Ultrafiltration für kleine Trinkwasseraufbereitungsanlagen: Empfehlungen zu Planung und Betrieb
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| Published: |
München
Oldenbourg Industrieverl.
2012
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INHALT
1 VORWORT 1
2 VERANLASSUNG FUER DEN EINSATZ DER ULTRAFILTRATION IN BAYERN 3
2.1 HYDROGEOLOGISCHE SITUATION 4
2.2 HYDROGEOCHEMISCHE VERHAELTNISSE 5
2.3 MIKROBIOLOGISCHE UND HYGIENISCHE ASPEKTE 10
2.4 STRUKTUR DER WASSERVERSORGUNG BAYERNS 11
2.5 WIRTSCHAFTLICHE UND RECHTLICHE ASPEKTE IM BEREICH DER
TRINKWASSERAUFBEREITUNG 14
3 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DES EINSATZES VON ULTRAFILTRATIONSANLAGEN 17
4 TECHNISCHE GRUNDLAGEN 23
4.1 HERSTELLUNG UND AUFBAU DER UF-MEMBRANEN 24
4.2 CHARAKTERISIERUNG VON MEMBRANEN 30
4.2.1 PORENGROESSEN UND RUECKHALTUNG 30
4.2.2 BESTAENDIGKEIT GEGENUEBER CHEMIKALIEN, DRUCK UND TEMPERATUR 34 4.2.3
OBERFLAECHENBESCHAFFENHEIT 35
4.3 STOFFTRANSPORT DURCH MEMBRANEN 39
4.4 AUFBAU DER EINGESETZTEN MODULTYPEN 44
4.4.1 AQUASOURCE-MODULE 45
4.4.2 INGE DIZZER-MODULE 47
4.4.3 PALL MICROZA-MODUL 49
4.4.4 NORIT X-FLOW MODUL 51
4.4.5 ZEEWEED* 500 MODUL 53
4.4.6 ZEEWEED* 1000 MODUL 54
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IMAGE 2
VIII
4.4.7 ZEEWEED* 1500 MODUL 55
4.5 ANORDNUNG DER MODULE 56
5 BETRIEB VON ULTRAFILTRATIONSANLAGEN 61
5.1 BETRIEBSZUSTAENDE 61
5.1.1 UNTERSCHEIDUNG VON DEAD-END-UND CROSS-FLOW-MODUS 61
5.1.2 BETRIEBSZUSTAENDE VON MIT UEBERDRUCK BETRIEBENEN SYSTEMEN 63
5.1.2.1 FILTRATION 63
5.1.2.2 FORWARD FLUSH 65
5.1.2.3 CROSS-FLOW-FILTRATION 65
5.1.2.4 PURGE 66
5.1.2.5 SPUELUNG 67
5.1.3 BETRIEBSZUSTAENDE VON GETAUCHTEN SYSTEMEN 71
5.1.3.1 FILTRATION 71
5.1.3.2 CROSS-FLOW-FILTRATION 73
5.1.3.3 SPUELUNG 74
5.2 SPUELPROGRAMME 75
5.3 CHEMISCHE REINIGUNG 78
5.3.1 NOTWENDIGKEIT UND HAEUFIGKEIT CHEMISCHER REINIGUNGEN 78
5.3.2 DURCHFUEHRUNG CHEMISCHER REINIGUNGEN 79
5.3.3 DOKUMENTATION DES REINIGUNGSERFOLGES 84
5.4 ABWASSERANFALL UND -BESCHAFFENHEIT 85
5.5 ANPASSUNG DES BETRIEBS AN DIE ROHWASSERQUALITAET 89
5.6 UEBERWACHUNG DER FILTRATQUALITAET UND MEMBRANINTEGRITAET 92
5.6.1 WICHTIGE MESSVERFAHREN 92
5.6.1.1 RUECKHALTETESTS 93
5.6.1.2 TRUEBUNGSMESSUNG 96
5.6.1.3 PARTIKELZAEHLUNG 97
5.6.1.4 DRUCKHALTETEST 100
5.6.1.5 BLASENTEST 104
