www.energie-wasser-praxis.de energie | wasser-praxis 09 Wasser | Gewinnung Aufbereitung von Oberflächenwasser imHarz Wärmemarkt | Wasserstoff Dezentrale H2-Erzeugung für die kommunale Wärmeplanung Trinkwasser | Digitalisierung Chancen und Grenzen von Big-Data-Analysen in der Wasserversorgung 74. Jahrgang | September 2023 | ISSN 1436-6134 Nitratentfernung in der Trinkwasseraufbereitung Softwarelösungen für Netzbetreiber lovion.de Themen
Lovion 7 Vernetzte Prozesssteuerung über ioT / LoRaWAN Kundenportal und Installateurverwaltung Antragsportal für dezentrale Einspeiser / Ladesäulen Vermessungsworkflow nach GW 120/130 Zustandsorientierte Wartung und Instandhaltung Störungsmanagement nach BNetzA, FNN & DVGW Smart-Meter-Rollout für iMSys und mME Ferndiagnose per Smartphone Strategisches und operatives Asset Management Budgetierung, Planung und Controlling APP-Vermessung mit AR-Technologie Arbeitssteuerung und Disposition ERP-Integration für Aufträge, Materialien, Zeiten etc. Anwendungsbetrieb in der Cloud Schaltmanagement in der Niederspannung Betriebsführungstage 2023 26.09. - 28.09. in Aschaffenburg
energie | wasser-praxis 09/2023 www.energie-wasser-praxis.de energie | wasser-praxis 09 Wasser | Gewinnung Aufbereitung von Oberflächenwasser imHarz Wärmemarkt | Wasserstoff Dezentrale H2-Erzeugung für die kommunale Wärmeplanung Trinkwasser | Digitalisierung Chancen und Grenzen von Big-DataAnalysen in der Wasserversorgung 74. Jahrgang | September 2023 | ISSN 1436-6134 Nitratentfernung in der Trinkwasseraufbereitung
HYGROPHIL® F 5674 Spurenfeuchtemessung Seit vielen Jahren bewährt bei der Messung von Spurenfeuchte in H2-, Bio- und Erdgasapplikationen, Gaseinspeisung- und transport, Petrochemie, Raffinieren, LNG-Anlagen und Gasförderung (auch Offshore) – Neue, optimierte Auswerteeinheit – Einzigartiges faseroptisches Messprinzip mit Fabry-Pérot Interferometer – Wartungsarm und langzeitstabil – Mehrkanaltechnologie für bis zu 3 Sensoren – Spurenfeuchtemessung in Gasen und Flüssigkeiten – In-situ Messung bis zu 20 MPa möglich per Wechselarmatur – Erprobt in Wasserstoff-Applikationen (z.B. H2-Erzeugung und Einspeisung, H2-Erdgasgemische, CCR-Kreislaufgas) bartec.com BARTEC BENKE GmbH 21465 Reinbek Deutschland Telefon: +49 40 72703 0 sales-reinbek@bartec.com www.bartec.com
Wasserstoff ist eine wichtige Technologieoption imWärmesektor Liebe Leserinnen und Leser, mit der Ende Juli beschlossenen Fortschreibung zur Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) haben wir unseren Anspruch bekräftigt: Deutschland soll zur Wasserstoffrepublik und zum Leitmarkt für nachhaltige Wasserstofftechnologien werden und damit einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 mindestens zehn Gigawatt Elektrolysekapazität aufzubauen, die ausschließlich mit erneuerbarem Strom betrieben werden soll. Damit könnten wir ca. 30 bis 50 Prozent des deutschen Wasserstoffbedarfs von 95 bis 130 Terawattstunden im Jahr 2030 decken. Den Großteil des benötigten Wasserstoffs werden wir importieren müssen. Dafür sind internationale Partnerschaften und Kooperationen notwendig, die den Aufbau von Erzeugungs- und Lieferketten für nachhaltigen Wasserstoff fördern. Das Bundesforschungsministerium unterstützt aus diesem Grund zahlreiche Projekte in diesem Bereich, z. B. mit den Schlüsselregionen Australien oder Afrika. Zum einen werden dabei erste Wasserstoff-Lieferketten demonstriert und technische Fragestellungen angegangen mit dem Ziel, die Elektrolyse effizienter und wirtschaftlicher zu machen. Zum anderen fördern wir Machbarkeits- und Potenzialstudien und analysieren zudem wirtschaftliche Optionen und regulatorische Hemmnisse. Denn spätestens im Jahr 2030 soll klimafreundlicher Wasserstoff aus Übersee bei uns ankommen. Im Rahmen der NWS-Fortschreibung hat die Bundesregierung daher auch vereinbart, eine nationale Importstrategie zu erarbeiten, die die Anforderungen und Bedingungen für den Import von nachhaltigemWasserstoff festlegt. Eine zentrale Herausforderung ist es, den Wasserstoff vom Produzenten zum Verbraucher zu bringen. Dafür brauchen wir einen schnellen Ausbau unserer Wasserstoff-Infrastruktur. Dazu wollen wir bis 2027/2028 zunächst ein Wasserstoffstartnetz von über 1.800 km Länge allein in Deutschland aufbauen. Häufig können dabei bestehende Gasleitungen umgenutzt werden. Dies zeigen nicht zuletzt entsprechende Studien des DVGW. Bis 2032 soll ein Kernnetz von über 11.000 km alle großen Erzeugungs-, Import- und Speicherzentren mit den relevanten Abnehmern verbinden. Der Nationale Wasserstoffrat, als fachliches Beratungsgremium der Bundesregierung, hat in seiner Stellungnahme zur NWS-Fortschreibung auch zu Recht die große Bedeutung der Verteilnetze bei der Netzplanung betont. Auch hier müssen wir zügig in die Planung einsteigen. Ein ganz großer Teil der Verbraucher – privat wie gewerblich – werden über die Verteilnetze Zugang zu klimafreundlichem Wasserstoff bekommen müssen. Unklar ist dabei noch, wie groß der Wasserstoffbedarf in der dezentralen Wärmeerzeugung sein wird. Der Einsatz von Wasserstoff im Wärmesektor ist umstritten. Der Nationale Wasserstoffrat betont jedoch, dass auch Wasserstoff eine wichtige Technologieoption imWärmesektor ist. Für mich ist klar: Wir brauchen diese Option, denn sie bietet Chancen. Die bestehende Gasinfrastruktur hat bereits einen hohen Anteil an der Wärmeversorgung und ist flächendeckend vorhanden. Eine Umrüstung wäre in Gebieten mit geringem Sanierungspotenzial oder hohem Wärmebedarf in vergleichsweise überschaubarem Zeithorizont realisierbar. Ebenso können viele Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen schon jetzt mit Wasserstoffbeimischungen betrieben werden. Ich freue mich daher, dass es mittlerweile gelungen ist, das Wärmeplanungsgesetz und das Gebäudeenergiegesetz klug zu koppeln, sodass der Einsatz von klimafreundlichem Wasserstoff grundsätzlich möglich ist. Die Entwicklung einer leistungsfähigen und sicheren Wasserstoff-Infrastruktur ist eine große Herausforderung, aber auch eine enorme Chance für Deutschland. Ich bin überzeugt, dass wir mit der Fortschreibung der Nationalen Wasserstoffstrategie auf dem richtigenWeg sind, um diese Chance zu nutzen. Ihr Till Mansmann von: Till Mansmann MdB Innovationsbeauftragter „Grüner Wasserstoff“ im Bundesministerium für Bildung und Forschung 3 energie | wasser-praxis 09/2023 E D I T O R I A L
