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Die Umkehrosmoseanlage (Osmoseanlage)

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    • Die Umkehrosmoseanlage (Osmoseanlage)

      Die Umkehrosmoseanlage (Osmoseanlage)

      [HR][/HR]
      Einleitung:

      Angeregt durch einige, immer wiederkehrende, Fragen möchte ich hier etwas über Umkehrosmoseanlagen zusammentragen. Viele Informationen im Internet oder in Verkaufsanzeigen ist verstreut, missverständlich oder teilweise sogar falsch.

      [HR][/HR]
      Inhalt:

      [INDENT]
      1. Allgemeines
      2. Wirkprinzip
      [INDENT]2.1 Diffusion
      2.2 Osmose
      2.3 Umkehrosmose[/INDENT]
      3. Aufbau der Umkehrosmoseanlage
      [INDENT]3.1 Membran
      3.2 Feinfilter
      3.3 Aktivkohlefilter
      3.4 Durchflussbegrenzer / Spülventil
      3.5 Druckerhöhungspumpe (optional)[/INDENT]
      4. Kenndaten
      [INDENT]4.1 Literleistung
      4.2Rückhalterate
      4.3 Abwasserverhältnis
      4.4 pH-Wert[/INDENT]
      5. Sonstiges
      [INDENT]5.1 Mythos „Je weniger Abwasser, umso besser.“
      5.2 Umkehrosmoseanlage vs. Entsalzer / Ionentauscher
      5.3 Möglichkeiten der Abwassernutzung
      5.4 Hilfe zur Kaufentscheidung[/INDENT]
      [/INDENT]


      [HR][/HR]
      1. Allgemeines

      Umkehrosmoseanlagen (UOA) werden in der Wasseraufbereitung zur sehr feinen Filtrierung eingesetzt. Hauptanwendung in der Aquaristik ist die Enthärtung (Entmineralisierung) von Leitungswasser als Grundlage zur Haltung von Tieren mit speziellen Wasserbedürfnissen.
      Üblicherweise wird sie als Osmoseanlage bezeichnet, was aber nicht ganz korrekt ist, wie anhand des Wirkprinzips zu erkennen ist. Weitere gängige Begriffe bzw. Abkürzungen sind UOA (Umkehrosmoseanlage) oder RO-Anlage (Reverse Osmosis - engl. für Umkehrosmose).

      [HR][/HR]
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      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]Viele Grüße aus Koblenz,
      Kay
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      [/SIZE]

      Gepriesen sei derjenige, der nichts zu sagen hat und davon absieht, das zu beweisen... - Georges Eliot
    • [HR][/HR]
      2. Wirkprinzip

      Bei der Umkehrosmose handelt es sich grundlegend um die Umkehrung des Osmoseprinzips, also die Diffusion durch eine halbdurchlässige Membran.


      2.1 Diffusion



      Grenzen 2 wässrige Flüssigkeiten unterschiedlicher Zusammensetzung aneinander, so sind die Teilchen (Moleküle) bestrebt, in beiden Flüssigkeiten die gleiche Konzentration herzustellen. Die Flüssigkeiten durchmischen sich solange, bis in beiden Flüssigkeiten die gleiche Konzentration erreicht ist.
      [ATTACH=CONFIG]26189[/ATTACH]
      Modellhafte Darstellung der Durchmischung zweier Stoffe durch Diffusion
      Quelle: Wikipedia (public domain)



      2.2 Osmose

      Trennt man die Flüssigkeiten durch eine semipermeable(halbdurchlässige) Membran, können nur noch Moleküle bis zu einer bestimmten Größe in die andere Flüssigkeit gelangen. Vereinfacht gesagt kann man sich die Membran wie ein sehr, sehr feines Sieb vorstellen.

      [TABLE='width: 100%']
      [TR]
      [TD]
      [ATTACH=CONFIG]26190[/ATTACH]

      [/TD]
      [TD]
      [ATTACH=CONFIG]26191[/ATTACH]

      [/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Modellhafte Darstellung des Ausgangszustandes
      mit Teilchenbewegung
      [/TD]
      [TD]Zustand nach Abschluss der Osmose[/TD]
      [/TR]
      [/TABLE]



      Uns kommt dabei zugute, dass die reinen Wassermoleküle kleiner sind als die meisten anderen gelösten Stoffe im Leitungswasser (Salze, Chlor, Silikate etc.)
      Kleinere Moleküle(Reinwasser) können die Membran durchdringen, größere Moleküle(Salze und andere Fremdstoffe)werden zurückgehalten.
      [ATTACH=CONFIG]26193[/ATTACH]



