Verfasst von Thom Tackman, zertifizierter Wasseraufbereitungsfachmann bei Kasco Marine (auch bekannt als der Typ mit dem Hut!)

Als Betreiber von Wasseraufbereitungsanlagen mit Berufserfahrung in Arizona, Illinois und zuletzt in Missouri war es meine Aufgabe, die Oberflächenwasseraufbereitungsanlagen effizient zu betreiben und sicherzustellen, dass sie alle gesetzlichen Anforderungen erfüllten. In den vergangenen 45 Jahren habe ich unzählige Stunden mit routinemäßigen Wasserqualitätsprüfungen verbracht, um zu überprüfen, ob das aus der Anlage austretende Wasser den gesetzlichen Anforderungen entsprach. Und ich kann mich nicht daran erinnern, dass jemals eine einzige Probe mit positiven Coliformen die Wasseraufbereitungsanlage verlassen hätte. Im Laufe meiner beruflichen Erfahrung habe ich unzählige Methoden ausprobiert, um sicherzustellen, dass mein Trinkwasser von hoher Qualität war. Die mit Abstand beste, effizienteste und wirksamste Methode, die ich gefunden habe, ist der Einsatz eines aktiven Mischers im Wasserspeichertank.

Feststellung von Unstimmigkeiten bei der Qualität von gespeichertem Wasser

In Arizona führten die Mitglieder meines Wasserqualitätsteams routinemäßige Probenahmen in unserem Verteilungsnetz auf Chlor und coliforme Bakterien durch. Gelegentlich erhielten wir eine positive Probe aus dem Verteilungsnetz mit einem messbaren Restgehalt an freiem Chlor. Sofort führten wir eine erneute Probenahme durch, und in den meisten Fällen wies die Kontrollprobe keine coliformen Bakterien nach. Außerdem führten wir wöchentliche Wassergeschmackstests durch, und normalerweise schmeckte das Wasser in Ordnung, aber es gab auch Zeiten, in denen das Wasser erdig oder muffig schmeckte. Gelegentlich rochen wir sogar Chlor und Schwefelwasserstoff (d. h. einen Geruch nach faulen Eiern).

Die Wasserqualität und Kundenbeschwerden sind wichtig. Alle Stadträte, mit denen ich zusammengearbeitet habe, nahmen beides sehr ernst. Es hatte für uns höchste Priorität, sicherzustellen, dass das Wasser, das aus der Oberflächenwasseraufbereitung und unseren Grundwasserbrunnen austrat, von guter Qualität war. Daher beschlossen wir, unsere Verteil- und Wasserspeichertanks genauer unter die Lupe zu nehmen, um zu prüfen, ob wir die Gleichmäßigkeit unserer Wasserqualität am Kundenhahn verbessern könnten.

Schwierigkeiten bei der Prüfung der Konsistenz

TANKKONSTRUKTION
Unsere erste Erkenntnis war, dass Wasserspeichertanks nicht für Probenahmen ausgelegt sind. Um Proben aus den Wasserspeichertanks zu entnehmen, mussten wir unser Team zunächst darin schulen, wie man sicher auf einen Wassertank klettert. Nachdem wir gelernt hatten, wie man einen Tank richtig besteigt, mussten wir einen Weg finden, Proben zu entnehmen. Wo es möglich war, verlegten wir Schläuche und saugten Wasser aus den Tanks ab, um eine repräsentative Probe zu erhalten. Wo wir keinen Siphon installieren konnten, setzten wir kleine Sumpfpumpen ein und pumpten Wasser ab, wobei wir Proben aus verschiedenen Höhen im Inneren des Tanks entnahmen. In Arizona versuchten wir stets, die Probenahme so früh wie möglich am Tag durchzuführen, da sich die Tankoberflächen bis zum Mittag so stark aufheizten, dass ein sicheres Arbeiten fast unmöglich war.

CHEMISCHE STRATIFIZIERUNG
Wir stellten Schwankungen in der Qualität des gespeicherten Wassers fest. Uns fiel auf, dass der Chlorgehalt am Boden der Tanks zwar gut war, aber zum oberen Rand hin auf nicht nachweisbare Werte abfiel. Um den Chlorgehalt zu erhöhen, fügten wir Chlor hinzu – zunächst in Form von Chlortabletten und später mit Bleichmittel.

