Elemente und Moleküle, Schulbuch

121 6.3 WaSSer mehr frei sind. Heute sind diese Phosphate in den Waschmitteln stark eingeschränkt, da sie zu einer Gewässerbelastung führen. Sie werden in den bei uns verwendeten Kläranlagen nicht genügend abgeschieden. Als Wasserenthärter in den heutigen Waschmitteln dient SASIL (Sodium-Aluminium- Silicate; engl. sodium = Natrium). Dieses wirkt als Ionenaustauscher und ersetzt die Härtebildner durch Natrium-Ionen (Abb. 121.2). Zur Aufbereitung von Trinkwasser spielt die Enthärtung nur bei extremen Härtewer- ten eine Rolle. Von großer Bedeutung ist hier die Entkeimung, bei der schädliche Mikroorganismen abgetötet werden. Die am häufigsten eingesetzte Entkeimungs- methode ist die Chlorierung von Trinkwasser. Dabei wird eine bestimmte Menge freies Chlor zugesetzt. Bei widerstandsfähigen Keimen ist eine starke Chlorierung notwendig. Dann muss das Chlor wieder entfernt werden. Dies erfolgt durch Reduk- tion mit Sulfit oder durch Adsorption an Aktivkohle. Statt Chlor kann zur Entkeimung Chlordioxid eingesetzt werden. Es ist wirksamer und wird daher in geringeren Konzentrationen verwendet. Es zerfällt im Laufe der Zeit in Chlor und Sauerstoff, sodass bei dieser Methode beim Verbraucher Wasser mit geringerem Chlorgehalt zum Einsatz kommt. Auch Ozon ist zur Trinkwasserent- keimung im Einsatz. Hier wird eine Chlorbelastung überhaupt vermieden. Ozon zer- fällt mit der Zeit zu Sauerstoff. Die Entkeimung mit Chlordioxid oder Ozon ist teurer als die Entkeimung mit Chlor. Durch die intensive Landwirtschaft ist Grundwasser häufig mit Nitrat belastet. Da- durch wird seine Verwendung als Trinkwasser problematisch. In Österreich existiert derzeit eine Höchstwertverordnung von 100 mg Nitrat für 1 Liter Trinkwasser. Dieser Grenzwert ist im internationalen Vergleich sehr hoch. Er wird auf 50 mg/Liter her- abgesetzt werden; als weiteren Schritt plant man eine Reduktion auf 30 mg/Liter. Diese Verordnungen würden viele heute genutzte Grundwasservorkommen für die Trinkwasserversorgung ausschließen. Daher werden Methoden zur Denitrifikation entwickelt. Dabei werden anaerobe Mikroorganismen eingesetzt, die Nitrat als Oxi- dationsmittel verwenden und zu Stickstoff abbauen. Als Reduktionsmittel können organische Verbindungen wie Ethanol dienen. In Österreich muss Trinkwasser zwar manchmal aufbereitet werden, prinzipiell ste- hen aber genug Reserven für eine ausreichende Wasserversorgung zur Verfügung. Dies ist in vielen Ländern nicht der Fall. Daher spielen heute Methoden zur Gewin- nung von Trinkwasser aus Meerwasser eine immer wichtigere Rolle. Mengenmäßig die wichtigste Methode ist hier die Destillation . Obwohl diese durch moderne Tech- nologien wie Unterdruckdestillation und Ausnützung der Kondensationswärme re- lativ Energie sparend betrieben wird, ist der Energieaufwand dafür doch gewaltig. Daher setzt sich ein neues Verfahren der Meerwasserentsalzung, die Umkehrosmo- se, immer mehr durch. Bei der Osmose dringt Wasser durch eine semipermeable Membran vom Raum ge- ringerer Salzkonzentration in den Raum höherer Salzkonzentration ein. Die Memb- ran lässt Wasser durch, nicht aber das gelöste Salz. Dadurch steigt der Druck in der Salzlösung bis zu einem Gleichgewichtswert, den man osmotischen Druck nennt. Im Gleichgewicht ist die Tendenz zur Verdünnung, die das Wasser von b nach a zwingt, und die Tendenz zum Druckausgleich, die das Wasser von a nach b zwingt, gleich groß (Abb. 121.4 oben). Wird nun Meerwasser in solchen Membranen unter einen Druck gesetzt, der den osmotischen Druck übersteigt, so dringt reines Wasser durch die Membrane und die Salzkonzentration im zurückbleibenden Wasser erhöht sich (Abb. 121.4 unten). Das Verfahren wurde technisch möglich, nachdem Memb- ranmaterialien auf Kunststoffbasis entwickelt wurden, die Drucke von über 100 bar aushalten. Mit der Umkehrosmose lassen sich die Salze zu über 99 % entfernen. Das Verfahren kann auch zur Abwasserreinigung von galvanotechnischen und foto- chemischen Betrieben verwendet werden, wobei die oft wertvollen Metallsalze aus den konzentrierteren Lösungen wiedergewonnen werden. O P O O O P O O O P O O O Na Na Na Na Na Na + H 2 O H 2 O H 2 O DRUCK Trink- wasser Meerwasser H 2 O H 2 O H 2 O Abb. 121.4: Umkehrosmose Abb. 121.3: Osmose Abb. 121.2: Struktur eines SASIL-Teilchens. Das Natri- um wird durch Calcium ausgetauscht Abb. 121.1: Strukturformel des Natriumtriphosphats Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv