pH-Wert, Wasserhärte

pH-Wert und Wasserhärte

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Der pH-Wert

 

Definition, Ursachen für pH-Schwankungen, Auswirkungen eines zu hohen/niedrigen pH-Wertes pH-Wert, Definition:
· Der pH-Wert drückt das Verhältnis Säure/Alkalität des Wassers auf einer Wertetabelle von 0 bis 14 aus. Bei pH-Wert 7 wird Wasser als neutral bezeichnet. Je mehr der Wert unter 7 fällt, umso saurer ist das Wasser. Umgekehrt wird bei steigendem pH-Wert das Wasser zunehmend basisch.

 

Ursachen für pH-Wert-Veränderungen:
· Fast jeder Schwimmbadbenutzer hat das Phänomen schon beobachtet: Direkt nach dem Befüllen ist der pH-Wert im optimalen Bereich, kaum hat sich das Wasser aber erwärmt, steigt der pH-Wert an.
Ursache: Die Löslichkeit von Gasen nimmt mit steigender Temperatur ab. Daher entweicht bei höherer Badewassertemperatur die im Wasser enthaltene Kohlensäure als Kohlendioxid (CO2) in die Luft. Der pH-Wert steigt durch das Entweichen der Säure an; dieser Säureverlust muss mit pHMinus, ebenfalls eine Säure, wieder ausgleichen werden. Nachdem die Kohlensäure ausgegast ist, wird der pH-Anstieg immer geringer.

 

Typisch ist deshalb:

Im Frühjahr nach der Befüllung benötigt man mehr pH-Minus, im Herbst gar nichts oder eher pH-Plus.

 

· Nimmt die Pufferkapazität des Wassers ab, oder ist das Füllwasser von Haus aus sehr weich (der Gehalt an Carbonat- und Hydrogencarbonatverbindungen ist sehr niedrig), kann es problematisch sein, den pH-Wert stabil zu halten. Schwach saure Zusätze (Pflege-Produkte, Reiniger, etc.) können in weichen Wässern ohne ausreichend Pufferkapazität eine pH-Absenkung bewirken.
· Bei Bädern, die mit Chloriliquide (Natriumhypochlorit) als Desinfektionsmittel gepflegt werden, verursacht eine Überdosierung einen Anstieg des pH-Wertes in den alkalischen Bereich.
· Bei Überdosierung von pH-Regulierern (pH-Minus, pH-Plus) geht der pH-Wert zu stark in die andere Richtung. Dosiervorschriften bitte genau beachten.

 

Ein korrekter pH-Wert im Bereich 7,0 – 7,4 ist die Grundlage aller Wasserpflegemaßnahmen, wenn der pH-Wert außerhalb dieses idealen Bereichs liegt, funktionieren die weiteren Schritte der Wasseraufbereitung nicht richtig.

 

Ist der pH-Wert zu niedrig können folgende Probleme auftreten:
· Hautunverträglichkeit und Augenreizung.
· Korrosion an Metallen. Dies führt zu Korrosion bei Rohrleitungen, Armaturen etc.; Metallionen im Beckenwasser können hartnäckige Flecken an Beckenwand und -boden verursachen.
· Angriff auf Fugen. Mörtelhaltige Fugen zwischen den Fliesen der Beckenwand können bei saurem pH-Wert angegriffen werden.
· Verschlechterung der Flockung. Flockungsmittel funktionieren umso schlechter, je niedriger der pHWert des Beckenwassers ist.
· Unter pH 6,8 ist keine Unterscheidung bei der Analyse mit den Teststreifen oder dem Pooltester möglich.

 

Ist der pH-Wert zu hoch können folgende Probleme auftreten:
· Hautunverträglichkeit und Augenreizung.
· Abnahme der Desinfektionswirkung. Die Wirksamkeit von chlorhaltigen Desinfektionsmitteln wird mit steigendem pH-Wert stark herabgesetzt.
· Verschlechterung der Flockung. Auch im alkalischen Bereich ist die Wirkung der Flockungsmittel schlechter als im neutralen Bereich.
· Tendenz zur Kalkausfällung. Dies kann unerwünschte Trübung und Kalkablagerung an den Beckenwänden bedingen.
· Über pH 8,2 ist keine Unterscheidung bei der Analyse mit den Teststreifen oder dem Pooltester möglich.

 

Kalkablagerung durch Verwendung von Calcinex vermeiden:
Typisch ist folgendes Szenario: Nach Befüllen des Beckens liegt der pH-Wert im idealen Bereich. Ein paar Tage später stellt man fest, dass die Beckenwände rau geworden sind. 
Ursache: Durch das Ausgasen der Kohlensäure ist der pH-Wert angestiegen und der im Wasser enthaltene Kalk ist ausgefallen und hat sich an den Beckenwänden und am Boden abgesetzt. Das kann unangenehm sein, denn eine Kalkentfernung gelingt im gefüllten Becken praktisch nicht. Zwar ist der Kalk nicht schädlich, in der rauen Oberfläche können sich aber Schmutz und vor allem Algen festsetzen. Der Kalk fällt nicht nur im Becken, sondern logischerweise auch im Filter aus, der Filter ist „Verblockt“, die Filterleistung ist vermindert oder völlig gestoppt.

