Trinkwassergewinnung und -versorgung sowie Abwasseraufbereitung unter besonderer Berücksichtigung des WAZV Arnstadt

von – Bülow – Gymnasium Marius ReicheFelix WiegandPhilip AckermannA16/2

„Haustus aquae mihi nectar erit.”

Pubilus Ovidius Naso: Metamorphosen, 8 n. Chr.

„Ein Schluck Wasser wird Nektar für mich sein“

Abb.1: Pubilus Ovidius Naso

Abb.2: Wasserglas

1 Vom Grabensystem zum ersten Wasserwerk-Die Historie der Arnstädter Wasserversorgung

• Problem: schwankender Wasserpegel in Wilder Weiße

• Lösung: 1347 wird Zahme Weiße angelegt

steingemauertes, offenes Grabensystem gespeist von der Schönbrunnquelle

Problem des Systems: Verschmutzung durch GerbindustrieLösung:• Rohrsystem aus Holzstämmen für

Trinkwasser Abb.3: Verlauf der Wilden Weiße durch Arnstadts Altstadt

• 11.04.1899 Baubeschluss zentrale WasserversorgungHochdruckleitungHochbehälter Alteburg Wasserwerk Schönbrunn

Abb.4: Bau des Quellgewölbes Abb.5: Wasserwerk Schönbrunn 1901

• 1928 Bau des Wasserturms am Arnsberg

Abb.6: Wasserturm Arnstadts am Arnsberg im Bau 1928

2 Arten der Wassergewinnung

2.1 Grundwasser

Abb.7: Schema der Grundwassergewinnung

2.2 Oberflächenwasser

Abb.8: Talsperre zur Gewinnung von Oberflächenwasser

2.3 Grundwasseranreicherung

Abb.9: Schema der Grundwasseranreicherung

2.4 Uferfiltrat

Abb.10: Schema der Wassergewinnung durch Uferfiltrate

3 Der Weg des Wassers durch das Wasserwerk Schönbrunn

3.1 Wassergewinnung• Quellgewölbe mit 830 m³ Nutzinhaltgespeist von Schönbrunnquelle mit Zuläufen von

Herrschafts- und Mämpelsquelleumschlossen mit Muschelkalknur 43 % des Quellwassers werden genutzt

Abb.11: Quellgewölbe im Wasserwerk Schönbrunn

3.2 Trinkwassergewinnung• Quellwasser wird mit Flockungsmittel versetzt• gebildete Schmutzflocken setzen sich in Filtern ab

Abb.12: Rohwasserpumpen Abb.13: Flockungsfilter

• verbleibende Keime werden durch UV-Bestrahlung abgetötet

Abb.14: UV-Anlage zur Desinfektion mit UV-Licht

• Wasser zur Speicherung in einem ReinwasserbehälterAufgaben

Speisen der Spülwasserpumpen Speisen der der Flockungsfilter Reinwasserpumpen zur

Versorgung der Hochbehälter

• Abschließend Zugabe von Chlor (Desinfektion)

4 Der Ablauf der Abwasseraufbereitung im WAZV Arnstadt und Umgebung

4.1 Mechanische Reinigung• Grobrechen und Feinrechen entfernen größere

Bestandteile (z. B. Scheuerlappen, Wattestäbchen, Windeln, sonstige Hygieneartikel)

• Fett- und Sandfang entfernt aufschwimmende Fette und absetzbare mineralische Bestandteile (Glas, Sand, Kies)

Abb.15: Feinrechen Abb.16: Fett- und Sandfang

4.2 Biologische Reinigung• Vorklärbecken:

Fließgeschwindigkeit wird verringert Absetzen von leicht organischen Stoffen• Anaerobbecken:

Belebtschlamm wird eingeführt und vermischt dient zur biologischen Phosphoreliminierung• Belebungsbecken:

Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch wird mit Unterbrechungen belüftet• Nachklärbecken:

Trennung von Belebtschlamm und Abwasser

4.3 Chemische Reinigung

• Chemische Entfernung von Phosphaten: mit Eisen-(III)-chlorid

4.4 4. Reinigungsstufe (zukünftig)

• Entfernung von Spurenstoffen und Medikamentenrückständen

• mittels Aktivkohlefilter• sehr nachhaltig

5 Vorstellung der Ergebnisse der Umfrage und des Flyers

Abb.17: Balkendiagramm zur Darstellung der Umfrageergebnisse

Abb.18: Der von uns erstellte Flyer

6 Arnstadts Problem(?) mit der Wasserhärte

Definition Wasserhärte und Ausgangssituation

Die Wasserhärte wird durch die Menge der im Wasser gelösten Mineralstoffe Calcium und Magnesium ermittelt.

je nach Herkunft unterschiedlich

Abb.19: Darstellung der des Verlaufs der Wasserhärte in Arnstadt

Abb.20: Übersicht Versorgungsgebiet des Wasserwerks Schönbrunn

7 Möglichkeiten der Wasserenthärtung am Wasserwerk Schönbrunn

7.1 Mischwasser

Abb.21: Karte Arnstadts mit eingezeichneten Übergabestellen für das Fernwasser

Abb.22: Schema der Variante mit Fernwasser vom Eulenberg und Mischung am Eulenberg

7.2 Wasserenthärtung im Wasserwerk Schönbrunn

Schnellentcarbonisierung IonenaustauschverfahrenMembranverfahren

Natronlauge Kalkmilch CARIXLPRO

Ionenaustauschverfahren CARIX

Abb.23: Schema des CARIX-Verfahrens

7.3 Vollversorgung mit Fernwasser

• Wasserwerk Schönbrunn wird vollständig außer Betrieb genommen

Abb.24: Schema der Vollversorgung mit Fernwasser

Arnstadts Problem(?) mit der WasserhärteEine Wohlstandsdiskussion?

8 Unser Fazit

Unser Fazit• Sauberes Trinkwasser und eine ordnungsgemäße

Abwasserbehandlung ist für viele eine Selbstverständlichkeit.• Fast niemand ist sich dem damit verbundenen Aufwand

bewusst.• Wir haben aufgezeigt, welches technische Wissen für die

Bereitstellung von sauberem Trinkwasser und eine ordnungsgemäße Abwasseraufbereitung nötig ist.

• Durch die von uns durchgeführte Umfrage konnten wir eine Wissenslücke in der Bevölkerung im Bezug auf dieses Thema aufdecken.

• Mit Hilfe des von uns erstellten Flyers konnten wir die Bevölkerung aufklären und sensibilisieren.

Literatur- und QuellenverzeichnisElbracht, Dieter: Beiträge zur Geschichte der Stadt Arnstadt 704 bis 2004.Universität Duisburg-Essen Fak 5, 2004, S.84-85

Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.6-11,17-19

WAZV Arnstadt und Umgebung: Modernisierung des Wasserwerks Arnstadt Schönbrunn. Arnstadt, 2004, S.2-5

WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.1-22

WAZV Arnstadt und Umgebung: Thema Trinkwasserhärte Wasserhärte des städtischen Einzugsgebietes des Wasserwerks Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2014, S.1-3

WAZV Arnstadt und Umgebung: Verbandskläranlage des Wasser/Abwasserzweckverbandes Arnstadt und Umgebung. Arnstadt, 1994, S.1-4

