Umweltschonend Wasser aufbereiten mit weniger Chemie

TU-Absolventen Roland Schick und Rudi Winzenbacher erhielten Promotionspreis 2002 der Fachgruppe Wasserchemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker

Ozon und Eisensalz können bei der Wasseraufbereitung zukünftig effizienter und umwelt-schonender eingesetzt werden. Anorganische Eisensalze werden in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt, um Algen, Bakterien und andere so genannte Trübstoffe besser herausfiltern zu können. Das ist auch eine der Anwendungen von Ozon. Die TU-Absolventen Roland Schick und Rudi Winzenbacher haben in ihren Dissertationen Forschungslücken geschlossen. Die Fachgruppe Wasserchemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker verlieh den beiden Wissenschaftlern dafür den Promotionspreis 2002. 

Die Dissertationen „Einfluss der Ozonung auf die Änderung der Grenzflächeneigenschaften von Partikeln bei der Aufbereitung von feststoffarmen Oberflächenwässern“ von Dr.-Ing. Roland Schick und „Untersuchungen zum Filtrationsprozess mit geringen Mengen an Fe(III)-Salzen bei der Aufbereitung von Oberflächenwasser“ von Dr.-Ing. Rudi Winzenbacher, entstanden bei Professor Martin Jekel vom Institut für Technischen Umweltschutz an der Technischen Universität Berlin. Beide Wissenschaftler haben am Beispiel der Aufbereitung von Bodenseewasser geforscht.

Seen und Flüsse sind in Deutschland wichtige Trinkwasserreservoirs. Wenn das kühle Nass dann aus dem Wasserhahn fließt, soll es klar sein, und Bakterien oder Pestizide haben darin nichts mehr zu suchen. Die Wasserwerke setzen daher vielfach Ozon und Eisensalze ein, um das Wasser aufzubereiten. Bisher fehlten jedoch einige Erkenntnisse darüber, wie Ozon und Eisensalz bei der Feststoffabtrennung wirken. Mit Hilfe der Ergebnisse von Roland Schick und Rudi Winzenbacher können Aufbereitungsanlagen zur Feststoffabtrennung zukünftig besser geplant, dimensioniert und optimiert werden.

Bisher wurde in der Forschung angenommen, dass mit der Zugabe von viel Eisensalz immer auch eine bessere reinigende Wirkung erzielt wird. Eine zu hohe Eisenkonzentration ist aber nicht erwünscht, da sie im späteren Trinkwasser Probleme verursacht: Das Wasser verfärbt sich rot, und die Salze können sich in den Wasserrohren ablagern. In seiner Dissertation hat Rudi Winzenbacher nun gezeigt, dass die Wasseraufbereitung auch mit wenig Eisensalz effektiv sein kann. Das Eisensalz bildet kleine Flocken, die sich wie eine Schneedecke über den Sandfilter legen, durch den das Wasser während der Aufbereitung hindurch muss. Algen, Bakterien und andere Trübstoffe bleiben besser hängen. Doch die Menge des benötigten Eisensalzes hängt von der jeweiligen Beschaffenheit des Wassers ab. Bei einem bestimmten Mindestgehalt an Härtebildnern, wie Calcium oder Magnesium, genügen schon ganz geringe Eisenkonzentrationen (rund 0,1 mg pro kg Wasser), um eine ausreichend starke Filterkonditionierung und damit eine optimale Feststoffabtrennung zu erreichen.

Ein anderer Arbeitsschritt bei der Wasseraufbereitung ist die Zugabe von Ozon. Ozon hat verschiedene Wirkungen: Es desinfiziert und kann aber auch bestimmte organische Substanzen, wie Pflanzenschutzmittel zersetzen. Zudem bewirkt es eine bessere Filtrierbarkeit von Trübstoffen. Roland Schick hat in seiner Dissertation geklärt, wie Ozon dabei wirkt: Die Substanz verändert die Oberflächeneigenschaften der Partikel mit einem Durchmesser von größer 1 µm (1 millionstel Meter), so dass sie im Filter besser zurückgehalten werden. Aber auch hier kommt es auf die richtige Dosierung an, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Aufgrund seiner Forschungsergebnisse kann Roland Schick vorab am Rechner simulieren, wie in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Wassers, die beste Filterwirkung zu erzielen ist.

Roland Schick, geboren 1960 in Bitz, studierte zunächst an der Fachhochschule Ravensburg-Weingarten Physikalische Technik mit dem Schwerpunkt Umwelt- und Verfahrenstechnik. Bis 1993 absolvierte er dann an der Universität Karlsruhe der Fachrichtung Chemieingenieurwesen / Verfahrenstechnik. Er promovierte 2000 an der Technischen Universität Berlin am Institut für Technischen Umweltschutz im Fachgebiet Wasserreinhaltung. Seit 1986 ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Betriebs- und Forschungslabor des Zweckverbandes Bodensee-Wasserversorgung tätig. Außerdem ist er Geschäftsführer der Arbeitsgemeinschaft Wasserwerke Bodensee-Rhein.

Rudi Winzenbacher, geboren 1967 in Traunstein, absolvierte erst ein Studium der Technischen Informatik an der Berufsakademie Stuttgart. Von 1990 bis 1996 studierte er an der Technischen Universität Berlin Technischen Umweltschutz. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter beim Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung in Sipplingen promovierte er in Verbindung mit der TU Berlin 2000. Seit 2001 ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter beim Zweckverband Landeswasserversorgung in Langenau beschäftigt.