I N H A LT 0 9 / 2 0 2 3 3 | EDITORIAL 6 | NACHRICHTEN TECHNIK 14 | Oberflächenwasseraufbereitung im Harz – Fallstudie Clausthal-Zellerfeld • Dirk Schrader, Thomas Herberger, Christian Kiechle 20 | Nitratentfernung mit Umkehrosmose: vom Konzept zur Umsetzung • Björn Mattheß, Dr. Uwe Müller 25 | Dezentrale Erzeugung von Wasserstoff: eine Chance im Rahmen der kommunalen Wärmeplanung • Thomas Wencker ORGANISATION & MANAGEMENT 30 | Vision CO2-freie Trinkwasserproduktion: smartes Energiemanagement in Wasserwerken • Bernd Heinz, Friedrich Reh Titel Quelle: New Africa/stock.adobe.com 20 Umsetzung einer Umkehrosmose-Anlage zur Nitratentfernung 25 Dezentrale Wasserstofferzeugung für die kommunale Wärmeplanung 48 Zur zukünftigen Versorgungssicherheit mit Gas 20 Nitratentfernung in der Trinkwasseraufbereitung Ab Seite 20 25 48 34 | Zur Anpassung von Wasserpreismodellen vor dem Hintergrund aktueller Herausforderungen – Teil 2: Preismodellkomponenten als Anreiz- und Steuerungsinstrumente • Christoph Czichy, Siegfried Gendries, Prof. Dr. Mark Oelmann INTERVIEW 44 | „ Es wird in Zukunft eine Koexistenz von heimisch erzeugtem und importiertem Wasserstoff geben!“ Die Redaktion im Gespräch mit Dr. Geert Tjarks, Leiter Geschäftsfeldentwicklung Wasserstoff bei der EWE Gasspeicher GmbH 48 | Versorgungssicherheit Gas – heute und morgen • Björn Munko FORSCHUNG & ENTWICKLUNG 54 | Chancen und Grenzen von Big-Data-Analysen in der Wasserversorgung • Kristina Wencki, Dr. Christine Kübeck, Marcel Juschak, Detlef Schumacher, Roland Schindler, Katharina Greven, Martin Paraknewitz, Michael Fech, Dr. Axel Bergmann, Harald Tarnowski 60 | Wie kann die gemeinsame Bewirtschaftung von Grundwasservorkommen durch Land- und Wasserwirtschaft gelingen? • Thomas Riedel, Ursula Karges, Thomas Ball, Sebastian Sturm 4 energie | wasser-praxis 09/2023
Beilagenhinweis: Einem Teil dieser Ausgabe liegt eine Beilage der MEORGA GmbH bei. Dieser Ausgabe ist Teil II des Wasserstoff-Dossiers beigelegt. 66 | Entschwefelung im Fokus – Einsatz von Filtermaterialien aus der Enteisenung/Entmanganung als Gasreinigungsmasse auf Biogas- und Kläranlagen • Pia Lipp, Matthias Schwotzer, Robert Manig, Christoph Birkner TECHNISCHE REGELN & NORMEN 74 | Ausarbeitung eines DVGW-Arbeitsblattes zum physischen Schutz von gastechnischen Infrastrukturen • Hiltrud Schülken 74 | Ankündigung zur Fortschreibung des DVGW-Regelwerks 74 | Fortschreibung des DVGW-Regelwerks DVGW AKTUELL 76 | Mit fachlichen und personellen Informationen und Nachrichten aus der Vereinsarbeit sowie Terminen und Veranstaltungen VERANSTALTUNGEN 88 | DVGW-Veranstaltungsvorschau für September und Oktober 2023 ARBEITS | WELTEN 90 | Wir machen was mit Trinkwasser BILDUNGS | WELTEN 92 | Meisterinnen und Meister von morgen: das DVGW-Mentoringprogramm im technisch-gewerblichen Bereich PRAXIS & PRODUKTE 94 | Brunnenregenerierung in den Alpen: Druckwellenimpuls-Verfahren auf 1.327 m Höhe eingesetzt SERVICE 98 | Stellenmarkt 101 | Rohrleitungsbauunternehmen 102 | Bezugsquellen 106 | Impressum energie | wasser-praxis 09/2023 www.agru.at @agruworld Wir beraten Sie gerne info@frank-gmbh.de T. +49 6105 4085-0 www.frank-gmbh.de AGRULINE PE 100-RC Rohrsystem für höchste Betriebssicherheit • Höhere Rissbeständigkeit im Vergleich zu PE 100 • Sandbettfreie, wirtschaftliche Verlegung • Sichere Schweißverbindungen • Einsetzbar für Versorgung, Entsorgung und Industrie ®
VERANSTALTUNGSTIPPS GW 120: 19. September 2023, online GW 130: 20. September 2023, online Digitale Netzdokumentation Die Veranstaltungsreihe bildet die einheitlichen Standards für Versorgungsunternehmen zur Erstellung einer qualitativen digitalen Netzdokumentation ab. Neben der inhaltlichen Darstellung der Merkblätter erfahren Sie alles rund umMethoden und Werkzeuge sowie zu Strategien der Qualitätssicherung. www.dvgw-kongress.de/ digitale-netzdokumentation 26.–28. September 2023, online Crashkurs: WasserstoffExpertise in 3 Tagen Dieser Crashkurs gibt Ihnen die Möglichkeit, alle Aspekte von Wasserstoff entlang des roten Fadens der Wertschöpfungskette kennenzulernen und nachzuvollziehen. Viele Expert:innen, insbesondere von Energieversorgern und Netzbetreibern, blicken gemeinsam mit Ihnen auf die WasserstoffPotenziale und geben Einblick in ihre Erfahrungen sowie in politische, rechtliche Rahmenbedingungen und Förder- und Finanzierungsmöglichkeiten. www.dvgw-kongress.de/crashkurs-wasserstoff 15. November 2023, online H2-Sicherheit Wasserstoff ist „zündfreudig“ und flößt Respekt ein – dabei ist sein Einsatz genauso sicher wie der von Öl oder Erdgas. Kenntnisse der sicherheitsrelevanten Faktoren rund um die Anwendung des gasförmigen Elementes helfen bei der Gefahrenvorbeugung. Lernen Sie in diesem Seminar die physikalischen Eigenschaften von Wasserstoff kennen, das Materialverhalten bei seinem Einsatz und die damit einhergehenden Gefahrenquellen. www.dvgw-kongress.de/h2-sicherheit Fachleute am TZW entwickeln StoryMap zur aktuellen TFA-Lage in Deutschland Der Umweltchemikalie Trifluoracetat interaktiv auf der Spur Quelle: Bru-nO/pixabay.com Die Karte und die StoryMap sind Ergebnisse des Projekts „Trifluoracetat (TFA): Grundlagen für eine effektive Minimierung schaffen – Räumliche Analyse der Eintragspfade in den Wasserkreislauf“, das vom TZW und dem IWW Zentrum Wasser im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) realisiert und kürzlich abgeschlossen wurde. +INFORMATIONS-PLUS Mehr Informationen sowie StoryMap und interaktive Karte erhalten Sie unter: tzw.de/blog-details/detail/der- umweltchemikalie-tfa-interaktiv-auf-der-spur F Die Umweltchemikalie Trifluoracetat (TFA) ist ein Abbauprodukt verschiedener Stoffe, z. B. aus Kälte- oder Pflanzenschutzmitteln. In Fließgewässern entstehen durch Abwasserleitungen von Industrieanlagen, die bestimmte Fluorchemikalien herstellen oder verwenden, teils hohe Belastungen. Zudem sorgt eine Vielzahl von Pestiziden, die TFA-Vorläufersubstanzen enthalten, für eine flächendeckende Belastung von Grund- und Oberflächenwasserkörpern. Da TFA in der Umwelt nicht abgebaut wird, ist es sehr persistent und reichert sich im Wasserkreislauf an. Auf technischem Wege ist es auch in der Trinkwasseraufbereitung kaum entfernbar. Trotz seiner toxikologischen Unauffälligkeit stellt TFA daher eine Herausforderung für den Ressourcen- und Gewässerschutz dar. Fachleute am TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) haben nun eine StoryMap zum Thema Trifluoracetat entwickelt, die einen verständlichen Einstieg in das komplexe Thema bietet und die aktuelle TFA-Lage in Deutschland zusammenfasst. Auf Grundlage von Daten aus Monitoring-Programmen von 13 Bundesländern und einiger Wasserversorgungsunternehmen ist zusätzliche eine interaktive TFA-Karte entstanden. So ist es jetzt möglich, sich einen Überblick über die Quellen und Belastungen durch Trifluoracetat zu verschaffen und einzelne Regionen gezielt in den Fokus zu nehmen. 6 energie | wasser-praxis 09/2023 N A C H R I C H T E N
