26.09.2017 / 07:18


Wasserlexikon



Wissenswertes rund ums Wasser



Aluminium
Aluminium (Al) ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 13. Die Bezeichnung leitet sich ab vom lateinischen Wort alumen für Alaun.

Im Periodensystem der Elemente gehört Aluminium zur Borgruppe, die früher auch als Gruppe der Erdmetalle bezeichnet wurde. Aluminium ist das dritthäufigste Element und häufigste Metall in der Erdkruste. Dort tritt es wegen seiner Reaktionsfreudigkeit nur in chemisch gebundenem Zustand auf.

Die in normalen, natürlichen Wässern vorkommenden Mengen an Aluminiumverbindungen haben gesundheitlich keine Bedeutung.
Bei einigen weichen Quell- und oberflächennahen Grundwässern werden jedoch in letzter Zeit steigende Aluminiumkonzentrationen beobachtet, die auf die vom "sauren Regen" verursachte Lösevorgänge im Erdreich zurückzuführen sind.


Ammonium
Das Ammonium-Ion NH4+ ist die konjugierte Säure zur Base Ammoniak NH3.
Das Ammonium-Ion ist ein Kation, das chemisch ähnlich reagiert wie Alkalimetall-Ionen und Salze entsprechender Formel bildet, beispielsweise den hochexplosiven Ammonsalpeter (Ammoniumnitrat) NH4NO3 oder den Salmiak (Ammoniumchlorid).

Das Ammonium darf im Trinkwasser den Grenzwert von 0,5 mg/l nicht übersteigen. Ammonium in Verbindung mit einem hohen Wert für die Oxidierbarkeit (KMnO4-Verbrauch) und einem ungünstigen mikrobiologischen Befund deutet auf eine fäkale Verunreinigung hin. Ein solches Wasser hat keine Trinkwasserqualität. Ammonium kann aber auch unter besonderen Bedingungen im Zusammenhang mit Eisen und Mangan durch chemische Umsetzung im Boden entstehen. Es ist dann mineralischer Herkunft und hygienisch nicht von Bedeutung.


Arsen
Arsen ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 33. Im Periodensystem der Elemente ist es unter dem Symbol As in der 5. Hauptgruppe, der Stickstoffgruppe, zu finden. Arsen kommt selten gediegen, meistens in Form von Sulfiden vor. Es gehört zu den Halbmetallen, da es je nach Modifikation metallische oder nichtmetallische Eigenschaften zeigt.

Arsenverbindungen kennt man schon seit dem Altertum. Sie sind hochgiftig. Trotzdem finden sie Verwendung als Bestandteil einzelner Arzneimittel. Des weiteren wird Arsen zur Dotierung von Halbleitern und als Bestandteil von III-V-Halbleitern wie Galliumarsenid genutzt.

Im Regelfall ist der Arsengehalt bei den meisten Wässern sehr gering. Lediglich in wenigen Regionen werden höhere Arsengehalte gemessen, die aber zumeist geogener Natur sind.


Calcium
Calcium (fachsprachlich) bzw. Kalzium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ca und der Ordnungszahl 20.

Das glänzende silberweiße Metall begegnet uns in der Umwelt als Bestandteil von Kalkstein, Marmor, Kreide und anderen Mineralien.
Calciumverbindungen sind in jedem natürlichen Wasser in geringen oder größeren Mengen vorhanden. Sie gehören wie die Magnesiumverbindungen zu den sogenannten "Härtebildnern" im Wasser.


Chlor
Das Chlor (von altgriechisch χλωρός, chlorós, „grün“, wegen der gelbgrünen Farbe von Chlorgas) ist ein chemisches Element mit dem Symbol Cl und der Ordnungszahl 17. Aufgrund seiner Eigenschaften gehört Chlor zur Gruppe der Halogene, der 7. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente.

Chlor wird als preiswertes Desinfektionsmittel für das Trinkwasser eingesetzt. Insbesondere die entstehende hypochlorige Säure greift Viren und Bakterien an. Vorteilhaft gegenüber anderen Mitteln ist die sogenannte Depotwirkung. D. h. nach der Zugabe im Wasserwerk wirkt es auch im Rohrleitungsnetz noch über längere Zeit desinfizierend.

