Facharbeit aus dem Fach Chemie - alles-sauber.com

1 Simpert-Kraemer-Gymnasium Kollegstufenjahrgang 1997/2000 Facharbeitaus dem FachChemieChemische WasseraufbereitungVerfasser: Thorsten Gl cknerLeistungskurs: LK ChemieKursleiter: OStR J rgen Gro Seite 2A. Die drohende Wasserknappheit auf der Erde!S. 4B. Chemische WasseraufbereitungS. 41. GrundlagenS. TrinkwasserS. Was ist Trinkwasser?S. TrinkwasserverordnungenS. GrenzwerteS. Zugelassene ChemikalienS. AbwasserS. Was ist Abwasser?S. AbwasserverordnungenS. GrenzwerteS. Zugelassene ChemikalienS. 72. TrinkwasseraufbereitungS. MeerwasserentsalzungS. FiltrationS. F llung durch OxidationS. EnteisenungS. EntmanganungS. Entfernung von Kohlendioxid und Carbonaten S.

2 Ents uerungsverfahrenS. Filtration ber alkalische MedienS. Ents uerung durch Neutralisation mit LaugenS. EntcarbonisierungsverfahrenS. Entcarbonisierung durch S ureimpfungS. Kalkentcarbonisierung S. Wasserenth rtungS. Verringerung der NitratkonzentrationS. DesinfektionS. ChlorungS. OzonisierungS. Desinfektion mit SilberS. 15 Seite 33. AbwasseraufbereitungS. Prim re AufbereitungS. mechanisch-physikalische MethodenS. VorflockungS. Sekund re Aufbereitung (biochem. Aufbereitung)S. GrundlagenS. DenitrifikationS. NitrifikationS. VerfahrenS. BelebschlammverfahrenS. Tropfk rperverfahrenS. PhosphateliminierungS. FiltrationS.

3 Terti re und weitergehende AufbereitungS. CyanidentgiftungS. NeutralisationS. IonenaustauschverfahrenS. KationenaustauschharzeS. AnionenaustauschharzeS. Adsorption an AktivkohleS. UmkehrosmoseS. 24C. Probleme, Auslastbarkeit und Grenzen S. 24der WasseraufbereitungSeite 4A. Die drohende Wasserknappheit auf der Erde!Die wissenschaftliche Zeitschrift " " (Ausgabe Oktober '99) schrieb auf Seite 28: "DerKrieg ums Wasser". Doch wozu sollte man wegen Wasser Krieg f hren, man hat dochgenug davon! Aber das w re falsch gedacht: Unsere Erde besteht zwar zu 66% ausWasser, "aber nur 2,5 % davon sind trinkbar" (1 Weiner: Der Krieg ums Wasser, S.)

4 32). InW stengebieten ist dieser Anteil noch geringer. Vor allem im Nahen Osten kommt eszwischen den einzelnen L ndern zu Auseinandersetzungen wegen diesem kostbarenNa . Dieser geringe Anteil an Trinkwasser ist aber leider oft durch bestimmte Stoffe, dieaus der Natur oder vom Menschen stammen, ungenie bar f r den Menschen odergef hrlich f r die Umwelt geworden. Um es wieder in einen trinkbaren Zustand zu bringen,m ssen einige chemische bzw. biochemische Methoden angewandt werden. Mit diesenwerde ich mich im Folgenden in meiner Facharbeit befassen, wobei ich getrennt dieVerfahren zur Trink- und Abwasseraufbereitung behandeln Chemische Wasseraufbereitung1.

5 Was ist Trinkwasser?Als Quelle f r das Trinkwasser gilt der Regen, welcher "aber selten als direkte Quellegenutzt wird" (2 "Wasserversorgung", Microsoft Encarta 99). Eine Ausnahme dazu bildetdas Sammeln von Regenwasser in Zisternen. Direkt genutzt wird dahingegen dasGrundwasser. Weiterhin sind das Oberfl chenwasser von Fl ssen und Seen und dasMeerwasser eine Quelle daf r, welche aber wegen fehlender Sauberkeit bzw. wegen desSalzgehaltes erst einer schwierigen Aufbereitung bed das Trinkwasser wird die Anforderung gestellt, da es zum menschlichen Genu undGebrauch geeignet ist (DIN 4046). Dazu sollte es laut DIN 2000 11/1973 folgendeEigenschaften haben: Es sollte frei von Krankheitserregern und keimarm sein, es sollteappetitlich, farblos, klar, k hl, geruchlos und geschmacklich einwandfrei, sein und nureinen geringen Anteil an gel sten Stoffen TrinkwasserverordnungenDie Europ ische Union (EU) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) haben strengeRichtlinien ber Trinkwasser herausgegeben.