Bei 125 Litern … ZAHL DES MONATS … lag der durchschnittliche Trinkwassergebrauch pro Person und Tag nach Angaben des BDEW im vergangenen Jahr. Das ist etwas weniger als in den Vorjahren, in denen heiße Sommer und gestiegene Hygienebedürfnisse aufgrund der Corona-Pandemie zu einem Gebrauch von durchschnittlich bis zu 129 Litern pro Kopf und Tag (Jahr 2020) geführt hatten. Seit 1990 ist der Trinkwassergebrauch in Deutschland um 15 Prozent zurückgegangen. Damals lag er noch bei durchschnittlich 147 Litern pro Person und Tag. An heißen Sommertagen kann die Trinkwassernachfrage jedoch deutlich höher liegen. Bei großer Hitze steigt der Bedarf der Haushalte um bis zu 60 Prozent an. Die Menschen bewässern ihren Garten, duschen häufiger und immer mehr Haushalte besitzen Pools, die mit mehreren Tausend Litern Wasser befüllt werden. So umfasst ein durchschnittlicher Aufstellpool von 3,66 Metern Durchmesser ein Volumen von 6.500 Litern. Dies entspricht mehr als dem 52-fachen Tagesbedarf einer Person. „Der Klimawandel schreitet voran und seine Folgen machen sich immer deutlicher bemerkbar. Dies ist auch eine Herausforderung für die Wasserversorgung“, sagt Martin Weyand, BDEW-Hauptgeschäftsführer Wasser/Abwasser. „Zwar haben wir in Deutschland grundsätzlich ausreichend Wasserressourcen, um den menschlichen Bedarf mit Trinkwasser zu decken, aber wir müssen uns besser an die Folgen des Klimawandels anpassen. Um die Trinkwasserversorgung auch in Zukunft flächendeckend zu gewährleisten, muss in einigen Regionen die Infrastruktur gestärkt und ausgebaut werden.“ Unregelmäßigkeiten digital melden: Portal im Web hat jetzt auch Gas und Wasser im Portfolio F Das Online-Portal Störungsauskunft.de für Stromausfälle und Störungen der Straßenbeleuchtung erfasst mit neuen Modulen jetzt auch Unregelmäßigkeiten bei der Gas- undWasserversorgung. Bürgerinnen und Bürger können seit Mitte August 2023 auch Störungen in der Gas- und Wasserversorgung melden und sich deutschlandweit darüber informieren. Dies geht aus einer Mitteilung der EON-Konzerngesellschaft Westenergie Netzservice GmbH hervor, die das Portal betreibt. Die Plattform stellt zudem Tipps zum Verhalten bei Störungen bereit, beispielsweise bei Gasgeruch oder verfärbtem Wasser. Das Portal Störungsauskunft.de gibt es seit 2018. Es war zunächst für die Meldung von Stromausfällen vorgesehen. Im deutschen Stromnetzgeschäft hat es sich seitdem zu einer festen Größe entwickelt: Durchschnittlich besuchen täglich mehr als 5.000 Menschen das Portal. Die Netzbetreiber, die an Störungsauskunft.de angeschlossen sind, decken mehr als 80 Prozent der Fläche Deutschlands ab. Erst zu Beginn dieses Jahres war Störungsauskunft.de um die Möglichkeit erweitert worden, Ausfälle bei Straßenlaternen anzuzeigen. Nicht funktionierende Leuchten können gemeldet werden und es gibt einen kartenbasierten Überblick über aktuelle Beeinträchtigungen. „Die Nutzungszahlen von Störungsauskunft.de zeigen, dass wir mit diesem Angebot genau richtig liegen“, betonte Daniel Felbier, Leiter von Störungsauskunft.de bei Westenergie Netzservice. Gleichzeitig kündigte er an, das Portal stetig weiterzuentwickeln. +INFORMATIONS-PLUS Weitere Informationen zum Portal gibt es unter https://störungsauskunft.de/. Quelle: www.störungsauskunft.de 7 energie | wasser-praxis 09/2023
Dükerbau in Wallersheim und Niederwerth startet in Kürze Neue Wasserleitung unter dem Rhein schafft Sicherheit und spart Kosten Quelle: Sascha Ditscher/evm FAuf beiden Seiten des Rheins laufen derzeit die Vorarbeiten für ein besonderes Bauprojekt: Die Energieversorgung Mittelrhein (evm) will den Fluss mit einemRohrsystem vonWallersheim aus Richtung Niederwerth unterqueren. Im September soll eine spezielle Tunnelbohrmaschine in die rund 10 m tiefe Startgrube herabgelassen werden und sich Meter um Meter unter dem Rheinbett ihren Weg bahnen. Dadurch schafft sie Platz für eine neue Wasserleitung und diverse Leerrohre. Mit diesem Großprojekt wollen die Vereinigten Wasserwerke Mittelrhein (VWM) als Auftraggeber die Sicherheit der Trinkwasserversorgung in der Verbandsgemeinde Vallendar erhöhen. Einen hohen einstelligen Millionenbetrag investiert die VWM in dieses Projekt, von dem die Bürgerinnen und Bürger profitieren. „Bislang wurde das Trinkwasser für die Verbandsgemeinde von Ehrenbreitstein über den Hochbehälter Niederberg auf 217 m hochgepumpt und dann nach Vallendar wieder heruntergeführt. Durch den Bau der neuen Druckleitung können wir letztlich nicht nur die Versorgungssicherheit erhöhen, sondern gleichzeitig auch die Energiekosten in nennenswertem Umfang senken“, stellt evm-Sprecher Marcelo Peerenboom fest. Bevor der Rohrvortrieb starten kann, heben die Mitarbeiter des beauftragten Tiefbauunternehmens zunächst die Start- und Zielgruben aus. Um die notwendige Stabilität des Schachtbauwerks zu gewährleisten, wird ein Ring aus Stahlrohren in die Tiefe gebohrt und mit Beton gefüllt. So entsteht ein stabiler Kranz, der den äußeren Ring der Baugrube bildet. Ist die Grube ausgehoben, kann die unterirdische Baustelle eingerichtet und später das Vortriebsbohrgerät in die Tiefe herabgelassen werden. Insgesamt 420 m sind bis zum Niederwerther Ufer zu überwinden. Die Vortriebsrohre befinden sich im Bereich von 7,5 und 9,5 m unter der Gewässersohle des Rheins. Im unterirdischen Düker soll nicht nur das Wasserrohr mit seinen 45 cm Durchmesser Platz finden, sondern auch Leerrohre für die Kevag Telekom und andere Nutzer, die mit ihren Leitungen ebenfalls den Rhein überwinden möchten. Mit diesem Dükerbau ist es aber nicht getan: Von Niederwerth aus wird im kommenden Jahr eine weitere Flussunterquerung entstehen, um das Vallendarer Ufer erreichen zu können. Auch hierfür haben die Vorarbeiten bereits begonnen. Mit einem Abschluss ist im Herbst 2024 zu rechnen. Zielpunkt des Dükers auf Niederwerth