Trinkwasserversorgung
Ingenieurgesellschaft Siebert&Partner mbH
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Einleitung Die Versorgung mit Trinkwasser ist in Deutschland auf einem hohen technischen Niveau und liefert den Bürgern ein hygienisch unbedenkliches, qualitativ hochwertiges Lebensmittel. Dies ist insbesondere ein Verdienst der deutschen Wasserversorgungsunternehmen, die tagtäglich ein einwandfreies Produkt in ihre Netze einspeisen. Vielerorts ist der Wasserversorgung aber in den letzten Jahren und Jahrzehnten weniger Beachtung geschenkt worden, andere Themen waren meist dringlicher. Der Sanierungs- und Instandsetzungsbedarf hat daher auch im Bereich der Wasserversorgung zugenommen. Aus vielen Erfahrungen der letzten Jahre hat auch der DVGW sein Regelwerk kontinuierlich fortgeführt und mit seinen definierten Anforderungen an Materialien und ausführende Unternehmen klare Qualitätsmaßstäbe gesetzt. Die Ingenieurgesellschaft Siebert&Partner begleitet Neubau-, Instandsetzungs-, und Sanierungsmaßnahmen von der Studie bis zur Realisierung. Wir unterstützen auch Sie gern bei Maßnahmen an Ihren Versorgungsanlagen. Sprechen Sie uns bei Bedarf gern an! Lübeck, im Sommer 2009 Dipl.-Ing. L.Wollborn
Trinkwasserversorgung
Bautechnische Erfordernisse Der Bau von Trinkwasserbehältern ist in unterschiedlichen Materialien möglich. Vorzugsweise werden massive Baustoffe wie Stahlbeton oder Edelstahl gewählt, da diese eine hygienische Unbedenklichkeit bei der Speicherung des Lebensmittel Wassers auf lange Dauer hinaus gewährleisten. Konstruktion und Ausführung von Behältern unterliegen speziellen, auf das Speichermedium Trinkwasser abgestimmten, Bedingungen. Eine Definition hierzu findet sich im Regelwerk des DVGW im Arbeitsblatt W 300 vom Juni 2005. Neben den allgemeinen, funktionellen und konstruktiven Anforderungen werden dort auch betriebstechnische Kriterien festgelegt.
Trinkwasserbehälter
Die Oberflächen von Stahlbetonkonstruktionen sind vorzugsweise geschlossen und weitgehend porenfrei herzustellen. Je glatter und homogener die Flächen sind, desto geringer ist das Risiko von Anhaftungen und möglichen Verkeimungen. Diese Bauweise benötigt zudem keine zusätzlichen Beschichtungen oder Versiegelungen, so dass eine höhere Dauerhaftigkeit gegeben ist. Trinkwasserversorgung
Konstruktionsarten Trinkwasserbehälter wurden in der Mehrzahl bisher als Stahlbetonkonstruktionen erstellt. Aufgrund des Schutzes der Oberflächen vor langfristigen Angriffen durch aggressive Wasserinhaltsstoffe und/oder zur Erzielung von möglichst porenfreien Flächen, die eine Besiedlung mit Keimen und Bakterien verhindert, wurden viele Behälter zusätzlich beschichtet oder ausgekleidet. Häufig anzutreffen sind Mörtelbeschichtungen, Chlor-Kautschuk-Anstriche oder Fliesen.
Behälterinstandsetzung Schadensursachen Schäden an den Oberflächen von Trinkwasserbehältern sind vielfacher Natur und kommen relativ häufig vor. Sie sind in der Mehrzahl in fehlerbehafteter Ausführung, falscher Materialwahl oder auch normalen Abnutzungsgraden begründet. Zu den vielfach auftretenden Schadensursachen gehören: -
Zu geringe Bewehrungsüberdeckungen, falsche Betonfestigkeiten Unberücksichtigte Dauereinwirkungen von Wasserinhaltsstoffen Fehler bei der Applikation und der Verarbeitung von Beschichtungsstoffen Wahl ungeeigneter Beschichtungsstoffe Zu hohe Porosität von Beschichtungsstoffen und/oder Beton Nutzungsdauer von Beschichtungssystemen überschritten (meist > 20-25 a) Trinkwasserversorgung
Leitlinien für Instandsetzungsmaterialien Durch die DVGW-Vorschriften W270 (Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen im Trinkwasserbereich) und W347 (Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe im Trinkwasserbereich) sowie die UBA-Leitlinie für Epoxidharzbeschichtungen im Kontakt mit Trinkwasser (frühere KTWEmpfehlungen) werden eindeutige Vorgaben an die Anforderungen von Werkstoffen gemacht. Eine Einhaltung ist die Basis für einen langjährigen hygienisch einwandfreien Betrieb von Trinkwasserbehältern.
