Osmoseanlagen und Vollentsalzer
© K. Wesemann 2001

letztlich hat es sich doch gelohnt, dafür eine eigene Seite aufzubauen.
Die Fragen häuften sich  in letzter Zeit, und es wurde immer mehr Info gesucht.
Hoffentlich wird diese Seite der Infosucht gerecht. Wenn nicht; meldet Euch und fragt...
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1.) UOA

1.1) Was is'n das?

1.2) Wie funktioniert sowas?

1.3) Gibt's was zu beachten?

1.4) Welches Wasser kann denn da rein?

2.) Vollentsalzer

2.1) Was is'n das?

2.2) Wie funktioniert sowas?

2.3) Gibt's was zu beachten?

2.4) Welches Wasser kann denn da rein?

3.) Was ist nun besser? Vor und Nachteile im Überblick!

1.) Die Umkehrosmose Anlage (UOA)

1.1)  Was ist das denn?
Ist im Funktionsprinzip nichts anderes, als ein sehr feiner Filter, der die "störenden" Ionen zurückhält

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1.2) Genauer?

Wie schon gesagt funktioniert die UOA als Filter. Je größer das störende Ion, desto besser wird es zurückgehalten.
Diese Geräte besitzen einen Zulauf (logisch) und 2 Abläufe.
In der Zulaufleitung befinden sich je nach Ausstattung ein Kohlefilter, um Chlor oder Pestizide o.ä. zurückzuhalten, 
(Das dient nicht nur dem Reinheitsgrad des Wassers, sondern auch der Haltbarkeit der Membrane[=des Filters] ) 
und ein Feinstfilter, der kleine Partikel zurückhält, die die Membran verstopfen könnten.
Durch den Wasserdruck in der Leitung wird das zu reinigende Wasser nun teilweise "durch" die Membran gepresst, teilweise an ihr vorbeigeleitet.

Das kann man sich so vorstellen, als wenn in einem Fluss Wasser fließt. Ein kleiner Teil geht auch durch das filternde Ufer ins Grundwasser. 
Der größere Teil jedoch fließt einfach den Fluss hinab.

Nur kann man bei der UOA das Verhältnis der Mengen regeln, indem man einen der 2 Abläufe zuriegelt.
Diese 2 Abläufe nennt man zum einen Abwasserventil und Entnahmeventil (jeder Hersteller schimpft's anders)

Wie man erkennen kann kommt aus dem einen das Wasser heraus, dass man haben möchte (Permeat genannt, permeat= das durchgelassene),
und aus dem anderen das Retentat (das Rückgehaltene), was dem normalen Flusswasser entspräche.
Bremst man nun den Retentatablauf, erhöht sich der Druck in der Membranzelle, weniger Wasser fließt an der Membran vorbei und mehr durch sie hindurch.
Dadurch kommt natürlich mehr Permeat heraus, die Qualität es Wasser sinkt jedoch dadurch.

Drängt sich natürlich die Frage auf, warum die kleinen Metallionen nicht durchflutschen, und die "grossen" Wassermoleküle doch.
das liegt daran, dass Ionen sich im wasser mit einer unterschiedlichen Anzahl von Wassermolekülen umlagern.
der sog. Hydrathülle.
Somit sind sie unterm strich doch größer als die Wasserteilchen, und bleiben an den Poren außen vor.

Je nach Wasserdruck (je höher, desto besser, jedoch nicht über 10bar), 
Wasserwerten (Je besser das Eingangswasser, desto besser ist auch das Verhältnis)
und Temperatur (je höher desto besser, auch da gibt's eine Grenztemp.) 
liegt das Verhältnis von Retentat zu Permeat im Bereich von etwa 2-5 zu 1.
D.h. auf einen Liter Reinwasser fallen etwa 2-5 Liter Abwasser an. Das ist so ziemlich der einzige große Nachteil der UOAs

.

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1.3 Besonderheiten
Eigentlich nur bei der Wasserauswahl. (s.u.). Die Anlagen sind sowohl für Dauer als auch für Intervallbetrieb geeignet.
Nur ist beim Intervallbetrieb jedes mal das "Vorlaufen" einzuhalten.
Als Vorlauf bezeichnet man in diesem Fall die ersten Liter, die aus der Anlage laufen, die nicht für den AQ Einsatz geeignet sein sollen.
(Erfahrungswert: etwa 10min spülen). 
Ebenso muss die Anlage NACHgespült werden, (ebenfalls etwa 10min) um die Membran zu reinigen.
Dazu wird das Retentatventil einfach voll geöffnet, damit das Wasser komplett
an der Membran vorbeiströmt, und Ablagerungen abspült.

Ferner sind die Durchsätze der UOAs recht gering.
Die Anlage liefert zwischen 30 und 120 Liter pro Tag. Unter optimalen Bedingungen also etwa 5 Liter in einer Stunde.
das sieht an der Leitung selber extrem wenig aus. Es tropft nur.

Eine UOA darf, nachdem sie ein Mal mit Wasser gefüllt wurde NIE wieder trocken laufen,
da sonst die Membran irreparabel beschädigt wird, wenn sie austrocknet.

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1.4 Geeignet für?
UOAs haben scheinbar Probleme bei erhöhtem Eisengehalt. Sollte der Gehalt >0,1 mg/L sein wird wohl die Haltbarkeit der Membrane eingeschränkt.
Somit ist z.B. bei Verwendung von Brunnenwässern vorher ein Eisentest durchzuführen.
Ferner schadet Chlor der Membran (daher auch in manchen der Aktivkohle-Filter). Sollte also aus welchen Gründen auch immer Chlor
im Einsatzwasser sein, ist Vorsichtgeboten.

