivitet begränsad vilket medför ett behov av att utvärdera dess användbarhet. Denna rapport syftar till att förse Norrvatten med ett underlag på effektiviteten och gynnsamheten med flotation inför beslutet att implementera flotation. Av den anledningen undersöktes separationseffektiviteten som uppnås i en befintlig flotationsbassäng i Norrvattens vattenverk. Genom att mäta PFAS4 koncentrationen i inflödet, utflödet och slammet kunde en borttagningseffektivitet på 19-38% bestämmas för olika belastningar. Slamkoncentrationen mättes till ungefär 200-700 ng/L. Felkällor kunde identifieras i mätningarna eftersom massbalansen inte stämde överens trots att mätosäkerheten från analysen adderades. Dessutom gjordes en omanalys av två prover som skilde sig från det förväntade resultatet, vilket gav avsevärda skillnader i resultatet. Trots att några felkällor kunde identifieras kunde inte en fullständig förklaring till avvikelserna fastställas. Trots detta kunde slutsatser dras att den uppmätta separationseffektiviteten och slamkoncentrationen kunde förse ett korrekt intervall. Dessutom indikerade resultaten att flotation inte kan appliceras enskilt för att nå koncentrationsmålet utan bör kombineras med kompletterande kolfilter f ̈or att nå gränsvärdet. Flotation ger upphov till en mer koncentrerad ström av PFAS som kräver behandling för att eliminera kemikalierna från miljöns kretslopp. Flera potentiella behandlingsmetoder identifierades för hur slammet kan hanteras. Jämförelsen inkluderade aktivt kolfilter, jonbytare, membran, oxidationsprocesser, sonolys, förbränning, deponi, jordrening, flotation, skumfraktionering, behandling på reningsverk och återanvändning för jordförbättring. Metoderna jämfördes utifrån bevisad robusthet, kostnad och applicerbarhet. Ett möjligt slamhanteringsalternativ visade sig vara ett sekundärt steg med flotation, förbränning av det uppkoncentrerade slammet och behandling av permeatet med jonbytare. Med den föreslagna slamhanteringen kunde implementering av flotation utvärderas baserat på maximal PFAS destruktion, ekonomi, koldioxidutsläpp och energiförbrukning. Det visade sig att energiförbrukningen är större för processen som inkluderar flotation men koldioxidutsläppen är mindre. Dock är det möjligt att avgränsningarna för koldioxid kan ha gynnat flotationsprocessen eftersom utsläpp från reaktivering av kolfilter inkluderades men inte utsläpp från förbränning eller energiproduktion. PFAS destruktionen blev ungefär 1-2% större för processen med exklusivt kolfilter eftersom flotationsprocessen innehåller ytterligare en ström som släpper ut PFAS efter behandling med jonbytare. Det mest ekonomiska alternativet visade sig bero på koncentrationsgränsen där implementering av flotation var dyrare för en PFAS4 koncentration på 4 ng/L i dricksvattnet, men billigare vid en gräns på 3 ng/L. Slutligen upptäcktes det att volymen av sekundärt slam som beräknades att skickas till förbränning har en stor påverkan på driftkostnaderna. Därför bör optimeringar genomföras för att minimera den sekundära slamvolymen om flotation implementeras. / Norrvatten is one of the largest drinking water producers in Sweden. With the need to increase their production capacity and new regulations, they are planning to improve their treatment process. One aspect that requires extensive investigation, is the treatment approach to reach the new limit from the Swedish Food Agency of four PFAS chemicals. PFAS is a group of chemicals that have been humanely produced since the 1950s, which are persistent and hazardous to human health. Their environmental stability causes them to accumulate in nature and ends up in foods and drinking water. To fulfill the new regulations, Norrvatten has to decrease the PFAS4 concentration in their drinking water from approximately 5.7 ng/L to 4 ng/L. The removal is planned to be achieved through either activated carbon filters or a combination where dissolved air flotation is included. Activated carbon has a proven separation and destruction possibility for PFAS4 but recently, DAF has appeared to be a promising alternative. However, there is limited research on its efficiency, which establishes a need for investigations on the potential of DAF for PFAS removal. To navigate Norrvatten through the decision between exclusively applying GAC filters or implementing a combination with DAF, this thesis intends to provide a basis of its efficiency and favorability. Therefore, this thesis investigated the removal efficiency that was obtained in one existing DAF basin in Norrvattens waterworks. By measuring the PFAS4 concentration in the inlet, outlet, and sludge flow, a removal efficiency of 19-38% was acquired for different flow levels. In