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Eine moderne Flusswasseraufbereitung besteht aus mehreren aufeinander abgestimmten Verfahrensstufen. Ziel ist es, Rohwasser aus Flüssen, Seen, Talsperren oder anderen Oberflächengewässern so aufzubereiten, dass Schwebstoffe, Trübungen, organische Stoffe, Mikroorganismen, Geruchs- und Geschmacksstoffe sowie weitere unerwünschte Inhaltsstoffe zuverlässig reduziert werden.

Bei ALMAWATECH wird hierfür eine mehrstufige Verfahrenskette eingesetzt:

Flockung und Entcarbonisierung ALMA BHU LHPS → ALMA BHU OXI Ozonung → Entsäuerung → Mehrschichtfiltration ALMA BHU MMF → Aktivkohlefiltration ALMA BHU AKF → ALMA OXI UV-Desinfektion

Die ALMA BHU LHPS übernimmt dabei die Fällung, Flockung, Sedimentation und Schlammeindickung. In dieser Stufe werden Feststoffe, Trübungen, kolloidale Stoffe sowie je nach Rohwasser und Chemikaliendosierung auch Inhaltsstoffe wie Phosphor, Metalle oder Härtebildner durch Fällung und Entcarbonisierung entfernt. Anschließend folgt eine ALMA BHU OXI Ozonung zur oxidativen Behandlung organischer Wasserinhaltsstoffe. Nach der pH-Stabilisierung wird das Wasser über die ALMA BHU MMF Mehrschichtfiltration mechanisch feinfiltriert und anschließend über die ALMA BHU AKF Aktivkohlefiltration weitergehend von gelösten organischen Stoffen und adsorbierbaren Spurenstoffen befreit. Abschließend sorgt eine ALMA OXI UV-Desinfektion für die mikrobiologische Absicherung.

Diese Kombination ist besonders geeignet für Oberflächenwasser, weil sich Flusswasserqualitäten saisonal stark verändern können. Regen, Hochwasser, Algenwachstum, Trockenperioden oder Einträge aus dem Einzugsgebiet beeinflussen Trübung, Schwebstoffe, organische Belastung und Mikrobiologie. Eine robuste Flusswasseraufbereitung muss deshalb nicht nur für einen Normalbetrieb ausgelegt sein, sondern auch bei wechselnden Rohwasserqualitäten stabil funktionieren.

Flusswasser und Oberflächenwasser sind dynamische Rohwässer. Im Gegensatz zu Grundwasser, das häufig relativ konstant zusammengesetzt ist, verändert sich die Qualität von Flüssen und Seen im Jahresverlauf teilweise erheblich. Bei Starkregen oder Hochwasser können Trübung und Schwebstofffracht stark ansteigen. Im Sommer können höhere Temperaturen, Algenwachstum und biologische Aktivität die Wasserqualität beeinflussen. Auch organische Stoffe, Spurenstoffe oder Mikroorganismen können zeitlich schwanken.

Typische Herausforderungen bei der Flusswasseraufbereitung sind:

• wechselnde Trübung und Schwebstofffrachten,
• kolloidale Partikel,
• Algen und biologische Belastungen,
• natürliche organische Stoffe,
• Geruchs- und Geschmacksstoffe,
• Spurenstoffe und Mikroschadstoffe,
• schwankende Temperaturen,
• variable pH-Werte und Säurekapazitäten,
• saisonale Veränderungen der Rohwasserqualität.

Deshalb reicht bei Flusswasser in der Regel keine einzelne Aufbereitungsstufe aus. Eine reine Filtration würde zwar Partikel zurückhalten, aber gelöste organische Stoffe, kolloidale Bestandteile oder mikrobiologische Risiken nur unzureichend behandeln. Eine moderne Oberflächenwasseraufbereitung kombiniert daher chemisch-physikalische Verfahren, Oxidation, Filtration, Adsorption und Desinfektion.

