| Desinfektion (Dr. W. Mevius,
Hamburg)
Durch
Trinkwasser können eine Reihe von Erkrankungen,
insbesondere des Magen-Darm-Traktes
übertragen werden. Hierbei handelt es sich
vor allem um Typhus, Paratyphus, Cholera und
Brechdurchfall, um bakterielle Ruhr,
Leptospirosen, evtl. Wurmkrankheiten sowie
Viruserkrankungen wie z. B. Hepatitis und
Poliomyelitis. Typisch für eine
Trinkwasserepidemie ist die explosionsartige
Ausbreitung der Erkrankungen über das gesamte
Versorgungsgebiet im Gegensatz zu chemischen
Beeinträchtigungen Wassers, bei denen
üblicherweise die toxischen Werte erst langsam
erreicht werden. Zur Verhütung von Epidemien
durch Trinkwasser sollte möglichst immer ein von
Hause aus mikrobiologisch einwandfreies, d.h.
nicht verunreinigtes bzw. zu beeinträchtigendes
Wasser verwendet werden, also vorzugsweise ein
Tiefengrundwasser. Leider ist dies nicht überall
möglich, sei es aus hydrogeologischen oder aus
quantitativen Gründen. Es muß dann auf
Oberflächenwasser zurückgegriffen werden,
welches zumeist aufbereitet werden muß. In
diesen Fällen gibt es die Möglichkeit, evtl.
vorkommende Krankheitserreger aus dem Wasser zu
entfernen, oder sie durch Zugabe bestimmter
Substanzen zu dem Wasser abzutöten, d. h. das
Wasser zu desinfizieren.
Langsamsandflitration
Eine Entfernung
von Krankheitserregern aus dem Wasser kann durch
Filtration erfolgen. Für kleine Wassermengen
können hierfür bakteriendichte Membranen oder
Filterkerzen verwendet werden. Der
Porendurchmesser ist bei diesen Filterschichten
kleiner als die Bakterienzelle, so dass die
Bakterien mechanisch auf der Oberfläche
zurückgehalten werden. Dieses Verfahren spielt
eine Rolle bei Notversorgungen,
Einzelversorgungen, Expeditionen usw., kann aber
nicht für die öffentliche Trinkwasserversorgung
eingesetzt werden.
Eine
Möglichkeit der Entfernung von
Krankheitserregern durch Filtration im
großtechnischen Maßstab bietet das 1828 von dem
Engländer James Simpson konstniierte biologisch
arbeitende Langsamsandfilter. Die klassische
Demonstration der Wirkung von Langsamsandfiltern
war die Choleraepidemie in Hamburg 1892. In
Hamburg wurde das verseuchte Elbwasser
unfiltriert als Trinkwasser abgegeben, und hier
mußten 8500 Tote sowie 16.000 Erkrankte beklagt
werden. In dem wenige Kilometer elbabwärts
liegenden Altona wurde seit 1859 das Elbwasser
nach Sedimentation über Langsamsandfilter
aufbereitet und die Stadt bis auf einige
Kontaktinfektionen von der Epidemie verschont.
Ähnlich wie das typische Langsamsandfilter,
welches ein biologisch wirkendes Filter ist,
wirkt natürlich die künstliche
Grundwasseranreicherung bzw. die Uferfiltration,
wie sie vom Ruhrgebiet her bekannt ist.
Schwierigkeiten bei dieser Aufbereitung in Bezug
auf die Keimfreimachung des Wassers kann es
infolge von Durchschlagen der Filter durch
Rißbildung z. B. durch Frost- und Eisbildung
geben. Eine Einschränkung des Einsatzes der
Langsamsandfilter ist der hohe Platzbedarf sowie
die Notwendigkeit der mechanischen Reinigung der
Filteroberfläche, die lohnintensiv ist.
Langsamsandfilter werden aber , zumal sie in
ihrer Wirkung sehr robust sind, in neuerer Zeit
gerne in Entwicklungsländern eingesetzt.
