In der Wasseraufbereitung werden vor allem Eisen, Mangan, andere natürliche Verunreinigungen und durch den Menschen eingebrachte oder natürliche Schadstoffe vermindert.

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Hygienische Wasserbehandlung Alternativen zu Chlorung in der Trinkwasseraufbereitung

23.04.2020

Für jederzeit hygienisch einwandfreies Trinkwasser sorgen unterschiedliche Reinigungs- und Desinfektionsverfahren. So wird beispielsweise Ozon zur Vorbehandlung von Rohwasser sowie Chlorgas und Chlordioxid für die Wasserdesinfektion eingesetzt. Es gibt aber auch Alternativen: mittels Elektrolyse vor Ort erzeugtes Natriumhypochlorit, Ultrafiltration und UV-Strahlen.

Zur Gewinnung von Trinkwasser dient in vielen Fällen bakteriologisch und chemisch nicht einwandfreies Rohwasser, wie beispielsweise Oberflächenwasser aus Seen und Flüssen oder Uferfiltrat. Hier ist eine Wasserbehandlung zwingend notwendig. Grund- oder Rohwasser kann mit verschiedenen Stoffen, wie Halb- oder Übergangsmetallen sowie organischen Verunreinigungen, belastet sein.

Ebenso machen Trübstoffe und kolloidale Substanzen spezielle Behandlungsschritte erforderlich. Zur oxidativen Entfernung von Geschmacks- und Geruchsstoffen, zyklischen Kohlenwasserstoffen, Trihalogenmethane, Chloraminen und anderen Chlorverbindungen wird das Wasser mit Ozon behandelt. Als stärkstes in der Wasseraufbereitung anwendbares Oxidationsmittel oxidiert es unerwünschte, anorganische Wasserinhaltsstoffe wie Eisen, Mangan, Arsen sowie Nitrit und Sulfid.

Die im Wasser gelösten Substanzen und Kolloide werden durch die Oxidation entweder unschädlich oder unlöslich und filtrierbar. Bevor das Wasser das Wasserwerk endgültig verlässt, erhält es quasi seinen „letzten Schliff“ mit der entsprechenden Dosis Desinfektionsmittel. Eine momentan noch sehr häufig eingesetzte Desinfektionsmethode ist die Chlorung.

Umstellung auf Elektrolyse

So auch in Prag, der Hauptstadt Tschechiens mit 1,3 Millionen Einwohnern. Deshalb entschieden sich die Verantwortlichen der Wasserwerke dazu, bei den bestehenden Anlagen zur Wasseraufbereitung die Nachchlorung von Chlorgas auf Natriumhypochlorit umzustellen. Dieser Prozessschritt sollte sicherer werden, da Chlorgas eine Reizwirkung auf Augen und Haut hat sowie bei Berührung mit Sauerstoff brandfördernd wirkt.

Aufgrund der positiven Erfahrungen aus einem früheren Projekt mit zwei installierten Elektrolyseanlagen zur Trinkwasseraufbereitung für über 130.000 Menschen wurde erneut ProMinent Tschechien engagiert. Kein Transport, keine Lagerung und keine Handhabung von gefährlichen Chemikalien, sondern die Verarbeitung von harmlosem Kochsalz zu Chlor, Wasserstoff und Natronlauge direkt vor Ort mit moderner Anlagentechnik waren die Prämisse.

Nach einer intensiven Planungsphase im Auftrag des Unternehmens Česká voda – Czech Water für dieses bisher größte System zur Wasseraufbereitung im Land wurde die komplette Anlagentechnik Ende 2018 innerhalb von drei Monaten installiert. Die Inbetriebnahme erfolgte im Februar 2019 gemeinsam mit den Experten des niederländischen Herstellers der vorgesehenen Wasseraufbereitungsanlagen.

Das Herzstück bilden vier Elektrolyseanlagen mit einer Leistung von je 2.500 g/h. Zum weiteren Lieferumfang gehören außerdem: sieben fertigmontierte Dosiersysteme mit je zwei Motor-Membrandosierpumpen mit integrierter Steuerung sowie einem Dosiersystem mit zwei Magnet-Membrandosierpumpen. Außerdem ein PE-HD-Tank zur Lagerung von 4.000 l Natriumhypochloritlösung, drei Chlorgas-Warngeräte mit Sensoren und eine zentrale SPS-Steuerung.