Die Verfahrenskette muss so ausgelegt werden, dass jede Stufe die nachfolgende Stufe schützt und entlastet. Die ALMA BHU LHPS reduziert zunächst die Feststoff- und Trübstoffbelastung. Die ALMA BHU OXI Ozonung oxidiert organische Wasserinhaltsstoffe. Die ALMA BHU MMF entfernt verbleibende Partikel und Restflocken. Die ALMA BHU AKF übernimmt die Adsorption gelöster organischer Stoffe. Die ALMA OXI UV-Desinfektion sichert das Wasser mikrobiologisch ab.

Die ALMA BHU LHPS ist die zentrale chemisch-physikalische Vorbehandlungsstufe in der Flusswasser- und Oberflächenwasseraufbereitung. Sie kombiniert Koagulation, Flockung, Lamellensedimentation und Schlammeindickung in einer kompakten Reaktoreinheit. Das Verfahren dient der Abtrennung von Feststoffen, Trübungen, kolloidalen Partikeln sowie fällbaren Wasserinhaltsstoffen. Je nach Rohwasserzusammensetzung und Chemikaliendosierung kann die ALMA BHU LHPS außerdem zur Entcarbonisierung, Phosphorentfernung oder zur Reduzierung bestimmter Metalle eingesetzt werden.

Im ersten Schritt wird dem Rohwasser ein Fällungs- oder Koagulationsmittel zugegeben. Dadurch werden feinste Partikel und kolloidale Stoffe destabilisiert. Diese Partikel sind ohne chemische Behandlung oft so klein und stabil verteilt, dass sie sich weder gut absetzen noch effizient filtrieren lassen. Durch die Koagulation entstehen erste Mikroflocken.

In der Flockungszone werden diese Mikroflocken mithilfe von Flockungshilfsmitteln und rückgeführtem Kontaktschlamm zu größeren, dichteren und gut sedimentierbaren Flocken aufgebaut. Die Hydraulik des Reaktors ist so ausgelegt, dass die Flocken wachsen können, ohne durch zu hohe Scherkräfte zerstört zu werden.

Anschließend erfolgt die Feststoffabtrennung in der Lamellensedimentation. Die gebildeten Flocken sinken ab und werden in der integrierten Schlammeindickung gesammelt. Ein Teil des eingedickten Schlamms wird als Kontaktschlamm in die Flockungsstufe zurückgeführt. Dadurch verbessert sich die Flockenbildung und die Prozessstabilität, insbesondere bei schwankenden Rohwasserqualitäten.

Fällung, Flockung und Sedimentation bilden die Grundlage für eine stabile Flusswasseraufbereitung. Viele störende Inhaltsstoffe im Rohwasser liegen als feine Partikel, kolloidale Stoffe oder gelöste Verbindungen vor. Diese können durch einfache Filtration allein nicht ausreichend entfernt werden.

Bei der Fällung werden geeignete Chemikalien dosiert, um gelöste oder kolloidale Inhaltsstoffe in schwerlösliche Verbindungen zu überführen. Bei der Koagulation werden Partikel destabilisiert, sodass sie sich zu Mikroflocken verbinden können. In der anschließenden Flockung wachsen diese Mikroflocken zu größeren Makroflocken heran, die sich zuverlässig absetzen lassen.

Die Entcarbonisierung kann je nach Auslegung genutzt werden, um Carbonathärte beziehungsweise überschüssige Kohlensäure und Härtebildner zu reduzieren. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn die Wasserqualität für nachfolgende Prozesse stabilisiert oder Ablagerungen in Rohrleitungen und Anlagenkomponenten reduziert werden sollen.

Die Lamellensedimentation trennt die gebildeten Flocken anschließend vom Wasser. Durch geneigte Lamellen wird die wirksame Sedimentationsfläche deutlich vergrößert. Dadurch können hohe Durchsätze auf vergleichsweise kleiner Fläche behandelt werden. Die Feststoffe gleiten entlang der Lamellen in den Schlammbereich, während das geklärte Wasser weitergeführt wird.

