TRINKWASSERVERSORGUNGSKONZEPT MUGGENSTURM

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1 TRINKWASSERVERSORGUNGSKONZEPT MUGGENSTURM Bürgerversammlung am Dr.-Ing. Günther Baldauf

2 TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser Einrichtung des DVGW Zielgerichtete Praxisforschung für das Wasserfach Unabhängig und gemeinnützig Außenstellen in Dresden und Hamburg Insgesamt 150 Vollzeitmitarbeiter Finanzierung - 35 % Forschungsprojekte (BMBF, EU, DVGW u.a.) - 65 % Kooperationen mit Wasserwerken (neue Technologien, neue analytische Methoden, DVGW-Regelwerk)

3 AUSGANGSPUNKT Beauftragung des TZW durch eneregio: -> Erstellung einer Machbarkeitsstudie zur Verringerung der Härte im Trinkwasser der Gemeinde Muggensturm Situationsanalyse Technische Erfordernisse Variantenstudie Grobkostenschätzung

4 VERSORGUNGSSITUATION WW Muggensturm Windkessel Muggensturm m³/a Druck Netz dh TB1 TB 2 Grau Heck DB

5 Einspeisung in m³/h WASSERBILANZ Dargebot Löschwasserreserve Sommerbetrieb Maximaler Bedarf Winterbetrieb Uhrzeit

6 WASSERBESCHAFFENHEIT Parameter, gerundete Werte TB 1 Grau Heck Calcium mg/l Magnesium mg/l 7 7 Härte dh Karbonathärte KH Sauerstoff mg/l 3 3 Nitrat mg/l Natrium mg/l 8 8 Chlorid mg/l Sulfat mg/l TB 2 Grau Heck Korrosionsindex S 1 (< 0,5) 0,2 0,2 ph-wert - 7,1 7,1 Calcitlösekapazität (D c ) mg/l Pflanzenschutzmittel Mikrobiologische Parameter Keine Auffälligkeit Keine Auffälligkeit

7 BEWERTUNG Ausreichendes Grundwasserdargebot vorhanden Unzureichende Versorgungssicherheit (-> keine Ersatzwasserversorgung, kein Trinkwasserspeicher) Das Trinkwasser ist calcitlösend (-> mechanische Entsäuerung erforderlich) Das Trinkwasser ist mit 15 dh relativ hart (-> hoher Wasch- und Reinigungsmittelbedarf) Das Trinkwasser weist mit ca. 100 mg/l CaCO 3 eine relativ hohe Kalkabscheidetendenz bei 90 C auf (-> W235-1: Enthärtung sinnvoll bei > 70 mg/l)

8 AUFBEREITUNGSERFORDERNIS Entsäuerung durch Entzug überschüssiger Kohlensäure: Windkessel Druck ph-wert Netz CO 2 Rieslerkolonne Gewinnung ~20 m³ ph 7,1 7,25 (D C =0 mg/l) Härte: 15 dh

9 KOSTENABSCHÄTZUNG ENTSÄUERUNG Jahresabgabemenge, m³/a Investition Riesler + MSR (Nennleistung 180 m³/h) Investition Brunnenpumpen (Niederdruck) Investition Druckerhöhung Kapitaldienst*, /a inkl. Planung (15%) Energie + Betriebsmittel + /a Instandhaltung Gesamtkosten inkl. MwSt. /a ,10 /m³ *Abschreibung: Verfahrenstechnik: 3 % Zins, 15 Jahre ohne Gebäudekosten (Um- bzw. Anbau)

10 FAZIT ENTSÄUERUNG Anforderungen der Trinkwasserverordnung werden erfüllt Investitions-/Betriebskosten: ca. 10 Cent/m³ (ohne Gebäude) Weiterhin keine Trinkwasserspeicherung Kein zweites Standbein Härte bleibt bei 15 dh Anlagenbeispiel WW Förch

11 TRINKWASSERSPEICHERUNG / BEHÄLTER DVGW-Arbeitsblatt W 300: Maximaler Tagesbedarf (Q dmax ): m³/d Erforderliches Behältervolumen: m³ (Q dmax m³ Löschwasser) Investition (1.800 m³ * 500 /m³) Gesamtkosten inkl. MwSt. /a ,32 /m³

