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Sichere und vollständige Entfernung von Zebramuscheln

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Chemiefreie Entfernung von Zebramuscheln

Flusswasser

Infos, Challenge & Lösung

Information

Information über die Zebramuschel (Dreissena polymorpha) Wandermuschel, Dreiecksmuschel, Dreikantmuschel

Im adultem Stadium erreicht die Zebramuschel Dreissena polymorpha eine Höhe von 13 bis 18 mm, eine Länge von 26 bis 40 mm und eine Dicke von 17 bis 20 mm (Glöer & Meier-Brook 2003). Ihre Schalen sind dreikantig, kahnartig geformt, gelblich bis hellbraun gefärbt und weisen oftmals dunkelbraune bis schwarze, meist gezackte oder gewellte Streifen auf, die jedoch mit zunehmenden Alter nachlassen (Glöer & Meier-Brook 2003, Kileen et al.2004). Die Innenseite der Muschel ist weiß bis lila gefärbt. Insgesamt sind die Variationen in der Farbgebung groß. Es treten auch fast einfarbige Exemplare auf (Kileen et al.2004). Ihre Form ähnelt entfernt der aus Westafrika stammenden und in Deutschland eingeschleppten Brackwasserdreiecksmuschel(Congeria leucophaeata), die jedoch kleiner und langgestreckter ist und keinen Kiel aufweist. Ihr fehlt ebenfalls die charakteristische Zeichnung der Wandermuschel. Eine weitere Verwechslungsmöglichkeit besteht mit der Quagga-Muschel (Dreissena rostriformis bugensis), einer ebenfalls invasiven Schwesternart, die 2007 erstmals in Deutschland nachgewiesen wurde (Imo et al. 2010). Lebensraum Dreissena polymorphakommt in Flüssen, Kanälen, Stauseen und Seen vor. Bevorzugt besiedelt sie langsam fließende Gewässer. Seltener tritt sie in Brackwasserhabitaten auf (Nehring & Leuchs 1999). Sie toleriert ein gewisses Maß an Schadstoffen und Salzen (Glöer & Meier-Brook 2003, IKSR 2009). Ebenso verträgt sie geringe Sauerstoffgehalte (Neumann 1990). Hinsichtlich der physiko-chemischen Parameter präferiert sie pH-Werte > 7, eine Wassertemperatur < 30°C und eine Salinität von < 5 ppt (Kileen et al.2004). Biologie Die Zebramuschel ernährt sich von Plankton und Detritus, das sie aus dem Wasser filtriert. Sie erreicht ein Alter von bis zu 10 Jahren. Nach einem Jahr ist sie geschlechtsreif und kann bis zu 1 Millionen Eier im Jahr produzieren. Die Befruchtung erfolgt im freiem Wasser. Die Larven von Dreissena polymorpha sind freischwimmend. Sie können mehrere Wochen, wie etwa bei Wasserstandsschwankungen, auf dem Trockenen überleben (Schmedtje & Kohmann 1992). Sie besiedelt vorzugsweise Holz und Steine, aber auch Mauern, Boote und Schiffe, indem sie mit ihrer Byssusdrüse Fäden produziert, um sich an Hartsubstrat zu haften. Optional lässt sie sich auf Muscheln und Krebsen nieder. Die Zebramuschel tritt oft klumpenweise auf. Sie konkurriert mit Hartsubstratbesiedlern um den Lebensraum, zu denen u. a. Schwämme, Moostierchen, Köcherfliegenlarven und auch Schlickkrebse, wie zum Beispiel Chelicorophium curvispinum zählen (Nehring & Leuchs 1999). Herkunft und Einwanderungsweg Bis zu den Eiszeiten im Quartär war die Zebramuschel im mitteleuropäischen Raum weit verbreitet. Im Quartär reduzierte sich ihr Verbreitungsgebiet auf die pontokaspische Region, d.h. den Raum des Schwarzen Meeres und des Kaspischen Meeres. 1824 wurde Dreissena polymorpha erstmals wieder in Deutschland gefunden (Nehring 2005, Thienemann 1950). In den Folgejahren erfolgten Nachweise in der Havel und aus der Rheinmündung in den Niederlanden. Wenig später war die Muschel bereits in vielen weiteren Flusssystemen Norddeutschlands verbreitet (Böhmer et al. 2001). Dazu trug im Wesentlichen der Bau von Kanälen bei. Über den Verlauf der Wiederbesiedlung bestehen kontroverse Ansichten. Es ist anzunehmen, dass sich die Zebramuschel bzw. ihre Larven auf mehreren Wegen im Ballastwasser oder im Aufwuchs von Schiffen ihren einstigen Lebensraum wieder erschloss. Mögliche Ausbreitungswege verliefen über die Donau (Schmedtje & Kohmann 1992) bzw. über Dnjepr, Pripjet, Oginsky-Kanal, Memel und Ostsee (Thienemann 1950). Es kann ebenfalls nicht gänzlich ausgeschlossen werden, dass Reliktpopulationen aus dem Tertiär in Seen verweilten und sich von dort aus wieder ausbreiten konnten (Thienemann1950).

