Grundlagen
| Wasseraufbereitungsverfahren

 Wasserqualität definieren

Um eine genau definierte Wasserqualität zu erhalten, stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung:
  1. Filtration, Fällung - Flockung
  2. Wasserenthärtung
  3. Wasserteilentsalzung (Entkarbonisierung- Enthärtung)
  4. Wasservollentsalzung
  5. Umkehrosmose
  6. Dosierung zum Korrosionsschutz, Härtestabilisierung
  7. Desinfektion, UV Entkeimung, Ozonirrung
 1. Filtration

Enteisenung, Entmanganung, Entfernung von Trüb-Schwebestoffe, Entchlorung

 2. Wasserenthärtung

Der Gesamtsalzgehalt im Wasser kann sich ständig verändern und ist ein dynamischer Wert. Je nach Häufigkeit der Niederschläge, der Jahreszeit oder sonstiger Einflüsse hat das Wasser also unterschiedliche Qualität.
Woher bekomme ich die Zusammensetzung meines Wassers?
Oftmals kennt man noch den Härtebereich des Wassers, welches von dem jeweiligen Wasserwerk geliefert wird.

Härtebereichstabelle

  Härtebereich Härte (°dH, für die Praxis)
1. 0 bis 7 weich
2. 7 bis 14 mittel
3. 14 bis 21 hart
4. über 21 sehr hart

Der Härtebereich trifft jedoch keine Aussage über die Wasserqualität. Zum einen ist hierin lediglich ein Bereich angegeben, zum anderen sind hier nur die Härtebildner, jedoch nicht der Gesamtsalzgehalt aufgeführt.
Man kann die Wasserhärten auch vor Ort mittels Prüfinstrumenten feststellen. Man hat je nach Ausrüstung die Möglichkeit, die Gesamthärte, die Karbonathärte, sowie den Leitwert des Wassers festzustellen.
Alle örtlichen Wasserwerke geben aber auch Auskunft über die Wasserzusammensetzung am jeweiligen Ort. Die Wasserwerke lassen zwar regelmäßig das Trinkwasser untersuchen, schränken jedoch die Haftung ein. Denn schon eine teilweise Versorgung von einem anderen Wasserwerk kann auch die Wasserqualität verändern. Die Wasserwerke garantieren dennoch hygienisch einwandfreies Trinkwasser, frei von Schadstoffen. Die Wasseraufbereitung durch die Wasserwerke gleicht Qualitätsschwankungen oft nicht in dem Maße aus, wie von Unternehmen und technische Anwendern gewünscht.
Aus diesem Grund ist eine gezielte, auf dem jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte Wasseraufbereitung vor Ort unerlässlich um eine ständig gleichbleibende Wasserzusammensetzung zu garantieren.

Die Wasserhärte wird beziffert in Grad deutscher Härte (°dH) und von Härtebildnern bzw. Nichthärtebildnern bestimmt.
Der Gesamtsalzgehalt setzt sich wie folgt zusammen:

Calcium- und Magnesiumkarbonate = KARBONATHÄRTE
Calcium- und Magnesiumkarbonate und Nichtkarbonathärtebildner = GESAMTHÄRTE
Calcium- und Magnesiumkarbonate, Nichtkarbonatehärtebilder, Nichthärtebildner = GESAMTSALZGEHALT

Bei der Enthärtung ersetzt ein Kationenaustauscher die Calcium- und Magnesium- gegen Natrium-Ionen (neutraler Salzaustausch). Alle übrigen gelösten Salze bleiben im Wasser. Dieses Verfahren beugt der Kesselsteinbildung vor.

Der Enthärter besteht im wesentlichen aus dem Kationenaustauscher-Harz, einem Behälter, dem Steuerkopf und einer Zeit- oder Mengensteuerung. Diese zeigt ein an, wann mit Salzsole regeneriert werden muss.

Rohwasser aus der Leitung fließt über den Anschluss in den Behälter, der mit Natrium-Ionen beladenen Harzkugeln gefüllt ist. Beim Durchfließen des Wassers erfolgt Ionenaustausch: Calcium- und Magnesium- gegen Natrium-Ionen.

