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Grauwasseraufbereitung mittels Membranfiltration und Verwertung des gewonnenen Permeats in einer Regenwassernutzungsanlage

Grauwasseraufbereitung mittels Membranfiltration und Verwertung des gewonnenen Permeats in einer Regenwassernutzungsanlage
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Stephan Plum
  • Abgabedatum: November 1997
  • Umfang: 107 Seiten
  • Dateigröße: 6,4 MB
  • Note: 2,3
  • Institution / Hochschule: Universität Paderborn Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-0598-4
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-0598-4 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-0598-4 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Plum, Stephan November 1997: Grauwasseraufbereitung mittels Membranfiltration und Verwertung des gewonnenen Permeats in einer Regenwassernutzungsanlage, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Grauwasseraufbereitung, Membranfiltration, Module, Regenwassernutzungsanlage, Umkehrosmose

Diplomarbeit von Stephan Plum

Einleitung:

Der tägliche Trinkwasserverbrauch in Privathaushalten liegt bei 130 Litern pro Kopf und Tag. Nur 16 Prozent (21 Liter) dieses Wasserverbrauchs wird in Trinkwasserqualität benötigt. Der überwiegende Teil ließe sich daher durch Wasser geringerer Qualität ersetzen. Der Trinkwasserverbrauch und die Abwassermenge sollen reduziert werden. Durch Regenwassernutzungsanlagen lassen sich bereits heute bis zu 50 Prozent desTrinkwasserverbrauchs einsparen. Das Regenwasser wird hierbei gesammelt und nach einmaliger Nutzung, als Grauwasser und Schwarzwasser, in die Kanalisation geleitet.

Durch die zusätzliche Aufbereitung des Grauwassers ließen sich daher insgesamt bis zu 80 Prozent des Trinkwasserverbrauchs einsparen.

Modell einer kombinierten Nutzung: Das Grauwasser Typ I wird zunächst gesammelt und durchläuft dann eine Umkehrosmose-Anlage mit dem DT Kugel-Modul. Das Permeat ( gereinigter Anteil des Grauwassers ) wird in die Regenwasserzisterne geleitet und das Konzentrat in die Kanalisation abgeleitet.

Täglicher Grauwasseranfall Typ I: Grauwasser Typ I setzt sich zusammen aus Grauwässern von Badewannen(1), Duschen(1), Waschmaschinen(2) und Waschbecken(3) die der Körperreinigung dienen, mit einem Verbrauch von (1) = 44 l, (2) = 20 l und (3) = 8 l . Insgesamt fallen 72 l täglich an. Bei einem Vier-Personen-Haushalt sind dies 288 l am Tag.

Der DT Kugel-Modul kann diese 288 l Grauwasser Typ I bei einem Permeat/Konzentratverhältnis von 60 : 40 pro Tag aufbereiten. Somit können 172,8 l Permeat je Tag der Zisterne zugeführt werden. Trinkwasserersparnis durch Regenwasser und Permeat:

Bei einem Vier-Personen-Haushalt können bis zu 320 l Trinkwasser durch Regenwasser ersetzt werden. Durchschnittlich fallen am Tag jedoch nur 160 l Regenwasser in der Zisterne an. Hinzu kommen noch einmal 172,8 l Permeat durch den Kugel-Modul.

Die gesamte Menge ersetzbares Trinkwasser in einem Vier-Personen-Haushalt läßt sich somit ersetzen. Durch den Einsatz des Moduls lassen sich unter den genannten Bedingungen 63,07 m3 Trinkwasser im Jahr einsparen. Diese Menge entspricht DM 404,92 an Wassergebühren. [ 0,1728 m3 x 365 x 6,42 ] Insgesamt ergibt sich eine Trinkwasserersparnis aus Regenwasser und Permeat von 121,47 m3 bzw. DM 779,84 an Wassergebühren jährlich.

