Wie aktives Mischen die Wasserqualität verbessert und die Kosten für Chemikalien senkt

Einleitung

Gesundheitsorganisationen weltweit erkennen die Bedeutung der Chlorung von Trinkwasser für die öffentliche Gesundheit an. In den USA starben vor der flächendeckenden Einführung der Chlordesinfektion zu Beginn des 20. Jahrhunderts jedes Jahr Tausende von Menschen an Cholera, Typhus, Ruhr und Hepatitis A. Chlor tötet nicht nur Bakterien, Viren und Parasiten ab, sondern reduziert auch unangenehmen Geschmack und Geruch im Wasser. Es beseitigt Schleimbakterien, Schimmelpilze und Algen, die an den Wänden von Rohrleitungen und Wassertanks wachsen. Chlor ist für die Aufrechterhaltung einer gesunden Trinkwasserversorgung so wichtig, dass die US-Umweltschutzbehörde (EPA) vorschreibt, dass aufbereitetes Trinkwasser einen nachweisbaren Chlorgehalt – einen Chlorrest – aufweisen muss, um den Schutz vor Keimen bis zum Wasserhahn des Verbrauchers zu gewährleisten. Der Verlust des Chlorrestgehalts macht Verteilungssysteme anfällig für mikrobielle Verunreinigungen. Wasserversorger sind sich der Bedeutung der Überwachung des Chlorrestgehalts in ihren Verteilungs- und Speichersystemen bewusst. Es ist jedoch nicht ganz einfach zu verstehen, was diese Überwachungsdaten aussagen. In diesem Beitrag schauen wir uns an, was Ihre Daten zur Überwachung des Chlorrestgehalts Ihnen vermitteln wollen – und geben kurze Erläuterungen zu diesem Thema.

Chlorrückstände und Wasserqualität

Im Allgemeinen muss Trinkwasser vor der Desinfektion aufbereitet werden. Zu den gängigen Aufbereitungsverfahren zählen Koagulation, Filtration und Klärung. Die Desinfektion erfolgt nach der Aufbereitung im Klarwasserbehälter. Da sich Chlor leicht dosieren, messen und kontrollieren lässt, ist es eines der am häufigsten verwendeten Desinfektionsmittel. Es ist relativ kostengünstig und sehr wirksam bei der Abtötung pathogener Mikroorganismen. Da Chlor sehr reaktiv ist, reagiert es nach Zugabe ins Wasser sofort mit allen nach der Aufbereitung noch vorhandenen Verunreinigungen. Diese Reaktionen sind vorhersehbar:

1.) Chlor oxidiert zunächst alle organischen Stoffe, die nach der Aufbereitung noch im Wasser vorhanden sind. Dies wird als Chlorbedarf des Wassers.
2.) Das Chlor verbindet sich anschließend mit etwaigen Stickstoffverbindungen. Dies wird als Gesamtchlor und steht für die Desinfektion nicht zur Verfügung.
3.) Was bleibt, ist freies Chlor, wodurch alle noch im Wasser vorhandenen mikrobiellen Verunreinigungen abgetötet werden.

Nach den Reaktionen mit organischen Stoffen, der Bindung an Stickstoff und der Desinfektion verbleibt folgendes Chlor: Chlorrestgehalt.

Chlorrückstände in Verteilungsnetzen

Nach der Desinfektion gelangt das Wasser mit Restchlorgehalt in das Verteilungsnetz. Was mit dem Restchlorgehalt im System geschieht, hängt von der Qualität des Zulaufwassers, den Wechselwirkungen im Verteilungsnetz und dem Betrieb des Systems ab.

Qualität des zulaufenden Wassers

Hohe organische Belastungen

Chlor reagiert schnell mit allen im Zulaufwasser verbliebenen organischen Stoffen und verbraucht dabei die Restchlorkonzentration. Organische Ablagerungen, die aus Rohrleitungen und Behältern ins Wasser gelangen, können den Chlorbedarf des Wassers zusätzlich erhöhen.

Schichtung, Temperatur und Wasseralter

Bei warmem Wetter kommt es in nicht durchmischten oberirdischen Tanks häufig zu einer Schichtung des Wassers. Warmes Wasser sammelt sich oben im Tank, während kaltes, frisch zugeführtes Wasser am Boden verbleibt. Wasser, das vom Boden entnommen wird, hat keinen Einfluss auf die obere Schicht, die mit der Zeit wärmer und älter wird. Höhere Temperaturen beschleunigen zudem den Chlorabbau.

Wechselwirkungen zwischen Verteilungssystemen

Metallbehälter / -rohre

In Metallbehältern und -rohren reagiert Chlor mit reduziertem Eisen und bildet dabei Metalloxide. Diese Reaktionen entfernen Chlor aus dem System und führen zu Ablagerungen in den Rohren, wodurch der Durchfluss eingeschränkt wird.

Biofilme und Sedimente

Biofilme an Rohr- und Tankwänden lassen sich nur schwer beseitigen und beanspruchen die Chlorrückstände. Sedimente in Tanks sind in der Regel organischer Natur, was die Chlorrückstände zusätzlich verringert.

Systembetrieb

Multifunktionale, schwimmende und isolierte Tanks

Wasserspeicher in Verteilungsnetzen sind häufig darauf ausgelegt, Spitzenbedarf zu decken, den Druck auszugleichen und Reserven für die Brandbekämpfung und andere Notfälle bereitzustellen. Werden die Speicher zwar voll gehalten, aber nicht ausreichend genutzt, altert das gespeicherte Wasser und die Wasserqualität verschlechtert sich. Der Chlorgehalt sinkt, da sich Chlor mit der Zeit abbaut.

