Uferfiltration - Überwachung der Gesamtzellzahl (TCC) in einer Grundwasserfassung mit künstlicher Infiltration

Die Uferfiltration ist ein häufig eingesetztes Verfahren zur Wasseraufbereitung.

Es kann mehrere Tage dauern, bis das Wasser durch die Sand- und Kiesschichten zum Pumpbrunnen sickert. Dieses Grundwasser kann durch Versickerungsbecken künstlich angereichert, anschliessend hochgepumpt und oft direkt als Trinkwasser genutzt werden. Adsorption und biologische Prozesse im Filter halten partikuläre, biologisch abbaubare Stoffe und Mikroben zurück.

Aufgrund ihrer Effizienz, Natürlichkeit und des geringen Energiebedarfs findet die Uferfiltration breite Anwendung.

BactoSense als Frühwarnsystem

BactoSense quantifiziert die Effizienz der Zellrückhaltung des Uferfilters. Es erkennt über 99 % aller mikrobiellen Zellen und liefert Ergebnisse innerhalb von nur 20 Minuten. Die Reduzierung biologisch abbaubarer Stoffe und Mikroben ist für die Herstellung biologisch stabilen Trinkwassers unerlässlich. Dies gewährleistet den Netzschutz bei geringer Chlorzugabe.

Dadurch werden die Betriebskosten gesenkt und der Geschmack des Trinkwassers positiv beeinflusst.

Abbildung 1: Skizze eines Grundwassereinzugsgebiets mit einer künstlichen Grundwasseranreicherung. Die roten Punkte markieren die Messstellen des BactoSense.

Typische Anwendung

BactoSense liefert genaue Daten zur Gesamtzellzahl (TCC), zur Zellzahl mit hohem Nukleinsäuregehalt (HNA) und niedrigem Nukleinsäuregehalt (LNA) sowie zum Verhältnis dieser Werte.

TCC umfasst alle mikrobiellen Zellen (intakt und beschädigt), während HNA- und LNA-Zählungen die Menge an grosser bzw. kleiner DNA messen, die in jeder Zelle enthalten ist.

Die Messung der Zellzahl mit BactoSense vor und nach einem Uferfilter ermöglicht die Quantifizierung der Effizienz der Zellrückhaltung. Uferfilter werden oft von verschiedenen Parametern beeinflusst. Pumpraten, Rohwasserqualität, starke Regenfälle oder Überschwemmungen sowie die Zusammensetzung des Filters können die Filtereffizienz stark beeinflussen.

Online-Durchflusszytometriemessungen mit BactoSense ermöglichen die Quantifizierung der Zellzahl unter verschiedenen Bedingungen. Der Vergleich von Datensätzen aus verschiedenen Szenarien hilft, den Wasseraufbereitungsprozess zu verstehen, zu modellieren und zu optimieren. Die Anwendung der Online-Durchflusszytometrie in der Wasseraufbereitung wird bald zum Standardverfahren gehören.

Feldbeispiel

Ein primäres Ziel der Feldstudie am Grundwasserpumpbrunnen im Zürich-Hardhof ist es, den Einfluss unterschiedlicher Pumpraten auf die Zellzahlen zu messen.

Abbildung 2 zeigt, dass BactoSense ein schnelles Nachwachsen der Bakterien kurz nach dem Pumpenstopp anhand der TCC- und HNAC-Werte problemlos erkennen konnte. Gleichzeitig konnte das Partikelzählgerät dieses Ereignis nicht erkennen. Dies unterstreicht die hohe Empfindlichkeit von BactoSense.

Abbildung 2: Die Entwicklung der Gesamtzellzahl TCC (TCC: Total Cell Count), der HNA-Zellzahl (HNAC: High Nucleic Acid Count) und der Partikelzahl, wenn die Grundwasserpumpe nicht mehr arbeitet.

Abbildung 3 zeigt, dass eine erhöhte Zellzahl im Versickerungsbecken beim Pumpenstart keinen Einfluss auf die Zellzahlen des geförderten Wassers hatte. Dennoch können viele weitere Parameter die Filterleistung dauerhaft beeinflussen.

Aus diesem Grund sollte die Überwachung der Grundwasserpumpen kontinuierlich erfolgen. Dadurch wird eine hohe Trinkwasserqualität sichergestellt.

Abbildung 3: Die Entwicklung der Gesamtzellzahl (TCC) und der HNA-Zellzahl in einem Grundwasserpumpbrunnen sowie direkt unter einem Infiltrationsbecken in Abhängigkeit von der Pumpleistung.

Vorteile von BactoSense

• Vollautomatisches Durchflusszytometer: Probenahme, Inkubation, Analyse und Reinigung erfolgen automatisch;

  
  

• Ergebnisse 20 Minuten nach der Probenahme verfügbar;

  
  

• Einfache Handhabung durch sicheres Kartuschensystem. Kein Umgang mit Chemikalien und keine Probenvorbereitung notwendig;

  
  

• Kompaktes Instrument mit geringer Stellflaeche – vielseitig einsetzbar und leicht transportierbar;

  
  

• Erkennung von mehr als 99 % der mikrobiellen Zellen;

  
  

• Niedrige Betriebskosten;

  
  

• Einfache Systemintegration dank vielfältiger Schnittstellen;

  
  

• Benutzerfreundliches Bedien- und Wartungskonzept;

  
  

• Frei wählbares Messintervall;

  
  

• Integrierter Farbbildschirm zeigt Ergebnisse, Grafiken und Hinweise direkt an;

  
  

• Frei wählbare Ansteuerung.

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