Diese Stufe ist entscheidend, weil sie die nachfolgenden Verfahren deutlich entlastet. Je besser Feststoffe, Trübungen und fällbare Stoffe in der ALMA BHU LHPS entfernt werden, desto stabiler arbeiten ALMA BHU OXI Ozonung, ALMA BHU MMF, ALMA BHU AKF und ALMA OXI UV-Desinfektion.

Die ALMA BHU OXI Ozonung ist eine oxidative Behandlungsstufe in der Flusswasseraufbereitung. Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel und kann organische Wasserinhaltsstoffe chemisch verändern, Mikroorganismen reduzieren und nachfolgende biologische oder adsorptive Aufbereitungsstufen unterstützen.

In der beschriebenen Verfahrenskette wird Ozon an zwei Stellen eingesetzt. Eine Vorozonung kann zur Desinfektion vor der Fällung genutzt werden. Die Hauptozonung erfolgt nach der ALMA BHU LHPS als Nassoxidationsstufe. Ziel der Hauptozonung ist nicht zwingend die vollständige Mineralisierung organischer Stoffe. Vielmehr sollen schwer biologisch abbaubare oder persistente organische Wasserinhaltsstoffe oxidativ so verändert werden, dass sie in den nachfolgenden Filterstufen besser entfernt werden können.

Das ist besonders wichtig, weil Flusswasser häufig natürliche organische Stoffe, Geruchs- und Geschmacksstoffe oder organische Spurenstoffe enthalten kann. Durch die ALMA BHU OXI Ozonung können diese Stoffe teilweise aufgebrochen oder umgewandelt werden. Dadurch verbessert sich die biologische Verfügbarkeit bestimmter organischer Verbindungen, und die nachgeschaltete ALMA BHU AKF kann effizienter betrieben werden.

Nach der Ozonung muss Restozon sicher behandelt werden. In der beschriebenen Verfahrenskette erfolgt eine Restozonvernichtung über ALMA OXI UV-Anlagen, bevor das Wasser in die Mehrschichtfiltration gelangt. Ergänzend werden Restozonmessungen und Gaswarneinrichtungen eingesetzt, um einen sicheren Anlagenbetrieb zu gewährleisten.

Nach Fällung, Flockung, Sedimentation und Ozonung kann eine pH-Anpassung erforderlich sein. Die Entsäuerung dient dazu, überschüssige Kohlensäure zu binden und den pH-Wert des behandelten Wassers auf einen stabilen und für die nachfolgenden Aufbereitungsstufen geeigneten Bereich einzustellen.

In der beschriebenen Verfahrenskette erfolgt die Zugabe von Natronlauge im Zulauf zur ALMA BHU MMF in Abhängigkeit des gemessenen pH-Werts. Bei bestimmten Betriebsweisen kann die Dosierstelle auch vor die ALMA BHU AKF verlegt werden. Zusätzlich kann eine pH-Messung nach der Aktivkohlefiltration vorgesehen werden, um die Entsäuerung nochmals zu überprüfen und gegebenenfalls nachzukorrigieren.

Die pH-Stabilisierung ist aus mehreren Gründen wichtig. Zum einen beeinflusst der pH-Wert die Wirksamkeit chemisch-physikalischer Prozesse. Zum anderen kann ein ungünstiger pH-Wert Korrosion, Ablagerungen oder Störungen in nachgeschalteten Filtrations- und Desinfektionsstufen begünstigen. Auch für die Aktivkohlefiltration und eine spätere Nutzung als Trink-, Prozess- oder Industriewasser ist ein stabiler pH-Wert relevant.

Die Entsäuerung ist damit keine isolierte Einzelstufe, sondern ein wichtiger Bestandteil des Gesamtsystems. Sie sorgt dafür, dass das Wasser nach der oxidativen Behandlung kontrolliert konditioniert wird und die nachfolgenden Filterstufen unter stabilen Bedingungen betrieben werden können.

Die ALMA BHU MMF Mehrschichtfiltration ist die mechanische Feinfiltration innerhalb der Flusswasseraufbereitung. Sie wird nach der Fällung, Flockung, Sedimentation, Ozonung und Entsäuerung eingesetzt, um verbliebene Partikel, Restflocken, Trübungen und abfiltrierbare Stoffe aus dem Wasser zu entfernen.

Das Wasser durchströmt das Filterbett von oben nach unten. Das Filterbett besteht typischerweise aus mehreren Schichten: Anthrazit als obere Filterschicht, Feinsand als darunterliegende Filterschicht und Stützkies zur Stabilisierung des Filterbetts. Diese Kombination ermöglicht eine echte Tiefenfiltration. Gröbere Partikel werden bevorzugt in der oberen Anthrazitschicht zurückgehalten, während feinere Partikel tiefer im Sandbett abgeschieden werden.

Die ALMA BHU MMF erfüllt mehrere Aufgaben gleichzeitig. Sie verbessert die Klarwasserqualität, reduziert Trübungen und schützt nachfolgende Verfahrensstufen wie die ALMA BHU AKF oder eine ALMA OXI UV-Desinfektion vor Partikeleinträgen. Eine stabile Filtratqualität ist besonders wichtig, weil Partikel die Wirksamkeit der UV-Desinfektion beeinträchtigen und Aktivkohlefilter unnötig belasten können.

Die Rückspülung der ALMA BHU MMF erfolgt automatisch nach Zeitintervall oder Differenzdruckanstieg. Dabei werden Luft und Wasser in getrennten Schritten eingesetzt, um die im Filterbett zurückgehaltenen Feststoffe auszutragen, ohne den Schichtaufbau dauerhaft zu stören. Die Rückspüllogik ist darauf ausgelegt, Filtermaterialverluste zu vermeiden und nach der Spülung wieder eine stabile Filtratqualität zu erreichen.

Die ALMA BHU AKF Aktivkohlefiltration übernimmt die weiterführende Aufbereitung des bereits mechanisch gereinigten Wassers. Während die ALMA BHU LHPS und die ALMA BHU MMF vor allem Feststoffe, Trübungen, kolloidale Stoffe und Restflocken entfernen, dient die ALMA BHU AKF der Adsorption gelöster organischer Inhaltsstoffe.

Aktivkohle besitzt eine sehr große innere Oberfläche und kann organische Wasserinhaltsstoffe an ihrer Oberfläche binden. Dadurch eignet sich die ALMA BHU AKF insbesondere zur Reduzierung von Geruchs- und Geschmacksstoffen, gelösten organischen Verbindungen, adsorbierbaren Spurenstoffen und bestimmten Mikroschadstoffen. Welche Stoffe in welchem Umfang entfernt werden können, hängt von der Stoffeigenschaft, der Rohwasserqualität, der Vorbehandlung, der Kontaktzeit und der Aktivkohleeigenschaft ab.

Im ALMA BHU Konzept folgt die ALMA BHU AKF auf die ALMA BHU MMF. Das ist verfahrenstechnisch sinnvoll, weil die Mehrschichtfiltration die partikuläre Belastung reduziert und die Aktivkohle vor Feststoffeinträgen schützt. Dadurch kann die Aktivkohle effizienter arbeiten und ihre Standzeit verbessert werden.

Die Aktivkohlefilter sind baulich und hydraulisch ähnlich wie die Mehrschichtfilter ausgeführt, jedoch mit einem einschichtigen Filterbett aus granuliertem Aktivkohlegranulat. Vor der ALMA BHU AKF kann eine Sauerstoffsättigung vorgesehen werden, um stabile Bedingungen im Zulauf zur Aktivkohlefiltration sicherzustellen.

Die Reihenfolge der Verfahrensstufen ist entscheidend für die Effizienz, Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit der gesamten Flusswasseraufbereitung. Jede Stufe übernimmt eine definierte Aufgabe und schützt die nachfolgende Stufe.

