Untersuchungen zur Aufbereitung huminstoffreicher Grundwässer zu Trinkwasser mittels Flockung und Kaliumpermanganatdosierung und anschließender Tiefenfiltration (engl.: Investigations into the treatment of groundwater rich in humic substances to produce drinking water by means of flocculation and potassium permanganate dosing and subsequent depth filtration)

Publikation: Hochschulschrift/AbschlussarbeitBachelorarbeit

Beitragende

  • Clara Zeh - (Autor:in)

Abstract

Huminstoffreiche Grundwässer führen zu einer Färbung von Trinkwasser. Die Trinkwasseraufbereitungstechnologien der Flockungsfiltration über Einschichtfilter und eine Zweischichtfiltration mit vorgeschalteter Oxidation durch einer Kaliumpermanganatdosierung sind gängige Aufbereitungstechnologien, welche sich potenziell zu einer nachhaltigen und kosteneffizienten Entfärbung eignen. Die Untersuchungen erfolgen im Rahmen der Ermittlung technischer Auslegungsparameter für die genannten Aufbereitungstechnologien. Diese Arbeit zeigt welche Leistungsgrenzen sich für die Filterlaufzeit der Einschichtfiltration mit vorgeschalteter FeCl3-Dosierung von 3,25 und 6,5 mg/l Fe ergeben und welchen Einfluss die Filtergeschwindigkeit auf die Differenzdruckentwicklung im Zweischichtfilter hat. Außerdem wurde untersucht ob sich gelöstes Kaliumpermanganat im Zweischichtfilter durch das Voraktivat Filterkohle H entfernen lässt.\n\nZur Ermittlung der maximalen Filterlaufzeit und der Differenzdruckentwicklung erfolgte eine kontinuierliche Trübungsmessung im Zu- und Ablauf der Filter, sowie eine kontinuierliche Druckmessung in 5 Höhen der Filter. Um die Entfernungsleistung von Filterkohle H zu erhalten, erfolgte die Analyse der Mangankonzentration im Zu- und Ablauf der Filtration über Filterkohle H in Laborversuchen.\n\nDie Filterlaufzeit der Flockungsfiltration verkürzte sich mit der Erhöhung der Flockungsmittel-Dosis von 71 h auf 23 h. Der Einsatz des Flockungshilfsmittels Praestol 2450 verlängerte die Filterlaufzeiten um 40 Stunden.\n\nDie Ergebnisse der Zweischichtfiltration deuten darauf hin, dass der Druckanstieg im Filter mit zunehmender Filtergeschwindigkeit schneller abläuft.\n\nFür die Entfernung von gelöstem Kaliumpermanganat zur Einhaltung des technischen Zielwertes von 0,01 mg/l scheint sich Filterkohle H zu eignen. Bei neuem Filtermaterial bilden sich jedoch Kolloide, welche nicht zurückgehalten werden können. Die Beladung mit Manganoxid erhöht die Entfernungsleistung von Filterkohle H für Mangan.

Groundwater rich in humic substances leads to the coloration of drinking water. The drinking water treatment technologies of flocculation filtration via single-layer filters and a two-layer filtration with an upstream oxidation using a potassium permanganate dosage are common treatment technologies that are potentially suitable for sustainable and cost-effective decolorization. The investigations are carried out as part of the determination of technical design parameters for the processing technologies mentioned. In this thesis it was investigated the performance limits for the filter run time of single-layer filtration with upstream FeCl3 dosage of 3.25 and 6.5 mg/l Fe and the influence of the filter speed on the differential pressure development in the two-layer filter. In addition, it was investigated whether dissolved potassium permanganate in the two-layer filter can be removed by the pre-activated filter carbon H.
To determine the maximum filter runtime and the differential pressure development, a continuous turbidity measurement was carried out in the inlet and outlet of the filter, as well as a continuous pressure measurement at 5 levels of the filter. The removal performance of filter carbon H was determined by analyzing the manganese concentration in the inlet and outlet of the filtration over filter carbon H in laboratory tests.
For flocculation filtration, the filter runtime shortened with the increase in the flocculant concentration from 71 hours to 23 hours. However, with the use of Praestol 2450 TR as a flocculant aid, the filter runtimes could be extended by 40 hours.
The results of the two-layer filtration indicate that the pressure increase in the filter is faster with increasing filter speed.
For the removal of dissolved potassium permanganate below the technical target value of 0.01 mg / l, filter carbon H seems to be appropriate. With new filter material, however, colloid formation occurs, which cannot be retained. Coating with manganese oxide increases the removal performance of filter carbon H for manganese.

Details

OriginalspracheDeutsch
QualifizierungsstufeBachelor of Science
Gradverleihende Hochschule
Betreuer:in / Berater:in
  • Lerch, André Paul, Prüfern:in
  • Plume, Stephan, Prüfern:in, Externe Person
  • Tas-Köhler, Sibel, Betreuer:in, Externe Person
Förderer
  • DVGW - Technologiezentrum Wasser
Datum der Verteidigung (Datum der Urkunde)27 Feb. 2020
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020
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Schlagworte

Forschungsprofillinien der TU Dresden

Fächergruppen, Lehr- und Forschungsbereiche, Fachgebiete nach Destatis

Schlagwörter

  • Entfärbung, Grundwasser, Filterlaufzeit, KMnO4-Entfernung, Filterkohle H, discoloration, groundwater, filter run time, KMnO4 removal, filter carbon H