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ZENTRALE ENTHÄRTUNG IM WASSERWERK WEIHERZweckverband Wasserversorgung Kraichbachgruppe
Gemeinderatssitzung Forst, 07. April 2014
Dr.-Ing. M. Riegel, Dr.-Ing. S. Hesse
TRINKWASSERVERSORGUNG
WW Weiher
Forst
Weiher
Ubstadt
Stet
tfeld
Zeutern
B 3
A 5
Aktuell: 21.000 Einwohner 950.000 m³/a 130 L/(E.d)
TRINKWASSERAUFBEREITUNG
NetzMehrschichtfilterMehrschichtfilter
(d = 3 m)(d = 3 m)
Zugabe Ozon
3 Flachbrunnen
1 Tiefbrunnen
Belüftung
SpeicherungSpeicherung(2 x 250 m³)(2 x 250 m³)
Wasser-Wasser-schlossschloss
OZONUNG
FILTRATION
DAS TRINKWASSER IN FORST
Einwandfreie Beschaffenheit gemäß TrinkwV
keine weitergehende Aufbereitung erforderlich
Wasserhärte: 24 °dH (Härtebereich hart) – Ca2+,
Mg2+
Relativ hoher Sulfatgehalt (160 mg/L) SO42–
KS 4,3 (Hydrogencarbonat HCO3-): 5,2 mmol/L HCO3
–
Kalkabscheidetendenz (CaCO3) bei 90 °C: 100 mg/L
(W 235-1: Enthärtung bei > 70 mg/L in Erwägung ziehen)
GRÜNDE FÜR EINE ZENTRAL ENTHÄRTUNG
Aus der Sicht der Verbraucher Komfort
(Reinigung, Kalkablagerungen)
Chemikalienbedarf (z.B. Waschmittel bzw. Enthärter)
Lebensdauer (Geräte)
Energiebedarf (Warmwasser)
Aus ökologischer Sicht Geringere Salz- und
Metall-Emissionen
HärteHärte
WASCHMITTELBEDARFAnzahl der Waschgänge:
Wenig 42 / Person/a Durchschnittlich 81 / Person/a Viel 127 / Person/a
Bsp. wenig Waschgänge:
Hart (> 14 °dH): 18 €/a/Person
Mittel: 14 €/a/Person
Weich (< 8,4 °dH): 10 €/a/Person
Waschmitteleinsparung : > 50 t/a (weich)
> 25 t/a (mittel)
http://imageshack.us/photo/my-images/816/img00072.jpg/
(21.000 Einwohner)
Härteverringerung von hart aufweich
(8 °dH)
mittel
(9 – 10 °dH)
Angaben in €/Person/a
Wasch- und Reinigungsmittel 8,- 4,-
Energieverbrauch 3,- 3,-
Wartung (Warmwasser*) 16,- 16,-
Gesamteinsparung 27,- 23,-
Mindesteinsparung pro m³
(Wasserbedarf 50 m³/Person/a)0,54 €/m³ 0,46 €/m³
* Verlängerung der Wartungsintervalle
KOSTENEINSPARUNGEN HAUSHALT
Investition Ionenaustauscher 2.000 €
Betrieb (Salz, Wartung, Strom, Wasser)
43 €/P/a
0,90 €/m³
Einsparungen bei Außerbetriebnahme 0,90 €/m³
KOSTENEINSPARUNGEN BEZÜGLICH DEZENTRALER ENTHÄRTUNG
ENTHÄRTUNG AUS ÖKOLOGISCHER SICHT (1)
Kraichbachgruppe:
21.000 Einwohner // 1.000.000 m³/a Härte 24 °dH → 8 °dH
EINSPARUNGEN:
Regeneriersalz: > 100 t/a
Waschmittel: > 50 t/a
Reiniger: 8 t/a
Klarspüler Spülmaschine: 4 t/a
ENTHÄRTUNG AUS ÖKOLOGISCHER SICHT (2)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1988 1989 1990 1991 1992 1993
Jahr
[mg
/kg
]
Zink
Kupfer
ab hier Enthärtung
Meta
llgeha
lt im
Klär
schla
mm
, m
g/k
g
Kläranlage Heppenheim
Verringerung der Schwermetallgehalte im Klärschlamm
pH-Wert
Härte
Geringere Metalllöslichkeit
weich hart
8
7
Höhere Metalllöslichkeit
pH-Wert
Härte
Geringere Metalllöslichkeit
weich hart
8
7
Höhere Metalllöslichkeit
BEWERTUNG ZENTRALE ENTHÄRTUNG
Komfortzugewinn für den Verbraucher
Entlastung der Umwelt
Preisanstieg des Trinkwassers(dem Ersparnisse im Haushalt gegenüber stehen)
ZIELWERTE ZENTRALE ENTHÄRTUNG
Enthärtung mindestens so weit, dass es für den Verbraucher spürbar wird: KS 4,3 < 2,5 mmol/L (HCO3
–)
Calcitabscheidekapazität (90°C) < 30 mg/L
Aus korrosionschemischen Gründen: Allgemein: KS 4,3 > 1,5 mmol/L
(W 235-1)
Gusseisen/niedriglegierte Stähle: KS 4,3 > 2 mmol/L
(DIN EN 12502-5)
Kosteneinsparung: Wasserhärte bevorzugt in den Bereich weich
VERFAHREN ZUR ZENTRALEN ENTHÄRTUNG
Membranverfahren Niederdruck-Umkehrosmose (LPRO)
Ionenaustauschverfahren – CARIX
Fällungsverfahren Langsam-/Schnellentcarbonisierung
Aufgrund der hohen Sulfatgehalte ungeeignet !