5.6.1.6 DIFFUSIVE AIRFLOW TEST 105
5.6.1.7 LASER INDUZIERTE BREAKDOWN SPEKTROSKOPIE 105
5.6.2 ERFORDERLICHE HAEUFIGKEIT DER UEBERWACHUNG DER MEMBRANINTEGRITAET 106
5.7 AUTOMATISIERUNG UND DATENERFASSUNG AN ULTRAFILTRATIONSANLAGEN 107
6 VERBLOCKUNG VON ULTRAFILTRATIONSMEMBRANEN 109
6.1 FOULING BEEINFLUSSENDE GROESSEN 111
6.2 MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DER FOULINGPROZESSE 114
IMAGE 3
IX
6.3 PROGNOSE VON FOULINGPHAENOMENEN 116
6.3.1 METHODIK DER FOULINGPROGNOSE 116
6.3.2 EINGESETZTE UNTERSUCHUNGSVERFAHREN 118
6.3.2.1 SILT DENSITY INDEX 118
6.3.2.2 MODIFIED FOULING INDEX MIT UF-MEMBRANEN 120
6.3.2.3 UNTERSUCHUNG DER NATUERLICHEN ORGANISCHEN STOFFE 124
6.3.3 STATISTISCHE AUSWERTUNG ZUR FOULING-PROGNOSE 128
6.3.4 IDENTIFIZIERTE EINFLUSSGROESSEN 129
6.4 ANWENDUNG DER FOULING-PROGNOSE BEI DER PLANUNG NEUER ANLAGEN 132
7 EMPFEHLUNGEN ZUR ANLAGENPLANUNG 135
7.1 EINFLUSS VON HYDROGEOLOGIE UND ROHWASSERBESCHAFFENHEIT 136
7.2 HYDRAULISCHE ASPEKTE 137
7.3 AUTOMATISIERUNG UND MSR-TECHNIK 139
7.4 BAULICHE ASPEKTE 140
7.5 KOMPONENTEN VON ULTRAFILTRATIONSANLAGEN 141
7.6 EINBINDUNG IN AUFBEREITUNGSKONZEPTE 144
7.7 GEWAEHRLEISTUNGSINHALTE 146
7.8 PILOTVERSUCHE 146
8 FALLBEISPIELE ZUR KOMBINATION DER ULTRAFILTRATION MIT ANDEREN
VERFAHREN 151
8.1 VORGESCHALTETE FLOCKENFILTRATION 151
8.1.1 FLOCKENFILTRATION ZUR ENTEISENUNG UND DOC-ENTFERNUNG 151
8.1.1.1 ROHWASSERBESCHAFFENHEIT UND AUFBEREITUNGSZIELE 151
8.1.1.2 AUFBEREITUNGSKONZEPT 152
8.1.1.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 153
8.1.1.4 VERSUCHSERGEBNISSE 154
8.1.1.5 UMSETZUNGSMOEGLICHKEITEN 158
8.1.2 KOMBINATION MIT FLOCKUNG ZUR ALUMINIUMENTFERNUNG 159
8.1.2.1 ROHWASSERBESCHAFFENHEIT UND AUFBEREITUNGSZIELE 159
8.1.2.2 AUFBEREITUNGSKONZEPT 159
8.1.2.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 162
8.1.2.4 VERSUCHSERGEBNISSE 164
8.1.2.5 UMSETZUNGSMOEGLICHKEITEN 167
8.2 INLINE-FLOCKUNG 168
8.3 DOSIERUNG VON PULVERAKTIVKOHLE 172
IMAGE 4
X
9 KOSTEN UND WIRTSCHAFTLICHKEIT 175
9.1 KOSTENSTRUKTUR UND EINFLUSSGROESSEN 175
9.2 INVESTITIONSKOSTEN 176
9.3 BETRIEBSKOSTEN 179
9.4 JAHRESKOSTEN 182
10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 185
1 1 LITERATUR 189
12 BILDVERZEICHNIS 201
13 TABELLENVERZEICHNIS 207
14 SYMBOLVERZEICHNIS 209
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