Berechnung des pH-Wertes

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Für die Berechnung des NH3-NH4 Gleichgewichts ist u.a. die Berechnung des pH-Wertes an der Einleitungsstelle notwendig. Für diese Berechnung ist die Information über die Alkalinität erforderlich. Die folgende Formel von Jordan (1989) für die Bestimmung der Alkalinität basiert auf den Annahmen, dass (1) der CO2 Austausch mit der Atmosphäre vernachlässigt werden kann und (2) die Alkalinität des Wassers maßgeblich durch HCO3-Ionen bestimmt wird. Damit läßt sich für jede stark gepufferte Wassermischung folgende Beziehung zwischen der Alkalinität, der Konzentration an gelösten Karbonaten und dem pH-Wert herstellen:

 

         

 

Mit Hilfe dieser Gleichung läßt sich also mittels einer einfachen Umstellung der pH-Wert für jede beliebige Kombination aus Alkalinität und cT Wert berechnen. Der Berechnungsgang für die Bestimmung des pH-Werts einer Wassermischung gestaltet sich folgendermaßen:

 

Für jeden Anteil der Wassermischung (hier Vorfluter, Mischwasserentlastung und Einleitung aus Trennkanalisation) muss sowohl der pH-Wert als auch das Puffervermögen, die Alkalinität, bekannt sein.

Die cT Werte aller Anteile sind mittels obiger Gleichung zu bestimmen.

Die mittlere Alkalinität und der mittlere cT Wert der Wassermischung ergibt sich aus einer simplen, volumsbezogenen Mischrechnung analog zur Berechnung der NH4-Konzentration.

Den resultierende pH-Wert im Vorfluter nach den Einleitungen aus der Siedlungsentwässerung erhält man durch Einsetzen dieser Mittelwerte in obige Gleichung.

 

REBEKA berechnet den pH-Wert an der Einleitungsstelle aus der Mischung des Vorflutwassers (Anteil 1) und des eingeleiteten Wassers (Anteil 2). Dieser zweite Anteil bezieht sich auf die Gesamtmenge des eingeleiteten Wassers, d.h. sowohl auf Mischwasserentlastungen als auch auf Abflüsse aus der Trennkanalisation. Eine Differenzierung dieser beiden Einleitungen bezüglich pH-Wert und Alkalinität wurde als nicht zielführend erachtet.