Die Umkehrosmoseanlage (Osmoseanlage)


4. Kenndaten

4.1 Literleistung

Ein Hauptleistungsmerkmal von Umkehrosmoseanlagen ist die Leistung. Damit wird angegeben, wie viel Liter reines Osmosewasser die Anlage pro Tag produziert. Meist wird die Angabe GPD (Gallons per Day) verwendet. 1 Gallone entspricht ca. 3,785Liter.

Bauarttechnich unterscheiden sich Membranen gleicher Bauform (gleiches Gehäuse) augenscheinlich in leicht unterschiedlichen Porengrößen. Je größer die Poren sind, umso mehr Wasser kann durch die Membran dringen. Die Literleistung ist höher.

Die Literleistung ist jedoch nur als Richtwert für die Kennzeichnung der Membranen zu sehen. Gemessen wird sie mit vorgegebenen Parametern, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Herausgefunden habe ich als Referenzwerte für das Eingangswasser von TDS 250ppm (ca. 500-600µS/cm), Druck 3-4bar und Temperatur 25°C. Das sind auch die üblichen Werte, die die Leistung unserer Umkehrosmoseanlage in der Praxis beeinflussen.

Je weicher unser Ausgangswasser ist, umso mehr Osmosewasser wird unsere Anlage in der Praxis produzieren. Dies ist bedingt durch den höheren osmotischen Druck von Wasser mit höherem Salzgehalt. Diesem Druck muss entgegengewirkt werden. Bei einem Leitungswasser mit 250µS (das entspricht etwas 0,3bar osmotischem Druck), dann gehen vom Leitungswasserdruck diese 0,3 bar verloren, um den osmotischen Druck auszugleichen. Dadurch hast Du etwas weniger Reinwasser. Bei gleichem Leitungswasserdruck (4bar) würde eine Erhöhung des Ausgangsleitwertes um den Faktor 4 von 250µS auf 1000µS lediglich eine etwa 25%ige Verringerung der Reinwassermenge bringen. (Wenn der Ausgangsdruck schon sehr niedrig ist, hat es überproportional stärkere Auswirkungen.)

Für den Leitungswasser- oder Pumpendruck gilt: Je höher der Druck, umso mehr Osmosewasser wird produziert. Dabei sollte man berücksichtigen, dass die Gehäuse der Membranen nur bis zu einem bestimmten Maximaldruck zugelassen sind. Ich konnte dabei Angaben von 9-11bar finden, für die gängige Anlagen ausgelegt sind.
Positiver Nebeneffekt eines höheren Drucks ist ein erhöhter Reinheitsgrad des Osmosewassers.

Die meisten Besitzer von Umkehrosmoseanlagen kennen das Problem, dass sie im Winter wesentlich länger für die gleiche Menge Osmosewasser benötigen. Bei mir ist es annähernd die doppelte Zeit. Wobei ich nicht sagen kann, ob sich im Winter auch der Leitungswasserdruck verändert. (Bisher hatte ich keine Anlage mit Druckanzeige.)
Entscheidend ist, dass die Temperatur des Ausgangswassers die Leistung sehr stark beeinflusst. Je höher die Temperatur, umso mehr Osmosewasser können wir in gleicher Zeit gewinnen.
Am effizientesten wäre wohl eine Temperatur von etwa 30-35°C. Jedoch sollte man nicht auf die Idee kommen, die Umkehrosmoseanlage am Warmwasseranschluss zu installieren. Ab 40°C wird die Membran irreparabel geschädigt.

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4.2 Rückhalterate

Membranen mit geringerer Leistung haben höhere Rückhalteraten. Daher vermute ich, dass die Poren etwas enger sind. Genaue Angaben dazu konnte ich nicht finden.
Das betrifft nur die Membranen bis 100GPD. Die 300er Membran ist größer (Bauform) und daher kann ich keine Aussage dazu treffen.

Grundsätzlich liegen die Rückhalteraten immer im Bereich von durchschnittlich etwa 95-98%. Das sollte in jedem Fall für unsere Ansprüche ausreichen.

Beachten sollte man, dass diese Rückhalterate sich nicht auf das Eingangswasser bezieht. Das Leitungswasser befindet sich nur kurzzeitig direkt an der Konzentratseite der Membran. Dadurch, dass Wasser durch die Membran gepresst wird, konzentrieren sich auf der Abwasserseite der Membran die gelösten Stoffe.

