Ein Leitfaden zum Verständnis der Wasseraufbereitung

Warum ist Wasseraufbereitung wichtig?

Sauberes Wasser ist ein Grundbedürfnis des Menschen. Mit der wachsenden Bevölkerung steigt auch der Bedarf an Wasser. Da Wasser eine endliche Ressource ist, muss das benutzte Wasser aufbereitet werden, um den Endverbrauchern kontinuierlich zur Verfügung zu stehen. Hier kommt die Bedeutung von Wasseraufbereitungssystemen ins Spiel.

Die Wasseraufbereitung hilft, Verunreinigungen und gefährliche Stoffe aus dem Wasser zu entfernen, so dass es sauber und sicher zum Trinken und für andere Zwecke verwendet werden kann. Leider nutzen fast 2 Milliarden Menschen auf der Welt entweder unbehandeltes Trinkwasser oder beziehen Wasser aus unsicheren oder verunreinigten Quellen. Systeme zur Verbesserung der Wasserqualität tragen dazu bei, in solchen Situationen einzugreifen und durch unsicheres Wasser verursachte Zwischenfälle wie durch Wasser übertragene Krankheiten und Todesfälle zu verhindern.

Andererseits trägt die Wasseraufbereitung auch dazu bei, dass das Wasser wieder in den Kreislauf der Natur zurückgeführt wird. Eine der Endanwendungen dieses Prozesses ist die sichere Rückführung von Wasser in Umweltquellen wie Flüsse, Seen und Meere. Natürlich müssen die Wasseraufbereitungsanlagen vorher sicherstellen, dass das Wasser frei von Schadstoffen ist, um Verunreinigungen und andere umweltschädliche Probleme wie Wasserverschmutzung zu vermeiden.

Die United States Environmental Protection Agency (EPA) legt Richtlinien für Organisationen zum Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit fest. Einer der Verstöße, bei denen ein EPA-Bericht hilft, die Einhaltung der Umweltsicherheit durch eine Organisation zu kontrollieren, ist die illegale Einleitung von Schadstoffen, die in Gewässer gelangen könnten. Ein Beispiel hierfür ist die direkte Einleitung von unbehandeltem und verunreinigtem Abwasser in die Kanalisation, was einen Verstoß gegen den Clean Water Act darstellt.

Prozess

In den meisten Fällen dienen Wasseraufbereitungsanlagen für die Sammlung, Aufbereitung und Verteilung von Wasser für private, gewerbliche oder industrielle Zwecke. Weltweit können diese Anlagen in ihren Wasseraufbereitungssystemen leicht unterschiedliche Verfahren anwenden. Ihre Methoden beruhen jedoch alle auf ähnlichen Stufen, je nachdem, welchen Zweck sie erfüllen sollen.

Was sind die fünf Schritte der Wasseraufbereitung?

Nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) besteht der gesamte Wasseraufbereitungsprozess, insbesondere bei öffentlichen Wasserversorgungssystemen, aus fünf Hauptschritten:

Wasseraufbereitungsprozess | Quelle: Centers for Disease Control and Prevention (CDC)

1. Koagulation

Der erste Schritt der Wasseraufbereitung ist die Koagulation. Dabei werden dem Wasser Chemikalien mit einer positiven Ladung zugesetzt, die die negative Ladung von Schmutz und anderen gelösten Stoffen neutralisieren sollen. Zu diesen Chemikalien gehören Eisen und bestimmte Arten von Salz.

2. Flockung

In diesem Schritt wird das Wasser sanft durchmischt, sodass größere, schwerere Partikel, die sogenannten Flocken, entstehen. In den meisten Fällen werden dem Wasser zusätzliche Chemikalien zugesetzt, damit sich die Flocken leicht bilden können.

3. Sedimentation

Sobald sich Flocken gebildet haben, setzen sie sich auf dem Grund des Wassers ab, da sie schwerer sind. Dies wird in der Wasseraufbereitung als Sedimentation bezeichnet. Es handelt sich dabei um eines der Verfahren, mit denen Wasseraufbereitungsanlagen die Feststoffe, wie z. B. Flocken, aus dem Wasser abtrennen, bevor zum nächsten Schritt übergegangen wird.

4. Filtration

Das Wasser durchläuft wiederum einen weiteren Prozess der Feststoffabtrennung durch Filtration. Das oben abgeschiedene, klare Wasser durchläuft nun Filter mit unterschiedlichen Porengrößen, die aus verschiedenen Materialien wie Sand und Kies bestehen. Letztlich sollen diese Filter dazu beitragen, gelöste Partikel und unerwünschte Stoffe aus dem Wasser zu entfernen.

5. Desinfektion

In diesem Schritt der Wasserdesinfektion müssen alle verbliebenen Parasiten, Bakterien und Viren beseitigt werden. Dazu können dem Wasser ein oder mehrere chemische Desinfektionsmittel wie Chlor oder Chlordioxid zugesetzt werden. Warum machen Wasseraufbereitungsanlagen das? Sie sorgen dafür, dass das Wasser auf dem Weg von der Wasseraufbereitungsanlage zu den Haushalten und Unternehmen sicher ist, da chemische Desinfektionsmittel dazu beitragen, die verbleibenden unerwünschten Mikroorganismen zu beseitigen, bevor das Wasser den vorgesehenen Endverbraucher erreicht.

