Was ist Trinkwasser?
Trinkwasser ist Wasser, das in natürlichem Zustand oder nach Aufbereitung geeignet ist, vom Menschen ohne Gefährdung seiner Gesundheit ein Leben lang genossen zu werden, und das geruchlich, geschmacklich und dem Aussehen nach einwandfrei ist.
Es ist unser wichtigstes und dadurch am besten und am meisten kontrollierte Lebensmittel.
Es kann durch nichts ersetzt werden. Grundwasser ist also der „Rohstoff“ für unser Trinkwasser. Österreich ist in der glücklichen Lage, 99% der Wasserversorgung aus Grundwasser (Porengrundwasser und Quellen) abdecken zu können. Nur 1% stammt aus Oberflächengewässern (Flüsse, Seen)
Grundwasser:
Als Grundwasser bezeichnet man das Wasser, das durch Niederschläge auf den Boden fällt, versickert und die Hohlräume unter der Erdoberfläche ausfüllt. Grundwasser entsteht auch durch Wasser im Uferbereich von Oberflächengewässern wie Flüsse oder Seen, das in den Boden gedrückt wird.
Es sinkt solange ab, bis es auf Wasser undurchlässige Bodenschichten trifft. Beim Bodendurchgang wird das Grundwasser physikalisch und chemisch gereinigt, auch biologische Vorgänge laufen dabei ab. Nach einer Durchgangszeit von 50-100 Tagen ist das Wasser nicht nur sauber, sondern meist auch praktisch keimfrei.
Natürliche Wässer enthalten neben Wasser immer auch ein vielfältiges Gemisch weiterer Substanzen und Stoffe. Diese gelangen natürlicherweise ins Oberflächen- und Grundwasser. Es gibt aber viele Stoffe die aber erst durch menschliche Aktivitäten in den Wasserkreislauf gelangen.
Dabei handelt es sich einerseits um natürlich vorkommende Substanzen (z. B. Kochsalz), deren Konzentration aber stark erhöht wird, und andererseits um synthetische Stoffe (z. B. Pestizide), die einzig aufgrund anthropogener Aktivitäten in die Umwelt gelangen. Viele dieser Inhaltsstoffe können negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben.
Werden sie im Rohwasser nachgewiesen, so sind geeignete Verfahren für deren Entfernung oder Umwandlung einzusetzen.
Verfahren in der Trinkwasseraufbereitung:
Vorbehandlung:
Stark belastetes Rohwasser oder Rohwasser mit stark schwankender Qualität muss häufig vorbehandelt werden. Die Vorbehandlung besteht im Wesentlichen aus der Abtrennung grober Partikel und der Reduktion einzelner gelöster Stoffe.
Verfahren: Flockung/Fällung
Die Flockung eignet sich zur Unterstützung der Entfernung fein verteilter, schwer entfernbarer Partikel. Durch Zugabe von Flockungsmitteln ballen sich die Partikel zu größeren Aggregaten zusammen und können durch Sedimentation, Flotation oder Filtration wieder entfernt werden.
Verfahren: Sedimentation
Der Sedimentationsschritt dient der weitgehenden Entfernung von partikulären Stoffen unter Einwirkung der Gravitationskraft. Bei der Sedimentation handelt es sich um ein betriebstechnisch einfaches Verfahren, welches ohne großen Energieaufwand auskommt.
Filtration:
In der Trinkwasseraufbereitung dient die Filtration der Abtrennung von Feststoffen. Die Filtrationsverfahren können aufgrund ihrer Abtrennmechanismen grob unterteilt werden in Flächenfiltration und Raumfiltration.
Verfahren: Flächenfiltration
Bei der Flächenfiltration werden die Feststoffe an einer dünnen, flächenartigen Filterschicht abgetrennt.
Verfahren Raumfiltration:
In Raumfiltern werden die Feststoffe in einer porösen, räumlichen Matrix abgeschieden.
Beispiele dafür sind Schnellfilter, Langsamsandfilter oder Aktivkohlefilter.
Langsamsandfilter:
Die Langsamsandfiltration ist ein Verfahren zur umfassenden Partikelentfernung mit feinkörnigem Sand (~0.1 - 1 mm).
