WikiDer > Wasserhärte

Kalkablagerungen auf Knopfdruck

Das Wasserhärte von Wasser ist ein Maß für die Konzentration von Metall-Ionen, häufig Magnesium- und Kalziumkarbonat, aber auch Bicarbonate und Sulfate, im Wasser. Am meisten Wasser trinken enthält Kalzium die beim Erhitzen ausfällt als Kalziumkarbonat. Dieser Niederschlag wird auch genannt Kreide, genannt Kalk oder Kesselstein, bezogen auf die Ablagerungen in Wasserkocher.

Wasser mit hoher Wasserhärte verursacht viel Kalk und damit Schäden an Heizelementen, erschwert aber auch die Wirkung von Seifen. Letzteres spiegelt sich in den Dosierungen für die Geschirrspülmaschine oder der Waschmaschine.

Auch die Wasserhärte ist ein wichtiger Faktor, um Fische in einem Aquarium. Je nachdem, wo eine Fischart in der Natur vorkommt, ist Wasser einer bestimmten Härte Voraussetzung für ein gesundes Leben der Tiere. Dies gilt umso mehr für die Zuchtfische. Wasser im Amazonasbecken ist sehr weich (1 dH oder weniger) während Buntbarsche von dem Tanganjikasee sind an Härten von 28 dH gewöhnt.^[1]

Einheiten

Je nach Land werden deutsche, englische oder französische Härteeinheiten verwendet. Dies sind jedoch nicht SI-Einheiten

Im Belgien man benutzt normalerweise die Französische Härte (fH, manchmal °fH).

Im Die Niederlande die Wasserhärte wird normalerweise in . ausgedrückt Deutsche Härte (dH, manchmal: °dH, nach der fünften Auflage von BINAS D°). 1 dH steht für 17,8 Gramm Kalk pro Kubikmeter Wasser (=mg/l).

In der Aquarienwelt wird deutsche Härte verwendet.^[2]

• Wasser mit einer Härte von 1 dH erhält man durch Zugabe von 10 mg obtained CaO in 1 Liter Wasser aufzulösen: dies entspricht 0,179 mmol/l Ca² .
• Wasser mit einer Härte von 1 fH erhält man durch Zugabe von 10 mg obtained CaCO₃ 1 Liter aufzulösendes Wasser: das entspricht 0,100 mmol/l.
• Wasser mit einer Härte von 1 ppm CaCO₃ entsteht durch Auflösen von 1 mg Calciumcarbonat in 1 Liter Wasser.

Typische Werte

Wasserwerk verwenden Sie das folgende Format:

Trinkwasserstandards

Wasserdekret Niederlande

In den Niederlanden sind die Qualitätsanforderungen für Trinkwasser in der Trinkwasserentscheidung. Das überarbeitete Wasserarbeitsblatt 4.6 ist ab Juni 2017 in Kraft, in dem Richtlinien für die Wasseraufbereitung aus Artikel 4.6 von NEN 1006 ausgearbeitet sind.^[3] Für Sammelwasserversorgungen und Sammelleitungsnetze gelten unter anderem Anforderungen an die Härte und die Verfügbarkeit eines Messprogramms. Für die Trinkwasseraufbereitung für Wohnanlagen gibt es keine besonderen Anforderungen.

Hinsichtlich der Härte schreibt die Dinkwater-Verordnung lediglich vor, dass Wasserversorger Trinkwasser nicht weiter enthärten dürfen oder entsalzen als 1 mmol/l (5,6 DH). Zu weiches Wasser greift Kupferrohre an. Die Härteprüfung erfolgt bei 90 Perzentil der Messdaten. Die Gesamthärte berechnet sich aus der Anzahl der mmol Ca² plus Mg² pro Liter (siehe Umrechnungstabelle). Bis 2011 enthielt die Wasserversorgungsverordnung auch eine Obergrenze von 2,5 mmol/l (14 DH).

Flandern

Das Dekret der flämischen Regierung vom 13.12.2002 legt einen höheren Mindestwert fest: Wasser für den menschlichen Gebrauch, das enthärtet oder entsalzt wurde, muss eine Mindesthärte von 15 französischen Grad (8 DH) aufweisen.^[4] Wie in den Niederlanden gilt diese Entscheidung nur für Trinkwasserunternehmen, nicht für Privatpersonen. Gemäß dieser gesetzlichen Regelung ist die Flämisches Wasserversorgungsunternehmen Privatpersonen raten nachdrücklich von einer Aufweichung unter 15 Grad Französisch ab.^[4]

Sättigungsindex

Aggressives Wasser

Die Aggressivität von Trinkwasser hängt mit der Auflösung, Auswaschung und Korrosion von Rohrmaterialien zusammen. Traditionell wird Wasser als aggressiv bezeichnet, wenn es Kalkstein (CaCO₃) lösen. Heyer zeigte bereits 1888, dass die Aggressivität von Wasser durch Kontakt mit Kalkstein reduziert werden kann. Kalkhaltiges Wasser hat einen zu niedrigen pH-Wert und kann Rohre aus Beton und Asbestzement angreifen. Kalkhaltiges Wasser hat einen zu hohen pH-Wert, was zu Kalkablagerungen führen kann. Um beide Situationen zu vermeiden, muss das Wasser im Gleichgewicht sein (Kalk-Kohlendioxid-Bilanz). Der Sättigungsindex SI ist ein Wert für die treibende Kraft bei der Fällungs- oder Auflösungsreaktion. Die Praxis zeigt, dass bei einem SI zwischen −0,2 und 0,3 die Reaktionen so langsam sind, dass keine signifikanten Effekte auftreten.

