Desinfektion von Trinkwasser

• Zahl der coliformen Keime, Escherichia coli u. Enterokokken 0/100 ml,
• Grenzwert für Koloniezahl 100/ml am Zapfhahn - keine anormale Veränderung (als Indikatorparameter)
• Koloniezahl 20/ml unmittelbar nach Abschluss der Aufbereitung im desinfizierten Wasser
• Nachweis des freien Chlor min. 0,1 mg/l, wenn Desinfektion auf Chlorbasis
• bzw. min. 0,05 mg/l an Chlordioxid jeweils nach Abschluss der Aufbereitung.

Als Verfahren sind für Trinkwasser gebräuchlich:

• Erhitzen, Feinfiltern, Oxidationsmittel, UV-Bestrahlungen und Metallionenzugabe.
• Von den Oxidationsmitteln werden überwiegend die Halogene Chlor u. Chlordioxid, selten Brom und Jod verwendet. Chlor am häufigsten, Brom gelegentlich für Badewasseraufbereitung, Jod für kleine Anlagen.
• Ozon wird wegen der höheren Kosten im allgemeinen mehr als hochwirksames Oxidationsmittel angewendet.
• Wasserstoffsuperoxid ist zwar ein starkes Oxidationsmittel, hat aber nur geringe Desinfektionswirkung u. ist deshalb zur Desinfektion nicht zugelassen.
• Bei der Desinfektion mit Metallionen ist nur das Silberungsverfahren unter bestimmten Voraussetzungen verwendbar.
• Kupferionen haben zwar eine gute Wirkung zum Abtöten von Algen, eine geringe dagegen bei der Desinfektion.
• Auch eine Verzinkung eines Stahlrohres (Hausanschlussleitungen) bewirkt ein langsames Abtöten der Keime, ohne dass es als Desinfektionsverfahren verwendbar ist.

Die mikrobiologische Beschaffenheit des Trinkwassers muss laufend überwacht werden!
   

Die Verfahren, die in Deutschland für die Trinkwasseraufbereitung zulässig sind, sind in der Mitteilung des Umweltbundesamtes “Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gemäß § 11 Trinkwasserverordnung 2001; 6. Änderung; Stand: November 2006” festgelegt und beschrieben.

Die Liste finden Sie unter www.umweltbundesamt.de/

Chlorung

Chlorungsverfahren - In der Praxis werden im wesentlichen verwendet:

• Chlorgas,
• Chlordioxid,
• Natriumhypochlorit, flüssig als Chlorbleichlauge bezeichnet,
• Calciumhypochlorit, fest in Tablettenform.

Tab. 1 : Gehalt an wirksamen Chlor der gebräuchlichen Chlorverbindungen

Die Chlorung ist für die zentrale Wasserversorgung noch immer das gebräuchlichste Desinfektionsverfahren, da sowohl die Kosten der erforderlichen Apparate als auch die laufenden Betriebskosten gering sind, die Wirkung der Desinfektion durch den einfach zu führenden Nachweis des Chlorgehalts, teilweise sogar nur über die Redoxspannung, geprüft werden kann und eine bei ordnungsgemäßer Durchführung gegebene Depotwirkung Wiederverkeimungen im Verteilungsnetz verhindert.

Nicht mehr zugelassen ist die Chlorung zur Oxidation anorganischer und organischer Wasserinhaltsstoffe, ebenso sollte die Zugabe hoher Chlormengen bei der Desinfektion nach Möglichkeit unterbleiben, da die Gefahr der Bildung von krebserregenden Trihalogenmethanen (THM) besteht (Grenzwert 0,025 mg/l). die THM bilden auch den typischen Badewassergeruch und führen somit zu spürbaren Qualtitätseinbußen beim Trinkwasser durch Geruchsbildung.

Die typischen THM sind:

• - Bromoform (CHBr₃)
• - Dibromchlormethan - CHClBr₂
• - Dichlorbrommethan - CHBrCl₂
• - Chloroform (Trichlormethan) - CHCl₃

Die zulässige Zugabe ist deshalb durch die Trinkwasserverordnung für Chlor, Natrium-, Calcium- und Magnesiumhypochlorit sowie Chlorkalk auf 1,2 mg/l an freiem Chlor begrenzt worden, nur in Ausnahmefällen bei sonst gegebener hygienischer Gefährdung sind bis 6 mg/l gestattet.

Im abgegebenen Reinwasser dürfen nach der Aufbereitung nur noch maximal 0,3 mg/l an freiem Chlor bzw. in Ausnahmefällen bis 0,6 mg/l nachweisbar sein. Einige Wasserwerke haben deshalb auf Chlordioxid, bei dessen Zugabe solche Haloforme nicht entstehen, oder andere Desinfektionsverfahren umgestellt.

Eine sichere Desinfektion wird erreicht, wenn

1. eine gründliche Durchmischung des Desinfektionsmittels mit dem Wasser erfolgt.

2. eine ausreichend lange Einwirkungszeit des Desinfektionsmittels vorhanden ist.

3. ein Chlorgehalt von 0,1 mg/l an freiem Chlor dauernd nachgewiesen wird, bei Chlordioxid 0,05 mg/l an Cl0₂ .