Außerdem verwenden die meisten Schwimmbäder es in sehr kleiner Dosierung als Desinfektionsmittel für ihr Badewasser. Durch die Reaktion von Chlor mit organischen Stoffen im Beckenwasser entstehen Abfallprodukte, diese machen den bekannten Schwimmbadgeruch aus (Je mehr Verunreinigungen im Wasser, desto mehr Geruch ist für den Badbesucher wahrzunehmen).


Chlorid
Ein Chlorid ist in der Anorganik ein Salz der Chlorwasserstoffsäure, besser bekannt als Salzsäure (chemische Formel: HCl). Ein Chlorid enthält in seinem Ionengitter einfach negativ geladene Chlor(−I)-Ionen CI- (meist Chloridionen genannt).

In der Organik werden Derivate der verschiedensten Verbindungen als Chloride bezeichnet. So wird Methan, bei dem ein Wasserstoff-Atom gegen ein Chlor-Atom ausgetauscht (substituiert) wurde, Methylchlorid genannt. Hier liegt jedoch nicht wie bei den oben angesprochenen anorganischen Verbindungen Chlor als Chloridion vor, sondern ist kovalent mit dem Kohlenstoffatom verbunden.

Größere Mengen Chloride können den Geschmack beeinflussen und erhöhen vor allen Dingen die Korrosionswahrscheinlichkeit des Wassers (Chloridwerte größer als 150 mg/l können bereits metallangreifende Eigenschaften haben).


Eisen
Eisen (mhd. isen; vergleichbar mit kelt. isara „kräftig“, got. eisarn und aiz, lat. aesErz“; das Wort scheint Germanen und Kelten gemeinsam gewesen zu sein, die Abstammung von einer gemeinsamen indogermanischen Wurzel ist jedoch nicht sicher geklärt) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit Symbol Fe (lat. ferrum, Eisen) und Ordnungszahl 26. Es ist ein Metall der 4. Periode in der 8. Nebengruppe im Periodensystem.

Der Eisengehalt eines Wassers (Grenzwert 0,2 mg/l) ist in der Regel nicht von gesundheitlicher Bedeutung, schränkt aber die Verwendungsfähigkeit für Haushaltszwecke, je nach Höhe des Gehaltes u.U. erheblich ein (Fleckenbildung in der Wäsche, ölig aussehender Film auf schwarzem Tee oder Kaffee, Geruchs- und Geschmacksbeeinträchtigungen von Speisen und Getränken). Fast immer führt Eisen zu einer Beeinträchtigung der physikalischen Beschaffenheit (Farbe, Trübung, Geruch und Bodensatz), häufig erst wenn das Wasser im Gefäß steht und Luftsauerstoff hinzutreten kann.


Elektrische Leitfähigkeit
Der Wert für die elektrische Leitfähigkeit eines Wassers ist ein Maß für den Gesamtsalzgehalt. Werte größer als 2.000 µS/cm zeigen einen hohen Gehalt an Ionen und damit in der Regel ein hartes, salzhaltiges Wasser an, niedrige Werte, kleiner als 200 µS/cm, weisen Wasser als weich und salzarm aus.


Entgasung
Bei der Entgasung wird das im Wasser gelöste Gas entfernt.
Die im Wasser gelösten Gase haben eine rasche Korrosion in den Anlagen zur Folge. Daher ist sowohl die Entsalzung als auch die Entgasung des Speisewassers sehr wichtig. Die häufigste Anwendung findet sich beim Betrieb von Dampfkesselanlagen zur Aufbereitung von Kesselspeisewasser (Speisewasserentgaser).
Das häufigste Verfahren ist die Entgasung durch Erhitzen des bereits entsalzten Speisewassers durch den in der Anlage ohnehin vorhandenen Dampf (Thermisches Entgasen). Durch Erhitzen verringert sich die Löslichkeit der Gase im Wasser, die Gase werden zusammen mit dem entstehenden Fegedampf als Brüden ins Freie abgeleitet. Das im Entgaser aufbereitete und gespeicherte Wasser gelangt über die Speisewasserpumpe in den Dampfkessel.
Die für die Entgasung benötigte Dampfmenge beträgt 2-5% des im Kessel erzeugten Dampfes.