Wer den richtigen Zeitpunkt zum Wechsel seiner Membran ermitteln will, lässt sie ein paar Minuten laufen und misst dann die Leitfähigkeit des Abwassers. Befindet sich die Leitfähigkeit des Osmosewassers im Bereich 0-5% des Abwassers, dann ist die Membran noch in Ordnung.

Beispiel: Mein Leitungswasser hat eine Leitfähigkeit von 475µS. Bei Das Abwasser meiner 1:4-Anlage hat 610µS. Meine Membran sollte ich also tauschen, wenn das Osmosewasser eine Leitfähigkeit >30µS erreicht. Dies entspricht ca. 5% des Konzentrats (Abwasser) an der Membran.

Aufgrund unterschiedlicher Molekülgrößen verschiedener gelöster Stoffe ist die Rückhalterate für jeden einzelnen Stoff auch unterschiedlich. Ich habe hier mal ein paar der wichtigsten Stoffe und ihre Rückhalteraten gesammelt.

Ammonium

80-90 %

Bakterien

>99 %

Blei

95-98 %

Calcium

93-98 %

Chlorid

92-95 %

Eisen

96-98 %

Gesamthärte

93-97 %

Kalium

92-96 %

Kieselsäure

80-90 %

Kupfer

96-98 %

Magnesium

93-98 %

Natrium

92-89 %

Nitrat

90-95 %

Phosphat

95-98 %

Polyphosphat

96-98 %

Quecksilber

94-97 %

Silicium

92-95 %

Sulfat

96-98 %


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4.3 Abwasserverhältnis

Von den Herstellern wird meist ein Reinwasser-Abwasser-Verhältnis angegeben. Übliche Größenordnungen sind 1:1, 1:2 und 1:4 (Reinwasser:Abwasser).
Dieses Verhältnis ist wieder nur ein Richtwert, der bei vorgegebenen Parametern getestet wurde.

Grundsätzlich muss man sagen, dass das Abwasserverhältnis nicht von der Membran bestimmt wird. Wer sich genau informiert wird feststellen, dass in einer 75GPD-Anlage mit einem 1:1-Verhältnis die gleiche Membran verbaut ist, wie in einer 1:4-Anlage. Das Verhältnis wird also außerhalb beeinflusst.

In der Praxis geschieht das durch den Einbau von Druckerhöhungspumpen und/oder Durchflussbegrenzern mit einem kleineren Durchfluss.

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4.4 pH-Wert

Ein entmineralisiertes Wasser hat theoretisch einen pH-Wert von 7.
Dies trifft aber nur in Laborumgebungen unter sterilen Bedingungen zu. In der Praxis interagiert unser frisch hergestelltes Wasser mit seiner Umgebung. Zum Beispiel nimmt es aus der Raumluft CO2 auf. Wie wir wissen, beeinflusst CO2 den pH-Wert aber. Je niedriger die Karbonathärte des Osmosewassers, umso stärker wirkt der CO2-Eintrag auf den pH-Wert.

Der CO2-Gehalt der Luft ist leider keine feste Größe. Er schwankt tageszeitabhängig, jahreszeitabhängig und je nachdem, wo man misst. In Räumen ist der CO2-Gehalt meist höher, als im Freien. Wie viel des Luft-CO2 sich in unserem Wasser löst kann man nicht genau vorhersagen oder berechnen. Daher auch nicht den pH-Wert.

Zusätzlich gibt es Berichte, wobei sich durch den Druck in der Umkehrosmoseanlage CO2 im Osmosewasser löst. Wirklich belegen kann ich das nicht, aber es bestätigt die Beobachtungen einiger Aquarianer. Diese berichten von sehr niedrigen pH-Werten ihres Osmosewassers (nach aufsalzen), wobei dieser Wert durch Belüften des aufgehärteten Osmosewassers wieder gestiegen ist.

Generell muss gesagt werden, dass die Messung des pH-Wertes in Osmosewasser nur mit speziellen Elektroden möglich ist. Die Ergebnisse unserer üblichen Tropftests oder pH-Meter sind nicht aussagekräftig.

Als Fazit dieses Abschnittes kann man nur sagen, dass der pH-Wert nicht vorher zu berechnen ist. Jeder muss selbst sehen, welchen Wert er nach dem Aufbereiten des Osmosewassers hat und dann ggf. entsprechende weitere Maßnahmen einleiten.
Bei der Hauptverwendung in unserem Bereich (KH 0-1, GH 4-6) sollte eine genaue Einstellung des pH-Wertes mit anderen Mitteln recht problemlos möglich sein.

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