Projekt 05406/01

Kleinwasserwerk mit pH-Wert-Einstellung ohne Elektroenergiebedarf

Projektdurchführung

Umwelttechnik und Wasserbau GmbHNiederlassung Halle
Dieselstr. 19
06012 Halle

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Anlaß: Zur Trinkwasserversorgung kleiner Gemeinden in den ostdeutschen Mittelgebirgen wird vielfach Quellwasser genutzt. Die Anlagen zur Gewinnung und Speicherung des Quellwassers befinden sich meist im unwegsamen Gelände ohne energetische Erschließung. Eine Wasseraufbereitung erfolgt in der Regel nicht. Durch saure Niederschläge und das geringe Puffervermögen der Böden treten Grenzwertüberschreitungen beim pH-Wert auf. Zur Beseitigung der Qualitätsprobleme erfolgte der Bau traditioneller Wasserwerke mit Elektroenergiezuführung oder Überleitungen aus anderen Versorgungsgebieten; Nachteil: hoher Investitionsaufwand, hohe spezifische Kosten für die Trinkwasserbereitstellung, Eingriffe in die Umwelt durch Trassenfreimachung.
Zielsetzung: Entwicklung von preisgünstigen anlagentechnischen Lösungen zur pH-Wert-Einstellung ohne Einsatz von Elektroenergie durch Ausnutzung der hydrodynamischen Energie in den Varianten:
- Kleinwasserwerk in Kompaktbauweise für Aufbereitungskapazitäten bis 20m³/h
- Anlagentechnik zur Installation in vorhandene Bauhüllen.
Vorteile: Minimierung der Kosten für die Trinkwasserbereitstellung, Vermeidung von Eingriffen in die Umwelt, Weiternutzung vorhandener Dargebote, Einsparung von Elektroenergie


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenTechnisches Konzept:
- Kompaktanlage im Erdeinbau als Zweifilteranlage mit integrierter Armaturenkammer
- Kompaktfilteranlage zum Einbau in vorhandene Bauhüllen oder erdgedeckte Behälter aus Kunststoff
- Geschlossenes Drucksystem zur Ausnutzung der hydromechanischen Energie für die Filtration und Filterspülung
- Aufwärtsfiltration zur Minimierung des Schaltkreuzes

Arbeitsschritte:
- Erarbeitung der anlagentechnischen Konzepte auf der Grundlage von Variantenuntersuchungen und Produktrecherchen
- Konstruktion, Bau und Betrieb einer kleintechnischen Versuchsanlage an der Oswaldquelle bei Tambach-Dietharz im Thüringer Wald zur Ermittlung verfahrens- und betriebstechnischer Parameter sowie zur Testung von Anlagenkomponenten.
- Auswertung der Versuche und Verfahrensfestlegung für das Demonstrationsobjekt Trinkwasseraufbereitungsanlage Oswaldquelle
- Fachliche Betreuung des Demonstrationsobjektes in den Phasen Planung, Errichtung und Einfahrbetrieb
Erstellung von Konstruktions- und Betriebsunterlagen für die Kompaktanlage im Erdeinbau


Ergebnisse und Diskussion

Die TWA Oswaldquelle wurde als versorgungswirksame Beispiellösung für eine elektroenergieunabhängige Aufbereitungsanlage zur Entsäuerung und Aufhärtung von Quellwässern unter Nutzung eines vorhandenen Bauwerks als Bauhülle errichtet. Das anstehende Quellwasser ist extrem ionenarm und calzitdefizitär. Die Anlage wurde für eine Aufbereitungskapazität von 40m³/h ausge-legt, mit vierteljährlichem Turnus für Filterspülung und Nachfüllung mit Filtermaterial zur Minimierung des Bedienungsaufwandes. Als Bauhülle dient ein nicht mehr genutzter erdgedeckter Wasserbehälter, ausgebildet als Tonnengewölbe. Filtration, Filterspülung und Filtermaterialeintrag erfolgen ohne Einsatz von Elektroenergie durch Ausnutzung der hydromechanischen Energie des Quellwassers. Für die Filtration wurden Druckfilter optimierter Konstruktion eingesetzt, zur Erhöhung des Filtervolumens infolge des beengten Bauraumes. Das Wasserwerk ist seit Januar 1996 im Betrieb, liefert TVO- gerechtes Trinkwasser und arbeitet störungsfrei.
Im Ergebnis der Variantenuntersuchungen, Produktrecherchen und kleintechnischen Versuche wurde als Vorzugslösung nachstehend beschriebenes Kleinwasserwerk entwickelt:
Zweifilteranlage mit begehbarer Armaturenkammer, ausgeführt als Stahlkonstruktion mit Innen- und Außenkorrosionsschutz für den Erdeinbau. In der Armaturenkammer sind alle für den Betrieb des Wasserwerkes erforderlichen Aggregate, Armaturen, Meßgeräte und Rohrleitungen untergebracht. Die Filter können in Parallel- oder Reihenschaltung betrieben werden. Die Filterspülung erfolgt mit Wasser. Die Standardanlage weist folgende Parameter auf:

Gesamtlänge: 3,5m Gesamthöhe: 2,8m
Filterdurchmesser: 1250mm Gesamtbreite: 1,5m
Betriebsdruck: 6bar Leergewicht: 3,5t

Bei einer Filtergeschwindigkeit von 10m³/h ist die Durchsatzleistung 24m³/h in Parallelschaltung und 12m³/h in Reihenschaltung. Der Anlagenpreis beträgt ca. 70 TDM.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vermarktung der Ergebnisse im Rahmen der Akquisitionstätigkeit gemeinsam mit PROWA-Consulting GmbH.


Fazit

Die Ergebnisse des Projektes sind:

- Anwendungsreife Konstruktions- und Betriebsunterlagen für ein Kleinwasserwerk (Standardanlage) zur Entsäuerung von Quellwässern ohne Einsatz von Elektroenergie
- Versorgungswirksame Beispiellösung für eine elektroenergieunabhängige Aufbereitungsanlage zur Entsäuerung von Quellwässern unter Nutzung eines vorhandenen Bauwerkes als Bauhülle mit den entsprechenden Ausführungsunterlagen.

Mit diesen Ergebnissen wurde die Projektzielstellung erreicht.