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Die novellierte DIN 19643

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DVGW – Fortbildungsveranstaltung<br />

Stuttgart, 20.11.2013<br />

<strong>Die</strong> <strong>novellierte</strong> <strong>DIN</strong> <strong>19643</strong><br />

Neuerung im Bereich der Aufbereitung von<br />

Schwimmbeckenwasser<br />

Referent:<br />

Dr. Klaus Hagen<br />

VWS Deutschland GmbH –Krüger WABAG<br />

Chr.‐Ritter‐v.‐Langheinrich‐Str. 7<br />

95448 Bayreuth<br />

Tel. 0921 – 150 879‐326<br />

Fax 0921 – 150 879‐444<br />

Mobil: 0174 – 3391013<br />

E‐Mail: klaus.hagen@veoliawater.com


Warum Überarbeitung der <strong>DIN</strong> <strong>19643</strong>?<br />

Aktuelle Fassung aus dem Jahre 1997 ca. 15 Jahre alt<br />

• Revision sollte alle 5 Jahre geprüft werden<br />

<strong>DIN</strong> ist allgemein anerkannte Regel der Technik<br />

• Aber wie ist der Stand der Technik?<br />

Normierungsantrag für die Ultrafiltration<br />

• Neues Verfahren zur Reinigung des Wassers<br />

• Seit einigen Jahren im Trinkwasser‐Bereich etabliert<br />

• Hohe Barrieren für Mikroorganismen inkl. Viren<br />

Normierungsanträge während der laufenden Beratung<br />

• Einsatz von UV‐Technologien zur Entkeimung und Abbau von<br />

Desinfektionsnebenprodukten<br />

• Ozon‐Brom‐Verfahren anstelle der Chlorung<br />

• TOC‐Messung anstelle von KMnO 4<br />

‐Verbrauch<br />

DVGW ‐ Fortbildungsveranstaltung _ Dr. Klaus Hagen ‐ VWS Deutschland GmbH<br />

2


Teil 2 alt: Adsorption – Flockung – Filtration – Chlorung<br />

Becken<br />

Belastbarkeitsfaktor:<br />

k = 0,5 /m³<br />

= 2 m³/Pers.<br />

Chlor<br />

Chlorkonzentration<br />

im Becken:<br />

0,3 bis 0,6 mg/l<br />

Rohwasserspeicher<br />

optional<br />

PAK<br />

FM<br />

Ein‐ bzw. Mehrschichtfilter<br />

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Teil 5 alt: Flockung – Filtration – Sorptionsfiltration – Chlorung<br />

Chlor<br />

Chlorkonzentration<br />

im Becken:<br />

0,3 bis 0,6 mg/l<br />

Becken<br />

Rohwasserspeicher<br />

Belastbarkeitsfaktor:<br />

k = 0,5 /m³<br />

= 2 m³/Pers.<br />

FM<br />

Sorptionsfilter<br />

Korn-Aktivkohle<br />

Redox‐Spannung<br />

im Filtrat<br />

> 650 mV<br />

(ansonsten Chlorung<br />

des Rohwassers)<br />

Ein‐ bzw. Mehrschichtfilter<br />

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Teil 2 neu: Varianten 1 + 2<br />

Becken<br />

Belastbarkeitsfaktor:<br />

k = 0,5 /m³<br />

= 2 m³/Pers.<br />

Chlor<br />

Chlorkonzentration<br />

im Becken:<br />

0,3 bis 0,6 mg/l<br />

Rohwasserspeicher<br />

PAK<br />

Variante 1 Variante 2<br />

optional<br />

FM<br />

FM<br />

Ein‐ bzw. Mehrschichtfilter<br />

Ein‐ bzw. Mehrschichtfilter<br />

mit<br />

adsorptiver<br />

Filterschicht<br />

(H‐Kohle)<br />

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Teil 2 neu: Varianten 3 + 4<br />

