Zusammenfassung Hintergrund, Ziel und Zweck Die Anwendung von Nanosilber nimmt zwar stetig zu, doch die Kenntnisse zum Vorkommen nanoskaligen Silbers in Abwässern und zum Verhalten in Kläranlagen sind gering. Untersuchungen unter realen Betriebsbedingungen fehlen sogar vollständig. In der vorliegenden Studie wurde Nanosilber mit folgenden Zielen untersucht: 1) Hemmung der Nitrifikationsleistung im Belebtschlamm einer Kläranlage, 2) Erstellung einer Massenbilanz für Nanosilber in einer Pilotkläranlage und 3) Verifizierung der Bilanz durch eine Untersuchung in einer realen kommunalen Kläranlage, in die durch einen Indirekteinleiter partikuläres Silber eingetragen wird.Methoden Der Einfluss von vier marktüblichen Nanosilberadditiven auf die Ammoniumoxidation im Belebtschlamm wurde in Batchreaktoren bei zwei Konzentrationen (1, 100 mg/L Ag) und zwei Expositionszeiten (2 h, 6 Tage) untersucht. In einer Pilotkläranlage in der Größe von 70 Einwohnerwerten wurde partikuläres Silberchlorid und metallisches Nanosilber jeweils für die Dauer zweier Schlammalter (25 Tage) Schlüsselwörter Abwasserreinigung · Elimination · Kläranlage · Massenbilanz · Nanosilber · Nitrifikationsleistung · Silberionen · Trockensubstanz
Fate of nanosilver in wastewater treatment plants and their impact on nitrification activity in sewage sludgeAbstract Background, aim and scope The application of nanosilver is increasing. Knowledge on the fate and behavior of nanosilver in wastewater and wastewater treatment plants is scarce. Studies under real world conditions are completely lacking. We studied (1) the impact of nanosilver on the nitrification of sewage sludge, (2) quantified the mass flow of nanosilver in a pilot-plant, and (3) verified the mass balance in a full-scale municipal wastewater treatment plant where nanosilver is introduced to the municipal plant by an indirect discharger.Materials and Methods The addition of four different nanosilver additives on ammonia oxidation in activated sludge has been studied in batch-reactors at two concentrations (1, 100 mg/L Ag) with two exposure times (2 h, 6 days). The pilot-plant treating 70 population equivalents of domestic wastewater is operated with a 12 day sludge age. Nanosilver was applied to the activated sludge tank within two sludge ages. The silver concentrations were measured in sludge and effluent samples during dosing and the following two sludge ages. The adsorption and speciation of silver particles has been analyzed using scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Influent, effluent and sludge were sampled on a fullscale plant (60 000 equivalent inhabitants) and analyzed for silver.Results Silver nitrate, metallic nanosilver, nano-scaled silver chloride and microcomposite silver did not show any effect on ammonia oxidation after the addition of 1 mg/L Ag to the activated sludge (corresponding to 250 mg Ag per kg solids). In contrast, 100 mg/L Ag inhibited the nitrification process by 100 % after the addition of silver nitrate and 20-30...