Aufbereitung von Trinkwasser verschiedener hydrochemischer und gasphysikalischer Zusammensetzung

Transkript

1 Aufbereitung von Trinkwasser verschiedener hydrochemischer und gasphysikalischer Zusammensetzung Grundlagen zur Planung Dr. L. Eichinger Lannach Juni 2013

2 Firmenprofil Hydroisotop in Zahlen Gegründet 1982 durch Dr. Lorenz Eichinger and Dr. Markus Forster Mitarbeiter: 25 (13 Wissenschaftler, 12 Techniker, Laboranten und Sekretärinnen) Hauptsitz: Schweitenkirchen Zweigstelle: Emmendingen (Freiburg) Geschäftsführer: Dr. Lorenz Eichinger, Dr. Florian Eichinger Akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 Ihr Partner in Isotopie und Chemie in Umwelt, Hydrologie und Lebensmitteln 2

3 Arbeitsbereiche Wasser Lebensmittel Nachwachsende Rohstoffe Organische Schadstoffe Gase Markierversuche Filtertechnik Geothermie Feststoffe 3

4 4 Wässer für die Trinkwassergewinnung Niederschlagswasser Regenwasser Gletscherwasser Oberflächengewässer Speicher (Talsperren) Flüsse (Uferfiltrat) Meerwasser (Entsalzung) Grundwässer Oberflachennahe Grundwässer / Quellwässer (Verweilzeit < 55 Jahre) Tiefengrundwässer (Verweilzeit > 55 Jahre)

5 Problemstoffe Junge Grundwässer (MV < 55 Jahre) Alte Grundwässer (MV < 55 Jahre) Geruch X XXX Geschmack X X Mikrobiologie XX - Pflanzenschutzmittel XX - lhkws XX - Arsen XX X Antimon XX X Fluorid X XX Ammonium - X Eisen XX XX Mangan XX XX Methan X XXX Karbonathärte X X Radioaktivität X XXX 5

6 6 Unterscheidung alte jung Grundwässer Monate Jahre Jahrzehnte Jahrtausende Jahrmillionen Jahrhunderte Hunderttausende 18 O/ 2 H 3 H 85 Kr 39 Ar 14 C 36 Cl 81 Kr Sauerstoff-18 Deuterium Tritium Krypton-85 Argon-39 Kohlenstoff-14 Chlor-36 Krypton-81

7 7 Mischwässer Quartär flächenhafte GW-Neubildung Prinzip-Skizze Buntsandstein lokale GW-Neubildung (Annahme Jungwasser MVZ 2 Monate - 1 Jahr) 1 weitläufige GW-Komp. (MVZ Jahre) Auswaschung der AA Seeäcker TB Aglasterhausen Muschelkalk 2 alte, tiefzirkulierende GW-Komp. (MVZ > 50 Jahre, Zumischung ca. 20 %) tektonische Verwerfungen GW-Staueffekt durch Muschelkalk

8 8 Mischwässer Kombination mehrer Tracer Tritium Krypton-85 Argon-39 Kohlenstoff-14

9 9 Geschmack, Geruch und Aussehen Eisenhaltig Manganhaltig Huminstoffe Schwefelwasserstoff Oxidation Oxidation Filtration, Flockung Filtration, Oxidation

10 Enteisenung - Entmanganung Parameter: Ionen und Spurenstoffe ph-wert Redoxpotential Sauerstoffgehalt Eisen-II / Eisen-III Mangan-II / Mangan-IV Methan 10

11 11 Löslichkeit von Eisen 1,2 FeOH 2+ 0,8 O 2 H 2 O berechnet für 25 C und 1 atm, Fe-Aktivität 10mg/kg E H [V] 0,4 Fe(OH) 3fest 0 Fe 2+ -0,4 H 2 O H 2-0,8 4 ph-wert 6 8 FeOH + 10 bei höherer Temp. Verschiebung der Stabilitätsfelder

12 12 Löslichkeit von Mangan 1,2 E H [V] 0,8 0,4 Mn 2+ P O2 = 1 bar MnO 2 Mn O O 2 H 2 O berechnet für 25 C und 1 bar, Mn-Aktivität Mn 3 O 4-0,4 P H2 = 1 bar Mn(OH) 2 Mn(OH) - 3-0,8 0 ph-wert bei höherer Temp. Verschiebung der Stabilitätsfelder

13 13 Enteisenung - Entmanganung Mischbettfilter Filterserie Anthrazit Methan Eisen Mangan Kies Braunstein

14 14 Schwefelwasserstoff Hohe Konzentration: - Ansäuern - Ausblasen (Absorbieren) Niedrige Konzentration: - Aktivkohle - Eisengranulat (FeOOH, H 2 S FeS, S

15 15 Arsen Arsen + Eisen - Fällung - Filtration Arsen alleine: - Filtration mit Fe-Oxiden

16 Fluorid Kleinanlage: Filtration 3 2,5 Ferric hydroxide Fluorolith Ferric hydroxide hydrofilt Aluminium oxide [mgf/l] 2 1,5 Aluminium oxide hydrofilt 1 0, Bed volumes Großanlage: Umkehrosmose (Quelle: Weil Industrieanlagen GmbH) 16

17 17 Radioaktivität Filtration Na K Mg Si O H2O

18 Großanlage 18

19 Großanlage 19

20 Kleinanlage 20

21 Kleinanlage 21

22 Kleinanlage 22

23 Zusammenfassung - Tiefenwasser oberflächennahes Grundwasser - Alternativen zu Aufbereitung - Aufbereitung möglichst schonend - Mischen von verschiedenen Wässern Untersuchungsparameter: Ionenzusammensetzung + Spurenstoffe ph-wert Redoxpotential Sauerstoffgehalt Eisen-II / Eisen-III Mangan-II / Mangan-IV Methan Altersbestimmung 23

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Woelkestr Schweitenkirchen T F info@hydroisotop.de