Michael Reis Im November 2011

Transkript

1 Der nachfolgende Vortrag stellt nur den Stand zu einem bestimmten Zeitpunkt dar. Die getroffenen Aussagen können sich bis zum endgültigen Vorliegen der Norm jederzeit noch ändern. Michael Reis Im November 2011

2 Innovation und Fortschritt in der Wassertechnik Dipl.-Ing. (FH) Michael Reis

3 Warum Überarbeitung der DIN 19643? Aktuelle Fassung aus dem Jahre 1997 fast 14 Jahre alt Revision sollte alle 5 Jahre geprüft werden DIN ist allgemein anerkannte Regel der Technik Normierungsantrag für die Ultrafiltration Neues Verfahren zur Reinigung des Wassers Hohe Barrieren für Mikroorganismen inkl. Viren

4 Antrag auf Überarbeitung im Jahre 2004 Erste Sitzung im Mai 2005 Überarbeitung der DIN 19643? Veröffentlichung des DIN-Entwurfs (früher Gelbdruck) im April 2011 Ende der Einspruchsfrist war am Es gingen 580 Einsprüche ein Derzeit läuft die Bearbeitung der Einsprüche. Veröffentlichung der gültigen Norm (früher Weißdruck) in der ersten Hälfte 2012

5 - Teil 1 Allgemeine Anforderungen Alte Norm von 1997? - Teil 2 Verfahrenskombination: Adsorption - Flockung Mehrschichtfiltration Chlorung - Teil 3 Verfahrenskombination: Flockung Filtration Ozonung Sorptionsfiltration Chlorung - Teil 4 Verfahrenskombination: Flockung Ozonung Mehrschichtfiltration Chlorung - Teil 5 Verfahrenskombination: Flockung Filtration Adsorption an Aktivkohle - Chlorung

6 Alte Norm von Teil 2 Verfahrenskombination: Adsorption - Flockung Mehrschichtfiltration Chlorung - Teil 5 Verfahrenskombination: Flockung Filtration Adsorption an Aktivkohle Chlorung Neue Norm ab Teil 2 Verfahrenskombinationen mit Festbett- und Anschwemmfiltern

7 Alte Norm von Teil 3 Verfahrenskombination: Flockung Filtration Ozonung Sorptionsfiltration Chlorung - Teil 4 Verfahrenskombination: Flockung Ozonung Mehrschichtfiltration Chlorung Neue Norm ab Teil 3 Verfahrenskombination: Flockung Filtration Ozonung Sorptionsfiltration Chlorung

8 Neue Norm ab Teil 1 Allgemeine Anforderungen - Teil 2 Verfahrenskombinationen mit Festbett- und Anschwemmfiltern - Teil 3 Verfahrenskombinationen mit Ozonung - Teil 4 Verfahrenskombinationen mit Ultrafiltration Es folgen ausgewählte Beispiele

9 Koloniebildende Einheiten bei 20 C sind entfallen

10 Legionellen KBE / 100 ml Nicht nachweisbar 1 bis bis Bewertung Erstuntersuchung Nachuntersuchung Sanierungen Frei von Kontaminationen Geringe Kontamination Mittlere Kontamination Keine Nachuntersuchung Filterspülung Desinfektion kontrollieren Nachuntersuchung Filtratkontrolle Nachuntersuchung Filtratkontrolle Filterspülung Desinfektion kontrollieren Nachuntersuchung Filtratkontrolle Abschaltung von Aerosolbildende Einheiten Nachuntersuchung Filtratkontrolle Einbeziehung von GA und Experten Abschaltung von Aerosolbildende Einheiten Nachuntersuchung Austausch Filtermaterial > Hohe Kontamination Filterspülung Desinfektion kontrollieren Nachuntersuchung Filtratkontrolle Abschaltung von Aerosolbildende Einheiten Nutzungsverbot Filterspülung Desinfektion kontrollieren Nachuntersuchung Filtratkontrolle Abschaltung von Aerosolbildende Einheiten > und Nachweis im Filtrat sofortige Nutzungsuntersagung Nutzungsverbot Einbeziehung von GA und Experten Abschaltung von Aerosolbildende Einheiten Nachuntersuchung Austausch Filtermaterial Tab. 8 Bewertung des Beckenwassers und Maßnahmen

11 Legionellen KBE / 100 ml Bewertung Erstuntersuchung Nachuntersuchung Sanierungen Nicht nachweisbar Frei von Kontaminationen Keine 1 bis Kontamination Filterspülung Nachuntersuchung des Filtrat und Beckenwassers Filterspülung Überprüfung der Aufbereitung Nachuntersuchung des Filtrat und Beckenwassers Einbeziehung von GA und Experten Abschaltung von Aerosolbildende Einheiten Nachuntersuchung Austausch Filtermaterial Hochchlorung etc. > Hohe Kontamination Filterspülung Nachuntersuchung des Filtrat und Beckenwassers Ggf. Nutzungseinschränkung Überprüfung der Aufbereitung Nachuntersuchung des Filtrat und Beckenwassers Einbeziehung von GA und Experten Abschaltung von Aerosolbildende Einheiten Nachuntersuchung Austausch Filtermaterial Hochchlorung etc. Tabelle 9 Bewertung des Filtrats und Maßnahmen

12 Oberer Wert für Chlorit und Chlorat

13 Natriumchlorid Bekannt als Kochsalz Natriumchlorit Natriumchlorat Salze der chlorigen Säure sehr starke Oxidationsmittel explosionsgefährlich regiert in Gegenwart von Oxidationsmitteln zu Chlorat Salze der Chlorsäure starke Oxidationsmittel explosionsgefährlich

14 Chlorit/Chlorat toxikologische Wirksamkeit Chlorit oxidiert Hämoglobin zu Methämoglobin Hemmung der Sauerstoffaufnahmefähigkeit Besonders problematisch bei Menschen mit Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase- Mangel (G6PDH-Mangel = Genmutation) Chlorat reagiert im Organismus ähnlich wie Chlorit nicht fruchtschädigend (teratogen) nicht krebserzeugend (cancerogen)

15 Entstehung von Chlorat in Chlorbleichlauge Zerfall von Hypochlorit zu Chlorat und Chlorit 3 ClO 2 Cl + ClO 3 Zerfall wird begünstigt durch höhere Temperaturen Lichteinstrahlungen längere Lagerzeiten Eine Stabilisierung ist nicht möglich

16 Oberer Wert für Bromat

17 Bromate Bromate können bei der Oxidation von bromidhaltigen Wässern mit Ozon entstehen. Bromate sind kanzerogen, d. h krebserregend Bromate mutagene Eigenschaften, d. h. das sie das Erbgut eines Organismus verändern

18 Mindestvolumenstrom Überfall in die Rinne Rahmenbedingungen Höhenlage der Überlaufkante mit einer Genauigkeit von ± 2 mm Rinnenlänge größer 40 Meter Q B = 1 m³/h pro Meter Beckenumfang

19 Beispiele zum Mindestvolumenstrom Q B Schwimmerbecken 10 x 25 m mit einem k-wert von 0,5 ist Q = 111 m³/h = 70 m Rinnenlänge Q B = 70 m³/h Nichtschwimmerbecken 5 x 10 m mit einem k-wert von 0,5 ist Q = 37m³/h = 30 m Rinnenlänge Q B = 30 m³/h

20 Teillastbetrieb während des Badebetriebs Teillastbetrieb bis zu Q B während des Betriebes bei geringer Beckenbelastung. Dazu müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: Vor Ausführung des Teillastbetriebes muss die gleichmäßige Durchströmung der Becken unter diesen Bedingungen nachgewiesen werden Färbeversuch Die Messwerte der Hygiene-Hilfsparameter freies und gebundenes Chlor, ph-wert und Redox-Spannung müssen den Anforderungen entsprechen.

21 Details für die UV-Bestrahlung werden noch diskutiert. UV reduziert keine Trihalogenmethane (THM)

22 DIN Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser Teil 4: Verfahrenskombinationen mit Ultrafiltration

23 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt in Verbindung mit DIN für die Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser auch für Warmsprudelbecken und Therapiebecken. 2 Normative Verweisungen Wie in den anderen Teilen 3 Grundlage der Verfahrenskombination 3.1 Allgemeines Wie in den anderen Teilen 3.2 Begriffe

24 3.2.3 Flux oder Filtratflux Geschwindigkeit in l/(m² h) (Liter pro m² Filterfläche und Stunde) Fouling Ablagerungen auf der Membran durch Bakterien ist Biofouling oder durch mineralische Ablagerungen ist Fouling Transmembrandruck TMP Differenzdruck zwischen der Rohwasser- und der Filtratseite Ultrafiltration UF Porengröße der Membran im Bereich < 0,05 μm,

25 4 Verfahrensstufen 4.1 Einstellung der Säurekapazität 4.2 ph-wert-einstellung 4.3 Flockung 4.4 Eliminierung von Desinfektionsnebenprodukten Allgemeines Adsorption an Pulver-Aktivkohle Adsorption an Kornaktivkohle UV-Bestrahlung Identisch mit den Teilen 2 und 3

26 4.5 Planung von UF- Anlagen Anlagenaufbau Abwasser Filtrat Eine Aufbereitungsstraße ist eine eigenständige Funktionseinheit mit einem eigenen Armaturensatz. Rohwasser

27 Spülung Das Filtrat von zwei Straßen wird zur Spülung der Dritten genutzt Der Durchfluss der beiden filtrierenden Straßen wird durch Frequenzumformer an den Umwälzpumpen reduziert Dreistraßiger Anlagenaufbau

28 Vorteil Das Spülwasser wird erst bei Bedarf produziert, keine Speicherung und damit verbundene Verkeimungsgefahr. Dreistraßiger Anlagenaufbau

29 Anlage 3-straßig, 3 x 5 Membranen je Straße

30 4.5 Planung von UF-Anlagen Anlagenaufbau Sekundärstufe, eine zweite Aufbereitungsstufe

31 Spülabwasserspeicher Zum Schwallwasserbehälter Sekundärstufe 2-stufige Aufbereitung Das Spülabwasser der ersten Stufe wird zwischengespeichert und über eine zweite kleine Ultrafiltration zurück in den Schwallwasserbehälter geführt. Der Spülwasserbedarf der Ultrafiltration wird erheblich reduziert, Betriebskosten werden eingespart

32 Vorfilter Ultrafiltration Spülabwasserbehälter

33 4.5.2 Anlagendimensionierung Der übliche Flux liegt zwischen 150 l/m²h und 200 l/m²h. Herstellerangaben beziehen sich meist auf 20 C. Die Fluxrate muss in Abhängigkeit von der Wassertemperatur festgelegt werden, bei niedriger Wassertemperatur ist bei gleichem Differenzdruck der Flux niedriger. Beispiel Trinkwasseraufbereitung aus Talsperren. Die Auslegung liegt bei einem Flux von 30 bis 50 l/m²h, da das Wasser bei 4 C zähflüssiger ist.

34 4.5.3 Anlagenbetrieb Die Aufbereitung während des Badebetriebes darf für die Spülung nur für eine Dauer von höchstens 2 Minuten unterbrochen werden. Eine Reduzierung des Volumenstromes ist außerhalb des Badebetriebes in Abhängigkeit von der Beckenwasserqualität möglich. Es muss jedoch auf den Mindestvolumenstrom geachtet werden.

35 4.6 Betrieb von UF-Anlagen Allgemeines Filtration Bei der Ultrafiltration wird üblicherweise der Dead-End-Modus verwendet Betriebsunterbrechung Bei Unterbrechungen bis zu einem Tag ist die Ultrafiltration zu spülen und zu desinfizieren. Bei längeren Unterbrechungen ist die Ultrafiltration nach den Herstellangaben zu konservieren. Bei Freibädern ist auf einen frostfreien Technikraum zu achten

36 4.6.4 Spülung - Spülung ohne Chemikalienzugabe Nur mit Wasser etwa alle 1 bis 4 Stunden - Spülung mit Chemikalienzugabe Zugabe von Säure, Lauge und/oder Chlor etwa einmal am Tag - Chemische Reinigung Während der Wartungsarbeiten ein- oder zweimal jährlich

37 Wasserspülung Spülung mit Chemikalienzugabe

38 4.6.5 Überwachung und Dokumentation Der Integritätstest muss jährlich erfolgen. Offen (Atmosphärendruck) 0,5 bar Die feuchten Membranen werden von der Filtratseite mit Luft beaufschlagt. Durch die Oberflächenspannung des Wassers kann die Luft die Membranen nicht durchdringen. Fasernbrüche können über das Absinken des Druckes erkannt werden.

39 Der Integritätstest dient zur Dichtheitsprüfung der Membranen Mittels des transparenten Rohrstücks am Modul lässt sich feststellen, welches Modul betroffen ist. Nach Ausbau des betroffenen Moduls und Abbau der Endkappen kann man anhand von Blasen feststellen welche Kapillaren undicht sind. Nach beidseitigem Veröden der undichten Kapillaren ist das Modul wieder dicht und betriebsbereit und kann weiter genutzt werden.

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41 4.6.6 Instandhaltung Eine Wartung ist mindestens jährlich durchzuführen Rückstandsentsorgung Es sind die Behörden zu befragen Funktionsprüfung Funktionsprüfung nach dem Merkblatt R der Deutschen Gesellschaft für das Badewesen. Das Filtrat muss immer die angegeben Werte einhalten.

42 4.6.9 Chlorung allgemein: 0,3 mg/l bis 0,6 mg/l Warmsprudelbecken: 0,7 mg/l bis 1,0 mg/l 5 Belastbarkeitsfaktor k Für die Berechnung des Aufbereitungs-Volumenstroms ist ein Belastbarkeitsfaktor von k = 1,0 m -3 einzusetzen. Der k-wert wurde durch umfangreiche Untersuchungen in einem Schulbad in Mengkofen in Südbayern von Prof. Uhl von der Universität Dresden ermittelt.

43 Belastbarkeitsfaktor k Kies-, Mehrschicht und Anschwemmfilter Belastbarkeitsfaktor k = 0,5 m -3 d. h. 2,0 m³ Reinwasser pro Badegast Aufbereitungsverfahren mit Ozon Belastbarkeitsfaktor k = 0,6 m -3 d. h. 1,67 m³ Reinwasser pro Badegast Ultrafiltration Belastbarkeitsfaktor k = 1,0 m -3 d. h. 1,0 m³ Reinwasser pro Badegast

44 6 Qualitätsanforderungen an die Membranmodule Der Virenrückhalt des Membranmoduls muss 99,99 % betragen. Der Nachweis muss durch ein unabhängiges, dafür qualifiziertes Institut erfolgen. Werkstoffe der Membranen müssen beständig sein gegen mindestens 50 mg/l freies Chlor Säuren und Laugen von ph 2 bis ph 12 Alle Werkstoffe müssen eine KTW-Zulassung haben. Kunststoffe im Trinkwasser dürfen keine Stoffe an das Wasser abgeben.

45 6 Qualitätsanforderungen an die Membranmodule Mindestens 2 Jahre Garantie gegen Kapillarbrüche, höchstens ein Kapillarbruch je Jahr und Modul im Mittel aller Elemente. Temperaturbeständigkeit mindestens 40 C Druckbeständigkeit mindestens 5 bar Der Berstdruck der Fasern im Modul muss mindestens 10 bar sein.

46 DIN Aufbereitung von Spülabwässern aus Anlagen zur Aufbereitung von Schwimmund Badebeckenwasser Antrag auf Überarbeitung im März 2010 Erste Sitzung im September 2011 Veröffentlichung des Entwurfs in etwa 2 Jahren

47 Für Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung

48 Krumme Fohre 70 D Kasendorf Fon +49 (0) Fax +49 (0) Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Michael Reis info@wet-gmbh.com