Wir berechneten das Volumen des/der Tanks und fügten dann die erforderliche Chlormenge hinzu, um den gewünschten Restchlorgehalt zu erreichen. Anschließend führten wir eine erneute Messung durch, in der Hoffnung, dass der Restchlorgehalt den gewünschten Wert erreichen würde. Es kam uns nie in den Sinn, dass sich die Chlorverbindungen ohne zusätzliche Durchmischung, die die Schichtung des Wassers aufbricht, im Tank einfach nicht verteilen konnten. Wir gingen davon aus, dass der Wasserzufluss in den Tank für eine ausreichende Durchmischung sorgen würde.

MANUELLES MISCHEN
Während meiner Zeit in Arizona hatten wir keine aktiven Tankmischer installiert – und der Versuch, einen Tank mit einem Fassungsvermögen von 0,5 MG oder mehr manuell über die Tankluke zu mischen, war einfach nicht machbar. Wir versuchten, den Ein- und Auslass der Lagertanks so umzubauen, dass das Wasser oben in den Tank einströmen und unten wieder austreten würde. Das klang nach einer guten Idee, aber einige der Tanks füllten sich nur für ein oder zwei Stunden pro Tag, und die schlechte Wasserqualität blieb bestehen.

UMWÄLZPUMPEN
Schließlich haben wir dann große externe Umwälzpumpen installiert, um die Speichertanks durchzumischen. Auch dies führte nur zu begrenztem Erfolg bei der Verbesserung der Wasserqualität. In einem 10,0-MG-Tank haben wir auf Empfehlung unseres beratenden Ingenieurs Trennwände eingebaut, was die Oberfläche für das Wachstum von Biofilmen vergrößerte und die Reinigung des Tanks nahezu unmöglich machte. Gelinde gesagt haben wir viele, viele verschiedene Möglichkeiten ausprobiert, um die schlechte Wasserqualität dieser Tanks zu beheben – ohne nennenswerten Erfolg.

Letztendlich zeigt meine Geschichte einen endlosen Kreislauf aus Tests und dem Ausprobieren neuer Methoden, um die Probleme zu beheben, die landesweit regelmäßig in Wassertanks auftreten.

Thermische Schichtung erklärt

Da wir im Mittleren Westen aufgewachsen sind, sind wir in Seen geschwommen, in denen das Wasser an der Oberfläche immer warm und an den Füßen kalt war; daher erschien es uns ganz normal, dass gelagertes Trinkwasser oben warm und unten kälter ist.

Wir hatten die thermische Schichtung nie als Problem der Wasserqualität betrachtet, bis eines Tages ein Taucher in einen Tank geschickt wurde, um diesen zu reinigen. Er beklagte sich über den Chlorgeruch im Kopfraum und darüber, wie heiß das Wasser nahe der Tankoberfläche war. Soweit ich mich erinnere, bezeichnete er dieses Phänomen als thermische Schichtung und sagte, dass fast alle Tanks dieselben Schwankungen der Wassertemperatur aufweisen, unabhängig davon, ob sie oberirdisch oder unterirdisch errichtet sind.

Ein CertiSafe™-Rührwerk von Kasco im Einsatz in einem Hochbehälter.

Unter thermischer Schichtung versteht man ein Phänomen in einem Gewässer, bei dem sich zwei deutlich voneinander getrennte Temperaturschichten bilden. Im Sommer befindet sich die warme Wasserschicht (Epilimnion) oben und die kalte Wasserschicht (Hypolimnion) darunter. Im Winter bildet sich jedoch Eis an der Oberfläche, und das wärmere Wasser befindet sich unterhalb des Eises.

Die thermische Schichtung ist im Bereich der Seekriegsführung wohlbekannt. In unseren Ozeanen gibt es eine Wasserschicht, die moderne Sonargeräte abschirmen kann, wodurch es für Unterwasserboote schwierig ist, Schiffe an der Oberfläche zu orten – und umgekehrt. Die Schichtung in Wasserspeichertanks ist ebenfalls auf Schwankungen der Wassertemperatur zurückzuführen. Die Sonne erwärmt die Außenseite des Tanks und leitet diese Wärme an das Wasser weiter. Wärmere Wassermoleküle sind leichter und weniger dicht, sodass sie über dem kühleren und dichteren Wasser schweben.

Studien haben ergeben, dass eine thermische Schichtung bereits nach vier Stunden eintritt. Und bereits ein Temperaturunterschied von einem Grad oder weniger führt zur Entstehung der erwähnten Barriere, die das kühlere Wasser vom wärmeren trennt; dies führt wiederum zu einem Anstieg des Wasseralters und der Chlorabbaurate im oberen Bereich des Speichertanks.

