Osmose im Aquarium – Osmoseanlagen

Inhaltsverzeichnis

Definition Osmose

Umkehrosmoseanlage

Osmoseanlage
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Im Prinzip ist eine Umkehrosmoseanlage ein sehr feiner Filter. Mit einem bestimmten Mindestwasserdruck, meistens 4 bar, wird Leitungswasser gegen die Osmosemembran gedrückt. Die Membran lässt fast nur Wassermoleküle durch und hält alle im Wasser gelösten Teilchen, also Ionen, Moleküle usw. zurück, die größer sind als Wasser H2O. Etwa 95 % aller anderen Inhaltsstoffe im Wasser werden zurückgehalten.

Um das Wasser grob vorzureinigen befindet sich vor der Osmosemembran ein Feinfilter. Wenn das Leitungswasser gechlort wird, sollte zusätzlich zum Feinfilter ein Aktivkohlefilter verwendet werden, weil die Membran sonst zerstört werden kann.

Damit die Membran nicht nach kurzer Zeit verstopft, muss sie regelmäßig vor und nach dem Betrieb gespült werden. Eine Osmoseanlage hat einen Ausgang für das Reinstwasser und einen Ausgang für das Abwasser. Eine Osmoseanlage wird so eingestellt, dass für die Erzeugung von 1 Liter Reinstwasser 4 Liter Abwasser anfallen. Es werden also insgesamt 5 Liter Wasser benötigt, um 1 Liter Osmosewasser zu erzeugen.

Osmoseanlagen werden an einen Waschmaschinenanschluss oder einen normalen Wasserhahn angeschlossen.

In der Aquaristik werden Osmoseanlagen verwendet, wenn

  • das Leitungswasser für die Fische ist zu hart ist
  • das Leitungswasser zu belastet ist mit Schadstoffen, z. B. Kupfer, Nitrat, Phosphat usw.

Etwa 95 % der Schadstoffe werden zurückgehalten. Anschließend kann das Wasser an die Ansprüche der Fische angepasst werden. Es kann z. B. weiches Wasser für Rote Neons erzeugt werden. Bei Meerwasser kann der Salzgehalt besser eingestellt werden.

Entscheidend für die Anschaffung einer Osmoseanlage ist oft schon der Nitratwert, der in deutschem Trinkwasser oft Werte erreicht, bei denen ein Wasserwechsel mit diesem Trinkwasser fast sinnlos ist.

Das erzeugte Wasser wird meistens nicht direkt in das Aquarium gefüllt, sondern in geeigneten Behältern? zwischengelagert und falls notwendig aufbereitet.

Meistens reicht eine einfache No-Name Anlage aus, die günstig erhältlich ist. Je nach Wasserdruck erzeugen solche Anlagen zwischen 90 und 120 Liter Osmosewasser am Tag. Preiswerte Anlagen kosten ca. 100 €.

Anbieter sind z. B. Zajac oder evtl. eine günstige Zoohandlung. Auch teure Anlagen arbeiten nach dem selben Prinzip und erzeugen kein besseres Wasser. Nur wenn mehr Wasser pro Tag benötigt wird, sind Anlagen mit entsprechend leistungsfähigen Membranen notwendig, die entsprechend teurer sind.

Die Installation einer Osmoseanlage ist einfach. Benötigt wird ein möglichst sonst nicht verwendeter Wasseranschluss und ein Wasserabfluss, weil nur ein Teil des Leitungswassers genutzt wird. Weil eine Osmoseanlage mit hohem Druck arbeitet, sollten nur die mitgelieferten Schläuche verwendet werden.

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Der Unterschied zwischen Osmosewasser und destilliertem Wasser

ronymichaud / Pixabay

Um destilliertes Wasser zu erzeugen, wird das Ausgangswassers gekocht. Der entstehende Wasserdampf wird gekühlt.
Osmosewasser wird mit hohem Druck durch einen sehr feinmaschigen, mechanischen Filter gepresst.

Das erzeugte Wasser unterscheidet sich nicht voneinander. Destilliertes Wasser sollte keine Verunreinigungen mehr enthalten. Voraussetzung dafür ist, dass die Destillation richtig gemacht wurde. Meistens wird aber kein Schutzgas etc. verwendet. Echtes destilliertes Wasser gibt es auch wegen der hohen Energiekosten heute kaum noch. Destilliertes Wasser für Autobatterien usw. wird mit Hilfe mehrstufiger Osmoseanlagen oder Ionentauscher gewonnen. Deshalb enthält das handelsübliche, destillierte Wasser wie Osmosewasser noch Fremdstoffe.

Es gibt noch entionisiertes Wasser, das mit Ionentauschern bzw. Vollentsalzern erzeugt wird. Entionisiertes Wasser kann noch organische Substanzen enthalten, während Osmosewasser nur Spuren von anorganischen und organischen Substanzen enthält, die klein genug sind durch die Membran zu schlüpfen.

Für die Verwendung als Aquarienwasser müssen alle diese Wässer erst aufbereitet werden. Dazu wird das erzeugte Wasser mit Aufhärtesalz auf die gewünschte Härte gebracht oder mit Leitungswasser verschnittenen, um die gewünschten Wasserwerte einzustellen.

Eine kurze Geschichte der Umkehrosmose

Osmoseanlagen wurden in den 1960er Jahren entwickelt. Wie bei vielen High-Tech-Produkten war die NASA der Auftraggeber. Die NASA benötigte ein Recyclingsystem für Trinkwasser für bemannte Weltraumflüge.
Heute werden Osmoseanlagen vor Allem in der großtechnischen Meerwasserentsalzung verwendet. Weitere Einsatzbereiche sind:

  • Lebensmittelindustrie zum Aufkonzentrieren von Fruchtsäften
  • Medizin, z. B. bei der Dialyse
  • Abwasser-Recycling, z. B. in galvanischen Betrieben
  • preiswerte Trinkwasseraufbereitung, z. B. Großprojekte in Indien, Brasilien
  • Flaschenwasser-Industrie, vor allem in Mexico und USA durch Pepsi-Cola u.a.

In den USA wird Umkehrosmosewasser in Supermärkten verkauft. Osmosewasser wird in großen Ballons ins Haus geliefert, für die so genannten Watercooler. Diese stehen auch in vielen Büros. Für wenige Cents pro Liter kann man in jedem Supermarkt Umkehrosmosewasser kaufen.

Betrieb einer Osmoseanlage

Osmoseanlage
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Normalerweise wird eine Osmoseanlage in der Nähe eines Wasserhahns an die Wand geschraubt. Im Prinzip könnte die Anlage auch vor und nach Gebrauch jeweils auf- und abgebaut werden. Das ist allerdings umständlich.

Eine Osmoseanlage hat drei Schläuche. Ein Schlauch wird an die Wasserleitung angeschlossen. Es handelt sich in der Regel um einen 3/4 Zoll Anschluss. Das entspricht einem Wasserhahn zum Anschluss einer Waschmaschine. Ist bereits eine Waschmaschine an dem Wasserhahn in Betrieb, kann man diesen Anschluss sehr einfach mit einem T-Stück und einem zusätzlichen Wasserhahn vor dem eigentlichen Waschmaschinenhahn erweitern.