Schnellfiltration:
Die Schnellfiltration eignet sich hauptsächlich zur intensiven Vorreinigung bei Rohwasser mit großer Trübung oder relativ hohem Partikelgehalt. Entfernt werden dabei anorganische und organische Partikel, Mikroorganismen und partikulär gebundene Schadstoffe.
Membranfiltration:
Die Membranfiltration eignet sich zur weitgehenden Entfernung von partikulären bis hin zu gelösten Wasserinhaltsstoffen und wird oft als weitergehende Reinigung eingesetzt.
Mit Druck wird das Wasser gegen die Membran gepresst, die nur einseitig durchlässig ist. Die Wassermoleküle passieren die Membran. Alle anderen Stoffe werden nahezu vollständig zurückgehalten.
Desinfektion/Oxidation:
Die in der Trinkwasseraufbereitung verwendeten Verfahren und Stoffe zur Desinfektion bewirken meistens auch eine Transformation von Wasserinhaltsstoffen. Diese beiden Wirkungsmechanismen können deshalb nicht getrennt betrachtet werden.
Desinfektion:
Die Desinfektion ist definiert als das Abtöten von Mikroorganismen (Bakterien, Viren, Protozoen) als Verursacher von Krankheiten ohne deren physikalische Abtrennung. Durch Trinkwasser übertragbare Krankheiten sollen so vermieden werden.
Oxidation:
Die Oxidation dient in der Trinkwasseraufbereitung dazu, organische und anorganische Wasserinhaltsstoffe so zu mineralisieren oder umzuwandeln, dass sie dem Wasser entzogen, durch biologische Prozesse abgebaut werden oder ihre toxische Wirkung verlieren.
Verfahren: Chlorung
Desinfektion: Die Chlorung ist geeignet zur Inaktivierung von Viren und vegetativen Bakterien.
Chemische Oxidation: Chlor ist geeignet zur Oxidation von reduzierten anorganischen Spezies wie etwa Eisen(II), Nitrit, Sulfit, Sulfid, etc.
Verfahren: Chlordioxid
Desinfektion: Es hat eine gute Wirksamkeit gegen viele wassergängige Mikroorganismen (Bakterien und Viren).
Chemische Oxidation: Eisen(II) und Mangan(II) wird gut oxidiert und in schwerlösliche Verbindungen überführt. Diese können anschließend in einer Filtration leichter abgetrennt werden.
Desinfektion: Ozon ist ein effizientes Desinfektionsmittel für Bakterien, Viren
Chemische Oxidation: Die Oxidation anorganischer Stoffe erfolgt auf zwei Arten, direkt durch O3 (selektiv) oder durch sekundär gebildete OH-Radikale (unselektiv). Anorganische Inhaltstoffe wie Eisen, Mangan, Cyanid, Sulfid oder Arsen werden schnell und direkt mit Ozon oxidiert.
Verfahren: UV-Verfahren
Die UV-Bestrahlung ist hauptsächlich ein Desinfektionsverfahren, führt aber je nach Dosis auch teilweise zu selektivem Abbau von gewissen Spurenstoffen.
Weitergehende Verfahren: gewisse Verunreinigungen können mit Filtration und Oxidation alleine nicht entfernt werden und verlangen eine zusätzliche Aufbereitung
Verfahren: Aktivkohle:
Aktivkohle findet vor allem in der Elimination von gelösten organischen Spurenstoffen (z. B. Pestizide, Geschmacks- und Geruchsstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, etc.) Verwendung und kann als Schutz bei plötzlich auftretenden Verschmutzungen dienen.
Verfahren: Entsäuerung/Enthärtung/ Entkarbonatisierung
Die Verfahren der Entsäuerung, Enthärtungund Entkarbonisierung dienen in der Trinkwasseraufbereitung dem Einstellen des Kalk-Kohlesäure-Gleichgewichtes. Der Kalk löst sich in Gegenwart von im Wasser gelöstem Kohlendioxid zu Calcium und Hydrogencarbonat.
Hat das Wasser einen Überschuss an Säure, so wirkt es korrosiv auf Anlagen und Verteilnetze. Dies führt zu kürzeren Lebensdauern der Anlagen und kann bei verzinkten Stahlleitungen oder Kupferleitungen zu erhöhten Schwermetallkonzentrationen im Trinkwasser oder zu Lochfrass führen.
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