Da nur ein Salz gegen ein anderes getauscht wird, bleiben alle übrigen gelösten Salze im Wasser. Diese lagern sich z.B. beim Trocknen in Spülmaschinen weiter auf Gläsern und Bestecken ab (Schlieren und Flecken entstehen weiterhin !). Für ein fleckenfreies Spülergebnis müssen andere Verfahren eingesetzt werden. Enthärtungsanlagen sind dort sinnvoll eingesetzt, wo die Maschinen vor Verkalkung optimal geschützt werden sollen.

 3. Wasserteilentsalzung


Die Wasserteilentsalzung, auch Entkarbonisierung genannt, liefert ein hervorragendes Wasser für gute Spülergebnisse. Sie verhindert die Kalkbildung und korrigiert den pH-Wert.
Bei diesem Verfahren wird der Gesamtsalzgehalt um die Karbonathärte reduziert. Das Wasser wird weicher. Die Kesselstein bildenden Calcium- und Magnesium-Ionen werden dem Wasser entzogen.

Neben dem Systemschutz für Geräte bietet das Entkarbonisieren auch ein einwandfreies Spülergebnis, wenn:
bei Gläsern
der Gesamtsalzgehalt, abzüglich der Karbonathärte < 150 S/cm ist (mS/cm = elektrischer Leitwert des Wassers)
bei Bestecken
der Gesamtsalzgehalt, abzüglich der Karbonathärte <80 mS/cm ist.
Nach Abzug der Karbonathärte vom Gesamtsalzgehalt muss bei Gläsern ein Wert von 5 °dH und bei Bestecken
< 2,5 °dH gegeben sein.
Diese Ionenaustauscher können je nach Beschaffenheit an Kalt- und Warmwasser angeschlossen werden. Sie werden an das Rohwasser angeschlossen. Die Regeneration dieser Wasseraufbereitungsanlagen ist sehr schwierig, eine fachgerechte Regeneration wird vom Hersteller durchgeführt.

 4. Wasservollentsalzung


Die Wasservollentsalzung entfernt zu 100 Prozent alle anorganischen Stoffe aus dem Wasser. Darum erzielt neben dem Systemschutz auch ein optimales, fleckenfreies Spülergebnis von Gläsern und Bestecken.

Der Gesamtsalzgehalt des Wassers ist nach dem Austauschprozess Null. Durch das Entfernen sämtlicher Mineralien im Wasser wird ein Verkalken der Maschine verhindert. Dies zahlt sich durch die schon vorab genannten Vorteile bei der Enthärtung und Teilentsalzung aus. Neben diesen Vorteilen liefert die Vollentsalzung ein perfektes Spülergebnis, da im Wasser keine Salze mehr enthalten sind, die auf Gläsern und Bestecken hässliche Flecken bilden können.

Das Nachpolieren mittels Geschirrhandtücher, auf denen sich ca. in einem Tag 150.000 Keime ablagern , entfällt.

Die Bruchrate bei Gläsern reduziert sich bis zu 30 %.

Die Vollentsalzungspatronen können je nach Beschaffenheit an Kaltwasser oder Warmwasser angeschlossen werden.

 5. Umkehr-Osmose


Die Umkehr-Osmose ist eine Technologie, mit der Wasser unter hohem Druck durch eine spezielle Membran gedrückt wird. Das Verfahren entzieht dem Wasser bis zu 99 % aller Salze und Mineralien. Wie die Vollentsalzung bietet die Umkehrosmose, auch Revers-Osmose genannt, beste Spülergebnisse.

Die Umkehrosmose teilt das Wasser in zwei Teilströme:
Permeat und Konzentrat. Das Permeat ist das gereinigte Wasser. Im Konzentrat bleiben die unerwünschten Inhaltsstoffe zurück. Das Konzentrat wird in den Kanal geleitet.

Eine Umkehrosmoseanlage besteht aus:
Filteranlage, Antiscaling Dosierung, oder Enthärtungsanlage, 5 µm Vorfilter Umkehrosmose-Modul, Druckerhöhungspumpe, Steuerung, Permeat Vorratstank, Permeat- Föderpumpe.

 6. Dosierung zum Korrosionsschutz, Härtestabilisierung


Dosierung zum Korrosionsschutz

Zuviel freie Kohlensäure macht das Wasser aggressiv! Aggressives Wasser führt zu Korrosionen und damit zur Zerstörung der Leitungen und angeschlossener Geräte. Durch Zugabe von Alkali-Silikat-Produkten wird die freie Kohlensäure abgebunden, und in den Leitungen eine Schutzschicht aufgebaut.

