GRUNDLAGEN DER DESINFEKTIONSTECHNIK

Desinfektion von Trinkwasser – Die Grundlagen

Durch Trinkwasser können eine Reihe von Erkrankungen übertragen werden. Hierbei handelt es sich vor allem um Typhus, Paratyphus, Cholera und Brechdurchfall sowie Viruserkrankungen wie z. B. Hepatitis und Poliomyelitis. Über Legionellen in Dusch- und Badewasser können zudem Lungenerkrankungen erfolgen.

Typisch für eine Trinkwasserepidemie ist die explosionsartige Ausbreitung der Erkrankungen über das gesamte Versorgungsgebiet im Gegensatz zu chemischen Beeinträchtigungen des Wassers, bei denen üblicherweise die toxischen Werte erst langsam erreicht werden.

Zur Verhütung von Epidemien durch Trinkwasser sollte möglichst immer ein von Hause aus mikrobiologisch einwandfreies, d.h. nicht verunreinigtes Wasser verwendet werden, also vorzugsweise ein Tiefengrundwasser. Leider ist dies nicht überall möglich, sei es aus hydrogeologischen oder aus quantitativen Gründen. Es wird dann auf Oberflächenwasser zurückgegriffen, welches zumeist aufbereitet werden muss. In diesen Fällen gibt es die Möglichkeit, evtl. vorkommende Krankheitserreger aus dem Wasser zu entfernen, oder sie durch Zugabe bestimmter Substanzen zu dem Wasser abzutöten, d.h. das Wasser zu desinfizieren.

Methoden der Trinkwasserdesinfektion mit Chlor

Das in der Trinkwasseraufbereitung am Weitesten verbreitete Desinfektionsmittel ist Chlor, welches in verschiedenen Formen angewendet werden kann. Die Geschichte hat gelehrt, dass die Chlorung des Wassers ein in bakteriologischer Hinsicht relativ sicheres Verfahren zur Trinkwasserentkeimung ist. Schließlich ist es über 75 Jahre her, dass Chlor zum ersten Mal für die Behandlung von Trinkwasser eingesetzt wurde. Die langjährige Erfahrung hat gezeigt, dass bei sachgemäßem Einsatz der Chlorung eine akute Toxizität weitgehend auszuschließen ist.

Der Wirkstoff:
Hypochlorige Säure (HClO)

Die Desinfektionswirkung von Chlor beruht auf der Bildung von hypochloriger Säure (HClO)
in wässriger Lösung nach der Reaktionsgleichung

Cl₂ + H₂O ↔ HCl + HClO

und ist stark vom pH-Wert abhängig. Die optimale Wirkung wird bei pH-Werten kleiner 7,5 erzielt.

Das entstandene Chlor reagiert sofort mit der ebenfalls gebildeten Natronlauge zu einer Hypochloritlösung:

Cl₂ + 2NaOH ↔ NaCl + NaClO + H₂O

Diese Produktlösung hat einen pH-Wert zwischen 8,5 und 9,5 und eine maximale äquivalente Chlor-Konzentration im Bereich von 6-7 g/l. Sie besitzt eine Halbwertszeit von mehreren Monaten und ist somit ideal zur Lagerung in einem Puffertank geeignet.

Nach der Dosierung der Produktlösung in den Wasserstrom ist keine pH-Wert-Korrektur nötig, wie es z. B. bei der Elektrolyse nach dem Membranverfahren oftmals erforderlich ist. Die Natriumhypochloritlösung reagiert so in einer Gleichgewichtsreaktion zur hypochlorigen Säure, dem wirksamen Desinfektionsmittel:

NaClO + H₂O ↔ NaOH + HClO

Die Dosiermengen hängen von der jeweiligen Anwendung und den lokalen Vorschriften ab. Übliche Konzentrationen nach der Impfstelle betragen 0,3 bis 2 ppm Chloräquivalent.