addition, the sludge concentration was measured to approximately 200-700 ng/L in the water phase. Presence of sources of errors could be identified in the measurements as the mass balance did not add up despite the addition of the measurement uncertainty in the analysis. Also, two samples were analyzed twice as the results differed from the expected results, which provided significant variations. Although some sources of error were identified, a full explanation for the differing results could not be disclosed. However, through some consistency, it was possible to conclude that the removal efficiency and sludge concentration could provide an accurate interval to illustrate the reality. In addition, the results indicate that DAF cannot be applied alone to reach the concentration goal, but has to be combined with additional GAC filters to reach the target. DAF provides a separation of PFAS into a sludge stream that requires treatment to remove the chemicals from the environmental cycle. To investigate how the sludge could be managed, several treatment methods were identified. The comparison included GAC, AIX, membranes, oxidation processes, sonolysis, incineration, landfill, soil cleaning, DAF, foam fractionation, treatment at a wastewater facility, and reuse for soil improvement. The methods were compared based on proven robustness, cost, and applicability. It was concluded that a viable alternative was to transfer the sludge to a second stage of DAF, incinerate the concentrated sludge, and treat the permeate with AIX. From the sludge management proposal, the implementation of DAF was analyzed based on maximum PFAS destruction, economics, carbon emissions, and energy requirements. It was found that the energy requirement was larger for the process including DAF but the carbon emissions are smaller. However, the delimitations on the carbon emissions may have been in favor of the DAF process as the GAC reactivation emissions are included but emissions due to incineration or energy production are excluded. The PFAS destruction was approximately 1-2% larger for the process that excluded DAF as an additional stream containing PFAS would be released into the environment after AIX, which is not present when only GAC is implemented. The economic out-come depended on the concentration limit, where implementation of DAF was more expensive for a treatment target of 4 ng/L in the drinking water and more economical for 3 ng/L. Lastly, it was found that the volume of the concentrated sludge that would be sent for incineration had a large impact on the operational cost. Therefore, if DAF is implemented optimizations are of relevance to minimize the volume of that stream.

This study evaluated the combination of ozone and granular activated carbon (GAC) treatment for the removal of sulfide and disinfection byproduct (DBP) precursors in drinking water at the pilot-scale. The research conducted was performed at the Auxiliary (Aux) and Main Water Treatment Plants (WTPs) in Sanford, Florida. Both WTPs rely upon groundwater sources that contain total sulfide ranging from 0.02 to 2.35 mg/L and total organic carbon (TOC) ranging from 0.61 to 2.20 mg/L. The Aux WTP’s raw water contains, on average, 88% more sulfide and 24% more TOC than the Main WTP. Haloacetic acids (HAA5) and total trihalomethanes (TTHMs) comprise the regulated forms of DBPs. HAA5 are consistently below the maximum contaminant level (MCL) of 60 μg/L, while TTHM ranges from 70 to 110 μg/L, at times exceeding the MCL of 80 μg/L in the distribution system. Ozone alone removed total sulfide and reduced UV-254 by about 60% at the Aux Plant and 35% at the Main Plant. Producing an ozone residual of 0.50 mg/L prevented the formation of bromate while removing approximately 35 to 60% concentration of DBP precursors as measured by UV-254. Operating the GAC unit at an empty bed contact time (EBCT) of 10 minutes for the Aux Plant and 5.5 minutes for the Main Plant resulted in 75% and 53% of UV-254 reduction, respectively. The average 120 hour TTHM formation potential for the Aux and Main Plants were 66 μg/L and 52 μg/L, respectively, after treatment by ozone and GAC. GAC exhaustion was deemed to have occurred after seven weeks for the Aux Plant and eleven weeks for the Main Plant. The GAC columns operated in three phases: an adsorption phase, a transitional phase, and a biologically activated carbon (BAC) phase. The GAC adsorption phase was found to produce the lowest TTHMs; however, TTHMs remained less than 80 μg/L during the BAC stage at each plant. BAC exhaustion did not occur iv during the course of this study. Ozone-GAC reduced chlorine demand by 73% for the Aux Plant and 10% for the Main Plant.