Nach Aufdrehen des Wasserhahns kommt aus einem Schlauch Permeat, d. h. das gefilterte Osmosewasser. Aus dem anderen Schlauch kommt Abwasser. Das Abwasser wird in einen Ausguss geleitet. Dazu wird das entsprechende Schlauchende z. B. in eine Badewanne, Duschwanne oder in ein Wasserbecken gelegt.

Je höher der Leitungsdruck ist, desto schneller arbeitet eine Osmoseanlage und desto günstiger ist das Verhältnis zwischen Abwasser und Osmosewasser. In der Regel arbeiten Osmoseanlagen bei einem Druck von 5 bar optimal.

Der Wasserhahn kann voll geöffnet werden. Notwendig ist das jedoch nicht. Auch bei geringerem Durchfluss baut sich vor der Membran der Leitungsdruck auf. Der Druck steigt nicht, wenn der Wasserhahn weit geöffnet wird. Ein Wasserhahn oder Ventil stellt einen Strömungswiderstand dar. Je kleiner die Strömung ist, desto geringer sind die Verluste. Bei den geringen Wassermengen die durch eine Osmoseanlage fließen, bleiben die Ströme so klein, dass der Strömungswiderstand in fast jeder Stellung des Hahns vernachlässigt werden kann. Ohne Strömungsverluste bleibt das volle Druckpotential erhalten.

Osmoseanlagen werden mit kaltem Wasser betrieben. Die Leistung der Anlage steigt zwar mit der Temperatur, aber die Membran ist temperaturempfindlich. Zu hohe Temperaturen zerstören die Membran. Auch ökologisch und ökonomisch ist es unsinnig, Warmwasser zu verwenden, um schneller Osmosewasser herzustellen.

Die Membran darf nicht austrocknen. Das heißt aber nicht, dass die Anlage ständig laufen muss. Wenn die Schläuche direkt nach dem Gebrauch der Anlage hochgebunden werden, bleibt immer Wasser in der Anlage. Bei gängigen Anlagen sind die Schläuche oben angebracht, so dass die Anlage nie vollständig leerlaufen kann. Die beiden Schläuche können auch mit einem Schlauch mit größerem Durchmesser verbunden werden. Das System ist dann vollständig abgeschlossen. Die Schläuche dürfen so aber nur im drucklosen Zustand verbunden werden.
Die Schläuche können auch mit Ventilen abgedichtet werden, wie sie normalerweise für die Luftschläuche verwendet werden.
Sicherheitshalber sollte die Anlage einmal im Monat in Betrieb genommen werden. Die Anlage kann auch in einer Schüssel liegend aufbewahrt werden, damit sie nicht leerläuft.

Die Anlage läuft nur, wenn wirklich Osmosewasser hergestellt werden soll.

Wenn der Durchfluss merklich nachlässt, muss der Vorfilter gewechselt werden. Ein evtl. vorhandener Kohlefilter wird nach ca. 6 Monaten ausgewechselt.

Wartungsarbeiten sind nicht notwendig. Nur die Membran muss vor und nach Gebrauch gespült werden. Dazu wird das Spülventil vollständig aufgedreht. Nach dem Spülen wird das Ventil ohne Kraftaufwand zugedreht.

Das Restwasser sollte nicht wieder in den Vorfilter geleitet werden. Im Restwasser sind die Stoffe, die im Aquarium nicht gewünscht werden. Wenn zuviel dieser Stoffe im Wasser ist, verstopft die Membran.

Stromkosten entstehen nicht. Die Wasserkosten sind regional unterschiedlich. Berücksichtigt werden muss, dass die 3- bis 4-fache Menge Abwasser bzw. Restwasser für die gewünschte Menge Osmosewasser anfällt. Wenn die Möglichkeit besteht, kann auch Abwasser und Regenwasser verwendet werden. Das Wasser muss in einem Fass gesammelt und mit einer Druckerhöhungspumpe zur Osmoseanlage gepumpt werden.

Osmosewasser kann getrunken und als Kaffee- oder Teewasser genutzt werden. Um evtl. vorhandene Bakterien abzutöten, sollte das Wasser kurz aufgekocht werden. Mit der Nahrung werden normalerweise genug Mineralien aufgenommen, wenn man sich gesund ernährt. Nur bei starker körperlicher Belastung werden die ausgeschwitzten Mineralien schneller über Flüssigkeiten aufgenommen.

Verbrauchsmaterialien sind die Membran, der Feinfilter und falls vorhanden der Aktivkohlefilter.

Osmoseanlagen können bei regelmäßigem Spülen und Wechseln von Vorfilter und Kohlefilter 6 Jahre und mehr halten.

Betriebskosten einer Osmoseanlage

Laufende Kosten einer Osmoseanlage sind:

  • Kosten für Spülwasser
  • Kosten für Osmosewasser
  • Kosten für Abwasser
  • Kosten für Kohlefilter
  • Kosten für Vor- bzw. Feinfilter

Beispielrechnung:

  • Es werden 200 Liter Osmosewasser im Monat benötigt.
  • Die Anlage arbeitet mit 20 % Effizienz.
  • Es werden 1000 Liter = 1 m3 Wasser im Monat benötigt.
  • Gespült wird 15 Minuten alle 2 Wochen.
  • Es werden 100 Liter Spülwasser im Monat benötigt.
  • Es werden 1,1 m3 Wasser monatlich benötigt.
  • Bei einem Preis von 2,90 € je 1 m^3 Wasser inklusive Abwasser fallen 3,19 € Wasserkosten monatlich an.
  • Falls benötigt, wird alle 6 Monate ein neuer Kohlefilter benötigt für ca. 25 €.
  • Alle 2 Jahre wird ein neuer Feinfilter benötigt für ca. 25 €.
  • An Materialkosten für die Filter fallen monatlich 5,20 € an.
  • Die monatlichen Gesamtkosten betragen 8,39 €.

Als Vergleich die entsprechenden Kosten für einen Ionenaustauscher mit 16.000 Härtelitern Kapazität und einem Ausgangswasser mit 16 °dGH:

  • Der Ionentauscher hat eine Ausbeute von 1000 Liter vollentsalztem Wasser, bevor er regeneriert werden muss.
  • 200 l Wasser im Monat kosten 0,58 €, bei einem Preis von 2,90 € je 1 m3 inklusive Abwasser.
  • Alle 5 Monate werden 1,75 Liter technische Salzsäure für 6,08 €, 280 Gramm Ätznatronplätzchen für ca 1,82 € und ca. 101 Liter Wasser zum Spülen und Ansetzen der Regenerierlösungen benötigt.
  • Die Regenerierlösungen werden aufgefangen, durch Zusammenschütten neutralisiert und in den Ausguss geschüttet.
  • Die Regenerierung kostet also alle 5 Monate inklusive Wasser 8,19 €.
  • Die monatlichen Kosten betragen ca. 3,16 €, wenn die Wasserkosten aus den Regenerierkosten herausgerechnet werden.
OsmoseanlageIonentauscher
Wasserbrauch:1100 Liter220 Liter
sonstige Kosten:5,20 €1,08 €

Allerdings beträgt die Wasserhärte nicht überall 16 °dGH. Weder das Wasser aus der Osmoseanlage noch das Wasser aus dem Ionentauscher wird unverschnitten verwendet, so dass die Kosten etwas niedriger liegen.