Chlorkonzentration<br />

im Becken:<br />

0,3 bis 0,6 mg/l<br />

Becken<br />

Belastbarkeitsfaktor:<br />

k = 0,5 /m³<br />

= 2 m³/Pers.<br />

Chlor<br />

(Optional)<br />

PAK<br />

Variante 4 Variante 3<br />

FM<br />

FM<br />

UV‐Strahler<br />

Rohwasserspeicher<br />

Sorptionsfilter<br />

Korn‐<br />

Aktivkohle<br />

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Teil 2 neu: Varianten 1 + 2 + 3 + 4<br />

Chlorkonzentration<br />

im Becken:<br />

0,3 bis 0,6 mg/l<br />

Becken<br />

Belastbarkeitsfaktor:<br />

k = 0,5 /m³<br />

= 2 m³/Pers.<br />

Chlor<br />

Variante 4 Variante 3<br />

Rohwasserspeicher<br />

Variante 1 Variante 2<br />

PAK<br />

PAK<br />

FM<br />

FM<br />

FM<br />

(optional)<br />

FM<br />

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Änderungen <strong>DIN</strong> <strong>19643</strong> Teil 2<br />

Aufnahme von Polyaluminiumchloride (Basizität ≥ 65 %) zur Flockung<br />

Säurekapazität muss dann ≥ 0,3mmol/l sein<br />

Filtrationsgeschwindigkeit 30 m/h<br />

Auch bei Sole mit ≤6% Salzgehalt<br />

Vermeidung von Auskolkungen<br />

Maximale Verwerfungen von 5 cm/m Filtermaterial, max. 10 cm<br />

Verfahrensanforderungen für Anschwemmfiltration<br />

(<strong>DIN</strong> 19624)<br />

Spülung des Sorptionsfilters mit Desinfektionsmittel<br />

Min. 1 mg/l freies Chlor (bzw. 0,6 mg/l Chlrodioxid)<br />

Monatlich einmal mit 5 mg/l freies Chlor (bzw. 3 mg/l Chlordioxid)<br />

UV‐Mitteldruckstrahler<br />

400 –600 J/m 2 bei 254 nm (THM –Problematik)<br />

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<strong>DIN</strong> <strong>19643</strong> ‐ Teil 3<br />

Verfahrenskombinationen mit Ozon<br />

Zusammenfassung aller bisherigen Verfahren mit Ozon‐Einsatz in einem Normenteil<br />

Flockung – Filtration – Ozonung – Sorptionsfiltration – Chlorung<br />

Flockung – Ozonung – Mehrschichtfiltration mit Sorptionswirkung – Chlorung<br />

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Teil 3 neu: Flockung – Filtration – Ozonung ‐ Sorptionsfiltration – Chlorung<br />

Chlor<br />

Chlorkonzentration<br />

im Becken:<br />

0,2 bis 0,5 mg/l<br />

Becken<br />

Rohwasserspeicher<br />

Belastbarkeitsfaktor:<br />

k = 0,6 /m³<br />

= 1,7 m³/Pers.<br />

FM<br />

Sorptionsfilter<br />

Korn-Aktivkohle<br />

O<br />

3<br />

Ein‐Schichtfilter<br />

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Teil 3 neu: Flockung – Filtration – Ozonung ‐ Sorptionsfiltration – Chlorung<br />

Chlor<br />

Chlorkonzentration<br />

im Becken:<br />

0,2 bis 0,5 mg/l<br />

Becken<br />

Rohwasserspeicher<br />

Belastbarkeitsfaktor:<br />

k = 0,6 /m³<br />

= 1,7 m³/Pers.<br />

FM<br />

Mehr‐<br />

Schichtfilter<br />

O<br />

3<br />

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<strong>DIN</strong> <strong>19643</strong> ‐ Teil 3<br />

Weitere Änderungen<br />

Verzicht auf Flockung bei Einsatz von Ozon möglich (Mikroflockenbildung)<br />

Auskolbungen max. 5 cm / 1 m Filtermaterial, max. 10 cm<br />

Teil 2)<br />

Betrieb von Ozon ohne A‐Kohle nicht zulässig<br />

(wie<br />

angepasste Filterbestückungen möglich (z. B. 0,4 –0,8 mm Sand, 0,6 –<br />

1,6 mm Anthrazit mit SH > 0,4 m)<br />

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Beckenwasseraufbereitung mit Ultrafiltration<br />

