Wasser und Wasserversorgung: Oberflächenwasser
Wasser und Wasserversorgung - Wasserqualität - Chemische Untersuchung - Bakteriologische Untersuchung - Wasserversorgung - Grundwasser oder Quellwasser - Oberflächenwasser - Wasserreservoir - Wasserleitung - Wasserpreis - Literatur
Wird Oberflächenwasser zur Speisung centraler Wasserversorgungen benutzt, so muss stets dabei bedacht werden, dass es sich hier um ein stets mehr oder weniger mikroorganismenreiches, der Verunreinigung, speciell auch durch Infectionsstoffe, stets mehr oder weniger ausgesetztes Material handelt (s. oben pag. 82). Wird das Wasser aus Bächen oder Flüssen entnommen, so muss dem Laufe derselben oberhalb der Entnahmestelle beson dere Aufmerksamkeit in dieser Beziehung zugewendet werden. Bezüglich der Temperatur haben Bäche und Flüsse den Nachtheil, dass sich diese in grossen Schwankungen parallel der Lufttemperatur bewegt.
Zur Wasserversorgung werden auch nicht selten Teiche und Land seen herbeigezogen. Die Beschaffenheit derartiger Wasseransammlungen ist eine sehr wechselnde, je nach der Entstehungsweise derselben, ob vorwiegend die atmosphärischen Niederschläge an der Entstehung participiren, oder ob Quellen, Bäche oder Flüsse zur Speisung dienen, ob ein constanter grösserer Abfluss ist, oder eine seichte, zur Sumpfbildung neigende Wasser fläche, oder ob der mangelnde Abfluss durch die Verdunstung ersetzt wird.
Von allen diesen Bedingungen hängt dann auch die Menge des Wassers, also die Leistungsfähigkeit ab und endlich auch die Temperatur. Letztere wird bei Seen mit Zunahme der Tiefe constanter. Unter allen Umständen muss Oberflachenwasser, woher es auch bezogen sein mag, falls es zur Wasserversorgung verwendet werden soll, einem Reinigungsprocess unterworfen werden.
Das erste Verfahren besteht in der Sedimentirung. Es beruht darauf, dass die im Wasser suspendirten Stoffe in der Ruhe sich allmählich infolge ihres höheren specifischen Gewichts zu Boden senken. Dieser Vorgang hängt ab von dem specifischen Gewicht der Partikel, der Grosse derselben (also auch vom absoluten Gewicht), der Höhe der Schicht, in welcher das Wasser den Boden bedeckt, endlich auch von der physikalischen und mechanischen Beschaffenheit der Partikel.
Das Wasser wird für diesen Zweck in grosse Ablagerungs-oder Klärbassins geleitet und daselbst einige Zeit hindurch vollständig der Ruhe über lassen. Ein solches Verfahren ist mit manchen Nachtheilen für die Qualität des Wassers verbunden, besonders während des Sommerbetriebes. Das Wasser kann dann leicht eine höhere Temperatur annehmen; infolge dessen verliert es auch einen Theil seiner Gase, es »steht ab«, wird schal. Der wichtigste Grund aber, welcher gegen dieses Verfahren der künst lichen Reinigung des Wassers spricht, liegt in dem Umstände, dass dabei auf die Befreiung des Wassers von Mikroorganismen keine Rücksicht ge nommen wird. Finden sich also Infectionsstoffe in dem Wasser, so werden diese in vielen Fällen darin vorhanden bleiben, dann mit in das Leitungs netz gespült werden, und es können so furchtbare Katastrophen heraufbe schworen werden, wie es Hamburg im Jahre 1892 bei Gelegenheit der grossen Choleraepidemie erfahren hat, bei der das Contagium nachgewiesenermassen hauptsächlich durch die Wasserleitung verschleppt wurde, die ihrer seits aus den Klärbassins, die mit rohem Eibwasser gefüllt wurden, ge speist wurde.
Weitaus vorzüglicher ist das zweite Reinigungsverfahren, das der Fil tration. Hier handelt es sich in erster Linie um möglichst vollständige Zurückhaltung aller dem Wasser beigemengten körperlichen Beimischungen, indem man das Wasser durch eine Reihe von porösen Materialien leitet.
Als allgemein giltiges Postulat für eine solche Filteranlage muss ver langt werden, dass als Filtermaterial nur solche Stoffe und diese in solcher Form angewendet werden dürfen, dass sie selbst an das Wasser, welches sie passirt, keine Verunreinigungen abgeben, sodann dass das Filtermaterial die zurückgehaltenen Stoffe nicht allmählich wieder an das durchtretende Wasser abgiebt, und endlich, dass die Wirkung des Filters nicht zu rasch durch die sich ablagernden, die Poren anfüllenden Stoffe aufgehoben wird. Beide letzteren Punkte schliessen die Forderung in sich, dass das Filter sich leicht reinigen, von den die Poren verstopfenden Partikeln be freien lassen muss.
