Nachhaltige Vermeidung von mineralischen Ablagerungen in wasserführenden Systemen

In allen wasserführenden Systemen kann es unter den passenden Bedingungen zu organischen sowie anorganischen Ablagerungen kommen. Beleuchtet wird der Mechanismus der Kristallisation bei anorganischen Belägen. Außerdem wird ein Ausblick auf die Möglichkeiten zur Verhinderung von Belägen gegeben. Neben Kalk, Gips und Magnesiumhydroxid wird ein Fokus auf die Bildung von Struvit gelegt.

Wird von Ablagerungen in flüssigkeitsführenden Systemen gesprochen, so ist zwischen anorganischen und organischen Ablagerungen zu unterscheiden. Bei organischen Ablagerungen handelt es sich meist um Biofilme, Schleime etc., die in diesem Beitrag nicht betrachtet werden. Der Blick richtet sich im Weiteren auf die Bildung von anorganischen Belägen, die meist aus kristallisierten Metallsalzen bestehen. Der Kristallisationsmechanismus ist in diesem Zusammenhang der erste Schritt zum besseren Verständnis dieses komplexen Themas. Die einzelnen Schritte innerhalb eines Kristallisationsprozesses sind dabei unabhängig von der Art des Salzes, einfach betrachtet, immer gleich. Am Beispiel von Calciumcarbonat wird dieser Vorgang veranschaulicht. Calcium ist praktisch in jedem natürlich zur Verfügung stehenden Wasser als Ion gelöst, umgangssprachlich als Wasserhärte bezeichnet. Gleiches gilt für das Carbonat-Ion bzw. das Hydrogencarbonat-Ion, welche man als Alkalität bezeichnet. Diese befinden sich im sogenannten chemischen Gleichgewicht und somit in einem thermodynamisch stabilen Zustand. Wenn Wasser in industriellen Anwendungen gebraucht wird, sei es als Kühl-, Prozess-, oder Spülwasser etc. wird dieses stabile Gleichgewicht oftmals gestört. Im betrachteten Fall ist meistens die Erwärmung des Wassers, einhergehend mit Verdunstung, die primäre Störung. Bei der Verdunstung entweicht nur reines Wasser, die im Wasser gelösten Ionen bleiben zurück und konzentrieren sich dadurch auf. Irgendwann wird das Löslichkeitsprodukt des Salzes, hier Calciumcarbonat, überschritten und es beginnt die Kristallisation von Calciumcarbonat. Es bilden sich zunächst Keimkristalle, die sich aber immer noch in einer Gleichgewichtsreaktion mit den gelösten Ionen befinden, der Keimkristall bildet sich, löst sich abergleichzeitig wieder auf. Irgendwann kommt der Punkt, an dem dieser Keimkristall weiterwächst und so die ersten Mikrokristalle bildet, die sich auf Oberflächen anlagern und so die Basis für eine feste Ablagerung bilden. Ist dieser Schritt getan, wird das weitere Anwachsen des Belages deutlich vereinfacht und im Nachgang sogar beschleunigt, ein sehr wichtiger Aspekt für die spätere Betrachtung der nachhaltigen Belagverhinderung. Dieser Prozess läuft vorzugsweise als Erstes an Stellen mit turbulenten Strömungsverhältnissen ab, zum Beispiel Schweißnähte, Pumpen, Rohrbögen, Verengungen etc. Von dort breitet sich die Belagbildung weiter aus.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasser und Abfall 07/08 (August 2022)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Michael Voges
Andreas Peist

Artikel weiterleiten In den Warenkorb legen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

UK Water Body Management Planning in Times of Brexit: Slow De-Europeanisation?
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (12/2023)
This article investigates the extent to which the English and Scottish approaches to water body management planning in times of Brexit constitute a slow De- Europeanisation of law- and policymaking in this field. The article’s starting point is theWater Framework Directive 2000/60/EC (‘WFD’ or ‘Directive’)which requires the EU Member States tomanage both surface water bodies and groundwater ‘with the aimof achieving’ good statuswithin a specified timeframe.

Von der technischen Wasserwirtschaft zum integralen Wassermanagement
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (11/2023)
Im Digitalen Wörterbuch der deutschen Sprache (DWDS) ist folgendes zu finden [1]: „Wasserwirtschaft, die; Zweig der Volkswirtschaft, dessen Hauptaufgabe die planmäßige Erfassung, Nutzung und Verteilung von Wasser, besonders von Trinkwasser und Brauchwasser, ist.“

Neues DWA-Merkblatt M 500 „Betrachtungen zur (n - a)-Bedingung an Stauanlagen“
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (11/2023)
Stauanlagen, wie Talsperren, Hochwasserrückhaltebecken und Staustufen, haben einen gesellschaftlichen Nutzen für Landeskultur, Hochwasserschutz, Trinkwasserbereitstellung, Schifffahrt, Erzeugung regenerativer Energie aus Wasserkraft oder zur Freizeitgestaltung. Mit dem Aufstauen von Fließgewässern beziehungsweise dem Speichern von Wasser in Stauseen sind aber auch gewisse Risiken verbunden.

Tagung der Flussgebietsgemeinschaft Rhein thematisiert Wassermangel
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (11/2023)
Die Ereignisse der letzten Jahre mit Trockenheit, Hitze und Wassermangel haben gezeigt, dass diese Themen auch im Rheingebiet immer bedeutender werden. Auf die mit dem Klimawandel einhergehenden Herausforderungen müssen Gesellschaft und Politik reagieren. Der Rhein-Rat, das oberste operative Gremium der Flussgebietsgemeinschaft (FGG) Rhein, beschloss daher im November 2022 unter dem Vorsitz Baden-Württembergs, das Thema aktiv aufzugreifen und als ersten Schritt eine Tagung zum Thema „Niedrigwasser und Wassermangel im Rheingebiet“ durchzuführen (Bild 1).

Sind Bemessungsabflüsse nach dem Kleeberg/Schumann-Verfahren noch begründet?
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2023)
Mit der Veröffentlichung des Entwurfs der DIN 19 700, Teil 11 Talsperren im Jahr 2001 wurden Bemessungshochwasser mit Überschreitungswahrscheinlichkeiten der Höchstabflüsse von Pü = 10-3 (Jährlichkeit 1 000 Jahre) bzw. Pü = 10-4 (Jährlichkeit 10 000 Jahre) eingeführt. Die Ermittlung von Hochwasserabflüssen mit derart geringen Überschreitungswahrscheinlichkeiten ist, unabhängig davon, ob man hierzu einen statistischen oder deterministischen Ansatz verfolgt, stets mit einer Reihe von subjektiven Entscheidungen verbunden.

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?