      2.3 Umkehrosmose

      [TABLE='width: 100%']
      [TR]
      [TD]

      Bei der Umkehrosmose wird dieses Prinzip umgekehrt. Füllt man den Behälter auf einer Seite mit Leitungswasser, dringen solange reines Wasser durch die Membran, bis auf beiden Seiten die gleiche Anzahl Wassermoleküle vorhanden sind. Fremdstoffe werden dabei durch die Membran aufgehalten.

      Füllt man auf der Leitungswasserseite ständig neues Wasser nach, dann erhöht sich auch die Menge Reinwasser. Dieser Prozess läuft relativ langsam ab, da er bisher ja nur durch die Eigenbewegung der Teilchen stattfindet. Unterstützt und beschleunigt wird dieses Verfahren, indem man das Leitungswasser unter Druck nachfüllt. Üblicherweise ist das der Leitungsdruck am Wasseranschluss und/oder durch eine Druckerhöhungspumpe.[/TD]
      [TD][ATTACH=CONFIG]26192[/ATTACH][/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD][/TD]
      [TD]
      Modellhafte Darstellung der Umkehrosmose

      [/TD]
      [/TR]
      [/TABLE]

      Nicht ganz korrekt, aber zum besseren Verständnis kann man sagen, dass bei der Umkehrosmose Wasser unter Druck durch ein feines Sieb gedrückt wird. Dabei werden gelöste Stoffe zurückgehalten.


      [HR][/HR]
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      Dateien
      • Diffusion.jpg

        (26,65 kB, 99 mal heruntergeladen, zuletzt: )
      • Osmose1.jpg

        (19,74 kB, 96 mal heruntergeladen, zuletzt: )
      • Osmose2.jpg

        (17,05 kB, 134 mal heruntergeladen, zuletzt: )
      • Umkehrosmose.jpg

        (20,13 kB, 92 mal heruntergeladen, zuletzt: )
      • Partikelgroeßen.jpg

        (32,7 kB, 116 mal heruntergeladen, zuletzt: )
      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]Viele Grüße aus Koblenz,
      Kay
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      Gepriesen sei derjenige, der nichts zu sagen hat und davon absieht, das zu beweisen... - Georges Eliot
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      3. Aufbau der Umkehrosmoseanlage
      Im Folgenden beschreibe ich die einzelnen Elemente, aus denen eine Umkehrosmoseanlage besteht.
      Es gibt Umkehrosmoseanlagen mit zusätzlichen Komponenten wie Vorratstank oder Wasserhahn. Auf diese Komponenten gehe ich nicht ein, da sie keinen Einfluss auf die Funktion der Anlage haben.
      [ATTACH=CONFIG]26194[/ATTACH]
      Bauteile einer Osmoseanlage



      3.1 Membran
      [ATTACH=CONFIG]26195[/ATTACH]
      Die Membran ist das Herzstück der Anlage. Hier geschieht die eigentliche Filtration.
      In der Trinkwasseraufbereitung und damit auch der Aquaristik werden Membranen verwendet, die in mehreren Schichten spiralförmig aufgewickelt sind. Diese Membranen bezeichnet man als TFC-Membran (Thin Film Composite)

      Es werden im Handel Membranen unterschiedlicher Leistung angeboten. Üblicherweise von 50GPD (Gallonen per day)/ 190 Liter pro Tag bis 100GPD/380 Liter pro Tag. Diese Membranen haben die gleiche Bauform und sind untereinander austauschbar. Die Unterschiede bestehen in einer unterschiedlichen Porenweite. (Genaueres dazu bei Kenndaten – Literleistung.)
      Eine weitere gebräuchliche Form ist die Membran mit 300GPD/1140Liter pro Tag. Diese besitzt einen größeren Durchmesser und daher auch ein spezielles Gehäuse. Eingesetzt wird sie häufig in sogenannten Direct-Flow-Anlagen meist für den Hausgebrauch (Kochen etc.). Durch die hohe Leistung kann dieser Membran in kurzer Zeit relativ viel Wasser direkt entnommen werden.

