IL Metronic Sensortechnik GmbH

IL Metronic

Sensortechnik GmbH

Wasseraufbereitung

gestern und heute

Christian Hansch, IL Metronic Sensortechnik GmbH

Inhalte

1.

Einleitung

2.

Geschichte

3.

Verfahren der Wasseraufbereitung

4.

UV Desinfektion

5.

Anwendungsbeispiele

1. Begriffe

Einige Wasserarten:

•

Abwasser (Grau-, Gelb-, Braun- und Schwarzwasser)

•

Grundwasser, Oberflächenwasser (Rohwasser)

• Trinkwasser

•

Prozesswasser

•

Reinstwasser

1. Begriffe

Desinfektion

Abtöten oder Inaktivieren von Keimen, die Krankheiten übertragen Entkeimung

Abtöten und Entfernen aller Keime Aufbereitung

zielgerichtete Veränderung der Wasserqualität durch:



Entfernen von Stoffen (u.a. Entkeimung, Enthärtung, Entsalzung)



Ergänzen von Stoffen (u.a. zur Einstellung vom pH-Wert)

2. Geschichte

Ausgangslage in Städten bis in die Frühzeit



Viele Menschen auf engem Raum: Müll, Unrat, Ungeziefer



Kein Abtransport oder Klärung von Abwässern; verseuchte Flüsse und Brunnen dienen als Wasserquelle



Aufkommen von Seuchen (Cholera, Typhus, Fleckfieber, Pest);

Verbreitung von Krankheitserregern über Trinkwasser und Wirtstiere (Flöhe, Läuse, Milben)



Grassierende Epidemien: ganze Landstriche veröden (noch im 19.

Jahrhundert 30-40 Mill. Tote); bis heute Ausbrüche in EW Ländern



Bis ins 19. Jahrhundert waren Viren und Bakterien als Erreger

weitestgehend unbekannt (Miasmen: Ausdünstungen an der Luft als Ursache angesehen)



Erste Ansätze zu Hygienekonzepten, Krankenhäusern



1884 Nachweis durch Robert Koch u.a. und erste wirksame Gegenmaßnahmen (Impfungen, Isolierstationen, etc.)

2. Geschichte

Filterung (mit Sandfiltern)



17. Jahrhundert: erste Experimente



1804: Erster dokumentierter Gebrauch zur Reinigung von Wasser



1829: Erste öffentliche Installation zur Wasserversorgung Chlorung



1879: Behandlung der Abwässer von Typhuspatienten



1894: Erste Empfehlung als Zusatz zu Wasser zur Desinfektion



1893: Erste Versuche der Implementierung in Aufbereitungsanlagen



1905 - 1911: Permanente Chlorung nach Typhusausbruch

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Verfahrensweisen der Wasseraufbereitung



Mechanisch (u.a. Siebung, Filtration)



Physikalisch (u.a. Sedimentation, Flotation, UV-Strahlung)



Chemisch (u.a. Chlorung)



Biologisch (u.a. Belebtschlammverfahren) Arten der Wasseraufbereitung



Partikelentfernung (u.a. Sedimentation, Flotation, Filtration)



Desinfektion (u.a. Chlorung, UV-Strahlung)



Entfernung organischer Stoffe (u.a. Belebtschlammverfahren)

Siebung



Entfernung von größeren Feststoffen und Schwimmstoffen (u.a.

Äste und Plankton)

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Rechen [6]

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Entsäuerung



Beseitigung von gelösten Gasen (u.a. Kohlendioxid) und Kalk



Vermeidung von Korrosion/Verstopfung im Rohrnetz



Physikalisch (u.a. Belüftung) oder chemisch (u.a. Caliumhydroxid)

Unterschiedliche Formen von Kaskaden zur Belüftung [1]

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Flockung



Überführung kleiner Partikel in größere „Flocken“

Fällung



Überführung gelöste Wasserinhaltsstoffe in unlösliche Verbindungen

Flockung/Fällung mit Flockungsmittel [2]

