Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen

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Warum kam es im 19. Jahrhundert in größeren Städten immer wieder zu verheerenden Epidemien? Welche Maßnahmen führten maßgeblich zur Reduzierung dieser Seuchen?


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Worin liegen die künftigen Herausforderungen der Siedlungswasserwirtschaft?

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Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Siedlungswasserwirtschaft aus? 


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Aus welchen Wasserquellen kann Trinkwasser generell gewonnen werden? Aus welcher Wasserquelle wird der Großteil des Trinkwassers in Deutschland gewonnen? 


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Was ist „angereichertes Grundwasser“?

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Wie unterscheidet sich die Aufbereitung von Talsperrenwasser von der Aufbereitung von Flusswasser? 


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Wovon hängen Zusammensetzung und Schwankungen eines betrieblichen Abwassers ab? 


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Welche Kennzeichen und Kenngrößen für Gewässerbelastungen gibt es? Nennen Sie je zwei Beispiele. 


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Nennen Sie vier wesentliche Unterschiede von Fließgewässern und stehenden Gewässern.

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Welche unterschiedlichen Formen von Organismen gibt es in Gewässern? 


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Beschreiben Sie die biologische Selbstreinigung in Gewässern.

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• Ressourcenschonung:

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Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Warum kam es im 19. Jahrhundert in größeren Städten immer wieder zu verheerenden Epidemien? Welche Maßnahmen führten maßgeblich zur Reduzierung dieser Seuchen?


  • Bevölkerungswachstum und mangelnde Hygiene
  • Ursache: Fäkalien landen nach WC in Faulgrube, die ist nicht dicht und dadurch gelangen sie ins Grundwasser in Trinkwasserbrunnen ->Verteilung der Krankheiten wie z.B. Cholera oder Typhus
  • Lösung: Schwemmkanalisation: Regen- und Schmutzwasser werden über Kanäle bis zum Vorfluter geleitet -> führte zur Besserung in Städten aber starken Gewässerverschmutzung

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Worin liegen die künftigen Herausforderungen der Siedlungswasserwirtschaft?

  1. Klimawandel
  2. Demographische Entwicklung
  3. Urbanisierung
  4. Ressourcenschonung/ressourceneffiziente Abwassernutzung
  5. Neue Schadstoffe

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Siedlungswasserwirtschaft aus? 


  1. Erhöhtes Risiko von Überflutungen (mehr Niederschlag) durch Starkregenereignisse
  2. Anstieg von Kanalablagerunen und Geruchsbelästigung während langanhaltender Trockenphasen
  3. Einschränkung der Nutzung der Infrastruktur durch Niedrigwasser für die Schifffahrt oder nicht nutzbare Straßen durch Überflutungen
  4. Städte als Hitzeinseln im Sommer -> erhöhte Sterblichkeitsraten

Lösungsansatz: Wassersensible Stadtentwicklung  
-> Multifunktionale Flächennutzung (Bsp. Watersquare Rotterdam)
-> Nutzung im Sommer als Aufenthaltsort, bei heftigem Niederschlag als Wasserbecken
-> sowohl Probleme durch mehr als auch durch weniger Wasser

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Aus welchen Wasserquellen kann Trinkwasser generell gewonnen werden? Aus welcher Wasserquelle wird der Großteil des Trinkwassers in Deutschland gewonnen? 


70 % in DE aus Grundwasser + Quellwasser:

  1. Fließendes Gewässer: 
    1. Flüsse
    2. Bäche
  2. Stehendes Gewässer (Stillgewässer):
    1. Seen, Weiher, Tümpel
    2. Talsperren

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Was ist „angereichertes Grundwasser“?

Unterirdisch abfließendes, gefiltertes, gereinigtes und mit Mineralien angereichertes versickertes Niederschlagswasser
-> Oberflächengewässer in Versickerungsbecken, versickern, aus Brunnen pumpen
-> angereichertes Grundwasser oder Uferfiltrat
-> In NRW am Rhein
-> Besteht aus: versickertem Oberflächenwasser, Grundwasser und gegebenenfalls Uferfiltrat

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Wie unterscheidet sich die Aufbereitung von Talsperrenwasser von der Aufbereitung von Flusswasser? 


- Aufbereitung von Flusswasser

Rechen -> Zugabe von Flockungsmittel und Flockungshilfsmittel -> Reaktionsbecken -> Sedimentation -> Filtration -> Entsäuerung -> Desinfektion 

- Aufbereitung von Talsperrenwasser

Mikrosieb -> Zugabe von Flockungsmittel und Flockungshilfsmittel -> Reaktionsbecken -> Schnellfiltration (mehrschichtig) -> Entsäuerung -> Desinfektion
-> Talsperrenwasser ist generell das am wenigesten verschmutze Wasser und braucht so nicht noch einen extra Siebungs-Schritt, wie bei der Flusswasser Aufbereitung

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Wovon hängen Zusammensetzung und Schwankungen eines betrieblichen Abwassers ab? 


