Ozon und UV-Licht in der Trinkwasserdesinfektion. Robert Rongen

Transkript

1 Ozon und UV-Licht in der Trinkwasserdesinfektion Robert Rongen

2 Motivation Mehr als installierte WEDECO Systeme ersetzen jährlich mehr als Tonnen Chlor Ozonanlagen UV-Desinfektion 2

3 UV-Grundlagen 3

4 UV-Licht Röntgen Ultraviolett sichtbares Licht Infrarot Vakuum- UV UV -C UV- B UV -A nm Inaktivierung von Mikroorganismen Wellenlänge (nm) 4

5 Niederdruck Mitteldruck UV-Lampen 5

6 Die Wirkungsweise DNA eines einzelligen Mikroorganismus 6

7 Krankheitserreger Gruppe Art Krankheit Bakterien Viren Colibakterien Salmonellen Vibrio Legionellen Enterokokken Hepathitis A Polio Fieber, Darmerkrankungen Typhus Cholera Lungenentzündung Entzündungen, Fieber Leberentzündung, Gelbsucht Kinderlähmung Parasiten Cryptosporidien Amöben Darmerkrankungen Amöbenruhr 7

8 Dosis für % Reduktion 500 [J/m²] E.Coli ATCC E.Coli NCTC 5934 Enterobacter Cloacae ATCC Klebsiella Pneumoniae ATCC 4352 Salmonella Typhimurium ATCC Serratia Marcescens ATCC Yersinia Enterocolitica ATCC Vibrio Cholerae Wildisolat E.Coli ATCC : 142 Citrobakter Freundii ATCC 8090 Pseudomonas Aeruginosa DSM

9 Vor- & Nachteile der UV Technologie Vorteile Keine Veränderung der Wasserinhaltsstoffe höhere Desinfektionssicherheit als bei einer Chlorung Geruchs- und geschmacksneutral, keine Korrosion Keine Aufkonzentration von Keimen Einfache elektrische Eigenüberwachung Einfache Montage und Wartung Nachteile Kein Restgehalt eines Desinfektionsmittels im Wasser Defizite bei alten und verzweigten Rohrleitungssystemen 9

10 UVC-Lampe & Quarzhüllrohr 10

11 Reaktoraufbau Strahleranschluß Entlüftung UV-Sensor UV-Lampe mit Hüllrohr Entleerung 11

12 Reaktorgeometrien axial positiv quer getaucht 12

13 Lichtverteilung in Wasser 13

14 Transmissionsmessung Lampe Sensor 100% 50 % 1 cm Trinkwasser ~ % / 254 nm 14

15 Hydraulische Optimierung Mit und ohne Opticone bei 90 Winkel Einlass 15

16 Reinigung von Ablagerungen manuell Wischersystem Reinigungspumpe 16

17 UV Trinkwasser 17

18 UBA-Liste 18

19 UBA-Liste 19

20 Minimierungsgebot Mikrobiologie & Filtration "Konzentrationen von Mikroorganismen, die das Trinkwasser verunreinigen oder seine Beschaffenheit nachteilig beeinflussen können, sollen so niedrig gehalten werden, wie dies nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik mit vertretbarem Aufwand unter Berücksichtigung der Umstände des Einzelfalles möglich ist." Effektive, gegebenfalls mehrstufige Partikelentfernung vor der Desinfektion (Ziel 0,1 0,2 FNU) Trübungen > 1,0 FNU, auch im Verteilernetz, sind meldepflichtig 20

21 UV-Desinfektion ohne / mit Trübung 21

22 Trübungsmessung Online-Messung 22

23 Trinkwasserdesinfektion mit UV-Licht zertifizierter Infektionsschutz gemäß DVGW W m³/h Eigenwasserversorgungen Wasserwerke Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie Technische Gebäudeausrüstung Mobile Systeme auf Schiffen und in Fahrzeugen 23

24 Zertifizierungspunkte oder Eignungskennlinie 24

25 Betriebskennlinie gemäß DVGW

26 Eigenwasserversorgung zertifiziert Spektron 3 DVGW 2,2 m³/h 03 /

27 Einsatzorte im Wasserwerk Hochbehälter UV Quelle Filterrückspülung UV Versorgungsnetz UV Brunnen Aufbereitung Druckerhöhung 27

28 Hochbehälter Quellzulauf Spektron 15 DVGW 14 m³/h 05 /

29 Burgdorf Purena GmbH Spektron 350e DVGW 230 m³/h SAK 254 nm = 3,3 m /

30 Legionellen in der neuen TVO Indikatorparameter für verunreinigtes Warmwasser Technischer Maßnahmewert: Legionella spec. 100 / 100 ml Untersuchung i.d.r. einmal pro Jahr, wenn: zentrale Wassererwärmung 400 l Speichervolumen Bei Probenahme max. 3 Liter Wasservorlauf Anzeigepflicht für Großanlagen zur Trinkwassererwärmung, wenn öffentlich oder gewerblich Pflicht zu ergänzenden systemischen Untersuchungen an mehreren repräsentativen Probenahmestellen (z.b. Duschen in Hotels) Probenahmestellen gemäß a.a.r.d.t. 30

31 UV als Ergänzung in der Gebäudeinstallation Zirkulation Kaltwasser Warmwasser ºC UV Wärmetauscher Schutzfilter Stadtnetz UV 31

32 Mobile Trinkwasserdesinfektion Wasseraufbereitung mit Enteisenung Ultrafiltration Aktivkohleadsorption UV-Desinfektion Chlordosierung 5 15 m³/h zertifiziert nach DVGW 32

33 Mitteldruck UV-Geräte für hohe Durchsätze ab 100 m³/h bis >3.000 m³/h kurze Bauform Inline-Anordnung ohne Strömungsumlenkung DVGW W

