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Forschungsbericht: Trinkwasseraufbereitung mit Ultraschall. Projekt-Abschnitt 1. Schlußbericht

Trinkwasseraufbereitung mit Ultraschall. Projekt-Abschnitt 1. Schlußbericht
Heinz Frischherz, J. Ernst, W. Stuckart, E. Benes, F. Hager
Univ. für Bodenkultur Wien, Institut für Wasservorsorge, Gewässergüte und Fischereiwirtschaft
1989, 172 S.
Fraunhofer IRB Verlag

Inhaltsverzeichnis [PDF]

Inhalt

Die ultraschallinduzierte Koagulation ist ein völlig neuartiges Verfahren zur Wasseraufbereitung und stellt einen auf rein physikalischen Methoden beruhenden Prozeß zur Entfernung von mikroskopischen Wasserinhaltsstoffen in Suspensionen dar - ganz im Gegensatz zu der bisher meist verwendeten Methode, bei der die Zugabe von Chemikalien (sogenannten Flockungsmitteln) eine Ausfällung der Verunreinigungen bewirkt. Bei der ultraschallinduzierten Koagulation wird die Suspension einer stehenden Ultraschallwelle ausgesetzt. Durch die stehende Ultraschallwelle werden stark gerichtete Kräfte auf die dispergierten Teilchen ausgeübt. Diese Kräfte zwingen die Schwebeteilchen, sich einander zu nähern um schließlich in Berührung zu geraten. Der große Vorteil dieses Verfahrens liegt in seinem umweltschutzrelevanten Charakter, der darin begründet ist, daß man nun auf den Zusatz dieser Flockungsmittel - das sind Eisen- und Aluminiumsalze - weitgehend verzichten oder ihn zumindest verringern kann, und durch diese Einsparung eines Teiles oder sogar jeglicher chemischer Zusatzstoffe die Wasserqualität naturgemäß stark verbessert wird. Es wurde der Versuch unternommen, die akustische Koagulation auf eine fundierte theoretische Basis zu stellen und diese theoretischen Ergebnisse anhand von Experimenten zu überprüfen. Weiter wurden eine Reihe von systematischen Untersuchungen an verschiedenen praxisorientierten Suspensionen durchgeführt, die Ergebnisse dokumentiert und interpretiert. (-y-)

Verfügbare Formate

Publikationslisten zum Thema:
Trinkwasseraufbereitung, Ultraschall, Verfahrenstechnik, Wasseraufbereitung, Umweltverträglichkeit, Versuchsanlage, Flockung, Koagulation,

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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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Forschungsberichte

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Entwicklung, Bewertung und simulatorische Untersuchung eines neuartigen Systems zur energieeffizienten Trinkwarmwassererzeugung durch dezentrale Wärmepumpensysteme und zentraler regenerativ bereitgestellter Wärme. Abschlussbericht

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
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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.

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

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.

Wirtschaftlichkeit und Langzeitbewährung von Wasserleitungs- und Entwässerungsrohren aus Kunststoffen im Vergleich unter Einbeziehung technischer, ökologischer, hygienischer und toxikologischer Aspekte

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.

Schaffung eines Bezugs-IGN zur Abstimmung von Normprüfständen hinsichtlich des Geräuschverhaltens von Armaturen und Geräten der Wasserinstallation. Abschlußbericht

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.

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

Kirchhoff, Timo; Mathys, Werner; Rickmann, Bernd; Bäcker, Carsten
Wenn thermische Trennung nicht mehr ausreicht. Dauerhaft sichere Begrenzung der Kaltwassertemperatur (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2019

Knüsel, Paul
Ein Wasserschloss mit "Trockenregionen". Ressourcenmanagement
Tec 21, 2019

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

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

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