Daten
Kommune
Leopoldshöhe
Größe
943 kB
Datum
28.06.2010
Erstellt
08.07.10, 21:21
Aktualisiert
08.07.10, 21:21
Stichworte
Inhalt der Datei
Enthärtung des Trinkwassers in Leopoldshöhe
Möglichkeiten einer zentralen Enthärtung und Konsequenzen
28. Juni 2010
SCHMIDT UND PARTNER
Beratende Hydrogeologen BDG
Beratende Ingenieure VBI
Enthärtung des Trinkwassers in
Leopoldshöhe
Möglichkeiten einer zentralen
Enthärtung und Konsequenzen
Dipl.-Ing., M.Sc. Burkhard Obenauer
Schmidt und Partner, Bielefeld
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Enthärtung des Trinkwassers in Leopoldshöhe
Möglichkeiten einer zentralen Enthärtung und Konsequenzen
28. Juni 2010
SCHMIDT UND PARTNER
Beratende Hydrogeologen BDG
Beratende Ingenieure VBI
Enthärtung des Trinkwassers in Leopoldshöhe
Möglichkeiten einer zentralen Enthärtung und Konsequenzen
Dipl.-Ing., M.Sc. Burkhard Obenauer
Schmidt und Partner, Bielefeld
1. Wasserbeschaffenheit
2. Wasserbedarf - Aufbereitungsleistung
3. Verfahren zur Enthärtung
4. Vergleich der Verfahren zu Enthärtung
5. Veränderung des Wasserpreises
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Dipl.-Ing., M.Sc. Burkhard Obenauer
Enthärtung des Trinkwassers in Leopoldshöhe
Möglichkeiten einer zentralen Enthärtung und Konsequenzen
SCHMIDT UND PARTNER
Beratende Hydrogeologen BDG
Beratende Ingenieure VBI
1. Wasserbeschaffenheit
• Wasserhärte von ca. 24 bis 25°dH
Æ dies entspricht einem „hartem“ Wasser
• Trinkwasser aus Leopoldshöhe entspricht der
Trinkwasserverordnung
• Es besteht keine Verpflichtung zu einer Enthärtung.
• Wasserhärte wird vom Verbraucher aber als störend
empfunden.
• Überpüfung, inwieweit eine zentrale Enthärtung möglich
und wirtschaftlich vertretbar ist
• Ziel: Gesamthärte < 14°dH
Æ dies entspricht einem „mittelhartem“ Wasser
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Dipl.-Ing., M.Sc. Burkhard Obenauer
Enthärtung des Trinkwassers in Leopoldshöhe
Möglichkeiten einer zentralen Enthärtung und Konsequenzen
SCHMIDT UND PARTNER
Beratende Hydrogeologen BDG
Beratende Ingenieure VBI
2. Wasserbedarf - Aufbereitungsleistung
Hydrogeologische Beweissicherung zur
Grundwasserentnahme im östlichen
Stadtgebiet Bielefeld
Projekt-Nr.: 1721-13/1733-13/1776b-9/1996-8
- Kalenderjahr 2009 -
Monatliche brunnenspezifische Fördermengen
der Brunnen 1 bis 4, Gemeinde Leopoldshöhe
(01/86 bis 12/09)
100.000
1.000.000
Br. 4
Fördermenge [m³/Monat]
90.000
Br. 3
Br. 2
Br. 1
Jahresmenge
Br. 4: 18.06.06 - 09.09.06 und Mai bis Okt. 2007
Keine Förderung aufgrund von Sanierung
Br. 3 (ab 05.12.2006)
Ausfall / Störung, keine Messwerte
900.000
80.000
800.000
70.000
700.000
60.000
600.000
50.000
500.000
40.000
400.000
30.000
300.000
20.000
200.000
10.000
100.000
0
0
Jan 86 Jan 87 Jan 88 Jan 89 Jan 90 Jan 91 Jan 92 Jan 93 Jan 94 Jan 95 Jan 96 Jan 97 Jan 98 Jan 99 Jan 00 Jan 01 Jan 02 Jan 03 Jan 04 Jan 05 Jan 06 Jan 07 Jan 08 Jan 09 Jan 10
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Beratende Ingenieure VBI
2. Wasserbedarf - Aufbereitungsleistung
Hydrogeologische Beweissicherung zur
Grundwasserentnahme im östlichen
Stadtgebiet Bielefeld
