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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Trinkwasserbereitstellung.

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Präsentation zum Thema: "Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Trinkwasserbereitstellung."—  Präsentation transkript:

1 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Trinkwasserbereitstellung durch Membranfiltration für kleine Menschenansammlungen in Katastrophenfällen Rotary International – Arbeitstagung Initiativgruppe Wasser Frankfurt, 27. Oktober 2007 Univ.-Prof. Dr.-Ing. Franz-Bernd Frechen, Kassel Obmann des DWA-Fachausschusses KA-7 Membranbelebungsanlagen Vice-Chair, IWA Specialist Group Membrane Technology Chair, CEN CEN/WS/34 Submerged Membrane Bioreactor (MBR) Technology

2 T_Rotary_ _P - 2 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Worum geht es bei der Membrantechnik? Oft besteht die Aufgabe, feinste Partikel aus Wässern zu entnehmen Dies kann vorteilhaft durch eine mechanische Barriere in Form einer Membran erfolgen Je kleiner die Löcher in der Membran, desto besser der Feststoff-Rückhalt, desto günstiger die Wasserqualität des Filtrats, aber desto höher auch der notwendige Betriebsdruck

3 T_Rotary_ _P - 3 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Membrantechnik – Basics size of particles/molecules [µm] pressure [bar] VirusesBacteria SaltCryptosporidia filtration micro- filtration ultra- filtration nano- filtration reverse osmosis Red blood cells MWCO approx daltons DIN filtration with 0.45 µm

4 T_Rotary_ _P - 4 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Membrantechnik – Basics Membran

5 T_Rotary_ _P - 5 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Getauchte Membran – PlattenmoduleKubota Huber Martin Systems Busse Kubota

6 T_Rotary_ _P - 6 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Getauchte Membran – Hohlfasermodule Getauchte Module - Hohlfaser Hohlfasermodul Zenon Hohlfasermodul Mitsubishi Rayon Hohlfasermodul Koch Hohlfasermodul USFilters

7 T_Rotary_ _P - 7 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Beispiel Trinkwasseraufbereitung Wasserwerk Roetgen/Aachen Porenweite: 20 Nano Membranfläche: m 2 Wassermenge: m 3 /d (Maximalleistung) Nr.1 in D Nr. 5 weltweit

8 T_Rotary_ _P - 8 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Trinkwasser in Katastrophenfällen Nach Naturkatastrophen steht häufig kein hygienisch unbedenkliches Trinkwasser zur Verfügung Dann ist der Einsatz mobiler Wasserwerke notwendig Anschwemmfilter Membraneinheiten Mikrofiltration (MF) Ultrafiltration (UF) Umkehrosmose reverse osmosis (RO) UV-Desinfektion Chlorung

9 T_Rotary_ _P - 9 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Mobiles Wasserwerk Mobile Trinkwasserwerke für Not- und Katastrophenfälle benötigen Energie/Diesel Chemikalien Geschultes Personal Beispiel: Vorfilter + UF + RO bis zu 4,5 m 3 /h

10 T_Rotary_ _P - 10 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Die Herausforderung Bei Katastrophen werden mobile Wasserwerke dort ein- gesetzt, wo viele betroffene Personen zu finden sind Aber Bewohner kleiner Dörfer (z.B. <1.000 E) müssen ihr Trinkwasser von den mobilen Wasserwerke holen Das geht nur, wenn diese nicht zu weit entfernt und noch erreichbar sind – das ist aber nicht immer der Fall daher ist zusätzliche Hilfe nötig! Am Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft der Universität Kassel haben wir daher mit Unterstützung der DBU einen Prototyp einer einfachen Membraneinheit entwickelt, die kleine Menschenansammlungen versorgen kann

11 T_Rotary_ _P - 11 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Notfallszenario– Lösungsansatz Keine elektrische Energie transportation overland not possible Kein Fachpersonal Keine Chemikalien Selbsthilfe Zeitdruck Nutzung der Gravimetrie Membranfiltration Selbsthilfe ist möglich Beschreibung über Piktogramme betriebsfertig gelagert Transportprobleme Absetzen aus der Luft & tragbar Notfallszenario und Lösungsansatz

12 T_Rotary_ _P - 12 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Notfallszenario– Lösungsansatz Keine elektrische Energie transportation overland not possible Kein Fachpersonal Keine Chemikalien Selbsthilfe Zeitdruck Transportprobleme Notfallszenario und Lösungsansatz

13 T_Rotary_ _P - 13 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Getestete Membrantypen

14 T_Rotary_ _P - 14 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Flux Tests

15 T_Rotary_ _P - 15 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Ergebnisse Kapillar- u. Flachmembranen getestet, Porenweite 100 nm Hygienische Parameter E.Coli, Coliforme, Fäkalstreptokokken 0 in 100 ml Hydraulische Leistungsfähigkeit keine chemische Reinigung nötig Flux: 3 Tage lang über 30 L/(m 2 *h) stabilisiert sich bei 10 L/(m 2 *h) für Wochen bei 11 m 2 Membranfläche und 24 h Dauerbetrieb und etwa 5 Liter pro Mensch und Tag: ausreichend für mind Menschen bis 3 Tage ausreichend für mind. 500 Menschen für Wochen

16 T_Rotary_ _P - 16 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Die Lösung – Prototyp Keine beweglichen Teile, keine Energie, keine Chemikali- en nötig, von jedem betreibbar

17 T_Rotary_ _P - 17 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Die Lösung – Prototyp Keine beweglichen Teile, keine Energie, keine Chemikali- en nötig, von jedem betreibbar

18 T_Rotary_ _P - 18 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Keine beweglichen Teile, keine Energie, keine Chemikali- en nötig, von jedem betreibbar – auch von Analphabeten Die Lösung – Prototyp

19 T_Rotary_ _P - 19 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Weiterentwicklung vom Prototyp zum einsatzfähigen Modul im Rahmen eines ca. 1½ -jährigen Forschungs- projektes, Kosten geschätzt ca incl. Her- stellung des Spritzwerkzeuges (ca ), mit dem dann mind Einheiten gespritzt werden können Danach kann die Produktion mit Hilfe des o.a. Werkzeuges gefertigt werden. Kosten ca. 700 /Stück; Annahme: das Spritzwerkzeug wurde im Rahmen des o.a. FuE-Projektes erstellt und kann weiter genutzt werden (Förderung von 50% durch die DBU?) Wie weiter? Welche Kosten?

20 T_Rotary_ _P - 20 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober 2007 Wie weiter? Welche Kosten?

21 T_Rotary_ _P - 21 Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. F.-B. Frechen Rotary International - Arbeitstagung Frankfurt, 27. Oktober Die Folien dieses Vortrages werden in Kürze auf zum Download bereitstehen


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