III. Terminologie der Wasserqualitätsindikatoren
1. Wasserstoffionenkonzentration (pH): Eine Methode zur Angabe der Wasserstoffionenkonzentration. Es ist der negative Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration (Aktivität) in einer wässrigen Lösung, also -lg[H+]. Gibt den Säuregehalt oder die Alkalität einer Wasserprobe an und ist dimensionslos.
2. Leitfähigkeit (σ): Stellt die Fähigkeit einer Lösung dar, elektrischen Strom zu leiten. Es ist der Kehrwert des spezifischen Widerstands. Die übliche Einheit ist Siemens pro Meter (S/m). Eine einfache Einheitenumrechnung sieht wie folgt aus:
1 μS/cm=0.001 mS/cm=0.0001 S/m
3. Spezifischer Widerstand (ρ): Eine physikalische Größe, die den Widerstand eines Materials gegenüber elektrischem Strom misst. Es ist der Kehrwert der Leitfähigkeit. Die übliche Einheit ist Ohm pro Meter (Ω*m). Einfache Einheitenumrechnungen sind wie folgt:
1 MΩ*cm=10000 Ω*m
4. Trübung (TUB): Dies bezieht sich auf den Grad, in dem eine Lösung den Durchgang von Licht behindert. Es umfasst die Streuung von Licht durch Schwebstoffe und die Absorption von Licht durch gelöste Moleküle. Die Trübung des Wassers hängt nicht nur vom Gehalt an Schwebstoffen ab, sondern auch von deren Größe, Form und Brechungsindex. Die Einheit ist NTU/TU.
5. Chromatizität: Die Farbe des Wassers (Farbton und Sättigung, ohne Helligkeit). Vor der Messung sollte 15 Minuten geklärt und der pH-Wert notiert werden. Die Einheit ist Grad.
6. Wasserhärte: Die Fähigkeit von Kalzium- und Magnesiumionen im Wasser, Seifenwasser auszufällen. Je mehr Calcium- und Magnesiumionen vorhanden sind, desto höher ist die Härte. Es wird in temporäre Härte (Karbonat) und dauerhafte Härte (Nicht-Karbonat) unterteilt. Die Einheit ist mmol/L oder mg/L.
7. Alkalität (ALK): Bezieht sich auf die Gesamtmenge an Stoffen im Wasser, die starke Säuren neutralisieren können. Mit anderen Worten handelt es sich um die Gesamtmenge an Stoffen, die Protonen (H+) aufnehmen können. Dazu gehören starke Basen, schwache Basen sowie Salze starker Basen und schwacher Säuren. Die Alkalität in natürlichem Wasser wird hauptsächlich durch Bikarbonate (CHO3-), Karbonate und Hydroxide verursacht, wobei Bikarbonate die primäre Form der Alkalität darstellen. Die Einheit ist mmol/L.
8. Säuregehalt: Bezieht sich auf die Gesamtmenge an Substanzen im Wasser, die starke Basen neutralisieren können. Mit anderen Worten handelt es sich um die Gesamtmenge an Stoffen, die Protonen (OH-) aufnehmen können. Dazu gehören anorganische Säuren, organische Säuren sowie Salze starker Säuren und schwacher Basen. Die Einheit ist (KOH)/(mg/g).
9. Gelöster Sauerstoff (DO): In Wasser gelöster molekularer Sauerstoff. Der Sauerstoffgehalt ist ein Indikator für die Selbstreinigungsfähigkeit eines Gewässers. Um Korrosion vorzubeugen, gelten für Kesselwasser und ähnliche Produkte strenge Anforderungen an DO. Die Einheit ist mg/L.
10. Restchlor: Die Gesamtmenge an verfügbarem Chlor, die im Wasser verbleibt, nachdem das hinzugefügte Chlor während der Wasserdesinfektion reagiert hat. Zu viel Restchlor verleiht dem Wasser einen unangenehmen Geruch, während zu wenig Restchlor dazu führt, dass das Wasser seine Sterilisationsfähigkeit verliert. Die Einheit ist mg/L.
11. Schwebstoffe (SS): In Wasser suspendierte Feststoffe, einschließlich unlöslicher anorganischer und organischer Stoffe sowie Schlick, Ton und Mikroorganismen. Es ist einer der Indikatoren zur Messung des Grads der Wasserverschmutzung und eine der Hauptursachen für Wassertrübungen. Die Einheit ist mg/L.
12. Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB): Die Menge an Sauerstoff, die verbraucht wird, wenn chemische Oxidationsmittel (wie Kaliumpermanganat und Kaliumdichromat) unter bestimmten Bedingungen aerobe Schadstoffe im Wasser oxidieren. Es ist einer der wichtigen umfassenden Indikatoren zur Beurteilung des Grades der Wasserverschmutzung. CODMn/CODcr beziehen sich auf die Verwendung der Oxidationsmittel KMnO4 bzw. K2Cr2O7. Die Einheit ist mg/L.
Hinweis: Zur effektiven Differenzierung wird CODMn oft als Kaliumpermanganat-Index bezeichnet und hauptsächlich in Reinwasseranwendungen verwendet, während CODcr häufiger in Abwasseranwendungen verwendet wird.
13. Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB): Dies bezieht sich auf die Menge an gelöstem Sauerstoff, die von Mikroorganismen während der Zersetzung und Oxidation organischer Stoffe im Wasser unter bestimmten Zeit-, Temperatur- und Bedingungenbedingungen verbraucht wird. Es überwacht in erster Linie den Verschmutzungszustand organischer Stoffe. BSB5 ist der biochemische Sauerstoffbedarf für fünf-Tage. Ein BSB5/CODcr-Verhältnis von mehr als 0,3 weist auf eine gute biologische Abbaubarkeit des Wassers hin. Die Einheit ist mg/L.
14. Gesamtsauerstoffbedarf (Total Oxygen Demand, TOD): Die Menge an Sauerstoff, die erforderlich ist, um reduzierende Substanzen im Wasser bei hohen Temperaturen zu stabilen Oxiden zu verbrennen. TOD > CODcr > BSB5. Die Einheit ist mg/L.
15. Gesamter organischer Kohlenstoff (TOC): Der Gesamtkohlenstoffgehalt der organischen Substanz im Wasser. Die Einheit ist mg/L.
16. Ammoniakstickstoff (NH3-N, ausgedrückt als N): Stickstoff in Wasser, der in Form von freiem Ammoniak (NH3) und Ammoniumionen (NH4+) vorliegt. Tierisches-organisches Material hat im Allgemeinen einen höheren Stickstoffgehalt als pflanzliches organisches Material. Einheit: mg/L.
17. Gesamtphosphor (TP): Die Gesamtmenge an Phosphor im Wasser in all seinen Formen. Phosphat stört den Gerinnungsprozess. Phosphor ist ein Schlüsselelement für das Algenwachstum; Überschüssiger Phosphor führt zur Eutrophierung. Einheit: mg/L.
18. Gesamtstickstoff (TN): Die Gesamtmenge an anorganischem und organischem Stickstoff in Wasser in all seinen Formen. Gesamtstickstoff=organischer Stickstoff (organischer Stickstoff=Proteinstickstoff + Nicht-Proteinstickstoff) + anorganischer Stickstoff (anorganischer Stickstoff=Ammoniakstickstoff + NO2- + NO3-), was den Grad der Nährstoffbelastung in Gewässern angibt. Einheit: mg/L.
19. Schlammdichteindex (SDI): Wird zur Messung der Menge an Schwebstoffen im Rohwasser verwendet, das in einer Umkehrosmoseanlage verwendet wird. Es stellt den Gehalt an Partikeln, Kolloiden und anderen Substanzen im Wasser dar, die verschiedene Wasseraufbereitungsgeräte verstopfen können, und ist ein primäres Mittel zur Überprüfung, ob das Abwasser aus dem Vorbehandlungssystem die Anforderungen für Umkehrosmose-Speisewasser erfüllt.
