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Diese Seite zeigt Ihnen alphabetisch geordnet Begriffe aus der Wasseranalytik (wird laufend ergänzt)

1. Begriffe aus der Wasseranalytik


1. Wasseranalytik - Begriffe

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  • A
  • Äquivalentgewicht
    Die Einheit für das Äquivalentgewicht (manchmal auch Äquivalenzgewicht) ist val oder eq und bedeutet, dass das Molgewicht durch die Wertigkeit dividiert wird.
    Molarität Wertigkeit Validität
    1 Mol einwertig 1 val
    1 Mol zweiwertig 0,5 val
    1 Mol dreiwertig 0,33 val

    Natrium und Kalium sind von ihrer Ladung her einwertig. Deswegen haben wir sie mit einem "+" gekennzeichnet.  Magnesium (Mg++) und Calcium (Ca++) sind jedoch  zweiwertig (deswegen die ++).
    z.B.
    Natrium = einwertig = Na+ = 1 Mol/1 = 1 eq (oder 1 val)
    Calcium = zweiwertig = Ca++ = 1 Mol/2 = 0,5 eq (oder 0,5 val)

    Ein einwertiges Kation wie Natrium wird gegen ein einwertiges H-Ion (H+) vom Ionentauscher ausgetauscht. Für ein zweiwertiges Ion wie Calcium benötigt dieser jedoch 2 H-Ionen.
    Daraus folgt nun, dass mit 1eq Ionentauscherkapazität nur 0,5 eq Calcium getauscht werden kann, während der Austausch von Natrium im Verhältnis 1:1 einhergeht.
    Mit anderen Worten:
    Man benötigt für die gleiche Molmenge Calcium die doppelte Ionentauscherkapazität als für Natrium.
    Hat man das Molgewicht eines Stoffes kann man daher sehr einfach die Kapazität über die Wertigkeit berechnen.

    Die wesentlichen Ionen, die bei der Vollentsalzung meistens gegen H+ Ionen ausgetauscht werden, sind die Alkali-Elemente Natrium (Na+) und Kalium (K+) sowie die Erdalkali-Elemente Magnesium (Mg++) und Calcium (Ca++). Andere Kationen wurden vernachlässigt, da im Trinkwasser davon lediglich Spuren enthalten sind. (Bei einer genauen Berechnung durch uns werden sie natürlich berücksichtigt.)

  • (Spektraler) Absorbtionskoeffizient (SAK)
    Diese Werte stellen die Lichtschwächung dar, die ein Wasser bei einer Schichtdicke von 1 mtr bei folgenden Lichtwellen bewirkt:
    -SAK (436 nm) in m-1
    -SAK (254 nm) in m-1
    Warum eine Wellenlänge von 436nm?
    Die in gefärbten Wässern vorkommenden gelben bis braune Farbwerte zeigen bei einer Wellenwelle von 436nm die größte Lichtschwächung.
    Warum eine Wellenlänge von 254 nm?
    Die Lichtschwächung bei 254 nm ist gut geeignet um organische Belastungen wie Lignine oder Humine zu bestimmen
  • B
  • Basenkapazität bis pH 8,2
    früher auch -p Wert genannt
    gibt die Menge an Natronlauge in mmol/ltr an, die benötigt wird, um das untersuchte Wasser auf pH 8,2 anzuheben. Mit etwas Glück kann man unter bestimmten Voraussetzungen daraus den Gehalt an freier Kohlensäure errechnen
    Angabe: mol/cbm = 1mval/ltr
    früher übliche Umrechnung:
    -p-Wert x 44 = mg/ltr freie Kohlensäure
  • Biochemische Sauerstoffbedarf (BSB)
    (engl. biochemical oxygen demand>, BOD) gibt die Menge an Sauerstoff an, der zum biologischen Abbau im Wasser vorhandener organischer Verbindungen benötigt wird. Üblicherweise dient der Biologische Sauerstoffbedarf als Schmutzstoffparameter zur Beurteilung der Verschmutzung von Abwasser.
    Üblicherweise wird der BSB5 angegeben. Dieser Wert ist der Bedarf an Sauerstoff in mg/Liter, den Bakterien und das Plankton bei einer Temperatur von 20° Celsius innerhalb von fünf Tagen zum Abbau von organischen biologisch abbaubarer Stoffe benötigen. Der  BSB2 gibt den Sauerstoffbedarf zum Abbau innerhalb von zwei Tagen an.
    Der BSB gibt den Sauerstoffbedarf zum Abbau aller enthaltenen organischen Substanzen insgesamt an.

    Faustregel: BSB5 = ca. 70% · BSB.