Allgemeines
Leider läßt
sich trotz allem das Ziel der Freiheit des
Trinkwassers von Krankheitserreger zu jeder Zeit
durch Langsamsandfiltration nicht in allen
Fällen mit der notwendigen Sicherheit erreichen.
Ebenso kann aus chemischen Gründen eine andere
Aufbereitungsmethode für ein Wasser erforderlich
sein. Es müssen daher bei manchen Rohwässern
Desinfektionsmittel zur Desinfektion des Wassers
eingesetzt werden. Diese Desinfektionsmittel
dürfen wegen ihres Aufgabenzweckes nicht mit den
Mitteln verwechselt werden, die bei der
chemischen Aufbereitung mancher Rohwässer einem
anderen Aufgabenzweck dienen, auch wenn es sich
hierbei um die gleiche chemische Substanz handeln
kann.
Wenn eine
Substanz als Desinfektionsmittel eingesetzt wird,
so muß sichergestellt sein, dass sie nicht
toxisch ist und das sie für den Zweck der
Desinfektion voll zur Verfügung steht, d.h.,
dass sie nicht im Zuge der Aufbereitung für
andere Aufgaben verbraucht wird. Vor dem Einsatz
eines Desinfektionsmittels müssen daher die
suspendierten Partikel aus dem Wasser entfernt
werden, um so zu verhindern, dass diese Bakterien
und Viren umhüllen bzw. einen großen Anteil des
Desinfektionsmittels, meist sind es
Oxidationsmittel, binden. Die Wirkung der
Oxidationsmittel ist zudem eine Zeitreaktion, bei
der geschwindigkeitsbestimmend die Diffusion in
das Zellinnere der Bakterien bzw. Viren ist.
Diese notwendige Reaktionszeit muß vor Abgabe an
den ersten Verbraucher zur Verfügung stehen. Es
hat sich daher in vielen Fällen als günstig
erwiesen, das Desinfektionsmittel am Zulauf des
Reinwasserbehälters dem Wasser zuzusetzen, um so
einerseits eine entsprechende Reaktionszeit zu
erhalten, zum anderen aber eine Vermehrung der
Bakterien während der Speicherzeit zu
verhindern. Die in Deutschland für die
Trinkwasserdesinfektion zugelassenen Mittel sind
in der Trinkwasser-Aufbereitungs-Verordnung vom
19.12.1959 i.d.F. vom 20.12.77 festgelegt. Nach
§7 1 (2) sind folgende Substanzen bei der
Aufbereitung u. a. zugelassen:
1. Chlor,
Natriumhypochlorit, Kalziumhypochlorit,
Chlorkalk, Magnesiumhypochlorit, Chlordioxid,
Ammoniak und Ammoniumsalze.
2. Ozon.
3. Silber,
Silberchlorid, Natriumsilberchlorid-Komplex und
Silbersulfat.
Physikalische
Mittel für die Trinkwasserdesinfektion sind in
der Lebensmittel-Bestrahlungs-Verordnung von 1959
festgelegt. Praktisch ist es die UV-Strahlung.
Die sich zeitweise im Gespräch befindende
Gamma-Strahlung ist nur zu Kontroll- und
Meßzwecke zugelassen.
Chlor
und seine Verbindungen
Das in der
Trinkwasseraufbereitung am weitesten verbreitete
Desinfektionsmittel ist das Chlor, welches in
verschiedenen Formen angewendet werden kann. Das
die Chlorung des Wassers ein in bakteriologischer
Hinsicht relativ sicheres Verfahren zur
Trinkwasserentkeimung ist, hat die Geschichte
gelehrt. Schließlich ist es über 75 Jahre her,
dass Chlor zum ersten Mal für die Chlorung von
Trinkwasser eingesetzt wurde. Meines Wissens war
MIDDELKERKE in Belgien die erste Stadt, die 1902
mit der kontinuierlichen Chlorung des
Trinkwassers begonnen hat. 1912 wurde in den USA
die erste, nach dem indirekten Verfahren
arbeitende Chlorgasdosieranlage für die
Desinfektion von Trinkwasser in Betrieb genommen.