INES analysiert Gas-Infrastruktur-Optionen: LNG-Terminals elementar für die Versorgungssicherheit F Im Rahmen der Veröffentlichung des August-Updates zu den verbandseigenen Gas-Szenarien für den kommenden Winter 2023/2024 hat die Initiative Energien Speichern e. V. (INES) eine Analyse zu Infrastruktur-Optionen zur Wiederherstellung der Gasversorgungssicherheit vorgestellt. Dabei zeigte sich, dass ein Handlungsbedarf noch bis zum Winter 2026/27 besteht und mittelfristig neben weiteren LNG-Terminals auch andere Infrastrukturen helfen können. Dabei bestätigt das August-Update der INES im Grundsatz die bisherigen Erkenntnisse: Während sich die Speicherfüllstände wie erwartet positiv entwickeln und die Gasspeicher in Deutschland mittlerweile einen Füllstand von rund 90 Prozent aufweisen, bleibe die Gefahr einer Gasmangellage imWinter nach Ansicht der INES weiterhin bestehen. Selbst wenn die Gasspeicher erneut vollständig vor dem Winter befüllt werden, könne die Gasnachfrage bei extrem kalten Temperaturen und aktuellemVerbrauchsverhalten vermutlich nicht vollständig gedeckt werden, heißt es im August-Update. 8 energie | wasser-praxis 09/2023 N A C H R I C H T E N
Neuer Steuerungskreis zur Normungsroadmap Wasserstofftechnologien Wichtiger Meilenstein für die Wasserstoffnormung in Deutschland F Zur strategischen Begleitung der Arbeiten an der Normungsroadmap Wasserstofftechnologien haben Vertreterinnen und Vertreter aus Wirtschaft, Politik, Wissenschaft und der Zivilgesellschaft einen Steuerungskreis initiiert. Ziel ist es, den Ausbau vonWasserstofftechnologien in Deutschland durch eine abgestimmte Vorgehensweise für die technische Regelsetzung zu beschleunigen. Auf dem Weg zu einer klimaneutralen Wirtschaft und Gesellschaft spielt Wasserstoff als Energieträger, -speicher und Element der Sektorenkopplung eine zentrale Rolle. Normen und Standards schaffen Vertrauen für den Einsatz von Wasserstofftechnologien, erhöhen die Investitionssicherheit und tragen zur Interoperabilität bei. Mit der NormungsroadmapWasserstofftechnologien möchten das Deutsche Institut für Normung e. V. (DIN), die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (DKE), der DVGW, der Verein für die Normung und Weiterentwicklung des Bahnwesens e. V. (NWB), der Verband der Automobilindustrie (VDA), der Verein Deutscher Ingenieure e. V. (VDI) sowie der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA) einen strategischen Fahrplan für die zukünftige Wasserstoffnormung erarbeiten und damit den Ausbau der Wasserstoffwirtschaft und einer -qualitätsinfrastruktur unterstützen. Mit der Gründung des 26-köpfigen Steuerungskreises wurde nun ein wichtiger Schritt getan. Der Steuerungskreis hat die Aufgabe, die Normungsroadmap beratend zu unterstützen und dabei insbesondere Sicherheits- und Qualitätsaspekte sowie den Umwelt- und Verbraucherschutz zu berücksichtigen. Er wird dabei die inhaltliche wie auch strategische Ausrichtung des Projekts vornehmen, Impulse für die Arbeiten in den Arbeitsgruppen setzen sowie priorisierte Normungs- und Standardisierungsprojekte empfehlen. Dr. Kirsten Westphal, Leiterin des Steuerungskreises, sagte anlässlich der Gründung des Steuerungskreises: „Bei Klimaschutzlösungen müssen wir in Deutschland und weltweit schneller werden. Die Roadmap wird dabei helfen, Bedarfe zu identifizieren und konkrete Umsetzungsprojekte im Bereich der technischen Regelsetzung von Wasserstofftechnologien direkt zu initiieren. Gemeinsam mit allen Stakeholdergruppen werden so technisch sichere und qualitativ hochwertige Wasserstofflösungen unterstützt.“ Die Roadmap wird in einem offenen und transparenten Prozess in insgesamt 39 Arbeitsgruppen erarbeitet. Alle Interessierten können sich daran beteiligen. Eine erste Version der Roadmap soll im Sommer 2024 veröffentlicht werden. Konkrete Umsetzungsprojekte werden jedoch schon vorher angestoßen, um erste Bedarfe frühzeitig anzugehen. Mehr über das Projekt sowie zu den beteiligten Projektpartnern sind auf der untenstehenden Projektwebsite zu finden. www.normungsroadmap-h2.de www.leitungs-check-online.de Bau doch, aber sicher! Besuchen Sie uns auf der Halle 3.2b | Stand D3.025 Leico kommt! Aus dem infrest Leitungs- auskunftsportal wird Leico – Leitungs-check-online. Am 10. Oktober 2023 erfolgt der umfassende Online-Relaunch. Mit Leico geht das größte und umfangreichste Auskunftsportal zur Einholung von Leitungsaus- künften in Deutschland mit neuer Marke und neuem Design an den Start. Leico bietet: Mehr als 90% (> 16.500) aller Infrastruktur- betreiber in qualitätsgesicherter Datenbank Neue Features und Funktionen wie ALKIS-Daten und Luftbildintegration Anbindung mit direkter Auskunftsschnittstelle bundesweit aktiver Breitband- und Kabelnetzbetreiber Vielfältige kostenlose Services Vier differenzierte Produktangebote von der kostenfreien Betreiberauskunft bis zur Bereitstellung der digitalen Bauakte powered by energie | wasser-praxis 09/2023
Ziel von 90 Prozent Füllstand vorzeitig erreicht EU-Gasmarkt: stabilere Lage dank gut gefüllter Gasspeicher F Die EU hat das Gasspeicherziel von 90 Prozent vorzeitig erreicht. Laut Daten der europäischen Transparenzplattform AGSI+ vom 21. August 2023 lag der Speicherstand der europäischen Anlagen bei 91,05 Prozent und damit bereits über der Vorgabe von 90 Prozent für den 1. November dieses Jahres. EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen und die für Energie zuständige Kommissarin Kadri Simson begrüßten das vorzeitige Erreichen dieses Ziels. Die gefüllten Speicher werden Europa helfen, in diesemWinter sicher zu sein, so von der Leyen. Auch Simson sieht die EU damit gut vorbereitet: „Das wird dazu beitragen, die Märkte in den kommenden Monaten weiter zu stabilisieren.“ Schon jetzt befinde sich der EU-Energiemarkt in einer wesentlich stabileren Lage als zum gleichen Zeitpunkt im vergangenen Jahr, so Simson. Aggregiert sind aktuell in den europäischen Erdgasspeichern knapp 1.035 Terawattstunden (TWh) Erdgas eingelagert – Tendenz steigend, da in Summe weiter eingespeichert wird. Diese komfortable Lage in Sachen Befüllungsgrad sei durch ein ganzes Bündel an Maßnahmen möglich geworden, hieß es von der EU-Kommission weiter. Dazu gehört u. a. die Verordnung zur Senkung der Gasnachfrage im August 2022, die nochmal um ein weiteres Jahr verlängert wurde. Diese hat laut Kommission bis Mai 2023 zu einem Rückgang des europaweiten Gasverbrauchs um 18 Prozent geführt. Außerdem haben der Ausbau der LNG-Infrastruktur in Europa und die Einrichtung der EU-Energieplattform „AggregateEU“ zur gemeinsamen Beschaffung von Gas weitere signifikante Beiträge zum Füllstand geleistet. „Die Plattform zeigt, dass wir einen erheblichen Mehrwert haben können, indem wir unsere Kräfte und Nachfrage bündeln und zusammenarbeiten, um eine stabile und erschwingliche Gasversorgung des EU-Marktes zu gewährleisten“, kommentierte der EU-Vize-Kommissionspräsident Maros Sefcovic. Auch die deutschen Speicher sind bei der Befüllung auf einem guten Weg: Bei ihnen lag der Füllstand laut Daten der AGSI+ bei 92,74 Prozent am 21. August 2023. Quelle: VNG AG Gasspeicher der VNG AG in Bad Lauchstädt Besuchen Sie uns online: shop.wvgw.de 10 energie | wasser-praxis 09/2023 N A C H R I C H T E N