Behälterinstandsetzung Bei Behälterüberprüfungen ist als erster Schritt eine visuelle Kontrolle und eine Abschätzung der Stärke und der zeitlichen Entwicklung von Schäden durchzuführen. Das mögliche Potenzial von hygienischen Verunreinigungen ist dabei abzuschätzen. Ist ein Schadensbild festgestellt, das eine Sanierung erforderlich erscheinen lässt, ist ein Untersuchungsprogramm festzulegen. Zerstörungsfreie Untersuchungen der Oberflächen können von zahlreichen qualifizierten Prüflaboren durchgeführt werden. Im Anschluß daran ist auf der Basis der Prüfergebnisse ein Instandsetzungskonzept zu erstellen. Hierin sind der Soll- und der Istzustand der Bauteile zu definieren und zu dokumentieren. Für die Sanierung sind Vorgaben für die einzelnen Schritte der Ausführung und der Materialien zu erstellen. Auf der Grundlage des Instandsetzungskonzeptes ist die Ausschreibung vorzubereiten und durchzuführen. Für die Durchführung sind leistungsfähige und fachlich qualifizierte Instandsetzungsfirmen anzufragen. Als Richtschnur dient hier eine Zertifizierung nach DVGW-Arbeitsblatt W 316 (Instandsetzung von Trinkwasserbehältern). Die Sanierung hat danach in enger Abstimmung mit dem Betreiber und unter Aufstellung eines Zeitenplanes zu erfolgen. Trinkwasserversorgung
Wasserförderung Die Grundwassergewinnung erfolgt über verfilterte Bohrbrunnen. Je nach Tiefe und Bodenarten werden Brunnen im Trockenoder Spülbohrverfahren hergestellt. In die Bohrung wird das Brunnenrohr eingebracht, dass im Bereich der Wasserentnahme mit Filtern ausgestattet ist. Ringräume zwischen Bohrung und Brunnenrohr werden mit entsprechenden mineralischen Stoffen (wasserführend Kies, abdichtend Ton/Bentonit) verfüllt. Zur Herstellung von Brunnen sind nach DVGW-Arbeitsblatt W 120 zertifizierte Unter-nehmen zu wählen
Wassergewinnung
Brunnenwartung und -regenerierung Im laufenden Betrieb sind die Brunnenanlagen in individuellen Intervallen zu warten und zu regenerieren. Zur Wartung zählen z.B.: -
Hydraulische Leistungsfähigkeit messen Filterwiderstand feststellen Überprüfung des Brunnens mittels Kamera Absenkverhalten prüfen Flowmetermessung des Zuflusses
Zur Regenerierung zählen z.B. - Bürsten des Brunnenrohres (mechanisch) - Reinigung mit basischen oder sauren Hilfsmitteln (chemisch) - Ultraschall-, Knallgasreinigung (dynamisch) - Kieswäschen, Hochdruckreinigungen, Entsanden Regenerierungen werden erforderlich, wenn die Leistungsfähigkeit des Brunnens aufgrund von Versandungen, Verockerungen, Verschleimungen, Versinterungen o.ä. nachlässt. Die Regeneration wird im DVGW-Arbeitsblatt W 130 beschrieben und ist von Firmen durchzuführen, die gem. o.g. Arbeitsblatt W 120 zertifiziert sind. Trinkwasserversorgung
Aufbereitungsarten In Norddeutschland wird zum überwiegenden Teil Grundwasser für die Trinkwasserversorgung genutzt. Durch die vorherrschende Geologie sind sauerstoffreduzierte, harte Wässer mit teilweise erhöhten Eisen- und Mangangehalten relativ häufig anzutreffen. In der Aufbereitungstechnik sind daher oft Enteisenungs- und Entmanganungsanlagen einzusetzen. Für die Gleichgewichtseinstellung sind zudem häufig Entsäuerungs- oder Enthärtungsstufen einzuschalten. In der Aufbereitungstechnik werden in der Mehrzahl Filterkessel als Schnellfilter eingesetzt. Zur Sauerstoffdosierung werden geschlossene Systeme über Lanzen, Oxidatoren oder andere Behälter gewählt.