12 ZENTRALE ENTHÄRTUNG Aus der Sicht der Verbraucher Kalkablagerungen (z.b. Armaturen) Chemikalienbedarf (z.b. Enthärter, Waschmittel) Komfort (z.b. Reinigung, Wartung) Lebensdauer (z.b. Geräte) Korrosion (z.b. Hausinstallation) Energiebedarf (z.b. Warmwasser) Aus ökologischer Sicht Geringere Salzemissionen Geringere Schwermetallbelastung im Klärschlamm Energieneutral Härte Quelle: FHG, TZW: Zentrale Enthärtung von Trinkwasser (2004) Foto: TZW

13 KOSTENEINSPARUNG FÜR DEN VERBRAUCHER 2,3-Personenhaushalt Härteverringerung von 15 dh auf 8 dh gerundete Angaben Angaben in pro Person/a Wasch- und Reinigungsmittel 7,00 Regeneriersalz (Spülmaschine) 0,50 Energie-/Wasserverbrauch 3,00 Wartung (Warmwasser)* 15,50 Gesamteinsparung p.a. 26,00 Einsparung pro m³ (Wasserbedarf: 50 m³/a/person) * Installateur: Mehraufwand 1 Stunde/a 0,5 ( /m³) Quelle: FHG, TZW: Zentrale Enthärtung von Trinkwasser (2004)

14 KOSTEN DER DEZENTRALEN ENTHÄRTUNG 50 m³/pers./a Investition Abschreibung (180 /4 Personen/a) Betrieb* (Salz, Wartung, Strom, Wasser) Aufwand pro Person 0,9 /m³ 33 /P/a 0,7 /m³ 1,6 /m³ Kochsalz (ca. 0,45 kg/m³) Energie/Wasser Wartung (min 1x pro Jahr) Einsparungen 0,5 /m³ *Quelle: TZW, Fraunhofer 2004 Keine Entcarbonisierung Erhöhte Salzfracht: 2 Na + Ca 2+

15 ÖKOLOGISCHER ASPEKT Wasserwerk Salze Salze Zentrale Enthärtung: +Salze (Regeneriersalz, Waschmittel, Reiniger.) Wasserwerk Salze Salze Salze +Salze (Waschmittel, Reiniger,.) geringere Salzemission (Wegfall dezentraler Maßnahmen: Regeneriersalz, geringerer Wasch-, Reinigungsmittelbedarf)

16 ZENTRALE ENTHÄRTUNG / EIGENE LÖSUNG WW Muggensturm 15 dh Windkessel Druck Muggensturm 8-10 dh TB1 TB 2 Grau Heck ENTHÄRTUNGS- ANLAGE

17 KESSELSTEINBILDUNG Ausgefällte Kalkmenge, mg/l CaCO ,4 Ausgefällte Kalkmenge 2,7 Hydrogencarbonat in mmol/l 3,9 3,2 2, Härte, dh 5 5,4 6,3 Kalkausfall Foto: TZW Zielbereich: 8-10 dh / Hydrogencarbonat 2-3 mmol/l

18 MEMBRANFILTRATION Rohwasser-Verschnitt Hartes Wasser Salze + Druck (6-12 bar) + Antiscalant Konzentrat Weiches Wasser

19 MEMBRANFILTRATION

20 KOSTEN / ENTHÄRTUNG Trinkwassermenge, 8 dh m³/a Investition Verfahrenstechnik, Ents. Förderung, Anbindung, MSR-Technik Gebäudeneubau, Behälter (200 m³) *Kapitaldienst (Investition, inkl. Planung) /a Betriebskosten (Energie, Förderung, Betriebsmittel) /a Membranersatz (6 a) /a Personal (1 h/d) /a Instandhaltung (1,5 % Technik) /a /m³ Summe Anlagenkosten (inkl. MwSt.) /a ,46 Konzentratentsorgung (1,6 /m³) /a ,21 *Finanzierung: Abschreibung: Verfahrenstechnik / Gebäude: 3 % Zins, 15 Jahre (VT) // 30 Jahre (Gebäude//Behälter)

21 FAZIT ENTHÄRTUNG / EIGENE LÖSUNG Härteverringerung auf 8 dh Automatisierte Anlagentechnik Investitions-/Betriebskosten: ca. 67 Cent/m³ Trinkwasserspeicherung zur Betriebskontinuität (200 m³) erforderlich Kein zweites Standbein Anlagenbeispiel WW Förch

22 2. Auflage Januar ihr Verbund untereinander gewährleisten die sichere Wasserversorgung......Kooperationen sind eine notwendige Bedingung zur Sicherung der Wasserversorgung...

23 INTERKOMMUNALE LÖSUNG MUGGENSTURM - RASTATT Ca(OH) 2 WW Rauental Grau Heck 10 dh 4 km Mischen Belüften 7 dh (60%) 15 dh (40%) Rastatt Muggensturm

24 INTERKOMMUNALE LÖSUNG / WASSERBESCHAFFENHEIT 100 % Grau Heck Rauental 100 % Grundwasseranteil Grau Heck 100% 80% 60% 40% 20% 0% Calcium mg/l Härte dh K S4,3 mmol/l 4,9 4,1 3,4 2,7 1,9 1,2 Chlorid mg/l Sulfat mg/l Nitrat mg/l

25 CALCITABSCHEIDEKAPAZITÄT / PRAXISBEISPIELE Calcitabscheidekapazität bei 90 C in mg/l CaCO 3 WW Trinkwasser (Härte) TW enthärtet (Zielhärte) Verfahren Ra 95 (16 dh) 22 (10 dh) SEC(Ca(OH 2 ) Fö 150 (20 dh) 30 (9 dh) Membran Bh 95 (16 dh) 26 (8 dh) Membran Rhm 100 (19 dh) 23 (8 dh) Membran Ach 120 (21 dh) 50 (9 dh) SEC(NaOH) Ndf 60 (17 dh) 20 (10 dh) CARIX Mug 100 (15 dh) 35 (10 dh) Mischung

26 INTERKOMMUNALE LÖSUNG Vorteile: Höhere Versorgungssicherheit durch gegenseitige Lieferung im Bedarfsfall Härteverringerung allein durch Mischung auf 10 dh (u.a. Komfortgewinn) Einfache und sichere Anlagentechnik (chemikalienfreier Betrieb) Nutzung von Synergieeffekten (Personal / Überwachung / Analytik / Materialbereitstellung) Nachteile: Langfristige Nutzung beider Vorkommen Gegenseitige Abhängigkeiten / Verpflichtungen

27 INTERKOMMUNALE LÖSUNG Technische Maßnahmen: Rohrleitungsbau mit energieoptimierten Pumpwerken Mechanische Entsäuerungsanlage im WW Rauental Stilllegung und Demontage der Kalkwasseranlage Leitungsbau zur Notversorgung MSR-Technik

28 INTERKOMMUNALE LÖSUNG / GESAMTKOSTEN Mischwassermenge (Muggensturm + Rastatt) m³/a Leitungsbau / Wasserförderung ~ Anlagentechnik WW Rauental / Muggensturm ~ Kapitaldienst*, inkl. Planung (15%) /a ~ Betriebskosten /a ~ Gesamtkosten (Rastatt+Muggensturm) /a ~ * *Zuzüglich Grunderwerb

29 FAZIT Maßnahme Kosten Nutzen Entsäuerung Speicherung Enthärtung (Konzentratableitung) Interkommunale Versorgung ~ 10 Cent/m³ ~ 32 Cent/m³ ~ 46 Cent/m³ (~ 21 Cent/m³) ~ 50 Cent/m³ (+Grunderwerb) Anforderung Trinkwasserverordnung werden erfüllt Kein zweites Standbein Keine Härteverringerung Anforderung Trinkwasserverordnung werden erfüllt Kein zweites Standbein Härteverringerung Anforderung Trinkwasserverordnung werden erfüllt Zweites Standbein Härteverringerung Empfehlung: Eigenlösung contra interkommunales Versorgungskonzept prüfen