Passives vs. aktives Mischen im Tank

In den letzten Jahren sind mehrere Tankmischer auf den Markt gekommen, die dazu beitragen sollen, die thermische Schichtung in Wasserspeichertanks aufzubrechen und die Wasserqualität zu verbessern. Es gibt zwei Arten von Tankmischern:

• Passive Mischer Sie funktionieren nur, wenn Wasser in den Tank fließt, und diese Mischbatterien benötigen zum Betrieb einen bestimmten Wasserdruck.
• Aktive Mischpulte sind für den Dauerbetrieb rund um die Uhr – 24 Stunden am Tag und 7 Tage die Woche – ausgelegt.

Wenn Sie passive und aktive Mischer vergleichen, sollten Sie zunächst Ihre Anwendung betrachten und den Füllzyklus Ihres Behälters ermitteln. Der Mischzyklus sollte kürzer sein als der Füllzyklus. Wenn Sie beispielsweise einen 1,0-MG-Behälter haben und alle 4 Stunden 0,1 MG Wasser hinzufügen, sollte der Mischer so dimensioniert sein, dass er den gesamten Behälterinhalt in weniger als 4 Stunden durchmischt.

Vergleichen Sie nicht nur die Anschaffungskosten, sondern prüfen Sie auch die Garantiebedingungen, klären Sie, ob das Gerät überholt werden kann und wie hoch die Kosten dafür sind, ermitteln Sie die jährlichen Stromkosten für den Betrieb sowie die Bauweise und die Einfachheit der Installation.

Prüfen Sie die Lebensdauer der Motorlager. Mischer, die auf eine lange Lebensdauer ausgelegt sind, werden mit Lagern mit einer L-10-Bewertung von 200.000 Stunden geliefert, die für eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren ausgelegt sind. Fragen Sie abschließend nach Referenzen und prüfen Sie diese. Befragen Sie die Referenzkunden zu Garantieansprüchen und zur allgemeinen Zufriedenheit mit dem Kauf, der Installation und vor allem dem Betrieb des Geräts. Funktioniert der Mischer bei diesen Betreibern wie vorgesehen?

Wasserqualitätsmanagement und der Kasco CertiSafe™-Tankmischer

Kasco begann 1968 mit der Herstellung hochwertiger Rührwerke, die in erster Linie für die Schifffahrtsindustrie bestimmt waren, um zu verhindern, dass sich Eis um Anlegestellen bildet und diese beschädigt. Einige dieser Rührwerke wurden zudem vor allem in den nördlichen Bundesstaaten in Wasserspeichertanks eingesetzt, um zu verhindern, dass sich Eis ansammelt und den Wasserspeichertank beschädigt.

Im Jahr 2016 erlangte Kasco auf Wunsch und auf Anraten von Besitzern von Wasserspeichertanks die NSF-61/372-Zertifizierung für seine Mischer und Oberflächenbelüfter. NSF-Einstufungen können entweder „NSF-konform“ oder „NSF-zertifiziert“ sein. Der Kasco CertiSafe™-Mischer ist nach NSF 61 zertifiziert. Achten Sie bei der Auswahl eines Mischers darauf, dass Sie die NSF-Zertifizierungen vergleichen.

Kasco fertigt jährlich über 15.000 Mischer für verschiedene Anwendungsbereiche. Viele der heute im Einsatz befindlichen Mischer werden in der Schifffahrt zur Enteisung eingesetzt und wurden vor über 15 bis 20 Jahren installiert. Diese hochwertigen Mischer werden in Prescott, Wisconsin, hergestellt und sind auf Langlebigkeit ausgelegt. Das Geheimnis des mehr als 50-jährigen Erfolgs liegt darin, dass Kasco großen Stolz auf seine Produkte legt. Wir sind bestrebt, die besten auf dem Markt erhältlichen Rührwerke anzubieten, die den höchsten Qualitätsstandards entsprechen, überholbar sind und durch eine hervorragende Garantie abgesichert sind – und das alles zu wettbewerbsfähigen Preisen.

Über den Autor

Thom Tackman verfügt über mehr als 40 Jahre Branchenerfahrung in den Bereichen Instandhaltung, Prozesssteuerung in der Wasser- und Abwasserwirtschaft, Wasserversorgung und -verteilung sowie Betrieb von Abwassersammelsystemen. Er war sowohl als zertifizierter Fachkraft vor Ort tätig als auch als Dozent und Ausbilder an Hochschulen, wobei er sich auf die Vorbereitung auf die Zertifizierungsprüfungen für Fachkräfte in der Wasser- und Abwasserwirtschaft, Desinfektion und gesetzliche Vorschriften spezialisiert hat.