      Bei Membranen wird allgemein davon gesprochen, dass sie nach etwa 12-24 Monaten getauscht werden sollten. Allerdings kann man den Verschleiß von Membranen recht gut messen. Mit beginnendem Verschleiß steigt die Leitfähigkeit. Ist die Leitfähigkeit des Osmosewassers größer als 5-10% des Leitungswassers, sollte man über den Kauf einer neuen Membran nachdenken.


      3.2 Feinfilter

      Dieser Vorfilter filtert Sedimente wie Sand, Rost etc. aus dem Wasser. Dadurch wird die Membran geschützt und hält länger. Üblicherweise filtern die Feinfilter Partikel im Bereich von etwa 5µm.

      Weit verbreitet sind sogenannte Inline-Filter, wo die gesamte Filterkartusche inkl. Gehäuse getauscht wird. Möglich sind aber auch Gehäuse mit austauschbaren Filterkerzen. Dies dann aber eher im höherpreisigen Bereich oder für Selbstbauer.

      Getauscht werden sollte der Feinfilter, wie der Aktivkohlefilter, alle 6-12 Monate. Das ist ein Richtwert, der natürlich auf die Gegebenheiten vor Ort angepasst werden muss. Wer z.B. Brunnen- oder Regenwasser mit erhöhtem Sedimentanteil verwendet, wird ggf. den Filter etwas früher tauschen müssen.


      3.3 Aktivkohlefilter

      Diese Filterstufe dient der Entfernung diverser Stoffe wie Chlor, Benzol, Phenol, organischer Verbindungen und Pestiziden. Wie der Feinfilter, dient der Aktivkohlefilter dem Schutz der Membran.
      Da der Aktivkohlefilter auch Geschmacks- und Geruchsstoffe neutralisieren kann, wird teilweise ein zusätzlicher Aktivkohlefilter an den Ausgang der Umkehrosmoseanlage angeschlossen.

      Für den Austausch des Filters gilt das Gleiche wie beim Feinfilter. Ein Austausch sollte alle 6-12 Monate, je nach vorhandenem Ausgangswasser, erfolgen.


      3.4 Durchflussbegrenzer / Spülventil

      Damit die Membran nicht zu schnell verschlammt und sich die Poren zusetzen, wird kontinuierlich ein Teil des Ausgangswassers wieder abgeführt. Da sich in diesem Abwasser die zurückgehaltenen Stoffe konzentrieren, spricht man vom Konzentrat.

      Das Wasser kann man nicht frei ablaufen lassen, da sonst alles Wasser lediglich an der Membran vorbeigeführt wird. Zusätzlich geht dabei der Druck verloren. Als Ergebnis wird zu wenig Osmosewasser (Permeat) produziert.
      Deshalb wird die Menge des Abwassers mittels Durchflussbegrenzer auf einen festen Wert begrenzt. Die Größe des Begrenzers legt dabei fest, wie viel der zugeführten Menge Leitungswasser als Abwasser anfällt.

      An einigen Anlagen werden anstelle reiner Durchflussbegrenzer Spülventile benutzt. Dies sind Durchflussbegrenzer mit einem Hahn, an dem man den Durchfluss manuell einstellen kann. Der geringste Durchfluss ist meist vorgegeben.
      Stellt man den Hahn auf Spülen, so fließt nahezu das komplette Leitungswasser an der Membran vorbei und nimmt angelagerte Stoffe mit. Dies verlängert die Haltbarkeit der Membran.


      3.5 Druckerhöhungspumpe (optional)

      Wie der Name schon sagt, dient die Druckerhöhungspumpe dazu, den Eingangsdruck für die Umkehrosmoseanlage zu erhöhen.
      Dies kann nötig sein, wenn der Leitungswasserdruck nicht ausreicht, um eine akzeptable Menge Osmosewasser zu produzieren. Wirtschaftlich arbeitet eine Umkehrosmoseanlage im Bereich von etwa 3-6bar Eingangsdruck. Wobei gilt: Je höher der Druck, umso mehr Wasser wird durch die Membran gepresst.

      Preiswerte Druckerhöhungspumpen stellen meist etwa 5,5bar zur Verfügung, teurere Modelle etwa 6,9bar.
      Ein höherer Druck erhöht zusätzlich den Reinheitsgrad des Osmosewassers.

