Verfahrenstechnik 5/2020

SICHERES TRINKWASSER

SICHERES TRINKWASSER DURCH ZUVERLÄSSIGE CHLORMESSUNG UMWELTTECHNIK Das Trinkwasser in Deutschland wird aus unterschiedlichen Quellen gewonnen, vom Tiefbrunnen bis zum Fluss oder Meer. Je nach Ursprung kann die Wasserzusammensetzung sehr verschieden sein: Jedes Rohwasser hat einen unterschiedlichen Gehalt an Mineralien, Salzen, Spurenstoffen, Nitrat usw. und muss deshalb individuell aufgearbeitet werden. Das Ziel ist, am Auslauf des Wasserwerks eine einheitliche, konstante Qualität des Trinkwassers zu erreichen – rund um die Uhr und unabhängig von der Rohwasserqualität. Betreiber von Wasserwerken und ihre Mitarbeiter müssen mit zunehmenden Herausforderungen umgehen. So verlangen Gesetzgeber immer mehr Qualitätsmessungen und Wasseranalysen und verschärfen bestehende Grenzwerte bspw. in der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EWRR) oder der deutschen Trinkwasserverordnung. Dabei spielt auch die Desinfektion, bspw. mit Ozon, eine wichtige Rolle, um einen einwandfreien Zustand des Wassers bei der Aufbereitung zu gewährleisten. Für den Transport zum Zielort wird häufig freies Chlor oder Chlordioxid eingesetzt, da diese Stoffe nachhaltig desinfizierend wirken. Dieses Depot sichert die desinfizierende Wirkung auf dem Weg vom Wasserwerk zum Wasserhahn des Anwenders, sodass kein gefährlicher Biofilm entstehen kann. 01 In der Bodenseewasserversorgung überwacht ein Sensor den Gehalt des freien Chlors am Anfang des Verteilernetzes Trinkwasseranlagen in Deutschland können je nach Einzugsgebiet sehr unterschiedlich sein – dementsprechend unterschiedlich sind auch die Leitungsnetze, was die Länge der Leitungen und die Standzeit des Wassers in der Abnahmestelle angeht. Unabhängig davon, ist in jedem Fall ein Netzschutz durch ein adäquates Desinfektionsmittel notwendig. Bei der Bodenseewasserversorgung bspw., die ca. 320 Städte und Gemeinden mit Wasser versorgt, 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 des Desinfektionsmittels auf die zu desinfizierende Wassermenge, nicht auf die gemessene Endkonzentration. Diese beträgt im Normalfall 0,22 mg/l freies Chlor. Um diesen Richtwert lückenlos zu überwachen, befinden sich am Anfang des Verteilernetzwerks zwei unabhängige Messstellen. Dort misst der Sensor für freies Chlor (Memosens CCS51D) den Chlorgehalt im Wasser. ZUVERLÄSSIG UND WARTUNGSARM Die beiden Wasserleitungen sind identisch geregelt, für maximale Sicherheit durch Redundanz. Es ist besonders wichtig, dass die Messtechnik präzise und stabil läuft, da jede Abweichung des zu regelnden Wertes einen Alarm auslöst, 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. Das Design der verwendeten Autorin: Dr. Dagmar Kaschuba, Produktmanagerin Desinfektion, Endress+Hauser Liquid Analysis, Gerlingen S4 SUPPLEMENT 1/2020

02 Auch nach fast einem Jahr zeigen sich keinerlei Ablagerungen oder Verschmutzung des Sensors Armatur und die Geometrie des Sensors sorgen dafür, dass der Sensor schon bei einer geringen Anströmung zuverlässig misst. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die einfache und schnelle Wartung der Messtechnik, da ansonsten keine kontinuierliche Messung möglich wäre. Gerade die kontinuierliche Online-Messung ist für eine gleichbleibende Qualität des Wassers entscheidend. Hier bewährt sich der Sensor Memosens CCS51D, da er dank seiner konvexen, schmutzabweisenden Membran nur circa einmal im Jahr einen Wechsel der Membrankappe und des Elektrolyts benötigt. Außerdem ermöglicht die Memosens-Technologie des Sensors einen schnellen Sensortausch vor Ort, da die Sensoren im Labor vorkalibriert und per Plug & Play angeschlossen werden können. Nicht zuletzt sorgt die Heartbeat-Technology dafür, dass die Messstelle kontinuierlich ihren eigenen Zustand überwacht und mit Diagnosemeldungen und Handlungsempfehlungen eine vorausschauende Wartung unterstützt. HÖCHSTE MESSGENAUIGKEIT Ein anderes Beispiel ist der Wasserverband Döbeln-Oschatz, der ca. 8 000 Einwohner in den Städten Waldheim und Hartha mit Wasser versorgt. Hier ist die Messstelle mit dem Chlorsensor Memosens CCS51D ebenfalls am Anfang des Verteilernetzwerks installiert. In dieser Anlage wird jedoch direkt auf den Messwert des Sensors geregelt. Je nach gemessener Konzentration von freiem Chlor wird KOMPLETTLÖSUNGEN FÜR DIE ÜBERWACHUNG Eine umfassende Überwachung der Trinkwasserqualität beinhaltet außer der Messung des Chlorgehalts auch die Messung weiterer Parameter, wie Trübung, pH und Leitfähigkeit. Diese Messtechnik wird üblicherweise im Bypass installiert, da die Sensoren präzise angeströmt werden müssen, nicht jedem Betriebsdruck standhalten und pH-Glassensoren direkt in der Trinkwasserleitung unerwünscht sind. Die Komplettlösungen von Endress+Hauser kombinieren alle relevanten Parameter und sorgen durch ihre spezielle Geometrie für eine optimale Anströmung aller Sensoren. Chlorbleichlauge dem Wasser zugegeben. Hier wird ein Wert von nur 0,14 mg/l angesteuert, der von dem Sensor aufgrund größter Auflösung im Spurenbereich und höchster Messgenauigkeit gut überwacht werden kann. Der Sensor reagiert mit einer einzigartig schnellen Ansprechzeit auch auf kleinste Änderungen der Chlorkonzentration im Wasser. So wird gewährleistet, dass die Regelung stabil funktioniert und dabei die geringstmögliche Menge an Desinfektionsmitteln dosiert und verbraucht wird. So leistet Memosens CCS51D, völlig unabhängig von der Größe des Wasserwerks, seinen Beitrag, dass 670 000 m³ Rohwasser pro Tag am Bodensee und 1 000 m³ in Hartha sicher und sauber ihr Ziel erreichen. Zwei beispielhafte Trinkwasserwerke, die auf die präzise und wartungsarme Messtechnik vertrauen. Fotos: Endress+Hauser www.de.endress.com/ccs51d EBS 410 CM und EBS 410 M Volumenstrom von 10 bis 41 m 3 /min, Druckdifferenz bis 1,1 bar Schraubengebläse mit SIGMA PROFIL Energiespar-Helden – kompromisslos effizient • Maximale Wirtschaftlichkeit bei minimalem Platzbedarf • Side-by-Side Aufstellung möglich • Zwei Baugrößen – bis 37 kW und bis 75 kW • Version SFC mit integriertem Frequenzumrichter und Synchron-Reluktanzmotor IES2 Efficiency • Version STC mit IE4 Super-Premium-Efficiency-Motor • Anschlussfertige Komplettanlage „Plug & Play” • SIGMA CONTROL 2 für mehr Zuverlässigkeit und Effizienz www.kaeser.com SUPPLEMENT 1/2020 S5