Einfahren einer Osmoseanlage

In den ersten etwa 24 Stunden Betriebszeit erzeugen neue Osmoseanlagen mehr Abwasser und weniger Osmosewasser als in den Betriebsanleitungen angegeben wird. Die Ursache ist nicht, dass das Ventil nicht fest genug zugedreht wurde.
Erst nach ca. 24 Stunden oder wenn die Anlage 3 bis 4 Mal in Betrieb genommen wurde, wird ein Verhältnis von 4:1 Abwasser zu Osmosewasser erreicht.

Die genaue Einfahrzeit kann je nach Anlage, Temperatur und Wasserdruck unterschiedlich sein.

Haltbarkeit von Osmoseanlagen

Bei guter Pflege, d. h. regelmäßigem Spülen, Einsatz eines Feinfilters, falls notwendig Verwendung eines Aktivkohlefilters und Betrieb mit Trinkwasser halten Osmoseanlagen viele Jahre.

Wenn die Anlage im Dauerbetrieb läuft, muss nach jeweils 24 bis 48 Stunden manuell gespült werden, wenn kein automatisches Spülventil vorhanden ist. Automatische Spülventile aus dem Aquaristikhandel kosten ca. 200 Euro.

Wenn stündlich kurz gespült wird, kann das Permeat/Konzentrat-Verhältnis niedrig sein. Evtl. kann so Wasser gespart werden. Für den Preis eines Spülventils gibt es aber viele Kubikmeter Wasser oder zwei Ersatzmembranen, je nach Anlage.

Wann muss die Membran ausgetauscht werden?

Die Membran ist verblockt und muss ausgetauscht werden, wenn merklich weniger Permeat produziert wird. Verblocken kann die Membran durch Kalzium und Magnesiumkarbonat, wenn zu wenig gespült wird oder durch einen durchgebrochenen Feinfilter.

Wenn der Leitwert ansteigt hat die Membran ein Loch, evtl. durch Chlorfraß oder so genanntes Fouling. Die Membran muss dann ebenfalls ersetzt werden.

Das Osmosewasser sollte etwa 5 % des Leitwerts des Ausgangswassers haben, weil die Rückhalterate von Osmoseanlagen etwa 95 % beträgt. Wenn kein Leitwertmessgerät zur Verfügung steht, kann auch die Gesamthärte gemessen und verglichen werden.

Osmosewasser direkt ins Aquarium einfüllen

Wenn die Menge Osmosewasser im Verhältnis zum Aquarienvolumen nicht zu groß ist, kann Osmosewasser direkt in das Aquarium gefüllt werden.

Beim Einfüllen entstehen Turbulenzen durch die eine gute Durchmischung des neuen Wassers mit dem alten Wassers stattfindet. Danach noch evtl. bestehende Unterschiede werden durch die bestehende Bewegung im Aquarium durch Wärmeströmung, Filtereinlauf und Filterauslauf schnell ausgeglichen. Damit sich das Wasser möglichst schnell vermischt, kann es über einen Schlauch am Filterauslauf eingelassen werden.

Bei sehr hartem Wasser wirkt sich das Einleiten von Osmosewasser anders aus als bei einem Aquarium mit Weichwasser.

Bei 10 Liter Osmosewasser auf ca. 70 Liter Aquarienwasser verringern sich GH, KH und der Leitwert um ca. 1/8. Die Karbonathärte z. B. von KH 10 auf KH 8,75. Weil das nicht sehr viel ist, kann bei solchen Verhältnissen das Osmosewasser relativ zügig eingefüllt werden. Größere Mengen Osmosewasser stressen die Fische mehr. Das Osmosewasser sollte dann langsamer, wie beim Gewöhnen der Fische an das Aquarienwasser nach dem Kauf, eingefüllt werden.

Direkt auf ein Pflanzenblatt sollte das Osmosewasser vorsichtshalber nicht geleitet werden. Pflanzen reagieren auf jede Absenkung von Härte bzw. Leitwert. Bei größeren Änderungen können z. B. Vallisnerien und Didiplis diandra das Wachstum vorübergehend einstellen oder teilweise eingehen. Cryptocorynen verlieren meistens alle Blätter oder gehen ganz ein.

Wenn durch Einleiten von reinem Osmosewasser die Härte des Aquarienwassers gesenkt werden soll und empfindliche Pflanzen wie Cryptocorynen gepflegt werden, ist es besser, die Absenkung in einem Schritt mit einem großen Wasserwechsel oder mehreren kleineren Wasserwechseln innerhalb von 1 bis 2 Tagen durchzuführen. Meistens treiben Cryptocorynen später wieder aus. Mehrfaches Absenken überstehen diese Pflanzen evtl. nicht.

Verlängerung (Schläuche) für Osmoseanlagen

Um das Osmosewasser oder das Restwasser in einem Behälter zu sammeln oder direkt den Garten zu gießen, kann es notwendig sein, die Schläuche zu verlängern.

Die Schläuche einer Osmoseanlage können beliebig verlängert werden. Völlig problemlos ist die Verlängerung der Schläuche, wenn ein leichtes Gefälle vorhanden ist. Auch kleinere Höhenunterschiede können überwunden werden.

Ein Höhenunterschied von jeweils 10 Meter ergibt unabhängig vom Durchmesser des Schlauchs einen Druckunterschied von 1 bar. Wenn das Wasser z. B. mit 5 bar aus der Leitung kommt, ist bei einem Höhenunterschied nach oben von 10 Metern an der Spülwasserseite ein Druckverlust von -1 bar wirksam. Dieser Druckverlust wirkt sich im Verhältnis von rund 4 : 1 auch auf die Permeatmenge aus. Im Normalfall, also bei einem Höhenunterschied von z. B. 2 m, ist kein Unterschied messbar.

Wenn der Schlauch zwischen Wasserhahn und Osmoseanlage verlängert werden soll, muss auf jeden Fall ein druckfester Schlauch verwendet werden. Nicht druckfeste Schläuche platzen schnell. Es können z. B. Gartenschläuche verwendet werden. Der Druckverlust bleibt dann gering. Aus Gründen der Berstsicherheit sollten Schläuche der besten Qualität verwendet werden.
Die abgehenden Schläuche können mit normalen Luftschläuchen aus dem Aquaristikhandel verlängert werden.

Die Osmoseanlage kann auch weiter entfernt vom Wasserhahn aufgebaut werden. Wasserhahn und Osmoseanlage werden mit einem normalen Gartenschlauch mit Gartenanschlüssen verbunden.
Je nach Länge kann der Schlauch auch verwendet werden, um das Wasser in die Aquarien zu pumpen. Mit einer Tauchpumpe aus dem Baumarkt wird das Wasser aus dem Aufbewahrungsbehälter in das Aquarium gepumpt.

Mit einem Gartenanschluss kann auch das Abwasser der Osmoseanlage zum Bewässern von Gartenpflanzen etc. verwendet werden.

Spülung bei Osmoanlagen

Die meisten Osmoseanlagen haben am Auslauf einen Hahn oder Drehknopf. Das ist das Spülventil. Das Spülventil reguliert auch die Konzentration des Osmosewassers.
Zum Spülen wird das Ventil aufgedreht, danach wieder zugedreht. Das Ventil wird handfest zugedreht, d. h. es wird keine Kraft aufgewendet um das Ventil ganz zu schließen. Es sollte immer noch so weit offen sein, dass das übliche Verhältnis von 1 : 4 von Osmosewasser zu Abwasser erreicht wird.

