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Trinkwasseraufbereitung Ziel: l Übersicht über die Trinkwasseraufbereitung. l Aufgaben und Funktion der verschiedenen Verfahrensstufen verstehen. l Einblick.

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Präsentation zum Thema: "Trinkwasseraufbereitung Ziel: l Übersicht über die Trinkwasseraufbereitung. l Aufgaben und Funktion der verschiedenen Verfahrensstufen verstehen. l Einblick."—  Präsentation transkript:

1 Trinkwasseraufbereitung Ziel: l Übersicht über die Trinkwasseraufbereitung. l Aufgaben und Funktion der verschiedenen Verfahrensstufen verstehen. l Einblick in die Wasserqualität: -Chemische Grössen -Hygienische Parameter -Physikalische Grössen

2 Aufgabe der Aufbereitung Aufbereitung Rohwasser variabel Jahresgang Regen Trinkwasser Anforderungen gemäss LMV, LMB Wiederverkeimung Korrosion Verkrustung chemisch physikalisch hygienisch

3 Physikalische Parameter l TrübungFTU 90° l Suspendierte StoffeTSS l Temperatur°C l Geruch l Geschmack l Oberflächenspannungdyn cm -1

4 Chemische Parameter l Dissolved Organic CarbonDOC l Gelöster SauerstoffO 2 l WasserhärteCa 2+, Mg 2+ l Eisen, ManganFe 2+, Mn 2+ l KarbonathärteHCO 3 -, CO 3 = l NitratNO 3 - l AmmoniumNH 4 + l pH Wert-

5 Nitrat im Trinkwasser Nitrit + Amine Nitrosamine Magen Darm Denitrifikation Nitrat Nitrit Speichel: Nitrit Nitrit + Hämoglobin Methhämoglobin Nahrung Trinkwasser Nitrat

6 Rohwasserfassung Ozonierung Flockung Schnellfilter Kalkzugabe Ozonierung Aktivkohlefilter Langsamsandfilter Netzschutz Wasserspeicher Seewasser Trinkwasser Stosschlorung Wasseraufbereitungsverfahren der Wasserversorgung Zürich

7 Fester Seegrund Rohwasserpumpwerk Schwallentlastung Bodenschlamm Seekreide Ansaugkorb mit Fischgitter m tief 10 m über Grund Seewasserfassung Zur Aufbereitung

8 Ozon: O 3 Herstellung von Ozon 3 O 2 2 O 3 Elektrische Energie Einsatz von Ozon Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel, das organische Stoffe auf verschiedenen Wegen teilweise oxidieren oder mineralisieren kann. Ev. können die Produkte biologisch besser abgebaut werden. Ozon ist auch ein Desinfektionsmittel.

9 O2O2 O3O3 3 O 2 2 O {O} 2 O 3 Hochspannungs-Wechselfeld ( kV, Hz) Trockenluft oder Sauerstoff Herstellung von Ozon

10 Ozonerzeuger Abluft zur Restozon- Vernichtung Zulauf aus der Vorbehandlung Ablauf zur Nach- behandlung Ozonierungsreaktor: Kaskade

11 Rohwasser Rückspülung, Reinwasser Filtrat Mikrosieb m Rotation Schema einer Mikrosiebanlage

12 Flockung: Mitfällung Natürliche Partikel sind negativ geladen und stossen sich ab: Sie sind stabilisiert AlSOHO ()AlOH 3 () H SO + 4 = AlOH 3 () Fällung mit Aluminiumsulfat

13 Flockung mit Polyelektrolyten Polyelektrolyte sind organische Makromoleküle, die elektrisch geladen sein können Geflockte Partikel

14 Flockung: Zwei Prozesse 1. Neutralisierung der Abstossenden Kräfte: 2. Transport und Kontakt zwischen den Partikeln: Mischung und Turbulenz Chemisch - physikalische Prozesse

15 Chemikalien Zugabe Mischung Flockung Sedimentation Schlammabzug Beispiel einer Flockungsanlage

16 Schlammabzug Rohwasser Zulauf Klarwasser Ablauf Flockungsmitteldosierung Schlammbett Zulaufrinne Ablaufrinne Integrierte Flockungs- und Sedimentationsanlage

17 RückspülenFiltrieren Rohwasser Zulauf Filtratwasser Ablauf Spülluft- zuführung Spül- wasser Schwemmwasser Luftpolster Spülluft Schema einer Schnellfilteranlage

18 Filterlaufzeit t in Std. Energieverlust H in mWS m Filterkorn klein Filterkorn gross

19 Entwicklung des Filterbettes in den Schnellfiltern der Stadt Zürich Quarzsand mm H = 1m Quarzsand mm Bims mm Anthrazit mm Quarz mm Bims mm Einkornfilter v F = 5 m / h Zweischichtfilter v F = 10 m / h Dreischichtfilter v F = 10 m / h

20 Mehrschichtfiltration Quarzsand mm Anthrazit mm Bims mm S = 2.65 g cm -3 d S = 0.8 mm v S = 0.21 m s -1 Nach Stokes: (Laminare Sedimentation) S = 1.70 g cm -3 d S = 2.0 mm v S = 0.21 m s -1 S = 1.40 g cm -3 d S = 3.5 mm v S = 0.21 m s -1

21 Partikelelimination Partikelkonzentration in g m -3 Partikelgrösse in mm Flockung Sedimentation Filtration Siebe Rechen keine Aufbereitung VirenBakterienAlgen

22 Gitter- und Schichtstruktur des Kohlenstoffes im Graphit Kristalline Struktur der aktivierten Kohle mit grosser innerer Oberfläche Innere Oberfläche 10 Å Aktivkohle C C C C C C C C

23 Drainageboden Sandfilteraufbau mit zunehmender Korngrösse Sandfilter mit Körnung um 0.6 mm, H > 0.5 m Schmutzdecke Filtration Rohwasser Aufbau eines Langsamsandfilters

24 Wasseraufbereitung ¶ Hygiene: Desinfektion · Partikel, Trübung, Feststoffe ¸ Gelöste organische Stoffe ¹ Salze: Wasserhärte Ê und Ë gehören zusammen: Partikel schützen Keime Ì schützt vor Wiederverkeimung, Toxizität,... Í schützt vor Korrosion, erleichtert Waschprozesse

25 Ionenaustausch Ca 2+ 2 Na + Na + Ca 2+ 2 Na + Ca 2+ Austauscherharz: Körniger, organischer Stoff, der durch elektrostatische Kräfte Ionen binden kann. Körner mit ca. o.5 mm Durchmesser Mg Na + Na +

26 Chemische Enthärtung von Trinkwasser mit Ca(OH) 2

27 Osmose Salzhaltiges Wasser Entsalztes Wasser Salze Wasser Osmotischer Druck Semipermeable Membran

28 Umkehrosmose Hydrostatischer Druck Produkt- wasser Aufkonzentriertes, salzhaltiges Wasser Entsalztes Wasser Salze Wasser Roh- wasser Abwasser salzreich


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