Das in den Anlagen mittels Elektrolyse ökonomisch erzeugte Natriumhypochlorit wird von zwei Dosiersystemen den zwei Einlässen der beiden großen Reservoirs zugeführt, fünf Dosiersysteme versorgen fünf Reservoir-Auslässe zu den Prager Wasserwerken und ein System übernimmt die Dosierung am Auslass zu einem nahegelegenen Wasserwerk.

Ausbeute über 85 Prozent

Die Prager Wasserwerke profitieren von der wirtschaftlichen und sicheren Desinfektion des Trinkwassers. Denn das erzeugte hochreine Natriumhypochlorit besitzt eine Konzentration von etwa 2,5 bis drei Prozent an freiem Chlor. Zudem gibt es nur eine sehr geringe Verschleppung von Kochsalz aus der Membranzelle ins Endprodukt – eine Ausbeute von mehr als 85 Prozent. Somit kann die komplette Natriumhypochloritlösung, die stabiler und wasserlöslicher ist als Chlorgas, mittels separater Dosierpumpen dem Trinkwasser zugeführt werden.

Ein Zweckverband zur Gruppenwasserversorgung im Schwarzwald verzichtet ebenfalls auf Zugabe von Chlor: Das Trinkwasser wird ohne Geruchs- und Geschmacksbeeinflussung im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben mit einer geforderten Durchflussleistung von rund 200 m3/h chemiefrei mit UV-Strahlen desinfiziert. Eine siebenstrahlige UV-Anlage sichert jederzeit einwandfreie Trinkwasserqualität.

Die gemäß den Anforderungen der DVGW-Prüfvorschrift W 294 zertifizierte UV-Anlage wird nach den Prozessschritten Filtern und Aufhärten eingesetzt und bereitet Trinkwasser durch ultraviolettes Licht auf. Dabei kommen leistungsfähige Niederdruckstrahler mit spezieller Amalgamtechnik zum Einsatz, die sich durch weitgehende Temperatur-Unabhängigkeit sowie eine lange Nutzungsdauer auszeichnen.

Die Anlage überwacht zudem die Strahleralterung und die Verschmutzung der Strahlerschutzrohre. Die Desinfektionsleistung sowie Änderungen der Wasserqualität werden mittels DVGW-zertifizierten Sensoren ständig kontrolliert.

Ultrafiltration und UV

Im Quellwasser einer Großgemeinde im Oberpfälzer Wald nahe der Grenze zu Tschechien stellte man bakteriologische Belastungen mit coliformen Keimen fest. Abhilfe schaffte eine vollautomatische Ultrafiltrationsanlage in Kombination mit einer UV-Anlage zur anschließenden Bestrahlung.

Bei dem Verfahren wird das Quellwasser durch die Filtrationsmodule gepresst, die Poren mit einer maximalen Größe von 0,02 μm aufweisen (zum Vergleich: Der Durchmesser eines menschlichen Haares beträgt etwa 70 μm). Die Anlage filtert Partikel wie Trübstoffe, Keime, Parasiten oder Viren wirkungsvoll aus dem Wasser heraus, wobei die kleinsten Viren 0,025 μm messen. Auch bei zeitweiligen Eintrübungen oder mikrobiologischen Beeinträchtigungen nach Niederschlägen liefert die Anlage eine gleichbleibende Filtratqualität ohne Trübung und frei von Krankheitserregern.

Jährlich reinigt das System auf diese Weise bis zu 50.000 m3 Trinkwasser. Ein Zukauf von Trinkwasser wird vermieden. Durch diese Kosteneinsparung ist die Wasseraufbereitungsanlage innerhalb weniger Jahre amortisiert.

Bildergalerie

  • In einem Wasserwerk kommen UV-Anlagen Dulcodes LP zur UV-Desinfektion zum Einsatz.

    Bild: ProMinent

  • Dosiersysteme mit Motor-Membranpumpen der Baureihe Sigma dosieren im Wasserwerk Prag die fertige Natriumhypochlorit-Lösung bedarfsgerecht zur Desinfektion des Trinkwassers.

    Bild: ProMinent

  • In den Prager Wasserwerken erzeugen drei Elektrolyseanlagen ChlorInsitu III Natriumhypochlorit mit je einer Leistung von je 2.500 g/h mit einer geringen Verschleppung von Kochsalz (85 Prozent Ausbeute) aus der Membranzelle ins Endprodukt.

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  • Eine Ultrafiltrationsanlage dient in einem Wasserwerk in Süddeutschland zur Entkeimung von Trinkwasser.

    Bild: ProMinent

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