Wasseraufbereitung Filterkessel In geschlossenen Filterkesseln können über verschiedene Materialien unterschiedlichste Aufbereitungen des Wassers vorgenommen werden. Mit Quarzkiesen wird filtriert (Metalloxidentfernung), mit dolomitischen und kalkhaltigen Materialien wird entsäuert, mit Harzen können Ionen getauscht (Entsalzung, Sulfidreduzierung) und mit Aktivkohle toxische Stoffe entfernt werden. Oftmals können diese Prozesse auch miteinander kombiniert werden. Die Systeme müssen nach entsprechender Laufzeit gespült, regeneriert oder aufgefüllt werden. Trinkwasserversorgung
Methan Durch den relativen Sauerstoffmangel (anaerobes Milieu) wird die Methanbildung im Grundwasser begünstigt. Methan bereitet häufig Probleme bei der Aufbereitung des Wassers, da das Wachstum methanzehrender Bakterien bei ausreichendem Nährstoffangebot groß ist, zudem ist für die Oxidation von Methan im Vergleich zu anderen Aufbereitungsschritten recht viel Sauerstoff notwendig. Methanproblematiken sind daher bei Planungen und Ertüchtigungen schon im Vorfeld zu berücksichtigen.
Wasseraufbereitung Steuerung der Gewinnung/Aufbereitung/Förderung Stand der Technik bei Wasserwerksanlagen ist ein vollautomatischer Betrieb aller Verfahrensabläufe vom Brunnen, über die Aufbereitung, die Speicherung bis zur Netzeinspeisung. Möglich machen dies eine zuverlässige Messtechnik und eine speicherprogrammierbare Steuerungsanlage (SPS). Prozesse wie das Spülen oder Regenieren von Anlagen können dabei ebenfalls automatisiert werden, bedingen aber der Aufsicht und Kontrolle des Betriebspersonals. Visualisierungs- und Archivierungssoftware erlaubt einen detaillierten, minutiösen Blick in alle Verfahrensabläufe, Messungen und Störungen. Über Fernwirktechniken bzw. das Internet ist es möglich, alle Prozesse und Verfahrensabläufe aus der Ferne zu kontrollieren und zu beeinflussen. Moderne Wasserwerke benötigen daher kein durchgehend anwesendes Betriebspersonal mehr. Die Tätigkeit kann sich somit auf wesentliche Prozessschritte und die gemäß der DVGW-Vorschriften durchzuführenden Kontrollund Wartungsarbeiten beschränken. Trinkwasserversorgung
Referenzen Wasserwerk Brokstedt Neubau eines Zweikammer-Reinwasserbehälters, 2 x 1.500 m³ einschl. Reinwasserförderpumpen, Absetzbecken und Betriebsgebäude
Wasserwerk Kleve Studie zum Wasserwerksneubau, Aufbereitung von eisen- und manganhaltigem Grundwasser einschl. Reinwasserförderpumpen
Wasserwerk Heinbockel (pers. Ref. L. Wollborn) Neubau eines Wasserwerkes mit Zweikammer-Reinwasserbehälter, 2 x 2.000 m³, Aufbereitung von eisen- und manganhaltigem Grundwasser
Wasserwerk Kampen/Wenningstedt (pers. Ref. L. Wollborn) Umbau und Erweiterung des Wasserwerkes mit Aufbereitung in einer Entsäuerungsstufe
Wasserwerk Wismar (pers. Ref. L. Wollborn) Umbau und Erweiterung des Wasserwerkes, Aufbereitung von eisenund manganhaltigem Grundwasser
Netze, Speicherung (pers. Ref. L. Wollborn) -
Planungen zu Wasserversorgungseinrichtungen und Wasserspeichern auf der Insel Sylt für die Gemeinden Hörnum und List für die EVS
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Planungen und Ausführungsüberwachung für Neuverlegungen von Trinkwasserleitungen im Zuge des Autobahnneubaus A26 für den TWV Stader Land
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Begutachtung von Trinkwasserbehältern und Instandsetzungsempfehlungen für diverse Betreiber
Trinkwasserversorgung