Per- and polyfluorinated substances (PFAS) are used in many areas of application due to their many beneficial properties such as heat resistance. insulator and water- and oil repellent. PFAS containing products can often be found in landfills and their leachate. This study compares the two common treatment techniques granulated activated carbon (GAC) and anion exchange (AIX) for treating groundwater at a landfill site. The removal efficiencies of the PFAS found at the site were determined for both methods as well as the cost of treatment for removal efficiencies at 99, 95, 90, 85, 80 and 50 % for one cubic metre of groundwater. Twenty different PFAS were found and the removal efficiency of ∑PFAS ranged between 4 – 90 % for two stage GAC and 30 – 100% for AIX. Within the groups perfluoroalkyl carboxylic acid (PFCA) and perfluorosulfonic acid (PFSA), both methods were most efficient in removing long chains. PFSA generally had a higher removal efficiency than PFCA. The cost of removing PFAS was related to the removal efficiency. Since AIX had a higher removal efficiency the cost became lower, despite the filter media costing nearly seven times more than GAC’s. The costs of removing PFCA and PFSA were 3.1 – 32 and 2.3 – 6.5 euros/m3 groundwater for removal of 50 – 99% using AIX. For GAC, the cost could not be calculated for 99 % removal since the removal efficiencies were too low for the Lin and Huang adsorption model to work. For 50 – 95% removal the costs for PFCA and PFSA were 2.9 – 23.1 and 2.8 – 6.9 euros/m3 groundwater.

A stable mixed culture, deposited as ATCC 55644, previously shown to degrade petroleum hydrocarbons at relatively high concentrations was used as the source of inoculum. This culture was grown in Stanier’s minimal media, either in the presence of different concentrations of naphthalene, nitrobenzene and toluene (NNT) or naphthalene and toluene (NT) as the sole source of C and/or N. Results showed that the majority of the strains isolated from the mixed culture were able to grow in the presence of NNT or NT. A total of 20 different isolates were isolated from the mixed culture. Individual isolates were grown in Stanier’s minimal medium containing a single hydrocarbon as the source of carbon or carbon and nitrogen. Only one strain was found to grow solely in the presence of nitrobenzene as the source of C and N. Most of the other isolates were able to grow in the presence of naphthalene, toluene, acenaphthene, anthracene, fluoranthene and phenanthrene, n-dodecane, hexadecane, n-pentadecane, n-tetradecane, and n-octadecane. Planktonic and immobilized cells of the controlled mixed culture (ATCC 55644) were grown in separate Sequential Batch Reactors (SBR) using Stanier's media, to which naphthalene, nitrobenzene and toluene were added as the sole source of C and/or N. Biodegradation was determined by measuring the residual hydrocarbon in the SBR and the amount of trapped volatile organic carbon (VOC) and the evolved CO2. Gas chromatography data showed that immobilized cells were able to degrade NNT faster than the planktonic cells. This observation was confirmed by CO2 evolution. Over time the loading of hydrocarbon was significantly increased from a starting level of 400 ppm (Naphthalene), 100 ppm (Nitrobenzene), and 500 ppm (toluene), to a final level of 3000 ppm (Naphthalene), 400 ppm (Nitrobenzene), and 1600 ppm (toluene). While increasing nutrient loading, the frequency of re-feeding with hydrocarbons was changed from an initial re-feeding every 60 hrs to a final re-feeding frequency of 18 hrs. The experiments clearly showed that the attached, mixed microbial community was able to effectively and rapidly degrade high concentrations of hydrocarbons. This demonstrated the practical advantages of employing attached, mixed microbial cultures in a SBR.

