Biologische Behandlung radioaktiver Abwässer

Gegenüber dem bisherigen Verfahren konnten nebst Kosteneinsparungen von jährlich DM 250'000 eine Verminderung der Fracht radioaktiver Abfälle um den Faktor 10, eine Erhöhung des Dekontaminationsfaktors von 5 auf 20 sowie eine verbesserte Qualität des gereinigten Abwassers erzielt werden.
Der Abbau organischer Verunreinigungen durch Mikroorganismen wird in den "biologischen Stufen" der kommunalen Kläranlagen sowie entsprechender Einrichtungen von Industriebetrieben seit Jahrzehnten praktiziert. Grundsätzlich werden in diesen Stufen den Bakterien möglichst optimale Lebensbedingungen geboten. Dazu gehört insbesondere eine optimale Versorgung mit Sauerstoff. Die eigentliche Abwasserreinigung besorgen die Mikroorganismen selbständig: Durch den Abbau der organischen Schmutzstoffe gewinnen sie Energie und Rohstoffe, um sich am Leben zu erhalten und zu vermehren.
In Kernkraftwerken fallen jährlich einige hundert bis tausend Kubikmeter radioaktiv kontaminierte Waschwässer aus Wäscherei und Duschen an. Im konventionellen Verfahren werden die Verunreinigungen mittels Flockungsmittel ausgefällt und anschliessend durch Zentrifugen vom Wasser getrennt. Die Separierung ist bei diesem Verfahren häufig ungenügend, sodass ein Teil des Abwassers aufgrund zu hoher radioaktiver Belastung anschliessend eingedampft werden muss. Unkontrollierte mikrobielle Aktivität führt zudem häufig zu unerwünschten Prozessen und Bildung von Geruchsemissionen.
Dank der homogenen, gleichbleibenden Zusammensetzung des anfallenden Abwassers sowie der guten Abbaubarkeit der darin enthaltenen organischen Verschmutzungen sind die Voraussetzungen für einen Einsatz von biologischen Abbauverfahren gut. Der Abbau geschieht in einem belüfteten Waschwasserbecken innert 8-24 Stunden. In diesem Becken vermehren sich die Bakterien und bilden Flocken um Verunreinigungen (z.B. Bodenteilchen). Diese Flocken können sehr gut mit einer Zentrifuge abgetrennt werden und enthalten nahezu die gesamte Aktivität des Waschwassers. Das gereinigte Wasser kann in ein Gewässer eingeleitet werden, da es weder organische Verunreinigungen noch radioaktive Belastung in schädlicher Konzentration beinhaltet. Die abzentrifugierten Flocken liegen als Dünnschlamm vor, einem Gemisch aus Bakterien, von ihnen produziertem Schleim und anorganischen Verunreinigungen. Durch eine Nassoxidation mit Wasserstoffperoxid werden die Bakterien und der Schleim zum grossen Teil zu CO₂ und Wasser zersetzt und so aus dem Schlamm entfernt. Getrocknet beträgt der zu entsorgende Rückstand etwa 25 g je m³ Wasser. Dies entspricht etwa einem jährlichen Anfall von 160 kg für das Kernkraftwerk Gundremmingen, verglichen mit ca. 2000 kg mit der vorher praktizierten Methode. Organikanteile, die zu unerwünschten Reaktionen und Problemen bei der Konditionierung führen könnten, enthält er praktisch keine mehr.
Das Verfahren wurde mittlerweile patentiert und wird unter dem Namen BIRRA© von der NIS Hanau vermarktet.