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2) Vollentsalzeranlagen (VE)

2.1) Was is das nun wieder?
Wie der Name Vermuten lässt, wird das Wasser bei dieser Methode "entsalzt", d.h. es werden die Salze entzogen. Nicht mehr,
aber auch nicht weniger.
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2.2) Und wie?
Dies geschieht durch sogenannte "Tauscherharze". Diese bestehen aus einem Kunststoffgrundkörper, der in seinen Molekülen 
An- bzw. Ablagerungsstellen besitzt (vereinfacht ausgedrückt).
An diesen Stellen können bestimmte Ionen eingelagert und auch ausgetauscht werden. (Salze bestehen aus Ionen. jeweils positive= Kationen und
negative= Anionen).
Clevererweise wird bei der Vollentsalzung mit 2 harzen gearbeitet. einem Kationentauscher, der die Kationen austauscht, und einem Anionentauscher, 
der na was wohl? (Das ist wie mit der BRATkartoffel. Die hat ihren Namen ja auch.....)
Nun setzt man eine bestimmte form dieser Harze ein, die an den Kati-Tauschern H⁺-Ionen besitzt, und an den Ani-Harzen OH^--Ionen.
So werden alle Kationen beim Durchströmen des Harzes (das sind kleine Kügelchen) gegen Wasserstoffionen ausgetauscht, und zwar entsprechend ihrer Ladung.

So wird ein Natriumion (das ist "einwertig positiv geladen) gegen ein Wasserstoffion getauscht, ein Calciumion (das ist 2wertig) jedoch gegen 2 H⁺.
Bei den Anionen läuft das genauso. Nitrat (NO₃^-) gegen OH-, SO₄^2- jedoch gegen 2 OH^-
wenn man sich das Ergebnis anschaut, hat man genau das, was man haben will: Wasser!
Also wird z.B. aus Kochsalz (NaCl) das in Wasser gelöst ist (Na⁺ + Cl^-) durch die Tauscher H⁺ und OH^-. Zusammen also H₂O, was
selbst jeder Nichtchemiker als Wasser kennt.

Ein Sonderfall der Tauscher ist der sog. Neutraltauscher.

Hier werden aber die Ionen "nur" gegen Natrium (für die Kationen) oder Chlorid (für die Anionen) getauscht.
Dadurch ändert sich der Salzgehalt des Wassers nicht!
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2.3) Besonderheiten
Die Tauscher müssen nach einer gewissen Durchlaufzeit regeneriert werden, da das harz nicht nur für den Einmalgebrauch gedacht ist.
Dafür wäre es auch erheblich zu teuer!
Dazu muss das Kati-Harz mit einer Säure durchspült werde, und das Ani-Harz mit einer Lauge.
Damit werden die gebundenen Ionen wieder verdrängt, und durch H bzw. OH ersetzt. 
Die Harze werden quasi wieder aufgeladen, und sind für den nächsten Einsatz bereit.
Dabei ist sehr sorgfältig auf das Spülen nach dem Regeneriervorgang zu achten, damit alle etwaigen Säure und Laugereste entfernt sind.

Dieses regenerieren ist der große Pferdefuß bei den VE Strecken, da es zum einen eine sehr unbeliebte Arbeit ist,
und zum anderen dabei mit Säuren und Laugen gearbeitet werden muss.
Also unbedingt Schutzbrille tragen, da Augen so was nun gar nicht abkönnen!
Eine Anleitung gibt's hier. So kann man mal sehen, was da auf einen zukommt.
(Danke an die Firma Dennerle für den Link, die diese Anlagen zwar nicht mehr herstellt, aber die Anleitung noch auf ihren Seiten anbietet)

Die in der Aquaristik verwendeten Aniharze sind nur "schwach basisch" was bedeutet, dass nicht alle Ionen restlos entfernt werden.
Das aus der Karbonathärte entstehende Co2 und die im Wasser befindliche Kieselsäure bleiben erhalten!
Also ist das Wasser aus der VE Strecke anfangs stark mit CO2 durchsetzt, und hat einen entsprechen niedrigen pH-Wert!

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2.4) Wofür taugt's?
da kann man eigentlich jedes Wasser einsetzen. (ausgehend von Leitungs- oder Brunnenwasser).
Anzumerken sei hier nur, dass die Anlage keine "ungeladenen" Moleküle (sowas wie pestizide o.ä.) zurückhalten kann.
Dafür müsste man dann auch Aktivkohle verwenden.

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Und nun das langerwartete:

3) Die Gegenüberstellung:

Also gemein ist beiden ein relativ hoher Anschaffungspreis. 250+ DM muss man schon rechnen, wobei die VE Anlagen über den UOAs liegen.

Vorteile UOA:
einfach in der Anwendung. Anschließen, vorspülen, einregeln, fertig
Entfernt auch Pestizide o.ä.
Keine Regenerierung notwendig.
Kein CO2 im Permeat

Nachteile:
hoher Abwasseranteil
langsam

Vorteile VE:
simpel(st) in der Anwendung. Aufdrehen und fertig
Schnell
kein Abwasser
sehr geringe Restleitfähigkeit

Nachteile:
Entfernt keine Pestizide oder ähnl.
Muss regeneriert werden. (Säure- Laugepanscherei)
CO2 und Silikat im Wasser (muss belüftet oder verschnitten werden)

Im Überblick:

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