Eine Osmoseanlage sollte 15 Minuten vor dem Betrieb und 2 Minuten nach dem Betrieb gespült werden. Beim Spülen wird die Membran im Gehäuse kräftig umspült. Dadurch wird abgelagerter Schmutz aus der Anlage entfernt. Spülen nach Betrieb sorgt zusätzlich dafür, dass die Membran nicht längere Zeit in Restwasser steht.
Nach längeren Pausen wird die Anlage durch das Spülen luftfrei gemacht, alle Teile werden gut benetzt und der Fluss durch die Membran wird eingeleitet.

Es gibt noch viele andere Empfehlungen, wie gespült werden soll. Diese hängen meistens davon ab, wie oft die Osmoseanlage benutzt wird. Langes Vorspülen ist z. B. nur dann sinnvoll, wenn die Anlage nicht ständig in Betrieb ist. Deshalb spülen einige Aquarianer, die ihre Anlage täglich benötigen, nur 2 Minuten nach Gebrauch der Anlage und nur alle 1 bis 2 Wochen 15 Minuten vor Gebrauch der Anlage. Andere Spülen auch vor Gebrauch nur 1 Minute usw.
Im Zweifel sollten die Angaben des Herstellers beachtet werden.

Wie viel Wasser während des Spülvorgangs verbraucht wird, hängt vom Druck des Leitungswassers und evtl. von der Bauart der Anlage ab. Ein Anhaltspunkt sind etwa 75 Liter in 15 Minuten. Um die genaue Menge zu messen, wird die Zeit gestoppt, in der ein Behälter mit einem Liter Wasser gefüllt ist und man rechnet dann auf 15 Minuten hoch.

Einige Anlagen haben kein Spülventil, z. B. Anlagen von Osmosys, Rondex und JBL. Solche Anlagen haben in der Regel ein fest eingestelltes Ventil. Das Ventil lässt mehr Wasser ablaufen als notwendig ist. Es wird während des Betriebs mehr Schmutz abgespült, dafür ist das Verhältnis zwischen Osmosewasser und Restwasser ungünstiger. Um solche Anlagen richtig zu spülen, muss das eingebaute Ventil ausgebaut werden.

Die meisten Aquarianer bevorzugen Anlagen mit Spülventil.

Osmoseanlagen hintereinander verwenden

Um Wasser zu sparen kann das Abwasser einer Osmoseanlage einer weiteren Osmoseanlage zugeführt werden.

Das Spülventil der ersten Anlage wird voll aufgedreht. Die hintere Anlage bestimmt das Verhältnis zwischen Osmosewasser und auch der ersten Anlage. Das Spülventil der hinteren Anlage sollte deshalb so eingestellt werden, dass das Verhältnis für beide Anlagen nicht ungünstiger ist als von den Herstellern jeweils empfohlen. Notfalls wird die Reihenfolge der Anlagen getauscht und die schwächere Anlage nach vorne gesetzt.

Am Besten werden 2 Anlagen mit einem Verhältnis 4 : 1 verwendet, die beide die gleiche Menge Osmosewasser am Tag erzeugen.
Aus der ersten Anlage kommen 20 % Wasser als Permeat heraus. Die 80 % Restwasser laufen in die zweite Anlage. Aus der zweiten Anlage kommen wieder 20 % als Osmosewasser. Auf die Gesamtmenge Wasser bezogen sind das 16 %. Insgesamt werden so 36 % Permeat und 64 % Abwasser erzeugt.
Das Osmosewasser der hinteren Anlage ist etwas salzhaltiger als das Permeat der vorderen Anlage. Deshalb wird ggf. etwas mehr Permeat benötigt, z. B. zum Verdünnen.

In der Praxis erzeugt die hintere Anlage etwas weniger Osmosewasser als die erste Anlage. Im Prinzip kann eine 3. Anlage nachgeschaltet werden, um das Verhältnis zwischen Permeat und Abwasser weiter zu verbessern. Der Wasserdruck darf nicht zu niedrig und das Leitungswasser nicht zu hart sein. Alternativ wird nur eine Anlage verwendet und das Restwasser im Kreislauf wieder in die Anlage gespeist.

Angeblich geht das Verfahren nur bis zu einer Karbonathärte von ca. 50 kH im Abwasser.

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Düngung mit Osmosewasser anders als bei Leitungswasser

Durch eine Osmoseanlage werden fast alle Verunreinigungen im Wasser entfernt. Damit werden auch Düngestoffe entfernt, die im Leitungswasser sind. Selbst wenn das Osmosewasser mit Leitungswasser verschnitten wird, wird nur ein Teil der Stoffe wieder zugefügt. Bei einem 2/3 – 1/3 Verschnitt wird z. B. nur 1/3 der Düngestoffe wieder hinzugefügt.

Im Leitungswasser sind aber in der Regel nur so wenig Düngestoffe, dass das Herausfiltern keinen Unterschied macht. Wenn zudem das Wasser noch mit Leitungswasser vermischt wird, um einen gewissen Mineraliengehalt zu erhalten, ändert sich nicht viel am Wasser. Nur der Salzgehalt insgesamt wird gesenkt.

Osmosewasser und verschnittenes Wasser wird deshalb wie Leitungswasser auch mit einem guten Volldünger gedüngt, der sowieso benutzt werden sollte. Der Eisengehalt wird als Messkriterium genommen und durch Zugabe von Dünger zwischen 0,05 – 0,1mg/l gehalten. Dies ist vom Wasser unabhängig.
Der Eisengehalt kann mit einem guten Eisentest hin und wieder überwacht werden.

Wenn die ausgefilterten Salze und Mineralien wieder hinzugefügt würden, würde das Wasser wieder härter. Das ist aber in der Regel nicht der Sinn der Osmose.

Drosselung von Osmoseanlagen

Wenn eine Osmoseanlage am Tag mehr Osmosewasser herstellt als benötigt wird, kann eine Drosselung notwendig sein, z. B. wenn niemand die Anlage abstellen kann.

Die einfachste Möglichkeit ist, den Wasserhahn entsprechend weit zuzudrehen. Die Stellung des Wasserhahns hat keinen Einfluss auf den Wasserdruck vor der Membran. Der Hahn muss nur soweit geöffnet werden, dass die Anlage genug Wasser bekommt. Im Zweifel kann ein Druckmesser eingebaut werden.

Wem dies zu unsicher ist, kann man eine aufwändigere Möglichkeit versuchen. Dabei wird die Anlage mit einer Zeitschaltuhr und einem Magnetventil so gesteuert, dass sie nur ein paar Stunden am Tag läuft.

Eine andere Idee besteht darin, einen Wassertimer z. B. von Gardena zu verwenden, der direkt an den Wasserhahn angeschlossen wird. Praktische Erfahrungen damit sind aber nicht bekannt.

Osmose-Membranen

Es gibt nur einige wenige Hersteller von Membranen für Osmoseanlagen. Auf vielen Membranen wird ein Hersteller in den USA angegeben.

Die Membranen für die Anlagen von Zajac werden von der Firma Rowa hergestellt. Vermutlich sind alle blauen Membranen von Rowa.

Warum die Membran nicht austrocknen darf

Neue Membranen werden mit einem Konservierungs- oder Desinfektionsmittel behandelt. Sie müssen deshalb vor Gebrauch gründlich ausgespült werden.