Abbildung: Schema einer Vakuum-Chlorgasdosieranlage  

Chlorgas (DIN 19606 und 19607):

Eigenschaften – Cl₂ ist ein gelb-grünliches Gas, das sehr giftig ist. In Tab.2 ist die Wirkung von Chlorgas bei verschiedenen Konzentrationen in 1 m³ Luft auf den Menschen angegeben. Chlorgas ist etwa 2,5mal schwerer als Luft.

Tab. 2: Wirkungen von verschiedenem Chlorgehalt ml/m³ Luft auf den Menschen
 

Chlordioxid ClO₂  

• Orangefarbenes Gas, 2,5mal höhere Oxidationskraft als Chlor
• Vorteil: es entstehen keine Nebenprodukte wie Chlorphenol, es reagiert nicht mit Ammonium, keine cancerogenen Stoffe
• Chlordioxid ist explosiv, keine Anlieferung in Behältnissen,
• wird am Gebrauchsort hergestellt aus Natriumchlorit und Chlor oder Natriumchlorit und Salzsäure
• Lösung von Cl₂ im Wasser und als 8 %ige Lösung dem aufbereitetem Wasser zugegeben
• Natriumchlorit darf nicht in das Wasser gelangen
• Chlordioxidverfahren wird bei größeren WVU zunehmend eingesetzt wegen besserer Handhabung der Grundstoffe und weil keine unerwünschten Nebenprodukte entstehen (Haloforme) bei Wässern mit organischer Belastung (OW, UF, belastetes GW)

Abbildung: Schema einer Chlordioxidanlage

Für die Desinfektion von Anlagenteilen gibt es Chlordioxid in entsprechenden Handelspackungen. Auch Abpackungen für den Einsatz zur Dosierung werden angeboten, so dass es auch für eine temporäre Desinfektion eingesetzt werden kann.

Natriumhypochlorit  

• Ätzende und stark giftige Lösung (Lauge)
• Einfache Handhabung, wird in Behältern angeliefert, Zugabe über einfache Dosierpumpen möglich
• Nachteil: geringe Haltbarkeit, höhere Kosten, Zersetzung durch Licht, Temperatur, Verunreinigungen, bei Spuren von Eisen und Metallen ebenfalls rasche Zersetzung
• Einsatz zur Desinfektion von Anlagenteilen, bei kleinen WW,

Abbildung: Schema einer Dosieranlage für Natriumhypochlorit

UV-Desinfektion  

• Näheres siehe auf der nächsten Seite

Ozonung

Im Hinblick auf den Einsatz der Ozonung ist festzustellen, dass diese zu einer erhöhten Bildung biologisch abbaubarer Stoffe führt und deshalb nicht als letzte Aufbereitungsstufe eingesetzt werden kann. In der Regel ist die Nachschaltung einer biologisch arbeitenden Filterstufe erforderlich. Einschränkungen für den Ozoneinsatz können sich durch die Bildung von Bromat ergeben, wenn das zu desinfizierende Wasser erhöhte Bromidgehalte aufweist.

Entscheidender Vorteil der UV-Bestrahlung im Vergleich zum Einsatz chemischer Desinfektionsmittel ist, dass es sich hier um ein praktisch nebenproduktfreies Desinfektionsverfahren handelt. Voraussetzung für die Anwendung ist, dass das desinfizierte Wasser biologisch stabil ist, da nach Abschluss der Desinfektion keine Restdesinfektionskapazität mehr aufrecht erhalten werden kann. Die UV-Bestrahlungsanlage muss für die jeweilige Wasserbeschaffenheit ausgelegt werden.

Tabelle 3: Anwendungsbereiche und zu beachtende Randbedingungen für den Einsatz von Desinfektionsmitteln und -verfahren

Desinfektionsmittel/  -verfahren	Anwendungs -bereich	zulässige Zugabemenge	Höchstkonzen- trationen nach Aufbereitung	Nebenprodukte	DVGW-Merk- bzw. Arbeitsblätter
Chlor und Chlorverbin- dungen	- pH < 8 - Ammonium < 0,1 mg/l - DOC ≤ 2,5 mg/l 2)	- 1,2 mg/l Cl2 (6,0 mg/l Cl2) 1)	- max. 0,3 mg/l Cl2  - min. 0,1 mg/l Cl2 (6,0 mg/l Cl2) 1)	- THM und anderen chlororganischen Verbindungen - biologisch abbaubare Stoffe	W 203, W 295, W 296 und W 623
Chlordioxid	- gesamter pH-Bereich - DOC ≤ 2,5 mg/l 2)	- 0,4 mg/l ClO2	- max. 0,2 mg/l ClO2 - min. 0,05 mg/l ClO2	- Chlorit - biologisch abbaubare Stoffe	W 224 und W 624
Ozon	- gesamter pH     -Bereich	- 10 mg/l O3	- 0,05 mg/l O3	- Bromat - erhöhte Bildung biologisch abbaubarer Stoffe	W 225 und W 625
UV-Bestrahlung	- entsprechend Zulassung (Prüfzeugnis), - biologisch stabile Wässer	-	-	-	W 293 und W 294
Abkochen 3)	Notfallmaßnahme	-	-	-	-
1 - zulässig, wenn die Desinfektion nicht anders gesichert werden kann, oder wenn die Desinfektion zeitweise durch Ammonium beeinträchtigt wird 2 - Orientierungswert bedingt durch Grenzwerte für Nebenprodukte 3 - sprudelndes Kochen