Die langjährige
Erfahrung hat gezeigt, dass bei sachgemäßem
Einsatz der Chlorung eine akute Toxizität
weitgehend auszuschließen ist. Über chronische
Schäden über die gesamte Lebensdauer hin ist
wenig bekannt. Denkbar wäre eine sich
summierende Giftwirkung über das Leben oder das
sie sich auf die Nachkommen auswirken könnte.
Daneben muß berücksichtigt werden, dass es
durch das Chlor zu Reaktionen mit
Wasserinhaltsstoffen kommen kann, durch die eine
mögliche Schadwirkung durch relativ harmlose
Substanzen initiiert oder beeinflußt werden
kann. So konnte Rock zeigen, dass bei der
Chlorung von Oberflächenwasser
Haloformverbindungen gebildet werden können wie
CHCl3, CHCl2Br, CHCIBr2, CHBr3 usw. Als Vorstufe
werden u. a. natürliche Huminstoffe angesehen.
Bei den H Haloformverbindungen hat man aber
Hinweise auf kanzerogene Effekte erhalten. Das
Bundesgesundheitsamt hielt in einer Empfehlung
als Grenzwert einen Jahresmittelwert von 25 mg/l
für vertretbar.
Chlorgas
Chlor kann im
Wasserwerk als Chlorgas eingesetzt werden. Bei
dem heute meist üblichen indirekten
Chlorgasverfahren wird zunächst eine
Chlorlösung hergestellt, die dann dem zu
behandelnden Wasser zudosiert wird. Bei der
Lösung von Chlorgas im Wasser kommt es zu einer
Hydrolyse und es bildet sich unterchlorige Säure
und Salzsäure (JAKOWKIN 1899).
Die
entstandene Salzsäure wird durch die im Wasser
enthaltenden Karbonate und Bicarbonate
neutralisiert. Die unterchlorige Säure wiederum
dissoziert in Abhängigkeit vom pH Wert .
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Vakuumchlorgasdosieranlage
(Wallace&Tiernan)
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Hypochloritlösungen
Neben der
Chlorung eines Wassers mit Chlorgas ist die
Chlorung mit Hypochloritlösung
(Chlorbleichlauge) möglich, besonders dann, wenn
verhältnismäßig kleine Wassermengen ohne
großen apparativen Aufwand behandelt werden
sollen. Hypochloritlösung reagiert alkalisch und
enthält 150 -170 g Chlor im Liter. Durch
Lichteinwirkung und Lagerung (Wärme) kann der
Chloranteil sinken. Auch Verunreinigungen wie
Schwermetallspuren können die Zersetzung
beschleunigen. Die Zugabe zum Wasser erfolgt
durch Dosierpumpen, die automatisch geregelt
werden können.
In Bezug auf den
Wirkungsmechanismus des Chlors als
Desinfektionsmittel sind noch viele Fragen offen.
Allgemein wird angenommen, dass das HCIO Molekül
hauptsächlich für die Wirksamkeit
verantwortlich ist. Die Abtötungsgeschwindigkeit
und die bakterizide Wirkung des gechlorten
Wassers ist stark vom pH-Wert abhängig (MALLMANN
1932, BUTTERFIELD 1948, POPP 1954, FAIR u. GEYER
1960), denn vom pH-Wert eines Wassers hängt es
ab, in welcher Form das Chlor im Wasser vorkommt
und damit, wie hoch die bakterizide Wirkung des
zugesetzten Chlors ist. Beim pH-Wert unter 5 ist
die Reaktion
nach
links verschoben, und es verbleibt mit sinkendem
pH Wert zunehmend Cl2 im Wasser. Beim pH Wert
über 5 steigt, entsprechend der Formel
mit
steigendem Ph Wert der Anteil an Hypochloritionen
an, bis es bei pH Werten über 10 alleine
vorliegt, während der Anteil an unterchloriger
Säure sinkt.
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| Dissoziation
der unterchlorigen Säure in
Abhängigkeit vom pH Wert |
Die
Desinfektionswirkung soll bei der unterchlorigen
Säure HCIO etwa 80 mal so hoch sein wie beim
Hypochlorition CIO- (FAIR u. GEYER 1960).
Entsprechend wurden von POPP auch Absterbekurven
bei unterschiedlichem pH Wert des Wassers
bestimmt. Die Versuche ergaben übereinstimmend,
dass der primäre Keimzahlsturz direkt
ph-abhängig ist und um so größer wird, je
weiter man den pH-Wert zum Sauren hin verschiebt.
Die Versuche zeigen also ebenfalls, dass das
nicht ionisierte unterchlorige Säuremolekül
HCIO die entscheidende bakterizide Wirkung hat.
Der günstigste bakterizide Effekt des Chlors
dürfte somit bei einem pH-Wert zwischen 6 und 8
liegen. Nach Ansicht von GREEN und STUMPF (1946)
wird angenommen, dass die unterchlorige Säure in
die Bakterienzelle eindringen kann und dort ein
lebenswichtiges Enzymsystem blockiert.
Ursprünglich war man der Ansicht, dass die
entkeimende Wirkung von HCIO bzw. CIO- als
Voraussetzung das Freiwerden von atomarem
Sauerstoff (in statu nascendi) habe. Dieser
Sauerstoff erst, der unter erheblichem Druck
atomar entstehen sollte, müßte deshalb rasch
und vollständig oxidierend wirken können. Diese
Ansichten konnten aber niemals bestätigt werden.
HOLLUTA (1949) wies darauf hin, dass die Reaktion
bei Normaltemperatur aufgrund thermochemischer
und thermodynamischer Überlegungen
unwahrscheinlich ist. Aber nicht nur der pH-Wert
hat einen Einfluß auf die Wirkung einer
Chlorung, auch eine erhöhte Temperatur eines
Wassers trägt zum schnelleren Abbau bei
(KURZMANN 1980).
Chloramine
Wenn im zu
chlorenden Wasser Ammonium-lonen vorkommen,
bilden sich Chloramine (Chlorierungsreaktion),
die ebenfalls eine Entkeimungswirksamkeit haben.
Die Chlorung führt infolge sukzessiver
Substitution der Wasserstoffatome zu den
verschiedenen Chloraminen.
Darüber
hinaus kann auch elementarer Stickstoff
entstehen. Ähnliche Reaktionen können auch mit
organischen Substanzen (insbesondere
Aminoverbindungen) auftreten. In gewissen Fällen
wird die Chloraminbildung bewußt durchgeführt.
Bei diesem Chlor-Ammoniak-Verfahren wird dem
Wasser außer Chlor noch Ammoniak zugesetzt, um
so Chloramine zu bilden. Das dabei bevorzugte
Verhältnis von CI : NH3 liegt bei 3 : 1. Bei der
Festlegung der Zugabe ist der natürliche Gehalt
an Ammoniumverbindungen und die
Wasserbeschaffenheit zu berücksichtigen. Die
angestrebte Bildung von NH2Cl erfordert eine
gleichmäßige Verteilung der Ammoniak- wie auch
der Chlorzugabe, um eine lokale Abweichung von
dem optimalen Verhältnis zu vermeiden. Bei
diesem Verfahren soll in bestimmten Fällen eine
Geruchs- und Geschmacksbeeinträchtigung des
Wassers, z. B. durch Bildung von Chlorphenole,
vermieden bzw. verringert werden. Die bakterizide
Wirkung soll zwar geringer sein, dafür soll aber
länger Chlor nachzuweisen sein. Das Verfahren
spielt daher eine gewisse Rolle bei sehr langen
Transportleitungen bzw. ausgedehnten
Rohrleitungsnetzen, in denen das gebundene Chlor
als Langzeit-Desinfektionsmittel eingesetzt wird.