Nach dem erstmaligen Betrieb darf die Membran nicht mehr trockenlaufen, weil die im Wasser gelösten Salze sonst auskristallisieren und die Membran verstopfen.

Woran man eine defekte Membran erkennt

Wenn die Wasserhärte gegen Null geht und das Verhältnis zwischen Ab- und Osmosewasser etwa 4 : 1 beträgt, ist die Membran einer Osmoseanlage in Ordnung.

Wenn die Härte nicht mehr ausreichend gesenkt wird, ist die Membran zerfressen. Wenn der Wasserdurchsatz oder die Wasserausbeute zu gering ist, ist die Membran zumindest teilweise verblockt. Die Menge des Osmosewassers sollte ungefähr gleich den Herstellerangaben sein. Eine etwas niedrigere Ausbeute ist normal, weil die Angaben der Hersteller von optimistischen Voraussetzungen ausgehen. Die tatsächliche Ausbeute hängt jedoch von der Temperatur und dem Leitungswasserdruck ab.

Regeneration von Membranen

Eine zugesetzte Membran kann mit 5 – 10 iger Salzsäure HCI regeneriert werden. Zitronensäure ist besser, weil sie zusätzlich zur Säurefunktion noch ein ganz passabler Chelator für Kalzium ist.

Die Anlage wird etwa 1 Stunde lang aus einem Behälter, z. B. einem Eimer, gespült. Dazu wird eine Pumpe mit möglichst hohem Durchsatz benötigt, die die Säure durch die Membran drückt. Permeat und Konzentrat werden in den Behälter zurückgeführt. Das Spülwasser wird leicht grünlich und warm. Nach dem Spülen mit Säure wird das Spülventil an der Anlage so weit wie möglich aufgedreht und die Anlage mindestens 20 Minuten kräftig mit Wasser gespült. Danach kann wieder Osmosewasser entnommen werden.

Wie lange eine Regeneration dauert und wie oft regeneriert werden kann, ist unbekannt.

Warum eine Osmoseanlage trotz regelmäßiger Spülung stinken kann

Manchmal tritt bei einer Osmoseanlage trotz regelmäßiger Spülung ein unangenehmer Geruch auf, wenn sie nach einer Ruhepause in Betrieb genommen wird. Auch wenn die Anlage nicht trockengefallen ist. Ursache sind vermutlich Faulgase, die sich in der Ruhezeit aus Rückständen im Vorfilter oder in einem evtl. vorhandenen Kohlefilter bilden können. Nach dem Spülen verschwindet der Geruch. Die Wasserqualität wird normalerweise nicht beeinträchtigt.

Osmoseanlage mit Regenwasser betreiben

Wenn genug Regenwasser zur Verfügung steht, kann im Prinzip Regenwasser verwendet werden, um Osmosewasser zu erzeugen.

Dazu werden z. B. zwei Regentonnen mit 200 Liter Inhalt aufgestellt. In die erste Tonne wird das Regenwasser geleitet. Weil in Dachrinnen viel Schmutz liegt, sollte das Wasser vorher durch einen Filter laufen.

Mit einem Hauswasserwerk wird das Regenwasser in die Osmoseanlage gedrückt. Ein Hauswasserwerk oder eine Druckerhöhungspumpe wird benötigt, um den erforderlichen Druck zu erzeugen, damit das Wasser durch die Membran gepresst werden kann. Das Osmosewasser wird in der zweiten Tonne gesammelt. Das Abwasser wird wieder in die erste Tonne geleitet.

Weil das Wasser mehrfach durch die Anlage läuft, werden für z. B. 50 Liter Osmosewasser deutlich weniger als 250 Liter Regenwasser benötigt.

Das Verfahren kann analog auch mit Leitungswasser angewendet werden. Nach einem Bericht werden so mit 200 Liter Leitungswasser 150 Liter Osmosewasser erzeugt. Angeblich kann das Restwasser nur so lange weiterverwendet werden, bis die Karbonathärte etwa 50 kH beträgt.

Restwasser aus Osmoseanlagen

Blumengießen

Mit dem Restwasser können Pflanzen gegossen werden, die nicht gegen Kalk empfindlich sind. Rasen kann z. B. mit dem Restwasser gegossen werden. Rhododendren und Azaleen nicht, weil das Wasser zu kalkhaltig ist.

Toilettenspülung

Das Restwasser kann zur Wasserspülung benutzt werden. Im einfachsten Fall wird das Restwasser in Kanistern gesammelt und bei Bedarf von Hand in die Toilette geschüttet. Komfortabler ist eine automatische Lösung. In den Zulauf der Osmoseanlage wird ein Magnetventil gesetzt. Das Restwasser wird mit einem Schlauch in den Spülkasten der Toilette geleitet. In den Spülkasten und den Kanister für das Osmosewasser wird jeweils ein Füllhöhenschalter gesetzt, mit denen das Magnetventil an- bzw. ausgeschaltet wird.

Wasserleitungsdruck beachten

Bru-nO / Pixabay

Wenn die Osmoseanlage deutlich mehr Osmosewasser erzeugt als vom Hersteller angegeben, sollte zuerst geprüft werden, ob das Durchflussverhältnis von Abwasser zu Osmosewasser 4 : 1 oder weniger beträgt. Wenn z. B. durch zu starkes Schließen des Spülventils weniger als 4 : 1 eingestellt ist, wird zuviel Druck auf die Membran ausgeübt und die Poren verstopfen schneller als notwendig.

Das Verhältnis zwischen Permeat und Retentat, also zwischen Osmosewasser und Abwasser, bestimmt neben dem Ausgangswasser maßgeblich die Lebensdauer.

Wenn wesentlich weniger Osmosewasser erzeugt wird als vom Hersteller angegeben, ist evtl. der Leitungsdruck zu niedrig. Der Mindestdruck für Osmoseanlagen ist 4 bar. Bei z. B. 2 bar ist der Druck nicht ausreichend um die Membran zu durchdringen. Bei zu geringem Leitungsdruck kann die Membran zu schnell verstopfen. Vor allem Kalk ist gefährlich.

Wenn der Wasserdruck zu niedrig ist, kann eine Druckpumpe vorgeschaltet werden. z. B. eine Shurflo 8000. Eine Osmoseanlage benötigt keine große Wassermenge, sondern einen bestimmten Wasserdruck. Wenn eine Pumpe zur Druckerhöhung verwendet wird, kann das Abwasser auch aufgefangen werden und mehrmals durch die Anlage gepumpt werden.

Eine mögliche Fehlerquelle bei zu viel Restwasser ist auch ein aufgedrehtes Spülventil.

Darf der Wasserdruck höher sein als in der Bedienungsanleitung

Normalerweise sind technische Umkehrosmoseanlagen für wesentlich höhere Drücke konstruiert als in Bedienungsanleitungen angegeben wird und halten diese höheren Drücke dementsprechend auch aus. Professionelle Anlagen werden mit Drücken bis zu 100 bar betrieben. Anlagen für die Aquaristik sollen für Drücke zwischen 3 und 10 bar ausgelegt sein.