Chlor<br />

Becken<br />

TW<br />

Volumenstrom 50 %<br />

PAK<br />

FM<br />

Spülung<br />

Ultrafiltration<br />

Vorfilter<br />

Schlammwasseraufbereitung<br />

Rohwasserspeicher<br />

Ultrafiltration<br />

optional<br />

Kanal<br />

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13


NEU:<br />

‐ Korngruppe 1,0 bis 1,6 mm<br />

‐ Grenze Salzgehalt früher 2.000 mg/l<br />

‐ Filtergeschwindigkeiten geschlossener Schnellfilter<br />

< 30 m/h statt bisher < 20 m/h<br />

‐ > 6 % Salzgehalt Filtergeschw. / FM‐Zugabe / ‐Typ expenmentell ermitteln<br />

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NEU:<br />

Tabelle übersichtlicher<br />

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NEU:<br />

‐ Salzgehalt wie vorne<br />

‐ Schichthöhen Sand / obere Schicht je > 0,4 m<br />

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NEU:<br />

keine definierte Angabe von Geschwindigkeiten<br />

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NEU:<br />

‐ 1. Wasserspülung ist entfallen<br />

‐ Wasserspülung 50 –65 m/h statt bisher 50 oder 60 –65 m/h (abh. bisher von der Temperatur)<br />

‐ Luft‐/Wasserspülung wieder enthalten<br />

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WICHTIG: Chlorung des Spülwassers<br />

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NEU:<br />

‐ übersichtlicher<br />

‐ Freibord 40 % statt bisher 30 % und dann 0,2 m statt bisher 0,3 m<br />

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NEU:<br />

‐ Filterbettausdehnung von > 40 %<br />

‐ Desinfektion<br />

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Richtwerte für die Wasserspülung von Sorptionsfiltern mit Kornaktivkohle am Beispiel der<br />

Korngruppe 1,4 mm bis 2,5 mm<br />

NEU:<br />

‐ Spülgeschwindigkeit Wasser 50 –65 m/h statt bisher 60 –65 m/h<br />

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NEU:<br />

‐ Halbwertslänge für Chlor < 10 cm statt bisher < 7 cm<br />

‐ Freibord > 40 % der SH + 0,2 m statt bisher > 30 % und 0,3 m<br />

‐ Gesamtoberfläche (BET) > 900 m²/g statt früher > 950 m²/g<br />

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Membranverfahren<br />

Wirkungsweise<br />

‣ Eine Membran stellt eine Barriere zwischen zwei flüssigen Fraktionen dar<br />

‣ <strong>Die</strong> Membran ist nur für einen Teil der Inhaltsstoffe bzw. das Lösungsmittels permeabel<br />

‣ Durch aufbringen einer treibenden Kraft werden Fraktionen über die Membran<br />

transportiert bis sich ein Gleichgewicht einstellt<br />

‣ Im allgemeinen arbeiten die Membranverfahren mit Überströmung parallel zur<br />

Membran um abgelagerte Verunreinigungen abzutransportieren<br />

Triebkräfte<br />

‣ Transmembranes Druckgefälle<br />

(MF, UF, NF, RO)<br />

‣ Elektromagnetisches Feld (ED)<br />

Feed<br />

Verunreinigung<br />

Konzentrat<br />

Druckdifferenz<br />

Wasser<br />

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Permeat


Membranverfahren und Partikelgrößen<br />

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Membranverfahren und Partikelgrößen<br />

Cryptosporidium:<br />

4 - 6 m<br />

Membrane Porengröße<br />

ca. 0,01 m<br />

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Kapillarmembran<br />

Asymmetrische Composit‐<br />

Membran<br />

‐ Innen: aktive<br />

Filtrationsschicht aus<br />

PES (roter Pfeil)<br />

‐ Außen: breite, poröse<br />

Stützschicht<br />

aus Kunststoff<br />

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Kapillarmembran<br />

Membran‐Modul<br />

ca. 10.000 Kapillarmembranen<br />

werden in einem Membranmodul<br />

zusammengefasst und an den<br />

Enden in einen Harzblock<br />

eingegossen<br />

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Betriebsweise Filtration und Spülung<br />