Drei Verfahren der Chlorung
für Trink- und Brauchwässer

Üblicherweise werden drei Verfahren der Chlorung für Trink- und Brauchwässer eingesetzt:

• Dosierung von Chlorgas
• Dosierung von Natrium- oder Kalziumhypochloritlösung
• Elektrolytische Chlorerzeugung

Vor allem das dritte Verfahren besitzt viele Vorteile, die sich im Anlagenkonzept der Selcoperm Chlorelektrolyse-Systeme wieder finden.

Prinzip der Chlorelektrolyse bei der Grundfos Selcoperm SES

Prinzip der Selcoperm-Elektrolyse

Bei der Elektrolyse wird Chlor direkt aus einer Kochsalzlösung mit Hilfe von elektrischem Strom hergestellt.

Folgende Reaktionen laufen in der Elektrolysezelle ab

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂

Dissoziation der unterchlorigen Säure in Abhängigkeit vom pH-Wert.

Die Sechs Vorteile der Desinfektion von Wasser mittels Chlorelektrolyse

1. Sichere und zuverlässige Methode zur Produktion von Chlor vor Ort
2. Kein Umgang mit gasförmigen, flüssigen, festen Chlorprodukten
3. Als Ausgangschemikalie wird das ungiftige Kochsalz eingesetzt
4. Für die Elektrolyse braucht es nur Wasser, Salz und Strom
5. kein Zerfall der Desinfektionslösung wie bei handelsüblichen Hypochloritlösungen
6. Zugelassenes Desinfektionsverfahren nach der deutschen Trinkwasserverordnung

Anwendungen

1. Anwendung der Desinfektionsanlage Grundfos Selcoperm bei der Trinkwasser-Aufbereitung

-> zum Chlorelektrolyse-Sysem Selcoperm

Schema: Trinkwasser-Aufbereitung mit Elektrolyse-Anlage Selcoperm

1 Grundwasser
2 Messsystem
3 Selcoperm Elektrolyseanlage
4 Chemikalienbehälter
5 Oxidation
6 Filtration
7 Chemische Konditionierung

Salz bringt Sicherheit.

Neue Desinfektionslösung in chinesischen Wasserwerken.

2. Anwendung der Desinfektionsanlage Grundfos Selcoperm bei der Schwimmbadwasser-Aufbereitung

-> zum Chlorelektrolyse-Sysem Selcoperm

Schema: Schwimmbadwasser-Aufbereitung mit Selcoperm

1 Schwimmbecken
2 Fernwartung, Datenerfassung per PC
3 DIP Kompaktmess- und Regelsystem
4 DIT Photometer
5 Selcoperm Elektrolyseanlage
6 Dosierstation für Flockungsmittel (PAC)
7 Dosierstation für Hypochlorit
8 Dosierstation für pH-Korrektur
9 Impfstellen
10 Schwallwasserbehälter
11 Filter
12 Umwälzpumpe
13 Messwasserzulauf
14 Rückführung des Messwassers

Die altmodische Chlorgasdesinfektion brachte Risiken für die Arbeiter und die nahe gelegene Gemeinde der Haiyan County Sandi Tap Water Company in China mit sich. Das Werk wollte eine sichere, zuverlässige Alternative. Sie entschied sich für Grundfos Selcoperm, das nur Wasser, Kochsalz und Strom zur Herstellung von Hypochlorit verwendet.

Minimale Kosten.

Elektrolytische Herstellung und Dosierung der Natriumhypochloritlösung

Dieses 3D-Video zeigt den prinzipiellen Aufbau mit allen Haupt- und Zusatzkomponenten des Selcoperm-Elektrolysesystems.
Selcoperm produziert Natriumhypochlorit direkt aus einer Kochsalzlösung mit Hilfe von Strom. Die Produktion der Desinfektionslösung vor Ort bedeutet maximale Sicherheit bei minimalen Kosten.

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