Je höher der Druck ist, desto besser ist bei gleicher Membran und gleichem Ausgangswasser das Verhältnis zwischen Ausgangswasser und Permeat und die Stundenleistung der Anlage. Ursache ist die physikalische Arbeitsweise einer Osmoseanlage, bei der mit hydrostatischem Druck gegen osmotischen Druck gearbeitet wird.

Anlagen der Firma Dennerle halten nach einem Bericht z. B. einen Druck von 11 bar aus.

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Überlaufen des Aufbewahrungsbehälters für Osmosewasser verhindern

Benötigt wird ein Magnetventil, das elektrisch mit einem Schwimmerschalter gekoppelt ist. Das Ventil muss sich im Wasserzulauf der Osmoseanlage befinden, nicht im Ablauf.

Der Fühler im Schwimmschalter merkt, wenn der Wasserstand z. B. bis 5 Zentimeter unter den Behälterrand reicht. Der Schwimmschalter schließt das Magnetventil und der Wasserzufluss zur Osmoseanlage wird unterbrochen.

Geeignet sind Wasserstandsmelder der Fa. Ruf (elektrotechnische Fabrik) aus Mannheim. Typ: HR-001. Die Schaltleistung beträgt 4 Ampere. Weil ein Magnetventil nicht mehr als max. 2 A benötigt, sind keine Hilfsrelais notwendig.
Geeignete Schwimmschalter gibt es auch bei Conrad Electronic.

Das Magnetventil muss einen Magnetkern und eine Gleithülse aus nicht rostendem VA haben, um Rostbildung etc. zu vermeiden. Dieses VA macht die Ventile relativ teuer.

Magnetventile zur CO2-Nachtabschaltung können verwendet, wenn sie laut Herstellerangaben zur Steuerung von Wasser geeignet sein.

Vor dem Magnetventil sollte ein Wasserfilter installiert werden. Sonst können Rostpartikel aus der Wasserleitung den Magnetkolben blockieren.

Benötigt eine Osmoseanlage kaltes oder warmes Leitungswasser?

Osmoseanlagen werden mit kaltem Leitungswasser betrieben. Warmes Wasser ist evtl. kalkhaltiger und teurer als kaltes Wasser. Mit warmem Wasser wird zwar etwas mehr Osmosewasser erzeugt, der Unterschied ist aber meistens nicht so groß, dass sich die Mehrkosten für warmes Wasser lohnen.

Warmes Wasser verbessert die Filterwirkung bzw. das Rückhaltevermögen einer Osmoseanlage nur geringfügig. Der Durchsatz der Anlage steigt merkbar, weil sich die Poren der Membranen sich mit zunehmender Temperatur weiten.

Bei einer kleinen HW25 kann das z. B. ca. 10 Liter pro Tag für jeweils 5° Temperaturerhöhung ausmachen. Die Herstellung des Osmosewassers geht also schneller.

Warum eine Osmoseanlage nur einen Teil der unerwünschten Stoffe ausfiltert

Durch die Erweiterung der Poren bei höherer Wassertemperatur kommen nicht mehr Schadstoffe durch die Membran. Organische Moleküle, z. B. Pestizide, sind sehr viel größer als die Wasserionen. Die im Wasser enthaltenen Ionen, z. B. Na+, Cl-, Ca++, sind zwar viel kleiner als Wasser, aber sie sind von einer Hydrathülle aus mehreren Wassermolekülen umgeben. Die Hülle ist relativ fest an das Ion gebunden. Die Ionen mit der Hülle sind ebenfalls viel größer als ein einzelnes Wassermolekül und passen nicht durch die Membran. Weil die Verbindung mit der Hydrathülle energetisch ein günstiger Zustand ist, kann die Hülle nicht leicht abgestreift werden. Das gelingt nur durch Tricks in den Ionenkanälen von Zellmembranen.

Trotzdem werden nicht alle Stoffe vollständig aus dem Wasser gefiltert.

Die Hydrathülle ist nicht starr, sondern kann sich verformen. Sie ist deshalb nicht mit einer Kugel vergleichbar, die entweder durch ein Loch rutscht oder nicht. Die Hülle gleicht eher einem Schaumstoffball. Bis zu einer bestimmten Grenze kann ein Schaumstoffball durch ein kleineres Loch gepresst werden.
Das gelingt aber nur, wenn Energie zum Pressen aufgewendet wird.
Welche Stoffe durch die Membran rutschen, hängt also von verschiedenen Parametern ab, wie der Konzentration des Ions im Leitungswasser, z. B. gibt es bei sehr hohen Nitratwerten einen größeren Schlupf, dem Druck, der Temperatur usw.

Aufhärtung im Aquarium

Osmosewasser muss aufgehärtet werden, damit es im Aquarium verwendet werden kann.

Aufhärten durch:

  • Verwendung von Aufhärtesalz
  • Mischen des Osmosewassers mit Leitungswasser

Vorteile von Aufhärtesalz:

  • Enthält keine Schadstoffe wie Kupfer, Nitrat, Phosphat usw.

Nachteile von Aufhärtesalz:

  • Löst sich schlecht auf.
  • Durch Entmischungsprozesse bei Herstellung und Lagerung ist nicht sichergestellt, dass in jeder Teilmenge die gleichen Bestandteile im jeweils gleichen Verhältnis sind.

Vorteile von Leitungswasser:

  • Ist preisgünstig.
  • An einem Standort ist die Wasserqualität und -zusammensetzung weitgehend stabil.

Nachteile von Leitungswasser:

  • Kann unerwünschte Stoffe enthalten.

Sinn der Osmose ist, die Wasserhärte zu senken. Dass dabei auch Schadstoffe entfernt werden, ist ein angenehmer Nebeneffekt. Wenn das Leitungswasser keine unerwünschten Stoffe enthält und die Osmose nur zum Enthärten des Wassers notwendig ist, kann deshalb Leitungswasser zum Aufhärten verwendet werden. Sonst empfehlen sich Aufhärtesalze. Bei belastetem Wasser würde sonst wieder ein Teil der Schadstoffe in das Aquarienwasser gelangen.

Wenn die Härte des Leitungswassers niedriger ist als die gewünschte Härte, müssen Aufhärtesalze verwendet werden.

Härte im Aquarium senken

solut_rai / Pixabay

Eine Osmoseanlage wird in der Regel angeschafft, um die Härte des Aquarienwassers auf einen bestimmten Zielwert zu verringern. Um diesen Zielwert zum ersten Mal einzustellen, wird am Besten reines Osmosewasser verwendet.

Beim wöchentlichen Wasserwechsel werden etwa 25 % bis 30 % Aquarienwasser durch reines Osmosewasser ersetzt. Das Osmosewasser sollte möglichst langsam in das Aquarium laufen, damit die Umstellung für Fische und Pflanzen nicht zu plötzlich ist.

Trotzdem können empfindliche Pflanzen wie Elodea densa, Alternatheras und Cryptocorynen vorübergehend das Wachstum einstellen oder völlig zusammenbrechen. Empfindlich sind auch Vallisneria spiralis und Nymphaea lotus.

Selbst mit dieser Methode dauert es 2 bis 3 Monate, bis z. B. in einem Aquarium mit 300 Liter Wasser der Gesamthärte 18 das Wasser bis auf die Gesamthärte 3 verringert ist.

Wenn das neu eingefüllte Wasser schon auf die Zielhärte aufgehärtet ist, dauert es noch länger, bis im ganzen Aquarium die Zielhärte erreicht ist.