The diploma thesis deals with micro-fuels in drinking water sources and their subsequent removal. In the thesis mainly pesticides and pharmaceuticals are described. The reader is first introduced to the most common pesticides occurring in water and their consumption. Drugs are described in a similar context. In addition, there are practical studies on the occurrence, degradation and removal of micro-pollutants from water. The final thesis is a laboratory experiment dealing with the removal of salicylic acid from water by filtration through the filtration material Bayoxide E33 and activated carbon. The thesis describes the procedure and results of the experiment.

Zur Entfernung von anthropogenen organischen Spurenstoffen werden bei der Wasseraufbereitung sehr oft Aktivkohle-Festbettadsorber eingesetzt. Dabei konkurrieren die organischen Einzelstoffe während des Adsorptionsprozesses mit dem adsorbierbaren Anteil der natürlichen Wasserinhaltsstoffe um die aktiven Zentren der Aktivkohle. Durch dieses Konkurrenzverhalten ist es sehr schwierig, für einen zu untersuchenden organischen Einzelstoff seine Entfernbarkeit mittels Aktivkohle abzuschätzen. Gleichzeitig werden der Liste der aus dem Wasser zu entfernenden Substanzen ständig neue Stoffe hinzugefügt. Deshalb wäre es wünschenswert, eine schnelle, einfache und kostengünstige Methode zu haben, mit der unter wasserwerksnahen Bedingungen die Entfernbarkeit eines organischen Einzelstoffs bei der Aktivkohlefiltration in einem Großfilter bestimmt werden kann. Da die bisher entwickelten Methoden nicht in der Lage sind, all diese Vorgaben zu erfüllen, sollte im Rahmen dieser Arbeit eine neue Methode zur Beurteilung der Entfernbarkeit organischer Einzelstoffe mittels Aktivkohlefiltration entwickelt werden. Es wurde ein Aktivkohle-Kleinfiltertest konzipiert und aufgebaut, der eine Einstufung von organischen Substanzen, die auf den Rückhaltepotenzialen von Aktivkohlefiltern basiert, ermöglichen soll. Um die Einstufung nach Sontheimer in trinkwasserrelevante und nicht-trinkwasserrelevante Substanzen vornehmen zu können, wurde ein spezielles Bewertungskonzept entwickelt, das auf die Aktivkohle-Kleinfiltertest-Durchbruchskurven der verschiedenen organischen Einzelstoffe angewendet werden kann. Da der Kleinfiltertest einfach und kostengünstig durchzuführen sein sollte, wurde bei der Auslegung des gesamten Versuchaufbaus darauf geachtet, dass nur Zukaufteile oder Teile verwendet wurden, die sich aus Glas fertigen ließen. Die Versuchsparameter wurden so gewählt, dass die Versuchsvorbereitung und -durchführung nicht zu zeit- und arbeitsintensiv ist. Als Standard für die Versuchsdurchführung wurde eine handelsübliche und in der Wasseraufbereitung weitverbreitete Kohlesorte (F 300) und als Matrix Leitungswasser verwendet. Die Filterzulaufkonzentration des organischen Einzelstoffs wurde auf 500 µg/l festgelegt. Durch verschiedene Vorversuche konnte gezeigt werden, dass der Aktivkohle-Kleinfilter die kinetischen Vorgaben erfüllt und es zu keinen unerwünschten Effekten wie Kanalbildung oder Randeinflüssen kommt. Die Validierung der neu entwickelten Versuchsmethode ergab, dass die Kleinfilter-Durchbruchskurven von Substanzen, deren Entfernbarkeit in Aktivkohlefiltern von Wasserwerken bekannt ist (1,1,1-Trichlorethan, EDTA, Trichlorethen, Atrazin, Isoproturon), plausibel sind. Die Durchbruchsreihenfolge und der Durchbruchsbeginn der einzelnen Substanzen im Kleinfilter waren identisch mit denen in einem Großfilter. Zudem war die Trennschärfe des Kleinfilters für die schlecht (1,1,1-Trichlorethan und EDTA), mäßig (Trichlorethen) und gut (Atrazin und Isoproturon) zu entfernenden Substanzen ausreichend, so dass eine Einstufung in Entfernbarkeitsklassen ohne Probleme vorgenommen werden konnte. Um die organischen Einzelstoffe aufgrund der mit dem Kleinfiltertest aufgenommenen Durchbruchskurven einstufen zu können, musste ein Kriterium für die Trinkwasserrelevanz nach Sontheimer gefunden werden, das sich direkt aus den Durchbruchskurven ableiten lässt. Es bot sich an, eine bestimmte Ablaufkonzentration, die nach einer bestimmten Versuchslaufzeit erreicht wird, als Kriterium festzulegen. Durch die Durchbruchskurven der Stoffe, die bei der Validierung des Kleinfiltertests zum Einsatz kamen, wurde das Kriterium bei einem 10%igen Durchbruch nach 15000 BVT festgelegt. Mit Hilfe des Bewertungskonzepts wurden verschiedene organische Einzelstoffe, deren Entfernbarkeit in einem Wasserwerks-Aktivkohleadsorber nicht oder nur unzureichend bekannt war, anhand der jeweiligen Kleinfilter-Durchbruchskurven eingestuft (MTBE, ETBE, Amidotrizoesäure, Iopamidol).