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Crossflow<br />

Dead-End<br />

Ein Teilstrom wird rezirkuliert<br />

Hoher Energieverbrauch und<br />

apparativer Aufwand durch<br />

zusätzliche Rezirkulationspumpe<br />

Das gesamte Zulaufwasser wird<br />

durch die Membrane gepresst<br />

Geringer Energieverbrauch<br />

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Wichtige Punkte Teil 4 (I)<br />

‐ k‐Wert 1,0 (Untersuchungen VWS im HB Mengkofen durch Prof. Uhl, TU Dresden<br />

‐ PAK‐Dosierung 0,5 –3 mg/l, Korngrößenverteilung<br />

Korngrößenanteil<br />

[mm]<br />

> 0,05 < 5<br />

< 0,005 < 5<br />

Massenanteil der<br />

Siebfraktion [%]<br />

‐ Aktivkohlefilter nur vor UF zulässig z. B. auch als Schutzfilter, v < 100 m/h<br />

‐ Spülungen mit / ohne Chemikalienzugabe, chem. Reinigung<br />

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Wichtige Punkte Teil 4 (II)<br />

‐ Anlagendimensionierung: Filtrationsflux 150 – 200 l/m² x h<br />

Spülungsflux 200 –300 l/m² x h<br />

‐ Anlagenbetrieb: Unterbrechung während des Badebetriebes für max. 2 min.<br />

für Spülungen zulässig<br />

‐ Fahrweise: üblicherweise aus energetischen Gründen Dead End<br />

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Qualitätsanforderungen an die Membranmodule<br />

Das Virenrückhaltevermögen des Membranmodultyps muss > 99,99 % betragen. Der Nachweis<br />

muss mit MS2 Coliphagen durch ein unabhängiges, dafür qualifiziertes Institut erfolgen. Um<br />

sicherzustellen, dass das Messergebnis auf alle relevanten Wasserqualitäten übertragbar ist,<br />

muss die Messung mit weitgehend DOC‐freiem (< 0,5 mg/l) und partikelfreiem Wasser sowie<br />

neutralem pH‐Wert durchgeführt werden.<br />

<strong>Die</strong> Werkstoffe der Membranen müssen nach den jeweiligen Einsatzbedingungen ausgewählt<br />

werden. <strong>Die</strong> Möglichkeit der Desinfektion mit > 50 mg/l freiem Chlor muss bei der UF gegeben<br />

sein. <strong>Die</strong> langfristige Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen (üblicherweise pH 2 bis pH 12)<br />

ist zu beachten (siehe auch DVGW W 213‐5). Alle Werkstoffe des Membranmoduls (Dichtungen,<br />

Rohre, Kapillarmembranen usw.) müssen den Anforderungen nach 6.4 und der Leitlinie zur<br />

hygienischen Beurteilung von organischen Materialien im Kontakt mit Trinkwasser (KTW‐Leitlinie)<br />

entsprechen. <strong>Die</strong>s steht dafür, dass keine Stoffe aus dem Modul an das Wasser abgegeben<br />

werden. Der Modulhersteller muss eine mindestens zweijährige Garantie gegen Kapillarbrüche<br />

übernehmen (höchstens ein Kapillarbruch je Jahr und Modul im Mittel aller Elemente der<br />