Wenn empfindliche Fische oder Pflanzen im Aquarium sind, kann die Anpassung über einen längeren Zeitraum gestreckt werden, wenn z. B. jeweils nur 10 % Aquarienwasser durch reines Osmosewasser ersetzt wird. Allerdings gibt es auch Erfahrungen, nach denen problemlos direkt bei einem Wasserwechsel 70 % Wasser durch Osmosewasser ersetzt wurde und die Zielhärte so schnell erreicht wurde. Das Wasser sollte dann aber sehr langsam einfließen. Im Grunde gelten die gleichen Überlegungen, die auch beim Einsetzen neuer Fische gelten.

Aufhärtesalz lösen

Aufhärtesalz trübt vor dem vollständigen Auflösen das Wasser ein, so dass ein leichter Nebel entsteht. Zuerst lösen sich die schnell und leicht löslichen Härtebildner Natriumhydrogenkarbonat und Kaliumhydrogenkarbonat. Kalziumkarbonat löst sich dagegen nur schwer und langsam. Einige Hersteller geben Zitronensäure zu, damit sich die schwer löslichen Karbonate schneller lösen, andere Hersteller verzichten darauf, weil Zitronensäure Nachteile hat und die Zugabe nicht sinnvoll ist.
Wenn CaCO3 verwendet wird, ist CO2 notwendig, damit sich das gesamte Aufhärtesalz löst.

Es muss darauf geachtet werden, dass sich das gesamte Aufhärtesalz vollständig aufgelöst hat, bevor der endgültige KH-Wert gemessen wird. Wenn aufgrund einer scheinbar zu niedrigen Karbonathärte weiter Aufhärtesalz hinzugefügt wird, bevor das schon vorhandene Aufhärtesalz vollständig aufgelöst ist, wird die Karbonathärte nur auf Basis der schnell löslichen Karbonate eingestellt. Wenn sich später das gesamte Salz gelöst hat, ist die Karbonathärte dann höher als gewünscht. Zudem kann es zu erheblichen Schwankungen des pH-Werts kommen.
So wird von einer pH-Wert Änderung von 6,8 auf 8 bei der Aufhärtung von Osmosewasser auf KH 3 mit Duradrakon berichtet. Die tatsächliche Karbonathärte lag nach vollständiger Auflösung zwischen 4 und 5.

Ein solcher pH-Sprung ist unvermeidlich, wenn auf das Ansäuern mit Zitronensäure verzichtet wird. Die HCO3-Salze sind basisch, die Karbonate sogar stark basisch. Natriumhydrogenkarbonat wird zum Beispiel zum Neutralisieren von sauren Lösungen benutzt.

Die Wasseraufbereitung muss deshalb immer außerhalb des Aquariums erfolgen.

Möglichkeiten, das Aufhärtesalz vollständig aufzulösen

  • Vor dem Einfüllen in das Aquarium das Wasser kräftig mit CO2 anreichern. Darauf achten, dass der CO2-Gehalt im Aquarium nach dem Einfüllen nicht zu hoch ist.
  • Mit einem Sodasprudler aus Osmosewasser eine oder mehrere Flaschen Sprudel erzeugen und in das aufzubereitende Wasser schütten. Anschließend umrühren. Wenn dann der pH-Wert noch zu niedrig ist, muss belüftet werden. Im Prinzip könnte Mineralwasser verwendet werden, dieses enthält aber oft zu viel Salz und andere unerwünschte Inhaltsstoffe.

Reihenfolge der Filter

Ein Aktivkohlefilter ist nur notwendig, wenn das Leitungswasser gechlort wird. In Deutschland ist das in der Regel nicht der Fall. Ein Aktivkohlefilter ist deshalb meistens nicht notwendig.

Wenn ein Aktivkohlefilter verwendet wird, wird dieser hinter den Feinfilter gesetzt. Der Feinfilter hält dann Schmutz zurück, der sonst evtl. den Aktivkohlefilter zusetzen könnte. Feinfilter sind normalerweise resistent gegen Chlor.

Fouling

Als Fouling wird die Erosion des Membranmaterials entweder durch Erosion oder durch Bakterien bezeichnet. Die Erosion findet statt, wenn sich auf der Membranfläche z. B. Metallteilchen ablagern und sie dort durch chemische Prozesse zersetzt werden. Auch organisches Material muss von der Membran ferngehalten werden. Je höher der Wasserdruck ist, umso besser ist der Durchsatz und die Spülung in Längsrichtung und umso weniger Material kann sich ablagern.

In den USA wird zusätzlich alles als Fouling bezeichnet, was die Membran zusetzt. Dazu gehören auch die normalen mineralischen Ablagerungen auf den Membranen.

Das Fouling, das die Membran nicht einfach zusetzt, sondern die Membran regelrecht auffrisst trat früher bei Cellulosemembranen auf. Heute werden für die Membranen im aquaristischen Bereich Materialien eingesetzt, bei denen diese Art des Foulings nicht auftritt.

Weil die Anlagen in Deutschland mit Frischwasser betrieben werden, ist das Bakterienwachstum minimal und kann vernachlässigt werden. Anders ist das bei Anlagen, die mit verunreinigtem Wasser oder sogar mit Abwasser betrieben werden.

Neue Membranen sollten deshalb nicht mehr anfällig gegen Bakterien sein. Wenn in der Bedienungsanleitung nicht steht, dass die Membran nach längerer Stilllegung mit bakteriziden Mitteln chemisch behandelt werden muss, ist sie Bakterien gegenüber unempfindlich.

Die heutigen Membranen für die Aquaristik sind in Maßen unempfindlich gegen Chlor und nicht mehr anfällig gegen Bakterien. Die wenigen Stoffe, die sich auf den Membranen absetzen, werden mit der Spülung zum größten Teil beseitigt.

Im industriellen Bereich kann es günstiger sein, die Membranen regelmäßig chemisch zu behandeln als bakterienresistente Membranen zu verwenden. Im Hobbybereich wären Garantieforderungen aufgrund von Falschbehandlungen für die Hersteller zu risikoreich.

Osmosewasser lagern

Die Behälter zur Lagerung des Wassers sollten lebensmittelecht sein, damit keine Stoffe aus dem Material in das Osmosewasser abgegeben werden.

Geeignete Behälter

  • Kanister ab 20 Liter aus dem Campingbedarf, z. B. in Baumärkten
  • Kanister ab 30 Liter aus Brauereien
  • PVC-Regentonnen aus dem Baumarkt, die lebensmittelecht sind. Regentonnen gibt es auch mit Deckel und Hahn.
  • Maischetonnen aus dem Baumarkt. Maischetonnen sind lebensmittelecht, schwarz und haben einen Deckel. In den Deckel kann mit einem heißen Nagel ein kleines Loch für den Schlauch geschmolzen werden.
  • Mostfässer. Mostfässer gibt es auch mit Deckel und Hahn.
  • Alte Aquarien

Nach einiger Zeit können die Wände der Aufbewahrungsbehälter und Teile der Schläuche die lange im Wasser sind glitschig werden. Dabei handelt es sich entweder um Produkte der Kieselsäure im Wasser, oder um Bakterien, die z. B. vom Staub, der in den Behälter fällt, oder von Weichmachern im PVC leben. Worum es sich genau handelt, kann evtl. mit einem Mikroskop festgestellt werden.

