Inhaltsverzeichnis. vii

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeine chemische Grundlagen Stoffarten ReineStoffe Homogene und heterogene Mischungen Trennung von Stoffgemischen EinteilungreinerStoffe Elemente Verbindungen Atomarer Aufbau der Materie AufbauderElemente Elementarteilchen Atome ElektronenhülleundPeriodensystem Bohr schesatommodell Quantenzahlen AufbauderAtome PeriodensystemderElemente Chemische Bindung Ionenbindung Elektronenpaarbindung (Kovalenzbindung, Atombindung) Metallbindung ZwischenmolekulareKräfte Wechselwirkung zwischen Ionen und Dipolmolekülen Wechselwirkung zwischen Ionen und Molekülen mit induziertem Dipolmoment Wechselwirkung zwischen zwei Dipolmolekülen Wechselwirkung zwischen Dipolmolekülen und Molekülen mit induziertem Dipolmoment vii

2 viii Inhaltsverzeichnis Wechselwirkung zwischen Molekülen mit induziertem Dipolmoment Wasserstoffbrückenbindung SI-Einheiten der Wasserchemie Definitionen Stoffmenge n Äquivalent(Äquivalentteilchen) Molare Masse M (früher Atomgewicht, Molekulargewicht) Zusammensetzung von Mischphasen Massenanteil w (frühergewichtsprozent) Stoffmengenanteil x (frühermolprozent) Volumenanteil ψ (frühervolumprozent) Massenkonzentration ρ (früher Konzentration und Gewichts-Volumprozent) Stoffmengenkonzentration c (früher molare Konzentration) Äquivalentkonzentration c(1/zx) (frühervalkonzentration) Volumenkonzentration σ (frühervolumprozent) Molalität b (frühermol-gewichtsprozent) Titer t Umrechnung von deutschen Härtegraden in andere Maßeinheiten Umrechnung amerikanischer, englischer undfranzösischerhärtegrade Grundgesetze der allgemeinen Chemie (Auswahl) GesetzederStöchiometrie Beispiele stöchiometrischer Berechnungen Massenwirkungsgesetz Grundlagen Prinzip des kleinsten Zwanges von Le Chatelier und Braun ReaktionsgeschwindigkeitundchemischesGleichgewicht Typen anorganischer Reaktionen Säure-/Base-Gleichgewicht StärkevonSäurenundBasen Redoxvorgänge Stärke von Oxidations- und Reduktionsmitteln Beispiele für Redoxreaktionen in der Wasserchemie Definition wichtiger wasserchemischer Begriffe ph-wert Puffersysteme OsmotischerDruck ElektrolytischeDissoziation... 75

3 Inhaltsverzeichnis ix 8 Wasserchemische Berechnungen SystemKohlenstoffdioxid Wasser Calcium Berechnung des anorganisch gebundenen Kohlenstoffs Ermittlung des ph-wertes mittels K S (4,3) r Berechnung der Stoffmengenkonzentration an c(co 2 ) Berechnung der Stoffmengenkonzentration an c(hco 3 ) Berechnung der Stoffmengenkonzentration an c(co 2 3 ) Wasserhärte Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht AllgemeineTheorie Rechenverfahren C 10-R 2 nach DIN Teil 10, Ausgabe Rechenverfahren C 10-R 3 nach DIN 38404, Teil 10, Ausgabe Prüfung der Ladungsbilanz einer Trinkwasseranalyse Verfahren der Wasseraufbereitung Mechanische Aufbereitungsverfahren Physikalische Aufbereitungsverfahren Filtrationsverfahren Filtration über chemisch inerte Materialien Praktische Hinweise zur Filtration über körnige Materialien Filtrationsarten Betriebs- und Dimensionierungsgruppen WahlderKorngrößenverteilung Schmutzaufnahmevermögen Filterrückspülung Mehrschichtfiltration Freibordhöhe Aufbau einer Monoschicht-Kiesfilteranlage MembranfiltrationbeiderTrinkwasseraufbereitung Umkehrosmose Nanofiltration Mikrofiltration Ultrafiltration Chemische Aufbereitungsverfahren Enteisenungs- und Entmanganungsverfahren Entstehen von Eisen- und Manganverbindungen imwasser Gründe für die Enteisenung und Entmanganung Chemische Enteisenung Chemische Entmanganung

