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