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Die Wasseraufbereitung ist die zielgerichtete Veränderung der Wasserqualität. Sie umfasst im Wesentlichen zwei Gruppen der Behandlung:
Die Wasseraufbereitung ist ein wesentlicher Verfahrensschritt bei der Produktion von Trinkwasser für den menschlichen Gebrauch (Trinkwasserversorgung).
Inhaltsverzeichnis |
Die Aufbereitungsverfahren können wie nachstehend beschrieben gegliedert werden:
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über verschiedene Aufbereitungs-Prozesse und deren Anwendungszwecke.
| Prozess | Anlagenkomponente | Zweck |
| Siebung | Rechen, Trommelsieb, Mikrosieb | Entfernung von größeren Feststoffen und Schwimmstoffen |
| Sedimentation | Sandfang, Absetzbecken | Partikuläre Stoffe, Flocken aus der Flokkulation |
| Filtration | Filter, Sandfilter, Kerzenfilter, Anschwemmfilter, Mikrofiltration,Ultrafiltration, Nanofiltration | Entfernung von Schwebstoffen (Partikeln) u.a. Fe oder Mn |
| Adsorption | Aktivkohlefilter | Anlagerung von z. B. adsorbierbaren halogenierten Kohlenwasserstoffverbindungen (AOX) oder Farbstoffen |
| Flotation | Flotationsbecken | Entfernung von feinen Schmutzpartikeln durch Einblasen von Luft |
| 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). |
| Fällung | Fällungsbecken bzw. Fällungsfiltration | Umwandlung gelöster Stoffe in ungelöste Stoffe und anschließende Sedimentation oder Flockung. |
| Oxidation | Belüftungsanlagen und Kiesfilter | Entfernung von gelösten Eisen- und Manganionen (Enteisenung und Entmanganung). Das oxidierte Eisen- und Mangan lagert sich am Kies an und wird durch Rückspülen der Filter wieder entfernt. |
| Entsäuerung | Entsäuerungsanlage | Entfernung der aggressiven Kohlensäure. Dient der Vermeidung von Korrosion im Rohrnetz. |
| Enthärtung | Enthärtungsanlage, Nanofiltration Niederdruckumkehrosmose | Entfernung von Ca2+ und Mg2+ (Bei der Nanofiltration eingeschränkt) |
| Entcarbonisierung | Entkarbonisierungsanlage | Reduzierung der temporären Härte zur Verminderung der Abscheidung von Calciumcarbonat auf Oberflächen der Rohrleitungen und Wärmeaustauscher |
| Entsalzung (Desalination) | Entsalzungsanlage, Umkehrosmose | Entfernung von Salzen z. B. zur Aufbereitung von Meerwasser zu Trinkwasser und zur Bewässerung |
| Vollentsalzung | VE-Anlagen, Regenerierbare Mischbettaustauscher, Patronenaustauscher, Umkehrosmose, Elektrodeionisation | Entfernung von Salzen z. B. zur Erzeugung von Rein- und Reinstwasser |
| Selektivaustausch | Ionenaustauscheranlagen mit speziellen Harzen | z. B. Entfernung von Uran und anderen Schwermetallen aus dem Abwasser, Recycling von Metallen |
| 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. |
| Desinfektion | Sonderbecken, Zugabe in das Rohrnetz | Entkeimung durch Chlor-, Chlordioxid- Ozon</b>zugabe, der UV-Bestrahlung oder durch Ultrafiltration |
| Dosierung | Dosieranlagen für Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase | Zugabe von Chemikalien zur gezielten Beeinflussung der Wasserbeschaffenheit, z. B. der Ablagerungstendenz oder Korrosionsneigung |
| 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. |
| Spezielle Behandlung | Sonderbecken für verseuchte Abwässer | Spezielle Behandlung von Abwässern, welche mit zunächst unbekannten Stoffen oder Lebewesen verseucht sind. Beispiele: Unbehandelte Abwässer aus Galvanisierungsbetrieben oder Fadenwürmer. |
Die wichtigsten Verfahren sind vorstehend tabellarisch aufgelistet. Eine Anlage für die Aufbereitung von Wasser besteht aber selten aus nur einem einzelnen Verfahren sondern sehr häufig aus mehreren. Die erforderliche Anzahl und Typ der Verfahren ist bedingt durch:
Rohwasser: Die wichtigsten Rohwasserlieferanten in Mitteleuropa sind:
Oberflächenwasser, und davon besonders Fließwasser, enthält zumindest zeitweise (Hochwasserperioden) hohe Gehalte an ungelösten Partikeln. Organische Verunreinigungen können auch enthalten sein, obwohl diese durch die gesetzlichen Vorschriften für Direkteinleiter von Abwasser und für gereinigtes Abwasser inzwischen nur noch in geringer Höhe vorkommen. Bei See- und Talsperrenwasser ist dagegen der Gehalt an Ungelöstem und organischen Substanzen deutlich niedriger.
Grundwasser ist je nach Art der Bodenschichten aus denen es gefördert wird, häufiger mehr oder weniger belastet durch gelöste Eisen- und Manganverbindungen und höheren Gehalten an freiem Kohlenstoffdioxid (CO2). Gelöste oder kolloidale organische Verbindungen sind, falls überhaupt, nur in geringen Maße vorhanden. Oberflächennahes Brunnenwasser kann, besonders in Bereichen mit sumpfigen Bodenschichten und von Deponien, aber auch höhere Konzentrationen an organischen Verunreinigungen enthalten.
Verwendung des Reinwassers
Sieht man von der Abwasseraufbereitung ab, auf die hier nicht näher eingegangen wird, gibt es im Wesentlichen zwei Arten für die Verwendung und zwar als:
Nachfolgende Angaben für die Art der Aufbereitung sind nur Beispiele für einige typische und häufigere Anlagekombinationen. Im Einzelfall können zur Erreichung der erforderlichen Reinwasserqualität weitere und auch von den angeführten abweichende Verfahrensstufen erforderlich sein. Andererseits kann im Einzelfall auch die Qualität des Rohwassers für die Verwendung ohne eine Aufbereitung ausreichen.
Bei der Erzeugung von Trinkwasser sind die gesetzlichen und normativen Vorgaben (z.B. dt. Trinkwasserverordnung, DIN 2000) und die Anforderungen des Verteilnetzes maßgebend.
Eine typische Aufbereitungsanlage für Oberflächenwasser als Rohwasser besteht aus:
Bei Grundwasser aus Flach- oder Tiefbrunnen ist häufig eine Belüftungsstufe zur Oxidation und Ausfällung von Eisen- und Manganoxidhydraten[4] vor der Filterung erforderlich. Gleichzeitig wird hierdurch der Sauerstoffgehalt des Wassers erhöht. Letzteres ist für die Rohrnetze aus dem Werkstoff Eisen wichtig, um die Korrosionsgefahr durch Bildung einer Kalkrostschutzschicht zu verringern.
Brauchwasser wird für Kraftwerke (Kühl- und Speisewasser), Industrieanlagen, chemische Prozesse, Pharmazie, Nahrungsmittelindustrie, Wäschereien und v. m. in großen Mengen benötigt. Häufig sind sehr weitgehende Änderungen der Wassereigenschaften erforderlich. Weiterhin werden in einer Anlage oft unterschiedliche Qualitäten an Reinwasser benötigt. Beispielsweise werden an das Zusatzwasser für Kühlsysteme fast immer andere Anforderungen gestellt als an das Prozesswasser.
