Ziel des FITWAS-Projektes ist es, durch die Wiederverwendung von Filterspülwässern aus der Grundwasseraufbereitung die Verfügbarkeit von Trinkwasser zu erhöhen. Zur Wiederverwendung dieser Wässer werden ausgehend von Laborversuchen bis hin zu Praxistests an drei Wasserwerksstandorten Membranverfahren mit unterschiedlichen Verfahrenskonzepten und Membranmodulen/-materialien untersucht.
Ende 2023 wurden die Pilotversuche im Wasserwerk Süderelbmarsch in Hamburg zur Untersuchung der getauchten Membranfiltration mit polymeren und keramischen Membranen im Vergleich abgeschlossen. An diesem Standort werden täglich ungefähr 26.000 m3/d Grundwasser konventionell durch Belüftung mit einstufiger Schnellfiltration und anschließender Entsäuerung durch erneute Belüftung aufbereitet (Abbildung 1 oben). Zur Rückspülung der Schnellfilter werden durchschnittlich 456 m3/d Trinkwasser verbraucht, was einem Anteil von circa 1,8 % entspricht.
Für die zwei untersuchten Membranverfahren wurde das durchmischte Filterspülwasser aus dem Speicherbecken jeweils über einen 3 mm Vorfilter direkt bzw. über eine Vorlage in den Filtrationstank gepumpt. Bei beiden Verfahren wird das Filterspülwasser über eine getauchte poröse Membran durch Unterdruckfiltration aufbereitet (Abbildung 1 unten). Für den Verfahrensvergleich wurden eine polymere Hohlfasermembran (ZeeWeed 500 S) und eine keramische Plattenmembran (Cembrane) eingesetzt.
Abb. 1: Pilotanlagen zur Filterspülwasseraufbereitung am Untersuchungsstandort (Quelle: HAMBURG WASSER/DVGW-Forschungsstelle TUHH)
Mit beiden Membranverfahren wurde während des gesamten Untersuchungszeitraums ein feststoff- bzw. trübstofffreies Filtrat erzeugt, unabhängig von den hohen Trübungsschwankungen im Filterspülwasser. In Abbildung 2 sind die Rückhalteraten beider Membranverfahren vergleichend dargestellt. Der partikuläre Anteil des TOC, Gesamteisen und die Trübung wurden zu mehr als 99 % zurückgehalten. Der Rückhalt für TOC liegt bei über 90 %. Die Rückhalteraten für das Verfahren 1 sind geringfügig höher als für Verfahren 2, was durch die geringere Porengröße der Polymermembran zu erklären ist.
Die verglichenen UF-Membranverfahren mit der konventionellen polymeren Hohlfasermembran und der keramischen Plattenmembran eignen sich demnach beide sehr gut zur weitergehenden Aufbereitung des Filterspülwassers aus der Grundwasseraufbereitung. Eine Vorbehandlung durch Sedimentation ist nicht notwendig.
Für das Ziel der Rückführung in den Rohwasserstrom der Trinkwasseraufbereitung muss das Filtrat mindestens Rohwasserqualität aufweisen, was für die physikalisch-chemischen Parameter sicher erreicht wurde. Die Koloniezahlen wiesen zwischenzeitlich höhere Werte bedingt durch eine vermutlich filtratseitige Anlagenverkeimung auf, konnten aber durch regelmäßige chemische Reinigung der Membran mit Natriumhypochlorit gering gehalten bzw. vermieden werden. Als zusätzliche Sicherheit kann eine UV-Desinfektion nachgeschaltet werden.
Abb. 2: Rückhalteraten physikalisch-chemisch relevanter Parameter beider Membranverfahren im Vergleich (Quelle: DVGW-Forschungsstelle TUHH)
Ankündigungen / Anstehende Veranstaltungen
- Am 30.01.2023 berichtete der NDR im "Hamburg Journal" über das FITWAS Projekt. Der Beitrag ist bis 01.2025 in der Mediathek abrufbar unter folgendem Link: https://www.ndr.de/fernsehen/sendungen/hamburg_journal/Hamburg-morgen-Wie-FitWas-Millionen-Liter-Wasser-sparen-will,hamj131376.html
- Beim WaBoLu-Wasserkurs am Umweltbundesamt (Anfang November 2024) ist ein Fachgespräch mit Stakeholdern bezüglich des FITWAS-Projekts geplant. https://wabolu.de/veranstaltung/
- Die Abschlussveranstaltung ist für den 20. September 2024 im Schulungszentrum CCR von HAMBURG WASSER geplant. Informationen zur Teilnahme werden rechtzeitig auf der FITWAS Website bereitgestellt. tuhh.de/wwv/fitwas
