Die Trinkwasseraufbereitungsanlage in Hirwaun des Wasser-Dienstleisters Dŵr Cymru Welsh Water ist eine kleine Trinkwasseraufbereitungsanlage (5 Millionen l/Tag) zur Behandlung des Rohwassers aus dem Penderyn-Stausee im Hochland. Die Wasseraufbereitung erfolgt durch Koagulation mit Eisensulfat und Kalk sowie Ausflockung und Klärung durch Druckentspannungsflotation (DAF). Dem geklärten Wasser wird zunächst Kalk zugesetzt. Danach folgt die erste Filterstufe mit vier schnellen Schwerkraftfiltern, Chlorelektrolyse und die Zugabe von Orthophosphorsäure, anschließend die zweite Filterstufe mit vier Druckfiltern. Die abschließende Desinfektion erfolgt durch Chlorelektrolyse. Die ursprünglich eingesetzte Chlorelektrolyse-Anlage war eine OSEC® Anlage von Evoqua, die vor über zwanzig Jahren installiert worden war und das Ende ihrer Lebenszeit erreicht hat.
Ian Murphy von Dŵr Cymru Welsh Water war Leiter des Projektteams, das sich mit dem Austausch der OSEC-Anlage befasste. Er erwog verschiedene Lösungen, unter anderem Chlorgas, Natriumhypochlorit und den Einsatz von Chlorelektrolyse. Chlorgas schied aufgrund umfassender Bauarbeiten aus. Diese wären erforderlich geworden, um das Gebäude für eine getrennte Lagerung der Fässer bzw. Gasflaschen zu erweitern. Auch die Beschaffung der relativ kleinen Chlorgasmengen, die erforderlich gewesen wären, stellte ein Problem dar. Ein weiterer entscheidender Faktor war der Transport. Hirwaun befindet sich an einem entlegenen Standort mit schlechter Anbindung an das Straßennetz. Die Anlieferung von Chlorgas mit dem LKW hätte eine potentielle Gefahr für die lokale ländliche Gemeinde dargestellt, die nach Ansicht von Dŵr Cymru Welsh Water nicht akzeptabel gewesen wäre. Auch Natriumhypochlorit wurde in Betracht gezogen, aber kleine Trinkwasseraufbereitungsanlage wie Hirwaun verbrauchen relativ kleine Mengen an Hypochlorit. Bei einer Lieferung in IBC-Tanks hätten die langen Lagerzeiten der Chemikalie bis zum Gebrauch zu einem starken Nachlassen der Wirksamkeit geführt. Auch in diesem Fall wäre der Transport mit Tanklastzügen oder großen LKWs ein Problem gewesen. Außerdem wollte man nicht von einem einzigen Chemikalienlieferanten abhängen. Das Team wandte sich deshalb an Evoqua Water Technologies.
Bei der Chlorelektrolyse wird aus Salzlösung (Sole) durch Elektrolyse vor Ort Natriumhypochlorit hergestellt. Die dabei entstehende Lösung enthält 0,8% Natriumhypochlorit und kann dem Wasser direkt zugesetzt werden. Die bereitete Desinfektionslösung wird nach Bedarf hergestellt, ohne lange Lagerzeiten. Diese Lösung ist deutlich ungefährlicher als die handelsübliche 15%-ige Lösung. Die einzige Chemikalie, die vor Ort bereitgestellt werden muss, ist Salz (Natriumchlorid), das vollkommen ungefährlich ist und in 25 kg Säcken bevorratet werden kann. Es kann in einem kleinen Lieferwagen angeliefert und problemlos vor Ort gelagert werden. Salz ist zudem bei zahlreichen Lieferanten erhältlich, Lieferengpässe sind also ausgeschlossen.
Die Chlorelektrolyse-Technologie hat sich in den vergangenen zwanzig Jahren weiterentwickelt. Evoqua bot die kompakte OSEC® B-Pak 65 EU an, die, bei einem Salzverbrauch von nur 3 kg Salz pro kg Chlor, bis zu 1,25 kg/h Chlor erzeugt,. Die kompakte, auf einem Gestell vormontierte Anlage (1690 x 750 x 1820 (H) mm) hat problemlos an dem Standort Platz gefunden, an dem die ursprüngliche OSEC-Anlage installiert war, sodass keine zusätzlichen Bauarbeiten und Baukosten anfielen und keine externen Auftragnehmer beauftragt werden mussten.
Zusätzlich zur Elektrolysezelle und dem dazugehörigen Gleichrichter, der den für den Prozess erforderlichen Gleichstrom liefert (max. 730 A bei 7V), umfasst die vormontierte Anlage auch eine Duplex Wasserenthärtungsanlage, um Kalkablagerungen in der Elektrolysezelle vorzubeugen, und ein IP54 Bedienpanel mit SPS Steuerung, die mit dem SCADA System in der Trinkwasseraufbereitungsanlage verbunden werden kann. Ein Gebläse erzeugt einen positiven Luftstrom zum Hypochlorit-Tank, wodurch der Wasserstoff, der als Nebenprodukt bei der Elektrolyse entsteht, auf eine Konzentration verdünnt wird, die sicher unterhalb der unteren Explosionsgrenze (UEG) liegt, und anschließend in die Atmosphäre abgeführt wird.
Ian Murphy von Dŵr Cymru Welsh Water und die Anlagenbetreiber sind mit dem Ergebnis zufrieden. Die Technologie ist im Vergleich zur alten Anlage deutlich effizienter.
