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Neuronale Netze als Grundlage für die Analyse und Optimierung von Flockungsprozessen in der Praxis der Trinkwasseraufbereitung. Online Ressource

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[Quelle: http://d-nb.info]

Neuronale Netze stellen eine innovative und bisher in der Trinkwasseraufbereitung selten eingesetzte Verfahrensweise dar, auf Basis von Prozessdaten Modelle zu trainieren und die Modelle selbst oder Erkenntnisse aus der Modellierung in der Praxis der Trinkwasseraufbereitung umzusetzen. Der Hauptvorteil dieser Methode liegt in der Fähigkeit der neuronalen Netze, auch ohne detaillierte Kenntnisse grundlegender Mechanismen stark nichtlineare Zusammenhänge abbilden zu können. Ziel der Arbeit war es, die Grundlagen für das Training der neuronalen Netze zu erarbeiten und das Vorgehen bei der Modellierung an dem Beispiel eines in einer konventionellen Trinkwasseraufbereitungsanlage integrierten Flockungsprozesses aufzuzeigen. Des Weiteren sollte die Online-Fähigkeit der Modelle auch unter Gesichtspunkten der Prozessoptimierung unter Beweis gestellt werden. Neben diesen eher betriebstechnischen Gesichtspunkten wurde der Einsatz neuronaler Netze als wissenschaftlich nutzbares statistisches Analysewerkzeug untersucht. So konnten auf Basis historischer Daten aus dem Wasserwerk Obermaubach, betrieben durch die Stadtwerke Düren, erfolgreich neuronale Netze trainiert werden, um die Trübung im Ablauf der Flockungsstufe über einen Zeithorizont von einer Stunde in die Zukunft vorherzusagen. Aufbauend auf den Vorhersagen aus der Trübungsmodellierung wurde eine Optimierungsstrategie zur Anpassung der Flockungsmitteldosierung auf Basis einer Kostenfunktion entwickelt und das Optimierungspotential auf etwa 10 % Kosteneinsparung abgeschätzt. Um die Anwendbarkeit des Systems in der Praxis zu testen, wurden die neuronalen Netze mit Daten aus dem Prozess in Echtzeit gespeist, so dass online Vorschläge für eine optimale Flockungsmitteldosierung ausgegeben wurden, die dementsprechend vom Betriebspersonal von Hand im Prozess eingestellt wurden. In ersten Versuchen wurde die Einsatzfähigkeit in der Praxis nachgewiesen, und es konnte gezeigt werden, dass durch die Umsetzung der Optimierungsvorschläge die zu erwartende Kosteneinsparung erreicht werden kann.

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Bücher, Broschüren

Ulrich Knapp
Die Zisterzienser und das Wasser
Kunstführer, Staatliche Schlösser und Gärten Baden-Württemberg
unter besonderer Berücksichtigung der Abteien Bebenhausen, Maulbronn und Salem
2020, 312 S., 2 SW-Abb., 262 Farbabb. 29.7 cm, Softcover
Imhof, Petersberg

 

 

Wasser war ein zentraler Standortfaktor für die Ansiedelung eines autark wirtschaftenden Klosters: Frisches Quellwasser wurde als Trinkwasser benötigt, Wasser aus Fließgewässern war als Energieträger und zur Reinigung des Klosters unerlässlich. Die natürlichen Gewässer lieferten Speisen wie Fische, Krebse oder Muscheln. Bei entsprechender Größe wurden sie zudem als Transportweg genutzt. Die Zisterzienser optimierten die in den großen Benediktinerklöstern des 10. und 11. Jahrhunderts entwickelten Techniken der wasserbaulichen Infrastruktur und führten diese zu hoher Perfektion. Im 12. bis 14. Jahrhundert erforderten die personenstarken Konvente entsprechend umfangreiche Komplexe mit Latrinen, Badstuben und Waschhäusern für die Mönche und für die Konversen sowie entsprechende Anlagen für die Infirmerie. Für die optimale Funktion der Latrinen und für den Betrieb der Klostermühlen war eine gesicherte Wasserzufuhr in ausreichender Menge unabdingbar. Für die meisten Klöster wurden hierfür umfangreiche Wasserspeicher angelegt. Auch die Umleitung von natürlichen Gewässern diente diesem Zweck. Die Zisterzienser legten besonders hohen Wert darauf, den Zugriff auf die Ressource Wasser vollumfänglich rechtlich abzusichern. Neben der Nutzung von Quellen galt dies vor allem für die Nutzung der Wasserkraft und die Fischereirechte. Ab dem späten Mittelalter wurden neben den Speicherseen gesonderte Fischweiher angelegt. Fallstudien sind den Klöstern Bebenhausen, Maulbronn und Salem gewidmet, die von den Staatlichen Schlössern und Gärten Baden-Württemberg betreut werden.