 

Vorbeugung:
· Direkt bei der Befüllung 30 ml/m3 Calcinex ins Wasser geben! Den pH-Wert in den ersten Wochen 2x wöchentlich überprüfen und durch Zugabe von pH-Minus auf 7,0 - 7,4 einstellen.
· Sobald Calcinex in der empfohlenen Menge im Wasser vorhanden ist, werden Kalkablagerungen an Boden und Wänden, sowie im Umwälzsystem einschließlich Filter minimiert. Lediglich Ablagerungen an Rollabdeckungen kann Calcinex nicht verhindern. Jedoch sind diese Ablagerungen deutlich „weicher“ und dadurch leichter entfernbar, wenn
Calcinex im Wasser war. Die Wirkung wird aber nur erzielt, wenn direkt während oder unmittelbar nach Beckenbefüllung dosiert wird, im Nachhinein ist Calcinex nicht in der Lage, Kalkkrusten wieder zu beseitigen. Der im Calcinex enthaltene Wirkstoff ist chlorstabil, verhindert also in gechlortem Wasser auch nach Monaten noch Kalkausfällungen. Eine Nachdosierung nach mehreren Rückspülungen ist zu empfehlen.

 

pH-Wert-Messung:
· Pooltester: Kontrollgerät für die Bestimmung von pH-Wert und Desinfektionsmittel mit Reagenztabletten (pH mit Phenolrot) nach dem Prinzip des Farbvergleiches.
· Quicktest: Teststreifen zur einfachen, direkten Messung des pH-Werts.


Produkte zur pH-Wert-Regulierung:
· pH-Minus: Einfach zu handhabendes Säuregranulat, das zugegeben wird, wenn der pH-Wert des Wassers zu hoch ist, (d.h. über 7,4).
· pH-Plus: Wird zugegeben, wenn der pH-Wert des Wassers zu niedrig ist (d.h. unter 7,0).

 

 

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Definitionen Wasserhärte

 

Die Härte des Wassers entsteht durch gelöste Salze. In natürlichen Wässern sind das vor allem Magnesium- und Calcium- bicarbonat und -sulfat die aus dem Boden gelöst wurden. Je mehr Salze im Wasser gelöst sind desto härter ist das Wasser. Die Wasserhärte ist je nach Beschaffenheit des Bodens von Region zu Region verschieden.
Man unterscheidet zwischen permanenter Härte und temporärer Härte. Die temporäre Härte wird durch den Gehalt an Bicarbonat (andere Bezeichnung: Hydrogencarbonat) verursacht und kann durch Erhitzen entfernt werden. Die permanente Härte wird überwiegend durch die Sulfate verursacht und bleibt beim Erhitzen unverändert.
Die Alkalinität (TAC Total Alkalinity) entspricht der Menge an Erdalkali-Ionen (Calcium und Magnesium), die sich mit den Bikarbonat-Ionen (HCO3 –) verbinden können. Andere Bezeichnungen für die Alkalinität sind Karbonathärte oder temporäre Härte. Man versteht darunter ein Puffersystem, das den pH-Wert stabilisiert. Der Idealwert liegt zwischen 80 und 120 mg/l. Somit bleibt der pH-Wert des Wassers bei Zugabe von Säure oder Laugen solange stabil, wie Hydrogenkarbonat-Ionen vorhanden sind.
Bei Erhitzung über 60° wird der Kohlendioxidgehalt im Wasser vermindert, und aus dem gelösten Calciumhydrogencarbonat bildet sich unlösliches Calciumcarbonat. Dieses scheidet sich dann als Kalkstein oder Kesselstein ab. Die Karbonathärte wird in Folge herabgesetzt.

 

Die Resthärte oder bleibende (permanente) Härte entspricht den Anteil an Erdalkali-Ionen, die sich mit anderen Anionen als Hydrogencarbonat, insbesondere Sulfat (SO4 2-) verbinden können. Sie ergibt sich aus der Differenz zwischen der Gesamthärte und der Karbonathärte. 
Eine zu niedrige Alkalinität macht das Wasser aggressiv. Fugen, Mörtel und Beton werden zerfressen, metallische Werkstoffe werden angegriffen. Ferner wird es schwierig, einen stabilen pH-Wert zu erzielen.
Bei einer zu hohen Alkalinität / Karbonathärte ist die Einstellung des gewünschten pH-Wertes ebenfalls schwierig, da das Wasser “überpuffert” ist. Eine zu hohe Karbonathärte bedingt pH-Wert-Anstieg und führt infolge zu Trübungen des Beckenwassers und Kalkausfällungen.


Einheiten und Umrechnungsfaktoren
Die Maßeinheit der Wasserhärte in Deutschland ist der deutsche Härtegrad (dH).
Im Gesetz über die Umweltverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln sind mit Wirkung zum 1. April 2007 drei Härtebereiche festgelegt. Die Härtebereiche sind wie folgt definiert:


Härtebereich Millimol Calciumcarbonat je Liter °dH
weich weniger als 1,5 weniger als 8,4 °dH
mittel 1,5 bis 2,5 8,4 bis 14 °dH
hart mehr als 2,5 mehr als 14 °dH

 

In anderen Ländern waren oder sind andere Maßeinheiten in Gebrauch, die jedoch nur eingeschränkt
vergleichbar sind. Vergleichbar werden sie, wenn man ein Standard-Ionenverhältnis annimmt. Das ist
möglich, weil die meisten natürlichen Wässer eine relativ ähnliche Kationenverteilung aufweisen,
unabhängig vom Gesamtsalzgehalt. Nur unter dieser Voraussetzung ist die folgende Tabelle zur
Umrechnung anwendbar:


Umrechnung für die Einheiten der Wasserhärte
°dH °e °fH ppm mval/l mmol/l
Deutsche Grad 1 °dH = 1 1,253 1,78 17,8 0,357 0,1783

 

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