Trinkwasser wird aus einer Reihe von Vitens-Pumpstationen verteilt, die hinsichtlich des Sättigungsindex (SI > −0,2) nicht den Anforderungen der Wasserversorgungsverordnung von 2001 entsprechen.

Nach experimentellen Untersuchungen des niederländischen Forschungsunternehmens TNO Bei der Wasserenthärtung ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Kupferrohre korrodieren.^[5]

Auswaschen von Giftstoffen

Im Jahr 2004, in Der Gelderländer zu lesen, dass die Wasserversorger in Gebieten mit natürlich weichem Wasser extreme Schäden an ihren Leitungen feststellen. Es PVC aus denen die Rohre meist gelöst hergestellt werden. PVC enthält eine geringe Menge an Schadstoffen, darunter Metallsalze, Monomer Vinylchlorid und Phthalate.

Kosten und Nutzen

Die Enthärtung von Trinkwasser über die durchschnittliche Härte hinaus kostet Geld, hat aber auch Kostenvorteile für Verbraucher und Kläranlagen. Ein wichtiger Faktor dabei ist die Bereitschaft der Verbraucher, für weicheres Wasser weniger zu zahlen Reinigungsmittel gemäß den Empfehlungen der Waschmittelhersteller zu verwenden. Aus einer Untersuchung zur Situation von PWN Wasserversorgungsunternehmen Nordholland und Wasserverband Hollands Noorderkwartier zeigt, dass die Sozialleistungen bereits im Gleichgewicht mit den Kosten stehen, wenn 4 % der Haushalte die Waschmitteldosierung reduzieren. Untersuchungen von PWN zeigen, dass bis zu 25 % der Verbraucher bereit sind, weniger Waschmittel zu dosieren, wenn das Wasser weicher wäre. Dies bietet ausreichend Perspektive, um Kosten und Nutzen einer weiteren Aufweichung auf lokaler Ebene herauszuarbeiten und nach Möglichkeit anzuwenden.^[6]

Was ist weniger?

Ein Bericht der Stiftung für angewandte Wasserforschung (STOWA) zeigt, dass eine Reduzierung der Wasserhärte in ganz Nordholland von durchschnittlich 8,4 auf durchschnittlich 7,8 dH zu einem jährlichen Kostenanstieg von 160.000 Euro führen würde. Würden alle 466.000 Einwohner des Hollands Noorderkwartier Water Board (HHNK) ihre Waschmitteldosierung entsprechend anpassen, würde dies zu einer Einsparung von 4,3 Mio.^[7]

Die im niederländischen Verband der Seifenhersteller (NVZ) vereinten Waschmittelhersteller haben die Dosierangaben auf ihren Verpackungen an die europäischen Vorschriften angepasst, klassifiziert nach Wasserhärtestufen: weich, mittel, hart.^[8]

Aufgrund dieser Dreiteilung gibt es einen deutlichen Unterschied zwischen den empfohlenen Mengen, außer bei Persil, Ariel und Biotex.^[Quelle?]

Hart oder weich?

Das Kampfstudie

In den Jahren 2009 und 2010 hat die amerikanische Verband für Wasserqualität (WQA) hat eine Reihe von Studien zu den Unterschieden und Auswirkungen von hartem und weichem Wasser veröffentlicht.^[9]

Beim Erhitzen von Wasser, das härter als 3 dH ist, Rahmen, die feste Kalziumkarbonat und Magnesiumcarbonat:

ca² (wässrig) 2 HCO₃⁻(wässrig) CaCO₃(Sch₂O(l)CO₂(wässrig)

Die Ablagerung ist wärmeisolierend und verschlechtert daher die Wärmeübertragung beispielsweise in einem Heizelement.

Das Battelle Institute untersuchte über 90 Tage hinweg gezielt die Wirkung von hartem im Vergleich zu weichem (kalkarmen) Wasser auf verschiedene Zentralheizungssysteme mit Gas arbeiten. Alle diese Warmwassersysteme behielten ihre Leistungsfähigkeit während des gesamten Testzeitraums bei Verwendung von weichem Wasser. Bei hartem Wasser wurden Effizienzverluste beobachtet. Bestimmtes Kombikessel an Effizienz verloren und da Kombikessel hauptsächlich in den Niederlanden verwendet werden, beschränkt sich dieser Artikel darauf.