This dissertation describes electrochemical oxidation of Padan 95 SP on Boron-doped diamond (BDD) electrode mainly by •OH radicals (which was measured by indirect method, i.e: the formation of 2-Hydroxylterephthalic acid (2-HTA)), Electro-Fenton and the combination with adsorption technology for increasing total organic carbon (TOC) removal efficiency. In this study, the formation of 2-HTA on BDD electrode via the reaction between terephthalic acid (TA) and •OH as a method to quantify hydroxyl radical formation was investigated. The degradation of Cartap in Padan 95SP (95 % Cartap) on BDD was investigated. Operating parameters such as applied current density, types of electrolyte and initial concentration of Padan 95SP were varied in order to determine their effect on the degradation efficiency of Cartap. The concentration of Cartap was determined by UV-Vis spectroscopy according to 5,5-Dithiobis-(2-nitrobenzoic acid) (DTNB) procedure. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC-MS) were used to characterize the commercial Padan 95SP and the formation of by-products. The optimal conditions for Cartap degradation by electrochemical process have been established: concentration of electrolyte: 0.05 M Na2SO4, initial concentration of Padan 95SP: 300 mg·L-1, pH = 3, current density: j = 20 mA·cm-2. At this condition, Cartap decreases to 41 %, TOC decay reaches 8 %. To increase TOC decay at higher Padan 95 SP concentration in aqueous solution, the combination technique of electrochemical process with other techniques was proposed, e.g.: Electro-Fenton technique, pre-oxidizing by NaOCl or the Electro-Adsorption combination. In the Electro-Fenton technique, we investigated the influence of factors such as the presence of NaOCl in pretreatment of process, affects of H2O2 concentration, Fe2+ dosage, co-catalysts metals ion and pH. The efficiency shows approximately 80 % of TOC removed at 700 mg·L-1 Padan 95 SP. The combination of electrochemical with adsorption method shows the efficient removals of TOC and Padan 95SP (95 % Cartap) based on reagents oxidation in electrochemical process and adsorption of granular activated carbon (GAC), respectively. The influence of factors such as supporting electrolytes, flow rate, bed height, recycling number as well as initial concentration were investigated in order to determine their effects on TOC removal. The efficiency of this combination shows approximately 75 % of TOC and more than 90 % of Cartap removed at 700 mg·L-1 Padan 95 SP. Fourier Transform Infrared (FT-IR) and (Brunauer–Emmett–Teller) BET surface analysis were applied to investigate GAC before and after usage. The results have shown that the application of electrochemical technique with other methods can be the potential option for treatment of wastewater containing Padan 95 SP. / Diese Dissertation befasst sich mit der Reduktion des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) aus wässriger Lösung, die Padan 95 SP enthält. Als Methoden zur Minimierung von TOC wurden die elektrochemische Oxidation von Padan 95 SP auf Bor-dotierter Diamant (BDD) Elektroden durch •OH Radikale, Elektro-Fenton und die Kombination mit Adsorptionstechnologien verwendet. Die •OH Radikale wurden dabei durch indirekte Methoden, z. B. die Bildung von 2-HTA gemessen. Zur Quantifizierung der Hydroxylradikalbildung wurde in dieser Studie die Bildung von 2-Hydroxylterephthalsäure (2-HTA) an BDD-Elektroden über die Reaktion zwischen Terephthalsäure (TA) und •OH untersucht. Weiterhin befasst sich die Arbeit mit dem Abbau von Cartap in Padan 95SP (95% Cartap) auf BDD über die Reaktion zwischen Cartap und Hydroxylradikalen. Betriebsparameter wie die angewandte Stromdichte, die Elektrolytarten und die Anfangskonzentration von Padan 95SP wurden variiert, um ihre Wirkung auf die Abbaueffizienz von Cartap zu bestimmen. Die Konzentration von Cartap wurde mittels UV-Vis-Spektroskopie mit dem 5,5-Dithiobis-(2-Nitrobenzoesäure) (DTNB) Verfahren bestimmt. Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) und Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC-MS) wurden verwendet, um das kommerziell erhältliche Padan 95SP und die Bildung von Nebenprodukten beim Abbau von Cartap zu charakterisieren. Die optimalen Bedingungen für die Cartap-Degradation durch den elektrochemischen Prozess wurden festgelegt: Konzentration des Elektrolyten: 0.05 M Na2SO4, Padan 95SP Anfangskonzentration: 300 mg·L-1, pH = 3, Stromdichte: j = 20 mA·cm-2. Unter diesen Bedingungen sinkt Cartap auf 41% und der TOC erreicht 8 % des jeweiligen Ausgangswertes. Um den TOC-Zerfall bei höher Padan 95 SP Konzentration in Wasser zu erhöhen, wurde die Kombination des elektrochemischen Prozesses mit anderen Techniken vorgeschlagen, z.B.: Elektro-Fenton-Technik, Oxidation mit NaOCl, oder die Kombination des elektrochemischen Prozesses mit einem Adsorptionsprozess. Bei der Elektro-Fenton-Technik wurde der Einfluss von Faktoren wieder Anwesenheit von NaOCl in der Prozessvorbehandlung, Auswirkungen der H2O2-Konzentration, Fe2+-Dosierung, Metallionen als Cokatalysatoren und der pH-Wert der Lösung untersucht, um die Wirkung auf die Abbau-Effizienz für Cartap zu bestimmen. Es konnten mit dieser Methode rund 80 % TOC, ausgehend von 700 mg·L-1Padan 95SP, entfernt werden. Die Kombination des elektrochemischen Prozesses mit einer Adsorptionsmethode ermöglicht eine effiziente Entfernung von TOC und Padan 95SP (95% Cartap). Dies basiert auf der Oxidation und anschließender Adsorption auf granularer Aktivkohle (GAC). Der Einfluss von Faktoren wie Leitelektrolyten, Flussrate, Betthöhe, Recyclingzahl sowie die Anfangskonzentration von Padan 95 SP wurde untersucht, um deren Auswirkungen auf die TOC Entfernung zu bestimmen. Durch die Kombination konnten so 75% desTOC und mehr als 90% Cartap bei 700 mg·L-1Padan 95 SP entfernt werden. Fourier-Transformations-Infrarot (FT-IR) und BET-Oberflächenanalyse wurden angewendet, um GAC vor und nach der Verwendung zu untersuchen. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Kombination des elektrochemischen Prozesses mit anderen Methoden eine potentielle Option für die Behandlung von Abwasser, das Padan 95 SP enthält, sein kann.

