E. Kurz Wasserversorgung / MVI

Edelstahl:

Vorteile:

• Hohe Korrosionsbeständigkeit
• mechanische Festigkeit
• lange Lebensdauer
• gute hygienische Eigenschaften
• widerstandsfähig gegenüber hohen Temperaturen und Drücken

Nachteile:

• Höhere Kosten im Vergleich zu Kunststoff
• schwerer und steifer als Kunststoff
• erfordert spezialisierte Werkzeuge und Fachkenntnisse für die Installation und Wartung

Kunststoff (PFA/PTFE):

Vorteile:

• Ausgezeichnete chemische Beständigkeit
• geringes Gewicht
• einfache Installation
• glatte Innenoberfläche
• gute Isolationseigenschaften
• widerstandsfähig gegenüber Ablagerungen

Nachteile:

• Begrenzte mechanische Festigkeit im Vergleich zu Edelstahl
• begrenzte Temperatur- und Druckbeständigkeit (abhängig von der Kunststoffart)
• mögliche Ausgasung von Spurenstoffen in bestimmten Anwendungen

PVDF (Polyvenylidenfluorid)

Vorteile:

• keine Korrosionsgefahr
• bessere Rautiefe
• Hohe chemische Beständigkeit
• Gute thermische Stabilität
• Gute mechanische Festigkeit
• Gute elektrische Isoliereigenschaften

Nachteile:

• Höhere Kosten
• Begrenzte Verarbeitbarkeit
• Empfindlich gegenüber UV-Strahlung
• Geringe Schlagfestigkeit

WNF-Schweißverfahren: WIG-Niederspannungs-Freistrahl-Schweißverfahren zur Verbindung von Reinstwasserleitungen.

Arten von Absperrarmaturen: Kugelhahn, Kegelhahn, Schieber, Rückschlagventil.

Rückflussverhinderer oder Rohrtrenner werden eingesetzt, um ein unerwünschtes Zurückströmen von Flüssigkeiten oder Gasen in Trinkwasser- oder Versorgungssysteme zu verhindern und somit die Kontamination des Wassers zu vermeiden.

Unterschied zwischen Rückflussverhinderer und Rohrtrenner: Ein Rückflussverhinderer verhindert das Zurückfließen von Flüssigkeiten in eine Leitung, während ein Rohrtrenner einen physischen Trennungsraum zwischen dem Trinkwasser und der externen Flüssigkeit oder Substanz schafft.

Ventile für Reinstwassersysteme: Kugelhahn, Membranventil, Scheibenventil, Absperrventil.

Kugelventile sind für Reinstwassersysteme nicht geeignet, da sich in den Hohlräumen der Kugel und des Ventilsitzes Partikel und Verunreinigungen ansammeln können, was die Reinheit des Wassers beeinträchtigen kann.

Prinzipielle lösbare Rohrverbindungen für Reinstwassersysteme: Schraubverbindungen, Pressverbindungen, Steckverbindungen.

Grundsätzliche Problematik bei lösbaren Rohrverbindungen in Reinstwassersystemen: Möglichkeit von Undichtigkeiten und Kontaminationsrisiko durch Partikel oder Verunreinigungen beim Lösen und erneuten Verbinden der Rohre.

Prinzipielle Wärmetauscherverfahren für Reinstwassersysteme: Plattenwärmetauscher, Rohrbündelwärmetauscher.

Wirkungsweise von Ozongeneratoren: Ozongeneratoren erzeugen Ozon, indem sie Sauerstoffmoleküle mit Hilfe von elektrischer Energie oder UV-Licht spalten. Das erzeugte Ozon wird dann zur Desinfektion, Oxidation oder Geruchsbeseitigung in der Luft oder im Wasser eingesetzt.

Verwendungsarten von Warmwasser in der Life Science Industrie: Reinigung, Sterilisation, Prozessheizung.

Grundsätzliche Betriebsarten bei der Warmwasserversorgung: Durchlauferhitzer, Warmwasserspeicher, Zirkulationssystem.

Durchlauferhitzer:

Vorteile:

• Sofortige Warmwasserbereitstellung,
• kein Platzbedarf für einen Speicher,
• energieeffizienter Betrieb.

Nachteile:

• Begrenzte Wassermenge pro Zeit,
• hoher Energiebedarf bei gleichzeitigem Mehrfachbedarf.

Speicher-Wassererwärmer:

Vorteile:

• Große Wasserkapazität,
• gleichzeitige Nutzung mehrerer Entnahmestellen,
• flexibler Betrieb.

Nachteile:

• Begrenzte Menge an warmem Wasser,
• längere Aufheizzeit nach Verbrauch,
• mögliche Wärmeverluste im Speicher.

Speicherarten mit indirekter Beheizung:

1. Warmwasserspeicher mit Heizschlange
2. Warmwasserspeicher mit Wärmetauscher
3. Pufferspeicher mit integriertem Wärmetauscher

Legionellenproblematik: Legionellen sind Bakterien, die eine potenzielle Gefahr für die Gesundheit darstellen, insbesondere beim Einatmen von vernebeltem Wasser, wie z.B. Duschen.

Maßnahmen nach DVGW-Arbeitsblatt W 551: Risikobewertung, Erstellung eines Betriebskonzepts, regelmäßige Inspektion, Wartung und Reinigung der Trinkwasseranlagen, Durchführung von Probenahmen und Untersuchungen auf Legionellen, ggf. Durchführung von Sanierungsmaßnahmen.

Isolierung der Rohrleitungen mit geeigneten Dämmmaterialien, um den Wärmeverlust zu minimieren und Energie einzusparen.