Die Schicht ist harmlos und muss nicht entfernt oder gar desinfiziert werden.

Haltbarkeit von Osmosewasser

Osmosewasser kann bei Raumtemperatur beliebig lange gelagert werden. Der Behälter in dem das Wasser aufbewahrt wird, sollte aber 100 % lebensmittelecht sein, damit keine Stoffe an das Wasser abgegeben werden.

Es ist auch möglich während dieser Zeit ein Torfsäckchen in das Wasser zu hängen. Fast alle Weichwasserfische werden durch abgestandenes Osmosewasser mit Wirkstoffen aus dem Torf zum Laichen angeregt.

Osmoseanlage: Aktivkohlefilter als Schutz vor Chlor?

Oft wird empfohlen einen Aktivkohlefilter vor der Osmoseanlage einzusetzen, um die Membranen zu schützen.

Hersteller, die Polysulfon-Membranen verwenden, geben einen Grenzwert von 0,1 mg/l Chlor an, bei dem die Membran keinen Schaden erleidet. Andernfalls muss ein Aktivkohlefilter davorgeschaltet werden.

Gemeint ist dabei das gasförmige Chlor, das sich in Wasser relativ gut löst und deshalb auch in geringen Konzentrationen schon riecht.
Dieses Chlor schadet der Membran. Wenn das Leitungswasser gechlort wird, muss unbedingt ein Aktivkohlefilter vorgeschaltet werden. Danach kann das Wasser durch die Osmoseanlage laufen. Die Aktivkohle wandelt Chlor in Chlorid um. Chlorid ist ein Ion (Cl-) und ein Bestandteil des Kochsalzens (NaCl) und für die Membran harmlos. Es wird von der Membran genauso zurückgehalten (zu ca. 95 %) wie alle anderen Ionen.

Teilweise wird von Herstellern davor gewarnt, dass sich in einem solchen System mit vorgeschalteter Aktivkohle die Aktivkohle durch das Chlor erschöpft und die Membranen dann doch zerstört werden. Als Abhilfe werden chlorunempfindliche Membranen empfohlen. Ein Aktivkohlefilter soll dann hinter die Membran geschaltet werden, um Verunreinigungen zu entfernen, die durch die Membran gelangen.

Allerdings erschöpft sich Aktivkohle nicht durch Chlor. Die Aktivkohle katalysiert die Reaktion von Chlor mit Wasser zu Salzsäure HCl und Sauerstoff. Chlor wird also durch die Kohle in unschädliches Chlorid umgewandelt. Wie jeder Katalysator wird die Kohle dabei nicht verbraucht. Chlor wird nicht absorbiert. Aber nur Stoffe, die absorbiert werden, können die Aktivkohle erschöpfen. Die katalytische Wirkung der Kohle gegenüber Chlor wird auch durch die Absorbtion anderer Stoffe nicht merklich beeinträchtigt.

Aktivkohle setzt sich trotz Vor- bzw. Feinfilter aber durch andere Stoffe als Chlor langsam zu und muss deshalb je nach Wasserdurchsatz nach 1 – 2 Jahren ausgetauscht werden.

  • Der Aktivkohlefilter muss in jedem Fall von Zeit zu Zeit gewechselt werden.
  • Bei vorgeschaltetem Aktivkohlefiler und Chlor im Leitungswasser reagiert das Chlor vor der Membran zu Salzsäure und Sauerstoff und die resultierenden Ionen werden von der Membran weitestgehend zurückgehalten. Chlorid gelangt entsprechend der Rückhalterate der Membran für Chlorid nur zu ca. 10 % durch die Membran. Die HCL-Ionen liegen als H+ und Cl- vor. Das Cl- wird zu 90 bis 95 % von der Membran zurückgehalten.
  • Bei nachgeschaltetem Aktivkohlefilter und Chlor im Leitungswasser kommt das Chlor durch die Membran und reagiert erst danach an der Aktivkohle zu Salzsäure und Sauerstoff.

Theoretisch hängt der pH-Wert also von der Menge Chlor im Leitungswasser ab. Weil der pH-Wert von Osmosewasser stark schwankt, ist diese Abhängigkeit in der Praxis nicht messbar. Der Effekt wird von Messfehlern überlagert. Außerdem ist Leitungswasser in Deutschland nur in seltenen Fällen merklich gechlort.

Es sollten überhaupt keine Stoffe durch die Membran gelangen, die durch Aktivkohle hinter der Osmoseanlage gebunden werden. Pestizide, Medikamentenrückstände usw. bestehen aus so großen Molekülen, dass sie von der Membran zurückgehalten werden. Aktivkohle hinter der Membran macht also wenig Sinn.

Die meisten Membranen sind mittlerweile außerdem relativ resistent gegen Chlor. Früher waren die Membranen zum Teil resistent gegen Bakterien und empfindlich gegen Chlor. Mittlerweile werden aber bessere Materialien verwendet. Hinzu kommt, dass in Deutschland das Trinkwasser kaum noch gechlort wird.

Ein Aktivkohlefilter ist deshalb nicht unbedingt notwendig. Ein Feinfilter ist unbedingt notwendig. Zur Sicherheit kann bei den örtlichen Wasserwerken erfragt werden, ob das Wasser gechlort wird.

Reduziert eine Osmoseanlage Nitrat?

Eine Osmoseanlage hält alle Stoffe zurück, die nicht durch die Membran passen. Deshalb wird auch bis zu 95 % des Nitrats zurückgehalten.

Einfluss von Osmoseanlagen auf den pH-Wert

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Die Umkehrosmose entfernt die Salze bzw. die Ionen der Salze aus dem Wasser. Damit werden auch Hydrogenkarbonate reduziert und die Karbonathärte bzw. die Säurebindungskapazität SBK verringert sich. Damit verringert sich der pH-Puffer, d. h. das Wasser wird sehr anfällig für Änderungen des pH-Werts. Der pH-Wert kann in ungepuffertem Wasser schon sinken, wenn in das Wasser geatmet wird.

Als Richtwert sinkt der pH-Wert ungefähr um 1, z. B. von 7,6 auf 6,6.

Der pH-Wert von so weichem Wasser wie Osmosewasser kann mit handelsüblichen Wassertests nicht gemessen werden. Die Tests sind für so weiches Wasser nicht entworfen. Auch herkömmliche elektrische pH-Meter liefern im Grunde Zufallsergebnisse. Für ionenarmes Wasser müssen spezielle Elektroden verwendet werden.
Der pH-Wert kann korrekt gemessen werden, wenn Neutralsalz, z. B. KCI, in das Wasser gegeben wird. Dazu wird Aquarienwasser aus dem Aquarium genommen und in einem Behälter mit KCI gemischt.

Der pH-Wert im Aquarium kann gesenkt werden, wenn das Aquarienwasser mit Osmosewasser verdünnt wird und der CO2 Gehalt im Wasser konstant bleibt. Allerdings ist die tatsächliche Auswirkung nur gering. Osmosewasser ist sauer, weil die Osmosemembran CO2 fast ungehindert durchlässt. CO2 senkt den pH-Wert. Durch Vermischen mit Leitungswasser und spätestens im Aquarium verflüchtigt sich das CO2 wieder und der pH-Wert ist wieder höher.

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Osmose im Aquarium – Osmoseanlagen
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