Einlass-/Auslassanordnungen

In vielen kommunalen Wasserspeichern wird dieselbe Leitung sowohl zum Befüllen als auch zum Entleeren des Speichers verwendet. Dies führt in nicht durchmischten Speichern zu einem Kurzschluss, da sich das kältere einströmende Wasser am Boden ansammelt und zuerst abgelassen wird.

Aufrechterhaltung des Chlorrestgehalts

Behandlung im Vorfeld optimieren

Der Chlorbedarf lässt sich durch eine verbesserte vorgelagerte Entfernung organischer Stoffe senken. Die eingesetzten Verfahren hängen von der Beschaffenheit der organischen Stoffe im Wasser ab und umfassen:

• Optimierung der Gerinnung
• zusätzliche Kohlenstoffadsorption
• biologische Behandlung

Tankwartung

Wartung und Reinigung

Regelmäßige Wartung und Reinigung von Behältern sowie das Spülen von Rohrleitungen verringern den Chlorbedarf in einem System. Die AWWA hat eine Norm für Wassertanks aus Stahl* herausgegeben. Die Norm empfiehlt, dass die Behälter mindestens alle drei Jahre entleert, ausgewaschen und fachgerecht überprüft werden. Bei den Inspektionen sollten offensichtliche hygienische Probleme wie Biofilm und Ablagerungen untersucht werden.

Reduziertes Biofilmwachstum in gut durchmischten Behältern

Biofilme erhöhen den Chlorbedarf in einem System und vermehren sich, wenn der Chlorgehalt sinkt. Biofilme bilden sich in der Regel am oberen Rand von Behältern, wo der Wasserstand im täglichen Betrieb schwankt. Wie bereits erläutert, ist das Wasser am oberen Rand von nicht durchmischten Behältern in der Regel älter und wärmer und weist einen niedrigen Chlorgehalt auf. Eine verstärkte Durchmischung – entweder passiv durch Umwälzung und Pumpen oder aktiv durch Rührwerke – ermöglicht es dem Chlor, an die Biofilme heranzudringen und diese zu beseitigen.

Tankbetrieb

Verringerung des Wasseralters

Betreiber verringern das Wasseralter, indem sie einen hohen Durchsatz erzwingen und den Wasserstand in den Wasserspeichern verändern. Einige Versorgungsunternehmen müssen Wasser in Speicher ein- und auspumpen, die im System „schwimmen“, um ausreichende Restkonzentrationen aufrechtzuerhalten. Um die passive Durchmischung zu erhöhen, können Speicher mit einem separaten Ein- und Auslass ausgestattet oder entsprechend nachgerüstet werden. Der Einlass wird höher im Tank angebracht, um die Vermischung von frischerem, kälterem Zulaufwasser mit älterem, wärmerem Wasser im Tank zu fördern. Einige passive Durchmischungssysteme nutzen ein komplexes System aus Rohren und Düsen, um das nachströmende Wasser im gesamten Tank zu verteilen.

Chlordosierung

Bei einigen Verteilungssystemen ist an bestimmten Stellen eine zusätzliche Chlordosierung erforderlich. Das System kann weitläufig sein, oder die Behälter können isoliert liegen. In diesen Fällen muss mehr Chlor zugegeben werden, um die Restchlorkonzentration aufrechtzuerhalten.

Aufrechterhaltung des Chlorgehalts durch aktives Mischen

Eine aktive Durchmischung in Wassertanks trägt dazu bei, den Chlorrestgehalt aufrechtzuerhalten, indem sie eine Schichtung verhindert und Kurzschlüsse beseitigt, die zu einem hohen Wasseralter führen. Die aktive Durchmischung sorgt für eine vollständige Durchmischung des Wassers, was zu gleichmäßigen Chlorrestkonzentrationen im gesamten Tank führt. In Situationen, in denen eine zusätzliche Dosierung von Chlor in die Tanks erforderlich ist, ermöglicht ein aktiver Mischer eine vollständige Durchmischung der zugesetzten Chemikalien. Kasco bietet eine NSF-61-zertifizierte, kostengünstige Lösung für Ihre Anforderungen an die Tankdurchmischung. Überragendes Design, herausragende Wirksamkeit und einfache Installation sorgen für Der CertiSafe™-Tankmischer von Kasco Trinkwasser steht ganz oben auf der Liste.

Fazit

Die Chlorung der Wasserversorgung ist einer der größten Fortschritte im Bereich der öffentlichen Gesundheit. Die Chlorung der Wasserversorgung ist jedoch kein Vorgang, den man einmal einrichtet und dann vergessen kann. Die Überwachung der Chlorrückstände im gesamten Verteilungssystem liefert Einblicke in die Systemdynamik. Ein in Ihrem Wassertank installiertes aktives Mischsystem trägt dazu bei, im gesamten Tank einen gleichmäßigen Chlorrückstand aufrechtzuerhalten. Die Aufrechterhaltung ausreichender Chlorrückstände verhindert das Wachstum von Biofilmen und reduziert organische Verunreinigungen. Dies wiederum senkt den Chlorbedarf des Wassers. Die besten aktiven Mischsysteme für Trinkwassertanks sind auf Wirksamkeit, Sicherheit und Langlebigkeit ausgelegt. Um Probleme in Ihren Wassertanks zu lösen, erfahren Sie mehr über Der CertiSafe™-Tankmischer von Kasco.