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Andreas Baur, Peter Fritsch, Winfried Hoch, Gerhard Merkl, Joachim Rautenberg, Matthias Weiß, Burkhard Wricke
Mutschmann/Stimmelmayr Taschenbuch der Wasserversorgung
Mit E-Book
17., Aufl.
2019, XLII, 978 S., 1 SW-Abb. 240 mm, Package, Bundle
Springer, Berlin

 

 

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Wolfgang Roeske
Trinkwasserdesinfektion
Grundlagen, Verfahren, Anlagen, Geräte, Mikrobiologie, Chlorung, Ozonung, UV-Bestrahlung, Membranfiltration, Qualitätssicherung
4., Aufl.
2019, 250 S., 246 x 173 mm, Hardcover
Vulkan Verlag

 

 

Neuauflage des ersten deutschsprachigen Fachbuches, das sich ausschließlich mit der Desinfektion von Trinkwasser beschäftigt. Das Buch befasst sich in kompetenter und umfassender Weise mit den Verfahren, Anlagen und Geräten, die für die Trinkwasserdesinfektion und -kontrolle eingesetzt werden. Mit der Erstellung des Buches wird nicht nur das Ziel verfolgt, den neuesten technischen und wissenschaftlichen Stand des Fachgebietes Trinkwasserdesinfektion aufzuzeigen, sondern es soll auch ein historischer Rückblick auf die Entwicklung der Verfahrenstechnik von den Anfängen bis zum heutigen Tag dargestellt werden. Besonderer Wert wurde zu fast allen Kapiteln auf die Definition und Festlegung der Fachbegriffe gelegt. Neben der Desinfektion mit chemischen Mitteln wie Chlor, Chlordioxid und Ozon werden auch die physikalischen Verfahren wie UV-Bestrahlung und Membranfiltration behandelt. Es wird der Stand der Technik auf der Basis deutscher Gesetze, Verordnungen, des DVGW-Regelwerkes und der DIN-EN-Normen, die für die Trinkwasseraufbereitung gelten, näher beschrieben. Eine Anzahl von Tabellen geben eine Übersicht und Beurteilung der Desinfektionsverfahren nach der Trinkwasserverordnung. Für die Kontrolle der Wassergüte wird auf den Einsatz von Betriebsmessgeräten eingegangen. Anhand von umfangreichem Bildmaterial lässt sich ein Eindruck vom neuesten Stand der Technik zur Trinkwasserdesinfektion gewinnen. Das Standardwerk ist auch in seiner 4. Auflage eine Informationsquelle für Wasserversorgungsunternehmen, Planungs- und Betriebsingenieure, Anlagenbauer der Wasseraufbereitung sowie Hygieneinspektoren und Amtsärzte.

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Hermann Blomeier, Guenter Wilhelm, Andreas Schwarting
Bodensee-Wasserversorgung, Sipplingen
Opus, Architektur in Einzeldarstellungen, Band 82
2018, 60 S., m. 70 Abb. 308 x 289 mm, Hardcover
Edition Axel Menges

 

 

