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Optimierung der Flockungsfiltration huminstoffhaltiger Talsperrenwässer
Art der Abschlussarbeit
Diplomarbeit
Autoren
- Braune, R.
Betreuer
- Dr.-Ing. Irene Slavik
- Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Uhl
Abstract
Kurzdarstellung
Das Rohwasser aus dem Speicher Altenberg zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an Huminstoffen (als SAK254 und DOC) aus. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit einer Auswertung der Betriebsdaten des Wasserwerkes Altenberg, um einen Überblick über die Entwicklung der Rohwassersituation zu bekommen. Im Ergebnis dieser Datenrecherche kann festgestellt werden, dass langfristig mit einem Anstieg der organischen Belastung zu rechnen ist. Zudem ist eine starke Beeinflussung der Rohwasserbedingungen auch durch kurzfristige Wetterextreme möglich. Besonders intensivere Regenereignisse in Kombination mit Bodenauswaschungen können kurzfristig zu einem enormen Anstieg des SAK254 und DOC im Rohwasser führen. Der Klimawandel wird in Zukunft langfristig das Risiko für das Auftreten von Starkregen zusätzlich noch weiter erhöhen.
Weiterhin wird in der Arbeit überprüft, inwieweit die klassische Verfahrens-kombination Flockung/Filtration dahingehend optimiert werden kann, um eine effiziente Entfernung der organischen Belastung im Wasserwerk Altenberg zu erreichen. Besonders wird dabei der Einsatz einer „Sauren Flockung“ geprüft. Dazu wurden Laborversuche (Jar-Tests) durchgeführt, bei denen in Abhängigkeit der Flockungsmittelart und –dosis sowie dem pH-Wert das Optimierungspotential untersucht wurde. Im Ergebnis ist zu verzeichnen, dass mit dem Prozess der „Sauren Flockung“ eine Steigerung der Eliminationsleistung von SAK254 und DOC möglich ist. Für den DOC sind Entfernungen von bis zu 80 % und beim SAK254 von über 90 % bei einem Flockungs-pH-Wert im Bereich von 5,0...5,4 und dem Einsatz von einem Flockungsmittel auf Eisenbasis möglich. Im neutralen pH-Wert-Milieu werden dagegen nur geringere Abscheideleistungen erzielt. Der optimale pH-Wert für den Einsatz von Polyaluminiumchlorid liegt bei 5,8...6,4. Unter diesen Bedingungen kann der DOC um bis zu 75 % reduziert werden. In der Regel ist zur Sicherstellung einer funktionierenden Aufbereitung eine Zugabemenge an Flockungsmittel von 0,21 mmol/l ausreichend. Unter verschlechterten Rohwasser-bedingungen kann dagegen eine deutlich höhere Dosis erforderlich werden.
Aufbauend aus den Erkenntnissen der Laborversuche wird abschließend eine Dosieranlage für Kalkwasser zur optimalen pH-Wert-Einstellung im Rahmen weitergehender kleintechnischer Versuche im WW Altenberg ausgelegt.
Schlagwörter: Saure Flockung, Talsperrenwasser, Huminstoffe, SAK254, gelöster organischer Kohlenstoff (DOC), Flockungsfiltration
Das Rohwasser aus dem Speicher Altenberg zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an Huminstoffen (als SAK254 und DOC) aus. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit einer Auswertung der Betriebsdaten des Wasserwerkes Altenberg, um einen Überblick über die Entwicklung der Rohwassersituation zu bekommen. Im Ergebnis dieser Datenrecherche kann festgestellt werden, dass langfristig mit einem Anstieg der organischen Belastung zu rechnen ist. Zudem ist eine starke Beeinflussung der Rohwasserbedingungen auch durch kurzfristige Wetterextreme möglich. Besonders intensivere Regenereignisse in Kombination mit Bodenauswaschungen können kurzfristig zu einem enormen Anstieg des SAK254 und DOC im Rohwasser führen. Der Klimawandel wird in Zukunft langfristig das Risiko für das Auftreten von Starkregen zusätzlich noch weiter erhöhen.
Weiterhin wird in der Arbeit überprüft, inwieweit die klassische Verfahrens-kombination Flockung/Filtration dahingehend optimiert werden kann, um eine effiziente Entfernung der organischen Belastung im Wasserwerk Altenberg zu erreichen. Besonders wird dabei der Einsatz einer „Sauren Flockung“ geprüft. Dazu wurden Laborversuche (Jar-Tests) durchgeführt, bei denen in Abhängigkeit der Flockungsmittelart und –dosis sowie dem pH-Wert das Optimierungspotential untersucht wurde. Im Ergebnis ist zu verzeichnen, dass mit dem Prozess der „Sauren Flockung“ eine Steigerung der Eliminationsleistung von SAK254 und DOC möglich ist. Für den DOC sind Entfernungen von bis zu 80 % und beim SAK254 von über 90 % bei einem Flockungs-pH-Wert im Bereich von 5,0...5,4 und dem Einsatz von einem Flockungsmittel auf Eisenbasis möglich. Im neutralen pH-Wert-Milieu werden dagegen nur geringere Abscheideleistungen erzielt. Der optimale pH-Wert für den Einsatz von Polyaluminiumchlorid liegt bei 5,8...6,4. Unter diesen Bedingungen kann der DOC um bis zu 75 % reduziert werden. In der Regel ist zur Sicherstellung einer funktionierenden Aufbereitung eine Zugabemenge an Flockungsmittel von 0,21 mmol/l ausreichend. Unter verschlechterten Rohwasser-bedingungen kann dagegen eine deutlich höhere Dosis erforderlich werden.
Aufbauend aus den Erkenntnissen der Laborversuche wird abschließend eine Dosieranlage für Kalkwasser zur optimalen pH-Wert-Einstellung im Rahmen weitergehender kleintechnischer Versuche im WW Altenberg ausgelegt.
Schlagwörter: Saure Flockung, Talsperrenwasser, Huminstoffe, SAK254, gelöster organischer Kohlenstoff (DOC), Flockungsfiltration
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Konventionelle Verfahren der Trinkwasseraufbereitung
Zugeordnete Forschungsprojekte
- Integratives Management mehrfach genutzter Trinkwassertalsperren – IntegTa
Berichtsjahr
2007