Das Programm zur Wasserchemie

aquaC simuliert chemische Reaktionen und Prozesse in wässrigen Lösungen: u.a. Ladungsbilanzierung und -anpassung, Ionen-Speziierung, Komplexbildung, Redoxprozesse, Gleichgewichtseinstellung mit Fest- und Gasphasen, Fällung sowie Adsorption.

Für die Reaktionsthermodynamik wird als "Subroutine" das international bewährte U.S.G.S.-Programm PHREEQC verwendet.

Wasseranalysen prüfen und beurteilen

Mit aquaC lassen sich Wasseranalysen prüfen und beurteilen (Ionenbilanzfehler, Pufferkapazitäten, Calcitsättigung). Als eine Art "virtuelles Wasserlabor" erlaubt es Chemikalien-Zugaben, Temperatur- und pH-Wert-Variationen sowie Mineralauflösungen - die Ergebnisse erscheinen als Übersichtschema und/oder als Grafik (Titrationskurven).

Ebenso lassen sich Verdunstungs- und Verdünnungsprozesse simulieren und die Beschaffenheitsänderungen (inkl. Sättigungsindices) als Kurven darstellen.

Verfahrensmodellierung (Wassertechnologie)

Mit aquaC kann auch eine Abfolge beliebig vieler Prozessstufen der Wassertechnologie (Wasserreinigung) simuliert werden: Mischen, Neutralisation, Ansäuerung, CO2-Gas-Gleichgewicht. Dies schließt die Chemikaliendosierung und Reststoffbilanzierung ein. Das Programm erlaubt die Kombination unterschiedlicher Verfahrensschritte einschliesslich der Feststoff-Abtrennung.

Bei der Neutralisation lassen sich neben herkömmlichen Prozessen auch solche Verfahren wie Ettringit-Fällung oder Mehrstufen-Neutralisation mit Schlamm-Rezyklierung simulieren. Es können sowohl das Neutralisationsmittel als auch das Oxidationsmittel vorgegeben werden. Die Mitfällung (co-precipitation) der Schwermetalle erfolgt über Oberflächen-Komplexbildung an Fe(III)-Partikeln.

Trinkwasseraufbereitung (Entsäuerung)

Bei der Trinkwasseraufbereitung stehen folgende Verfahren zur Auswahl:
  • Entfernung von CO2 durch Austreiben mit Luft
  • Einleitung von CO2
  • Dosierverfahren (mit Kalkmilch, Natronlauge oder Soda)
  • Marmorentsäuerung (Kalksteinfiltration)

aquaC berechnet dazu den Betriebsmittelverbrauch. Die auf diese Weise erzeugten Wässer befinden sich im Zustand der Calcitsättigung und können an den Anfang weiterer Behandlungsschritte gestellt werden.

Huminstoffadsorption (HS-Model)

Das Oberflächenkomplex-Modell beschreibt die Adsorption von Metallen an Humin- und Fulvinsäuren (als "Gemisch" organischer Makromoleküle undefinierter Größe und Elementzusammensetzung). Dabei werden berücksichtigt:

  • die "anorganische" Metall-Speziierung in freie Ionen, Hydroxokomplexe, Komplexe mit anorganischen Liganden gemäß den thermodynamischen Gleichgewichtskonstanten
  • die Konkurrenz verschiedener Metalle (und der Protonen) um freie Bindungsplätze an Humin- und Fulvinsäuren
  • mehrere funktionelle Gruppen (COOH-Gruppen, phenolische OH-Gruppen) mit entsprechender log K-Verteilung in Form eines Multi-Liganden-Modells
  • mono-, bi- und tri-dentaten Bindungen mehrwertiger Metalle
  • elektrostatische Effekte basierend auf der Guy-Chapman-Theorie (Lösung der Poisson-Boltzmann-Gleichung)

Weiter Informationen zum Huminstoffmodel

aquaC-Hauptfenster


Programmbedienung

Die Bedienung von aquaC ist einfach und erfolgt über eine grafische Oberfläche mit Online-Hilfe. Durch Optimierung der Software liegt die Rechenzeit pro Prozessschritt auf modernen PC's in der Größenordnung von Millisekunden. Damit kann eine Vielzahl von Aufgaben binnen kurzer Zeit gelöst werden; die Prozesssimulation wird so zum "täglichen Geschäft" für Labors und Planungsbüros.

Ein Tutorium zur Wasserchemie dient dabei als Einstieg in diese Thematik.

Anwender

Zum Nutzerkreis von aquaC gehören: Analytiklabors, Planungsbüros für Anlagen zur Wasserbehandlung, Betriebe von Wasserbehandlungsanlagen, Betriebe und Labors der Wasserwirtschaft, Hochschulen und Forschungseinrichtungen, Umweltämter und Behörden, Sanierungsbetriebe für Grund-, Gruben- und Oberflächenwässer.

Systemvoraussetzungen

  • Intel Pentium oder analoger Prozessor
  • Microsoft Windows ab 95/98 oder NT
  • 10 MByte freier Festplattenspeicher
  • 32 MByte Arbeitsspeicher
  • VGA-Monitor oder Monitor mit höherer Auflösung

Demo-Version

Die Demo-Version unterscheidet sich von der Vollversion nur dadurch, dass man mit der Demo-Version keine benutzereigenen Wässer bearbeiten kann. Dennoch stehen für die Demo-Version mehrere Beispielwässer zur Verfügung um beliebig viele Operationen (Prozessschritte) hintereinander auszuführen.

Mit Hilfe der Demo-Version lassen sich auch der pH-Wert und die Zusammensetzung von Wässern berechnen, die bei der Mineral-Auflösung oder bei Zugabe von Chemikalien (Salze, Säuren, Laugen) entstehen. Den Ausgangspunkt bildet jeweils das destillierte Wasser "H2O".

Die Demo-Version enthält eine Online-Hilfe als Kurzfassung des Bedienhandbuches. (Die Demo-Version kann auf Wunsch auch kostenlos als CD zugeschickt werden.)

Mehr Informationen

Mehr Infos zum Programm und zu Anwendungsbeispielen finden Sie im Manual.

zusätzliche Tools

Für aquaC stehen Tools zur Verfügung, welche Analysedaten aus Tabellen (z.B. EXCEL) direkt in aquaC-Inputdateien konvertieren.

Die Anzahl Wasseranalysen in diesen Tabellen kann beliebig groß sein.

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