Bei einem Gehalt des zu chlorenden Wassers an
Ammoniumionen, Aminen oder organischen
Stickstoffverbindungen kann es zu einer sog.
Knickpunktchlorung kommen, bevor der Nachweis von
freiem Chlor im Wasser geführt werden kann.
Trägt man in einem Koordinatensystem die
Konzentration des im Wasser vorhandenen
Gesamtchlors gegen den Chlorzusatz auf, so
erhält man bei einem Wasser, welches frei von
oxidierbaren Substanzen ist im Idealfall eine
Gerade (Kurve A).
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| Verhalten
von Ammoniak-Stickstoff und org. geb.
Stickstoff gegenüber Chlor |
In
Gegenwart von Stickstoffverbindungen ergibt sich
aufgrund von Bildung und Disproportionierung
verschiedener Chlor-Stickstoffverbindungen bei
steigendem Chlorzusatz eine Kurve mit einem
Maximum M1, einem Minimum M2 und anschließendem
kontinuierlichen Anstieg. Eine Chlorung bei der
der Chforzusatz so hoch ist, dass das Minimum M2
der Kurve B überschritten ist, wird als
Knickpunktchlorung bezeichnet.
Chlordioxid
Eine Reihe der
Nachteile, die mit dem Einsatz von Chlor
verbunden sind, weist das Chlordioxid nicht auf.
Theoretisch besitzt das Chlordioxid die 25fache
Oxidationskraft des Chlors. Chlordioxid ist bei
gewöhnlichem Druck und bei normaler Temperatur
ein gelbliches oder gelbgrünes bis rotes Gas,
das bei 10 °C flüssig wird. Die wässrige
Lösung ist nicht haltbar und zersetzt sich,
besonders im Licht. Bei erhöhter Temperatur ist
das Gas explosiv. Das Oxidationspotential von
Chlordioxid, gemessen gegenüber der
Normal-Wasserstoff-Elektrode, ist 0,95 V. Ein
Nachteil des Verfahrens ist daher, dass das
Chlordioxid wegen seiner chemischen Eigenschaften
am Verwendungsort hergestellt werden muß.
Hiermit hängt es zusammen, dass die Versuche von
DIENERT Ende des 19. Jahrhunderts in Paris und
Brüssel nicht weitergeführt wurden, denn die
Herstellung von Chlordioxid durch Umsetzung von
Kaliumchlorat mit Schwefelsäure eignete sich
zwar zur laboratoriumsmäßigen Herstellung von
Chlordioxid, nicht aber zur laufenden Verwendung
im Wasserwerksbetrieb. Erst die Herstellungsweise
von CUNNINGHAM und LOSCH durch Reaktion von Chlor
mit einer wässrigen Lösung von Chloriten war
für den großtechnischen Einsatz brauchbar.
Eine
andere Herstellungsmethode geht auf Ingols und
Ridenour zurück. Durch Umsetzung von
Schwefelsäure mit Natriumchloritlösung kommt es
ebenfalls zur Bildung von Chlordioxid.
Als
besonders wertvoll hat sich erwiesen, dass
Chlordioxid kaum mit Ammonium, Pepton, Glukose
usw. reagieren soll, d. h. dass z. B. Ammonium
nicht wie beim Chlor durch Bildung von
Chloraminen den Desinfektionsprozess stört.
Chlordioxid soll auf Grund seiner chemischen
Struktur auch keine Trihalogenmethanverbindungen
und Chlorsubstitutionsprodukte bilden.
