Die Umkehrosmoseanlage (Osmoseanlage)


5. Sonstiges

5.1 Mythos „Je weniger Abwasser, umso besser“

Einer der häufigsten Kritikpunkte an Umkehrosmoseanlagen ist die Produktion von „Abwasser“. Den Begriff, den ich selbst verwende, habe ich diesmal in Anführungsstriche gesetzt, da er eigentlich irreführend ist.
Es handelt sich um Konzentrat mit höherem Anteil aller Stoffe, die schon vorher im Wasser waren. Das Wasser wird nicht etwa verschmutzt, wie der Begriff Abwasser vielleicht suggeriert.

Ein paar der Fakten und Thesen, rund um das Abwasserverhältnis:

1, Abwasser reinigt die Membran.

Im Betrieb einer Umkehrosmoseanlage lagern sich zurückgehaltene Stoffe auf der Membran ab. Diese werden im Betrieb zum Teil durch das abfließende Wasser weggespült. Je größer der Anteil des abfließenden Wassers ist, umso besser wird die Membran gespült. Die Lebensdauer der Membran wird dadurch erhöht.
In professionellen Anlagen werden daher Abwasserverhältnisse von etwa 1:6 angestrebt. Der Gesamtwasserverbrauch wird bei diesen Anlagen durch andere Maßnahmen gesenkt. (Teilrückführung des Abwassers zum Eingang der Anlage z.B.)
Unsere Anlagen mit etwa 1:4 sind ein guter Kompromiss zwischen Wasserverbrauch und Haltbarkeit der Membran. Anlagen mit geringerem Abwasserverhältnis sind auf regelmäßige Spülungen angewiesen. Das kann sogar soweit führen, dass die gesparte Wassermenge durch die Spülung verbraucht wird. Wer wöchentlich etwa 10Liter Wasser benötigt und vor und nach Benutzung die Anlage für ca. 10 Minuten spült, dürfte insgesamt kein Wasser gespart haben.

2, Ein kleines Abwasserverhältnis verschlechtert mein Wasser.

Der Reinheitsgrad des Osmosewassers wird unter anderem durch die Konzentration gelöster Stoffe auf der Abwasserseite der Membran bestimmt.

Verdeutlichen will ich das an einem Beispiel:

Ich habe ein Leitungswasser mit einer Leitfähigkeit von 500µS und eine Membran mit 95% Rückhalterate. Bei meiner 1:4-Anlage werde ich kurz nach Einschalten der Anlage ein Abwasser mit etwa 618µS haben. Mein Osmosewasser hat dann eine Leitfähigkeit von etwa 30µS.
Betreibe ich die Anlage mit einem Abwasserverhältnis von 1:2, dann erhöht sich die Konzentration gelöster Stoffe auf der Abwasserseite. (Die zurückgehaltenen Stoffe werden ja mit weniger Wasser gemischt und verdünnt.) Bei gleichen Werten wie im ersten Beispiel hat mein Abwasser eine Leitfähigkeit von 738µS. Bei einer Rückhalterate von ebenfalls 95% wird mein Osmosewasser eine Leitfähigkeit von etwa 37µS. Immerhin über 20% mehr.
Bei einer 1:1-Anlage hätte das Osmosewasser gar eine Leitfähigkeit von 50µS.

Das mag auf den ersten Blick nicht viel wirken. Ja härter mein Ausgangswasser ist, umso stärker zeigt sich dieser Effekt. Dies kann soweit führen, dass bei sehr hartem Ausgangswasser und niedrigem Abwasserverhältnis von 1:1 das Osmosewasser schlicht nicht zur Zucht empfindlicher Fische geeignet ist. (Es gibt Fische, die werden in Wasser mit unter 50µS zur Zucht angesetzt.)

3, Anlagen mit hohem Abwasserverhältnis verschwenden Wasser.

Technische Geräte verschwenden kein Wasser. Verschwendet wird Wasser durch den Benutzer, wenn er es einfach in den Abfluss laufen lässt.
Umkehrosmoseanlagen mit einem höheren Abwasserverhältnis stellen ein Abwasser zur Verfügung, welches man in den meisten Fällen noch verwenden kann, da es nur um etwa 1/5 aufgehärtet wurde.
Im Gegenzug ist das Wasser von 1:2- oder 1:1-Anlagen wesentlich härter. Dies erschwert eine mögliche Weiternutzung.
Bei den meisten Möglichkeiten der Weiterverwendung von Abwasser gibt es auch Grenzen, wie stark das Wasser aufgehärtet sein darf. Beispielweise würde ich bei meinem Leitungswasser (475µS) das Abwasser einer 1:1-Anlage nicht zum Blumen gießen verwenden, da es schlicht zu hart ist (950µS). Aus meiner 1:4-Anlage bekomme ich etwa 600µS, was man noch verwenden kann.