Inhaltsverzeichnis:

Abkürzungsverzeichnis I
Abbildungsverzeichnis II
Tabellenverzeichnis III
1. Einleitung und Problemstellung 2
1.1 Einleitung 2
1.2 Problemstellung 3
2. Membranfiltration 4
2.1 Grundlagen 4
2.2 Membranfiltration 5
2.2.1 Membranverfahren 6
2.2.1.1 Mikrofiltration (MF) 7
2.2.1.2 Ultrafiltration (UF) 7
2.2.1.3 Nanofiltration (NF) 7
2.2.1.4 Umkehrosmose (UO) 7
2.3 Membranen 8
2.3.1 Werkstoffe, Materialien 8
2.3.2 Trennvorgang an der Membran 10
2.3.3 Membranarten 10
2.3.4 Modularten 11
3. Umkehrosmose 11
3.1 Grundlagen 11
3.2 Prinzip der Osmose 11
3.3 Umkehrosmose (Reverse Osmose) 13
3.4 Umkehrosmose-Membranen 13
3.5 Membran-Beläge 14
3.6 Anwendungsbeispiele der Umkehrosmose 14
4. Der DTK-Modul 15
4.1 Standard-DT-Modul 15
4.2 Der DTK-Modul (Disc-Tube-Kugelsystem-Modul) 16
4.2.1 Membran / Membrankissen 16
4.2.2 Trägerscheiben 17
4.2.3 Funktionsweise des DTK-Moduls 18
4.2.4 Technische Spezifikation 20
5. Versuchsbeschreibung 21
5.1 Wäsche und Waschmittel 21
5.2 Anlagenaufbau und Anlagenbeschreibung 22
5.3 Versuchsablauf - Vorversuch 26
5.4 Versuchsablauf - Hauptversuch 28
5.4.1 Reinigung des Moduls 28
5.4.2 Durchführung 28
5.4.3 Messungen 28
5.4.3.1 Messung A - bei Versuchsbeginn 29
5.4.3.2 Messung B - nach 0,5 Stunden 29
5.4.3.3 Messung C - nach 12 Stunden 29
5.4.3.4 Messung D - nach 24 Stunden 31
5.4.4 Betriebsdruck und Volumenstrom 32
5.4.5 Der Energieverbrauch während des Versuchs 32
5.4.6 Auffälligkeit beim Permeat 32
5.5 Versuchsauswertung 33
5.5.1 Untersuchung des Zisternenwassers 35
5.5.2 Zusammensetzung des Referenzwaschmittels 36
5.5.3 Untersuchung des Permeats 37
5.5.3.1 Auswertung der Ergebnisse des Labors der Fa. Henkel 41
5.5.3.2 Ergebnis (Permeat) 42
5.5.4 Konzentrat 42
6. Regenwassernutzung im Privathaushalt 44
6.1 Allgemeines 44
6.2 Wasserqualität und Hygiene 45
6.3 Gesetzliche Regelungen 46
6.4 Möglichkeiten der Verwendung, Einsparung 47
6.5 Dimensionierung einer Regenwassernutzungsanlage 48
6.6 Aufbau einer Regenwassernutzungsanlage 52
7. Kombinierte Regenwasser- und Grauwassernutzung 56
7.1 Modell einer kombinierten Nutzung 56
7.2 Täglicher Grauwasseranfall Typ I 56
7.3 Trinkwasserersparnis durch Regenwasser und Permeat 56
7.4 Schlußbetrachtungen 57
8. Kostenrechnung 59
8.1 Rechnungsansatz 59
8.2 Fazit 60
9. Literaturverzeichnis
10. Anhang

Arbeit zitieren:
Plum, Stephan November 1997: Grauwasseraufbereitung mittels Membranfiltration und Verwertung des gewonnenen Permeats in einer Regenwassernutzungsanlage, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Grauwasseraufbereitung, Membranfiltration, Module, Regenwassernutzungsanlage, Umkehrosmose

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