Wärmeplanungsgesetz: DVGW-Präsident Jörg Höhler fordert gleiches Recht für alle Netze F Das Bundeskabinett hat am 16. August 2023 den Gesetzentwurf für das Wärmeplanungsgesetz (WPG) verabschiedet. DasWPG sieht vor, dass alle rund 11.000 Kommunen in Deutschland spätestens Mitte 2028 eine Wärmeplanung vorlegen müssen, damit Bürgerinnen und Bürger sowie Gewerbetreibende wissen, mit welchem Energieträger und welcher Versorgung sie lokal rechnen können. Mit einer systematischen Wärmeplanung sollen die Kommunen in die Lage versetzt werden, auf lokaler Ebene gesellschaftlich und wirtschaftlich tragfähige Transformationspfade zur Treibhausgasneutralen Wärmeversorgung zu entwickeln und zu beschreiten. Nach Ansicht von DVGW-Präsident Jörg Höhler bedeutet die vomBundeskabinett beschlossene Fassung des Wärmeplanungsgesetzes eine deutliche Verbesserung gegenüber dem ersten Entwurf: „Gut ist, dass die Bundesregierung Wasserstoffnetzen und grünen Gasen eine hohe Bedeutung für dieWärmeplanung zuweist. Richtig ist auch, dass entgegen dem ersten Gesetzentwurf die Energieinfrastrukturbetreiber nun frühzeitig und fortlaufend eingebunden werden sollen.“ Unakzeptabel, so Höhler, sei allerdings die strukturelle Benachteiligung sowohl vonWasserstoffnetzen als auch grünen Gasen selbst, wie Wasserstoff und Biomethan, gegenüber Strom- und Wärmenetzen. Diese gelte es umgehend zu beseitigen. Aus diesem Grund müssten die Gasnetzgebietstransformationspläne gleichberechtigt neben jenen für Wärmenetze verankert werden. Höhler richtete zudem die Forderung an die Politik, weitere Aspekte des Gesetzes zu verändern: „Im nun folgenden parlamentarischen Prozess erwarten wir eine Kurskorrektur dahingehend, dass die strukturellen Benachteiligungen für Wasserstoffnetze und grüne Gase aufgehoben werden. Klar ist: Nur wenn sich die Infrastrukturen für eine strom- und gasbasierte Versorgung ergänzen, kann die Wärmewende in den knapp 11.000 Gemeinden in Deutschland gelingen.“ Kerstin Andreae, Vorsitzende der Hauptgeschäftsführung des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW), äußerte neben Lob ebenfalls Kritik am WPG: „Kritisch sehen wir, dass im Referentenentwurf weiterhin der Einsatz von Biomasse begrenzt wird. In Wärmenetzen mit einer Länge von 20 bis 50 Kilometern auf maximal 25 Prozent und darüber hinaus auf maximal 15 Prozent.“ Regional verfügbare Biomasse könne in vielen Gebieten eine wichtige Rolle für die Wärmeplanung spielen. Gerade in bestimmten ländlichen Gebieten biete sich ein Einsatz der verschiedenen Formen der Biomasse an, so Andreae weiter. Zudem sollte die Dekarbonisierung der Wärmenetze stärker vom Staat gefördert werden, beispielsweise über einer Erhöhung der Fördermittel im Bundesförderung effiziente Wärmenetze (BEW). Die für das Jahr 2024 geplanten 800 Mio. Euro reichten bei weitem nicht aus. 21. Deutscher Schlauchlinertag und 12. Deutscher Reparaturtag in Düsseldorf F Am 19. und 20. September 2023 finden der 21. Deutsche Schlauchlinertag und der 12. Deutsche Reparaturtag im CCD Congress Center Düsseldorf statt. Auf die Teilnehmenden warten dabei nicht nur vielfältige Vorträge und aktuelle Informationen über die Entwicklungen in der Branche, sondern auch Möglichkeiten des intensiven Netzwerkens. Während am ersten Veranstaltungstag die Entwicklung des Schlauchlinings im Fokus steht, geht es am Folgetag um die Reparatur im Spiegel der Nachhaltigkeit. „Wir wollen alle relevanten Aspekte einer in Richtung Qualität, Ganzheitlichkeit und Nachhaltigkeit orientierten Kanalsanierung aufgreifen und gemeinsam darüber diskutieren, obesnochEntwicklungspotenzial beim Schlauchliner und den Reparaturverfahren gibt“, sagt Dr.-Ing. Igor Borovsky, Vorsitzender der Technischen Akademie Hannover e. V. (TAH) und Geschäftsführer des Verbandes zertifizierter Sanierungs-Berater für Entwässerungssysteme e. V. (VSB). Wie in den Vorjahren, werden beide Veranstaltungen von begleitenden Fachausstellungen flankiert. Und auch bekannte Bausteine wie ein Einsteigerforum oder die moderierten Außenvorführungen werden nicht fehlen. Ausführliche Informationen zum Programm und zu den Anmeldemöglichkeiten sind zu finden unter www.schlauchliner.de und www.reparaturtag.de. 11 energie | wasser-praxis 09/2023
Marktbefragung zum Umgang mit Regenwasser in D-A-CH Regenwasser als Schlüsselelement der Zukunft F Im Juni 2023 hat die Mall GmbH die Ergebnisse ihrer aktuellen Marktbefragung „Umgang mit Regenwasser“ vorgestellt, für die die Antworten von über 6.000 Teilnehmenden aus Architektur- und Ingenieurbüros, Handwerk, Behörden, Hochschulen und dem Baustofffachhandel ausgewertet wurden. Ziel war es, herauszufinden, wie Branchenvertreter aus Deutschland, Österreich und der Schweiz die Zukunftschancen der Regenwasserbewirtschaftung einschätzen und wie sich diese Einschätzungen seit der letzten Umfrage 2020 verändert haben. Die Ergebnisse zeigen eindrucksvoll, dass das Umdenken in der Branche voranschreitet: 77 Prozent der Befragten sehen die dezentrale Regenwasserbewirtschaftung positiv und bestätigen so den seit zwei Jahrzehnten stattfindenden Paradigmenwechsel imUmgang mit Regenwasser. Mit 99 Prozent erwarten fast alle Teilnehmenden der Umfrage auch eine steigende oder zumindest gleichbleibende Nachfrage bei den Maßnahmen der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung. Unter dem Eindruck länger werdender Trockenphasen und heftigerer Starkregenereignisse ist die Regenwassernutzung zum Topthema der Zukunft geworden, dicht gefolgt vomThema Starkregen. Dass es auch für die Qualität des Stadtklimas