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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