6 Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) st tztsich auf das Bundesseuchengesetz und das Lebensmittel- und Bedarfs-gegenst ndegesetz. Aus der Trinkwasserverordnung gehen die Pflichten f r die Wasser-versorger (meistens die rtlichen Stadtwerke) hervor. Der Begriff "Trinkwasser" ist aberweder gesetzlich noch verordnungsrechtlich definiert. F r die berwachung der Hygieneder Wasserversorgungseinrichtungen ist das Gesundheitsamt zust ndig, der Schutz desGrundwassers und der Oberfl chengew sser obliegt den Wasser- wirtschafts mtern und"soweit die Wasserversorgungsanlagen zugleich Wasserbenutzungsanlagen sind,unterliegen sie auch der Gew sseraufsicht" (3 Hulpke: R mpp Lexikon Umwelt, S.)

7 727). GrenzwerteDie Grenzwerte nach der Trinkwasserverordnung fordern hohe Auflagen: So kann einTrinkwasserbrunnen dessen Nitratkonzentration 50 mg/l NO3- berschreitet stillgelegtwerden, "sofern nicht mit Wasser geringeren Nitrat-Gehalts verschnitten werden kann" (3 Hulpke: R mpp Lexikon Umwelt, S. 727). Bei Pestiziden liegt der Grenzwert fast bei Null. hnlich wird bei den anderen Grenzwerten (siehe Anhang 1) verfahren: Sie sind unbedingteinzuhalten. Die Grenzwerte sind daf r verantwortlich, dass das Trinkwasser vertr glichf r den Menschen Zugelassene ChemikalienLaut der Trinkwasserverordnung sind nur bestimmte Chemikalien zugelassen (sieheAnhang 2).

8 Vor allem schwer entfernbare Stoffe sind nicht erlaubt. Nach demLebensmittel- und Bedarfsgegenst ndegesetz sind aber auch solche Chemikalien erlaubt,"die aus dem Trinkwasser vollst ndig oder soweit entfernt werden, dass sie oder ihreUmwandlungsprodukte im Trinkwasser nur als technisch unvermeidbare undtechnologisch unwirksame Reste in gesundheitlich, geruchlich und geschmacklichunbedenklichen Anteilen enthalten sind" (3 Hulpke: R mpp Lexikon Umwelt, S. 725).Seite Was ist Abwasser?Seit dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) (1976) wird Abwasser als bundesrechtlicherBegriff benutzt. Nach DIN 4045 ist Abwasser durch Gebrauch ver ndertes Wasser.

9 DasWasser kann einerseits chemisch o. biologisch kontaminiert (Chemikalien/Viren/Bakterien) oder physikalisch verschmutzt (Tr bung durch Schwebstoffe/Temperatur- nderungen) sein. Desweiteren wird zwischen h uslichem Abwasser (verunreinigt durchden menschlichen Gebrauch) und industriellem Abwasser (verunreinigt durchProduktionsprozesse) unterschieden. In manchen St dten kommt es zus tzlich zurUnterscheidung zwischen Mischkanalisation (Das Abwasser wird mit Wasser aus derStra enkanalisation gemischt!) und Trennkanalisation (Das Abwasser aus den Haus-halten und der Industrie bleibt von dem Wasser aus der Stra enkanalisation getrennt!)

10 AbwasserverordnungenDie Abwassersatzung (auch: Ortsentw sserungssatzung) ist "Rechtsgrundlage f r dieErhebung der Abwassergeb hr. Die abwasserbeseitigungspflichtigen Gemeinden regelnmit der Abwassersatzung, unter welchen Voraussetzungen Abwasser als angefallen giltund in welcher Weise und Zusammensetzung ihnen das Abwasser zu berlassen ist"(3 Hulpke: R mpp Lexikon Umwelt, S. 27). Es kann auch vorgeschrieben werden, dassdas Abwasser vor der Einleitung in die Kanalisation vorbehandelt werden mu und esk nnen auch bestimmte Einleiter von der Entsorgung ausgeschlossen werden. Die Ab-wassergeb hr gilt als "Entgelt f r die Bereitstellung und Benutzung [der] Abwasser-anlagen" (3 Hulpke: R mpp Lexikon Umwelt, S.)