34 Geringer Wartungsaufwand Automatisches Wischersystem Alle Armaturen sind entlang einer Seite angeordnet Handlöcher ermöglichen alle Wartungsarbeiten ohne Demontage des Gerätes aus der Rohrleitung 34

35 Mitteldruck-UV im Wasserwerk Verbundwasserwerk Witten Wasserwerk an der Ruhr 2x m³/h SSK 2,0 m -1 2x Quadron 1200 DVGW 06/

36 Großwasserwerke mit Niederdruck-UV Vancouver, Kanada Seymour-Capilano Waterworks m³/h 24 x K UVDGM

37 UV-Oxidation im Schwimmbad Filtration UV-Oxidation Wärmetauscher Chlor Dosierung 37

38 Chloraminabbau mit UV Spectral cuve of monochloramine destruction Niederdruck UV-C Strahler besitzen bei Mono-Chloramin eine Effektivität von ca. 85%. 38

39 UV-Systeme für Schwimmbäder Niederdruck PE Mitteldruck Edelstahl Niederdruck Edelstahl 39

40 Aquaristik Zylinderaquarium im CityQuartier DomAquarée Berlin Seewasser 1000 m³, 25 m hoch B 300 PE 200 m³/h 11/

41 Ozon Trinkwasser 41

42 Ozon Basiswissen Farbloses Gas Starkes Oxidationsmittel Oxidationsmittel Oxidationspotential (V) Kurze Halbwertszeit Molgewicht: 48 g/mol 1013 mbar, 0 C: 2,14 kg/m³ MAK-Wert: 0,1 ppm 0,2 mg/m³ air Geruchsschwelle: 0,01 ppm Redoxpotential: 2,07 V Hydroxyl-Radikale 2.80 Ozon 2.07 Wasserstoffperoxid 1.78 Kaliumpermanganat 1.70 Hypochlorit 1.49 Chlor 1.36 Chlordioxid 1.27 Sauerstoff 1.23 OZON [griechisch = riechen] 42

43 Trinkwasserverordnung 2001, 11 Desinfektionsverfahren Anforderungen Erzeugung und Dosierung von Ozon und Ozonlösung vor Ort DVGW-Arbeitsblätter W225, W296, W625 Bei Einsatz des Verfahrens außerhalb des Wasserwerkes ist auf die Einhaltung des Grenzwertes für Trihalogenmethane (THM) beim Verbraucher zu achten. Das Desinfektionsverfahren ist nicht anwendbar für die Aufrechterhaltung einer Desinfektionskapazität im Verteilungsnetz 43

44 Ozonangriff auf die Zellmembran 44

45 Ozonanwendungen Aufgabe Vorteile Anwender Entfernung von schwerabbaubarem CSB CSB wird im Wasser abbgebaut, nicht aufkonzentriert Abbaurate kann geregelt an den Bedarf angepasst werden Chemische Industrie Papierindustrie Galvanik Entfernung von toxischen Substanzen Nahezu selektive Reaktion geringer Ozonbedarf kosteneffizient Pharmaindustrie Chemische Industrie Krankenhäuser Entfärbung schnelle Reaktion mit farbgebenden Komponenten geringer Ozonbedarf keine Rückstände Textilindistrie Chemische Industrie 45

46 Ozon Konzentrationen CSB- / AOX-Abbau CSB / BSB Verbesserung Desodorierung Entfärbung Spurenstoffe Entkeimung 0, (go 3 /m³) 46

47 Das Prinzip Ozonbildung in einem elektrischen Feld Energie (Ozongenerator) Sauerstoffmoleküle Bindungsbruch und Rekombination Ozonmoleküle 47

48 Ozonelement Erdungspotential Glasdielektrikum Kühlwasser EFFIZON Netz Luft / Sauerstoff Entladungsraum Innenelektrode 48

49 Montage 49

50 Ozon Modulsystem Kühlung Luft / O 2 O 2 Ozon- Vernichter 5,5 KV Kontaktbecken Ozon Generator Erdung Schaltschrank mit Trafoeinheit 50

51 Gaseintrag Diffusor Injektor 51

52 Ozon Grundlagen Trinkwasser Fällung Fe / Mn Entfärbung Entfernung von Geruchs & Geschmackstoffen Entfernung von Algen Oxidation gesamtorganischer Kohlenstoff (TOC) Reduktion Mikroschadstoffe Desinfektion Ozon Generatoren Geruchs & Geschmackstoffe - O 3 System Restozonentfernung 52

53 St. Petersburg m³/h 53

54 Trinkwasser aus Oberflächenwasser Vorozonung Chemikalien Zwischenozonung Flockung / Fällung Sedimentation Filtration Netzschutz UV Reinwasser- Behälter Aktivkohle- Filtration Ozon-Reaktionsbecken Haupt Ozonung 54

55 Trinkwasser-Ozonung Oxidation von Schadstoffen Stadtwerke Düsseldorf WW Am Staad 6 kg Ozon/h 04 /

56 Ozongeneratoren GSO/Modular g/h SMOevo 1 21 kg/h PDOevo 10 >300 kg/h 56

57 Qualifizierter Service zertifizierte Sensorprüfung gemäß DVGW W Betriebssicherheit planbare Wartungskosten Originalersatzteile mit Preisvorteil technischer Support Teleservice 57

58 Xylem Water Solutions Deutschland Vorteile Europas größter Hersteller von UV- und Ozon-Anlagen 30 Jahre Know-how Deutsches Engineering, deutsche Produktion dichtes Servicenetz Sicherheit durch Wartungsverträge 58

59 Noch Fragen? 59