Gesamtanlage). Sind mehr als 1 % der Fasern eines Moduls defekt, sollte das Modul ausgetauscht<br />

werden.<br />

<strong>Die</strong> Temperatur‐ und Druckbeständigkeit der Membranmodule im Dauerbetrieb muss<br />

sichergestellt sein (< 40 °C, < 5 bar).<br />

Der Berstdruck der Fasern im Modul muss > 10 bar sein.<br />

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Konventionelle<br />

Filtertechnik<br />

Ultrafiltration<br />

<br />

Min. Raumhöhe 4,0 m<br />

<br />

Raumhöhe ca. 2,0 m<br />

<br />

Großer Platzbedarf<br />

<br />

Geringerer Platzbedarf<br />

(bis zu 50 % weniger)<br />

<br />

Technikraum erforderlich<br />

<br />

Aufstellung im<br />

Beckenumgang möglich<br />

<br />

Große Einbringöffnung<br />

erforderlich<br />

<br />

Türbreite 80 cm<br />

ausreichend<br />

<br />

Kein garantierter<br />

Keimrückhalt<br />

<br />

Absolut keimfreies Wasser<br />

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Konventionelle<br />

Filtertechnik<br />

Filterverkeimungen möglich<br />

Spülung außerhalb der<br />

Badezeit<br />

Spülwasserbevorratung<br />

(ca. 6 m³/m²)<br />

Großer Aufbereitungsvolumenstrom<br />

Große Kanalleitung<br />

oder Speicher<br />

Ca. 150 Partikel/ml<br />

Ultrafiltration<br />

Filterverkeimung unmöglich<br />

Spülung während des Betriebes<br />

Kein Vorrat, Spülung aus<br />

laufenden Filtrat (kleiner 1 m³)<br />

Nur 50 % des <strong>DIN</strong>‐<br />

Volumenstroms<br />

Kleine Kanalleitung < DN 125<br />

Ca. 1 Partikel/ml im Filtrat<br />

Problemloser Ersatz von<br />

Altanlagen<br />

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Haupteinsatzbereiche von Ultrafiltrationsanlagen<br />

in der Schwimmbadtechnik<br />

►<br />

►<br />

►<br />

►<br />

Lehrschwimmbecken, Bewegungsbecken und Warmsprudelbecken<br />

Therapiebecken<br />

gegenüber der Wasseraufbereitung mit Ozonstufen günstiger in<br />

Anschaffung und Unterhalt<br />

Sanierungen<br />

mit geringem Platzangebot bzw. eingeschränkten Zugangsmöglichkeiten<br />

Neubauten<br />

mit geringem Platzangebot bzw. eingeschränkten Zugangsmöglichkeiten<br />

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Ultrafiltration zur Trinkwasseraufbereitung,<br />

WW Roetgen, Leistung: 6.000 m 3 /h


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Krüger WABAG ‐ UF‐Anlage Bad Birnbach


Ultrafiltration im Schwimmbadbereich (480 m³/h),<br />

La Ola, Landau<br />

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Einsatz von UV bei der Schwimmbeckenwasseraufbereitung<br />

Quelle: Figawa<br />

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Was ist UV‐Licht?<br />

Wellenlänge<br />

[m]<br />

(m)<br />

10 2<br />

10 -2 1<br />

10 -4<br />

Kurzwelle Radio<br />

Fernseher<br />

FM<br />

Radar<br />

Infrarot<br />

unsichtbar<br />

Rot<br />

Orange<br />

Wellenlänge<br />

[nm]<br />

Gelb<br />

Grün<br />

Blau<br />

Indigo<br />

Violett<br />

780<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

380<br />

Sichtbares Licht<br />

10 -6<br />

Sichtbares licht<br />

10 -8<br />

unsichtbar<br />

Ultraviolett<br />

10 -10<br />

10 -12<br />

-rays<br />

x-rays<br />

UVA Blacklight<br />

315 - 400 nm<br />

UVB Bräunung<br />

280 - 315nm<br />

UVC Desinfektion<br />

200 - 280 (315) nm<br />

UV-Vakuum<br />

100 - 200 nm<br />

400<br />

365<br />

300<br />

200<br />

Ultraviolett<br />

10 -14<br />

Cosmic-rays<br />

100<br />

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Niederdruckstrahler<br />

160%<br />

140%<br />

Spektraldaten Niederdruckstrahler<br />

Spektral Leistung<br />

120%<br />

100%<br />

80%<br />

60%<br />

40%<br />

20%<br />

0%<br />

200 300 400 500 600 700<br />

Wellenlänge [nm]<br />

Hauptemissionsline liegt bei ND – Strahlern bei 253,7 nm, nur geringe Anteile<br />

an UVB, UVA, VIS.<br />

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Wellenlänge Nieder‐ und Mitteldruckstrahler<br />

