Flexible Aufbereitung von Brauchwasser mit Hilfe von Membranfiltrationssystemen

Stipendiatin/Stipendiat: Ahmad Alnafe

Die vorliegende Arbeit findet im Rahmen des Forschungsprojektes „Aqua-CUBE“ statt, bei dem mit effizienten Membranfiltrationssystemen ein Anlagensystem entwickelt werden soll, welches Brauchwasser für bestimmte Nutzungszwecke verwendbar macht.
Als Grundlage wurde eine Literaturrecherche zur Membranfiltration in der Trinkwasseraufbereitung durchgeführt, welche ebenfalls die erforderlichen Vor- und Nachbehandlungsstufen enthält. Außerdem wurden die untersuchten physikalischen, chemischen, organischen und mikrobiellen Parameter dargestellt und Anforderungen an Trinkwasser bzw. trinkbares Wasser zusammengestellt.
Die Versuchsanlage basiert auf zwei Ultrafiltrationsmodulen, welche tagsüber mit Rückspülung und Relaxationspausen betrieben wurden und nachts ohne Rückspülung nur durch Gravitation. Die Vorbehandlung fand durch einen Feinfilter der Porenweite 90 µm statt. In der Nachbehandlung wurden die Dosierung von Chlor und der Einsatz verschiedener Aktivkohlefilter getestet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Anlage betreut und sowohl in ihrer stofflichen als auch ihrer hydraulischen Leistungsfähigkeit bewertet.
Im Permeat, welches tagsüber mit Rückspülung erzeugt wurde, waren keine E.coli, Ges. Coliforme und Intestinale Enterokokken nachweisbar. Im ohne Rückspülung erzeugtem Permeat wurde lediglich in einem Teil der Proben geringe Mengen Ges. Coliformer Bakterien nachgewiesen. Somit lässt sich die Membranfiltrationsanlage nach der WHO mindestens in die Kategorie „schützend für den direkten Konsum“ einstufen. Auffallend war, dass im Permeat, welches ohne Rückspülung erzeugt wurde, eine wesentlich höhere Kolonienzahl (PiA bei 22 °C) nachgewiesen werden konnte.
Der Tagesdurchfluss der Anlage liegt in Bezug auf die Membranfläche bei etwa der gleichen Leistungsfähigkeit wie die bisherigen rein gravimetrisch betriebenen Wasserrucksäcke (Paul). Der höhere Flux, der durch die Permeatpumpe erreicht wird, wurde in der bisherigen Betriebsweise durch die langen Relaxationspausen, die Rückspülung und die Luft in der Leitung, welche sowohl Sogeffekt als auch die Leistung der Permeatpumpe negativ beeinflusst, ausgeglichen.
Durch die Nachbehandlung mit Chlortabletten ist es schwierig, die für Trinkwasser richtige Chlorkonzentration einzustellen, da diese sowohl vom Durchfluss, der entsprechenden Öffnungsweite und Anordnung des Dosierschwimmers im Permeatbehälter beeinflusst wird. Da sich Ablagerungen bilden, welche die Öffnung des Dosierschwimmers verkleinern, ist ein langfristiger Einsatz nicht möglich. Beide Aktivkohlefilter hatten aufgrund der sehr geringen Kontaktzeiten keinen Einfluss auf den Gehalt an organischen Stoffen. Beim Granulataktivkohlefilter konnte nur eine sehr geringe Verminderung der Farbe gemessen werden, welche optisch nicht sichtbar war.

Förderzeitraum:
01.12.2016 - 31.10.2017

Institut:
Universität Kassel
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft

Betreuer:
Prof. Dr. Franz-Bernd Frechen

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: https://www.uni-kassel.de/fb14bau/institute/iwau/siedlungswasserwirtschaft/kontakt.html