Planung von Wasserversorgungsanlagen:

1. Bedarfsermittlung,
2. Netzplanung,
3. Auswahl der Rohrleitungsmaterialien,
4. Hydraulische Berechnungen,
5. Konstruktion der Anlagen,
6. Genehmigungsverfahren.

Summendurchfluss: Gesamtvolumenstrom, der über einen bestimmten Zeitraum durch das Rohrleitungssystem fließt.

Spitzendurchfluss: Höchster Volumenstrom, der zu einem bestimmten Zeitpunkt durch das Rohrleitungssystem fließt.

Vorgehen bei der Ermittlung von Rohrdurchmessern:

1. Erfassung des maximalen und durchschnittlichen Wasserbedarfs,
2. hydraulische Berechnungen unter Berücksichtigung von Fließgeschwindigkeit und Druckverlusten,
3. Auswahl des geeigneten Rohrdurchmessers basierend auf den berechneten Daten.

Grundwasser ist besser geeignet, da

• keine Temperaturschwankungen
• keine zusätzliche Klärung erforderlich
• konstante Wasserinhaltsstoffe
• Kolloidindex < 2
• niedriges Fouling-Potential

• gelöste anorganische Verbindungen
• gelöste organische Verbindungen
• Kolloidal vorhandene Bestandteile
• Partikel
• Mikroorganismen
• Gase, insbesondere Kohlensäure

Trinkwasser besitzt im Gegensatz zu hochreinem Wasser eine Vielzahl an Ionen (Kationen, Anionen), welche die Leitfähigkeit erhöhen.

• Leitfähigkeit Trinkwasser: 200-300 µS/ cm
• Leitfähigkeit hochreines Wasser: 0,1µS/cm

Die Wasserhärte wird bestimmt durch den Gehalt aller im Wasser gelösten Erdalkalien, insbesondere Kalzium- und Magnesiumsalze und wird gemessen in mmol/l.

Die Unterscheidung in Wasserhärtetypen ist wichtig für die Auswahl des Konditionierungsverfahrens.

• Carbonathärte (an Hydrogencarbonat gebunden) wirtschaftliche Entfernung durch Entcarbonisierung
• Nicht Carbonathärte (gebunden an Chlorid, Sulfat, Nitart) Entfernung durch Ionenaustauscher

TOC= Total Organic Carbon

• Gibt die Gesamtmenge an sämtlichen verschiedenen organischen Wasserinhaltsstoffen im Trinkwasser an.

Fouling:        Deckschichtbildung durch organische Wasserinhaltsstoffe allgemein

Biofouling:    Ausbildung eines speziellen Biofilms hauptsächlich durch Mikroorganismen.

Der Kolloidindex bezieht sich auf die Konzentration und Stabilität von Kolloiden in einer Flüssigkeit.

Die mikrobiologische und analytische Reinheit von Wasser muss dokumentiert werden, wenn es für den menschlichen Verzehr, pharmazeutische Zwecke oder andere Anwendungen verwendet wird, bei denen die Wasserqualität von großer Bedeutung ist.

Die Qualität von Trinkwasser in Deutschland ist durch die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) festgelegt.

Lebensmittelproduktion: Getränkeherstellung, Milchverarbeitung, Backwarenherstellung

Europäisches Arzneibuch: Purified Water, Highly Purified Water, Water for Injections

Europäisches Arzneibuch: Gereinigtes Wasser, Hochgereinigtes Wasser, Wasser für Injektionszwecke

USP: Purified Water (PW), Water for Injection (WFI), Sterile Water for Injection (SWFI)

Ultrafiltration ist ein Verfahren zur Trennung von gelösten Stoffen, Partikeln und Makromolekülen in einer Flüssigkeit durch eine semipermeable Membran mit einer bestimmten Porengröße.

Die beiden in der Ultrafiltration eingesetzten Membrantrennverfahren sind die tangentielle Flussfiltration (TFF) und die Druckfiltration.

Enthärtung von Wasser im Ionenaustauscher-Verfahren: Durch den Einsatz eines Ionenaustauschers werden die Härtebildner Kalzium- und Magnesiumionen im Wasser gegen Natrium- oder Kaliumionen ausgetauscht, wodurch das Wasser enthärtet wird.

Vollständige Wasserentsalzung mit dem Ionenaustauscher-Verfahren: Durch den Einsatz eines Ionenaustauschers werden alle gelösten Salze im Wasser gegen andere Ionen ausgetauscht, wodurch das Wasser vollständig von Mineralsalzen entsalzt wird.

Osmose: Der natürliche Prozess, bei dem Wasser durch eine semipermeable Membran von einer niedrigeren Konzentration zu einer höheren Konzentration gelöster Stoffe fließt, um den Konzentrationsausgleich zu erreichen.

Umkehrosmose: Ein Verfahren, bei dem Wasser unter hohem Druck durch eine semipermeable Membran gepresst wird, um gelöste Stoffe, Verunreinigungen und Salze zu entfernen und reines Wasser zu gewinnen.

Prinzipieller Aufbau einer Umkehrosmose-Anlage: Eine Umkehrosmose-Anlage besteht aus einer Vorbehandlung (z. B. Filtration), einer Hochdruckpumpe, einer semipermeablen Membran und einem Ablauf für das Konzentrat.

Funktionsweise der elektrochemischen Deionisation: Durch den Einsatz von elektrischem Strom werden gelöste Ionen im Wasser zu Elektroden transportiert und dort adsorbiert, wodurch das Wasser deionisiert wird.