Enthärtung
Unter Wasserenthärtung versteht man die Beseitigung der im Wasser gelösten Erdalkali-Kationen Ca2+ und Mg2+, die die Waschwirkung von Waschmitteln durch Bildung von Kalkseifen reduzieren und zu störenden Kesselsteinablagerungen in Rohrleitungen und Apparaten führen können. Aus umgangssprachlich hartem Wasser wird weiches Wasser erzeugt. Enthärtetes Wasser darf nicht verwechselt werden mit destilliertem, demineralisiertem oder vollentsalztem Wasser (VE-Wasser).


Filtration
Die Filtration ist ein Verfahren zur Trennung oder Reinigung eines Mediums.

Die Filtration gehört zu den mechanischen Trennverfahren. Die Begriffe Filtration, Filtrierung, Filterung und Filtern werden synonym verwendet.


Flockung
Flockung soll feinste suspendierte und kolloidal gelöste, störende Wasserinhaltsstoffe (Plankton, Eisenschlamm) aus dem Wasser entfernen. Die Grenze zwischen suspendierten und kolloidal gelösten Partikel liegt bei 0,45 Mikrometer. Wenn die Dichte der feinen Teilchen der des Wassers entspricht, halten sich diese in Schwebe und können nicht sedimentieren (absinken). Eine weitere Störung der Sedimentation ist die gegenseitige Abstoßung der einzelnen Teilchen untereinander. Diese sind meist negativ geladen und stoßen sich dabei gegenseitig ab, und bilden einen Raum im Wasser aus, und verhindern eine gegenseitige Zusammenballung, die dann zur Sedimentation führen soll. Bei der Flockung werden diese kleinen Teilchen zu größeren Flocken (Makroflocken) zusammengeballt, so dass diese eine größere Dichte erhalten um dann zu sedimentieren.


Gesamthärte (° dH, mmol/l)
Die Gesamtwasserhärte spiegelt die gesamte Konzentration der Kationen der Erdalkalimetalle in Wasser wieder. Diese Kationen haben eine große, positive physiologische Bedeutung, stören jedoch bei einigen Verwendungen des Wassers. So bilden in Wasser eingebrachte Seifen mit diesen Kationen unlösliche Kalkseifen, die über keine Reinigungswirkung mehr verfügen. Beim Waschen von Textilien in Wasser mit hoher Gesamtwasserhärte führen die Kalkseifen zu einer Verunreinigung der Textilen. Seifen zählen zu den anionischen Tensiden und sind besonders empfindlich gegenüber hartem Wasser. Die Waschleistung von modernen Tensiden in Waschmitteln ist weniger empfindlich gegen die Wasserhärte. Trotzdem enthalten die Waschmittel zu etwa 30% Substanzen, die hartes Wasser enthärten. (siehe auch Baukastenwaschmittel und Wasserhärte und Waschen)

Liegen in einer Lösung Kationen vor, so müssen auch Anionen in entsprechender Menge vorhanden sein. In Bezug auf die Wasserhärte ist die Konzentration des Anions Hydrogencarbonat (HCO3-) bedeutsam. Man bezeichnet diese Konzentration als Carbonathärte oder temporäre Wasserhärte oder vorübergehende Wasserhärte. Mit Hydrogencarbonat können sich schwer lösliche Verbindungen wie Calciumcarbonat oder Magnesiumcarbonat bilden. Diese Ablagerungen werden auch Kesselstein genannt. Ob sich Kalkablagerungen bilden, hängt von einem recht komplizierten, temperaturabhängigen Kalk-Kohlensäure-Kohlenstoffdioxid-Gleichgewicht ab. Carbonathärte führt zu Ablagerungen besonders bei der Bereitung von Heißwasser. Im Haushalt sind die Warmwasseranlagen und Geräte wie Kaffeemaschinen betroffen. Die Ablagerungen entstehen besonders an den Wärmequellen, führen langfristig zu Überhitzungen und können diese schädigen. Durch eine Anwesenheit von Hydrogencarbonat kann ein Teil der Gesamtwasserhärte durch Kochen oder z. B. durch Entkarbonisierung recht einfach entfernt werden. Aus diesem Grund sind die Bezeichnungen vorübergehende bzw. temporäre Härte entstanden. Neben der Temperatur tragen auch andere Prozesse zur Bildung von Kalk bei, da sie den Kohlenstoffdioxid-Gehalt des Wassers beeinflussen. Wasserpflanzen und Algen entziehen CO2 und können zu einer Fällung von Carbonaten führen.