Hartes Wasser
Weiches Wasser
MEMBRANFILTRATION (LPRO)
Rohwasser-Verschnitt
Konzentrat
MembranSalzeSalze
„+ Druck“ (ca. 8 bar)„+ Antiscalant“
BEISPIELE MEMBRANANLAGEN
Keine Enthärtung
Enthärtung mit LPRO
Anteil Verschnittwasser, % - 32 37
Härte, °dH 248
(weich)9
(mittel)
KS 4,3 (HCO3-), mmol/L 5,2 1,7 2,0
Calcitabscheidekapazität bei 90 °C, mg/LCaCO3
100 11 16 EM
PF
OH
LEN
WASSERBESCHAFFENHEIT MEMBRANFILTRATION
VERFAHRENSBEWERTUNG MEMBRANFILTRATION
Automatisiert
Angenehme Handhabung
Kompakte Bauweise / geringer Platzbedarf
Geringe Investitionskosten
Hohe Betriebskosten (Energie / 8 bar Druckdifferenz)
Teilentfernung von Spurenstoffen
WW Forst
Kriegbach Kraich
bach
DutlacherGraben
WW Forst
KONZENTRATENTSORGUNG
KONZENTRATENTSORGUNG
Empfehlung aus ökologischer Sicht: Einleitung in den Kraichbach
Konservative Berechnungen zeigen:
Ausreichende Verdünnung des salzhaltigen Konzentrats
Geringe Veränderung der Wasserbeschaffenheit
Keine Veränderung der Güteklasseeinteilung (LAWA)
Vor Konz.-einleitung Nach Konz.-einleitung
Parameter Q0,9 Güteklasse Q0,9 Güteklasse
Sulfat mg/L 256 III (< 400 mg/L) 266 III (< 400 mg/L)
Chlorid mg/L 56 II (< 100 mg/L) 59 II (< 100 mg/L)
Nitrat-Stickstoff mg(N)/L 7,1 III (< 10 mg/L) 7,1 III (< 10 mg/L)
Gesamt-Phosphor mg(P)/L 0,54 III (< 0,6 mg/L) 0,55 III (< 0,6 mg/L)
KOSTEN MEMBRANFILTRATION
Investition 2,85 Mio. €
Kapitaldienst 230.000 €/a Betriebskosten 170.000 €/a
Gesamtkosten 400.000 €/a 0,44 €/m³ *
* Bei einer verkauften TW-Menge von 900.000 m³/a
Verfahrenstechnik Gebäude Konzentratleitung Planung
Energie Membranersatz Chemikalien Wartung Personal Instandhaltung
IONENAUSTAUSCHER VERFAHREN CARIX
Hartes Wasser
Weiches Wasser
Eluat
Rückhaltung von: Ca2+
Mg2+ SO4
2-
HCO3-
Regeneration
CO2
Ca2+
Mg2+
SO42-
SO42-
ANLAGENBEISPIELE CARIX
WASSERBESCHAFFENHEIT CARIX
Keine Enthärtung
Enthärtung mit CARIX
Härte, °dH 24 8
KS 4,3 (HCO3-), mmol/L 5,2 2,5
Calcitabscheidekapazität bei 90 °C, mg/LCaCO3
100 24
VERFAHRENSBEWERTUNG
Automatisiert
Lärmentwicklung
Großer Raumbedarf
Hohe Investitionskosten
Geringe Betriebskosten
KOSTEN CARIX
Investition 5,16 Mio. €
Kapitaldienst 400.000 €/a Betriebskosten 145.000 €/a
Gesamtkosten 545.000 €/a 0,60 €/m³ *
* Bei einer verkauften TW-Menge von 900.000 m³/a
Verfahrenstechnik Gebäude Eluatleitung Planung
Energie Chemikalien Wartung Personal Instandhaltung
VERFAHRENSVERGLEICH
Ohne Enthärtung
Membran CARIX
Härte, °dH24
hart9
mittel8
weich
KS 4,3 (HCO3-), mmol/L 5,2 2,0 2,5
Membran CARIX
Gesamtkosten 400.000 €/a 545.000 €/a
0,44 €/m³ 0,60 €/m³
Trinkwasserbeschaffenheit:
Kosten:
VERFAHRENSEMPFEHLUNG
Membranfiltration
geringere Kosten
Wasserbeschaffenheit vergleichbar mit CARIX-Enthärtung, wesentlicher Unterschied: Einstufung des Härtebereichs
(mittel – weich)
Teilentfernung von Spurenstoffen
Angenehme Handhabung
VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT