Sauberes Trinkwasser

Laut Umweltbundesamt nutzt im Schnitt jede Person in Deutschland täglich 126l Trinkwasser im Haushalt. Für die Herstellung von Lebensmitteln, Bekleidung und anderen Bedarfsgütern wird dagegen so viel Wasser verwendet, dass es 7.200l pro Person und Tag entspricht. Diese enorme Menge an Wasser wird von den unterschiedlichsten Trinkwasseranlagen in Deutschland zur Verfügung gestellt. Große Versorger liefern z.B. Wasser für bis zu vier Millionen Einwohner täglich und haben ein Leitungsnetz von über 1.500km. Hier wird das Wasser relativ schnell verbraucht, während bei kleineren Anlagen, deren Netz deutlich kürzer ist, das Wasser bis zu drei Wochen in der Leitung verbleiben kann. Trotz aller Unterschiedlichkeit müssen die Anlagenbetreiber für eine sichere Trinkwasseraufbereitung und einen adäquaten Schutz des Verteilernetzwerks sorgen.

Die Aufbereitung des Trinkwassers stellt sicher, dass das Wasser in physikalisch-chemischer Zusammensetzung den Anforderungen der Trinkwasserverordnung entspricht und dass Mikroorganismen und Schwebstoffe entfernt werden. Die Entfernung der Schwebstoffe erfolgt über Mikrosiebe. Mikroorganismen werden in der Ozonanlage beseitigt und im Trinkwasserbehälter vor der Verteilung werden dem Wasser geringe Mengen von Chlor zugefügt, damit es auf dem Transportweg sicher vor mikrobiologischen Einflüssen geschützt ist.

Überwachung der Desinfektionsdosierung

In der Ozonanlage und im Trinkwasserbehälter ist eine genaue Überwachung der Desinfektionsmitteldosierung von großer Bedeutung, da einerseits eine ausreichende Entkeimung des Wassers sichergestellt werden und andererseits eine Überdosierung des Desinfektionsmittels vermieden werden muss. Ozon ist im Aufbereitungsprozess das Mittel der Wahl, da es hochreaktiv ist, alle organischen Substanzen oxidiert und so alle unerwünschten Mikroorganismen abtötet bzw. inaktiviert. Für eine sichere Entkeimung des Wassers sind ca. 3g/m³ Ozon notwendig. Eine höhere Dosierung ist nicht wirtschaftlich und könnte eine Grenzwertüberschreitung verursachen. In der Ozonanlage unterstützt der digitale Ozonsensor Memosens CCS58E. Er liefert dank seiner amperometrischen Echtzeitmessung und seiner hohen Ozonspezifität äußerst präzise Messwerte. Das amperometrische Messprinzip vermeidet außerdem Störungen durch Trübung, während die konvexe Membran des Sensors für eine geringe Abhängigkeit vom Durchfluss sowie eine geringe Querempfindlichkeit sorgt. Es ist lediglich eine minimale Querempfindlichkeit zu Chlordioxid zu beachten.

Ozon bildet jedoch kein Depot. Daher eignet es sich nicht für den Schutz des Verteilungsnetzes. Hier wird häufig freies Chlor oder Chlordioxid eingesetzt, da diese Stoffe die desinfizierende Wirkung auf dem Weg vom Wasserwerk zum Wasserhahn des Anwenders sicherstellen und kein gefährlicher Biofilm entstehen kann. Die Chlordosierung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. In manchen Anlagen wird Chlorgas dem Wasser über einen volumetrischen Regelkreis zugegeben. Das bedeutet, dass je nach umgesetzter Wassermenge eine definierte Menge an Chlorgas eingeleitet wird. Damit bezieht sich die Dosierung auf die zu desinfizierende Wassermenge, nicht auf die gemessene Endkonzentration. In anderen Anlagen wird direkt auf den Messwert des Sensors geregelt und je nach gemessener Konzentration Chlorbleichlauge dem Wasser zugegeben. In beiden Fällen werden zum Beispiel die Sensoren für freies Chlor Memosens CCS51E eingesetzt, die durch ihre schnelle Ansprechzeit und präzise Messung eine stabile Regelung gewährleisten.

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Überprüfung mehrerer Parameter

In einigen Wasserwerken werden mehrere identisch geregelte Wasserleitungen verwendet, um eine maximale Sicherheit durch Redundanz zu erzielen. Auch hier muss die Messtechnik präzise und stabil laufen, da jede Abweichung des zu regelnden Wertes einen Alarm auslösen kann, der eine direkte Überprüfung durch das Personal vor Ort zur Folge hat. Deshalb sind übliche Schwierigkeiten bei der Chlormessung, wie vermehrt auftretende Luftblasen, möglichst zu verhindern. Hier schafft die Durchflussarmatur Flowfit CYA27 Abhilfe. Sie ermöglicht eine genaue Messung schon bei einem geringen Volumenfluss von 5l/h und besitzt eine integrierte Durchflussanzeige, so dass die Messung stets einsatzbereit ist. Die modulare Armatur erlaubt die Überwachung von bis zu sechs Parametern. Daher lässt sich eine pH-Messung sehr einfach in das Messsystem integrieren. Bei der Verwendung von freiem Chlor ist die pH-Kompensation unverzichtbar, um Messwertverfälschungen zu vermeiden. Unterstützt wird die einfache Kombination unterschiedlicher Messungen außerdem durch den Mehrkanal- und Multiparameter-Messumformer Liquiline. Denn die Anlagenbetreiber benötigen nur einen Messumformer für die Verarbeitung und Anzeige der unterschiedlichen Parameter.

Eine genaue Überwachung und Regelung der Desinfektionsdosierung ist nur mit einer kontinuierlichen Messung möglich. Um diese zu gewährleisten, ist eine einfache und schnelle Wartung der Messtechnik entscheidend. Hier bewährt sich der Sensor Memosens CCS51E, da er dank seiner konvexen, schmutzabweisenden Membran nur ca. einmal im Jahr einen Wechsel der Membrankappe und des Elektrolyts benötigt. Der Ozonsensor Memosens CCS58E ist mit einem empfohlenen Elektrolytwechsel ca. alle sechs Monate ebenfalls wartungsarm. Dank der Memosens-Technologie können die Sensoren schnell und einfach vor Ort ausgetauscht werden, da sie im Labor vorkalibriert und per Plug&Play angeschlossen werden. Nicht zuletzt sorgt die Heartbeat-Technology dafür, dass die Messstelle kontinuierlich ihren eigenen Zustand überwacht. Sie enthält zum Beispiel den Elektrolytzähler, der die Elektrolytkapazität über den Sensorstrom berechnet und so eine vorausschauende Wartung unterstützt. Darüber hinaus ermöglicht sie die Erstellung von Verifizierungsberichten und hilft Wasserwerksbetreibern ihren Dokumentationspflichten nachzukommen.

Komplettlösungen für die Trinkwasserüberwachung

Für die Überwachung des Trinkwassers bietet Endress+Hauser Komplettlösungen: Analyse-Panel mit einer speziellen Multiparameterarmatur für bis zu fünf unterschiedliche Sensoren (Spektrometer, Trübung, Leitfähigkeit, pH/Redox, Desinfektion, Sauerstoff) sorgen für einfache und wartungsarme Messungen. Die Multiparameter-Armatur nimmt die Reihe von Sensoren mit minimalem Platzbedarf auf. Das Panel erlaubt die Integration eines UV-VIS-Spektrometers, das verschiedene Messgeräte für einzelne Analyseparameter, z.B. Trübung, gelöste Feststoffe, CSBeq/BSBeq, TOCeq, SAK, Nitrat ersetzen kann. Die Armatur kombiniert die verschiedenen Sensortypen und stellt sicher, dass jede der einzelnen Messungen optimal abläuft. Gleichzeitig sorgt sie dafür, dass dabei so wenig Wasser wie möglich verbraucht wird. Diese Wassereinsparung trägt auch in Zukunft zu einem sicheren Betrieb der Wasserwerke bei, die sich immer stärker mit trockenen Perioden und sinkenden Grundwasserspiegeln konfrontiert sehen.