Als Nichtcarbonathärte bezeichnet man den Teil der Gesamtwasserhärte, der sich nicht durch Kochen des Wassers entfernen lässt. Die verbleibenden Anionen wie z. B. Chloride und Sulfate bilden mit den Kationen der Erdalkalimetalle keine schwerlöslichen Verbindungen. Welche Anionen genau vorhanden sind, spielt in Bezug auf die Wasserhärte keine Rolle. Dieser Anteil der Härte wird auch permanente Wasserhärte oder bleibende Wasserhärte genannt. (Sie bleibt nach dem Kochen).

Zusammenfassend gilt, dass die Gesamtwasserhärte die Summe der Carbonathärte und der Nichtcarbonathärte ist. Die Verwendung der Begriffe hart und weich in Bezug auf Wasser hat eine ganz spezielle Bedeutung. Sie ist nicht vergleichbar mit der Bedeutung des Wortes Härte, das im Zusammenhang mit harten oder weichen Materialien steht. Die Gesamtwasserhärte beschreibt die gesamte Konzentration der Kationen der Erdalkalimetalle. Gelegentlich werden Konzentrationen von Magnesium- und Calciumionen getrennt bestimmt. Man bezeichnet diese dann als „Magnesiumhärte“ bzw. „Calciumhärte“, deren Summe in guter Näherung der Gesamtwasserhärte entspricht. In Anwesenheit von Hydrogencarbonat können sich schwerer lösliche (kompaktere) Mischcarbonate bilden.

Die Härtebereiche werden wie folgt definiert:

- Härtebereich "weich", weniger als 1,5 mmol/l Calciumcarbonat (entspricht 8,4 ° dH)
- Härtebereich "mittel", 1,5 - 2,5 mmol/l Calciumcarbonat (entspricht 8,4 - 14 ° dH)
- Härtebereich "hart", mehr als 2,5 mmol/l Calciumcarbonat (entspricht mehr als 14 ° dH)


Ionenaustauscher (z.B. Enthärtungsanlagen)
Ionentauscher oder Ionenaustauscher sind Geräte, mit denen im Wasser gelöste Ionen gegen andere Ionen ersetzt werden können. Meist handelt es sich dabei um Säulen, die mit einem Ionenaustauschermaterial, dem Ionenaustauscherharz, gefüllt sind, und von der zu behandelnden Lösung durchströmt werden. Die zu ersetzenden Ionen werden am Ionenaustauscher-Material gebunden, das seinerseits dabei Ionen in die Lösung abgibt. Beispielsweise kann ein Natrium-Kalium-Ionenaustauscher Natrium-Ionen gegen Kalium-Ionen ersetzen. Lässt man einen solchen Ionenaustauscher beispielsweise auf eine Lösung des Salzes Natriumchlorid einwirken, so erhält man eine Lösung des Salzes Kaliumchlorid.


Magnesium
Magnesium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Mg und der Ordnungszahl 12. Es hat zwei Außenelektronen, wodurch die Chemie des Magnesiums bestimmt wird. Als achthäufigstes Element ist es zu etwa 1,4 % am Aufbau der Erdkruste beteiligt.

Magnesiumverbindungen sind nahezu in jedem natürlichem Wasser enthalten. Sie gehören wie die Calciumverbindungen zu den "Härtebildnern" im Wasser.


Mangan
Mangan [maŋˈɡaːn] (von franz. manganèse „schwarze Magnesia“) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Mn und der Ordnungszahl 25.

Der Mangangehalt eines Wassers (Grenzwert 0,05 mg/l) ist in der Regel nicht von gesundheitlicher Bedeutung, schränkt aber die Verwendungsfähigkeit für Haushaltszwecke, je nach Höhe des Gehaltes u.U. erheblich ein (Fleckenbildung in der Wäsche, ölig aussehender Film auf schwarzem Tee oder Kaffee, Geruchs- und Geschmacksbeeinträchtigungen von Speisen und Getränken). Fast immer führt Mangan zu einer Beeinträchtigung der physikalischen Beschaffenheit (Farbe, Trübung, Geruch und Bodensatz), häufig erst wenn das Wasser im Gefäß steht und Luftsauerstoff hinzutreten kann.


Mikrofiltration
Die Mikrofiltration ist ein Verfahren zur Filtration. Der wesentliche Unterschied zwischen der Mikro- und der Ultrafiltration liegt in den verschiedenen Porengrößen und in der unterschiedlichen Membranstruktur wie den Werkstoffen und den beteiligten Filtermaterialien. Eine Filtration durch Membranen mit einer Porengröße < 0,1 µm wird in der Regel Ultrafiltration genannt, während die Filtration bei Porengrößen > 0,1 µm gewöhnlich als Mikrofiltration bezeichnet wird.

Beides sind rein physikalische (mechanische) Membrantrennverfahren. Die Verfahren trennen nach dem Prinzip des mechanischen Größenausschlusses (Filtrationsprinzip), d.h. alle Inhaltsstoffe in den Fluiden, die größer als die Membranporen sind, werden von der Membran zurückgehalten. Treibende Kraft in beiden Trennverfahren ist der Differenzdruck zwischen Zulauf und Ablauf der Filterfläche, der zwischen 0,1 und 10 bar liegt.


Natriumhydrogencarbonat
Natriumhydrogencarbonat, chemisch NaHCO3, kurz Natron, wird oft auch mit den chemisch falschen, teilweise sehr veralteten Trivialnamen doppeltkohlensaures Natron, Natriumbicarbonat oder Bikarbonat bezeichnet (falsch, da kein echtes Bikarbonat) - nicht zu verwechseln mit Natronlauge.

Die Angabe des Natriumhydrogencarbonat-Gehaltes wird vor allem bei enthärtetem Wasser über Ionenaustausch vorgenommen. Hierbei werden die Hydrogenkarbonate der Härtebildner (Karbonathärte) in die äquivalente Menge an Natriumhydrogencarbonat umgesetzt.
Natriumhydrogencarbonat kommt jedoch auch in natürlichen Wässern vor. Die "Säurekapazität bis pH 4,3 "übersteigt dann den 2-fachen Wert "Summe Erdalkalien". Aus dem übersteigendem Betrag lässt sich dann die Menge an Natriumhydrogencarbonat berechnen.


Nitrat
Nitrate sind in der anorganischen Chemie die Salze (M+NO3, M: anorganisches Kation) der Salpetersäure, HNO3. In der organischen Chemie sind damit die Ester (R–O–NO2, R: organischer Rest) dieser Säure gemeint.
Ein Teil der Nitrate wird mit dem Trivialnamen Salpeter bezeichnet.

Nitrate sind in der Biosphäre allgegenwärtig. Im Boden und in Gewässern wird Nitrat durch die Nitrifikation gebildet. Als Endprodukt dieses Prozesses entstehen sie im Zuge der Zersetzung insbesondere eiweißhaltiger Stoffe über die Oxidation gebildeten Ammoniaks durch Bakterien der Gattung Nitrosomonas zu Nitrit, welches durch Bakterien der Gattung Nitrobakter zum Nitrat oxidiert wird. In der Landwirtschaft wurde in den vergangenen Jahrzehnten die Gülle-Wirtschaft forciert. Dadurch wurden die Böden in erheblichem Umfang mit leicht nitrifizierbaren Stickstoffverbindungen belastet und die Eutrophierung von Gewässern gefördert. Die Folge war ein drastischer Anstieg des Nitratgehaltes im Grundwasser. In vielen Gegenden wurde dadurch die Gewinnung von Trinkwasser gefährdet, da hierfür ein Grenzwert von 50 mg/L gilt.