förderlich ist, wenn Regenwasser vor Ort bewirtschaftet und nicht im Kanal abgeleitet wird, sehenmittlerweile 62 Prozent als Chance. Bei der Befragung 2020 waren es noch 50 Prozent, 2015 sogar nur 26 Prozent. Auch hier zeigt sich, dass ein Umdenken im Umgang mit Regenwasser stattfindet und das Prinzip der Sponge City in der Branche angekommen ist. 57 Prozent der Teilnehmer halten Beton bei Anlagen zur Regenwasserbewirtschaftung für das im Vergleich zu Kunststoff geeignetere Material. Beton punktet vor allem durch Stabilität, Langlebigkeit und ökologische Vorteile. +INFORMATIONS-PLUS Die Ergebnisse der Marktbefragung sind online abrufbar unter www.mall.info/produkte/regenwasserbewirtschaftung/ umfragen-regenwasser/. Bundeswirtschaftsministerium rechnet mit moderaten Gaspreisen F Das von Robert Habeck geführte Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geht von einem Rückgang der Gaspreise in den kommenden Jahren aus. Dies geht aus einer im August erfolgten Antwort auf eine Kleine Anfrage der Unionsfraktion im Bundestag hervor, über die das Portal WELT zuerst berichtete. Zwar verweist das Bundeswirtschaftsministerium in seiner Antwort darauf, dass Energiepreisprognosen „mit großer Unsicherheit behaftet“ seien; die Wirtschaftlichkeitsberechnungen im Rahmen des Heizungsgesetzes beruhten jedoch „auf umfangreichen Modellierungen des Energiesystems und beziehen mögliche Entwicklungen von CO₂- Preisen sowie Netzentgelte und sonstige Abgaben und Umlagen mit ein.“ Statt eines weiteren Anstiegs der Gaspreise wird zunächst ein weiterer Rückgang erwartet. Von 18,85 Cent pro Kilowattstunde (kWh) im Jahr 2022 soll der Erdgaspreis zunächst bis 2024 wieder auf 12,07 Cent sinken. In den Folgejahren bis 2030 erwartet das BMWK dann zwar leicht steigende Preise, die jedoch weiter unterhalb von 13 Cent pro kWh liegen sollen. Selbst 2035 rechnen Habecks Experten mit einem Preis von 14,4 Cent pro kWh und ergo mit einem geringeren Preis als 2022 und 2023. Auch die Aussage, dass durch den kontinuierlichen Ausbau der erneuerbaren Energieträger in den kommenden Jahren mit deutlich sinkenden Strompreisen zu rechnen sei, spiegelt sich in den Prognosen der Bundesregierung nicht wider. Für einen Wärmepumpentarif müsse man im vergangenen und in diesem Jahr durchschnittlich 33,55 Cent pro Kilowattstunde bezahlen, heißt es in der Antwort von Habecks Ministerium. 2024 soll der Preis dann zwar auf 30 Cent/kWh fallen, aber bis 2035 auch wieder auf 31,53 Cent/kWh steigen. Damit würde der Strompreis für Wärmepumpen in zwölf Jahren nur um zwei Cent sinken. 12 energie | wasser-praxis 09/2023 N A C H R I C H T E N
Emissionsfreier Stadtbusverkehr in Bayreuth Stadtwerke Bayreuth testen weiteren Wasserstoffbus F Kurz nachdem der erste Wasserstoffbus zu Testzwecken in der Stadt seine Runden gedreht hat, ist der nächste Wasserstoff-betriebene Bus in Bayreuth unterwegs – Hersteller des Fahrzeugs ist das polnische Unternehmen Solaris. „Ausgiebige Tests sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Strategiefindung, welcher Energieträger für unsere Busse in Zukunft am besten ist“, erklärt Michael Steinmetz, Leiter des Bayreuther Stadtbusverkehrs bei den Stadtwerken Bayreuth. Zur Wahl stehen Fahrzeuge, die in einer Brennstoffzelle mithilfe von Wasserstoff Strom herstellen, und batterieelektrisch betriebene Busse. Derzeit spreche vieles dafür, dass es auf Wasserstoffbusse hinauslaufen wird. Einen Vorteil von Wasserstoffbussen beschreibt Jürgen Bayer, Geschäftsführer der Stadtwerke Bayreuth: „Wir könnten den grünen Wasserstoff selbst herstellen: Der Strom soll aus einer großen Fotovoltaikanlage stammen, die wir derzeit planen und eine Leistung von 17 Megawatt hat. Der notwendige Elektrolyseur, der mithilfe von Strom Wasserstoff aus Wasser erzeugt, sollte idealerweise auf dem Gelände unseres Busdepots in der Eduard-Bayerlein-Straße stehen. Dann könnten wir mit dessen Abwärme auch unseren geplanten Neubau beheizen, der ebenfalls auf diesem Gelände entstehen wird. Dadurch würden wir die Wertschöpfung komplett in unserer Region halten.“ Perspektivisch sollen rund 65 Busse der Stadtwerke Bayreuth und deren Partnerunternehmen auf emissionsfreie Antriebe umgestellt werden. Im Jahr 2038 soll die Umstellung der Stadtwerke-Flotte abgeschlossen sein, wodurch das Unternehmen dann im Vergleich zu heute jedes Jahr rund 1.000 t CO2 einsparen wird. Bereits im Jahr 2030 werden nach den Plänen des Unternehmens knapp 500 t CO2 pro Jahr weniger von den Stadtbussen ausgestoßen. Von den Plänen überzeugt zeigt sich Oberbürgermeister Thomas Ebersberger, der auch Aufsichtsratsvorsitzender der Stadtwerke ist: „Wir wollen in Bayreuth bis 2040 klimaneutral sein und da spielt unser Stadtbusverkehr eine gewichtige Rolle. Die Stadtwerke sind daher auf dem richtigenWeg, sich frühzeitig in aller Tiefe mit der Zukunft der Antriebstechnologie auseinanderzusetzen. In jedemFall wird es schon bald losgehen: Die ersten emissionsfreien Busse sollen im Jahr 2025 bestellt werden“, sagt Ebersberger. Quelle: Stadtwerke Bayreuth Michael Steinmetz (links) und Bayreuths Oberbürgermeister Thomas Ebersberger vor einem neuen Wasserstoffbus Gemischtes Doppel Lesen Sie die DVGW energie | wasser-praxis nicht nur in gedruckter Form, sondern auch digital! Egal, ob auf dem heimischen Bildschirm oder unterwegs via Tablet und Smartphone: Abonnenten und DVGW-Mitglieder können kostenlos auf das E-Paper zugreifen. Weitere Informationen und Anmeldemöglichkeiten finden Sie unter epaper.energie-wasser-praxis.de! Die führende Fachzeitschrift der deutschen Energie- und Wasserbranche + immer als E-Paper mit dabei. energie | wasser-praxis Lesen Sie die DVGW energie | w Egal, ob auf dem heimischen B ten und DVGW-Mitglieder könn und Anmeldemöglichkeiten find Die führende Fachzeitsch Les n Sie di DVGW en Egal, ob auf dem heim ten und DVGW-Mitglie un Anmeldemöglichk Die führende Fa Gemischtes Doppel Lesen Sie die DVGW energie | wasser-praxis nicht nu in gedruckter Form, sondern auch digital! Egal, ob auf dem heimischen Bildschirm od r unterwegs via Tablet und Smartphone: Abonnenten und DVGW-Mitglie er können kostenlos auf das E-Paper z greifen. Weitere Informationen und Anmeldemöglichkeiten finden Sie unter epaper.energi -wass -praxis.de! Die führende Fachzeitschrift der deutschen Energie- und Wasserbra che + immer als E-Pap mit dabei. energie | wasser-pr xi Gemischtes Doppel Les n Sie di DVGW energi | w s r-pr xis n cht nur n gedruckt r Form, sondern auch digital! Egal, ob auf dem heim sc n Bildschirm oder unterwegs via Tablet und Smartpho e: Ab nenten und DVGW-Mitglieder könn n ostenlos auf da E-Paper zugreifen. W tere Informationen un Anmel emöglichkeiten finden Sie unter pape .energie wasser pr xis.de! Die führende Fa zei sc rif der d utschen Energie- und Wasserbranche + immer ls E-Paper mit dabei. en rgi | wasser-praxis 13 energie | wasser-praxis 09/2023