Dosierung zur Härtestabilisierung
Darunter versteht man die Zudosierung von geringen Mengen natürlicher Mineralstoffe, welche die Härtebildner im Wasser auch bei Erwärmung in Lösung halten und in den Leitungen eine dauerhafte Schutzschicht ausbilden.
Die Zugabe von Kalkstabilisatoren entsprechend dem Frischwasserzusatz, verhindert Kalkausfall und erspart Ihnen die mühsame Reinigung mit einem sauren kalklösenden Reiniger. Kalkausfall vollzieht sich bei Erwärmung des Wassers oder bei einer pH-Werterhöhung.

 7. Desinfektion, UV Entkeimung, Ozonirrung


Desinfektion wird als integriertes System der Behandlungprozesse definiert, welches in der Lage ist, pathogene Mikroorganismen zuverlässig ensprechend öffentlicher Gesundheitsstandards aus dem Wasser zu eliminieren.
Chlor ist eines der gängigsten Mittel in Wasserversorgungsystemen in Deutschland. Es ist preiswert, gut verfügbar, und wirkungsvoll gegen Bakterien. Seine Wirksamkeit kann einfach geprüft werden (freies Chlor). In Kleinsystemen besteht jedoch das Problem, dass die Einwirkdauer (Zeit zwischen Dosierung des Chlors und Nutzung des Wassers, wo eine Wirkung erzielt werden muss) sehr kurz ist, um einen ausreichenden Desinfektionsschutz zu erzielen, müssen somit höhere Dosen zur Anwendung kommen. Größere Speicherbehälter können Kontaktzeit erhöhen. Um die Konzentration von krebserregenden Desinfektionsnebenprodukten (THM) zu veringern, sollte bei Anwesenheit organischer Inhaltsstoffe (DOC> 1 mg/l) ggf. mittels A-Kohle Filtration oder Umkehrosmose dieser THM-Gehalt gesenkt werden.

Das Kochen ist ebendfalls eine Methode der Desinfektion, dies ist jedoch ein energieintensiver Prozess, bei dem andere Wasserinhaltsstoffe aufkonzentriert werden.

Es gibt weitere Methoden der Wasserdesinfektion:

  • UV-Desinfektion ist eine saubere Methode, es entstehen keine Desinfektionsnebenprodukte, es gibt keine Geruchs- und Geschmacksbeeinträchtigungen. Dieses Verfahren ist gegenüber Bakterien wirkungsvoll, Parasiten-Dauerformen werden aber nicht inaktiviert. Prozozoen werden nur mit Filtern < 5 µm eliminiert. In der Regel werden UV-Systeme mit Detektoren ausgestattet, die ein Signal geben, wenn die Strahlungsleistung der Lampe nicht mehr für eine sichere Desinfektion ausreicht. Dies passiert auch dann, wenn Verunreinigungen oder Bewuchs die Strahler abdeckt (Algen, Sediment). Teflonbehälter anstelle von Quarzbehältern verringern dieses Problem.
  • Ozon ist ein sehr starkes oxidierendes Gas und wirkt bereits nach kürzeren Kontaktzeiten als Chlor. Im Wasser wird O3 zu O2 und zu O - zerlegt, dabei werden organische Inhaltsstoffe oxidiert. Der Nachweis der Wirkung ist schwieriger, Geruchs- und Geschmacksprobleme treten nicht auf. Zur sicheren Dosierung werden elektronisch arbeitende Systeme angeboten, die jedoch für den privaten und Kleinverbraucher noch nicht erschwinglich sind.
  • Der Einsatz von Iod zur Trinkwasserdesinfektion ist ein weiteres Verfahren. Es wirkt gegen Bakterien und hinterlässt keine Geruchs- und Geschmacksprobleme. Die Verfügbarkeit von Iod ist aber relativ schlecht, darüber hinaus sind die Kosten höher. Die Wirksamkeit ist geringer. Die Tendenz zur THM-Bildung ist ebenfalls schwächer ausgeprägt. Physiologische Effekte des längeren Gebrauches des Iods, besonders auf Kinder, sind umstritten.