Im Herbst 1958 wurde mit der Bodensee-Wasserversorgung ein Infrastrukturprojekt in Betrieb genommen, dessen größter Teil unterirdisch den Blicken entzogen ist. Dem Bodensee wurden in einer Tiefe von etwa 60 m bereits in der ersten Ausbaustufe 2160 Liter Wasser pro Sekunde entnommen, auf dem Sipplinger Berg aufbereitet und über hunderte Kilometer Leitungen durch die Schwäbische Alb bis in den Großraum Stuttgart geführt. An diesem Projekt ist aber nicht nur die technologische Herausforderung einer Kombination von Seewasseraufbereitung und Fernwasserleitung bemerkenswert, sondern vor allem auch die besondere gestalterische Qualität der sichtbaren Teile der Anlagen, entstanden in Zusammenarbeit von Ingenieuren, Architekten, Freiraumplanern und Künstlern. Hermann Blomeier, der sich nach seinem Architekturdiplom am Bauhaus Dessau bei Ludwig Mies van der Rohe 1932 in Konstanz niedergelassen hatte, wurde nach einem Wettbewerb mit der Realisierung des Seepumpwerks in Sipplingen beauftragt und schuf mit den sachlich und transparent gehaltenen Gebäuden einen ebenso zurückhaltenden wie selbstbewussten Kontrapunkt zur ausdrucksstarken Landschaft des Überlinger Sees. Die Aufbereitungsanlagen auf dem Sipplinger Berg, in einer Arbeitsgemeinschaft von Blomeier und dem Architekten und Hochschullehrer Günter Wilhelm errichtet, folgen vom "Quelltopf" über die Filterbecken bis zum Reinwasserbehälter präzise den funktionalen Erfordernissen und visualisieren gleichzeitig eindrucksvoll die technischen Vorgänge.

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Ulrich Borchers
Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) - Stand 2018
Beuth Recht
Erläuterungen - Änderungen - Rechtstexte
3., Aufl.
2018, 330 S., 210 mm, Softcover
Beuth

 

 

Die Novelle der Trinkwasserverordnung 2018 tritt zum 09. Januar 2018 in Kraft. Sie bringt eine Reihe von wichtigen Änderungen und Anpassungen des Gesetzestextes mit sich, mit denen die sich die für die praktische Umsetzung verantwortlichen Kreise vertraut machen müssen. Das vorliegende Werk enthält eine transparente und leicht zu erschließende Darstellung der neuesten Änderungen in Form einer Synopse. Zusätzlich sind die Begründungen von Gesetzgeber und Bundesrat enthalten.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
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Alexander Vogt, Marten F. Brunk, Christoph van Treeck
Entwicklung, Bewertung und simulatorische Untersuchung eines neuartigen Systems zur energieeffizienten Trinkwarmwassererzeugung durch dezentrale Wärmepumpensysteme und zentraler regenerativ bereitgestellter Wärme. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3032
2017, 110 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Aufgrund der fortschreitenden Anstrengungen zur Reduktion des Heizwärmebedarfs von Gebäuden steigt der Anteil der benötigten Energie für die Warmwasseraufbereitung, die unverändert bleibt, in den kommenden Jahren erheblich an. Die fortschreitende Wärmepumpentechnologie steigert die Effizienz des Warmwasserversorgungsbereichs erheblich. Das Forschungsprojekt untersuchte eine neuartige Lösung für ein energieeffizientes Trinkwarmwassersystem mittels dezentral angeordneten Wärmepumpen. Hierbei wurden verschiedene Systeme erstellt, rechnerisch bemessen, simuliert und ausgewertet. Dabei wurden zu jeder Zeit die allgemein anerkannten Regeln der Technik hinsichtlich der hygienischen Qualität des Trinkwarmwassers und der energetischen Vorteilhaftigkeit des Systems beachtet. Ziel war es, mittels regenerativer Energien, beispielsweise Geothermie oder Solarkollektoren, einen zentralen Heizwasserspeicher auf einem Temperaturniveau von ca. 30 Grad Celsius vorzuhalten.

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Franz-Bernd Frechen
Erprobung und Optimierung eines einfachen Membranfiltrationsgerätes zur Aufbereitung von trinkbarem Wasser aus Oberflächengewässern für kleine Personengruppen in Notsituationen ohne Fremdenergie (3. Phase) mit dem Ziel der Sereinreife. Abschlussbericht zu. m 31.01.2014
Wasser - Abwasser - Umwelt, Schriftenreihe des Fachgebietes Siedlungswasserwirtschaft, Universität Kassel, Band 38
2016, XLV, 301 S., 21 cm, Softcover
kassel university press

 

 

