Abschlussprüfung

Niederschlag —> Oberflächenwasser —> Grundwasser —> Flüssgewässer/Meer —> Verdunstung

• Regenwasser

  -unter natürlichen Wässern das reinste

  -enthält gerningen Anteil an Salzionen

  -enthält gelöste Gase aus der Lust und Staubpartikel

• Grundwasser

  -versickerter Regen

  -enthält Teil der Verunreinigung des Regenwassers und mitgeschwemmte Stoffe aus

  der Humusschicht sowie gelöste Minerale

  -Verschmutzung durch Überdüngung

• Quellwasser

  -An der Oberfläche austetendes Wasser

• Fluss- und Seewasser

  -Entsteht aus Grundwasser und Oberflächenwasser

  -enthält Bodenminerale, Bestandteile der Humusschicht, natürliche Schwebstoffe und Mikroorganismen

  -Verschmutzung durch Industrie- und Haushaltsabwässer

• Meerwasser

  -Enthält gelöste Ionen

  -Salzgehalt stammt aus ausgeschwemmten Salzlagestätten

  -Verschmutzung durch Abwässer

• Badewasser

  -muss Trinkwasserqualität besitzen

  -frei von Keimen und Bakterien durch Chlorieren/Ozonieren und Umwälzen durch Filter

• Waschwasser

  -für Wäscherein, Färberein, Textilindustrie

  -frei von Eisen-, Mangan,- Calcium- und Magnesiumionen

• Kühlwasser

  - darf nicht aggressiv gegen Kühlflächen sein

  -keine Bildung von organischen und anorganischen Ablagerungen

• Kesselspeisewasser

  -zur Dampferzeugung oder in geschlossenen Kühlkreislaufsystemen

  -darf keine gelösten Erdalkali-Ionen enthalten

  -gelöste Gase müssen weitgehen entfernt sein um Korrosion zu verhindern

• Prozesswasser

  -Wasser das in der Industrie zum Herstellen von Produkten verwendet wird

  -in der Regel enthärtet, entsalzen und entgast

• Destilliertes Wasser

  -für spezielle Anwendungen in Chemie, Pharmazie und Medizin

  -entsteht durch Verdampfen und Kondensieren von vorgereinigtem Wasser

  -oft wird das billigere vollentsalzte Wasser verwendet

  
  

Die Summe alle Erdalkali-Ionen im Wasser

z.B.: GH=c (Ca2+) + (Mg2+)

Die Carbonathärte oder temporäre Härte gibt den Anteil der Erdalkali-Ionen an, der den vorhandenen Hydrogencarbonat-Ionen c(HCO₃⁻) äquivaltent ist

Die Nichtcarbonathärte oder permanente Härte ist der Anteil der Erdalkaliionen, der über der HCO₃⁻ äquivalenten Erdalkaliionenkonzentration liegt.

NCH = GH - CH

da sich dieser Anteil der Erdalkali-Ionen nicht durch Kochen ausfällen lässt

Da sich die Ca²⁺-Ionen durch Kochen des Wassers mit den HCO₃⁻-Ionen zu wasserunlöslichem Calciumcarbonat CaCO₃ (Kesselstein) umsetzen kann.

Ca²⁺ + 2 HCO₃⁻ ——> CaCO₃ + CO₂ + H₂O

CH= c(HCO₃⁻) / 2

• Chemische Wasserenthärtung

  -durch Kalkmilch

  -durch Soda zur Ausfällung von Calciumcarbonat

• Wasserenthärtung durch Ionentauschanlage

• Suspendierte Stoffe

  -Ton, Sand, Silikate, Humusstoffe, Algen, Viren

• gelöste Stoffe

  -Kieselsäure, Gase

  -Kationen: Ca2+, Mg2+, K+ , Fe2+, Mn2+, Na+

  -Anionen: Anionen: HCO3- , CO3 2- , Cl- ,NO3-

4 Fe²⁺ + 8 HCO₃⁻ + O₂ + 2 H₂O —-> 4 Fe(OH)₃ + 8 CO₂

• Entfernung von Verunreinigung

  -Schwebstoffe werden durch Absetzen, Filtrieren, Ausflocken, Ausfällen oder Oxidieren entfernt

  -Gelöste Stoffe werden durch Ausflocken, Adsorbieren, Ausfällen oder Ionentauschen entferrnt

• Entfernung von Keimen, Geruch und Geschmack

  -Bakterien, Viren und organische Stoffe werden druch Chlorieren, Ozonieren, Adsorbieren entfernt

• Stabilisierung des fertigen Trinkwassers

  -verhindern von Korrosion, Ablagerung und Keimenbildung

  -Entgasen von CO₂, pH-Wert einstellen, Chlorieren, Ozonieren

• Hochgepumptes Wasser aus Brunnen durchläuft Grob- und Feinfilter zur Abtrennung von Schwebstoffen