Wasser-Wissen der Film. R: Jürgen Lowis. Deutschland. komplett mit Bonusmaterial

Internetquellenhttp://www.berkefeld.com/de/lieferprogramm/39491.htm (02.02.2016)http://www.dvgw.de/fileadmin/dvgw/wasser/aufbereitung/Zentrale_Enthaertung_2006.pdf (02.02.2016)http://eadips.org/cms/upload/publikationen/fgr22-s36.pdf (30.01.2016)http://www.forumtraiani.de/ovid-zitate/ (28.01.2016)http://geo.viaregia.org/testbed/index.pl?rm=obj&objid=790# (30.01.2016)http://www.kuntze.com/fileadmin/downloads/pdf/global/Veroeffentlichungen/wwt0409Schnellentcarbonisierung_von_trinwkasser.pdf (01.02.2016)http://www.trinkwasserspezi.de/html/membranverfahren.html (01.02.2016)http://wasserversorgung.weingarten-baden.de/carix_wasseraufbereitung.html (03.02.2016)http://www.wasser-wissen.de/abwasserlexikon/m/membranverfahren.htm (01.02.2016)http://www.wasser-wissen.de/abwasserlexikon/u/umkehrosmose.htm (01.02.2016)http://www.wvg-muehlbach.de/unternehmen/anlagen.html (01.02.2016)

BildquellenverzeichnisAbb.1: http://gutenberg.spiegel.de/gutenb/autoren/bilder/ovid.jpgcc (28.01.2016)Abb.2: http://footage.framepool.com/shotimg/qf/638154042-ruhiges-wasser-ausschuetten-verschuetten-vergiessen-reinheit.jpg (28.01.2016)Abb.3: Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.7Abb.4: Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.9Abb.5: Fidelak, Peter: 100 Jahre Wasserversorgung der Stadt Arnstadt. Arnstadt, 2000, S.10Abb.6: Collage des WAZV Arnstadt und Umgebung.Arnstatd,2015Abb.7: http://www.br.de/themen/wissen/inhalt/umwelt/trinkwassergewinnung114~_vimg__16__9__l_1dc0e8f74459dd04c91a0d45af4972b9069f1135.jpg?version=5e2f2 (27.01.2016)Abb.8: http://danny-heinz.net/carlsfeld/bilder/talsperre-weiterswiese.jpg (27.01.2016)Abb.9: http://www.aktuellewochenschau.de/fileadmin/_processed_/csm_Abb1_Kuenstliche_Grundwasseranreicherung_a2c6f2813d.jpg (27.01.2016) Abb.10: http://www.rainer-olzem.de/fileadmin/_processed_/csm_CON_7574018_7154_M.jpg.11095437_2165cab05f.jpg (27.012016)Abb.11: http://m.thueringer-allgemeine.de/web/mobil/suche/detail/-/specific/Hinter-verschlossenen-Tueren-1-Arnstadts-sprudelnde-Quellen-2042377658 (29.01.2016)Abb.12: http://www.wazv-arnstadt.org/index.php/ueber-uns/gallerie/category/8-wasserwerk-schoenbrunn-arnstadt (27.01.2016)Abb.13: http://www.wazv-arnstadt.org/index.php/ueber-uns/gallerie/category/8-wasserwerk-schoenbrunn-arnstadt (27.01.2016)Abb.14: Eigene Darstellung von der Betriebsführung am 09.04.2015Abb.15: Eigene Darstellung von der Betriebsführung am 09.04.2015Abb.16: Eigene Darstellung von der Betriebsführung am 09.04.2015Abb.17: Eigene Grafik erstellt am 05.02.2016Abb.18: http://www.adpic.de/data/picture/detail/blauer_Wassertropfen_256361.jpg (05.02.2016) i.V.m. eigenen InhaltenAbb.19: WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.4Abb.20: WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.2Abb.21: WAZV Arnstadt und Umgebung: Studie zur Reduzierung der Wasserhärte im Versorgungsgebiet des Wasserwerkes Schönbrunn der Stadt Arnstadt. Arnstadt, S.7Abb.22: Eigene Grafik erstellt am 01.02.2016Abb.23: http://www.salz.ch/wp-content/uploads/2014/01/Wasserenthaerter_gross_d.png (01.02.2016)Abb.24: Eigene Grafik erstellt am 01.02.2016