Projekt-Nr.: 1721-13/1733-13/1776b-9/1996-8
- Kalenderjahr 2009 -
SCHMIDT
Fördermengen Leopoldshöhe gesamt und
Brunnenwasserstände
3.200
UND
PARTNER
Beratende Hydrogeologen BDG
Beratende Ingenieure VBI
160,0
Sonden-Defekte
155,0
2.800
150,0
145,0
140,0
135,0
2.000
130,0
125,0
1.600
120,0
WST m+NN
mittl. Fördermenge in m³/d
2.400
115,0
1.200
800
110,0
Fördermenge
WST Br. 2
WST Br. 3
WST Br. 1
WST Br. 4
SondenDefekt
400
0
Jan. 02
Jul. 02
Jan. 03
Jul. 03
Jan. 04
105,0
Br. 4: (18.06.2006 bis 09.09.2006) Störung / Totalausfall mit
anschließender Vollsanierung
Mai bis November 2007: Sondenausfall
Juni bis Okt. 2008: z. T. Sondendefekte
Br. 3: (ab 05.12.2006) Ausfall / Störung, keine Messwerte
Jan. 2007 - Dez. 2008: Sonde defekt
100,0
SondenDefekte
90,0
Sonden-Defekte
Jul. 04
Jan. 05
Jul. 05
Jan. 06
Jul. 06
Jan. 07
95,0
Jul. 07
Jan. 08
Sonden-Defekte
Jul. 08
Jan. 09
85,0
Jul. 09
80,0
Jan. 10
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2. Wasserbedarf - Aufbereitungsleistung
• Jahresmenge: 600.000 bis 700.000 m³/a
• mittl. Tagesbedarf: 1.600 m³/d
• max. Tagesbedarf: 2.600 m³/d
Bedingung für wirtschaftliche Aufbereitung:
Æ möglichst gleichmäßige Aufbereitung über Tagesverlauf
Æ Pufferung von Tagesspitzen nicht durch
Aufbereitungsleistung, sondern durch Behältervolumen
ÆAufbereitungsleistung von 80 bis 110 m³/h notwendig
ÆBehältervolumen (derzeit 1.750 m³) bei max. Tagesbedarf
ist zu überprüfen.
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Beratende Ingenieure VBI
3. Verfahren zur „Enthärtung“
Begriffsdefinitionen:
Unter Enthärtung versteht man die Reduzierung der
Kationen Calcium und Magnesium, wobei diese durch
äquivalente Mengen an Kationen wie Natrium ersetzt
werden.
Die Entkarbonisierung ist die Reduzierung der Carbonat –
und/oder Hydrogencarbonationen im Wasser.
Bei der Entsalzung werden neben den Härtebildnern (Ca2+,
Mg2+) auch die Konzentrationen anderer Kationen (Na+, K+)
und Anionen (HCO3-, Cl-, SO42-, NO3-) in unterschiedlichem
Umfang reduziert.
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3. Verfahren zur „Enthärtung“
Entcarbonisierung (Fällungsverfahren)
Æ Schnellentcarbonisierung
Zugabe von Lauge (Kalkmilch) und Sand
Æ nachgeschaltete Filtration (Zugabe von Flockungsmitteln)
pH-Wert-Korrektur
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Beratende Ingenieure VBI
3. Verfahren zur „Enthärtung“
Entcarbonisierung (Fällungsverfahren)
Æ Langsamentkarbonisierung
Zugabe von Lauge (Kalkmilch) und Flockungsmitteln
Æ nachgeschaltete Filtration / pH-Wert-Korrektur
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Beratende Ingenieure VBI
3. Verfahren zur „Enthärtung“
Ionenaustauschverfahren (z.B. CARIX-Verfahren)
Æ „Enthärtung“
Einsatz von schwach sauren Kationenaustauscher
Austausch der Ca- und Mg-Ionen durch Wasserstoffionen
(Einsatz von stark sauren Kationenaustauscher nur bei
kleineren dezentralen Aufbereitungen:
Austausch der Ca- und Mg-Ionen durch Natriumionen)
Æ Bei Einsatz von Harzmischbetten (CARIX-Verfahren /
Kombination von Kationen- und Anionenaustauscher)
können gleichzeitig auch Anionen wie Chlorid, Sulfat und
Nitrat entfernt werden.