Nitrat kann nach der Umwandlung zu Nitrit (Grenzwert 0,5 mg/l) bei Säuglingen bis zum 4. Lebensmonat, wenn die Nahrung mit nitrathaltigem Wasser zubereitet wird, zur Blausucht führen.


Nitrit
Unter Nitriten versteht man in der anorganischen Chemie die Salze (M+NO2-, M: anorganisches Kation) der salpetrigen Säure, HNO2. In der organischen Chemie sind damit die Ester (R–O–N=O, R: organischer Rest) dieser Säure gemeint, die von den dazu isomeren Nitro-Verbindungen, R-NO2, zu unterscheiden sind, bei denen der Rest am Stickstoff gebunden ist.

In reinem Wasser findet man Nitrit-Ionen nur in Spuren. Sonderfälle bilden eisenreiche Grund- und Moorwässer. Das Auftreten von Nitrit-Ionen im Wasser deutet häufig auf eine fäkale Verunreinigung hin, was bei einer Untersuchung wichtige Hinweise geben kann.


Oxidierbarkeit (KMnO4-Verbrauch)
Die Oxidierbarkeit ist ein Summenparameter und weist auf den Gehalt des Wassers an oxidierbaren Substanzen, vor allem kohlenhydrathaltiger Natur hin. Bei guten Wässern liegt der Gehalt bei 5 mg/l. Der Grenzwert von 5 mg/l darf nicht überschritten werden. Weiterführende Summenparameter für organische Inhaltsstoffe sind organischer Kohlenstoff DOC und UV-Absorption.


pH-Wert
Der pH-Wert ist ein Maß für die Stärke der sauren bzw. basischen Wirkung einer wässrigen Lösung. Als logarithmische Größe ist er durch den mit -1 multiplizierten Zehnerlogarithmus der Oxoniumionenkonzentration (genauer: der Oxoniumionenaktivität) definiert. Der Begriff leitet sich von pondus Hydrogenii oder potentia Hydrogenii (lat. pondus, n. = Gewicht; potentia, f. = Kraft; hydrogenium, n. = Wasserstoff) ab.

- pH < 7 entspricht einer Lösung mit saurer Wirkung
- pH = 7 entspricht einer neutralen Lösung
- pH > 7 entspricht einer alkalischen Lösung (basische Wirkung)

Der pH-Wert des Wassers muss im Bereich zwischen 6,5 und 9,5 liegen. Stark kohlensäurehaltige, weiche Wässer können z.B. einen pH-Wert im deutlich sauren Bereich haben (< 6,5) und sind besonders metallaggressiv. Die Basenkapazität bis pH 8,2 ist in der Regel ein Maß für den Gehalt des Wassers an freier Kohlensäure (CO2).


Phosphat
Phosphate sind die Salze und Ester der ortho-Phosphorsäure. Das Anion PO43-, sowie seine Polymere (Kondensate) und organische Verbindungen (Phosphorsäureester), die Phosphatgruppen tragen, werden Phosphate genannt. Phosphor liegt bei allen diesen Verbindungen in der Oxidationsstufe (V) vor.

Natürliche Wässer enthalten Phosphate in Mengen die 0,05 mg/l P2O5 selten übersteigen.
Zum Zwecke der Wasseraufbereitung werden dagegen häufig Phosphate eingesetzt (Korrosionsbekämpfung, Verhinderung von Kalkabscheidungen etc.). Bei einer Phosphatbehandlung von Trinkwasser ist in der Trinkwasserverordnung eine zulässige Konzentration von 5 mg/l P2O5.


Redoxpotential
Das Redoxpotential beschreibt die Potentialdifferenz zwischen einem Halbelement und dem international standardisierten Bezugselement, der Normal-Wasserstoffelektrode. Das Bezugselement besteht aus einer Platinelektrode, welche bei 25 °C von Wasserstoffgas mit einem Druck von 1013 hPa umspült wird und in eine Salzsäurelösung der Stoffmengen-Konzentration 1 mol/l (das bedeutet, dass pH 0 vorliegt) taucht.

