- der Anlagenaufbau (modular, Vorreinigung ) - die Dimensionierung (üblich l / m² x h bez. auf die Membranfläche)

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1 Kurzbeschreibung für 5. Fachtagung Sicherer Betrieb von Bädern 09./ Bad Steben Titel: Der Entwurf der DI Teil 4 Membranfiltration und deren Umsetzung in der raxis Autor: Dr. Klaus Hagen VWS Deutschland GmbH Krüger WABAG Standort Bayreuth Chr.-Ritter-v.-Langheinrich-Str Bayreuth Tel Der Entwurf der DI Teil 4 Membranfiltration beschreibt zunächst den Anwendungsbereich Schwimm- und Badebecken, auch Warmsprudelbecken und Therapiebecken. Anschließend werden die Grundlagen der Verfahrenskombination genannt sowie Begriffe, wie z. B. Ultrafiltration (UF) mit einer orengröße < 0,05 µm. Die Einstellung der Säurekapazität und des ph-wertes, die Flockung sowie die Adsorption an ulveraktivkohle werden behandelt. Wichtig für die lanung von UF-Anlagen sind - der Anlagenaufbau (modular, Vorreinigung ) - die Dimensionierung (üblich l / m² x h bez. auf die Membranfläche) beim Betrieb von UF-Anlagen sind zu beachten: - der Betrieb mit Filtration, Spülung mit und ohne Chemikalienzugabe sowie die chemische Reinigung - die Überwachung und Dokumentation - die Instandhaltung - die Rückstandsentsorgung - die Funktionsprüfung - die Chlorung Ein entscheidender Vorteil der UF ist die hohe artikel- und Keimrückhaltung auf Grund der orenwerte < 0,05 µm, die dazu geführt hat, dass der Belastbarkeitsfaktor k durch Untersuchungen der TU Dresden an einer Krüger WABAG-Anlage bestätigt auf k < 1,0 m -3 festgesetzt wurde. Seite 2 von 8

2 Weiterhin werden im Entwurf Qualitätsanforderungen gestellt wie - Virenrückhaltevermögen > 99,99 % - Beständigkeit gegenüber Chlor > 50 mg/l - Beständigkeit gegenüber ph von KTW-Leitlinie, DVGW W 270 bez. Materialien - definierte Zahl von Faserbrüchen Dieser Entwurf basiert auf der langjährigen Erfahrung mit UF-Anlagen in Schwimmbädern. Der Einsatz von Membranverfahren hat sich in den Bereichen der Trink-, rozessund Abwasserreinigung vielfach bewährt und sollte grundsätzlich auch zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser geeignet sein. Hierzu gab bzw. gibt es verschiedene Forschungsaktivitäten seit 1998 und über 100 Membrananlagen werden mittlerweile großtechnisch zur Schwimmbecken-wasseraufbereitung betrieben oder befinden sich im Bau. achfolgend werden Beispiele aus der raxis vorgestellt. eben zahlreichen WABAG-Membrananlagen zur Schlammwasseraufbereitung in Schwimmbädern, beginnend in 1998, wurde die erste in Deutschland betriebene großtechnische Ultrafiltrationsanlage zur Schwimmbeckenwasseraufbereitung im Kreislauf von Krüger WABAG Bayreuth gebaut. Sie läuft seit ovember 2002 in einem Schwimmbad in Bad Steben. Es handelt sich dabei um die Aufbereitung eines Warmsprudelbeckens mit einer Aufbereitungsleistung von 40 m³/h. Konventionell wären 90 m³/h erforderlich. Das Verfahrensschema ist in Bild 1 dargestellt, Bild 2 zeigt die Ultrafiltrationsanlage. Seite 3 von 8