Æ Regeneration mit Kohlensäure (CO2)
Æ Nachbehandlung des Wassers (pH-Wert-Korrektur)
erforderlich
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3. Verfahren zur „Enthärtung“
Ionenaustauschverfahren (z.B. CARIX-Verfahren)
11
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Möglichkeiten einer zentralen Enthärtung und Konsequenzen
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3. Verfahren zur „Enthärtung“
Membranfiltration (z.B. Nanofiltration)
Æ Rückhalt von gelöstem „Kalk“ und weiterer gelösten Ionen!
Æ Zugabe von Säuren (H2SO4, HCl) zur pH-Absenkung
und ggfs. Chemikalien (Antiscalant) zur Verhinderung von
Ablagerungen
Æ Nachbehandlung des Wassers (pH-Wert-Korrektur) erforderlich
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4. Vergleich der Verfahren zur Enthärtung
Fällungsverfahren
Ionenaustauschverfahren
Membranverfahren
Rückstände
SEC: Kalkstein-Pellets
SEC+LEC: Schlamm
Verwertung/
Entsorgung
Landwirtschaft / Kalk-/
Stahl-/ Papierindustrie
Ausbeute
> 95-97 %
(< 3-5% Abwasser)
80% bis 95%
(5 bis 20%! Abwasser)
75% bis 90%
(10 bis 25% Abwasser)
Techn.
Aufwand
Hoch
(geringe Flexibilität)
Hoch
(hohe Flexibilität)
Gering bis mittel
(mittlere Flexibilität)
Personalbedarf
Hoch
(Reinigungsaufwand)
Gering bis mittel
Gering bis mittel
Energiebedarf
Niedrig
Hoch
Hoch
Platzbedarf
SEC: mittel (Bauhöhe!) Hoch
LEC: mittel bis hoch
Eluat mit aufkonzentrierten Salzen
Konzentrat mit abgetrennten Salzen und
Chemikalien
Abwasser!
Abwasser!
(Direkteinleitung nur in
(Direkteinleitung nur
in geeignete Vorfluter) geeignete Vorfluter)
Gering
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4. Vergleich der Verfahren zur Enthärtung
Wasserbeschaffenheit (Schätzung)
Reinwasser
Abwasser
Rohwasser
SEC
LEC
Nanofiltration
Gesamthärte [°dH]
25,7
13,9
13,9
13,9
158
Karbonathärte [°dH]
17,2
5,5
4,9
9,1
87
Natrium [mg/l]
11,4
k.Ä.
k.Ä.
7,5
55
Chlorid [mg/l]
28
k.Ä.
30
18
140
Nitrat [mg/l]
27
k.Ä.
k.Ä.
k.Ä.
k.Ä.
Sulfat [mg/l]
113
k.Ä.
k.Ä.
56
1143
Anionenqotient S1 (<0,5)
0,5
1,6
1,8
0,5
0,9
Calcitlösekapazität [mg/l]
-11
0
0
2
-864
abscheidend
Calcitlösekapazität [mg/l]
(60°C)
-76
abscheidend
stark abscheidend
-9
-7
-22
-1.066
stark abscheidend
14
14
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5. Veränderung des Wasserpreises
Spezifische Kosten zentrale „Enthärtung“
0,30 bis 0,50 €/m³
(ohne Gebäude und Entsorgungskosten)
0,40 bis 0,85 €/m³
(einschl. Gebäude und Entsorgungskosten)
Æ Klärungsbedarf mit Behörden und
bezügl. Entsorgung von Rückständen
15
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