Im Rahmen der vom DVGW geförderten Literaturstudie wurden Informationen zu Alternativen bei der Flockung und Flockungsmitteln gesammelt und eine Umfrage unter den betroffenen Wasserversorgern zu ihren Erfahrungen beim Test der Alternativen durchgeführt.
Die Flockung ist bei der Aufbereitung von Oberflächenwässern das am häufigsten eingesetzte Verfahren, um Partikel und Kolloide so vorzubehandeln, dass nachgeschaltete Abtrennverfahren effektiver arbeiten. Auch bei der Entfärbung und/oder Enteisenung von Grundwässern kommen im Einzelfall Flockungsmittel zum Einsatz. Bei der Membranfiltration über Mikrofiltration- oder Ultrafiltrationsmembranen (MF/UF) wird häufig Flockungsmittel (FM) eingesetzt, um deren energetisches Betriebsverhalten durch eine wirkungsvollere Rückspülung zu stabilisieren.
Aufgrund von Lieferengpässen und der zum Teil damit einhergehenden enormen Preisanstiege bei Flockungsmitteln auf Chlorid-Basis waren die Wasserversorgungsunternehmen (WVU) gezwungen, über alternative Verfahren nachzudenken. Dies war Anlass für den DVGW, das Kleinvorhaben LitFAlter mit dem Ziel zu fördern, Literaturstellen und Erfahrungsberichte zu sammeln, zu sichten und in übersichtlicher Form zusammenzustellen, sodass WVU diese Übersicht nutzen können, um daraus Anregungen für eine Reduzierung bzw. Minimierung des Flockungsmittelbedarfs zu entnehmen und eigene Lösungen zu erarbeiten. Dabei gehen die in dieser Studie vorgeschlagenen Alternativen über die aktuell in der Liste der Aufbereitungsstoffe gemäß § 20 TrinkwV zur Trinkwasseraufbereitung zugelassenen hinaus.
Aktuell hat sich die Situation hinsichtlich der Lieferbedingungen für FM wieder entspannt. Es ist jedoch davon auszugehen, dass solche Krisensituationen auch zukünftig erneut unerwartet eintreten können. Insofern dient die Übersicht auch als Grundlage dafür, längerfristig Aufbereitungsverfahren einsetzen zu können, die mit geringeren Flockungsmittelmengen betrieben werden oder sogar gänzlich auf Flockungsmittel verzichten können.
Als Ersatz für eisenchloridhaltige Flockungsmittel können aluminiumhaltige FM eingesetzt werden, wobei dann entsprechende Verfahrensanpassungen erforderlich sind. Für den Flockungsprozess selbst sind prinzipiell auch organische Flockungsmittel wirksam und geeignet. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie biologisch abbaubar sind und zu einer Verkeimung des produzierten Trinkwassers führen können.
Über die Literaturrecherche konnten eine Reihe von Verfahren und insbesondere Kombinationen von Verfahren ermittelt werden, die gänzlich ohne Flockungsmittel bzw. mit geringeren Flockungsmittelmengen auskommen. Für die Abscheidung von Partikeln und Kolloiden sowie die Entfärbung bzw. DOC-Entfernung sind die Elektrokoagulation, die Mikroflockung mit Ozon, die Flotation, die Nanofiltration über Hohlfasermembranen sowie die Ultrafiltration in Kombination mit FM-Zugabe oder Zugabe von Pulverkohle oder anderen Zusatzstoffen zu nennen. Für die reine Entfärbung bzw. DOC-Entfernung eignen sich zudem die Adsorption an Aktivkohle und andere Adsorbentien, der Ionenaustausch (SIX® oder MIEX®) sowie die Nanofiltration über Flachmembranen. Die genannten Verfahren können jedoch nicht kurzfristig eingesetzt werden, sondern erfordern aufwendigere Planungsmaßnahmen und anlagentechnische Baumaßnahmen für die großtechnische Umsetzung. Der Einsatz von einer Membranfiltration anstelle einer Flockungsfiltration, eines Ionenaustauschs oder einer Aktivkohlefiltration bedeutet beispielsweise weiterhin eine komplette Neuaufstellung des Verfahrenskonzepts, wobei diese Verfahren jeweils auch nur in Kombination anzuwenden sind. Ionenaustauschverfahren oder Aktivkohleadsorption erfordern stets eine vorgeschaltete Stufe zur Partikelentfernung. In Kombination mit Ionenaustausch bzw. Adsorption stehen einige patentierte Verfahren zur Verfügung, deren Einsatzmöglichkeiten und Grenzen im Einzelfall zu prüfen sind.
