Aufrufe
vor 3 Monaten

Verfahrenstechnik 10/2019

Verfahrenstechnik 10/2019

DESINFEKTION VON WASSER

DESINFEKTION VON WASSER UMWELTTECHNIK In Wasserwerken, Kläranlagen und der Industrie kommen verschiedene Desinfektionsmethoden zum Einsatz. Was sind ihre jeweiligen Stärken und Schwächen? Der Schutz vor Infektionen durch gefährliche Keime und Viren ist zu einer lebenswichtigen Aufgabe geworden, die in ihrer Bedeutung immer weiter zunimmt. Unsere Lebensmittel, zu denen auch unser Trinkwasser gehört, müssen durch Hygiene- und Desinfektionsmaßnahmen vor Bakterien, Viren und anderen schädlichen Organismen geschützt werden. Das Gleiche gilt für unsere Umwelt wie z. B. unsere Seen und Gewässer, in denen wir auch in Zukunft sorgenfrei baden möchten. Das Verteilungssystem des Trinkwassernetzes soll Wasser von hervorragender Qualität sicher bis zu den Verbrauchern bringen. Dazu wird dem Wasser am Ausgang des Wasserwerks nach der Wasseraufbereitung eine geringe Menge freien Chlors oder Chlordioxid zugesetzt, um eine Wiederverkeimung des bereits aufbereiteten Wassers im Rohrleitungssystem zu vermeiden. Die Desinfektion geschieht mit sehr niedriger Konzentration. In dem Verfahren Autoren: Dr. Christoph Wolter, Produktmanager Analysemesstechnik, Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG, Weil am Rhein; Peter Lindmüller, Industry Manager Water & Wastewater, Power, Endress+Hauser Conducta GmbH+Co. KG, Gerlingen müssen Grenzwerte der Trinkwasserverordnung mit strengen Minimal- und Maximalwerten überwacht werden. Für die Anwendung in diesem niedrigen Messbereich wird eine verlässliche Analysemesstechnik für die Desinfektionsparameter freies Chlor und Chlordioxid benötigt. Endress+Hauser hat für diesen kritischen Anwendungsbereich eine besonders zuverlässige und wartungsarme Messtechnik mit Memosens-Technologie entwickelt. In vielen Fällen ist eine Kombination mit einer pH-, Redox-, SAK- oder Trübungsmessung sinnvoll, um die Wirksamkeit der Desinfektion sicherzustellen und eine umfassendere Kontrolle des Trinkwassers zu ermöglichen. MEHRERE OPTIONEN Freies Chlor und Chlordioxid sind depotbildende Desinfektionsmittel. Sie behalten über den Transportweg hinweg ihre desinfizierende Funktion und eignen sich somit bestens für den Netzschutz. Ganz anders sieht es mit Ozon aus. Das aus drei Sauerstoffatomen bestehende Molekül ist hochreaktiv und oxidiert alles in seiner näheren Umgebung. Aber es bildet kein Depot. Damit eignet sich Ozon für die Desinfektion des Wassers zwar innerhalb des Aufbereitungsprozesses im Wasserwerk, nicht aber für den Netzschutz. Alle drei Desinfektionsmittel inaktivieren Bakterien, indem sie ihre Zellwände aufbrechen oder durchdringen und in der Zelle Stoffwechselvorgänge unterbinden. Nicht alle Desinfektionskomponenten reagieren in identischer Weise, sondern abhängig von den örtlichen Rahmenbedingungen. Die Wirksamkeit von Chlor beschränkt sich auf bestimmte Bakterien. Das Aufbrechen der Zellwände benötigt eine gewisse Zeit. Der S4 SUPPLEMENT 2/2019

01 Memosens Sonde Chlordioxid CCS50D unerwünschte Verbindungen. Früher versuchte man, bereits das Rohwasser mit recht großen Mengen an freiem Chlor zu desinfi zieren. Die Konsequenz war, dass sich aus den vielen organischen Stoffen im Wasser Trihalomethane (THM) bildeten. Ein bekanntes Trichlormethan, das die Gesundheit schädigen kann, ist das Chloroform. Einsatz von Chlordioxid ist weitreichender; es zerstört auch Viren und Einzeller. Chlordioxid dringt durch seine lipophilen Eigenschaften leicht in Biofilme ein und zerstört diese. Ozon oxidiert durch seine hohe Reaktivität nahezu alles. Es darf jedoch nicht als letzte Aufbereitungsstufe eingesetzt werden, da die Vielzahl an oxidierten Substanzen ein Substrat bilden, das sehr schnell zur Wiederverkeimung neigt. EINSATZ VON UV-STRAHLEN Wieder anders funktioniert die Desinfektion des Wassers durch UV-Bestrahlung. Die UV-Strahlen brechen zwar nicht die Bakterienzellwände auf, aber sie blockieren die Vermehrungsfähigkeit der Bakterien, indem sie ihre DNA zerstören. Dieses Verfahren funktioniert, solange genügend starkes UV-Licht in das Medium, das desinfiziert werden soll, eindringt. Ist das durch eine zunehmende Verschmutzung der UV-Lampen nicht mehr der Fall, kann auch keine sichere Desinfektion erfolgen. UV-Bestrahlung bildet kein Depot, sodass die Desinfektion nur an Ort und Stelle und nicht mehr danach funktioniert. Im Gegensatz zu Ozon und Chlordioxid, deren Wirkung maßgeblich auf ihren oxidativen Eigenschaften beruht, hat Chlor die starke Tendenz, Stoffe im Wasser zu chlorieren. Dadurch entstehen auch CHLORBASIERTE DESINFEKTIONSMITTEL Der Umgang mit freiem Chlor in der Wasseraufbereitung ist heute Standard. Dazu wird ein Tank mit Chlorbleichlauge (HOCl) aufgestellt und über eine Dosierpumpe dem Prozess zugeführt. Freies Chlor steht dabei als unterchlorige Säure in Wasser gelöst zur Verfügung. Unterchlorige Säure dissoziiert im Wasser in Abhängigkeit des pH-Wertes. Bei pH-Werten um 6 liegt es als HOCl mit stark desinfizierender Wirkung vor, bei pH-Werten oberhalb von 8,5 hauptsächlich als OCl – . In eher industriell geprägten Reinigungsanlagen ist die Konzentration des stark desinfizierenden HOCl von Interesse, in der Wasserwirtschaft die Konzentration des verfügbaren freien Chlors, also die Summe aus HOCl und OCl – . Letzteres führt in vielen Fällen zu einer pH-Wert-bezogenen Kompensation der dargestellten Chlorkonzentration. Wichtige Neuentwicklungen betreffen die Anwendung von Chlordioxid. Das Desinfektionsmittel musste bislang vor Ort MEMOSENS-TECHNOLOGIE ZUR MESSUNG VON CHLOR UND CHLORDIOXID n bis zu acht Sensoren können an dem Messumformer CM44x der Liquiline Plattform betrieben werden n vorkalibrierte Chlor- und Chlordioxidsensoren sind sofort ohne Kalibrierung vor Ort einsatzfähig n einfache Inbetriebnahme n Chlor- und Chlordioxid-Sensoren sind dank einer neu entwickelten Elektrolytkappe langzeitstabil und müssen in Standardanwendungen nur einmal jährlich nachkalibriert werden n Überprüfung und Kalibrierung der Sensoren offline im Labor möglich Tsurumi.indd 1 12.04.2016 12:17:45 SUPPLEMENT 2/2019 S5

Ausgabe