Einfluss der Chlorung und Phosphatdosierung auf die Kupferkorrosion in Trinkwasserinstallationen: Fid-Bau Portal

Einfluss der Chlorung und Phosphatdosierung auf die Kupferkorrosion in Trinkwasserinstallationen

Kohl, Stefan

Auf der Basis von Untersuchungen nach DIN 50931-1 mit realen Trinkwässern wurden in dieser Arbeit die Wirkungsmechanismen einer Chlorung sowie einer zusätzlichen ortho-Phosphatdosierung auf die Korrosionsvorgänge von neuen Kupferleitungen analysiert und beschrieben. Kontinuierliche Oberflächenuntersuchungen zeigten dabei den Einfluss der Chlorung auf den Rohrwerkstoff auf. Weiterhin konnte die Kupferabgabe insbesondere nach langen Stagnationszeiten mit Hilfe des Stagnationsmodells CiDS berechnet werden. Auf Grundlage eines reaktionskinetischen Ansatzes und anhand des Kohlensäure-Gleichgewichtes berechnet das Modell mit Hilfe der Ergebnisse aus den Stagnationsversuchen nach DIN 50931-1 die Korrosionsvorgänge, die während der Stagnation von Trinkwasser in Kupferleitungen ablaufen. Zudem wurde in dieser Arbeit erstmalig die mikrobiologische Besiedlung der Kupferoberfläche während des Betriebes in Trinkwasserinstallationen beschrieben sowie deren Einfluss auf den Korrosionsverlauf analysiert. Dadurch konnten die Ergebnisse einen generellen Beitrag zum Verständnis des Korrosionsprozesses von neuen Kupferrohren der Trinkwasserinstallation leisten. Werden neue Kupferleitungen nach DIN 50931-1 betrieben, kommt es innerhalb der ersten Wochen zunächst zu einer Erhöhung der Kupferabgabe an das Versuchswasser. Diese Phase, in welcher grundlegende Prozesse der Deckschichtbildung beginnen, wird in dieser Arbeit als Initialisierungsphase bezeichnet. Im weiteren Verlauf des Betriebes kommt es aufgrund der sich bildenden Deckschicht jedoch normalerweise zu einer Verminderung der Kupferkonzentration im Trinkwasser. Das Verhalten des Werkstoffes ist aus korrosionschemischer Sicht durch diese Deckschichten maßgeblich geprägt. Einfluss auf den Korrosionsprozess haben insbesondere der pH-Wert und der Gehalt an natürlichen organischen Wasserinhaltsstoffen (TOC). Dabei ist der Effekt des pH-Wertes vor allem auf die Kupferlöslichkeit und die Bildung von Deckschichten zurückzuführen. Neben der Bildung von Huminstoff-Kupfer-Komplexen liegt bei den organischen Wasserinhaltsstoffen vor allem eine Adsorption an der Kupferoberfläche bzw. an Malachit vor, welches im System Trinkwasser/Kupferrohr die thermodynarnisch stabilste Kupfer-Festphase darstellt. Somit können vor allem die Huminstoffe die Ausfällungskinetik von Kupfer vermindern beziehungsweise wird der Einbau von Kupferionen in die Deckschicht inhibiert, was zu hohen Kupfergehalten im Trinkwasser führen kann.