Die ALMA BHU LHPS entfernt zuerst Feststoffe, Trübungen, kolloidale Stoffe und fällbare Inhaltsstoffe. Dadurch wird die Ozonung entlastet und das Wasser für die oxidative Behandlung vorbereitet. Die ALMA BHU OXI Ozonung verändert organische Wasserinhaltsstoffe und kann die biologische oder adsorptive Entfernbarkeit nachfolgend verbessern. Die Entsäuerung stabilisiert den pH-Wert und schafft geeignete Bedingungen für die nachfolgenden Filterstufen.

Die ALMA BHU MMF entfernt anschließend verbleibende Partikel, Restflocken und Trübungen. Dadurch schützt sie die ALMA BHU AKF, die gelöste organische Stoffe und adsorbierbare Spurenstoffe reduziert. Die abschließende UV-Behandlung dient der mikrobiologischen Absicherung des aufbereiteten Wassers.

Diese Reihenfolge ist besonders wichtig, weil eine falsche Anordnung die Betriebskosten erhöhen und die Wirksamkeit einzelner Stufen reduzieren kann. Würde beispielsweise die Aktivkohlefiltration zu früh im Prozess eingesetzt, könnte sie durch Partikel und Flockenreste unnötig belastet werden. Würde die ALMA OXI UV-Desinfektion vor einer ausreichenden Trübungsentfernung erfolgen, könnten Partikel die Desinfektionswirkung beeinträchtigen.

Eine sinnvolle Verfahrenskette sorgt daher dafür, dass das Wasser Schritt für Schritt stabilisiert, geklärt, oxidativ behandelt, filtriert, adsorptiv gereinigt und abschließend desinfiziert wird.

Welche Stoffe entfernt werden können, hängt immer von der Rohwasserqualität, der Auslegung der Verfahrensstufen und der angestrebten Zielwasserqualität ab. Eine mehrstufige Flusswasseraufbereitung kann jedoch ein breites Spektrum an Inhaltsstoffen reduzieren.

Die ALMA BHU LHPS entfernt vor allem Schwebstoffe, Trübungen, kolloidale Partikel, Flocken, partikulär gebundene Inhaltsstoffe sowie durch Fällung abtrennbare Stoffe. Je nach Chemikaliendosierung und Prozessführung kann sie außerdem zur Phosphorentfernung, Metallreduktion und Entcarbonisierung beitragen.

Die ALMA BHU OXI Ozonung oxidiert organische Wasserinhaltsstoffe, reduziert bestimmte Geruchs- und Geschmacksstoffe und kann die biologische beziehungsweise adsorptive Weiterbehandlung unterstützen. Die Entsäuerung stabilisiert den pH-Wert und verbessert die Betriebsbedingungen für nachfolgende Stufen.

Die ALMA BHU MMF entfernt verbleibende Partikel, Restflocken, Trübungen und abfiltrierbare Stoffe. Sie ist damit eine wichtige Barriere vor Aktivkohlefiltration und UV-Desinfektion. Die ALMA BHU AKF reduziert gelöste organische Stoffe, adsorbierbare Spurenstoffe, Geruchs- und Geschmacksstoffe sowie bestimmte Mikroschadstoffe. Die abschließende ALMA OXI UV-Behandlung dient der Inaktivierung von Mikroorganismen.

Typische Zielstoffe und Zielparameter sind:

• Schwebstoffe,
• Trübungen,
• kolloidale Partikel,
• Algen und Algenbestandteile,
• natürliche organische Stoffe,
• farbgebende Stoffe,
• Geruchs- und Geschmacksstoffe,
• Phosphorverbindungen,
• partikulär gebundene Metalle,
• Carbonathärte bzw. Härtebildner im Rahmen der Entcarbonisierung,
• organische Spurenstoffe,
• Mikroschadstoffe,
• Mikroorganismen.

Für eine belastbare Auslegung sind Rohwasseranalysen, saisonale Schwankungen, Zielwasserqualität, Durchsatz und Redundanzanforderungen entscheidend.