• Enteisenung des Rohwassers in Sprühturm: Oxidation des gelösten Eisens zu Eisen(III)hydroxid und Ausfällung

• Bei zu großer Carbonathärte Teilentcarbonatisierung: Zugabe von Calciumhydroxid Ca(OH)2 CaCO3 fällt aus

• Zugabe von Flockungsmittel Eisen(III)Chlorid zur Zusammenlagerung des Feinverteilten Fe(OH)3 und CaCO3 und Abscheidung am Boden des Absetzbeckens

• Wasser strömt durch Filteranlage und landet im Sammelbecken

• Im Sammelbecken Einperlen von Ozon und/oder Chlor zum Abtöten von Keimen

→Wasser enthält noch Bodenmineral-Ionen für Geschmack und menschliche Gesundheit

2 Ca²⁺ + 2 HCO₃⁻ + 2 OH⁻ —-> 2 CaCO₃ + 2 H₂O

• Bakterien nutzen die organischen Substanzen (Fäkalien, Essensreste, Waschmittelbestandteile) als Nahrung und bauen diese über die biologische Oxidation unter Sauerstoffverbrauch zu Kohlenstoffdioxid und Wasser ab

  
  

• Zu viel organische Substanz sorgt für explosionsartige Vermehrung der Bakterien

• Bakterien verbrauchen mehr Sauerstoff als durch Diffusion nachgeliefert werden kann -> Sauerstoffkonzentration nimmt ab

• Wegen des Sauerstoffmangels sterben zu erst die höheren Lebewesen (Fische, Insekten, Muscheln), danach die meisten der Bakterien

• Übrig bleiben nur anaerobe Bakterien am Boden des Gewässers

• Durch den Stoffwechsel dieser Bakterien entstehen Faulgase (Fische bekommen Erlaubnis zum Rückenschwimmen)

• Belastung durch leicht abbaubare Stoffe (aus Fäkalien, Essensresten)

• Belastung durch schwer abbaubare Stoffe (Chlorkohlenwasserstoffe, Pflanzenschutzmittel, Ligninsulfonsäure)

• Belastung durch Salze (aus Bergwerk, chem. Industie, Landwirdschaft, Streusalz)

• Belastung durch Schwermetalle (Zink, Blei, Eisen usw. aus Metallindustie und Müllverbrennunganlagen)

• Belastung duch Nährstoffe (Stickstoff- und Phosphorhaltige Verbindungen sind Nähstoffe und sorgen fürs Umkippen)

• Belastung durch Erwärmung (erwärmtes Kühlwasser -> Sauerstofflöslichkeit sinkt und verstärktes Algen-, Pflanzenwachstum)

• Überdüngung des Wassers

• Methylenchlorid

• Chlorofrom

• Tetrachlormethan

• Essigsäure

• Acetonitril

• Xylol

• CH2Cl2

• CHCl₃

• CCl₄

• CH₃COOH

• C₂H₃N

• C₈H₁₀

• Bestimmung der Gewässergüte mittels Mikroorganismen

• Einordnung in vier Güteklassen

1. oligotroph:

   • Unbelastet bis gering belastet

2. mesotroph:

   • Mäßig belastet

3. eutroph:

   • Stark verschmutz

4. polytroph:

   • Übermäßig verschmutzt bis ökologisch zerstört

• bestimmte Anzeigerorganismen

• entsteht bei Gewässern, wo wenig Kalk als Puffer im Boden ist

• Temperatur

• pH-Wert

• Leitfähigkeit

• Massenanteil/Massenkonzentration an:

  • Sauerstoff

  • Kohlenstoff

  • Phosphor

  • Stichstoff

  • Chlorid

  • Schwermetalle

• BSB (biologischer Sauerstoffbedarf)

  • leicht abbaubare Stoffe die von Mikroorganismen benötigt werden

• CSB (chemischer Sauerstoffbedarf)

  • alle durch Oxidationsmittel angreifbare Stoffe

• Stickstoff N2

• Nitrat-Stickstoff NO3-

• Stickstoffdioxid NO2-

• Ammonium NH4- (entsteht durch Urease von Harnstoff

• organischer Stickstoff (Proteine, Aminosäuren, Amide)

• AOX

  • Adsorbierbare organisch gebundene Halogene

• EOX

  • etrahierbare organisch gebundene Halogene

• POX

  • ausblasbare organisch gebundene Halogene

• chemische Verbindungen die sowohl als Säure als auch als Base reagieren können

• z.B. HPO₄²⁻, H₂PO₄⁻

• mithilfe von Eisen(III)chlorid

• PO₄³⁻(aq) + FeCl₃(aq) —-> FePO₄↓ + 3Cl⁻(aq)

• mechanische

• biologische und

• weitergehende Abwasserreinigung

1. Rechen zur Entfernung von Holzteilen, Kunststoffbehältern, Textilien, Kunststofffolien

2. Sandfang zum entfernen von Partikeln mit einer Korngrröße von > 0,2mm

3. Im Vorklärbecken werden ungelöste organische Stoffe die sich an der Oberfläche oder am Boden ansammeln durch ein Schlammräumer entfernt (z.B. Fette und Öle, ungelöste org. Stoffe am Boden)

• Bis zu 30% der Schmutzstoffe werden entfernt

• entspricht der natürlichen Selbstreinigung der Gewässer

• Mikroorganismen benötigen Sauerstoff, deshalb aerobe Abwasserreinigung

• Im Belebungsbecken werden durch Belebtschlamm (Mikroorganismen/Bakterien) biologisch abbaubare Substanzen abgebaut, da diese den Mikroorganismen als Nahrung dienen

• Belebungsbecken wird Sauerstoff zugeführt

• org. Stoffe + 0₂ ——>(Mikroorganismen)—> CO₂ + H₂O + Zellsubstanz (Belebtschlamm)

• Entfernung von Stickstoffverbindungen und Phosphaten wegen Überdüngung der Gewässer

• Phosphate werrden chemisch durch Fällung/Flockung entfernt

• Stickstoffverbindungen werden mit speziellen Bakterien zu molekularem Stickstoff (Nitrifikation/Denitrifikation)

• Kreislaufführung (z.B Kühlwasser)

• Trennkanalsystem (Produktionswässer führen in ein Biokanal zur biologischen Reinigung)

• Naßoxidation

• Fällung

• Strippung

• Extraktion

• Adsorbtion

• Membranverfahren

• Abwasserverbrennung

• Umsetztung organischer Abwasserinhaltsstoffe mit Sauerstoff (z.B. Farbpigmente)

• Umwandlung von Abwasserinhaltsstoffen zu wasserunlöslichen Verbindungen (Schwerrmetalle)

• Ausblasen flüchtiger Abwasserinhaltsstoffe mit Luft, Stickstoff oder Wasserdampf (halogenierte Kohlenwasserstoffe)

• fixieren gelöster Abwasserinhaltsstoffe an Aktivkohle (halogenierte Kohlenwasserstoffe)

• Abpressen von Abwasserinhaltsstoffen durch poröse Membran mit Druck, je nach Porengröße lassen sich unterschiedliche Stoffe abtrennen (Salze, Kolloiden)

• für Abwässer mit hohem Anteil an problematischen organischen Abwasserinhaltsstoffen (Altöl)

• durch den hohen hydrostatischen Druck kann sich Luftsauerstoff besser im Wasser lösen

• Begasungsluft hat durch die hohe lange Verweilzeit (Verweilzeitverlängerung)

• unter Druck eingedüste Luft sorgt für Durchmischung

• Durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften verändertes Wasser

Abwasserarten:

• Häusliches Schmutzwasser

• Betreibliches Schmutzwasser

• Fremdwasser

• Regenwasser

• Nennweite DN: Kenngröße für zueinander passender Teile von Rohrleitungen

• Nenndruck PN: Kenngröße von Bauteilen mit gleicher Druckbelastbarkeit. (max. Druck bei 20°C)

• Zustand einer Strömung bestehend aus:

  • Strömungsgeschwindigkeit v

  • Kinematische Viskosität ν in m2/s 

  • Rohrinnendurchmesser di 

• Stömungszustände:

  • Laminar: Re < 2300

  • Turbolent: Re > 10000

• stellt ich dort ein wo sich Pumpenkennlinie und Anlagenkennlinie schneiden

• mit Schwerkraft

• mit Druckgas oder Unterdruck

• mit Pumpen

• Zentrifugalpumpen:

  • Kreiselpumpe, Propellerpumpe

• Verdrängungspumpen:

  • Hubkolbenpumpe, Membranpumpe

• Strahlpumpen:

  • Zahnradpumpe, Kreiskolbenpumpe

• Stopfbuchsendichtung

• Gleitringdichtung

• Druck in der Pumpe sinkt an einer Stelle unter den Dampfdruck der geförderten Flüssigkeit

• Es bilden sich Dampfblasen die schlagartig implodieren

• sorgt für Beschädigung der Bauteiloberflächen

• Dekantieren ist das Trennen einer Emulsion in die einzelnen Komponenten durch Schwerkraft-Entmischen aufgrund der unterschiedlichen Dichten der Flüssigkeiten

Das Trennen einer Suspension unter Wirkung der Schwerkraft auf die Feststoffpartikel und die Flüssi gkeit

TKN = Ammonium-Stickstoff + organischer Stickstoff

• mithilfe von Oxi-Tops

• misst entstehenden unterdruck der druch Sauerstoffverbrauch entsteht

• entstehendes CO2 wird mit NaOH gebunden

• zur Hemmung der Nitrifikation (Stickstoffoxidation)