Beispiele zur sinnvollen Abwassernutzung bringe ich in einem weiteren Abschnitt. Dort sieht man dann recht leicht, dass es Anwendungen sind, bei denen kein beliebig hartes Wasser verwendet werden kann.

Ein höheres Abwasserverhältnis verbessert also die Qualität des Abwassers und kann insgesamt helfen Wasser zu sparen. So man den Aufwand zur Abwassernutzung (mindestens Abwassertank) betreiben will.

Anmerken möchte ich noch, dass die Problematik Abwasser sehr überzogen diskutiert wird.
Erstens verschmutzt eine Umkehrosmoseanlage das Wasser nicht. Es sind nur die Stoffe im Abwasser, die vorher schon drin waren. In den meisten Fällen hat das Abwasser sogar noch Trinkwasserqualität. Daher schaden wir der Umwelt nicht.
Desweiteren hat Deutschland kein Wasserproblem. Es hilft Ländern mit Trinkwasserknappheit kein Stück, wenn ich in Deutschland Wasser spare.

Wassersparen hilft in erster Linie meiner Geldbörse.
Der durchschnittliche Wasserpreis betrug in Deutschland 2010 etwa 4 Euro pro 1000Liter Wasser(Trinkwasser und Abwasser). Grundgebühren lasse ich bei der Rechnung außen vor, da diese bereits abgegolten sind.
Im Folgenden mal ein Vergleich zu den jährlichen Kosten in Euro für Wasserwechsel in üblichen Größenordnungen bei Verwendung von Leitungswasser, 1:1-Anlage, 1:2-Anlage und 1:4-Anlage.

Wasserwechselmenge

Leitungswasser

1:1-Anlage

1:2-Anlage

1:4-Anlage

10 Liter

2,08 €

4,16 €

6,42 €

10,40 €

25 Liter

5,20 €

10,40 €

15,60 €

26,00 €

50 Liter

10,40 €

20,80 €

31,20 €

52,00 €

100 Liter

20,80 €

41,60 €

62,40 €

104,00 €

200 Liter

41,60 €

82,20 €

124,80 €

208,00 €

Bei den Anlagen mit niedrigem Abwasserverhältnis muss man ggf. die Kosten für Anschaffung und Betrieb der Druckerhöhungspumpe addieren.

Wie die Meisten Wissen, ist der Wasserpreis in den letzten Jahrzehnten stark gestiegen. Teilweise wurde dies mit gestiegenen Wartungskosten der Abwassersysteme durch Wassereinsparung begründet. Die Abwassersysteme in unseren Orten sind teilweise recht alt und stammen aus Zeiten, als Wasser sparen noch nicht im Fokus stand. Sie sind für wesentlich größere Abwassermengen berechnet, als die heutzutage durch Wasserspartechnik anfallende Menge. Dadurch, dass weniger Abwasser fließt, werden die Systeme weniger gespült. Die Menge Verunreinigung ist ja annähernd gleich geblieben. Die Menge des Wassers, welches wir zur Beseitigung aufwenden ist jedoch gesunken. Man kann den gleichen Effekt beobachten, wie er auch an unserer Membran bei geringem Abwasserverhältnis passiert.
In der Folge müssen unsere Abwassersysteme auch „manuell“ gespült werden. Vielleicht hat jemand schon Tankwagen gesehen, die Wasser in die Abwasserleitungen pumpen. Die Kosten für diese Extraspülung werden natürlich auf den Verbraucher umgelegt.

Dies soll kein Plädoyer für Wasserverschwendung sein. Es soll lediglich zum Nachdenken anregen, ob unreflektiertes Wassersparen um jeden Preis immer sinnvoll ist. Wasser sparen und Aquaristik schließt sich grundsätzlich aus und man muss einen Kompromiss finden.

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5.2 Umkehrosmoseanlage vs. Entsalzer/Ionentauscher

Gleich vorweg möchte ich anmerken, dass ich kein Gegner von Vollentsalzern bin. Unter bestimmten Bedingungen würde bei mir ein Vollentsalzer den Vorzug bekommen.

Entsalzer (egal, ob Vollentsalzer, Teilentsalzer oder Mischbettensalzer) sind mit speziellen Harzen gefüllt. Werden die Entsalzer mit unserem Leitungswasser durchflossen, dann werden Ionen des Wassers an das Harz gebunden und im Gegenzug Ionen aus dem Harz freigesetzt. So werden z.B. im Kationentauscher Calciumionen gegen Wasserstoffionen getauscht.

Ausgetauscht werden kann natürlich nur, solange genug Ionen für den Austausch bereitstehen. Die Kapazität der Entsalzer ist also begrenzt.
Ist die Kapazität erschöpft, muss das Harz regeneriert werden (Ionen werden vereinfacht gesagt zurückgetauscht). Dies geschieht in den meisten Fällen mit verdünnter Salzsäure (HCL) beim Kationentauscher und verdünnter Natronlauge (NaOH) beim Anionentauscher.

Das wird bei den meisten schon der erste Minuspunkt für Entsalzer sein. Nicht jeder mag und kann mit Säuren und Laugen im Bad hantieren. Mischbettentsalzer lassen sich nicht selbst regenerieren. Bei diesen wird das Harz getauscht und industriell regeneriert.

Wie wir bereits festgestellt haben, ist die Kapazität der Harze begrenzt. Bei Vollentsalzern spricht man üblicherweise von etwa 4500 Härtelitern pro Liter Harz. Das bedeutet, dass ich 4500Liter Wasser mit einer GH von 1 entsalzen kann, bevor das Harz erschöpft ist.
Um die reale Menge Wasser zu bestimmen, die ich mit meinem Ausgangswasser entsalzen kann, muss ich die 4500 Härteliter durch die GH meines Leitungswassers teilen.

In meinem Fall(GH12) könnte ich also 4500/12= 375 Liter Wasser mit einem Liter Harz entsalzen. Bei einem Verbrauch von 10Liter/Woche sind das 37 Wochen und damit im akzeptablen Bereich. Da ich jedoch mehr entsalztes Wasser benötige, muss ich entweder früher regenerieren oder mehr Harz benutzen.

Ist mein Ausgangswasser härter, dann sind die Harze auch wesentlich früher erschöpft. Ich benötige also wieder mehr Harz und/oder kürzere Regenerationsintervalle.

Ein weiterer Punkt ist der Umweltaspekt.
Bei einem 20Liter Wasserwechsel schütte ich mit einer Umkehrosmoseanlage(1:4) etwa 100Liter Leitungswasser, 3g Aufhärtesalz und diverse Abbaustoffe aus dem Aquarienkreiskauf in den Abfluss. Beim Vollentsalzer benötige ich nur 20Liter Leitungswasser. Die 3g Aufhärtesalz und die Abbauprodukte aus dem Aquarium bleiben gleich. Zusätzlich benötige ich jedoch bei meiner Wasserhärte (12°dGH) anteilig für die Regeneration etwa 1,7Liter Wasser und jeweils 133ml 10%ige Salzsäure und 133ml 5%ige Natronlauge. (Die Werte habe ich aus einer der bekanntesten Anleitungen zur Regeneration von Vollentsalzern.)
Wie man sieht, spare ich Wasser. Im Gegenzug bringe ich aber Stoffe ins Abwasser, die vorher nicht im Wasser waren (Salzsäure und Natronlauge). Aufhärtesalz und Abbaustoffe aus dem Aquarium sind bei beiden Varianten gleich.
Den Umweltaspekt will ich aber nicht überbewerten, da Säure und Lauge miteinander reagieren und Kochsalz und Wasser entstehen. Das mag jeder nach eigenem Empfinden für sich bewerten.

Zum Schluss des Abschnittes noch ein kurzes Wort zur Rückhalterate von Entsalzern.
Bei Ionen ist die Rückhalterate wesentlich besser als bei Umkehrosmoseanlagen. Mit Entsalzern komme ich auf fast 100% zurückgehaltener Ionen. Leider halten Entsalzer organische Stoffe, Chlor, Pestizide, Bakterien etc. gar nicht zurück. Dies kann man aber durch die Vorschaltung einer Aktivkohlefilterung erheblich verbessern. In der Praxis machen das aber die wenigsten Nutzer. Bei der Umkehrosmoseanlage ist der Aktivkohlefilter standardmäßig enthalten.

Fazit: Wer sich die Regeneration der Entsalzer zutraut für den sind Voll-, Teil- oder Mischbettentsalzer durchaus eine Alternative. Insbesondere, wenn wenig Wasser benötigt wird und das Ausgangswasser relativ weich ist. Dadurch können die Wartungsintervalle länger ausfallen.

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5.3 Möglichkeiten der Abwassernutzung

Das Abwasser der Umkehrosmoseanlage kann man sehr gut für verschiedenste Sachen nutzen. Voraussetzung ist, dass die gelösten Stoffe nicht derart angereichert sind, dass sich die Nutzung verbietet.
Beispielsweise würde ich ein Konzentrat mit 25°dGH nicht zum Blumen gießen verwenden. Oder ein Konzentrat mit Nitratwerten von 60mg/L würde für die weitere Verwendung als Aquarienwasser ausscheiden. Der gesunde Menschenverstand muss einem sagen, ob mein Abwasser für die spezielle Anwendung geeignet ist.

Mögliche Verwendungen:

  • Blumen gießen
  • Wasserwechsel in Aquarien mit eher härteliebenden Tieren. (Schnecken, Guppys etc.) Da dürfen die Wasserwechsel ruhig größer ausfallen.
  • Teich oder Pool auffüllen bzw. Wasser wechseln. Da kann man fast jedes Abwasser nehmen, da erstens das Teichvolumen üblicherweise recht groß ist und das Teichwasser durch Regen immer wieder verdünnt wird.
  • Toilettenspülung (Technisch etwas aufwändiger.)
  • Badewasser .Bei einer durchschnittlichen Badewanne mit 140 Liter Fassungsvermögen machen 40 Liter Osmoseabwasser nicht viel aus. In meinem Beispiel hätte ich statt 475µS Leitungswasser 510µS in der gefüllten Badewanne.
  • als Putzwasser (Bei glänzenden Oberflächen oder Glas trockenwischen, sonst gibt es Streifen und Flecken.)
  • zum Eier kochen
  • Wasserpistole der Kids auftanken
  • Gehwegplatten mit Hochdruckreiniger säubern (Die Düsen müssen dann regelmäßig gewartet werden, um übermäßiges Verkalken zu vermeiden.)
  • usw.  —-  seid kreativ…

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5.4 Hilfe zur Kaufentscheidung

  • Wie viel Wasser benötige ich? Anlage entsprechend dimensionieren. Geplante Becken mit einkalkulieren. Kleinere Anlagen liefern besseres Wasser.
  • Wie ist die Qualität meines Ausgangswassers? Bei sehr weichem Ausgangswasser evtl. Alternativen überlegen. (Entsalzer)
  • Wie hoch ist mein Wasserdruck? Bei einem Leitungswasserdruck über 3bar ist eine Druckerhöhungspumpe meist unnötig und Geld- und Stromverschwendung. (In den meisten Fällen ist am Hausanschluss vom Wasser ein Manometer und ggf. ein Druckminderer. Dort kann man den Druck ablesen, der am Haus anliegt. Pro Etage über dem Keller sinkt der Druck dann um ca. 0,35bar. Verkalkte Anschlüsse, Leitungen, zugesetzte Filter und verwinkelte Leitungsverlegung reduzieren den Druck dann nochmal. Am besten die direkte Messung am Wasseranschluss, wo die Umkehrosmose angebracht werden soll.)
  • Abwasserverhältnis im Zweifel lieber hoch als niedrig. Insbesondere bei sehr hartem Leitungswasser. Bei weichem Ausgangswasser kann man bedenkenlos auch 1:1 oder 1:2 Anlagen kaufen.
  • Vorsicht bei 1:1 oder 1:2-Anlagen ohne Druckerhöhungspumpe! Meist wird das nur durch kleinere Durchflussbegrenzer erreicht. Das geht immer zu Lasten der Membran. Und ob die Daten seriös gemessen wurden, wage ich zu bezweifeln. Ohne Pumpe sind derartige Leistungen nicht zu erreichen.
  • Preiswert ist nicht schlecht. Es werden nahezu überall die gleichen Membranen verwendet. Daher ist die Umkehrosmoseanlage vom Discounter genauso gut wie die Spezial-Aquaristik-Anlage.

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