ZENTRALE ENTHÄRTUNG IM WASSERWERK WEIHER Zweckverband Wasserversorgung Kraichbachgruppe Gemeinderatssitzung Forst, 07. April 2014 Dr.-Ing. M. Riegel, Dr.-Ing. S. Hesse

TRINKWASSERVERSORGUNG WW Weiher B 3 Stettfeld Weiher Zeutern Aktuell: 21.000 Einwohner 950.000 m³/a 130 L/(E.d) Ubstadt Forst Brunnen einzeichnen (Grundwasser), Behälter miteinzeichnen A 5

TRINKWASSERAUFBEREITUNG FILTRATION OZONUNG Belüftung Zugabe Ozon 3 Flachbrunnen 1 Tiefbrunnen Netz Mehrschichtfilter (d = 3 m) Wasser-schloss Speicherung (2 x 250 m³)

DAS TRINKWASSER IN FORST Einwandfreie Beschaffenheit gemäß TrinkwV  keine weitergehende Aufbereitung erforderlich Wasserhärte: 24 °dH (Härtebereich hart) – Ca2+, Mg2+ Relativ hoher Sulfatgehalt (160 mg/L) SO42– KS 4,3 (Hydrogencarbonat HCO3-): 5,2 mmol/L HCO3– Kalkabscheidetendenz (CaCO3) bei 90 °C: 100 mg/L (W 235-1: Enthärtung bei > 70 mg/L in Erwägung ziehen) Kuppenheim WW Förch: Rohw hat 120 mg/L CaCO3/ nach Enthärtung 30 mg/L CaCO3 (8,5 °dH) // Rauental mit Muggensturm (10 °dH) hat 35 mg/L CaCO3 bzgl Dc 90

Härte GRÜNDE FÜR EINE ZENTRAL ENTHÄRTUNG Aus der Sicht der Verbraucher Komfort (Reinigung, Kalkablagerungen) Chemikalienbedarf (z.B. Waschmittel bzw. Enthärter) Lebensdauer (Geräte) Energiebedarf (Warmwasser) Aus ökologischer Sicht Geringere Salz- und Metall-Emissionen Härte

WASCHMITTELBEDARF Bsp. wenig Waschgänge: Anzahl der Waschgänge: Wenig 42 / Person/a Durchschnittlich 81 / Person/a Viel 127 / Person/a Bsp. wenig Waschgänge: Hart (> 14 °dH): 18 €/a/Person Mittel: 14 €/a/Person Weich (< 8,4 °dH): 10 €/a/Person http://imageshack.us/photo/my-images/816/img00072.jpg/ Waschmitteleinsparung : > 50 t/a (weich) > 25 t/a (mittel) (21.000 Einwohner)

KOSTENEINSPARUNGEN HAUSHALT Härteverringerung von hart auf weich (8 °dH) mittel (9 – 10 °dH) Angaben in €/Person/a Wasch- und Reinigungsmittel 8,- 4,- Energieverbrauch 3,- Wartung (Warmwasser*) 16,- Gesamteinsparung 27,- 23,- Mindesteinsparung pro m³ (Wasserbedarf 50 m³/Person/a) 0,54 €/m³ 0,46 €/m³ * Verlängerung der Wartungsintervalle

KOSTENEINSPARUNGEN BEZÜGLICH DEZENTRALER ENTHÄRTUNG   Investition Ionenaustauscher 2.000 € Betrieb (Salz, Wartung, Strom, Wasser) 43 €/P/a 0,90 €/m³ Einsparungen bei Außerbetriebnahme

ENTHÄRTUNG AUS ÖKOLOGISCHER SICHT (1) Kraichbachgruppe: 21.000 Einwohner // 1.000.000 m³/a Härte 24 °dH → 8 °dH EINSPARUNGEN: Regeneriersalz: > 100 t/a Waschmittel: > 50 t/a Reiniger: 8 t/a Klarspüler Spülmaschine: 4 t/a

ENTHÄRTUNG AUS ÖKOLOGISCHER SICHT (2) Verringerung der Schwermetallgehalte im Klärschlamm Kläranlage Heppenheim

BEWERTUNG ZENTRALE ENTHÄRTUNG Komfortzugewinn für den Verbraucher Entlastung der Umwelt Preisanstieg des Trinkwassers (dem Ersparnisse im Haushalt gegenüber stehen)

ZIELWERTE ZENTRALE ENTHÄRTUNG Enthärtung mindestens so weit, dass es für den Verbraucher spürbar wird: KS 4,3 < 2,5 mmol/L (HCO3–) Calcitabscheidekapazität (90°C) < 30 mg/L Aus korrosionschemischen Gründen: Allgemein: KS 4,3 > 1,5 mmol/L (W 235-1) Gusseisen/niedriglegierte Stähle: KS 4,3 > 2 mmol/L (DIN EN 12502-5) Kosteneinsparung: Wasserhärte bevorzugt in den Bereich weich

VERFAHREN ZUR ZENTRALEN ENTHÄRTUNG Membranverfahren Niederdruck-Umkehrosmose (LPRO) Ionenaustauschverfahren – CARIX Fällungsverfahren Langsam-/Schnellentcarbonisierung Aufgrund der hohen Sulfatgehalte ungeeignet !