3 Schwimmbecken Chlor Roh wasser FM Reinwasser ermeat zur Spülung AK Schlammwasser Schwallwasser- Ultrafiltration I Rückhaltebecken Ultrafiltration II behälter Bild 1: Verfahrensfließbild der Aufbereitung eines Warmsprudelbeckens mit Ultrafiltration in Bad Steben. Das abgebadete Wasser fließt wie bisher in den Schwallwasserbehälter. Anschließend erfolgt die Zugabe von Flockungsmitteln und, falls erforderlich, ulveraktivkohle. Die nachfolgende Ultrafiltrationsanlage bereitet das Wasser auf. Es handelt sich um ein druckbetriebenes Hohlfasermodul mit einem Druckverlust von im Mittel 0,3 bar. Die Spülung der Membran erfolgt alle 59 Minuten von der ermeatseite für ca. 30 s. Das bei der Spülung anfallende Schlammwasser wird in einer weiteren Ultrafiltrationsanlage aufbereitet. Die ermeate werden vereinigt, gechlort und ins Becken zurückgeführt. Die Ausbeute dieser Anlagen liegt bei >99,8 %. Die Ausbeute wird in Zukunft durch Optimierungsmaßnahmen z.b. bei der Spülung weiter gesteigert. Die Frischwasserzugabe von 30 l/badegast und Tag bleibt davon unberührt. Heutige 2-stufige Anlagen führen das Filtrat der UF II in den Schwallwasserbehälter zurück (gemäß DI ); siehe hierzu Bild 3. Seite 4 von 8

4 Bild 2: Ultrafiltrationsanlage zur Aufbereitung eines Warmsprudelbeckens (Bad Steben, Leistung 40 m³/h). Schwallwasser Blockschaltbild Schule Mengkofen Filtrat Rohwasser Seite 5 von 8

5 Bild 3: Verfahrensfließbild UF-Anlage Mengkofen In Tabelle 1 sind chemische und bakteriologische Untersuchungsergebnisse des Warmsprudelbeckenwassers dargestellt. Es handelt sich hierbei um einzelne Befunde, die im laufenden Betrieb mehrfach bestätigt wurden. Insgesamt zeigen die Ergebnisse eine sehr gute Beckenwasserqualität. DI arameter Einheit Messwert obere Werte / Bereiche Koloniezahl 20 C 1/ml n.n. 100 Koloniezahl 36 C 1/ml n.n. 100 Escherichia coli 1/100ml n.n. n.n. Coliforme Keime 1/100ml n.n. n.n. seudomonas aerugin. 1/100ml n.n. n.n. Legionellen 1/ml n.n. n.n. Wassertemperatur C 36,1 ph-wert (vor Ort) 6,8 6,5-7,6 freies Chlor mg/l 0,39 0,7-1,0 gebundenes Chlor mg/l 0,09 0,2 DI arameter Einheit Messwert obere Werte / Bereiche AOX mg/l 0,012 Ammonium (H4) mg/l < 0,01 Oxidierbarkeit (als KMnO4) mg/l 2,2 Füllw. +3 itrat (O3) mg/l 5,8 Füllw. +20 THM Summe (als Chloroform) mg/l 0,0013 0,02 Trichlormethan mg/l 0,0012 Seite 6 von 8

6 Bromdichlormethan mg/l 0,00019 Dibromchlormethan mg/l < 0,0001 Tribrommethan mg/l < 0,0001 In dem mehr als 9 Jahre dauernden Betrieb ist es nach Abschluss der Einfahrphase zu keinem weiteren Anstieg der transmembranen Druckdifferenz gekommen; sie blieb konstant bei rund 0,3 bar. Dies zeigt, dass keine irreversible Verblockung der Membran vorliegt; das Spülprogramm ist in Ordnung. Der Einsatz der Ultrafiltration zur Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus: Das Filtrat der UF ist absolut frei von Bakterien, Viren, arasiten und artikeln. Der latzbedarf wird gegenüber konventionellen Anlagen um rund 50 % reduziert, was vor allem bei eubauten den Gebäudepreis deutlich reduziert. Die Ultrafiltration eignet sich aufgrund des relativ geringen latzbedarfes sehr gut zur Sanierung bestehender konventioneller Anlagen, wenn es zu Einbringungsproblemen kommt. Aufgrund des geringen latzbedarfs kann man ferner die Aufbereitung überlasteter Becken mit einer Teilstromaufbereitung durch Ultrafiltration nachrüsten. Aufgrund der sehr guten ermeatqualität, insbesondere im Hinblick auf die mikrobiologischen arameter, kann die Aufbereitungsleitung der Anlage um etwa 50 % reduziert werden; dieser Wert wurde im Rahmen eines abgeschlossenen DVGW- Vorhabens ermittelt. Ultrafiltrationsanlagen sind vollautomatisch und haben einen sehr geringen Bedienungs- und Wartungsaufwand. Eine der größten UF-Anlagen in Schwimmbädern wurde von Krüger WABAG im La Ola in Landau erreichtet (Bild 4). Seite 7 von 8

7 Bild 4: UF-Anlage La Ola Landau gez. Dr. Klaus Hagen Seite 8 von 8