Einsatz hydrogeochemischer Modelle in der Wasseraufbereitung

Zusammenfassung

Die Nutzung hydrogeochemischer Computermodelle bei der Aufbereitung von Wässern wird dargestellt. Bei der Wasseraufbereitung werden hydrogeochemische Reaktionstypen genutzt, die auch in Grundwasserleitern von Bedeutung sind. Drei Beispiele zum Einsatz hydrogeochemischer Computerprogamme bei der Schnellentcarbonisierung, der Denitrifikation und Enteisenung werden vorgestellt. Ein Vergleich der berechneten Veränderung der Wasserchemie mit der gemessenen Änderung lässt die gute Anpassung der Berechnungen erkennen. Neben der Mischung und Komplexbildung konnten die Entsäuerung und die Entcarbonisierung im ersten Beispiel nachgebildet werden. Im zweiten Beispiel konnten die Denitrifikation in einem Strohfilter und in einer Wasserpflanzenbodenfilteranlage sowie die Effekte der Belüftung nachvollzogen werden. Im dritten Beispiel wurden eine Enteisenung, Verdüsung und Reaktion mit halbgebranntem Dolomit im Computermodell erfolgreich nachgebildet. Die Beispiele lassen die Eignung der hydrogeochemischen Modelle in allen untersuchten Fällen der Wasseraufbereitung erkennen. Durch die Modellierung konnten zudem auch Parameter berechnet werden, die nur sehr schwer ermittelt werden können, wie zum Beispiel die entgaste Stickstoffgasmenge oder der reagierte Anteil abbaubarer organischer Substanz bei der Denitrifikation und vertiefen damit das Prozessverständnis.

Abstract

As part of a model-data investigation project, results of several water treatment studies were compared with hydrochemical models. The models used comparable hydrogeological reaction types that occur within aquifers and water treatment processes. They were tested on 3 different examples of water softening, de-nitrification and iron removal. Comparison of simulated and measured water chemical dynamics showed good agreement. In addition to mixing and formation of complexes, de-acidification and de-carbonisation processes were reproduced in the first example. The second example investigated de-nitrification in a straw filter and in a water plant filter with subsequent aeration. The third example showed iron removal where reactions with partially combusted dolomite were simulated with a computer model. All simulations showed good agreement with the observed data. The models have the advantage of yielding parameter results that are difficult to measure. This includes nitrogen gas release and the content of reacted and degradable organic substances. These tools may help to provide better insights into water treatment reactions.