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Notwendigkeit der Wasseraufbereitung

Die zur Verfügung stehenden Wasserarten können nach Lage des Betriebes und den örtlichen Verhältnissen in ihrer Herkunft sehr unterschiedlich sein.
Das zur Nutzung verfügbare Wasser wird demzufolge unterschiedliche Gehalte an Wasserinhaltsstoffen aufweisen. Der Unterschied wird deutlich ausfallen, wenn man z. B. künstliches Oberflächenwasser mit Grundwasser hinsichtlich der chem. Zusammensetzung vergleicht.
Andererseits stellen die wasserabhängigen technischen Prozesse sowie die hierfür eingesetzten Apparate und Anlagen in Bezug auf die Wasserqualität unterschiedlichste Anforderungen.
Die Vielfalt dieser Problematik soll anhand einiger Beispiele näher erläutert werden.

Bei der Aufbereitung von Trinkwasser dürfen die Grenzwerte lt. TVO BRD nicht überschritten werden, andererseits muß der Mindestgehalt an essentiellen Ionen wie z.B. Na, K, Ca ², Mg ² gesichert werden.
Trinkwasser ist aber im allgemeinen ohne besondere Aufbereitung als Kesselspeisewasser ungeeignet, da Ca ² -und Mg ² - Ionen zum sogenannten Kesselstein führen würden.

Laut VdTÜV- Merkblatt sind bei Betrieb einer Kesselanlage mit salzhaltigem Speisewasser folgende Werte zu beachten.

VdTÜV- Merkblatt 1453  Tafel 1 Salzhaltiges Speisewasser für Umlaufkessel (Wasserrohr- und Großwasserraumkessel)

Parameter

Maßeinheit

Druckstufe

Zulässiger Betriebsdruck

bar

  ≤1

 ≥1 68

Allgemeine Anforderungen

 

farblos, klar, frei von ungelösten Stoffen

pH-Wert bei 25° C

 

> 9

>9

Leitfähigkeit bei 25 ° C

µS/cm

nur Richtwerte für Kesselwasser maßgebend

Summe Erdalkalien (Ca² + Mg² )

mmol/l

< 0,015

< 0,01

Sauerstoff (O2)

mg/l

< 0,1

< 0,02

Kohlensäure (C02) gebunden

mg/l

< 25

< 25

Eisen,gesamt (Fe)

mg/l

-

< 0,03

Kupfer, gesamt (Cu)

mg/l

-

< 0,005

Kieselsäure (SiO2)

mg/l

nur Richtwerte für Kesselwasser maßgebend

Oxidierbarkeit (MnVII  Mn II)

mg/l

< 10

< 10

Öl, Fett

mg/l

< 3

< 1

 

Weit höhere Anforderungen muß an Reinstwasser gestellt werden, das in Laboratorien und in der Chipfertigung verwendet wird.
Anforderungen an Reinstwasser für die Elektronikindustrie
(gemäß ASTM)

 

Parameter

Masseinheit

Typ EI

Typ E II

Leitfähigkeit min, bei 25° C

MΩ x cm

18 (90% der Zeit)

15(90% der Zeit)

Partikel > 1µm, max.

pro mL

2

2

Bakterien, max.

pro mL

< 1

10

TOC, max.

ppb

50

200

Gesamtfeststoffgehalt, max.

ppb

10

50

Na, max.

ppb

< 1

10

Cl, max.

ppb

2

10

 

Es ergibt sich also zwangsläufig die Aufgabe, das Rohwasser bezüglich seiner Inhaltsstoffe so verändern, das es im vorgesehenen technischen Prozeß zu keinen Störungen führt.
Bei der Beurteilung eines Rohwassers, das für technische Zwecke vorgesehen ist, müssen folgende Inhaltstsoffe berücksichtigt werden.


Kationen: 

  • Calciumionen    
  • Magnesiumionen    
  • Wasserstoffionen  
  • Eisenionen        
  • Manganionen     
  • u.a.                       
                          

Anionen:

  • Chloridionen
  • Sulfationen
  • Carbonationen
  • Hydrogencarbonationen
  • Nitrationen
  • Silikationen
  • u.a.

Organische Verbindungen wie: Huminsäuren, Mineralölkohlenwasserstoffe, u.a.

Mikroorganismen vor allem Bakterien, Schimmelpilze, Algen

 

Partikelförmige Bestandteile

Bei der Abwasserbehandlung können noch weitere herkunftsspezifische Inhaltsststoffe eine große Rolle spielen.

Zum Beispiel:

  • Schwermetalle wie Cadmium, Blei, Quecksilber;

  • Anionen wie Cyanid, Sulfit, Sulfid,

  • pflanzliche und tierische Fette, synthetische Öle usw.

 

Abwasser muß, bevor es in die Kanalisation eingeleitet werden darf, bezüglich seiner Inhaltsstoffe so beschaffen sein, dass es den zutreffenden Anlagen der  Abwasserverwaltungsvorschrift (AbwasserVwV) entspricht.
    
Je nachdem, welche Wasserinhaltsstoffe entfernt, unwirksam bzw. in ihrer Konzentration verringert werden müssen, stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung.

Zur Aufbereitung von Wasser kommen zur Anwendung:

Mechanisch- physikalische Verfahren wie

  • Filtration
  • Membrantrennverfahren
  • Flotation
  • Absetzeinrichtungen

 
Chemisch- pysikalische Verfahren wie

  • Neutralisation, Fällung, Flockung
  • Ionenaustausch
  • Adsorption
  • elektrochemische Verfahren
  • thermische Verfahren

sowie verschiedenste Verfahrenskombinationen.