Die sichere Versorgung mit Trinkwasser ist eine elementare Aufgabe der Daseinsvorsorge. Die Qualität des an die Bevölkerung abgegebenen Trinkwassers wird in Deutschland durch die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) vorgegeben, deren überarbeitete und aktuell gültige Fassung am 23. Juni 2023 veröffentlicht wurde. Die Aufgaben und Herausforderungen bei der Trinkwasserversorgung sind lokal sehr unterschiedlich. Insbesondere die Rohwasserqualität ist entscheidend für die erforderlichen Aufbereitungsverfahren und dabei spielt die Herkunft des Wassers eine wichtige Rolle. In Deutschland wird ein Großteil des Trinkwassers aus Grundwasser gewonnen, welches sich meist durch eine gute mikrobiologische und chemische Qualität auszeichnet. Organische Belastungen oder FärDie Stadtwerke Clausthal-Zellerfeld beziehen ihr gesamtes Trinkwasser aus Oberflächengewässern. Am Beispiel der Wasseraufbereitungsanlagen Hirschler Teich und Bockswieser Höhe wird in diesem Fachbeitrag aufgezeigt, wie mit Pilotversuchen die passende Verfahrenstechnik ermittelt wurde und – basierend auf den Ergebnissen – die Wasserwerke mit Ozon-Biofiltrations-Anlagen ausgerüstet wurden. Zusätzlich zur Reduktion von organischen Inhaltsstoffen (TOC/DOC), Trübstoffentfernung und Sicherstellung der mikrobiologischen Qualität hat die Farbentfernung in diesen Anlagen eine zentrale Bedeutung, da die Rohwasservorkommen insbesondere in den trockenen Sommermonaten eine stark gelblich-braune Verfärbung aufweisen. Dies gelingt mit der gewählten Verfahrenstechnik sicher und mit minimalem Chemikalieneinsatz. Für die Stadtwerke Clausthal-Zellerfeld GmbH und die Bevölkerung entstanden zwei moderne Wasserwerke für eine zukunftssichere Wasserversorgung mit hygienisch einwandfreiem Trinkwasser. von: Dirk Schrader (R+P Ingenieure RINNE & Partner mbB), Thomas Herberger (Stadtwerke Clausthal-Zellerfeld GmbH) & Christian Kiechle (Hydro-Elektrik GmbH/HydroGroup) Oberflächenwasseraufbereitung im Harz – Fallstudie Clausthal-Zellerfeld 14 energie | wasser-praxis 09/2023 T E C H N I K
bungen spielen bei Grundwasser eher selten eine Rolle, da das Wasser durch mehrere Bodenschichten filtriert und somit bereits durch natürliche Prozesse vorgereinigt ist. Die Qualität des Grundwassers hängt daher von den Bodenpassagen ab, durch die das Wasser in den Grundwasserleiter gelangt. Bei der Verwendung von Oberflächenwasser aus Seen, Talsperren oder Flüssen können mikrobielle Verunreinigungen, organische Belastungen und Färbungen häufiger Herausforderungen sein, denen mit der passenden Verfahrenstechnik begegnet werdenmuss. Laut Statistischem Bundesamt wurden 2019 aus See- und Talsperrenwasser 12,6 Prozent und aus Flusswasser 1,2 Prozent der Trinkwassergewinnung gespeist. Oberflächenwasser ist damit nach Grundwasser die zweitwichtigste Quelle für die Trinkwasserversorgung [1]. ImHarz spielen hierbei insbesondere Talsperren eine wichtige Rolle, die zusätzlich demHochwasserschutz dienen und die Wasserversorgung auch in längeren Trockenperioden sicherstellen können. Ausgangslage und Start der Maßnahmen Bei den in diesem Bericht vorgestellten Anlagen handelt es sich um zwei Aufbereitungsstandorte der Stadtwerke Clausthal-Zellerfeld, die das Rohwasser aus Talsperren entnehmen. Die Talsperren wurden im 17. bzw. 18. Jarhundert von Bergleuten errichtet und seit Anfang des 20. Jahrhunderts zur Trinkwassergewinnung genutzt. Die Abbildung 1 zeigt ein Bild der Talsperre Hirschler Teich. Durch umliegende Wälder, ein relativ geringes Speichervolumen und die Bodenbeschaffenheit im Einzugsgebiet zeigt das Rohwasser Färbung, Trübstoffe und erhöhte Gehalte an organischen Inhaltsstoffen (TOC/ DOC). Tabelle 1 stellt die Rohwasserwerte aus der Pilotierung an beiden Standorten dar. Die bestehenden Wasserwerke an den beiden Standorten Hirschler Teich und Bockswieser Höhe hatten vermehrt Schwierigkeiten mit Grenzwertüberschreitungen, insbesondere hinsichtlich der mikrobiologischen Qualität. Die Anlagentechnik war in die Jahre gekommen und trotz eines hohen Chemieeinsatzes für Fällung, Flockung und Desinfektion konnten die Probleme nicht zufriedenstellend beseitigt werden. Teilsanierungsmaßnahmen im Bestand zeigten ebenfalls keine nennenswerten Verbesserungen. Die Stadtwerke Clausthal-Zellerfeld entschieden sich vor diesem Hintergrund, gemeinsam mit dem Ingenieurbüro RINNE & Partner mbB die Aufbereitung an beiden Standorten neu zu planen und zu bauen. Ziel war es, eine zuverlässige und nachhaltige Lösung für die zukünftige Trinkwasseraufbereitung zu gestalten. Schwankende und teils sehr herausfordernde Rohwasserzusammensetzungen legten nahe, vor dem Bau der neuen Wasserwerke das Verfahren im Rahmen einer Pilotierung zu testen. Die Hauptaufgaben des neuen Verfahrens bestehen aus der Sicherstellung der mikrobiologischen Qualität, der Farbentfernung, der Entfernung von TOC/DOC zur Verringerung des Nährstoffangebots und einer Aufhärtung zur Stabilisierung des pH-Wertes sowie der korrosionschemischen Eigenschaften. Abb. 1: Luftaufnahme des Hirschler Teichs zu Beginn der Arbeiten am Neubau des Wasserwerks Quelle: Hydro-Elektrik GmbH Parameter Einheit Hirschler Teich Bockswieser Höhe Trübung NTU 0,1–4,9 0,5–0,9 SAK436 1/m 0,05–1,77 0,39–0,43 SAK254 1/m 2,11–24,3 8,72–9,47 TOC mg/l 1,9–7,4 4,2–4,5 pH - 4,91–7,07 6,69–7,07 elektrische Leitfähigkeit (25 °C) µS/cm 106–193 54–58 Eisen mg/l 0,08–1,10 0,06–0,09 Mangan mg/l 0,08–0,29 0,05–0,08 Härte ° dH 1,4–1,7 0,9–1,0 Koloniezahl 20 °C KBE/ml 4–300 35–77 Koloniezahl 36 °C KBE/ml 3–40 13–33 E. coli KBE/100ml 0–3 2–14 Coliforme KBE/100ml 0–20 32–70 Tab. 1: Übersicht über die Rohwasserwerte während der Pilotierung (Schwankungsbreite Minimum/Maximum) Quelle: Hydro-Elektrik GmbH B 15 energie | wasser-praxis 09/2023