Die centrale Filtration bedient sich als Filtermaterial meistens des Kieses und Sandes, der von anhaftender Erde durch Waschen so vollständig als möglich befreit ist. Alle Sandfilter sind (nach Oesten) 42j »derartig auf gebaut, dass der Filtersand auf einer Stufenfolge von sorgfältig übereinander geschichteten Zonen von Kies, kleineren und gröberen Steinen bis herunter zur untersten, aus Steinen von Kindskopfgrösse bestehenden Packung ruht, indem jede Schicht als Stütze der über ihr befindlichen dient, so dass ein Einstürzen der oberen Lagen in die unteren unmöglich ist. Die Stärke der Filtersandschicht und der tragenden Schichten ist bei den verschiedenen Ausführungen eine verschiedene und wechselt in den Grenzen von 1, 25 in Brieg bis zu 0, 35, beziehungsweise 0, 30 Meter in Schweinfurt oder 0, 25 be ziehungsweise 0, 60 Meter in Braunschweig«.
Man legt die Filter für Wasserwerke in Behältern an, welche wasser dicht gemauerte Wandungen oder gepflasterte Erdböschungen und Boden haben; verticale Einfassungsmauern sind vorteilhafter als geneigte Bö schungen. In diese sogenannten Filterbassins wird schichtenweise das Filter material eingelagert, so dass das Filterbett etwas über die halbe Höhe des Bassins einnimmt. Unter dem Filter im Boden des Bassins ist ein Abzugs- canal angebracht, der das filtrirte Wasser nach dem Reinwasserreservoir führt, aus welchem die Entnahme für die Leitung erfolgt. Das Wasser wird entweder unmittelbar aus dem Flusse oder nachdem es in einem Klärbassin (vergl. oben) die gröbsten Verunreinigungen abge lagert hat, in die Filterbassins geleitet.
Was die Sandinfiltration des Wassers an sich angeht, so sei bezüglich genauerer Daten auf die Arbeiten von Plagge und Proskauer48), C. Fraenkel und Piefke4*), R. Koch46), Piefke4") verwiesen. Hier soll nur auf folgende für die Sandfiltration principiell wichtigen Punkte aufmerksam gemacht werden: Es kommt zunächst bei der Inbetriebsetzung eines jeden Filters Real-Encyclopädie der ges. Heilkunde. 3. Aufl. XXVI. 7. 9g Wasser und Wasserversorgung.
darauf an, dass sich durch Sedimentirung der in dem Rohwasser vorhan denen suspendirten Bestandtheile eine continuirliche feinporige Decke auf der Oberfläche der Sandschicht bildet. Diese Schlammdecke ist das eigent lich Piltrirende in einem solchen Filter, nicht der Sand. Hat die Decke sich gebildet, so kann mit der Filtration begonnen werden; es ist aber gewöhn lich nothwendig, das am ersten Tage oder in den ersten Tagen filtrirte Wasser zu entfernen, da es ungenügend filtrirt zu sein pflegt. Erst allmäh lich »arbeitet« sich das Filter »ein«. Mit der Filtrirgeschwindigkeit, welche gegen plötzliche Schwankungen und Unterbrechungen gesichert sein soll geht man zweckmässig nicht über etwa 100 Mm. die Stunde hinaus. Der Filtrationsdruck darf nie so gross werden, dass Durchbrüche der obersten Filterschicht (Schlammschicht) eintreten könnten. Die sich imnter mehr ver dickende und dem Durchtritt des Wassers immer mehr Widerstand bietende Schlammdecke soll zu rechter Zeit entfernt werden. Die Sandschicht soll stets mindestens 30 Cm. hoch bleiben. Jedes Filter muss eine Einrichtung besitzen, die es gestattet, das filtrirte Wasser zu entnehmen, um es bak teriologisch zu untersuchen. Solche Untersuchungen sollen, namentlich in Epidemiezeiten, möglichst oft geschehen. Ungenügend gereinigtes Wasser muss sich leicht entfernen lassen, ohne dass es sich mit gut filtrirtem Wasser anderer Filter mischt. Durchaus wünschenswerth ist es in unseren Klimaten, die Sandfilter frostfrei, d. h. durch ein Mauerwerk überwölbt, an zulegen, damit nicht (bei strengem Frost im Winter) die Oberfläche des Sandes während der nothwendig werdenden Reinigung einfriert; denn ein eingefrorenes Filter filtrirt an den eingefrorenen Stellen nicht, ist also insufficient.
In Hinsicht der Dauer, während welcher ein Filter (bis zu der noth wendig werdenden Reinigung [s. oben ]) brauchbar bleibt (»Filterperiode«), lässt sich nichts Bestimmtes angeben, da dieselbe vom wechselnden Grade der Verunreinigung des zu filtrirenden Wassers abhängt. Erfahrungsgeniäss hält sich das Filter, falls das Wasser einigermassen klar ist, monatelang, verlangt dagegen nach wenigen Tagen schon eine Reinigung, wenn das zu filtrirende Flusswasser nach starken Regengüssen erhebliche Mengen von Schlammtheilen und erdigen Beimengungen führt.
Was die Wirkung der Sandfiltration bezüglich der Befreiung des Wassers von den in ihm vorhandenen Mikroorganismen angeht, so ist es eine fest stehende Thatsache, dass durchaus nicht etwa alle Keime, sondern nur der allergrösste Theil derselben, aus dem Rohwasser entfernt werden. Diese Thatsache ist zuerst durch experimentelle Untersuchungen von C. Fraenkel und Piefke47) erwiesen worden. Die Autoren haben auf der 16. Ver sammlung des »Deutschen Vereins für öffentliche Gesundheitspflege« zu Braunschweig im September 1890 folgende hierauf bezügliche Thesen auf gestellt:
»Die Leistungen der Sandfilter sind allerdings nicht, wie man dies vielfach angenommen hat, durchaus zuverlässige und unter allen Umständen befriedigende. Die Sandfilter sind keine keimdicht arbeitenden Apparate; aber bei verständiger Handhabung gelingt es, diesen Mangel auf ein sehr geringfügiges Mass zu beschränken. Erforderlich hierfür sind: 1. gutes, mög lichst wenig verunreinigtes Rohmaterial (unfiltrirtes Wasser); 2. geringe Filtrationsgeschwindigkeit; 3. gleichmässige Thätigkeit der Filter; 4. Verzicht auf die im Anfange einer jeden Filterperiode gelieferten Wassermengen.« Durch Kabrhel48) sind später die Resultate der Experimente von C. Fraenkel und Piefke bestätigt worden.
Nach Frankland eliminirten die Sandfilter der London Water Companies seinerzeit 90 ?99%aller Keime. Uffelmann fand, dass das ein Meter hohe Sandfilter des Rostocker Wasserwerks 70 ?80%der Spaltpilze ausschied.
Die Thatsache, dass die Sandfilter nicht imstande sind, alle Keime aus dem Wasser zu entfernen, also auch nicht alle Infectionsstoffe mit Sicher heit zu beseitigen, schliesst ein schweres Bedenken gegen die Errichtung derartiger Anlagen ein. Immerhin haben wir zur Zeit eine bessere Methode, Oberflächenwasser gebrauchsfähfg zu machen, noch nicht (s. weiter unten). Uebrigens steht es andererseits fest, dass die in dem filtrirten Wasser vorhandenen Keime zum allergrössten Theile gar nicht aus dem Rohrwasser, sondern aus den unteren (Stein-, Kies-und Sand-) Schichten der Sandfilter stammen, welche letzteren sich im Laufe der Zeit mit Bakterienvegetationen überziehen. Diesen »Filterbakterien« kommt keinerlei pathogene Be deutung zu.
Ueber die Wirkungen der Sandfiltration auf das Rohrwässer in chemischer Beziehung steht so viel fest, dass eine geringe Verminderung im Gehalte an organischer Substanz sowie an Ammoniak in dem Wasser ein tritt. Die Untersuchungen von Frankland49) über das filtrirte und, unfiltrirte Themsewasser ergaben folgendes:
Wasser der Water Works Company.
Zu ähnlichen Resultaten sind auch Wolffhügel50), sowie Proskauer51) gekommen. Fischer52) (Worms) hat ein sogenanntes Sandplattenfilter, welches für centrale Wasserversorgungen bestimmt ist, construirt. Dasselbe besteht aus einzelnen Elementen, welche aus einem Gemenge von reinem gewaschenen Flusssand unter Zusatz von Natronkalksilicat bei einer Temperatur von circa 1200° gebrannt sind; die Elemente sind 1 Qm. gross und circa 18 bis 20 Cm. stark und haben innen einen schlitzförmigen Hohlraum von 20 Mm. Stärke, in welchem sich das Filtrat ansammelt. Die filtrirende Sandplatte ist also 8 ?10 Cm. stark. Die am Ende der Filterperiode eintretende Verstopfung wird durch Rückwärtsspülen der Filterkörper behoben. Vaillant53) sowie Laser54) haben vorgeschlagen, den natürlichen Boden zur künstlichen Filtration von Oberflächenwasser zu verwenden. Kabrhel55) ist dafür eingetreten, die Sandfiltration des Wassers mit der natürlichen Filtration zu combiniren. »Errichtet man in einem Flussbette (oder in einem See) einen Brunnen, der 2, 3 oder mehr Meter unter das Normale hinab reicht (es kann auch eine Flussinsel dazu dienen), und dessen Seitenmauer werk für Wasser undurchdringlich ist, so dass dieses nur von unten her eintreten kann, so erhält man in porösem Boden sehr erhebliche Mengen von Wasser Chemische Untersuchungen haben gezeigt, dass das Wasser solcher Filtrirbrunnen eigentlich ein Gemisch von Flusswasser, das durch den Flussbettboden wirklich filtrirt ist, und von Grundwasser, das sich unter dem Flussbett bewegt, darstellt.« Wird solches, auf natürlichem Wege filtrirtes Wasser hinterher der künstlichen Sandfiltration unterworfen, so soll sich nach Kabrhel mit verhältnissmässig geringem Aufwände ein ungewöhnlich hoher Filtrationseffect erzielen lassen.
Götze56), Oberingenieur des Wasserwerkes zu Bremen, hat, namentlich für gewisse Zwecke, die doppelte Sandfiltration für centrale Wasserversorgungen empfohlen. Namentlich bei Reinigungen und Sandauffüllungen der Filter, bei denen bekanntlich bei der einfachen Filtration grosse Wasserquantitälen unbenutzt verloren gehen (s. oben), ferner bei zufällig ein tretender mangelhafter Functionirung eines Filters etc. ist dieselbe von grossem Vortheil. Man kann das Vorfilter auch in dem Sinne auffassen, dass es die Qualität des Rohwassers für das definitive Filter verbessert. Kleinfilter, d. h. Wasserfilter für den Hausgebrauch, sind im allgemeinen nicht zu empfehlen. Man kennt keine Construction, die für längere Zeit mit Sicherheit keimfreies Wasser liefert, da sich die Poren leicht und bald verstopfen. Wichtig ist ferner, dass derartige Filter nach einigen Tagen des Gebrauches gewöhnlich von Bakterien durchwachsen werden. Wird ein solches Filter wieder gereinigt und sterilisirt, so kann es zunächst für einige Tage wieder ganz keimfreies Wasser liefern. Zu den genannten bakteriendichten Filtern gehören die aus unglasirtem Porzellan hergestellten PASTEUR-CHAMBERLAND'schen Filter (Porzellankerzen), die aus Infusorienerde hergestellten »Berkefeld« -Filter und andere. Couton und Gasser57) reinigen und sterilisiren Chamberlandfilter auf die Weise, dass sie sie zunächst in eine Chlorkalklösung, dann in Salzsäure bringen, um sie dann in gekochtem Wasser auszuwaschen. Die Filter werden absolut sauber, steril und vollkommen normal permeabel. Ausser der Filtration sind noch andere Methoden, Oberflächenwasser zu reinigen und so für Genusszwecke dienlich zu machen, empfohlen worden, namentlich chemische Methoden der Reinigung. Traube58) empfahl Chlorkalk für diesen Zweck; der überschüssige Chlorkalk wurde nach der Sterilisirung des Wassers mit Natriumsulfit entfernt. Das Verfahren ist durch Bassenge59) sowie durch Lode 60J weiter ausgebildet worden. Der letzt genannte Autor verfährt neuerdings so: Man wägt pro Liter Wasser 0, 15 Grm. käuflichen trockenen, am besten aus der Apotheke oder einer zuverlässigen Drogerie bezogenen Chlorkalk ab und verreibt diesen mit möglichst wenig Wasser (1 Grm. Chlorkalk mit etwa 1 Ccm. Wasser) zu einem dünnflüssigen Brei in einer Reibschale, bei grösserem Betriebe in einer Holz-oder Thonschale von entsprechenden Dimensionen. Dann trägt man den Brei, stets gut umrührend, in das zu desinficirende Wasser und setzt sogleich die entsprechende Menge Salzsäure (bei einem specifischen Gewichte der Salzsäure von 1, 134 z. B. 0, 275 Ccm. pro Liter) zu. Nach einer halben Stunde ist die Klärung und die Desinfection vollzogen, worauf pro Liter 0. 3 Grm. Natriumsulfit zugesetzt werden. Das Wasser ist ohne weiteres zum Consum geeignet. Girard und Bordas61) empfahlen zur Sterilisirung des Wassers Calciumpermanganat (pro Liter Wasser 20Mgrm.), wodurch ohne weiteres in kürzester Frist ein Wasser erhalten werden soll, welches frei von Keimen und organischer Substanz ist. Ueber die Verwendung des Ozons für diesen Zweck siehe die Arbeiten von van Ermengem62), Calmette 6S), Weyl. 64) Das Verfahren ist noch in der Ausbildung begriffen. Schumbürg 6b) verwendet zur Keim Freimachung des Wassers freies Brom: Dem Wasser werden pro Liter 0, 06 Grm. Brom zugesetzt, und zwar in Form einer Brom-Bromfealium- lösung. Nach 5 Minuten langer Einwirkung wird das überschüssige Brom durch eine Mischung von schwefligsaurem und kohlensaurem Natron zerstört. Das so erhaltene Wasser ist klar, der Geschmack soll sich kaum von dem des ursprünglichen Wassers unterscheiden. Das Verfahren der Erhitzung behufs Keimfreimachung des Wassers lässt sich begreiflicherweise (wie übrigens die genannten chemischen Methoden auch) nur für die Zwecke des Kleinbetriebes verwenden. Apparate hierfür sind von Wasser v. Siemens, von Merke u. s. w. angegeben. 66)
Zur Wasserversorgung werden auch nicht selten Teiche und Land seen herbeigezogen. Die Beschaffenheit derartiger Wasseransammlungen ist eine sehr wechselnde, je nach der Entstehungsweise derselben, ob vorwiegend die atmosphärischen Niederschläge an der Entstehung participiren, oder ob Quellen, Bäche oder Flüsse zur Speisung dienen, ob ein constanter grösserer Abfluss ist, oder eine seichte, zur Sumpfbildung neigende Wasser fläche, oder ob der mangelnde Abfluss durch die Verdunstung ersetzt wird.
Von allen diesen Bedingungen hängt dann auch die Menge des Wassers, also die Leistungsfähigkeit ab und endlich auch die Temperatur. Letztere wird bei Seen mit Zunahme der Tiefe constanter. Unter allen Umständen muss Oberflachenwasser, woher es auch bezogen sein mag, falls es zur Wasserversorgung verwendet werden soll, einem Reinigungsprocess unterworfen werden.
Das erste Verfahren besteht in der Sedimentirung. Es beruht darauf, dass die im Wasser suspendirten Stoffe in der Ruhe sich allmählich infolge ihres höheren specifischen Gewichts zu Boden senken. Dieser Vorgang hängt ab von dem specifischen Gewicht der Partikel, der Grosse derselben (also auch vom absoluten Gewicht), der Höhe der Schicht, in welcher das Wasser den Boden bedeckt, endlich auch von der physikalischen und mechanischen Beschaffenheit der Partikel.
Das Wasser wird für diesen Zweck in grosse Ablagerungs-oder Klärbassins geleitet und daselbst einige Zeit hindurch vollständig der Ruhe über lassen. Ein solches Verfahren ist mit manchen Nachtheilen für die Qualität des Wassers verbunden, besonders während des Sommerbetriebes. Das Wasser kann dann leicht eine höhere Temperatur annehmen; infolge dessen verliert es auch einen Theil seiner Gase, es »steht ab«, wird schal. Der wichtigste Grund aber, welcher gegen dieses Verfahren der künst lichen Reinigung des Wassers spricht, liegt in dem Umstände, dass dabei auf die Befreiung des Wassers von Mikroorganismen keine Rücksicht ge nommen wird. Finden sich also Infectionsstoffe in dem Wasser, so werden diese in vielen Fällen darin vorhanden bleiben, dann mit in das Leitungs netz gespült werden, und es können so furchtbare Katastrophen heraufbe schworen werden, wie es Hamburg im Jahre 1892 bei Gelegenheit der grossen Choleraepidemie erfahren hat, bei der das Contagium nachgewiesenermassen hauptsächlich durch die Wasserleitung verschleppt wurde, die ihrer seits aus den Klärbassins, die mit rohem Eibwasser gefüllt wurden, ge speist wurde.
Weitaus vorzüglicher ist das zweite Reinigungsverfahren, das der Fil tration. Hier handelt es sich in erster Linie um möglichst vollständige Zurückhaltung aller dem Wasser beigemengten körperlichen Beimischungen, indem man das Wasser durch eine Reihe von porösen Materialien leitet.
Als allgemein giltiges Postulat für eine solche Filteranlage muss ver langt werden, dass als Filtermaterial nur solche Stoffe und diese in solcher Form angewendet werden dürfen, dass sie selbst an das Wasser, welches sie passirt, keine Verunreinigungen abgeben, sodann dass das Filtermaterial die zurückgehaltenen Stoffe nicht allmählich wieder an das durchtretende Wasser abgiebt, und endlich, dass die Wirkung des Filters nicht zu rasch durch die sich ablagernden, die Poren anfüllenden Stoffe aufgehoben wird. Beide letzteren Punkte schliessen die Forderung in sich, dass das Filter sich leicht reinigen, von den die Poren verstopfenden Partikeln be freien lassen muss.
Die centrale Filtration bedient sich als Filtermaterial meistens des Kieses und Sandes, der von anhaftender Erde durch Waschen so vollständig als möglich befreit ist. Alle Sandfilter sind (nach Oesten) 42j »derartig auf gebaut, dass der Filtersand auf einer Stufenfolge von sorgfältig übereinander geschichteten Zonen von Kies, kleineren und gröberen Steinen bis herunter zur untersten, aus Steinen von Kindskopfgrösse bestehenden Packung ruht, indem jede Schicht als Stütze der über ihr befindlichen dient, so dass ein Einstürzen der oberen Lagen in die unteren unmöglich ist. Die Stärke der Filtersandschicht und der tragenden Schichten ist bei den verschiedenen Ausführungen eine verschiedene und wechselt in den Grenzen von 1, 25 in Brieg bis zu 0, 35, beziehungsweise 0, 30 Meter in Schweinfurt oder 0, 25 be ziehungsweise 0, 60 Meter in Braunschweig«.
Man legt die Filter für Wasserwerke in Behältern an, welche wasser dicht gemauerte Wandungen oder gepflasterte Erdböschungen und Boden haben; verticale Einfassungsmauern sind vorteilhafter als geneigte Bö schungen. In diese sogenannten Filterbassins wird schichtenweise das Filter material eingelagert, so dass das Filterbett etwas über die halbe Höhe des Bassins einnimmt. Unter dem Filter im Boden des Bassins ist ein Abzugs- canal angebracht, der das filtrirte Wasser nach dem Reinwasserreservoir führt, aus welchem die Entnahme für die Leitung erfolgt. Das Wasser wird entweder unmittelbar aus dem Flusse oder nachdem es in einem Klärbassin (vergl. oben) die gröbsten Verunreinigungen abge lagert hat, in die Filterbassins geleitet.
Was die Sandinfiltration des Wassers an sich angeht, so sei bezüglich genauerer Daten auf die Arbeiten von Plagge und Proskauer48), C. Fraenkel und Piefke4*), R. Koch46), Piefke4") verwiesen. Hier soll nur auf folgende für die Sandfiltration principiell wichtigen Punkte aufmerksam gemacht werden: Es kommt zunächst bei der Inbetriebsetzung eines jeden Filters Real-Encyclopädie der ges. Heilkunde. 3. Aufl. XXVI. 7. 9g Wasser und Wasserversorgung.
darauf an, dass sich durch Sedimentirung der in dem Rohwasser vorhan denen suspendirten Bestandtheile eine continuirliche feinporige Decke auf der Oberfläche der Sandschicht bildet. Diese Schlammdecke ist das eigent lich Piltrirende in einem solchen Filter, nicht der Sand. Hat die Decke sich gebildet, so kann mit der Filtration begonnen werden; es ist aber gewöhn lich nothwendig, das am ersten Tage oder in den ersten Tagen filtrirte Wasser zu entfernen, da es ungenügend filtrirt zu sein pflegt. Erst allmäh lich »arbeitet« sich das Filter »ein«. Mit der Filtrirgeschwindigkeit, welche gegen plötzliche Schwankungen und Unterbrechungen gesichert sein soll geht man zweckmässig nicht über etwa 100 Mm. die Stunde hinaus. Der Filtrationsdruck darf nie so gross werden, dass Durchbrüche der obersten Filterschicht (Schlammschicht) eintreten könnten. Die sich imnter mehr ver dickende und dem Durchtritt des Wassers immer mehr Widerstand bietende Schlammdecke soll zu rechter Zeit entfernt werden. Die Sandschicht soll stets mindestens 30 Cm. hoch bleiben. Jedes Filter muss eine Einrichtung besitzen, die es gestattet, das filtrirte Wasser zu entnehmen, um es bak teriologisch zu untersuchen. Solche Untersuchungen sollen, namentlich in Epidemiezeiten, möglichst oft geschehen. Ungenügend gereinigtes Wasser muss sich leicht entfernen lassen, ohne dass es sich mit gut filtrirtem Wasser anderer Filter mischt. Durchaus wünschenswerth ist es in unseren Klimaten, die Sandfilter frostfrei, d. h. durch ein Mauerwerk überwölbt, an zulegen, damit nicht (bei strengem Frost im Winter) die Oberfläche des Sandes während der nothwendig werdenden Reinigung einfriert; denn ein eingefrorenes Filter filtrirt an den eingefrorenen Stellen nicht, ist also insufficient.
In Hinsicht der Dauer, während welcher ein Filter (bis zu der noth wendig werdenden Reinigung [s. oben ]) brauchbar bleibt (»Filterperiode«), lässt sich nichts Bestimmtes angeben, da dieselbe vom wechselnden Grade der Verunreinigung des zu filtrirenden Wassers abhängt. Erfahrungsgeniäss hält sich das Filter, falls das Wasser einigermassen klar ist, monatelang, verlangt dagegen nach wenigen Tagen schon eine Reinigung, wenn das zu filtrirende Flusswasser nach starken Regengüssen erhebliche Mengen von Schlammtheilen und erdigen Beimengungen führt.
Was die Wirkung der Sandfiltration bezüglich der Befreiung des Wassers von den in ihm vorhandenen Mikroorganismen angeht, so ist es eine fest stehende Thatsache, dass durchaus nicht etwa alle Keime, sondern nur der allergrösste Theil derselben, aus dem Rohwasser entfernt werden. Diese Thatsache ist zuerst durch experimentelle Untersuchungen von C. Fraenkel und Piefke47) erwiesen worden. Die Autoren haben auf der 16. Ver sammlung des »Deutschen Vereins für öffentliche Gesundheitspflege« zu Braunschweig im September 1890 folgende hierauf bezügliche Thesen auf gestellt:
»Die Leistungen der Sandfilter sind allerdings nicht, wie man dies vielfach angenommen hat, durchaus zuverlässige und unter allen Umständen befriedigende. Die Sandfilter sind keine keimdicht arbeitenden Apparate; aber bei verständiger Handhabung gelingt es, diesen Mangel auf ein sehr geringfügiges Mass zu beschränken. Erforderlich hierfür sind: 1. gutes, mög lichst wenig verunreinigtes Rohmaterial (unfiltrirtes Wasser); 2. geringe Filtrationsgeschwindigkeit; 3. gleichmässige Thätigkeit der Filter; 4. Verzicht auf die im Anfange einer jeden Filterperiode gelieferten Wassermengen.« Durch Kabrhel48) sind später die Resultate der Experimente von C. Fraenkel und Piefke bestätigt worden.
