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Mitteilungsvorlage Wasserwerk (Vortrag Obenauer)

Daten

Kommune
Leopoldshöhe
Größe
943 kB
Datum
28.06.2010
Erstellt
08.07.10, 21:21
Aktualisiert
08.07.10, 21:21

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 11 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 22 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 33 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 44 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 - 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 55 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 • 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. 66 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 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. 77 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 3. Verfahren zur „Enthärtung“ Entcarbonisierung (Fällungsverfahren) Æ Schnellentcarbonisierung Zugabe von Lauge (Kalkmilch) und Sand Æ nachgeschaltete Filtration (Zugabe von Flockungsmitteln) pH-Wert-Korrektur 88 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 3. Verfahren zur „Enthärtung“ Entcarbonisierung (Fällungsverfahren) Æ Langsamentkarbonisierung Zugabe von Lauge (Kalkmilch) und Flockungsmitteln Æ nachgeschaltete Filtration / pH-Wert-Korrektur 99 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 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 10 10 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 3. Verfahren zur „Enthärtung“ Ionenaustauschverfahren (z.B. CARIX-Verfahren) 11 11 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 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 12 12 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 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 13 13 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 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 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 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 15