    Zur Beurteilung der Gewässergüte ist neben dem biologischen auch der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) von Bedeutung. Hier werden alle, auch nicht biologisch abbaubare Inhaltsstoffe durch das starke Oxidationsmittel Kaliumdichromat oxidiert, daher:

     CSB > BSB

    Die Relation der beiden Werte liefert eine Aussage über die Art der Abwasserinhaltsstoffe. Als Anhaltwerte gelten:

    • BSB5 = 50-100% CSB = Inhaltsstoffe gut biologisch abbaubar.
    • BSB5 < 50% CSB =  Inhaltsstoffe schlecht abbaubar

    Wenn Inhaltsstoffe schlecht biologisch abbaubar sind, dann liegt das daran, dass diese auf Mikroorganismen giftig wirken und diese abgetötet werden

    Der Restgehalt an BSB5 nach einer biologischen Reinigung liegt im Bereich zwischen 12-25% CSB.
    Bei häuslichen Abwässern liegt der BSB5 ungefähr bei 300mg/ltr, der CSB bei rund 600mg/ltr.

    Zur Beachtung: Der BSB-Wert kann verfälscht werden, wenn sich die Mikroorganismen gegenseitig abbauen oder durch Sauerstoffverbrauch in Folge einer Nitrifikation des Abwassers. Deshalb ist bei der BSB-Messung auch die Kohlendioxidproduktion festzustellen. Ggf. müssen Hemmstoffe eingesetzt werden, die die Nitrifikation verhindern.

    Als Anhaltspunkt für die Verschmutzung eines Fließgewässers dient dabei der Einwohnergleichwert (in Deutschland 60-65 gr pro Tag und Einwohner).

    Der Einwohnergleichwert gibt die organische Belastung von häuslichen Abwässern pro Einwohner und Tag an.

    Teilt man den gemessenen BSB5-Wert durch den Einwohnergleichwert, erhält man eine Angabe über die rechnerische Zahl der Einwohner, die ihre Abwässer am Messpunkt eingeleitet haben.

    Die Durchführung der Messung des biologischen Sauerstoffbedarfes ist in der DIN 38409 festgelegt.

  • C
  • Chemische Sauerstoffbedarf (CSB)
    (engl. chemical oxygen demand, COD) ist ein Maß für die Summe aller im Wasser vorhandenen organischen Stoffe.
    Er gibt die Menge an Sauerstoff an, die zur Oxidation benötigt wird und dient als Parameter für Schmutzstoffe, um die Verschmutzung von Abwasser zu beurteilen.

    Zur Ermittlung des CSB wird eine Abwasserprobe mit Kaliumdichromat (K2Cr2O7) versetzt. Durch die starke oxidative Wirkung des Kaliumdichromates werden in der Abwasserprobe alle enthaltenen organisch abbaubaren Substanzen zersetzt, viele biologisch nicht abbaubaren Stoffe, sowie einige anorganische Verbindungen.

    Zusammen mit dem Biologischen Sauerstoffbedarf (BSB5)gibt der CSB Anhaltspunkte zur Qualität der enthaltenen Schmutzstoffe.

    Der CSB kann in folgenden Teilfraktionen unterschieden werden:

    - Partikulärer CSB = Feststoffe
    - Gelöster CSB = echte Lösung

    Beide Fraktionen werden wiederum in biologisch abbaubaren und nicht abbaubaren gelösten CSB unterschieden.

    Bei häuslichen Abwässern liegt der BSB5 ungefähr bei 300mg/ltr, der CSB bei rund 600mg/ltr. Er ist ein wichtiger Parameter bei der Bemessung, Dimensionierung und der betrieblichen Kontrolle von Kläranlagen.
    Der CSB kann dazu verwendet werden, die Stoffströme der organischen Kohlenstoffverbindungen auf Kläranlagen zu beschreiben (CSB-Bilanz). Diese ermöglicht:

    - Die Abschätzung des Sauerstoffbedarfs im Belebungsbecken.
    - Die Beschreibung der Verhältnisse in der Schlammstabilisierung.
    - Eine Plausibilitätsprüfung vom Messwerten.
    - Bemessung von Kläranlagen bei Sonderabwässern, deren Zusammensetzung nicht den Standardwerten des für kommunales Abwasser gehorchen (z.B. erhöhter Anteil biologisch nicht abbaubaren CSB).

    Weiters ist die CSB-Bilanz Grundlage der Beschreibung der Reaktionskinetik des Belebtschlammverfahrens.