Die Spannung, welche entsteht, wenn das gewählte Halbelement mit dem Bezugshalbelement verbunden wird, bezeichnet man als das Standardpotential des gewählten Halbelements.

Das Redoxpotential gibt bei Wasser Auskunft über dessen Oxidations- und Reduktionskraft. Die Messung ist vor allem bei biologischen Vorgängen, bei der Enteisenung und Entmanganung, sowie bei Entkeimungsverfahren von Bedeutung.


Silikat
In der Chemie sind Silikate Verbindungen aus Silicium und Sauerstoff (SixOy) mit einem oder mehreren Metallen und eventuell noch Hydroxid-Ionen. Mit Silikat bezeichnet man auch die Salze des Siliciums und der Kieselsäuren (siehe auch Quarz).

Silikate sind in allen natürlichen Wässern, teils echt gelöst (als Silikat-Ion wechselnder Zusammensetzung), teils in kolloidalem Zustand vorhanden. Hygienisch haben die Silikate keine Bedeutung, aber schon beim normalen Dampfkesselbetrieb können sie durch Bildung unlöslicher Ablagerungen zu beträchtlichen Störungen führen.


Sulfat
Sulfate sind Salze oder Ester der Schwefelsäure. Die Salze enthalten als Anion das Sulfat-Ion (SO4)2 − . Die Ester der Schwefelsäure haben die allgemeine Formel R-O-SO2-O-R', dabei sind R und/oder R' organische Reste.

Der Sulfatgehalt des Trinkwassers darf in der Regel den Grenzwert von 250 mg/l nicht überschreiten. Lediglich bei der Herkunft des Wassers aus calciumsulfathaltigem (Gips) Untergrund sind höhere Werte erlaubt. Ein natriumsulfathaltiges (Glaubersalz) oder magnesiumsulfathaltiges (Bittersalz) Wasser hat abführende Wirkung.


Temperatur
Die Temperatur eines Trinkwassers sollte zwischen 7 und 12 °C liegen. Wässer, deren Temperatur im Sommer und Winter sehr stark schwanken, stammen aus oberflächennahen Bodenschichten und können sehr leicht verunreinigt werden.

Die Angabe der Temperatur ist wegen der temperaturabhängigen Messwerte für pH-Wert, Redoxpotential und der Leitfähigkeit wichtig. Auch bei Berechnungen des Gleichgewichts-pH-Wertes, des Sättigungsindexes und der zugehörigen Kohlensäure geht die Wassertemperatur beträchtich in die Berechnung ein.


Ultrafiltration
Die Ultrafiltration bezeichnet eine Technik zur Abtrennung von makromolekularen Substanzen und zur Aufkonzentrierung derselben.

Man unterscheidet Mikrofiltration und Ultrafiltration über den Grad der Abtrennung. Werden Partikel mit der Größe 0,5-0,1 µm abgetrennt, spricht man von Mikrofiltration, sind die Partikel 0,1-0,01 µm groß, dann bezeichnet man es als Ultrafiltration.

Die Ausschlussgrenze oder auch Cut-off der Ultrafiltration wird üblicherweise in Form des NMWC (Nominal Molecular Weight Cut-Off, auch MWCO, Molecular Weight Cut Off, Einheit: Dalton) angegeben. Er wird definiert als die minimale Molekülmasse eines globulären Moleküls, welches durch die Membran zurückgehalten wird. In der Praxis sollte der NMWC mindestens 20% niedriger sein als das Molekülgewicht des abzutrennenden Moleküls.

Weitere qualitative Aussagen über die Filtration lassen sich anhand des Flux (Transmembranfluss oder Durchtrittsrate) machen. Dieser verhält sich proportional zum Transmembrandruck und antiproportional zum Membranwiderstand. Diese Größen werden sowohl von den Eigenschaften der verwendeten Membran als auch durch Konzentrationspolarisation und eventuell auftretendes Fouling bestimmt. Die Durchtrittsrate wird auf 1 m2 Membranfläche bezogen.

