Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co.KG

Hier zu sehen ist ein Quellbecken in der Bodenseewasserversorgung.

Bild: Endress+Hauser

Messtechnik für Wasserwerke Den Chlorgehalt im Trinkwasser zuverlässig überwachen

01.01.2020

Das Trinkwasser in Deutschland wird aus unterschiedlichen Quellen gewonnen, vom Tiefbrunnen bis zum Fluss oder Meer. Um es zu den Städten und Gemeinden zu transportieren, wird häufig Chlor eingesetzt. Wasserwerke unterliegen hier strengen Richtlinien, bei deren Einhaltung eine zuverlässige Messtechnik unterstützt.

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Aufgrund seines unterschiedlichen Ursprungs kann jedes Rohwasser einen anderen Gehalt an Mineralien, Salzen, Spurenstoffen und Nitraten enthalten. Jedes von ihnen muss daher individuell aufgearbeitet werden.

Das Ziel ist, am Auslauf des Wasserwerks eine einheitliche und konstante Qualität des Trinkwassers zu erreichen – rund um die Uhr und unabhängig von der Rohwasserqualität. Betreiber von Wasserwerken und ihre Mitarbeiter müssen dabei mit zunehmenden Herausforderungen umgehen. So verlangen Gesetzgeber immer mehr Qualitätsmessungen und Wasseranalysen und verschärfen bestehende Grenzwerte.

Wasserwerke in Deutschland sind nicht darauf ausgelegt, eigenen Gewinn zu erwirtschaften, sondern die Bevölkerung zuverlässig mit sauberem Trinkwasser zu versorgen. Dabei spielt auch die Desinfektion eine wichtige Rolle, um einen einwandfreien Zustand des Wassers bei der Aufbereitung zu gewährleisten.

Für den Transport zum Zielort wird häufig freies Chlor oder Chlordioxid eingesetzt, da diese Stoffe nachhaltig desinfizierend wirken. Dieses Depot sichert die desinfizierende Wirkung auf dem Weg vom Wasserwerk zum Wasserhahn des Anwenders, sodass kein gefährlicher Biofilm entstehen kann.

Trinkwasserversorgung vom Bodensee

Die Bodenseewasserversorgung verpflegt circa 320 Städte und Gemeinden mit Wasser. Das heißt, dass bis zu vier Millionen Einwohner täglich Wasser aus dem Bodensee erhalten.

Der Wasserverband Döbeln-Oschatz versorgt unter anderem rund 8.000 Einwohner in den Städten Waldheim und Hartha mit Wasser. Dementsprechend ist das Leitungsnetz der beiden Trinkwasseranlagen sehr unterschiedlich. So stehen hier 1.700 km Leitungen in Baden-Württemberg 105 km Leitungen in Sachsen gegenüber.

An der entferntesten Abnahmestelle kann das Wasser in Hartha bis zu drei Wochen in der Leitung verbleiben. Im Leitungsnetz der Bodenseewasserversorgung verweilt das Wasser bis zu sieben Tage. In beiden Fällen ist ein Netzschutz durch ein adäquates Desinfektionsmittel notwendig.

Am Bodensee wird Chlorgas dem Wasser über einen volumetrischen Regelkreis zugegeben. Das bedeutet, dass je nach umgesetzter Wassermenge eine definierte Menge an Chlorgas eingeleitet wird. Damit bezieht sich die Dosierung des Desinfektionsmittels auf die zu desinfizierende Wassermenge, nicht auf die gemessene Endkonzentration.

Diese beträgt im Normalfall 0,22 mg/l freies Chlor. Um diesen Richtwert lückenlos zu überwachen, befinden sich am Anfang des Verteilernetzwerks zwei unabhängige Messstellen. Dort misst der Sensor für freies Chlor Memosens CCS51D den Chlorgehalt im Wasser. Die beiden Wasserleitungen sind für maximale Sicherheit durch Redundanz identisch geregelt.

Messgenauigkeit ist essenziell

Es ist besonders wichtig, dass die Messtechnik präzise und stabil läuft. Jede Abweichung des zu regelnden Wertes löst einen Alarm aus, der eine direkte Überprüfung durch das Personal vor Ort zur Folge hat.

Übliche Schwierigkeiten bei der Chlormessung, wie vermehrt auftretende Luftblasen, sind daher möglichst zu verhindern. Das Design der verwendeten Armatur und die Geometrie des Memosens CCS51D sorgen dafür, dass der Sensor schon bei einer geringen Anströmung zuverlässig misst.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die einfache und schnelle Wartung der Messtechnik, da ansonsten kein kontinuierliches Messen möglich wäre. Gerade die kontinuierliche Online-Messung ist für eine gleichbleibende Qualität des Wassers entscheidend. Hier bewährt sich der Sensor Memosens CCS51D, da er aufgrund seiner konvexen, schmutzabweisenden Membran nur circa einmal im Jahr einen Wechsel der Membrankappe und des Elektrolyts benötigt.

Außerdem ermöglicht die Memosens-Technologie einen schnellen Sensortausch vor Ort. Und die Heartbeat Technology stellt nicht zuletzt sicher, dass die Messstelle kontinuierlich ihren eigenen Zustand überwacht und mit Diagnosemeldungen und Handlungsempfehlungen eine vorausschauende Wartung unterstützt.

Größenunabhängig einsetzbar

In der kleinen Trinkwasseranlage in Hartha ist die Messstelle mit dem Chlorsensor Memosens CCS51D ebenfalls am Anfang des Verteilernetzwerks installiert. In dieser Anlage wird jedoch direkt auf den Messwert des Sensors geregelt.

Je nach gemessener Konzentration von freiem Chlor wird dem Wasser Chlorbleichlauge zugegeben. Hier wird ein Wert von nur 0,14 mg/l angesteuert, der sich von dem Sensor aufgrund einer sehr großen Auflösung im Spurenbereich gut überwachen lässt.

Der Sensor reagiert mit einer einzigartig schnellen Ansprechzeit auch auf kleinste Änderungen der Chlorkonzentration im Wasser. So wird gewährleistet, dass die Regelung stabil funktioniert und dabei die geringstmögliche Menge an Desinfektionsmitteln dosiert und verbraucht wird.

Der Memosens CCS51D leistet damit, unabhängig von der Größe des Wasserwerks, seinen Beitrag, dass 670.000 m3 Rohwasser pro Tag am Bodensee und 1.000 m3 in Hartha sicher und sauber ihr Ziel erreichen. Zwei beispielhafte Trinkwasserwerke, die auf die präzise und wartungsarme Messtechnik vertrauen.

Zusatzinformation

Eine umfassende Überwachung der Trinkwasserqualität beinhaltet außer der Messung des Chlorgehalts auch die Messung weiterer Parameter, wie Trübung, pH und Leitfähigkeit. Diese Messtechnik wird üblicherweise im Bypass installiert, da die Sensoren präzise angeströmt werden müssen, nicht jedem Betriebsdruck standhalten und pH-Glassensoren direkt in der Trinkwasserleitung unerwünscht sind.

Bildergalerie

  • In der Bodenseewasserversorgung überwacht der Sensor Memosens CCS51D den Gehalt des freien Chlors am Anfang des Verteilernetzes.

    Bild: Endress+Hauser

  • Einblick in das Wasserwerk Hartha Flemmingen

    Bild: Endress+Hauser

  • Nach fast einem Jahr zeigen sich keinerlei Ablagerungen oder Verschmutzung des Sensors im Wasserwerk Hartha.

    Bild: Endress+Hauser

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