Ammoniumeliminierung bei der Entmanganungsfiltration

Anlaß für die Untersuchung der Ammoniumeliminierung bei der Trinkwasseraufbereitung war eine Nitritbildung im Versorgungsnetz und Wasserwerk der Stadt Angermünde in den Jahren 1985 bis 1987. Wie eine DVGW-Studie und auch eigene Erhebungen zeigten, wird in vielen Wasserwerken und Versorgungsnetzen, die Ammonium im Wasser auch nur in geringen Mengen enthalten, dieses zu Nitrit oxidiert, ohne die Stufe des Nitrats zu erreichen. Der zulässige Nitrit-Grenzwert wird oft weit überschritten. In einigen untersuchten Wasserwerken wurden Werte bis 6 mg/l NO2- gefunden. Nitrit ist giftig und spielt bei der Krebsentstehung im Magen-Darm-Trakt eine Rolle. Bei dem Vorgang handelt es sich um eine unvollständige Oxidation des Ammoniums durch Mikroorganismen. Auch durch intensive Chlorung konnte das Problem in den näher untersuchten Fällen nicht beherrscht werden. Sobald die Chlorung aussetzte, begann nach einer kurzen Verzögerung die Nitritbildung von Neuem. Tritt die Nitritbildung auf, stellt sie eine ernste Gefährdung der versorgten Bevölkerung dar. Es konnte festgestellt werden, daß bei entsprechender Betriebsführung der Filter das Ammonium während der Entmanganung vollständig eliminiert werden kann. Die beiden Vorgänge verlaufen simultan und beeinflussen sich gegenseitig. Grundlegend neue Erkenntnisse zur Filtration im allgemeinen und zur Entmanganung im besonderen erforderten eine Überarbeitung und Erweiterung der bisherigen theoretischen Vorstellungen zur Entmanganung. Als Ergebnis der Forschungsarbeiten wird in dieser Neuerscheinung eine allgemeine Theorie zur Adsorptionsfiltration im Entmanganungsfilter vorgestellt, die die Entmanganungsfiltration, die Ammoniumeliminierung und die Eliminierung aller weiteren Kationen umfaßt. Die ablaufenden Prozesse werden in einem einfachen mathematischen Modell quantitativ beschrieben, das die wesentlichen Einflußparameter wie folgt berücksichtigt: pH-Wert, Temperatur, Filtergeschwindigkeit, Kieskörnung, Ionenstärke, Affinität der Kationenart zum Filterkiesbelag, Filterbettlänge und Pufferintensität. Das mathematische Modell wurde in 16 Wasserwerken erfolgreich getestet. Für die praktische ingenieurtechnische Arbeit wurden anwendungsbereite Bemessungsalgorithmen entwickelt, um die freie Filterbemessung durchzuführen und die Optimierung und Erschließung von Aufbereitungsreserven in bestehenden Filteranlagen zu ermöglichen. Weiterführende Betriebshinweise werden gegeben. Vielfältige Rückschlüsse auf die Enteisenung sind möglich.