Lehr- und Forschungsbereich Trinkwasser

Wasserchemie

In den praktischen Laborübungen zur Wasserchemie soll die Handhabung der Laborgeräte erlernt sowie das theoretische Vorwissen aus der Vorlesung vertieft und erweitert werden.
In kleinen Gruppen werden die Studenten mit der Handhabung folgender Geräte vertraut gemacht:

  • Messzylinder,
  • Messkolben,
  • Pipette,
  • Peleusball oder andere Pipettierhilfen,
  • Bürette,
  • Dispensette,
  • Magnetrührer mit Heizplatte,
  • pH-Meter,
  • Analysewaage,
  • Exsikkator.

Ebenfalls gehört das Ansetzen von Maßlösungen, die Bestimmung des pH-Wertes sowie der Leitfähigkeit von wässrigen Lösungen zu den Grundfertigkeiten in der Wasserchemie.

Wasseraufbereitung

Mobile Wasseraufbereitung

Laborstand für moblie Wasseraufbereitung

In dieser Laborübung sollen mobile Filtersysteme auf ihre Filtrationswirkung hin untersucht werden. Zu Beginn wird die Handhabung und die Funktionsweise dieser Systeme anhand einer praktischen Durchführung der Filtration verdeutlicht. Zum Einsatz kommen je zwei Systeme mit Hohlfasermembranen sowie mit Keramikfilterkerzen. Anschließend wird das Filtrat jedes Filtersystems auf vermehrungsfähige Keime und auf Trübung untersucht und bewertet.

Regeneration einer Entsalzungsanlage mit Mischbettfilter

Laborstand Entsalzungsanlage

Die Tiefenfiltration über körnige Materialien spielt in nahezu allen Wasseraufbereitungsanlagen eine große Rolle als Vor-, Nachreinigungs- oder Soloanlage. Der Ionengehalt eines Wassers kann durch Ionenaustausch beeinflusst werden. Die Laufzeit derartiger Ionenaustauschanlagen ist begrenzt. Nach Erschöpfung müssen die Kationenaustauschharze mit einer starken Mineralsäure, die Anionenaustauschharze mit einer starken Base regeneriert werden. Die Laboranlage dient zur Untersuchung der Auswirkung unterschiedlicher Rückspülzyklen sowie Volumenströme.

Wasseraufbereitung mit polyelektrischen Flockungsmitteln

Laborstand Flockungsversuch

Diese Laborübung befasst sich mit der Durchführung von Laborversuchen mit Flockungsmitteln, welche dem Praxiseinsatz der Mittel vorangehen. Die Standardmethode für Flockungsversuche mit schwach getrübten Wässern ist die als "Jar-Test" bekannte Rührmethode.

Bei der Aufbereitung von Trinkwasser und der Reinigung von Abwässern werden zur Klärung oder Schlammentwässerung neben den Flockungsmitteln polyelektrolytische Flockungshilfsmittel eingesetzt. Sie dienen zur Beschleunigung der Feststoff-/Flüssigkeitstrennung. Durch entsprechende Laborversuche muss aus dem vielfältigen Angebot der Produkte eine Vorauswahl an Mitteln getroffen werden, die in Bezug auf die zu behandelnde Trübe, das verwendete Trennverfahren und das angestrebte Trennergebnis erfolgversprechend sind.

Bei der Versuchsdurchführung werden zwei Reihenrührgeräte mit jeweils vier Rührwerkseinheiten verwendet. Damit können bei einem Durchgang beispielsweise verschiedene Dosierraten in ihrer Wirkung direkt miteinander verglichen werden.

Wasseranalytik

Ionenchromatographie

Laborstand Ionenchromatographie

Unter Ionenchromatographie (IC) versteht man ein Online-Verfahren zur Trennung und Detektion von Ionen mit Hilfe der Ionenaustauschchromatographie. Diese Analysenmethode wurde 1975 von Small, Stevens und Bauman eingeführt und wird bevorzugt als Routinemethode zur Bestimmung von Anionen in Wässern verwendet. 

Voltammetrie - Polarographie

Laborstand Polarographie

Die Voltammetrie beschreibt eine Gruppe von elektroanalytischen Messmethoden. Diese Messmethoden eruieren die Information des Analyten aus einer Strom-Spannungs-Messung an einer elektrochemischen Zelle. Daraus resultiert die Bezeichnung Voltammetrie, die sich aus Volt-am(pere)-metrie zusammensetzt. Bei der Polarographie wird eine flüssige Arbeitselektrode verwendet, bei der die Oberfläche periodisch oder kontinuierlich erneuert wird (Quecksilbertropfenelektrode).

Die Polarographiemessung kann durch Auswertung von Diffusionsströmen an einer Quecksilbertropfenelektrode Konzentrationen eines Analyten, unter Zuhilfenahme des Standard-additions-Verfahren, nachweisen. Mit Hilfe des Versuches können u.a. die folgenden vier wesentlichen Schwermetalle in verschiedenen Trinkwasserproben nachgewiesen werden: Blei, Cadmium, Kupfer, Zink.

Photometrie

Laborstand Photometrie

Photometrische Messungen dienen der Ermittlung von Konzentrationen gelöster und ungelöster Bestandteile in vorwiegend wässerigen Lösungen. Das Photometer misst die Lichtabsorption, die ein Lichtstrahl beim Durchleuchten der Lösung erfährt. Die Lichtabsorption ist abhängig vom Spektralbereich des Lichtstrahls. Beispielsweise erfährt eine grüne Lösung bei Rotlicht eine starke Lichtabsorption, während sie bei Grünlicht geringe Lichtabsorption zeigt. Photometrische Messungen zeichnen sich gegenüber ionensensitiven Messungen und Redox-Messungen durch ihre hohe Spezialität, d.h. geringe Querempfindlichkeit bei An- oder Abwesenheit anderer Stoffe aus.

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