Hinweis: Der SDI-Test wird durchgeführt, indem Wasser unter einem konstanten Druck von 207 kPa im Gleichstromverfahren (ohne Querstrom) gefiltert wird. Typischerweise wird eine 0,45 μm dicke kreisförmige Membran verwendet, um eine 500-ml-Wasserprobe 15 Minuten lang zu testen. SDI kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
20. Total Dissolved Solids (TDS): Die Gesamtmenge der gelösten Feststoffe im Wasser. Sie stellt die anorganische Substanz dar, die nach dem Herausfiltern suspendierter Feststoffe (SS) und Kolloiden sowie der Verdampfung des gesamten Wassers zurückbleibt. Die Einheit ist mg/L.
Hinweis: In Lösungen mit niedriger --Konzentration (TDS kleiner oder gleich 150 mg/L) besteht eine grobe numerische Korrelation zwischen TDS und Leitfähigkeit, d. h. Leitfähigkeit (μs/cm)=2 * TDS (mg/L).
21. Oxidations-Reduktionspotential (ORP): Die makroskopische Oxidations-Reduktionseigenschaft, die alle Substanzen in einer wässrigen Lösung aufweisen. Ein höherer ORP weist auf eine stärkere Oxidationskraft hin und umgekehrt. Die Einheit ist mV.
22. Entsalzungsrate: Bezieht sich auf den Prozentsatz der Anionen und Kationen, die bei chemischen oder Ionenaustauschprozessen aus dem Wasser entfernt werden. In der Praxis bezieht sich der Begriff im Allgemeinen auf die Salzentfernungsrate einer Umkehrosmoseanlage. Die Berechnungsformel lautet: Entsalzungsrate=(Gesamtsalzgehalt des Speisewassers - Gesamtsalzgehalt des Produktwassers) / Gesamtsalzgehalt des Speisewassers × 100 %. Eine schnelle Schätzformel lautet: (Rohwasserleitfähigkeit - Produktwasserleitfähigkeit) / Rohwasserleitfähigkeit.
23. Rückgewinnungsrate: Dies bezieht sich auf das Verhältnis der Produktwasserdurchflussrate zur Speisewasserdurchflussrate. Die Formel lautet: Produktwasserdurchfluss / Speisewasserdurchfluss × 100 %. In einem unidirektionalen System ist der Speisewasserdurchfluss ≈ Produktwasserdurchfluss + Konzentratdurchfluss.
24. Konzentrationspolarisation: Dies bezieht sich auf den selektiven Transfer bestimmter Substanzen durch die Membran unter dem Einfluss transmembranöser Antriebskräfte, was zu einem Konzentrationsgradienten an der Grenzfläche zwischen Membran und Lösung führt. Die Konzentrationspolarisation hat großen Einfluss auf die Leistung des Trennprozesses. Um die Konzentrationspolarisierung zu verringern, wird die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung zwischen den Membranen erhöht und Turbulenzen gefördert.
25. Teile pro Million (ppm): Dies stellt einen Teil pro Million einer Massen- oder Volumeneinheit dar, d. h. 1 ppm=1/10^(-6), oft bezogen auf Milligramm pro Liter (mg/L).
26. Teile pro Milliarde (ppb): Dies stellt ein Teil pro Milliarde einer Massen- oder Volumeneinheit dar, d. h. 1 ppb=1/10^(-9), oft bezogen auf Mikrogramm pro Liter (ug/L). 27. Teile pro Billion: Dies bezieht sich auf ein Billionstel einer Massen- oder Volumeneinheit, d. h. 1 ppt=1/10^(-12), oft ausgedrückt als Pikogramm pro Liter (pg/L).