      Druckerhöhungspumpen werden oft eingesetzt, um das Abwasser-Verhältnis positiv zu beeinflussen. Dies kann Sinn machen, wenn der Leitungsdruck zu niedrig ist. Hat man jedoch schon einen hohen Leitungswasserdruck, ist eine Druckerhöhungspumpe unsinnig und aus ökologischer Sicht sogar kontraproduktiv.
      Leider werden zu den meisten Pumpen keine Leistungsdaten angegeben. Bei den wenigen Modellen mit Angabe liegt der Energieverbrauch bei etwa 20-40W.


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      Dateien
      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]Viele Grüße aus Koblenz,
      Kay
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      Gepriesen sei derjenige, der nichts zu sagen hat und davon absieht, das zu beweisen... - Georges Eliot
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      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.


      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.

      [TABLE='class: grid, width: 200']
      [TR]
      [TD]Ammonium[/TD]
      [TD='align: right']80-90 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Bakterien[/TD]
      [TD='align: right']>99 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Blei[/TD]
      [TD='align: right']95-98 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Calcium[/TD]
      [TD='align: right']93-98 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Chlorid[/TD]
      [TD='align: right']92-95 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Eisen[/TD]
      [TD='align: right']96-98 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Gesamthärte[/TD]
      [TD='align: right']93-97 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Kalium[/TD]
      [TD='align: right']92-96 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Kieselsäure[/TD]
      [TD='align: right']80-90 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Kupfer[/TD]
      [TD='align: right']96-98 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Magnesium[/TD]
      [TD='align: right']93-98 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Natrium[/TD]
      [TD='align: right']92-89 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Nitrat[/TD]
      [TD='align: right']90-95 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Phosphat[/TD]
      [TD='align: right']95-98 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Polyphosphat[/TD]
      [TD='align: right']96-98 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Quecksilber[/TD]
      [TD='align: right']94-97 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Silicium[/TD]
      [TD='align: right']92-95 %[/TD]
      [/TR]
      [TR]
      [TD]Sulfat[/TD]
      [TD='align: right']96-98 %[/TD]
      [/TR]
      [/TABLE]


      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.


      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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      weiter im nächsten Beitrag...

      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]Viele Grüße aus Koblenz,
      Kay
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      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.

      [TD='align: center']Wasserwechsel-menge[TD='align: center']Leitungswasser[TD='align: center']1:1-Anlage[TD='align: center']1:2-Anlage[TD='align: center']1:4-Anlage[TD='align: right']10 Liter[TD='align: right']2,08 €[TD='align: right']4,16 €[TD='align: right']6,42 €[TD='align: right']10,40 €[TD='align: right']25 Liter[TD='align: right']5,20 €[TD='align: right']10,40 €[TD='align: right']15,60 €[TD='align: right']26,00 €[TD='align: right']50 Liter[TD='align: right']10,40 €[TD='align: right']20,80 €[TD='align: right']31,20 €[TD='align: right']52,00 €[TD='align: right']100 Liter[TD='align: right']20,80 €[TD='align: right']41,60 €[TD='align: right']62,40 €[TD='align: right']104,00 €[TD='align: right']200 Liter[TD='align: right']41,60 €[TD='align: right']82,20 €[TD='align: right']124,80 €[TD='align: right']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.


      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.


      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
      • 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…


      5.4 Hilfe zur Kaufentscheidung
      1. Wie viel Wasser benötige ich? Anlage entsprechend dimensionieren. Geplante Becken mit einkalkulieren. Kleinere Anlagen liefern besseres Wasser.
      2. Wie ist die Qualität meines Ausgangswassers? Bei sehr weichem Ausgangswasser evtl. Alternativen überlegen. (Entsalzer)
      3. 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.)
      4. 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.
      5. 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.
      6. 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.

      [HR][/HR]
      --- The End ---
      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]Viele Grüße aus Koblenz,
      Kay
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      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]
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      Gepriesen sei derjenige, der nichts zu sagen hat und davon absieht, das zu beweisen... - Georges Eliot
    • Klasse Beitrag, informativ und neutral. Ich benutze selbst eine Osmoseanlage und benötige ca. 20 Liter pro Woche (Durchschnittswert: alle 3 Wochen 60 Liter). Ich bin mit der Wasserausbeute meiner Anlage (ca. 1:4, je nach Temperatur und Tageszeit - Mietshaus mit 21 Parteien) durchaus zufrieden. Und an deinem Vergleich sieht man, dass die Kosten für den Filteraustausch fast die Wasserkosten übersteigen. Danke
      [SIZE=2][SIZE=2]mit freundlichen Grüßen
      [B][SIZE=2] Ralph W.
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      [/SIZE][/B][SIZE=3]Wir finden einen Weg, auch wenn man keinen sieht.[/SIZE]
      [/SIZE]
    • Hallo Zusammen,

      auch ich bin jetzt Besitzer einer Osmoseanlage und würde gerne von Euch wissen, ob ich das Teil so richtig anschließe:

      1. Wassereingang:

      [ATTACH=CONFIG]26282[/ATTACH]

      [ATTACH=CONFIG]26283[/ATTACH]

      2. Membran:

      [ATTACH=CONFIG]26284[/ATTACH]

      3. Durchlauf:

      [ATTACH=CONFIG]26285[/ATTACH]

      4. Wasserausgang:

      [ATTACH=CONFIG]26286[/ATTACH]

      In dieser Reihenfolge müsste das ja richtig sein, oder? Und zum Schluss die Frage, wozu die Teile [ATTACH=CONFIG]26287[/ATTACH] sind? (So wie ich mich kenne, müssen die noch "verbaut" werden).

      Beste Grüße,

      Torsten
      Dateien
      • Wassereingang.jpg

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      • Membran.jpg

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      • P4200024.jpg

        (507,5 kB, 27 mal heruntergeladen, zuletzt: )
      "Freundschaft ist eine Tür zwischen zwei Menschen. Sie kann manchmal knarren, sie kann klemmen, aber sie ist nie verschlossen."
      -Balthasar Gracián y Morales-
    • Hallo Torsten,

      Im "Kapitel 3" ist eine schematische Darstellung, die auch soweit recht nachvollziehbar sein sollte, oder nicht?
      Wenn ich das richtig sehe, ist Deine Anlage ja schon zusammengebaut und Du muss nur noch Zu- bzw. Ableitungen finden. Auf Deinem 2. Bild, sehe ich den Durchflußbegrenzer.
      Wie mein Osmose-Zen-Meister einmal sagte: "Folge den Schläuchen.".

      Die "Nubsis" dienen dem Verschließen der Anlage. Bei Nichtbenutzung entweder in die Schlauchenden oder Anschlüße der Anlage stecken. (Zumindest, wenn ich die "Nubsis" richtig erkannt habe.)
      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]Viele Grüße aus Koblenz,
      Kay
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      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]
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      Gepriesen sei derjenige, der nichts zu sagen hat und davon absieht, das zu beweisen... - Georges Eliot
    • Hallo Torsten,

      eigentlich liest man immer, dass der Feinfilter zuerst kommt.
      Allerdings war bei meiner Osmoseanlage von einem anderen Hersteller der Kohlefilter am Wassereingang.
      Keine Ahnung, ob das einen Unterschied macht, aber ich habe beim Filterwechsel dann den Feinfilter an erste Stelle gesetzt.
      Mein Leitwert im Osmosewasser ist jetzt etwas geringer (was natürlich auch an den Filtern liegen kann) und mir erscheint es irgendwie sinnvoller die Schwebstoffe nicht erst mit dem Kohlefilter abzufangen.
      Wäre interessant, ob das egal ist.

      Zu den übrig gebliebenen Teilen kann ich leider auch nichts sagen.

      Viele Grüße
      Tina
    • Hi Tina,

      Ja, der Feinfilter kommt immer zuerst, damit sich grobe Stoffe nicht im Aktivkohlefilter ablagern. Das Tauschen war schon richtig. Ich denke, da ist ein Fehler beim Zusammenbau passiert.
      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]Viele Grüße aus Koblenz,
      Kay
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      [SIZE=3][/SIZE][SIZE=3][/SIZE][SIZE=3]
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      Gepriesen sei derjenige, der nichts zu sagen hat und davon absieht, das zu beweisen... - Georges Eliot
    • hallo zusammen ,
      also bei meiner dennerle 130 kommt auch der kohlefilter zuerst und scheint auch so gewollt zusein.mir macht der feinfilter zuerst auch mehr sinn, was ich mir aber vorstellen könnte ist das man vll. verhindern will das sich evt. ablösende partikel von der aktivkohle vor die membrane setzen....könnte mir zumindest vorstellen das dies ein grund ist das manche hersteller diesen weg gehen.
      viele grüße frank

      Edit: Firmennamen dürfen gern lesbar ausgeschrieben werden

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von marko () aus folgendem Grund: Korrektur Firmenname