Die Wasseraufbereitung dient der Anpassung von Rohwasser an die Anforderungen der Trinkwasser- und Nutzwassernutzung.
Die Wasseraufbereitung umfasst im wesentlichen zwei Gruppen der Behandlung:
- Entfernung von Stoffen aus dem Wasser (z. B. Reinigung, Sterilisation, Enteisenung, Enthärtung, Entsalzung)
- Ergänzung von Stoffen sowie Einstellen von Parametern des Wasser (z. B. Dosierung, Einstellung von pH-Wert, gelösten Ionen und der Leitfähigkeit)
Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
Es gibt drei grundsätzliche Verfahrenswege, und zwar:
- mechanische Aufbereitung (z. B. Rechen, Siebe, Filter)
- physikalische Aufbereitung (z. B. Belüftung, Verdüsung, Sedimentation, Flotation, Vakuumverfahren, thermische Einwirkungen)
- chemische Aufbereitung (z. B. Oxidation, Desinfektion, Flockung, Ionenaustausch, Aktivkohle (Adsorbtion), Osmose)
Diese Verfahren kommen auch in verschiedenen Kombinationen zum Einsatz, je nach Rohwasserbeschaffenheit und Verwendungszweck.
Verwendungszweck
Welche Verfahren eingesetzt werden, hängt ab von den Anforderungen des Nutzers.
- Technische Wässer (Kraftwerke (Speisewasser), chemische Prozesse, Pharmazie) erfordern häufig eine sehr weitgehende Änderung der Wassereigenschaften z. B. durch Entsalzung, Demineralisiertes Wasser, Umkehrosmose, spezielle Dosierungen, Entgasung u. v. m.
- Bei der Einstellung von Trinkwasser sind die gesetzlichen und normativen Vorgaben (Trinkwasserverordnung, DIN 2000) und die Anforderungen des Verteilnetzes maßgebend. Trinkwasser kann durch Mischung von Wässern aus unterschiedlichen Quellen voreingestellt werden um eine gleichmäßigere Qualität zu erzielen (z. B. Mischung aus Uferfiltrat und Talsperrenwasser).
- Badewasser in öffentlichen Frei- und Hallenbädern wird entsprechend der DIN 19643 aufbereitet. Flockung, Filtration und Chlordesinfektion sind die Standardverfahren.
Eine Aufbereitung ist oft notwendig, wenn Wässer unterschiedlicher Beschaffenheit vermischt werden. Der pH-Wert im Mischwasser wird hierdurch häufig derart verschoben, dass die Calcitlösekapazität, das heißt das Vermögen des Wassers, Calciumcarbonat aufzulösen, unzulässig hoch wird (der Grenzwert für die Calcitlösekapazität beträg nach TrinkwV 5 mg/L). Dieses Vermögen Calciumcarbonat zu lösen wird häufig als „Aggressivität“, genauer „Kalkaggressivität“ des Wassers bezeichnet.
Die Aufbereitung von Grundwasser aus einem ausreichend geschützten Grundwasserleiter ist in der Regel weniger aufwändig als die von Quell- oder Oberflächenwässern. Die wohl am häufigsten eingesetzten Verfahren zur Aufbereitung von Grundwasser sind die Entsäuerung, Enteisenung und Entmanganung. Eine Chlorung des Grundwassers ist nur erforderlich, wenn es durch atrophogen Keime verunreinigt ist. Eine Chlorung sollte stets ein vorübergehender Vorgang sein. Für die Aufbereitung von Oberflächenwässern werden hingegen meist aufwändigere Verfahren eingesetzt. Dies sind häufig eine Ozonung, Flockung mit anschließender Sedimentation oder Filtration und eine Aktivkohlefiltration zur Eliminierung absorbierbarer Schadstoffe. Eine abschließende Desinfektion ist obligatorisch.
Verfahren
Zur Wasseraufbereitung werden mechanische, chemische und biologische Verfahren eingesetzt. Die chemische Wasseraufbereitung wird in die 4 Gruppen Flockung, Fällung, Oxidation und Ionenaustausch unterteilt.