    Der CSB-Wert kann nach Erfahrungswerten in Einheiten Trockensubstanz umgerechnet werden.
     Das CSB/Trockensubstanz-Verhältnis liegt ungefähr zwischen 1,4 (ausschließlich Biomasse im Überschussschlamm) und 1,0 (erheblicher Anteil anorganischer Feststoffe im Überschussschlamm).

  • E
  • Einwohnergleichwert (EGW, auch Einwohnerwert, EW)

    Der EGW dient als Referenzwert in der Wasserwirtschaft. Er kann auf den biologischen Sauerstoffbedarf BSB5 bezogen werden, auf den TOC (Totalen Organischen Kohlenstoff) oder auf den Wasserverbrauch.

    Dabei gibt er jeweils das Äquivalent des Verbrauchs eines Einwohners an. Der Einwohnergleichwert wird in der Bundesrepublik Deutschland zur Zeit mit etwa 60-65 gr Sauerstoff pro Tag und Einwohner bzw. 200 Liter Wasser pro Tag und Einwohner angenommen.
    (USA = ca. 75 g Sauerstoff/Tag und Einwohner)

    Er dient daher auch der Bemessung von Abwasserreinigungsanlagen, da sich somit anhand der Zahl der angeschlossenen Einwohner die zu erwartende biologische Belastung der Kläranlagen abschätzen lässt.

    Industriebetriebe haben in Deutschland die Möglichkeit, die Gebühren für eingeleitete Abwässer anhand des Einwohnergleichwertes zu veranlagen. Hat z.B. ein Unternehmen eine BSB5-Last von 10.000 gr Sauerstoff je Tag, so entspricht das dem Abwasseraufkommen von 10.000/60 = rund 167 Einwohnern.

  • elektrische Leitfähigkeit (LF)
    Die LF lässt Aufschlüsse über den Gehalt an gelösten (dissoziierten) Stoffe zu. Sie dient u.a. dazu, die Qualität von entsalztem Wasser zu überprüfen oder aber Änderungen im Salzgehalt schnell feststellen zu können.
    Je niedriger der Salzgehalt, desto niedriger die LF.
    Angabe in µS/cm (=MicroSiemens/cm)
     
  • G
  • Gesamthärte (GH)
    Heute nicht mehr erlaubt, aber immer noch übliche Bezeichnung
    siehe Summe Erdalkalien und Härte
    Angabe in °dH (Grad deutsche Härte)
    Der Härtegrad ist festgelegt als eine bestimmte Stoffmenge von:
    1°dH entspricht 10mg CaO/ltr (Calciumoxid = Brandkalk)

    Dies kann man umrechnen auf andere Härtebildner z.B.:
    1 °dH entspricht 7,1 mg Ca/ltr (Calcium), oder
    1 °dH entspricht 4,3 mg/ltr Mg (Magnesium)
    1 °dH entspricht 17,857 CaCo3 (Calciumkarbonat)

    Die regelkonforme Einheit lautet mol bzw. mmol (millimol)
    Zur überschlägigen Umrechnung von mmol zu °dH geht man vom Haupthärtebildner Calcium aus.
    1mol entsprechen 40 g/ltr Calcium. In mmol ausgedrückt:
    1mmol entsprechen 40 mg/ltr Calcium
    Da 1°dH jedoch 7,1 mg/ltr Calcium entsprechen, ergibt sich ein Umrechnungsfaktor von grob 40/7,1 = 5,6

    Beispiel:
    20 mmol umgerechnet in °dH = 20 * 5,6 = 112 °dH
    20°dH umgerechnet in mmol = 20/5,6 = 3,57 mmol
    Unter dem Begriff Härte finden Sie zusätzliche Angaben.
  • H
  • Härte (allgemein)
    Calcium- und Magnesiumsalze werden als Härtebildner bezeichnet. Es gibt noch andere Erdalkalien, die jedoch in der Trinkwasseraufbereitung keine Rolle spielen.
    Calcium und Magnesium sind in natürlichen Wässern an Kohlensäure als Hydrogenkarbonat oder Karbonat gebunden. In dieser Form ergeben sie die Karbonathärte, während Sulfate, Chloride oder Nitrate zur Nichtkarbonathärte gerechnet werden.
    Als temporäre Härte wird die Härte bezeichnet, die bei Temperaturerhöhung ausfällt. Dies ist in der Regel die Karbonathärte. Folgende vereinfachte Darstellung mag dies verdeutlichen. Die anderen Kationen wie Natrium oder Kalium spielen in der Wasseraufbereitung zum Feststellen der Gesamthärte keine Rolle.


  • S
  • SAK (spektraler Absorbtionskoeffizient)
    siehe Absorbtionskoeffizient
  • Fortsetzung folgt

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