• Niederdruckstrahler<br />

Strahlungsemission fast nur bei 253,7 nm:<br />

DNS absorbiert ND‐UV‐Licht effektiv dadurch niedriger Energiebedarf<br />

zur Inaktivierung von Keimen.<br />

• Mitteldruckstrahler<br />

Emission zwischen 180 und 280 nm:<br />

UV wird absorbiert durch DNS, Proteine, Enzyme, Zellenwand und<br />

Membranen bei hoher Energie<br />

MD‐UV‐Strahler mit hoher Energiedichte und<br />

Breitbandemissionsspektrum, dadurch zur Bestrahlung großer<br />

Wasserdurchflüsse bei kompakten Abmessungen und für<br />

photochemische Umwandlungen geeignet.<br />

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UV‐Anlagen im Schwimmbad nach <strong>DIN</strong> <strong>19643</strong><br />

UV‐Bestrahlung im Schwimmbad nur nach der Filtration und vor der<br />

Chlorung<br />

+ bestmögliche Wasserqualität am Ort der UV – Behandlung,<br />

+ sinnvoll einsetzbar bei allen Verfahrenskombinationen nach <strong>DIN</strong> <strong>19643</strong><br />

ausser bei Ozonung<br />

+ positiver Nebeneffekt der UV‐Bestrahlung:<br />

Inaktivierung von Keimen aus der Filteranlage<br />

UV – Anforderungen:<br />

Fluenz I => 600 J/m² Empfehlung<br />

Wellenlänge Λ > 200 nm obligatorisch<br />

Einschränkung:<br />

‐ Keine Reduzierung von THM möglich<br />

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Wie entstehen Chloramine ?<br />

• Ammonium und Harnstoff reagieren mit Chlor zu Chloraminen<br />

• Abhängig von pH‐Wert und Chlorgehalt entsteht im Schwimmbad Mono‐, Dioder<br />

Trichloramin<br />

Hauptreaktion<br />

NH 4<br />

+<br />

+ HClO NH 2 Cl + H 2 O + H +<br />

Ammonium unterchlorige Mono- Wasser Wasser-<br />

Säure chloramin stoffion<br />

Folgereaktion<br />

NH 2 Cl + HClO NHCl 2 + H 2 O<br />

Mono- unterchlorige Dichlor- Wasser<br />

chloramin Säure amin<br />

Trichloramin-<br />

Reaktion ???<br />

NHCl 2 + HClO NCl 3 + H 2 O<br />

Dichlor- unterchlorige Trichlor- Wasser<br />

amin Säure amin<br />

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Trichloraminentstehung -1-<br />

NHCl 2<br />

+ HClO NCl 3<br />

+ H 2<br />

O ??? Ja, aber nur bei pH


Trichloraminentstehung ‐2‐<br />

Wie kann NCl 3<br />

im Beckenwasser bei neutralen pH-Werten auftreten ?<br />

H2N<br />

NH2<br />

Cl2N<br />

NCl2<br />

C<br />

+ 4 HClO =><br />

+ 4 H2O<br />

C<br />

O<br />

O<br />

Urea<br />

Hypochloric acid<br />

Urea tetrachloride<br />

water<br />

Fig. 6: Bildung von Tetrachlorharnstoff als Vorläufersubstanz für die Trichloraminbildung<br />

Ref.: Stottmeister / Voigt 2006<br />

<strong>Die</strong> Umsetzung von Harnstoff mit einem Überschuss an Hypochloriger Säure HClO führt zur Bildung von<br />

Tetrachlorharnstoff.<br />

Tetrachlorharnstoff ist eine Vorläufersubstanz für die NCl 3<br />

– Bildung im neutralen pH‐Wertebereich im<br />

Schwimmbeckenwasser.<br />

Ref: Stottmeister, Voigt (2006) Trichloramine in the air of indoor swimmingpools<br />