Prozess | Anlagenkomponente | Zweck
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Siebung | Rechen, Trommelsieb, Mikrosieb
| Entfernung von größeren Feststoffen und Schwimmstoffen
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Sedimentation | Sandfang, Absetzbecken
| Entfernung kleinerer Schwimmstoffe, Sand, geflockter Schwebstoffe
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Filtration | Filter, Sandfilter | Entfernung von Schwebstoffen (Partikeln) u.a. Fe und Mn
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Flotation | Flotationsbecken
| Entfernung von feinen Schmutzpartikeln durch Einblasen von Luft
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Flockung | Flockungsbecken
| Entfernung von Kolloidstoffen und feinen Schmutzpartikeln durch Zugabe von Flockungsmitteln (Entladung der Partikel) und Einstellung des pH-Wertes. Kann auch mit einer Filtration verbunden sein (Flockungsfiltration).
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Fällung
| Fällungsbecken bzw. Fällungsfiltration
| Umwandlung gelöster Stoffe in ungelöste Stoffe und anschließender Sedimentation oder Flockung.
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Oxidation
| Belüftungsanlagen und Kiesfilter
| Entfernung von gelösten Eisen- und Manganionen (Enteisenung/Entmanganung). Das oxidierte Eisen- und Mangan lagert sich am Kies an und wird duch rückspülen der Filter wieder entfernt.
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Ionenaustausch
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| z. B. Vollentsalzung
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Adsorption | Aktivkohlefilter
| Anlagerung von z. B. adsorbierbaren halogenierten Kohlenwasserstoffverbindungen (AOX) oder Farbstoffen
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Entsäuerung | Entsäuerungsanlage
| Entfernung der aggressiven Kohlensäure. Dient der Vermeidung von Korrosion im Rohrnetz.
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Enthärtung | Enthärtungsanlage
| Entfernung von Ca2+ und Mg2+
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Entsalzung (Desalination) | Entsalzungsanlage
| Entfernung von Salzen z. B. zur Aufbereitung von Meerwasser zu Trinkwasser und zur Bewässerung
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Strippen | Strippbecken
| Entfernung durch Einblasen von Luft/Gasen. Damit werden in Entsprechung des Dampfdruckes gelöste Wasserinhaltsstoffe in die gasförmige Phase übergeführt und somit aus dem Wasser entfernt.
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Kühlung | Kühltürme, Kühlteich, Wärmeübertrager etc.
| Verminderung der Temperatur, um den Anforderungen nachfolgender Prozesse oder Nutzungen zu genügen.
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Biochemische Verfahren | Beispiel: Denitrifikation
| Ausnutzung biochemischer Vorgänge. In der Denitrifikation wird der Nitrat-Gehalt belasteten Rohwassers entweder durch Kohlenstoffzugabe im Untergrund oder in einem Reaktor vermindert.
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Desinfektion
| Sonderbecken, Zugabe in das Rohrnetz
| Entkeimung durch Chlor-, Ozonzugabe oder UV-Bestrahlung
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Spezielle Behandlung
| Sonderbecken für verseuchte Abwässer.
| Spezielle Behandlung von Abwässer, welche mit zunächst unbekannten Stoffen oder Lebewesen verseucht sind. Beispiele: Unbehandelte Abwässer aus Galvanisierungsbetrieben oder Fadenwürmer.
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Trinkwasseraufbereitung
Die wichtigsten Aufgaben und Verfahren sind:
- Partikelentfernung: Flockung, Langsamfiltration, Schnellfiltration, Membranfiltration
- Desinfektion: Chlorung, Chlordioxidbehandlung, UV-Bestrahlung
- Entfernung organischer Stoffe: Flockung, Adsorbtion, Entgasung
- Entsäuerung/Stabilisierung: Kalk-Kohlensäuere-Gleichgewicht, Filtration über Calziumcarbonat/halbgebrannten Dolomit, Entgasung, Dosierung
- Enteisenung und Entmanganung: Filterverfahren und unterirdische Verfahren
- Enthärtung: Schnell- und Langsamentcarbonisierung, Ionenaustausch, Nanofiltration
Siehe auch
- Wasserhärte
- Wasseraufbereitungsanlage
- Wasseraufbereitung im Schwimmbad
- biologische Wasseraufbereitung im Schwimmteich
- Pflanzenkläranlage (zur Reinigung des Abwassers)
- Kläranlage
- Abschäumer
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