Nach Frankland eliminirten die Sandfilter der London Water Companies seinerzeit 90 ?99%aller Keime. Uffelmann fand, dass das ein Meter hohe Sandfilter des Rostocker Wasserwerks 70 ?80%der Spaltpilze ausschied.
Die Thatsache, dass die Sandfilter nicht imstande sind, alle Keime aus dem Wasser zu entfernen, also auch nicht alle Infectionsstoffe mit Sicher heit zu beseitigen, schliesst ein schweres Bedenken gegen die Errichtung derartiger Anlagen ein. Immerhin haben wir zur Zeit eine bessere Methode, Oberflächenwasser gebrauchsfähfg zu machen, noch nicht (s. weiter unten). Uebrigens steht es andererseits fest, dass die in dem filtrirten Wasser vorhandenen Keime zum allergrössten Theile gar nicht aus dem Rohrwasser, sondern aus den unteren (Stein-, Kies-und Sand-) Schichten der Sandfilter stammen, welche letzteren sich im Laufe der Zeit mit Bakterienvegetationen überziehen. Diesen »Filterbakterien« kommt keinerlei pathogene Be deutung zu.
Ueber die Wirkungen der Sandfiltration auf das Rohrwässer in chemischer Beziehung steht so viel fest, dass eine geringe Verminderung im Gehalte an organischer Substanz sowie an Ammoniak in dem Wasser ein tritt. Die Untersuchungen von Frankland49) über das filtrirte und, unfiltrirte Themsewasser ergaben folgendes:
Wasser der Water Works Company.
| West-Middlesex | Grand Junction | Yauxhall | Lambeth | Chelsea | |
| Vor der Filtration: | |||||
| Organischer Kohlenstoff | 0, 276 | 0, 246 | 0, 285 | 0, 325 | 0, 325 |
| Organischer Stickstoff | 0, 053 | 0, 033 | 0, 052 | 0, 076 | 0, 076 |
| Nach der Filtration: | |||||
| Organischer Kohlenstoff | 0, 198 | 0, 231 | 0, 274 | 0, 258 | 0, 258 |
| Organischer Stickstoff | 0, 043 | 0, 032 | 0. 042 | 0, 038 | 0, 032 |
| in 100. 000 Theilen |
Zu ähnlichen Resultaten sind auch Wolffhügel50), sowie Proskauer51) gekommen. Fischer52) (Worms) hat ein sogenanntes Sandplattenfilter, welches für centrale Wasserversorgungen bestimmt ist, construirt. Dasselbe besteht aus einzelnen Elementen, welche aus einem Gemenge von reinem gewaschenen Flusssand unter Zusatz von Natronkalksilicat bei einer Temperatur von circa 1200° gebrannt sind; die Elemente sind 1 Qm. gross und circa 18 bis 20 Cm. stark und haben innen einen schlitzförmigen Hohlraum von 20 Mm. Stärke, in welchem sich das Filtrat ansammelt. Die filtrirende Sandplatte ist also 8 ?10 Cm. stark. Die am Ende der Filterperiode eintretende Verstopfung wird durch Rückwärtsspülen der Filterkörper behoben. Vaillant53) sowie Laser54) haben vorgeschlagen, den natürlichen Boden zur künstlichen Filtration von Oberflächenwasser zu verwenden. Kabrhel55) ist dafür eingetreten, die Sandfiltration des Wassers mit der natürlichen Filtration zu combiniren. »Errichtet man in einem Flussbette (oder in einem See) einen Brunnen, der 2, 3 oder mehr Meter unter das Normale hinab reicht (es kann auch eine Flussinsel dazu dienen), und dessen Seitenmauer werk für Wasser undurchdringlich ist, so dass dieses nur von unten her eintreten kann, so erhält man in porösem Boden sehr erhebliche Mengen von Wasser Chemische Untersuchungen haben gezeigt, dass das Wasser solcher Filtrirbrunnen eigentlich ein Gemisch von Flusswasser, das durch den Flussbettboden wirklich filtrirt ist, und von Grundwasser, das sich unter dem Flussbett bewegt, darstellt.« Wird solches, auf natürlichem Wege filtrirtes Wasser hinterher der künstlichen Sandfiltration unterworfen, so soll sich nach Kabrhel mit verhältnissmässig geringem Aufwände ein ungewöhnlich hoher Filtrationseffect erzielen lassen.