Challenge

Sieben verschiedene Filtrationssysteme schieden bereits im Vorfeld aus, da sie kurzfristig verblockten und z.T. massive Fehlfunktionen zeigten. Teilweise wurde auf "erprobte Lösungen" zurückgegriffen, die jedoch ebenfalls kläglich an den hartnäckigen Muscheln scheiterten.

Betrieb vor Pilotierung / Ausgangssituation

Neben der ineffizienten vorhanden Filtration mit 2 riesigen Trommelfiltern, die zudem ein Rechteckmaschengewebe aus Edelstahl hatten, wurde mit konzentrierter Natriumhypochloritlösung desinfiziert, was hohe Kosten mit sich zog. Weiter musste abwechselnd je ein Filter außer Betrieb genommen und aufwendig mit Hochdruck, Salpetersäure und Natronlauge gereinigt werden. Das Reinigungsprozedere dauerte jeweils 4 Wochen.

Allgemeine Situation

Heute leiden Kraftwerke, Stahlwerke und Chemieunternehmen enorm unter dem Befall der See- und Flussbewohner, die sich im Kühlwasser vermehren und ganze Rohrsysteme und Wärmetauscheranlagen außer Gefecht setzen - und damit Jahr für Jahr Schäden in Höhe von mehreren Millionen Euro / Dollar verursachen.

Bedigungen

Die angestrebte Pilotierung im Teilstrom von bis zu 10 m³/h sollte den ganzen Zeitraum des Muschelwachstums ohne Störung mit höchster Abscheiderate (>80%) hinsichtlich Muscheleier (rund 10µm) und Muschellarven (bis zu 200 µm)laufen. Während der Zeit sollte ein effizientes und umweltfreundliches CIP-Reinigungskonzept für die Disketten der Scheibenfilter erstellt werden.

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Die Lösung

Technische Lösung

Es kamen seinerzeit Scheibenfilter mit einer speziellen Diskettenbespannung zum Einsatz. Das Gewebe war ein Quadratmaschengewebe aus Polyester. Bereits nach kurzer Zeit stellte sich eine Abscheiderate für die Eier und Larven von 99,9% dar. Ein störungsfreier und sicherer Betrieb konnte über 6 Monate aufrechterhalten werden. Die Reinigung der Disketten während der Pilotierung passierte nur und ausschließlich mit Wasser. Dennoch gelang es ein Reinigungskonzept zu entwickeln, das während des laufenden Filtrationsbetriebs angewendet werden konnte, ohne den Betrieb zu unterbrechen.

Reinigungskonzept

Ein neuentwickelter Spezialreiniger sicherte eine Reinigung über das im Scheibenfilter integrierte Spülsystem, so dass die schmutzigen Disketten binnen 20 min während des laufenden Betriebs in nahezu Neuzustand versetzt werden konnten.

01

ERGEBNISSE

99,9 % Entfernung der Muscheln ohne Störung bereits im Ei- und Larvenstadium

02

REINIGUNGSKONZEPT

Disketten wurden mit Hochdruck (Wasser) gereinigt und turnusmäßig chemisch abgereinigt

03

VORTEILE

Der Kunde brauchte nur noch ein Filter und konnte auf die nachgeschaltete Desinfektion verzichten.

Mit nur einem Scheibenfilter können wir nunmehr die Zebramuscheln bereits im Larven- und Eistadium entfernen. Die Zurückhalterate liegt sicher bei 99,9%. Es war eine logische Konsequenz die Pilotierungsergebnisse in großtechnisch für den Gesamtzulauf umzusetzen.

Barbara H. / David L.
Projektleiterin / Technischer Direktor