Ein weiterer
Vorteil des Chlordioxids soll sein, dass sein
Desinfektionsvermögen vom pH-Wert weitgehend
unabhängig ist und damit im alkalischen Bereich
eingesetzt werden kann. Weiche Trinkwässer
reagieren durch die Entsäuerung bekanntlich
häufig alkalisch. Die bakterizide Wirkung
behält Chlordioxid im Trinkwasser auch über
eine längere Zeit, bis sie durch organische
Substanzen reduziert wird. Ein Nachteil des
Chlordioxidverfahrens ist, dass es unter
bestimmten Umständen zu einer Rückbildung von
Chlorit infolge von einer Reduktion des
Chlordioxids kommen kann. Ferner kann durch
Disproportionierung des Chlordioxids u. U.
Chlorat entstehen. Durch die lang anhaltende
bakterizide Wirkung können in alten Netzen
abgelagerte Eisen- und Manganmassen zunächst
durch Abtötung der Eisen- und Manganbakterien
remobilisiert werden, was zu vorübergehenden
Trübungen des Wassers führen kann.
Ozon
Ein weiteres
Desinfektionsmittel, welches im Trinkwassersektor
eingesetzt werden kann, ist Ozon. Es ist ein
deutlich blau gefärbtes Gas, welches durch
seinen charakteristischen Geruch auch in
kleinsten Mengen wahrnehmbar ist. Das Ozon wurde
1840 von SCHONBEIN entdeckt. Den ersten
Ozonisator auf der Basis stiller elektrischer
Entladung baute SIEMENS 1857. Hierbei wird ein
Luft- oder Sauerstoffstrom zwischen zwei
Elektroden, die durch ein Dielektrikum
voneinander getrennt sind und einer
Wechselspannung ausgesetzt sind,
hindurchgeleitet. Beim heutigen Stand der Technik
werden Ozonkonzentrationen von etwa 50 g/m3 bei
Verwendung von Luft und etwa 100 g/m3 bei
Verwendung von Sauerstoff erreicht. Es handelt
sich um einen endothermen Vorgang, der die Zufuhr
einer relativ großen Energiemenge bedingt. Es
wird jedoch nur ein geringer Teil der
zugeführten Energie für die Ozonbildung
genutzt, die überschüssige Energie wird in Form
von Wärme frei und muß mittels eines geeigneten
Kühlmediums abgeführt werden. Das Gleichgewicht
wird durch den Wasserdampfgehalt des dem Erzeuger
zugeführten sauerstoffhaltigen Gases
beeinflußt, so dass eine Gastrocknung
erforderlich ist. Mit einem Normalpotential von +
2,07 V zählt Ozon zu den stärksten bekannten
Oxidationsmitteln. Die ersten Versuche zur
Wasserdesinfektion mit Ozon stellte 1886 DE
MERITENS an. In Deutschland wurden bei den
Wasserwerken in Martinikenfeld bei Berlin,
Wiesbaden und Paderborn um 1900 die ersten
Anlagen in Betrieb genommen. Eine der immer
wieder aufgeführten Vorteile des Ozons soll es
sein, dass es rückstandslos zu Sauerstoff
zerfällt. Die bakterizide Wirkung des Ozons
scheint die des Chlors zu übertreffen. Während
die Wirkung von Chlor auf Viren erst sicher ist
bei Konzentrationen, die über den für
Trinkwasser zulässigen Werten liegen, scheint
die Wirkung des Ozons bereits bei Zusatzmengen
von 0,1 bis 1 mg/l eine recht gute zu sein. Man
nimmt an, dass für die Desinfektion ein
Ozonüberschuß von 0,3 bis 0,4 mg/l über
mindestens 4 Minuten vorhanden sein soll. Die
bakterizide und virizide Wirkung soll sich über
einen weiten pH-Bereich erstrecken. Da Ozon
relativ schwer im Wasser löslich ist sowie dem
Gesetz von HENRY DALTON, muss der Kontakt
zwischen dem ozonhaltigen Gas und dem Wasser
optimal ausgeführt sein. Eine günstige Lösung
scheint darin zu bestehen, dass das ozonhaltige
Gas in einer oder mehreren Stufen in die gesamte
zu desinfizierende Wassermenge eingeblasen wird.
