Einfluss von gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) auf die Aufbereitung von Talsperrenwässern

Seit ca. 20 Jahren steigt die Konzentration des gelösten organischen Kohlenstoffes (DOC) in Gewässern Nordeuropas und Nordamerikas. In Deutschland sind insbesondere Trinkwassertalsperren in den Mittelgebirgen betroffen. Ziel des vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig (UfZ) koordinierten BMBF-Verbundforschungsvorhabens „Belastung von Trinkwassertalsperren durch gelösten organischen Kohlenstoff: Prognose, Vorsorge, Handlungsempfehlungen (TALKO)“ war es, die Prozesse bei der Mobilisierung und beim Abbau des DOC in den Einzugsgebieten von Trinkwassertalsperren zu identifizieren und Empfehlungen für eine integrative Bewirtschaftung unter Einbeziehung des DOC zu erarbeiten. Im Rahmen des Vorhabens wurde durch das TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser das Teilprojekt „Einfluss des DOC auf die Aufbereitung von Talsperrenwässern“ bearbeitet. Ziel war es, methodische Grundlagen zu entwickeln, um die Leistungsgrenzen der Flockungs- und Flockenfiltration bei steigenden DOC-Konzentrationen zu ermitteln. Außerdem sollte aufgezeigt werden, welche Möglichkeiten die Ultrafiltration bei hohen DOC-Konzentrationen bietet.

Ein Anstieg der DOC-Konzentration im Rohwasser führt zu einer Beeinflussung der Trinkwasseraufbereitung. Dies betrifft sowohl erhöhte Anforderungen an die DOC Eliminierung als auch die Beeinflussung der Leistungsfähigkeit der in den Talsperrenwasserwerken vorhandenen Aufbereitungsstufen. Eine weitergehende DOC-Eliminierung kann erforderlich sein, um die Desinfektionsnebenproduktbildung zu begrenzen und den Grenzwert für die Färbung einzuhalten. Zu den Möglichkeiten und Grenzen der DOC-Eliminierung durch eine Flockung, dem in den Talsperrenwasserwerken hauptsächlich eingesetzten Verfahren, liegen umfangreiche Untersuchungsergebnisse vor. Die DOC-Eliminierung wird danach bei der Flockung wesentlich vom Flockungs-pH-Wert, der Flockungsmitteldosis und der Struktur der organischen Wasserinhaltsstoffe bestimmt. Ob und in welchem Umfang gegebenenfalls vorhandene Möglichkeiten einer weitergehenden DOC-Eliminierung durch eine Optimierung der Flockung im konkreten Fall genutzt werden können, hängt von der vorhandenen Aufbereitungsanlage ab. In Talsperrenwasserwerken wird die Flockung in den meisten Fällen als Flockungs- oder Flockenfiltration in Einschicht- oder Mehrschichtfilteranlagen durchgeführt.

Neben der DOC-Eliminierung besteht das Hauptziel der Flockungs- und Flockenfiltration darin, die erforderliche Partikeleliminierung zu sichern. Voraussetzung ist die Bildung abfiltrierbarer Flocken. Hierfür ist in Flockungs- und Flockenfiltrationsanlagen eine Mindestflockungsmittelzugabe erforderlich, unabhängig davon, ob eine DOC-Eliminierung angestrebt wird oder nicht. Die Mindestflockungsmittelzugabe wird maßgeblich von der Konzentration der im Wasser vorhandenen organischen Wasserinhaltsstoffe bestimmt. Je höher die Konzentration der organischen Wasserinhaltsstoffe, desto höher ist die für die Bildung abfiltrierbarer Flocken erforderliche Flockungsmittelzugabe und umso labiler sind die dabei gebildeten Flocken. In der Filterstufe führt dies zu einem schnelleren Gütedurchbruch.
Die damit verbundenen kürzeren Laufzeiten der Filter erfordern eine häufigere Spülung. Neben einem erhöhten Spülwasseranfall und damit verbundenen Auswirkungen auf die Spülwasser- und Schlammbehandlung kann dies zu Kapazitätseinschränkungen in der Aufbereitung führen.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 06/07 - 2016 (Juli 2016)
Seiten: 11
Preis: € 4,00
Autor: Dr.-Ing. Burkhard Wricke
Dipl.-Chem. Katrin Bornmann
Stephan Plume

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