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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

Rohrleitungen - Transportmedium für Trinkwasser und Abwasser, m. CD-ROM
Schriftenreihe aus dem Institut für Rohrleitungsbau Oldenburg, Band 46
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Das Tagungsmotto des 33. Oldenburger Rohrleitungsforums 2019 "Rohrleitungen - Transportmedium für Trinkwasser und Abwasser" ist dem direkten Bezug auf die aktuelle Wetterentwicklung in Mitteleuropa und in Deutschland geschuldet. Wasser ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde, sauberes Wasser ist das Lebenselixier. Fehlendes Wasser ist oft Ursache für Krankheit und Mangelernährung, in der Folge für Migration und Flucht. Vor dem Hintergrund dieser die Menschheit betreffenden Fragen ist der Umgang mit Wasser auch in einem damit reichlich gesegneten Land kritisch zu sehen. Was ist mit der Verschmutzung von Grundwasser durch industrielle Aktivitäten oder durch Landwirtschaft? Wird Wasser in Teilen Deutschlands bald schon saisonal zur knappen Ressource? Eine immer aufwändigere Wasseraufbereitung (Wasserinhaltsstoffe) erfordert sorgsamen Umgang mit dem bereits geförderten und aufbereiteten Wasser (Leckagen, Verluste). Sind die Trinkwassernetze auf zukünftige Anforderungen eingestellt (Konsumänderung, Demografie)? Und was gilt unter diesen Aspekten für die Abwasserentsorgung, was ist hier zu tun? Das 33. Oldenburger Rohrleitungsforum widmet sich im Jahr 2019 daher intensiv diesem Thema. Darüber hinaus werden in weiteren Vortragsblöcken die aktuellen Entwicklungen z.B. im Bereich Rohrleitungsmaterialien, der Sanierung, des Neubaus, des grabenlosen Bauens, der Wasserver- und Abwasserentsorgung, der Gasversorgungs- und der Pipelinetechnik oder der Fernwärmeversorgung beleuchtet.

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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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Andreas Baur, Peter Fritsch, Winfried Hoch, Gerhard Merkl, Joachim Rautenberg, Matthias Weiß, Burkhard Wricke
Mutschmann/Stimmelmayr Taschenbuch der Wasserversorgung
Mit E-Book
17., Aufl.
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Springer, Berlin

 

 

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Jean-Daniel Blanc
Die Stadt und das Wasser
150 Jahre moderne Wasserversorgung in Zürich
2018, 144 S., m. zahlr. Abb. 261 x 220 mm, Softcover
Orell Füssli

 

 

Eines der saubersten Trinkwasser der Welt, 1200 Brunnen und 32 öffentliche Schwimmbäder: Zürich trägt nicht zufällig das Image einer Wasserstadt. Dahinter steckt die städtische Wasserversorgung, die seit 150 Jahren mit technischen Pionierleistungen das Wasser zu den Leuten bringt. Das Buch ist reich bebildert und mit zahlreichen historischen Fotos und Reproduktionen von Karten, Plänen und vielem mehr ausgestattet.

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Legionellen in Trinkwasser-Installationen
Gefährdungsanalyse und Sanierung
2., Aufl.
2018, 344 S., 170 x 240 mm, Hardcover
Beuth

 

 

Prävention, Erkennen und die Beseitigung von Legionellen-Kontaminationen gehört zu den obersten Prioritäten des Trinkwasserschutzes. Der Praxisband "Legionellen in Trinkwasser-Installationen" fasst die wichtigsten Fakten und Vorgaben aus den geltenden technischen Regelwerken thematisch zusammen und setzt sie zueinander in Bezug. Dabei werden alle Gesichtspunkte umfassend erläutert: mikrobiologischen Fakten - Vorgaben der Trinkwasserverordnung - Probenahme - Gefährdungsanalyse - Sanierungsmaßnahmen - Haftungsfragen. Durch den Gesamtüberblick über das große Fachgebiet der Trinkwasserhygiene können die Anforderungen der einschlägigen Regelwerke besser nachvollzogen und umgesetzt werden. Die zweite Auflage berücksichtigt die aktuellen Änderungen aus den relevanten Normen, Regeln und Rechtsvorschriften wie z. B. DIN-Normenreihe DIN 1988-100 ff. - TrinkwV - VDI/DVGW 6023 - VDI/BTGA/ZVSHK 6023-2:2018 Gefährdungsanalyse, DVGW W 551 - DVGW-Information Wasser Nr. 90: Informationen und Erläuterungen zu DVGW W 551).

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Forschungsberichte

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

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Bürschgens, Arnd
Druckprüfung von Trinkwasser-Installationen
Der Bausachverständige, 2019

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Müller, Nadja
Wasserverkeimung erfolgreich abgewendet. Trennung von Lösch- und Trinkwasser
HLH Lüftung/Klima, Heizung/Sanitär, Gebäudetechnik, 2019

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

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Bürschgens, Alexandra; Hunold, Hendrik
Probenahme auf Legionellen - die Krux mit dem Dienstleister. Wie man bei Probenahmen den Vorgaben der Trinkwasserverordnung gerecht werden kann
Der Bausachverständige, 2019

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