Hierfür werden lnjektoren, Kontaktsäulen,
Wäscher oder ähnliche Einrichtungen verwendet.
Beim Zumischgerät nach OTTO wird das
Ozon-Gasgemisch im Zulauf einer Kontaktsäule
eingemischt. In der Kontaktsäule, die von unten
nach oben durchströmt wird, erfolgt die
Reaktion, und schließlich wird in einer Kaskade
der Ozonüberschuß entfernt. Beim Wabag-Wäscher
wird in einem Wascher das Wasser über
Keramikkörper im Gegenstrom zum Ozon-Gasgemisch
verrieseit. Der Trailigas-Ozon-Wassermischer
besteht in mehreren hintereinander geschaltet, ca.
45 m tiefen Kammern, an deren Boden jeweils ein
Teil des Ozon-Gasgemisches durch das Wasser
geperlt wird. Ein Nachteil des Ozonverfahrens ist
es, dass das Ozon im Wasser relativ schnell
zerfällt und damit nur eine geringe Depotwirkung
hat. Bei zu niedrigen Konzentrationen ist es
ferner zu vermehrtem Bakterienwachstum und
stärkerer Veralgung gekommen. Dies dürfte durch
die Annahme erklärbar werden, dass große
organische Moleküle, die nicht assimilierbar
sind, durch das Ozon gespalten werden und die
gebildeten Bruchstücke dann teilweise als
Nährsubstrat für Bakterien dienen können. Der
erwünschte Fall, dass organische Substanz bis
zum CO2 oxidiert wird, erfolgt zumindest nicht
vollständig. Es ist von VAILLANT daher auch der
Vorschlag gemacht worden, das Wasser nach der
Ozonung über Langsamsandfilter zu geben, damit
vorhandene assimilierbare organische Substanz und
Ammonium-lonen biologisch verarbeitet werden. Das
Verfahren ist dann aber bereits der Übergang vom
Desinfektionsmittel zum Aufbereitungschemikal. So
wird Ozon häufig als Oxidationsmittel im
Aufbereitungsgang eingesetzt, wo es dann
gleichzeitig eine Desinfektionswirkung hat. Es
wird bei dieser Einsatzart aber teilweise durch
A-Kohlefilter wieder aus dem Wasser entfernt.
Für den Rohrnetzschutz erfolgt dann häufig
zusätzlich eine Chlorbehandlung des Wassers.
Ähnlich liegen die Verhältnisse beim
Schwimmbadwasser. Von Ausnahmen abgesehen, wird
in Deutschland das Ozon in Bädern für die
Wasseraufbereitung eingesetzt. Zur
Aufrechterhaltung des bakteriziden Milieus im
Schwimmbecken wird dann aber zumeist Chlor, evtl.
auch Brom usw. eingesetzt.
Silber
Einen völlig
anderen Wirkungsmechanismus bei der
Trinkwasserdesinfektion hat das oligodynamisch
wirkende Silber. Der Begriff Oligodynamie wurde
von dem Schweizer Botaniker Prof. Kad Wilhelm VON
NÄGEL[ (1817 1891), der in Freiburg, Zürich und
Minden lehrte, geprägt. Erst in neuerer Zeit
sind Untersuchungen über die Ursachen der
Einwirkung des Silbers auf Mikroorganismen
durchgeführt worden, sowie über Möglichkeiten
des Wirkungsmechanismusses. Anscheinend wurde die
erste leistungsfähige Wassersilberung im
KatadynVerfahren durch KRAUSE um 1930 entwickelt.
Das Verfahren bestand im wesentlichen darin, dass
durch Auftragen von Blähsilber auf Träger eine
sehr große metallische Oberfläche geschaffen
wurde. Hierüber wurde das Wasser filtriert.