Anhand verschiedener statistischer Methoden wurde berechnet, wie viel mit welcher Wasserhärte an Kosten für Gas und periodische Entkalkung der Zentralheizung eingespart werden kann. Durch die vollständige Wasserenthärtung können 131×5,4 % = 7,1 m³ Gas pro Person eingespart werden, was beim damaligen Gaspreis 0,66×7,1 = 4,71 Euro pro Person und Jahr entspricht.

Niederschlag mit Seife

Calcium- und Magnesiumionen reagieren mit BasicIonen von Seife und ausfällen (aus der Mischung verschwinden). Dabei entsteht ein grauer Niederschlag von KreideSeifen.

Je härter das Wasser, desto mehr Seife muss hinzugefügt werden (Schaumnummer), bevor ein gewisser Schaumeffekt erzielt wird. Waschen mit hartem Wasser kostet daher mehr Seife (und damit mehr Geld). Außerdem werden (nicht-synthetische) Textilfasern beim Waschen mit hartem Wasser steif, weil der Niederschlag in der Textilfaser landet. Aus diesem Grund zur Herstellung von Waschmittel Heute wird wenig oder keine Seife verwendet. Stattdessen andere Reinigungsmittel verwendet, die unempfindlich gegen hartes Wasser sind.

Wartung der Ausrüstung

Es wurde berechnet, wie oft die Zentralheizung während ihrer 10-jährigen Lebensdauer entkalkt werden muss, um Fehlfunktionen zu vermeiden. Bei 10 dH war das nach 4,4 Jahren. Das ist 10/4,4 = 2,27 mal über die gesamte Lebensdauer des CV. Das entspricht 0,23 Entkalkungszyklen pro dH über die gesamte Lebensdauer.

Wasserenthärtungsmethoden

Durch Erhitzen

Siehe oben unter 'Zunderbildung', mit dem Unterschied, dass die Aushärtereaktion vor dem Heizelement stattfindet, so dass dieses geschont wird.

Aufgrund einer Fällungsreaktion

Die Ionen reagieren und niederschlagen, zum Beispiel von Natriumcarbonat (Soda) zum harten Wasser hinzufügen:

ca² _(wässrig) CO₃²⁻ → CaCO_{3 (s)} und/oder

mg² _(wässrig) CO₃²⁻ → MgCO_{3 (s)}

Auch durch Hinzufügen Limettenmilch und Sand wie Keimbildungskern kann Wasser enthärtet werden, siehe Kohlensäure. Die unlöslichen Calcium- und Magnesiumsalze kristallisieren und wachsen dabei auf den Sandkörnern zu kleinen 'Perlen', die sich absetzen und aus dem Reaktor entnommen werden. Bei diesem Vorgang wird Eisen, Mangan und Arsen gelöscht.^[10]

Durch einen Kationenaustauscher

Eine Spezies Kunstharz (H in den folgenden Gleichungen) tauscht die Calciumionen gegen zwei Natriumionen; die schematische Reaktionsgleichung:

Erweichung:

${displaystyle {ce {2Na H^- Ca^2 <=> Ca^2 H^- 2Na}}}$

${displaystyle {ce {2Na H^- Mg^2 <=> Mg^2 H^- 2Na}}}$

Regeneration:

${displaystyle {ce {2NaCl Ca^2 H^- <=> 2 Na^2 H^- CaCl2}}}$

${displaystyle {ce {2NaCl Mg^2 H^- <=> 2 Na^2 H^- MgCl2}}}$

H ist das Harz.

Hiermit Ionenaustausch die Gesamtzahl der Metallionen nimmt nicht ab und das Wasser bleibt daher definitionsgemäß hart. Wenn unter Wasserhärte nur die Anzahl der Ca- und Mg-Ionen verstanden wird, dann liegt tatsächlich eine Enthärtung vor. Immerhin kein Kalk oder CaCO_{3 (s)} mehr entstehen.

Durch einen Komplexbildner

Detergenzien werden Stoffe zugesetzt, die Metallionen in . umwandeln komplexe Ionen, die keinen Schaden mehr anrichten kann. Ein Beispiel für eine solche Substanz ist Pentanatriumtriphosphat.

Durch einen Filter

Wasser wird unter hohem Druck durch a . zirkuliert sehr feiner Filter (Membran) gedrückt. Nanofiltrationsmembranen halten zweiwertige Ionen wie Ca² und Mg² und enthärten so das Wasser. UmkehrosmoseMembranen sind etwas dichter und halten fast alle Salze gegen.

Durch Destillation

Destilliertes Wasser enthält keine Ionen, daher ist seine Härte null. Das bedeutet auch, dass Regenwasser besonders weich ist, sofern es in einem Gefäß gesammelt wird, das keine Ionen in Lösung gehen lässt.

Durch ein Magnetfeld

Es gibt Unternehmen, die Wasserenthärter Verkäufe, die auf Basis eines Magnetfeldes funktionieren würden. Untersuchung des Deutschen Verbraucherverbandes (Stiftung Warentest) konnte keine messbare Wirkung dieser Geräte nachweisen.^[11][12]

Siehe auch

• Karbonathärte

Externer Link

• Wasserhärte in einigen niederländischen Gemeinden