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Sedimentation



Schwerkraftbedingten Abtrennung von Feststoffen

Sedimentation in Absatzbecken [3]

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Flotation



Aufschwimmen von feinkörnigen Feststoffen



Einbringen von feinen Gasbläschen

Flotationszelle [4]

Filtration



Entfernung von Schwebstoffen (u.a. Eisen oder Mangan)

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Filtration mit Sandfilter [7]

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Adsorption



Entfernung von schädlichen Wasserinhaltsstoffen (u.a. PAK)

Adsorption mit Aktivkohlefilter [5]

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Belebtschlammverfahren



Entfernung von organischen Verunreinigungen

Belebtschlammverfahren im Belebungsbecken [9]

3. Verfahren der Wasseraufbereitung

Chlorung



Versetzen von Wasser mit Chlor oder Chlorverbindungen



Abtöten von Mikroorganismen

Aufbereitung des Badebeckenwassers [10]

Wirkprinzip Desinfektion mit ultravioletter Strahlung (254 nm) im Rohrnetz

Schematische Darstellung eines UV Reaktors

4. UV Desinfektion

4. UV Desinfektion

19 23.09.2021 Prinzipieller Aufbau eines UV Sensors

Quarzscheibe

Streuscheibe

Sondenkörper

Fotoelement

Leiterplattenbaugruppe

O-Ring Sensoranschlussstecker

4. UV Desinfektion

• Universell verwendbare Monitoreinheiten für diverse Signal- und Überwachungsfunktionen

4. UV Desinfektion

Aufbereitetes Sensorsignal

Die vom

Referenzsensor detektierte und gefilterte UV- Strahlung wird als integrales Sensorsignal Yλ ausgegeben.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340

relative spectrum

wave length [nm]

Radiometer signal Yλ

s(λ) Xλ Yλ

4. UV Desinfektion

Wie wirkt UV-C Licht?

UV-C Strahlung verändert die DNA und verhindert den Stoffwechsel und die Reproduktion lebender Zellen

5. Anwendungsbeispiele

• Desinfektion von

• Trink-, Schwimmbad-, Prozess-, Ballast- und Abwasser usw.

• Luft, Oberflächen

• UV-Oxidation

• UV-Härtung

Trinkwasseraufbereitung im Wasserwerk

5. Anwendungsbeispiele

Ballastwasseranwendung (Demonstrator)

5. Anwendungsbeispiele

Schwimmhalle Ilmenau (SHI)

5. Anwendungsbeispiele

SHI Haustechnik fernüberwacht

5. Anwendungsbeispiele

Fazit:



Meist Kombination unterschiedlicher Verfahren nötig Anzahl und Typ der Verfahren abhängig von:



Art und Qualität des Rohwassers



Verwendungsart und Anforderungen für das aufbereitete Wasser

Zusammenfassung

Quellen

[1] https://izw.baw.de/publikationen/dresdner-wasserbauliche-

mitteilungen/0/21_Heft_32_Optimierung_grosser_Absturzbauwerke_in_Kanalhaltungen.pdf [2] https://www.delta-umwelt.com/verfahren/chemisch-physikalische-verfahren/faellung-flockung [3] https://slideplayer.org/slide/620806/

[4] http://www.wasser-wissen.de/abwasserlexikon/f/flotation.htm

[5] https://regenwasser.com/Osmoseanlagen/JG-Side-Stream/High-Quality-Hybrid-Filterset-10- Filterung-Mineralisierung-Alkalisierung.html

[6] https://pituka.ch/sanitaerkreislaeufe/kuenstlicherwasserkreislauf/ara/

[7] https://www.nordic-water.de/produkte/dynasand-filter

[8] https://www.gewap-tav.de/trinkwasserversorgung/aufbereitungsprinzip.html [9] https://slideplayer.org/slide/634708/

[10] https://www.chemieunterricht.de/dc2/wasser/w-rein.htm

[11] https://www.umweltbundesamt.de/themen/wie-das-schwimmbad-sauber-bleibt

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