Eine weitere Anwendung der Ultrafiltration ist die Diafiltration. Durch dieses Verfahren kann bei einer Suspension der Puffer ausgetauscht oder die Salzkonzentration geändert werden. Es verbindet die Eigenschaften der Dialyse mit denen der Ultrafiltration. Während des Vorgangs wird dem Retentat kontinuierlich Lösungsmittel zugeführt, bis das alte Lösungsmittel vollständig über die Membran ausgetauscht ist. Sind Zu- und Abfluss angeglichen, so wird das Suspensionsvolumen nicht verändert.

Seit Einführung der neuen Trinkwasserverordnung und der damit verbundenen Grenzwerte für den Parameter Trübung, findet die Ultrafiltration immer mehr Anwendung bei der kommunalen Trinkwasseraufbereitung. Dabei wird diese Methode als Dead-End Technik betrieben, wobei die Membran die gesamte Menge an Rohwasser in Filtrat umsetzt. Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist die Keimfreiheit des erzeugten Filtrats, wodurch auch belastete Grundwässer nach Starkregeneinflüssen sicher aufbereitet werden können.


Umkehr-Osmose
Die Umkehr-Osmose ist ein physikalisches Verfahren zur Aufkonzentrierung von in Flüssigkeiten gelösten Stoffen. Sie wird zur Wasseraufbereitung für Trink- und Prozesswasser, zur Abwasserbehandlung und zum Aufbereiten von Aquarienwasser verwendet. Auch Fruchtsaftkonzentrate werden nach diesem Prinzip hergestellt.


Wasserhärte
Als Wasserhärte wird die Konzentration der im Wasser gelösten Ionen der Erdalkalimetalle bezeichnet. Zu diesen „Härtebildnern“ zählen hauptsächlich Calcium und Magnesium, während Strontium und Barium eine untergeordnete Rolle spielen. Die gelösten Härtebildner können unlösliche Verbindungen bilden, vor allem Kalk und sogenannte Kalkseifen. Die Tendenz zur Bildung von unlöslichen Verbindungen ist der Grund für die hohe Aufmerksamkeit, die der Wasserhärte entgegengebracht wird. - Weiches Wasser ist günstiger für alle Anwendungen, bei denen das Wasser erhitzt wird, zum Waschen, zum Gießen von Zimmerpflanzen etc.

- Weiches Wasser steht in Regionen mit Granit, Gneis, Basalt und Schiefer-Gesteinen zur Verfügung. Auch Regenwasser ist weiches Wasser.

-
Hartes Wasser führt zur Verkalkung von Haushaltsgeräten, erhöht den Verbrauch von Spül- und Waschmitteln, beeinträchtigt den Geschmack und das Aussehen empfindlicher Speisen und Getränke (z.B. Tee). Hartes Wasser kommt aus Regionen, in denen Sand- und Kalkgesteine vorherrschen.


Zink
Zink (lat. Zincum) ist ein chemisches Element. Es ist ein bläulich-weißes Metall und wird unter anderem zum Verzinken von Eisen und Stahlteilen sowie für Regenrinnen verwendet. Der Name Zink kommt von Zinke, Zind „Zahn, Zacke“, da Zink zackenförmig erstarrt. Dem Arzt Paracelsus gelang 1520 als erstem die Darstellung von Zink.

Zinkspuren sind im Wasser sehr verbreitet. Größere Mengen können dagegen in Grundwässern der Zinkbergbaugebiete auftreten. Auch finden sich oft beträchtliche Zinkmengen im Trinkwasser wenn dieses in verzinkten Rohrleitungen gestanden hat (bis ca. 5 mg/l). Geschmacklich macht sich Zink erst bei 5 - 10 mg/l bemerkbar.



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Warum Wasseraufbereitung?
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Was tun bei Rost?
Das Wasserwerk liefert ein hygienisch einwandfreies Trinkwasser. Auf dem Wege vom Wasserwerk jedoch lösen sich Inkrustationen und gelangen in die Wasserleitung.

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Was tun bei Kalk?
Der weitaus größte Teil des Trinkwassers wird im modernen Haushalt für Körperpflege, Bad- und Duschwasser, Wasser für Spül- und Waschmaschinen und für die vielfältigen Reinigungsarbeiten verwendet.

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