Abwassermengen hängen ab von 

  • Art der Gewerbe/Industrie
  • Produktionsmengen
  • Produktionsmethoden
  • Internen Kreislaufführungen

Schwankungen hängen ab von

  • Produktionszeiten
  • Produktionszyklen
  • Saisonbetrieb

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Welche Kennzeichen und Kenngrößen für Gewässerbelastungen gibt es? Nennen Sie je zwei Beispiele. 


  • äußere Kennzeichen
  • -> auf der Wasseroberfläche
    1. Schwimmstoffe
    2. Ölschichten
    3. Schaum (z.B. Einleitung von Industrieabwässern) -> heute eher nicht mehr zu finden (heute eher Plastikverschmutzug)
  • organoleptische Kenngrößen -> mit den Sinnesorganen erkennbar
    1. geringe Sichttiefe
    2. Farbigkeit des Wassers
    3. Trübung (partikuläre Stoffe)
    4. unangenehme Gerüche, z. B. durch Faulungsprozesse 
  • physikalische Kenngrößen
    1. hohe Temperatur
    2. niedriger oder hoher pH-Wert
  • chemische Kenngrößen (Wichtig!)
    1. geringe Sauerstoffkonzentration 
      1. Gehalt an ungelösten und gelösten Kohlenstoffverbindungen 
      2. Sauerstoffzehrung
    2. hoher Gehalt an Stickstoff- und Phosphorverbindungen 
      1. Überdüngung -> Eutrophierung (=Pflanzenwachstum)
    3. Vorkommen von Giftstoffen
  • biologische Kennzeichen -> wichtig für Beschreibung Qualität Gewässer
    1. Veränderung von Lebensgemeinschaften
    2. Abnahme der Artenzahl
    3. Algenbildung
    4. Fischsterben 
    5. Zunahme des Gehalts an pathogenen Keimen

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Nennen Sie vier wesentliche Unterschiede von Fließgewässern und stehenden Gewässern.

Fließgeschwindigkeit, Uferentwicklung, turbulente/laminare Strömungsverhältnisse, Verweilzeiten


Fließgewässer:

- lineare Gebilde, Fließrichtung durch Gerinne vorgegeben

- turbulente Strömungsverhältnisse (hohe Fließgeschw.)

- starke Uferentwicklungen

- kurze Verweilzeiten Wasser

- viele Organismen bevorzugen strömungsgeschütze Areale, meisten MO an Untergrund gebunden/ am Boden aufgewachsen

- hohe Transportleistungen an gelösten & suspendierten Stoffen

Stehende Gewässer:

- laminare Strömungsverhältnisse (geringere Fließgesch.)

- geringe Uferentwicklungen

- lange Verweilzeiten

- artenreiches Plankton

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Welche unterschiedlichen Formen von Organismen gibt es in Gewässern? 



  • Fische: Lebewesen in der Freiwasserzone und des Gewässergrundes
  • Bakterien und Pilze: Suspendierte und sessile Mikroorganismen
  • Plankton: Bezeichnung für die frei im Wasser treibenden und schwebenden Organismen
  • Phytoplankton: Einzellige, im Wasser schwebende pflanzliche Organismen, die zur Photosynthese befähigt sind
  • Zooplankton: Einzellige und mehrzellige tierische Organismen, die sich von anderen Organismen ernähren
  • Makrophyten: höhere Wasserpflanzen, Armleuteralgen, Wassermoose und Wasserfarne
  • Phytobentos: Aufwuchsalgen am Gewässergrund
  • Makrozoobenthos: Am Gewässergrund lebende wirbellose Tiere (Insektlarven, Würmer, Kleinkrebse usw.)

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

Beschreiben Sie die biologische Selbstreinigung in Gewässern.


  • Selbstreinigung = Fähigkeit eines Gewässer-Ökosystems sauerstoffzehrende organische Substanzen und andere Laststoffe zu eliminieren oder zu inaktivieren
  • Nutzung der Fähigkeit der MO Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen umzusetzen

Biochemischer Abbau
Umsatz von gelösten (und partikulären) organischen Stoffen durch Bakterien und Pilze (heterotropher Stoffumsatz)

Biologische Filtration
Bakterienfressende Protozoen (z.B. Glockentierchen) und Wirbellose (Muscheln, Insektenlarven, Schwämme, Moostierchen)

Schlammstabilisierung
Sinkstoff fressende Tiere (v.a. Borstenwürmer, Zuckmückenlarven und Muschelkrebse) verarbeiten leicht verwertbare organische Substanzen im Sediment und überführen sie in einen weniger fäulnisfähigen bzw. sogar mineralisierten Zustand

-> Wasser wird wieder klar bei oben genannten

Räuber
Von Bodentiern lebende Fische, räuberische Insektenlarven, Egel und Strudelwürmer regulieren durch Fresstätigkeit den Prozess der Schlammstabilisierung und Biofiltration

Grundlagen der Gewässergüte- und Siedlungswasserwirtschaft

• Ressourcenschonung:

o Phosphorrückgewinnung
(auch Stickstoff, Nährstoffrückgewinnung) 

o Wasserwiederverwendung 

o Energieeffizienz
= Stromverbrauch in der Abwasserreinigung reduzieren

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