Zur Entfernung von anthropogenen organischen Spurenstoffen werden bei der Wasseraufbereitung sehr oft Aktivkohle-Festbettadsorber eingesetzt. Dabei konkurrieren die organischen Einzelstoffe während des Adsorptionsprozesses mit dem adsorbierbaren Anteil der natürlichen Wasserinhaltsstoffe um die aktiven Zentren der Aktivkohle. Durch dieses Konkurrenzverhalten ist es sehr schwierig, für einen zu untersuchenden organischen Einzelstoff seine Entfernbarkeit mittels Aktivkohle abzuschätzen. Gleichzeitig werden der Liste der aus dem Wasser zu entfernenden Substanzen ständig neue Stoffe hinzugefügt. Deshalb wäre es wünschenswert, eine schnelle, einfache und kostengünstige Methode zu haben, mit der unter wasserwerksnahen Bedingungen die Entfernbarkeit eines organischen Einzelstoffs bei der Aktivkohlefiltration in einem Großfilter bestimmt werden kann. Da die bisher entwickelten Methoden nicht in der Lage sind, all diese Vorgaben zu erfüllen, sollte im Rahmen dieser Arbeit eine neue Methode zur Beurteilung der Entfernbarkeit organischer Einzelstoffe mittels Aktivkohlefiltration entwickelt werden. Es wurde ein Aktivkohle-Kleinfiltertest konzipiert und aufgebaut, der eine Einstufung von organischen Substanzen, die auf den Rückhaltepotenzialen von Aktivkohlefiltern basiert, ermöglichen soll. Um die Einstufung nach Sontheimer in trinkwasserrelevante und nicht-trinkwasserrelevante Substanzen vornehmen zu können, wurde ein spezielles Bewertungskonzept entwickelt, das auf die Aktivkohle-Kleinfiltertest-Durchbruchskurven der verschiedenen organischen Einzelstoffe angewendet werden kann. Da der Kleinfiltertest einfach und kostengünstig durchzuführen sein sollte, wurde bei der Auslegung des gesamten Versuchaufbaus darauf geachtet, dass nur Zukaufteile oder Teile verwendet wurden, die sich aus Glas fertigen ließen. Die Versuchsparameter wurden so gewählt, dass die Versuchsvorbereitung und -durchführung nicht zu zeit- und arbeitsintensiv ist. Als Standard für die Versuchsdurchführung wurde eine handelsübliche und in der Wasseraufbereitung weitverbreitete Kohlesorte (F 300) und als Matrix Leitungswasser verwendet. Die Filterzulaufkonzentration des organischen Einzelstoffs wurde auf 500 µg/l festgelegt. Durch verschiedene Vorversuche konnte gezeigt werden, dass der Aktivkohle-Kleinfilter die kinetischen Vorgaben erfüllt und es zu keinen unerwünschten Effekten wie Kanalbildung oder Randeinflüssen kommt. Die Validierung der neu entwickelten Versuchsmethode ergab, dass die Kleinfilter-Durchbruchskurven von Substanzen, deren Entfernbarkeit in Aktivkohlefiltern von Wasserwerken bekannt ist (1,1,1-Trichlorethan, EDTA, Trichlorethen, Atrazin, Isoproturon), plausibel sind. Die Durchbruchsreihenfolge und der Durchbruchsbeginn der einzelnen Substanzen im Kleinfilter waren identisch mit denen in einem Großfilter. Zudem war die Trennschärfe des Kleinfilters für die schlecht (1,1,1-Trichlorethan und EDTA), mäßig (Trichlorethen) und gut (Atrazin und Isoproturon) zu entfernenden Substanzen ausreichend, so dass eine Einstufung in Entfernbarkeitsklassen ohne Probleme vorgenommen werden konnte. Um die organischen Einzelstoffe aufgrund der mit dem Kleinfiltertest aufgenommenen Durchbruchskurven einstufen zu können, musste ein Kriterium für die Trinkwasserrelevanz nach Sontheimer gefunden werden, das sich direkt aus den Durchbruchskurven ableiten lässt. Es bot sich an, eine bestimmte Ablaufkonzentration, die nach einer bestimmten Versuchslaufzeit erreicht wird, als Kriterium festzulegen. Durch die Durchbruchskurven der Stoffe, die bei der Validierung des Kleinfiltertests zum Einsatz kamen, wurde das Kriterium bei einem 10%igen Durchbruch nach 15000 BVT festgelegt. Mit Hilfe des Bewertungskonzepts wurden verschiedene organische Einzelstoffe, deren Entfernbarkeit in einem Wasserwerks-Aktivkohleadsorber nicht oder nur unzureichend bekannt war, anhand der jeweiligen Kleinfilter-Durchbruchskurven eingestuft (MTBE, ETBE, Amidotrizoesäure, Iopamidol).