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Trichloraminentstehung ‐3‐<br />

Wie kann NCl 3<br />

im Beckenwasser bei neutralen pH-Werten auftreten ?<br />

Cl2N<br />

NCl2<br />

Cl<br />

Cl<br />

C<br />

+ 2 HClO => CO 2 + 2 N + H 2 O<br />

O<br />

Cl<br />

Urea tetrachloride<br />

HypochloricAcid<br />

Carbon dioxide Trichloramine water<br />

Fig. 7: Bildung von Trichloramin von Tetrachlorharnstoff im neutralen pH‐Bereich<br />

<strong>Die</strong> fortgesetzte Chlorung von Tetrachlorharnstoff führt zur Bildung von Trichloramin<br />

Bei hohem Überschuß an Chlor erfolgt die Bildung von Trichloramin aus Tetrachlorharnstoff.<br />

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Was bedeuten Chloramine im Schwimmbad ?<br />

• Belästigungen durch typischen Schwimmbadgeruch<br />

• Wirkt reizend auf Schleimhäute in Hals‐Nasen‐Ohren‐Bereich<br />

• Wirkt reizend auf Augen (Rötung)<br />

• Indikator für schlechte Funktion der<br />

Schwimmbeckenwasser‐Aufbereitung<br />

‐ z.B. ungenügende Flockung,<br />

‐ Erschöpfung von Adsorbermaterial,<br />

‐ ungenügende UV‐Fluenz,<br />

‐ Zugabe Pulverkohle ungenügend oder zur falschen Zeit<br />

‐ ……….<br />

• bzw. Hinweis auf ungenügende Frischwassernachspeisung<br />

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Möglichkeiten der Chloramin‐Reduktion?<br />

• Eliminierung von gebundenem Chlor aus der Umwälzung:<br />

Pulver‐Aktivkohle‐Dosierung<br />

Filter mit Korn‐Aktivkohle‐Auflage<br />

Filter mit Auflage von Anthrazit‐H (Braunkohlekoks)<br />

• Reduzierung von gebundenem Chlor aus der Umwälzung:<br />

Verdünnung mit Füllwasser<br />

Teilstrom‐Ozonung<br />

UV‐Bestrahlung mit Mitteldruck‐Strahlern<br />

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Verfahrensprinzip ‐ In‐line Elektrolyse<br />

Bei der inline‐Elektrolyse wird das Desinfektionsmittel direkt im<br />

Wasserstrom aus enthaltenen Chloridionen erzeugt<br />

Anode und Kathode befinden sich direkt im zubehandelnden Wasserstrom<br />

Keine Verwendung von Salzsole<br />

Ob kontinuierliche Zudosierung von Salz zum zubehandelnden Wasserstrom<br />

unter inline Elektrolyse fällt, ist strittig<br />

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Verfahrensprinzip<br />

‐<br />

Kathodenreaktion:<br />

2 H 2 O + 2e ‐ → H 2 ↑ + 2 OH ‐ Folgereaktion:<br />

Cl 2 + 2 OH ‐ →<br />

OCl ‐ + Cl ‐ + H 2 O<br />

+<br />

Anodenreaktion:<br />

2 Cl ‐ → Cl 2 + 2 e ‐<br />

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Vorteile gegenüber konventionellen Verfahren<br />