4 x Inhaltsverzeichnis Biologische Vorgänge bei der Enteisenung und Entmanganung Empfehlungen zur Verfahrenswahl und zur Dimensionierung von Enteisenungsund Entmanganungsanlagen Entsäuerungsverfahren Entsäuerung durch physikalische Verfahren Entsäuerung durch Filtration über alkalische Filtermedien EntsäuerungdurchNeutralisationmitLaugen Entcarbonisierungsverfahren Entcarbonisierung durch Säureimpfung Kalkentcarbonisierung Flockung Flockungsmittel (FLOMI) Flockungshilfsmittel (FLOHIMI) Verfahrenstechnik der Flockung Ionenaustausch SkelettstrukturvonIonenaustauschharzen Gleichgewicht Reaktionsgeschwindigkeit Regenerationsarten Kurztaktverfahren KontinuierlicheIonenaustauschverfahren Mischbettfilter Behälterhydraulik Wasser-bzw.Chemikalienverteilung Toträume zwischen Düsen- und Abschlussboden Harztransport Entcarbonisierung mit schwach sauren Kationenaustauschharzen Enthärtungsverfahren Fällungsenthärtung EnthärtungdurchIonenaustausch VollentsalzungdurchIonenaustausch Kondensatreinigungsanlagen Mechanische Filtration ChemischeAufbereitung DekontaminierungradioaktivverseuchterWässer Meerwasserentsalzungsanlagen Elektrodialyse UmgekehrteOsmose Vorreinigungsanlage Umkehrosmoseanlage Mehrstufige Entspannungsverdampfung...245

5 Inhaltsverzeichnis xi 13 Desinfektion Langsamfiltration ThermischeDesinfektion Chlorung Hypochlorite Chlorgas (Cl 2 ) Chlordioxid (ClO 2 ) Chlorelektolyse Ozonisierung UV-Strahlen Silberungsverfahren (Oligodynamie) Wasserstoffperoxid Maßnahmen zur Verringerung der Nitrationenkonzentration im Trinkwasser Ursachen der erhöhten Nitrationenbelastung des Grundwassers Denitrifikation im Grundwasserleiter Technische Reduktion der Nitrationenkonzentration intrinkwasser Wasserwirtschaftliche Maßnahmen PhysikalischeVerfahren ChemischeVerfahren TechnischebiochemischeVerfahren Diskussion einiger Fließbilder verschiedener Anlagenhersteller Schwimmbadwasseraufbereitung Desinfektion Filtration Wassererneuerung Korrosion in Trinkwassersystemen Einführung Korrosionstypen Wasserstoffkorrosionstyp Sauerstoffkorrosionstyp Sauerstoff-Konzentrationselement Schmutzteilchen-Korrosionstyp Korrosionsformen InstationäreKorrosion Erhöhte Korrosion in Warmwassersystemen

6 xii Inhaltsverzeichnis 17 Werkstoffe in der Trinkwasserversorgung Stahl Duktiles Gusseisen Kunststoffe Asbestzement Beton VerzinkterStahl Kupfer Kupferhaltige Werkstoffe Kennwerte für Trinkwasser bei Einsatz verschiedener Werkstoffe Kontaktkorrosion Korrosionsschutz in Trinkwasserversorgungssystemen NatürlicheSchutzschichten Künstliche Schutzüberzüge Korrosionsinhibitoren Härtestabilisierung Kathodischer Schutz Literaturverzeichnis Anhang: Verordnung zur Novellierung der Trinkwasserverordnung Sachverzeichnis...337

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