Ziel des Projektes war es, für den bereits realisierten Prototyp eines leistungsfähigen, energieautarken, leicht transportierbaren und einfach zu bedienenden Membranfiltrationsgerätes den Entwicklungsschritt von der Kleinserie zur Serienreife zu vollziehen. U.a. waren konstruktive Aspekte zu Gehäuseaufbau, Gehäusematerial, Gewicht, Transportvorrichtungen, Vorsieb, Entleerungsmöglichkeit, Membrandämmung, Membranschutz und die Untersuchung von Minimierungsmöglichkeiten einer möglichen Verkeimung der Reinwasserseite zu bearbeiten. Es wurde ein Langzeittestprogramm zur Untersuchung der hydraulischen Leistungsfähigkeit, des dauerhaften Rückhaltes von Bakterien und Viren, ein Testprogramm unterschiedlicher Betriebsweisen, (Teilfüllung/ Vollfüllung, kontinuierlicher Betrieb, Betrieb nur tagsüber, Filtrationspausen), notwendiger Reinigungs- und Wartungsintervalle, der Prozessstabilität in Bezug auf Aspekte wie Rohwasserqualität durchgeführt. Membran-Fouling und -Scaling, Lagerung, diskontinuierlicher Betrieb und längerer Nichtbetrieb, Trockenfallen der Membran und Fehlbetrieb standen ebenfalls im Focus. Unter realen Einsatzbedingungen wurden in Südamerika, Afrika und Südostasien an verschiedenen Standorten mit verschieden langer Einsatzdauer bei unterschiedlichen klimatischen, technischen, situativen, soziologischen und kulturellen Rahmenbedingungen Feldtests durchgeführt. Insgesamt zeigen die Ergebnisse das sehr hohe Leistungspotenzial des Wasserrucksacks PAUL, um notleidenden Bevölkerungsgruppen unter Berücksichtigung umweltrelevanter Aspekte wie "kein Energieeinsatz" und "keine zusätzliche Verwendung von Chemikalien" im Katastrophenfall weltweit einen Zugang zu trinkbarem Wasser zu ermöglichen. Weltweit sind bereits über 1000 Geräte im Einsatz.

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Rainer Weltring, Dieter Arlt
Wirtschaftlichkeit und Langzeitbewährung von Wasserleitungs- und Entwässerungsrohren aus Kunststoffen im Vergleich unter Einbeziehung technischer, ökologischer, hygienischer und toxikologischer Aspekte
Bau- und Wohnforschung
1999, 207 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die im Bericht vorgestellten Beispiele von Rohrleitungen aus verschiedenen Kunststoffen, die alle weit über 20, teilweise bis über 50 Jahre in Betrieb waren, zeigen, daß schon die polymeren Rohrwerkstoffe der "ersten Generation" ein beachtliches Zeitstandverhalten aufweisen. Bei den Polymerrohren ist im wesentlichen die Kombination von Biegeweichheit und Korrosionsfreiheit für das gute Langzeitverhalten verantwortlich. Der Vergleich von aktuellen Anforderungen mit dem derzeitigen Leistungsprofil der verschiedenen Rohrwerkstoffe zeigt, daß die Rohre aus polymeren Werkstoffen für den Einsatz in vielen Bereichen der Trink- und Abwassernetze am besten geeignet sind. Als Nachteile der Kunststoffrohre sind allgemein deren Brennbarkeit und die Temperaturabhängigkeit der Eigenschaften zu nennen. Diese Einschränkungen wirken sich jedoch in der Anwendungspraxis der Kunststoffrohre kaum nachteilig aus, da die Temperaturgrenzen bekannt sind und die einzelnen Polymerrohre nur in den Bereichen eingesetzt werden kann, für die sie geeignet sind. Lediglich die Forderung nach der Verwendung nicht brennbarer Rohre kann den generellen Verzicht auf Kunststoffrohre bewirken. Bezüglich der Wirtschaftlichkeit kann festgestellt werden, daß vor allem die für höhere Anforderungen konzipierten Rohre aus glasfaserverstärkten Kunststoffen, Polyethylen-HD und Polyethylen-X häufig teurer sind, als die alternativ einsetzbaren Produkte aus anderen Werkstoffen. Zumindest dann, wenn man den Anschaffungspreis von Rohren und Zubehörteilen in DM pro Meter Rohrmaterial betrachtet. Leichte Handhabbarkeit, Verbindungstechnik und Flexibilität der Kunststoffrohre bieten bei Einbau und Verlegung wirtschaftliche Vorteile.

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Michael Vorländer, Malte Kob
Schaffung eines Bezugs-IGN zur Abstimmung von Normprüfständen hinsichtlich des Geräuschverhaltens von Armaturen und Geräten der Wasserinstallation. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2671
1995, 50 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ausgangspunkt dieses Projektes waren die recht großen Abweichungen bei Vergleichsmessungen mit Installationsgeräuschnormalen (IGN) in verschiedenen Prüfstellen. Es sollte das unterschiedliche Geräuschverhalten verschiedener IGN aufgeklärt und beseitigt werden. Auch war zu prüfen, ob die Unterschiede durch Kalibrierungen von IGN berücksichtigt werden können. Es konnte gezeigt werden, daß die in den Vorversuchen aufgetretenen Abweichungen der IGN bei sorgfältiger Fertigung mit Einhaltung der Normmaße und bei Beachtung bestimmter Gebrauchsvorschriften nicht in Erscheinung treten. Die dann noch zu beobachtenden Abweichungen der IGN befinden sich in einem Größenbereich, in dem eine "zahlenmäßige" Kalibrierung nicht sinnvoll ist. Um sicherzustellen, daß IGN möglichst vergleichbar sind, sollten sie einer Geräuschmessung im Vergleich mit einer Gruppe von Primärnormalen unterzogen (d.h. kalibriert) werden. Die Entwicklung der Primärnormale war ein Hauptbestandteil dieses Forschungsprojektes. Für ein lückenloses System zur Kalibrierung von IGN wurden Gruppen von Primärnormalen entwickelt, die sich durch eine extreme Langzeitstabilität und durch eine hohe Übereinstimmung innerhalb der Gruppe auszeichnen.

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Fridtjof Bauer
Die unterirdischen Abflußverhältnisse im Dachsteingebiet und ihre Bedeutung für den Karst-Wasserschutz
Bauforschung, Band T 2315
1989, 84 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Dachstein ist eines der größten Karstmassive Österreichs. Zahlreiche Gemeinden in den Bundesländern Oberösterreich, Steiermark und Salzburg beziehen ihr Trinkwasser aus den Quellen rings um das Gebirge. Diese Trinkwasservorkommen sollen durch eine Schongebietsverordnung vor Beeinträchtigungen, die sich aus verschiedenen Nutzungen (Gletschergebiet, Skipisten, Schutzhütten, Truppenübungsplatz, Land- und Forstwirtschaft) ergeben können, geschützt werden. Um die Einzugsgebiete der Quellen und das unterirdische Abflußverhalten zu erkunden, wurden von der Abteilung Wasserhaushalt von Karstgebieten in den Jahren 1984-1986 insgesamt 19 Einspeisungen mit Fluoreszentracern durchgeführt und nach dem neuesten Stand der Meßtechnik ausgewertet. Dabei wurden die Ergebnisse der bereits im Zeitraum 1953-1960 durchgeführten pionierhaften Sporentriftversuche überprüft und ergänzt. Dem Vergleich der mit diesen beiden Untersuchungsmethoden erzielten Ergebnisse wird in diesem Bericht besonderes Augenmerk geschenkt. (-z-)

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Zeitschriftenartikel

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Graichen, Marie
Stille Wasser sind gefährlich. Trinkwasserhygiene
Der Facility Manager, 2020

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Neveling, Lars
Ins Trinkwassernetz gegangen. Gefährdungsanalyse
Der Facility Manager, 2020

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Schauer, Christian
Kaltes Trinkwasser häufig zu warm. Kritische Kaltwassererhygiene durch Klimawandel und Bautechnik (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2019

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Rößiger, Monika
Sauberes, gesundes Wasser. Entsalzungsanlagen
Bild der Wissenschaft, 2019

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Hemmersbach, Matthias
Trinkwasserhygiene im Stockwerk. Installationsarten unter der Lupe (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2019

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