Später entwickelte KRAUSE dann das
Katadyn-Verfahren durch Einführung der
Elektrolyse weiter zum Elektro-Katadyn-Verfahren.
Als wesentlicher Nachteil der Silberungsverfahren
hat sich herausgestellt, dass eine sehr lange
Einwirkzeit sichergestellt sein muß. Nach
ALTHAUS wird durch Chloride im Wasser die
erforderliche Kontaktzeit weiter verlängert. Die
Silberung des Trinkwassers findet man vorwiegend
bei kleineren Anlagen, so z. B. zeitweise bei
Wasserversorgungsanlagen auf Schiffen, also an
Stellen, wo es sich mehr oder weniger um eine
Konservierung des Wassers handelt.
Bestrahlung
Neben der
Trinkwasserdesinfektion durch Zusatz von
chemischen Substanzen ist nach der Verordnung
über die Behandlung von Lebensmitteln mit
Elektronen-, Gamma- und Röntgenstrahlen oder
ultravioletten Strahlen
(Lebensmittel-Bestrahlungs-Verordnung) auch eine
Desinfektion des Wassers durch UV-Strahlung
zugelassen. Unter Ultraviolett-Strahlung wird
bekanntlich eine elektromagnetische
Wellenstrahlung mit einer Wellenlänge von 200
bis 400 nm verstanden. Die Wirksamkeit der
UV-Bestrahlung auf Bakterien soll auf denjenigen
Wellenlängen des Lichts beruhen, die von den
Nukleinsäuren absorbiert werden. Durch die
Strahlen werden die das Genmaterial beinhaltenden
Nukleinsäuren verändert, so dass eine
Vermehrung nicht mehr stattfinden kann. Für die
Desinfektion kommt damit praktisch nur der
Bereich von 250 bis 280 nm in Frage. Am
verbreiterten sind
Quecksilberdampf-Niederdruckstrahler, die ein
Maximum bei 254 nm haben. So ideal die
Ultraviolett-Entkeimung von Flüssigkeiten im
ersten Augenblick erscheint, so ist sie doch mit
einer Reihe von Problemen verbunden. Einerseits
ist die Wirksamkeit der UV-Entkeimung im
wesentlichen abhängig von der Durchlässigkeit
des Wassers für die keimschädigende Strahlung,
d. h., dass das zu desinfizierende Wasser
möglichst klar und in dünner Schicht an dem
Brenner vorbeifließen muß. Andererseits wirkt
die Bestrahlung nur örtlich und das Wasser ist
nicht gegen eine nachträgliche Verunreinigung im
Verteilungsnetz gesichert, d. h., dass eine
Depotwirkung bei der UV-Strahlung fehlt. Da zur
Abtötung von Bakterien eine gewisse Energiemenge
notwendig ist, hat man bei Anlagen, wie sie heute
in Betrieb sind, entweder versucht, mehrere
Lampen um den Wasserstrahl herum anzuordnen und
die Strahlung durch parabolförmige Spiegel mö-
glichst optimal auszunutzen, oder man hat -
gerade in neuerer Zeit - versucht, wesentlich
stärkere Strahlen zu entwickeln. Die
meistgetroffene Feststellung, dass das Wasser
bzw. die Wasserinhaltsstoffe durch die
UV-Bestrahlung im Gegensatz zur Dosierung von
irgendwelchen Chemikalien nicht verändert wird,
ist zumeist in dieser krassen Form nicht richtig.
Zumindest ist es nicht ganz erklärlich, wieso
die UV-Strahlung auf das lebende Protoplasma eine
Wirkung haben soll, während tote organische
Substanz nicht beeinflußt wird. Schließlich
wird beim Nachweis des organisch gebundenen
Kohlenstoffs im Labor heute auch von einer
UV-Bestrahlung des Wassers bei der Photooxidation
Gebrauch gemacht. die erforderliche Kontaktzeit
weiter verlängert.
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