Startseite | Inhaltsverzeichnis | Impressum | Datenschutz | English
Technologie

2.4.03 Exportorientierte Forschung & Entwicklung – Übertragung in andere Länder

Ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Verbundforschungsprojekt hat Ergebnisse der Wasserforschung in Deutschland dokumentiert und diese für andere Randbedingungen weiterentwickelt. Dazu wurden Eckwerte für die Größe und den Betrieb von Wasserbehandlungs- und -verteilungsanlagen unter Berücksichtigung extremer Rohwasserbeschaffenheiten sowie anderer klimatischer und sozialer Bedingungen ermittelt. An dem Projektverbund waren zehn Institute und Universitäten beteiligt.

Nachstehend werden in Deutschland bewährte Aufbereitungsverfahren dahingehend bewertet, wie sie auch unter speziellen Randbedingungen anwendbar sind, beziehungsweise wann verbesserte Leistungen zu erwarten sind.

Langsamfilter mit geschlossenem Boden sowie Infiltrationsbecken mit nachgeschalteter Bodenpassage können in Entwicklungs- und Schwellenländern für Kleinanlagen in ländlichen Gebieten wie auch in Städten eine Alternative sein. Hinzuweisen ist darauf, dass durch Langsamfiltration ohne Vorbehandlung lediglich trübstoffarmes und mikrobiologisch nur gering belastetes Wasser behandelt werden sollte.

Großer Erfahrungsschatz: Uferfiltration

Seit weit über 100 Jahren wird die Uferfiltration in Deutschland eingesetzt, somit besteht hier ein sehr großer Erfahrungsschatz. Dieses Wissen erlaubt einen zielgerichteten Einsatz im Ausland – trotz anderer klimatischer und hydrogeologischer Bedingungen. Um den Know-how-Transfer zu unterstützen, hat der Projektverbund diverse ingenieurtechnische Hilfsmittel entwickelt und detailliert in einem Leitfaden für Anwender aufgeführt (siehe Quellenangabe am Ende des Beitrages).

Die Verfahrenskombination Flockung, Sedimentation und Filtration ist das Standardverfahren in vielen Ländern bei der Aufbereitung von Oberflächenwasser. Wichtige Ziele bei der Projektierung sind eine optimale hydraulische und dosierungstechnische Konzeption der Hilfsmittelzugabe zur Flockenbildung, ein minimierter Spülwasserbedarf, eine optimierte Schlammwasserentsorgung sowie eine an lokale Standards angepasste Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MRS-Technik).

Transportabler Versuchsstand zur Bewertung des Einflusses der Wasserbeschaffenheit auf die Korrosion vor Ort

Transportabler Versuchsstand zur Bewertung des Einflusses der Wasserbeschaffenheit auf die Korrosion vor Ort
Transportabler Versuchsstand zur Bewertung des Einflusses der Wasserbeschaffenheit auf die Korrosion vor Ort
 Bild vergrößernzoom

Mikro- und Ultrafiltration – eine Alternative zur konventionellen Wasseraufbereitung

Neben der konventionellen Wasseraufbereitung durch Flockung und Filtration kann die Mikro- oder Ultrafiltration zur Trübstoffentfernung eine Alternative sein. Einsetzen lassen sie sich einerseits zur Aufbereitung gering trübstoffhaltiger Rohwässer ohne Vorbehandlung oder stark trübstoffhaltiger Rohwässer nach konventioneller Vorbehandlung. Die Mikro- und Ultrafiltration kann auch eutrophe Rohwässer aufbereiten. Voraussetzung für eine nachhaltige Nutzung dieser Techniken ist die entsprechende Infrastruktur für Wartung und Betrieb.

Die Schwermetallentfernung mit Ionenaustauschern ist besonders für nur gering trübstoffhaltiges Wasser geeignet; die Kapazität der Ionenaustauscher wird kaum vermindert. Bei schwermetallhaltigem Wasser kann der Ionenaustausch eine Alternative etwa zur Aufbereitung via Flockung sein.

Insbesondere bei Einsatz in Wässern mit unbekannter Zusammensetzung an Wasserinhaltsstoffen sind die mit Oxidationsverfahren verbundene Nebenproduktbildung sowie die Entfernung von Restgehalten zu berücksichtigen. Die Kombination von Wasserstoffperoxid und UVStrahlung hat sich als energieintensives Verfahren erwiesen; eine Voroxidation mit Kaliumpermanganat , um den Wirkungsgrad der Flockung zur Trübstoffentfernung zu verbessern, ist nicht zielführend. Wichtige Planungskriterien sind die Betriebssicherheit des Prozesses sowie die notwendige Qualifikation des verantwortlichen Personals. Die Schwächen der biologischen Ammoniumoxidation in kaltem Wasser lassen sich durch verschiedene Maßnahmen mindern. Bei Wassertemperaturen unter fünf Grad Celsius sind jedoch sehr lange Einarbeitungszeiten (Wochen bis Monate) erforderlich, um eine erhöhte Ammoniumbelastung zu eliminieren. Dies kann die Nützlichkeit des Verfahrens in Frage stellen.

Verfahren
Teilverfahren
IL
SL
EL
Uferfiltration  
++
++
+++
Langsamfiltration Langsamfilter Infiltration
+
++
+++
Flockung, Sedimentation  
+++
+++
+++
Filtration Schnellfiltration
+++
+++
+++
Biofiltration
++
++
+++
Mikro-/Ultrafiltration
+++
++
+
Ionenaustausch  
+++
+
+
Oxidation Luftsauerstoff
+++
+++
+++
Ozon
+++
+
+
H2O2/Fe
+
+
+
Adsorption Kornkohle
+++
++
+
Pulverkohle
++
++
+++
Desinfektion mit Restkonzentration
+
+++
+++
ohne Restkonzentration
++
i.d.R. keine Anwendung

Eignung von Aufbereitungsverfahren in Industrie- (IL), Schwellen- (SL) und Entwicklungsländern (EL)
+++ Weniger Aufwand bzw. Stand der Technik
++ Mäßiger Aufwand bzw. noch nicht häufig eingesetzt
+ Höherer Aufwand bzw. Verfügbarkeit nur in Einzelfällen

Aktivkohlen sollten prinzipiell nur mit gering trübstoffhaltigen Wässern beaufschlagt werden (z. B. <0,2 NTU, Nephelometrischer Trübungswert). Der Einfluss der Wassertemperatur auf die Adsorption von natürlichen organischen Wasserinhaltsstoffen ist eher von geringem Ausmaß. Hohe DOC-Konzentrationen im aufzubereitenden Wasser können die Adsorptionskapazität der Aktivkohle für Spurenstoffe einschränken, sie sollten daher vor der Adsorption durch andere Verfahren soweit wie möglich vermindert werden. Obwohl sich granuliertes Eisenhydroxid sehr wirkungsvoll zur Entfernung von Arsen eignet, ist der Wirkungsgrad bei der Entfernung gelöster organischer Stoffe nur gering.

    Faktor für Entwicklungsstandard
Bauteil
Kostenart
IL
SL
EL
Bauwerke Ausführung häufig
durch regionale
Unternehmen
1,0
0,6
0,4
Maschinenbauliche
Ausrüstung,
Elektrotechnik/
MSR-Technik
Lokale/regionale
Produktion
1,0
0,8
0,6
Importierte
Ausrüstung
1,5-1,7
1,5-1,7

Kostenfaktoren in Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländern (Gieb, 2005)

Die Desinfektion des Trinkwassers ist in allen Ländern das wichtigste und am häufigsten angewandte Verfahren zur Aufbereitung. In der Regel werden im Ausland eine Desinfektion und die Einspeisung des Wassers mit freiem Desinfektionsmittel in das Verteilungssystem gefordert; dies ist in Anbetracht von oft nicht optimalen Zuständen im Verteilungsnetz auch erforderlich. Da ein Restchlorgehalt am Wasserhahn gefordert wird, sind entsprechende Desinfektionsmittel mit Depotwirkung auch nach Optimierung der Aufbereitung als finale Sicherheitsstufe erforderlich. Vorsicht ist allerdings vor einer Überdosierung aufgrund der Desinfektionsnebenproduktbildung sowie negativen Reaktionen seitens der Verbraucher geboten.

Wasserbeschaffenheit und Korrosion im Rohrnetz

Im Ausland ist für eine Bewertung des Einflusses der Wasserbeschaffenheit auf die Korrosion nicht nur die in der Praxis übliche Ermittlung der Korrosionswahrscheinlichkeit aus Ionenverhältnissen ausreichend. Versuche unter den konkret vorliegenden Bedingungen mit einem speziellen Versuchsstand (Foto) liefern weitergehende Aussagen.

Bei der Beurteilung der grundsätzlichen Anwendbarkeit der Verfahren aus technischer Sicht sind die landesspezifischen Bedingungen hinsichtlich Infrastruktur, Verfügbarkeit et cetera zu berücksichtigen (siehe auch Tabelle). Die Übertragbarkeit der Verfahren in andere Industrieländer ist, abgesehen von der Berücksichtigung eventueller klimatischer Unterschiede, kein grundsätzliches Problem, da von einem nahezu gleichwertigen technologischen Standard auszugehen ist. Für Schwellen- und Entwicklungsländer gilt dies nicht oder nur eingeschränkt.

Ein Leitfaden fasst die Ergebnisse des Projektverbunds zusammen, eine beiliegende CD dokumentiert die Abschlussberichte der Teilprojekte: „Exportorientierte F&E auf dem Gebiet der Wasserver- und –entsorgung. Teil I: Trinkwasser, Band 2: Leitfaden, Eigenverlag DVGW Technologiezentrum Wasser Karlsruhe (2006), ISBN: 3-00-015478-7“ (vergriffen).

DVGW - Technologiezentrum Wasser (TZW)
Dr. Uwe Müller
Karlsruher Straße 84
D-76139 Karlsruhe
Tel.: 07 21/96 78-2 57
Fax: 07 21/96 78-1 09
E-Mail: uwe.mueller@tzw.de
Internet: www.tzw.de
Förderkennzeichen: 02WT0273-0282, 02WT0323
Water as a resource
Schnellübersicht