Auswahl des Aufbereitungsverfahrens Die bräunliche Färbung des Rohwassers ist im Wesentlichen auf Huminstoffe, also gelöste organische Substanzen, zurückzuführen. ImWesentlichen stehen zur Reduktion der Färbung und des DOC drei Verfahren zur Auswahl: • Fällung/Flockung gelöster Organik mithilfe von Fällmitteldosierung und anschließender Sedimentation oder Filtration über Mehrschichtfilter • Membranverfahren Nanofiltration oder Niederdruck-Umkehrosmose • Ozon-Biofiltration Die Fällung/Flockung gelöster Organik ist ein Prozess, der häufig angewendet wird. Allerdings ist mit realtiv hohem Chemikalienverbrauch und hohemAufwand für die Schlammbehandlung zu rechnen. Ebenfalls nachteilig ist die geringe Mineralisierung des Oberflächenwassers. Der Einsatz von Membranverfahren hat an den beiden Standorten der Stadtwerke Clausthal-Zellerfeld zwei Nachteile: Die Entsorgung des anfallenden Retentats hätte Probleme bereitet, zusätzlich hat das Oberflächenwasser ein hohes Foulingpotenzial (Organik). Mit einer Kombination aus Ultrafiltration (UF) und Umkehrsomose könnte dieser Herausforderung zwar begegnet werden, allerdings ist auch dannmit entsprechendem chemikalienunterstütztem Reinigungsaufwand in der UF zu rechnen und das Problemder Retentatentsorgung besteht weiterhin. DesWeiteren birgt dasWasser vom Hirschler Teich mit Eisengehalten von bis zu 1,1 mg/l das Risiko für Eisenfouling in den Membrananlagen. Das Verfahren der Ozon-Biofiltration mit vorgeschalteter Flockung und Aufhärtung hat sich in den letzten 20 Jahren erfolgreich für die Behandlung huminstoffhaltiger Oberflächenwässer etabliert. Entsprechende Anlagen in Norwegen und Deutschland liefern zuverlässig gute Trinkwasserqualität. Verschiedene Veröffentlichungen beschreiben die theoretischen Grundlagen und Praxiserfahrungen [2–4]. Letztlich ist es eine Verfahrenskombination, mit der ein Teil des DOC und die Trübstoffe mithilfe von Flockungsmitteln aus dem Rohwasser entfernt werden. Durch das Ozon werden farbgebende organische Moleküle gespalten und das Wasser somit entfärbt. Die Spaltung ermöglicht außerdem einen teilweisen biologischen Abbau von DOC, da die kurzkettigeren Organika besser bioverfügbar sind. Die Kombination aus der Aufspaltung des DOC, dem biologischem Abbau und der Flockung führt zu einer deutlichen Reduzierung des Flockungsmittelverbrauchs, da nicht der gesamte DOCmithilfe der Flockung entfernt wird. Auch hinsichtlich Spülwasserbedarf und Schlammanfall bietet diese Verfahrenskombination deutliche Vorteile. Betreiber und Ingenieurbüro haben in demkonkreten Fall entschieden, dass an beiden Standorten eine Pilotierung mit der Ozon-Biofiltration durchgeführt werden soll. ImRahmen der Pilotierung war die grundsätzliche Eignung des in Norwegen bereits erfolgreich praktizierten Verfahrens nachzuweisen und es sollte eine gute Dimensionierungsgrundlage für die Großanlagen ermittelt werden. Die Pilotanlage wurde als kompakte Container-Anlage von der Firma Hydro-Elektrik GmbH gebaut. Die Pilotierung erfolgte gemeinsammit dem Betreiber im Jahr 2021 von Juni bis Oktober am Hirschler Teich und von Oktober bis NoAbb. 2: Blockfließbild der Pilotanlage Quelle: Hydro-Elektrik GmbH Abb. 3: Rohwasser (links) und Reinwasser während der Pilotierung am Hirschler Teich im September 2021 Quelle: Hydro-Elektrik GmbH 16 energie | wasser-praxis 09/2023 T E C H N I K
vember am Standort Bockswieser Höhe (Rohwasser aus Kellerhalsteich). Die Verfahrensstufen wurden vergleichbar zu bereits erfolgreich realisierten Anlagen gewählt. Im Rahmen der Pilotierung wurden unterschiedliche Prozessparameter variiert und das Anlagenkonzept der Pilotanlage an die Anforderungen des Testbetriebs angepasst. Abbildung 2 zeigt die finale Konfiguration, mit der stabil hervorragendes Trinkwasser erzeugt werden konnte. Einen visuellen Eindruck im Hinblick auf die Farbentfernung gibt Abbildung 3. Bauausführung und Auslegung Nachdem mit der Pilotanlage die Eignung des Verfahrens nachgewiesen worden war, erfolgte die Planung und Ausschreibung für den Neubau der beiden Wasserwerke. In die Planung flossen die Erkenntnisse aus der Pilotierung ein. Für beide neuen Wasserwerke wurden baugleiche Anlagen geplant. Diese Tatsache und die enge Kooperation zwischen Betreiber, Ingenieurbüro und Anlagenhersteller ermöglichte eine sehr schnelle Realisierung der beiden Neubauten. Planungsbeginn war unmittelbar nach dem Abschluss der Pilotversuche im Oktober 2021. Trotz Herausforderungen durch Lieferengpässe konnte die Inbetriebnahme des ersten Wasserwerks bereits im Mai 2023 erfolgen. Die Wasserwerke bestehen aus drei parallelen Aufbereitungslinien mit einer Leistung von je 30 bis 45 m³/h. Als erster Bestandteil der neuen Wasseraufbereitung wurde die alte Rohwasserentnahme am Hirschler Teich optimiert. Die bestehende Fassung lag zu nahe am Teichgrund, wodurch immer wieder erhöhte Schmutzfrachten zum Wasserwerk gelangten. Aufgrund des Alters der Anlage gab es keine exakten Pläne zur Lage der Rohwasserentnahme. Mithilfe von Tauchern wurde deshalb zunächst die Position bestimmt und festgestellt, dass eine Neupositionierung erforderlich ist, um zukünftig schon bei der Entnahme unnötige Schmutzfrachten zu vermeiden. Die erste Aufbereitungsstufe im neuen Wasserwerk ist ein automatisch rückspülbarer Feinfilter mit einer Spaltweite von 100 Mikrometern, der die nachfolgenden Stufen schützt. Rohwasserpumpen mit Frequenzumformern fördern das Wasser durch die beiden Filterstufen und die UV-Anlage in den Reinwasserbehälter. Vor der ersten Filterstufe findet die Voroxidation mit Ozon statt, bei der zum einen bereits ein Teil der organischen farbgebenden Substanzen oxidiert wird, zum anderen auch metallische Bestandteile wie Eisen und Mangan. Um eine Anpassung der Voroxidation an schwankende Rohwasserzusammensetzungen zu ermöglichen, ist die Ozondosis im Bereich von 0,3 bis 3 g/m³ sehr exakt regelbar. Im nachfolgenden Aufstromfilter mit einer Calciumcarbonat-Schüttung wird das sehr weiche Rohwasser aufgehärtet und Trübstoffe abfiltriert. Die Aufhärtung B CHEMATEST 42 verlässlich – benutzerfreundlich – robust • Vorkalibriert ab Werk – ideal für die Messung tiefer Trübungswerte ab 0.01 NTU • Die vorgegebene Küvettenpostionierung ermöglicht eine robuste, genaue und reproduzierbare Analyse • Das herausnehmbare Küvetten Modul unterstützt eine fehlerfreie, einfache Messroutine Swan Analytische Instrumente AG ∙ CH-8340 Hinwil www.swaninstruments.ch swan@swan.ch Schwimmbäder und Sanitäranlagen
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