Verschiedene Arten und Verwendungszwecke

Im Allgemeinen unterscheiden sich die Wasseraufbereitungssysteme durch die Verwendung für bestimmte Endzwecke. Die drei häufigsten Arten sind die folgenden:

Wasseraufbereitung für Haushalte

Nach Angaben der National Sanitation Foundation (NSF) werden im Allgemeinen folgende Arten von Systemen zur Wasseraufbereitung eingesetzt:

• Point-of-Use-Systeme – Wasserkrüge, Wasserhahnfilter und Umkehrosmosesysteme etc.
• Ganzhaus-/Einstiegssysteme – kommunale Systeme, Druckspeicher, mikrobiologische UV-Systeme, Wasserenthärter, etc.

Auch die Wasseraufbereitungssysteme für Privathaushalte verwenden entweder eine fortschrittliche Wasseraufbereitung oder herkömmliche Klärgruben zur Aufbereitung von Wasser aus Haushalten.

Industrielle Wasseraufbereitung

Dieser Prozess bezieht sich auf die Behandlung, die vor und nach der industriellen Nutzung durchgeführt wird. Da Unternehmen verschiedener Branchen Wasser unterschiedlich nutzen, können Wasseraufbereitungsprozesse vor oder nach der Durchführung von Geschäftstätigkeiten durchgeführt werden, die dem beabsichtigten Verwendungszweck des Wassers dienen. So ist beispielsweise die Wasseraufbereitung im Lebensmittel- und Getränkesektor des Gastgewerbes von entscheidender Bedeutung für das Wasser, das für die Verarbeitung von Lebensmitteln verwendet wird. Produktionsbetriebe in der Automobilindustrie müssen hingegen ihr Abwasser wiederverwenden oder entsorgen, und die Wasseraufbereitung kann bei diesem Prozess helfen.

Abwasserbehandlung

Abwasser ist jede Form von benutztem oder verunreinigtem Wasser, das nach verschiedenen Arten von Nutzungen und Anwendungen anfällt. Zu den Quellen gehören Regenwasserabfluss und menschliche Aktivitäten. Die Abwasserbehandlung ist der Schlüssel zur Entfernung von Schadstoffen und zur Umwandlung der Abwasserqualität in ein Abwasser, das sicher in den Wasserkreislauf zurückgeführt werden kann.

Häufige Probleme bei der Wasseraufbereitung

Gemeinden, Staaten und Länder wissen um die Bedeutung von sicherem Wasser für den öffentlichen Gebrauch, aber große Probleme in der Art und Weise, wie Anlagen und Einrichtungen Wasser desinfizieren und aufbereiten, werden oft übersehen. Hier sind vier der häufigsten Probleme, die im Gesamtsystem der Qualitätswasseraufbereitung und in Wasseraufbereitungsanlagen auftreten:

Häufige Probleme bei der Wasseraufbereitung

Wartungsprobleme

Wasseraufbereitungstechnologien, -anlagen und -systeme müssen stets kontrolliert, inspiziert und gewartet werden. Sonst kann die Vernachlässigung dieser Protokolle schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesamtqualität und Sicherheit der Wasseraufbereitungsverfahren haben. Wird die regelmäßige Wartung von Geräten und anderen Anlagen vernachlässigt, kann dies zu kostspieligen Reparaturen, schwerwiegenden Schäden an den Systemen und einer Beeinträchtigung der Sicherheit der Menschen führen.

Ineffiziente Bakterienkontrolle

Einige Bakterien sind zwar für die Wasseraufbereitung unerlässlich, doch wenn das Bakterienwachstum nicht überwacht und kontrolliert wird, kann dies die Wasserqualität gefährden. Ein erprobtes und bewährtes System der Bakterienbekämpfung hilft daher, ein solches Risiko zu vermeiden, damit der Kreislauf der Wasseraufbereitung nicht behindert wird.

Unzureichende Ausbildung

Wer in Wasseraufbereitungsanlagen oder -einrichtungen arbeitet, wie z. B. Betreiber und Spezialisten, hat es mit komplexen, hochtechnologischen Prozessen zu tun. Es muss also verhindert werden, dass bestimmte Aspekte der Arbeit aufgrund einer unzureichenden Ausbildung falsch verstanden werden. Eine unzureichende Qualität der Ausbildung kann sich nicht nur auf die Sicherheit der Arbeitnehmer, sondern auch auf die Qualität des gesamten Behandlungszyklus auswirken.

Unzureichende Überwachung und Aufzeichnungen

Durch Überwachung und ordnungsgemäße Aufzeichnungen muss sichergestellt werden, dass die Protokolle befolgt werden und dass dies auch nachgewiesen werden kann. Häufige Probleme, die in solchen Situationen auftreten, lassen sich am besten durch Korrektur- und Präventivmaßnahmen lösen, die dazu beitragen, erkannte Lücken in den Überwachungs- und Aufzeichnungsprozessen zu schließen. Ohne diese Protokolle besteht bei Wasseraufbereitungsanlagen möglicherweise ein Mangel an nachvollziehbaren Daten und Mustern, um ihre Prozesse zu vergleichen und Verbesserungsmöglichkeiten zu entdecken.