Konventionelle Verfahren: Chlorgas, Hypochloritlösung, onsite Rohr‐ und<br />

Membranzellenelektrolysen<br />

Keine zusätzlichen Chemikalien/Salz notwendig<br />

Kein Salzschlupf wie bei onsite Elektrolysen<br />

Kein Transport und Lagerung von Chlorgas / Hypochloritgranulat oder –<br />

lösung<br />

Geringeres Gefahrenpotential<br />

Weniger Bedienungs‐ und Wartungsbedarf<br />

Erzeugung des Desinfektionsmittels nach Bedarf → genauere Dosierung<br />

und kein Aktivitätsverlust durch Lagerung<br />

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Anwendungen<br />

Großtechnisch: Ballastwasseraufbereitung von Süß‐ und Meerwasser auf<br />

Schiffen, 50 bis > 3.000 m³/h<br />

Industriell: Lebensmittel‐ und Getränkeindustrie insbesondere für CIP,<br />

Kühlwasser<br />

Kommunal: Schwimmbadwasser, Abwasserbehandlung insbesondere in US<br />

Für Trinkwasseraufbereitung in D derzeit nicht zugelassen (bisher keine<br />

Aufnahme in § 11 TrinkwV)<br />

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Ergebnisse des DVGW / DBU‐Forschungsvorhaben<br />

“Inline Elektrolyse zur Desinfektion von Trinkwasser”<br />

Anlagen mit Mischoxidelektroden erzeugen nur freies Chlor<br />

Keine Grenz‐ und Richtwertüberschreitung<br />

Chlorit und Perchlorat werden nicht gebildet<br />

Chloratgehalt nimmt innerhalb Laufzeit zu, liegt jedoch unter<br />

praxisrelevanten Bedingungen unterhalb 200 µg/L<br />

Bromat nur bei vergleichsweise hohen Bromid‐ und<br />

Chloridausgangskonzentrationen gebildet<br />

Keine Gentoxizität nachgewiesen<br />

Wirksamkeit der Anlagen am UBA‐Teststand in Berlin nachgewiesen<br />

Prüfgrundlage für erweiterte Wirksamkeitsprüfung in Vorbereitung<br />

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Chlorelektrolyse im Inline‐Betrieb<br />

Becken<br />

TW<br />

FM<br />

PAK<br />

Rohwasserspeicher<br />

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Chlorelektrolyse im Inline‐Betrieb<br />

<br />

2 Cl - - 2e - Cl 2<br />

NaCl + H 2 O NaOCl + H 2<br />

2 H + + 2e - H 2<br />

Kochsalzlösung<br />

Chlorhaltige Lösung<br />

‣ Technopool „Salt water light“‐Verfahren<br />

Meerwasser<br />

Verdünnte Natursole<br />

Sole aus Siede‐ oder Feinsalz<br />

‣ Solekonzentration min. 2 g/L<br />

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Chlorelektrolyse im Inline‐Betrieb<br />

Chloridkonzentration von mehr als 1200 mg/l im Beckenwasser<br />

erforderlich, entspricht einem Salzgehalt als NaCl von mehr als 2000 mg/l.<br />

technische Anforderungen in Bezug auf z. B. Filtergeschwindigkeit oder<br />

erhöhte Korrosivität sind einzuhalten<br />

An der Kathode kann es zu Kalkausfällungen kommen, die durch<br />

geeignete Reinigung regelmäßig zu entfernen sind<br />

Durch ausreichende Zufuhr von Außenluft ist sicherzustellen, dass sich in<br />

Betriebsräumen und im Schwimmhallenbereich kein zündfähiges Gemisch<br />

bilden kann und der entstehende Wasserstoff gefahrlos ins Freie entsorgt<br />

wird<br />

Der Wasserdurchfluss der Elektrolysezelle muss von einem<br />

Strömungswächter überwacht werden, welcher bei fehlendem Durchfluss<br />

die Anlage ausschaltet<br />

<strong>Die</strong> Steuerung/Regelung der Desinfektionsmittel‐Erzeugung bzw. ‐Zugabe<br />

erfolgt durch Regelung des Zellstroms. Für jedes Becken muss eine<br />

separate Elektrolyseeinheit eingesetzt werden.<br />

Bei Messwertgebern müssen wegen des entstehenden Wasserstoffes<br />

geeignete Elektroden verwendet werden (z.B. aus Gold).<br />

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />

VWS Deutschland GmbH<br />

‐ Standort Bayreuth ‐<br />

Dr. Klaus Hagen<br />

Tel.: 0921/150879‐326<br />

Fax: 0921/150879‐444<br />

Mobil: 0174‐3391013<br />

E‐Mail: klaus.hagen@veoliawater.com<br />

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