Götze56), Oberingenieur des Wasserwerkes zu Bremen, hat, namentlich für gewisse Zwecke, die doppelte Sandfiltration für centrale Wasserversorgungen empfohlen. Namentlich bei Reinigungen und Sandauffüllungen der Filter, bei denen bekanntlich bei der einfachen Filtration grosse Wasserquantitälen unbenutzt verloren gehen (s. oben), ferner bei zufällig ein tretender mangelhafter Functionirung eines Filters etc. ist dieselbe von grossem Vortheil. Man kann das Vorfilter auch in dem Sinne auffassen, dass es die Qualität des Rohwassers für das definitive Filter verbessert. Kleinfilter, d. h. Wasserfilter für den Hausgebrauch, sind im allgemeinen nicht zu empfehlen. Man kennt keine Construction, die für längere Zeit mit Sicherheit keimfreies Wasser liefert, da sich die Poren leicht und bald verstopfen. Wichtig ist ferner, dass derartige Filter nach einigen Tagen des Gebrauches gewöhnlich von Bakterien durchwachsen werden. Wird ein solches Filter wieder gereinigt und sterilisirt, so kann es zunächst für einige Tage wieder ganz keimfreies Wasser liefern. Zu den genannten bakteriendichten Filtern gehören die aus unglasirtem Porzellan hergestellten PASTEUR-CHAMBERLAND'schen Filter (Porzellankerzen), die aus Infusorienerde hergestellten »Berkefeld« -Filter und andere. Couton und Gasser57) reinigen und sterilisiren Chamberlandfilter auf die Weise, dass sie sie zunächst in eine Chlorkalklösung, dann in Salzsäure bringen, um sie dann in gekochtem Wasser auszuwaschen. Die Filter werden absolut sauber, steril und vollkommen normal permeabel. Ausser der Filtration sind noch andere Methoden, Oberflächenwasser zu reinigen und so für Genusszwecke dienlich zu machen, empfohlen worden, namentlich chemische Methoden der Reinigung. Traube58) empfahl Chlorkalk für diesen Zweck; der überschüssige Chlorkalk wurde nach der Sterilisirung des Wassers mit Natriumsulfit entfernt. Das Verfahren ist durch Bassenge59) sowie durch Lode 60J weiter ausgebildet worden. Der letzt genannte Autor verfährt neuerdings so: Man wägt pro Liter Wasser 0, 15 Grm. käuflichen trockenen, am besten aus der Apotheke oder einer zuverlässigen Drogerie bezogenen Chlorkalk ab und verreibt diesen mit möglichst wenig Wasser (1 Grm. Chlorkalk mit etwa 1 Ccm. Wasser) zu einem dünnflüssigen Brei in einer Reibschale, bei grösserem Betriebe in einer Holz-oder Thonschale von entsprechenden Dimensionen. Dann trägt man den Brei, stets gut umrührend, in das zu desinficirende Wasser und setzt sogleich die entsprechende Menge Salzsäure (bei einem specifischen Gewichte der Salzsäure von 1, 134 z. B. 0, 275 Ccm. pro Liter) zu. Nach einer halben Stunde ist die Klärung und die Desinfection vollzogen, worauf pro Liter 0. 3 Grm. Natriumsulfit zugesetzt werden. Das Wasser ist ohne weiteres zum Consum geeignet. Girard und Bordas61) empfahlen zur Sterilisirung des Wassers Calciumpermanganat (pro Liter Wasser 20Mgrm.), wodurch ohne weiteres in kürzester Frist ein Wasser erhalten werden soll, welches frei von Keimen und organischer Substanz ist. Ueber die Verwendung des Ozons für diesen Zweck siehe die Arbeiten von van Ermengem62), Calmette 6S), Weyl. 64) Das Verfahren ist noch in der Ausbildung begriffen. Schumbürg 6b) verwendet zur Keim Freimachung des Wassers freies Brom: Dem Wasser werden pro Liter 0, 06 Grm. Brom zugesetzt, und zwar in Form einer Brom-Bromfealium- lösung. Nach 5 Minuten langer Einwirkung wird das überschüssige Brom durch eine Mischung von schwefligsaurem und kohlensaurem Natron zerstört. Das so erhaltene Wasser ist klar, der Geschmack soll sich kaum von dem des ursprünglichen Wassers unterscheiden. Das Verfahren der Erhitzung behufs Keimfreimachung des Wassers lässt sich begreiflicherweise (wie übrigens die genannten chemischen Methoden auch) nur für die Zwecke des Kleinbetriebes verwenden. Apparate hierfür sind von Wasser v. Siemens, von Merke u. s. w. angegeben. 66)
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Hinweis:
Bitte beachten Sie, dass es sich bei dem Text auf dieser Seite um einen Auszug aus einem über hundert Jahre alten Fachbuch der Medizin handelt.
So entsprechen vor allem die genannten diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen nicht dem aktuellen Stand der Medizin, die Anwendung kann nicht nur die Diagnose einer Erkrankung verzögern, sondern auch direkt den Körper schädigen.
Bitte beachten Sie, dass es sich bei dem Text auf dieser Seite um einen Auszug aus einem über hundert Jahre alten Fachbuch der Medizin handelt.
So entsprechen vor allem die genannten diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen nicht dem aktuellen Stand der Medizin, die Anwendung kann nicht nur die Diagnose einer Erkrankung verzögern, sondern auch direkt den Körper schädigen.
Hinweis: Der Text auf dieser Seite entstammt einem über einhundert Jahre alten Fachbuch. Daher entsprechen die gemachten Angaben nicht dem aktuellen Stand der Wissenschaft. Verwenden Sie niemals die angegebenen Rezepturen und Heilmethoden, da sie gesundheitsgefährdend seien können.
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