Weiches Wasser Hartes Wasser MEMBRANFILTRATION (LPRO) Konzentrat Rohwasser-Verschnitt Hartes Wasser Weiches Wasser Salze Membran „+ Druck“ (ca. 8 bar) „+ Antiscalant“ Konzentrat

BEISPIELE MEMBRANANLAGEN

WASSERBESCHAFFENHEIT MEMBRANFILTRATION Keine Enthärtung Enthärtung mit LPRO Anteil Verschnittwasser, % - 32 37 Härte, °dH 24 8 (weich) 9 (mittel) KS 4,3 (HCO3-), mmol/L 5,2 1,7 2,0 Calcitabscheidekapazität bei 90 °C, mg/LCaCO3 100 11 16 EMPFOHLEN

VERFAHRENSBEWERTUNG MEMBRANFILTRATION Automatisiert Angenehme Handhabung Kompakte Bauweise / geringer Platzbedarf Geringe Investitionskosten Hohe Betriebskosten (Energie / 8 bar Druckdifferenz) Teilentfernung von Spurenstoffen

KONZENTRATENTSORGUNG WW Forst Kriegbach Kraichbach Dutlacher Graben

KONZENTRATENTSORGUNG Empfehlung aus ökologischer Sicht: Einleitung in den Kraichbach Konservative Berechnungen zeigen: Ausreichende Verdünnung des salzhaltigen Konzentrats Geringe Veränderung der Wasserbeschaffenheit Keine Veränderung der Güteklasseeinteilung (LAWA) Vor Konz.-einleitung Nach Konz.-einleitung Parameter Q0,9 Güteklasse Sulfat mg/L 256 III (< 400 mg/L) 266 Chlorid 56 II (< 100 mg/L) 59 Nitrat-Stickstoff mg(N)/L 7,1 III (< 10 mg/L) Gesamt-Phosphor mg(P)/L 0,54 III (< 0,6 mg/L) 0,55

KOSTEN MEMBRANFILTRATION Gesamtkosten 400.000 €/a 0,44 €/m³ * Investition 2,85 Mio. €  Kapitaldienst 230.000 €/a Betriebskosten 170.000 €/a Verfahrenstechnik Gebäude Konzentratleitung Planung Energie Membranersatz Chemikalien Wartung Personal Instandhaltung * Bei einer verkauften TW-Menge von 900.000 m³/a

IONENAUSTAUSCHER VERFAHREN CARIX Rückhaltung von: Ca2+ Mg2+ SO42- HCO3- Mg2+ Hartes Wasser SO42- SO42- Eluat Regeneration CO2 Weiches Wasser

ANLAGENBEISPIELE CARIX

WASSERBESCHAFFENHEIT CARIX Keine Enthärtung Enthärtung mit CARIX Härte, °dH 24 8 KS 4,3 (HCO3-), mmol/L 5,2 2,5 Calcitabscheidekapazität bei 90 °C, mg/LCaCO3 100 Was raus

VERFAHRENSBEWERTUNG Automatisiert Lärmentwicklung Großer Raumbedarf Hohe Investitionskosten Geringe Betriebskosten

KOSTEN CARIX Gesamtkosten 545.000 €/a 0,60 €/m³ * Investition 5,16 Mio. €  Kapitaldienst 400.000 €/a Betriebskosten 145.000 €/a Verfahrenstechnik Gebäude Eluatleitung Planung Energie Chemikalien Wartung Personal Instandhaltung * Bei einer verkauften TW-Menge von 900.000 m³/a 25

VERFAHRENSVERGLEICH Trinkwasserbeschaffenheit: Kosten: Härte, °dH Ohne Enthärtung Membran CARIX Härte, °dH 24 hart 9 mittel 8 weich KS 4,3 (HCO3-), mmol/L 5,2 2,0 2,5 Kosten: Membran CARIX Gesamtkosten 400.000 €/a 545.000 €/a 0,44 €/m³ 0,60 €/m³

VERFAHRENSEMPFEHLUNG Membranfiltration geringere Kosten Wasserbeschaffenheit vergleichbar mit CARIX-Enthärtung, wesentlicher Unterschied: Einstufung des Härtebereichs (mittel – weich) Teilentfernung von Spurenstoffen Angenehme Handhabung

VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT