Trinkwassergewinnung und -versorgung sowie Abwasseraufbereitung unter besonderer Berücksichtigung des WAZV Arnstadt von – Bülow – Gymnasium Marius Reiche Felix Wiegand Philip Ackermann A16/2

„Haustus aquae mihi nectar erit „Haustus aquae mihi nectar erit.” Pubilus Ovidius Naso: Metamorphosen, 8 n. Chr. „Ein Schluck Wasser wird Nektar für mich sein“ Abb.1: Pubilus Ovidius Naso

Abb.2: Wasserglas

1 Vom Grabensystem zum ersten Wasserwerk- Die Historie der Arnstädter Wasserversorgung

Problem: schwankender Wasserpegel in Wilder Weiße Lösung: 1347 wird Zahme Weiße angelegt  steingemauertes, offenes Grabensystem  gespeist von der Schönbrunnquelle Problem des Systems: Verschmutzung durch Gerbindustrie Lösung: Rohrsystem aus Holzstämmen für Trinkwasser Abb.3: Verlauf der Wilden Weiße durch Arnstadts Altstadt

11.04.1899 Baubeschluss zentrale Wasserversorgung Hochdruckleitung Hochbehälter Alteburg Wasserwerk Schönbrunn Abb.4: Bau des Quellgewölbes Abb.5: Wasserwerk Schönbrunn 1901

1928 Bau des Wasserturms am Arnsberg Abb.6: Wasserturm Arnstadts am Arnsberg im Bau 1928

2 Arten der Wassergewinnung

2.1 Grundwasser Abb.7: Schema der Grundwassergewinnung

2.2 Oberflächenwasser Abb.8: Talsperre zur Gewinnung von Oberflächenwasser

2.3 Grundwasseranreicherung Abb.9: Schema der Grundwasseranreicherung

2.4 Uferfiltrat Abb.10: Schema der Wassergewinnung durch Uferfiltrate

3 Der Weg des Wassers durch das Wasserwerk Schönbrunn

3.1 Wassergewinnung Quellgewölbe mit 830 m³ Nutzinhalt gespeist von Schönbrunnquelle mit Zuläufen von Herrschafts- und Mämpelsquelle umschlossen mit Muschelkalk nur 43 % des Quellwassers werden genutzt Abb.11: Quellgewölbe im Wasserwerk Schönbrunn

3.2 Trinkwassergewinnung Quellwasser wird mit Flockungsmittel versetzt gebildete Schmutzflocken setzen sich in Filtern ab Abb.12: Rohwasserpumpen Abb.13: Flockungsfilter

verbleibende Keime werden durch UV- Bestrahlung abgetötet Abb.14: UV-Anlage zur Desinfektion mit UV-Licht

Wasser zur Speicherung in einem Reinwasserbehälter Aufgaben Speisen der Spülwasserpumpen Speisen der der Flockungsfilter Reinwasserpumpen zur Versorgung der Hochbehälter Abschließend Zugabe von Chlor (Desinfektion)

4 Der Ablauf der Abwasseraufbereitung im WAZV Arnstadt und Umgebung

4.1 Mechanische Reinigung Grobrechen und Feinrechen entfernen größere Bestandteile (z. B. Scheuerlappen, Wattestäbchen, Windeln, sonstige Hygieneartikel) Fett- und Sandfang entfernt aufschwimmende Fette und absetzbare mineralische Bestandteile (Glas, Sand, Kies) Abb.15: Feinrechen Abb.16: Fett- und Sandfang

4.2 Biologische Reinigung Vorklärbecken: Fließgeschwindigkeit wird verringert  Absetzen von leicht organischen Stoffen Anaerobbecken: Belebtschlamm wird eingeführt und vermischt  dient zur biologischen Phosphoreliminierung Belebungsbecken: Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch wird mit Unterbrechungen belüftet Nachklärbecken: Trennung von Belebtschlamm und Abwasser

4.3 Chemische Reinigung Chemische Entfernung von Phosphaten: mit Eisen-(III)-chlorid

4.4 4. Reinigungsstufe (zukünftig) Entfernung von Spurenstoffen und Medikamentenrückständen mittels Aktivkohlefilter sehr nachhaltig

5 Vorstellung der Ergebnisse der Umfrage und des Flyers

Abb.17: Balkendiagramm zur Darstellung der Umfrageergebnisse

Abb.18: Der von uns erstellte Flyer

6 Arnstadts Problem(?) mit der Wasserhärte

Definition Wasserhärte und Ausgangssituation Die Wasserhärte wird durch die Menge der im Wasser gelösten Mineralstoffe Calcium und Magnesium ermittelt. je nach Herkunft unterschiedlich

Abb.19: Darstellung der des Verlaufs der Wasserhärte in Arnstadt

Abb.20: Übersicht Versorgungsgebiet des Wasserwerks Schönbrunn

7 Möglichkeiten der Wasserenthärtung am Wasserwerk Schönbrunn

7.1 Mischwasser Abb.21: Karte Arnstadts mit eingezeichneten Übergabestellen für das Fernwasser

Abb.22: Schema der Variante mit Fernwasser vom Eulenberg und Mischung am Eulenberg

7.2 Wasserenthärtung im Wasserwerk Schönbrunn Schnellentcarbonisierung Membranverfahren Ionenaustauschverfahren Natronlauge Kalkmilch LPRO CARIX

Ionenaustauschverfahren CARIX Abb.23: Schema des CARIX-Verfahrens

7.3 Vollversorgung mit Fernwasser Wasserwerk Schönbrunn wird vollständig außer Betrieb genommen Abb.24: Schema der Vollversorgung mit Fernwasser

Arnstadts Problem(?) mit der Wasserhärte Eine Wohlstandsdiskussion?

8 Unser Fazit

Unser Fazit Sauberes Trinkwasser und eine ordnungsgemäße Abwasserbehandlung ist für viele eine Selbstverständlichkeit. Fast niemand ist sich dem damit verbundenen Aufwand bewusst. Wir haben aufgezeigt, welches technische Wissen für die Bereitstellung von sauberem Trinkwasser und eine ordnungsgemäße Abwasseraufbereitung nötig ist. Durch die von uns durchgeführte Umfrage konnten wir eine Wissenslücke in der Bevölkerung im Bezug auf dieses Thema aufdecken. Mit Hilfe des von uns erstellten Flyers konnten wir die Bevölkerung aufklären und sensibilisieren.

Literatur- und Quellenverzeichnis Elbracht, Dieter: Beiträge zur Geschichte der Stadt Arnstadt 704 bis 2004.Universität Duisburg-Essen Fak 5, 2004, S.84-85 Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.6-11,17-19 WAZV Arnstadt und Umgebung: Modernisierung des Wasserwerks Arnstadt Schönbrunn. Arnstadt, 2004, S.2-5 WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.1-22 WAZV Arnstadt und Umgebung: Thema Trinkwasserhärte Wasserhärte des städtischen Einzugsgebietes des Wasserwerks Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2014, S.1-3 WAZV Arnstadt und Umgebung: Verbandskläranlage des Wasser/Abwasserzweckverbandes Arnstadt und Umgebung. Arnstadt, 1994, S.1-4 Wasser-Wissen der Film. R: Jürgen Lowis. Deutschland. komplett mit Bonusmaterial

Internetquellen http://www.berkefeld.com/de/lieferprogramm/39491.htm (02.02.2016) http://www.dvgw.de/fileadmin/dvgw/wasser/aufbereitung/Zentrale_Enthaertung_2006.pdf (02.02.2016) http://eadips.org/cms/upload/publikationen/fgr22-s36.pdf (30.01.2016) http://www.forumtraiani.de/ovid-zitate/ (28.01.2016) http://geo.viaregia.org/testbed/index.pl?rm=obj&objid=790# (30.01.2016) http://www.kuntze.com/fileadmin/downloads/pdf/global/Veroeffentlichungen/wwt0409Schnellentcarbonisierung_von_trinwkasser.pdf (01.02.2016) http://www.trinkwasserspezi.de/html/membranverfahren.html (01.02.2016) http://wasserversorgung.weingarten-baden.de/carix_wasseraufbereitung.html (03.02.2016) http://www.wasser-wissen.de/abwasserlexikon/m/membranverfahren.htm (01.02.2016) http://www.wasser-wissen.de/abwasserlexikon/u/umkehrosmose.htm (01.02.2016) http://www.wvg-muehlbach.de/unternehmen/anlagen.html (01.02.2016)

Bildquellenverzeichnis Abb.1: http://gutenberg.spiegel.de/gutenb/autoren/bilder/ovid.jpgcc (28.01.2016) Abb.2: http://footage.framepool.com/shotimg/qf/638154042-ruhiges-wasser-ausschuetten-verschuetten-vergiessen-reinheit.jpg (28.01.2016) Abb.3: Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.7 Abb.4: Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.9 Abb.5: Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.10 Abb.6: Collage des WAZV Arnstadt und Umgebung.Arnstatd,2015 Abb.7: http://www.br.de/themen/wissen/inhalt/umwelt/trinkwassergewinnung114~_vimg__16__9__l_1dc0e8f74459dd04c91a0d45af4972b9069f1135.jpg? version=5e2f2 (27.01.2016) Abb.8: http://danny-heinz.net/carlsfeld/bilder/talsperre-weiterswiese.jpg (27.01.2016) Abb.9: http://www.aktuellewochenschau.de/fileadmin/_processed_/csm_Abb1_Kuenstliche_Grundwasseranreicherung_a2c6f2813d.jpg (27.01.2016) Abb.10: http://www.rainer-olzem.de/fileadmin/_processed_/csm_CON_7574018_7154_M.jpg.11095437_2165cab05f.jpg (27.012016) Abb.11: http://m.thueringer-allgemeine.de/web/mobil/suche/detail/-/specific/Hinter-verschlossenen-Tueren-1-Arnstadts-sprudelnde-Quellen-2042377658 (29.01.2016) Abb.12: http://www.wazv-arnstadt.org/index.php/ueber-uns/gallerie/category/8-wasserwerk-schoenbrunn-arnstadt (27.01.2016) Abb.13: http://www.wazv-arnstadt.org/index.php/ueber-uns/gallerie/category/8-wasserwerk-schoenbrunn-arnstadt (27.01.2016) Abb.14: Eigene Darstellung von der Betriebsführung am 09.04.2015 Abb.15: Eigene Darstellung von der Betriebsführung am 09.04.2015 Abb.16: Eigene Darstellung von der Betriebsführung am 09.04.2015 Abb.17: Eigene Grafik erstellt am 05.02.2016 Abb.18: http://www.adpic.de/data/picture/detail/blauer_Wassertropfen_256361.jpg (05.02.2016) i.V.m. eigenen Inhalten Abb.19: WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.4 Abb.20: WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.2 Abb.21: WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.7 Abb.22: Eigene Grafik erstellt am 01.02.2016 Abb.23: http://www.salz.ch/wp-content/uploads/2014/01/Wasserenthaerter_gross_d.png (01.02.2016) Abb.24: Eigene Grafik erstellt am 01.02.2016