Sie befinden sich hier: Startseite » praktische Chemie » Wasserversorgung und -entsorgung

Wasserversorgung und Wasserentsorgung

1. Wasser ist überall

Wo kommt Wasser auf der Erde vor?

  • Die Oberfläche der Erde ist zu 75% mit Wasser bedeckt.
  • Außerdem kommt Wasser auch in anderen Formen vor. z.B.: in der Luft (Luftfeuchtigkeit, Wolken), in Pflanzen und Lebewesen, als fester Stoff (Schnee und Eis), Grundwasser, sowie gebunden in anderen Elementen ( Magnesiumsulfat MgSO4 · 7 H2O)

Wie sind Vorräte von Wasser auf der Erde aufgeteilt?

Wenn der Wasserhaushalt auf 100% bezogen werden würde, so beträgt der Salzwasservorat 97,4% und der Süßwasservorat 2,6%.

Dabei kommt das Salzwasser vorwiegend in den Ozeanen und Meeren dieser Welt vor. Vereinzelt auch in Seen wie zum Beispiel im Aralsee!
Das Süßwasser, welches wir zum Trinken benötigen, kommt mehr als Oberflächenwasser in Flüssen und in den meisten Seen vor.

Wie funktioniert der Wasserkreislauf

Der Wasserkreislauf ist ein immerwährender Prozess.
Das Wasser von der Oberfläche der Erde verdunstet und steigt als Wasserdampf in die Atmosphäre auf. Dort sammelt es sich als Luftfeuchtigkeit. Ist die Luft an Wassermolekülen übersättigt so kondensiert das Wasser und bildet Wolken. Diese sind nichts anderes als winzige Wassertröpfchen die sich wie ein Nebel in der Luft halten! Werden die Tröpfchen zu groß und können sie nicht mehr gehalten werden, fallen sie als Regen aus den Wolken auf die Erde. Dort sammelt es sich in Flüssen, Seen, Ozeanen und dem Grundwasser, Von wo aus der Kreislauf erneut beginnt. Auch die Pflanzen und Tierwelt sowie wir Menschen tragen zum Wasserkreislauf bei! Denn ständig verdunstet Wasser welches aus den Organismen ausgeschieden wird.

Problem Wasserverschmutzung!

Die Reinheit des Wassers wird stark durch die Industrie beeinträchtigt. Diese Verschmutzungen kommen zustande durch Industrieabgase, welche sich mit der Luftfeuchtigkeit verbinden und anschließend mit Niederregnen. Aber auch die anderen Industrieabfälle, unsere organischen Abfälle (Abwasser aus Toiletten) sowie Düngemittel und Schädlingsbekämpfungsmittel aus der Landwirtschaft belasten das Wasser.

Von Wasserverschmutzung reden wir immer dann wenn wir den eigentlichen Verschmutzungsgrad des Gewässers verändern. Denn Wasser ist nicht chemisch Rein. Es ist immer mit gelösten Salzen, Boden und Gesteinsresten sowie Abbauprodukte von Pflanzen und Tieren "verunreinigt". Der Verschmutzungsgrad ist in der Natur aber wichtig, denn es bietet jeweils unterschiedliche Lebensräume. Wenn wir jedoch die Verschmutzung ändern zerstören wir den Lebensraum von Tieren und Pflanzen!

Aber nicht nur Pflanzen und Tiere sind von der Verunreinigung betroffen sondern auch der Mensch, der seine eigene Nahrungsgrundlage zerstört.

Die Bedeutung von Wasser!

Wasser ist der Grundbaustein allen Lebens auf der Erde. Wasser dient als Energielieferant und als Grundlage für viele chemische und biologische Reaktionen in der Natur.

ohne Wasser kein Leben

  • Pflanzliche tierische und menschliche Organismen benötigen Wasser als Transport- und Lösungsmittel.
  • Ebenfalls um den Zelleninnendruck aufrecht zu erhalten.
  • Es ist ein Reaktionspartner für chemische und biologische Reaktionen sowie für physikalische Vorgänge wie Osmose.
In der Technik wird Wasser auch Vielseitig eingesetzt!
  • Als Kühlwasser in Kraftwerken, Kraftfahrzeugen und anderen unerwünscht Wärmeenergie erzeugenden Vorgängen.
  • In der Pharmazie als Quellstoff und Auszugsmittel
  • Zur Herstellung von Lebensmitten
  • und noch vielen mehr

Wasser wird oft geringschätzig als "Lebensmittel" abgetan, doch steckt viel mehr dahinter als die meisten denken!

Wenn Wasser in seine Bestandteile gespalten wird, kann der Wasserstoff und Sauerstoff vielseitig eingesetzt werden.
Verbinden sich beide wieder werden große Mengen Energie frei (exotherme Reaktion), dies wird heute schon in Antriebstechniken von Raketen genutzt oder mithilfe der Brennstoffzelle Weltrumshuttles sowie andere Fahrzeuge mit Energie Versorgt.

Die Brennstoffzelle ist die Technik der Zukunft und steckt noch in den Anfängen der Entwicklung.

Wie Funktioniert so eine Brennstoffzelle?

Vom Prinzip her sehr einfach, durch die kontrollierte Zusammenführung von Wasserstoff und Sauerstoff ( H + O2 ) entsteht Energie.
Diese Energie wird sofort in elektrische Energie umgewandelt. Es entsteht auch Wärmeenergie aber der Wirkungsgrad liegt immerhin bei ungefähr 80% . Bei dieser Energiegewinnung entstehen kein Kohlendioxid, keine Stickoxide und keine anderen Schadstoffe, nur reines Wasser. Die Verfahrensweise ist geräuscharm und gibt eine gezielte Leistungsanpassung.

2. Trinkwasser

Definition:

Trinkwasser hat eine hohe Reinheit und kann deswegen als Nahrungsmittel für den tierischen und menschlichen Genuss genutzt werden. Dazu kommt das der Nährsalzgehalt und Nährstoffgehalt in hohen Maßen vorhanden ist.

Qualität:

Die Trinkwasserqualität ist in der EU nach einer EU-Richtlinie und in Deutschland zusätzlich in einer Trinkwasserverordnung festgelegt. Darin heißt es zum Beispiel:

"Trinkwasser soll appetitlich sein und zum Genuss anregen. Es soll farblos, klar, kühl, geruchlos und geschmacklich einwandfrei sein. Trinkwasser muss frei von Krankheitserregern sein und darf keine gesundheitsschädigenden Eigenschaften haben. Es soll keimarm sein."

Aber durch die Festlegung von Höchstmengen und Mindestmengen ist die Qualität doch von Gebiet zu Gebiet unterschiedlich!
Im Trinkwasser sind verschiedene Spuren von Metallen, diese werden Spurenelemente genannt. Kohlendioxid, Phosphat, Nitrat, Kalk und Natrium sind wichtige Nährstoffe die im Trinkwasser nicht fehlen sollten.

Förderung und Aufbereitung von Trinkwasser:

Das Wasser welches aus Brunnen, Stollen, Seen oder Flüssen gepumt stammt, wird in Aufbereitungsanlagen behandelt um Trinkwasser zu erhalten. In Ländern wo Mangel an Süßwasser besteht wird Trinkwasser durch Entsalzungsanlagen gewährleistet, Dabei wird allerdings viel Energie benötigt.

Wie funktioniert die Aufbereitung von Trinkwasser?

  • Das Rohwasser wird im ersten Schritt mit Sauerstoff angereichert, dies geschieht in einem Oxydator. Der Sauerstoff hilft im nächsten Schritt gelöstes Eisen und Mangan zu binden um es im Enteisungsfilter und Entmanganungsfilter abzuscheiden. Diese Filter werden in kurzen regelmäßigen abständen Rückgespült um sie zu reinigen.
  • Danach führt der Weg des Wassers in einen UV-Behälter wo Keime abgetötet werden in diesem Behälter kann auch die Chlorung mit Natriumhypochlorit ( NaOCl ) erfolgen.
  • Das daraus entstehende Reinwasser, wird in die mechanische Entsäuerung geleitet wo das Kalkkohlensäuregleichgewicht eingestellt wird.
  • Nach diesem Schritt ist das Trinkwasser fertig und wird in großen Behältern aufbewahrt von wo aus es zu den Endverbrauchern geleitet wird. Bevor es den Verbraucher allerdings erreicht werden immer noch Messungen über pH-Wert, Chlor, und Sauerstoffgehalt gemacht entsprechen diese der Trinkwasserverordnung (siehe oben) wird das Wasser frei gegeben.
Technologie Wasserwerk Adamsstollen, in Roßwein / Sachsen
es kann in jedem Wasserkraftwerk ähnlich funktionieren, kommt immer auf Rohwasserqualität an!

Belastung von Trinkwasser

Stark belastet wird Trinkwasser durch Bodenverschmutzung wie Überdüngung, Erdöl sowie andere Schadstoffe.

Verhindert werden könnte es durch Umweltbewussteren Umgang mit unserer Erde!

3. Abwasserentsorgung

Definition:

Unter Abwasser versteht man verbrauchtes Trinkwasser welches Verunreinigt ist und stinkt.

Reinigung:

Das Abwasser wird gesammelt und in Kläranlagen gereinigt.
Nach dieser Reinigung kann das "saubere" Wasser in Flüsse abgeleitet werden.

Wie funktioniert die Reinigung von Abwasser in der Kläranlage?

Das Abwasser wird von den Trinkwasserverbrauchern über Rohrleitungen in das nächstgelegene Klärwerk geleitet.

mechanische Reinigung:
  • In diesem Klärwerk muss es erst einmal durch mehrere Rechen wo alle große Teile herausgefiltert werden. Um im nächsten Schritt in einem Sandfang groben schmutz zu entfernen.
  • Danach fließt das Wasser in ein Vorklärbecken wo ungelöste Stoffe zu Boden sinken und sich als Klärschlamm am Boden absetzen.
biologische Reinigung:
  • Dabei wird das vom groben Schmutz befreite Wasser mit Hilfe von Bakterien weiter Gereinigt. Die Bakterien Zersetzen dabei alle Organischen Stoffe in Ihre Grundbausteine Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor. Dafür brauchen die Bakterien nur Sauerstoff und die ideale Temperatur welche in den Belebbecken zugeführt werden.
  • In einem Nachklärbecken sedimentieren, aus dem Wasser, die entstandenen Zersetzungsprodukte.
chemische Reinigung:
  • Dem Nachklärbecken werden außerdem Flockungsmittel zugesetzt um gelöste Stoffe auszufällen welche sich mit im Klärschlamm ablagern.
  • Das nun gesäuberte Wasser wird nach dem Nachklärbecken in Flüsse abgeleitet.
Schlamm:
  • Der Klärschlamm aus dem Vorklärbecken und dem Nachklärbecken werden in einem Faulbehälter gepumt. In diesem entsteht Methangas und, nach der Trocknung des Schlammes, Humus.
Anzeige
Full Banner Webhosting