Osmoseanlagen

Eine Osmoseanlage ist ein Wasserfiltersystem, das Leitungswasser mithilfe einer semipermeablen Membran aufbereitet. Durch Wasserdruck wird ein Teil des Wassers durch die Membran geleitet, während viele gelöste Stoffe und andere unerwünschte Bestandteile zurückgehalten werden. Das gefilterte Wasser wird als Osmosewasser oder Permeat bezeichnet.

Osmoseanlagen werden als Auftischgeräte, Untertischanlagen oder fest angeschlossene Direct-Flow-Systeme angeboten. Sie unterscheiden sich unter anderem bei Durchfluss, Filterstufen, Wasserversorgung, Abwasserverhältnis und zusätzlichen Funktionen.

Eine Osmoseanlage bereitet das Wasser meist in mehreren Stufen auf. Vorfilter reduzieren zunächst Sedimente, Chlor und andere Stoffe, die die Osmosemembran belasten könnten. Anschließend wird das Wasser unter Druck durch die semipermeable Membran geleitet.

Dabei entstehen zwei Wasserströme. Das Permeat passiert die Membran und steht als gefiltertes Osmosewasser zur Verfügung. Das Konzentrat enthält einen großen Teil der zurückgehaltenen Stoffe und wird über den Abfluss abgeleitet. Je nach Anlage folgen eine Aktivkohle-Nachfilterung, Mineralisierung oder UV-C-Behandlung.

Osmose ist ein natürlicher Vorgang, bei dem sich Wasser durch eine semipermeable Membran in Richtung der höher konzentrierten Lösung bewegt. Dadurch soll ein Konzentrationsausgleich zwischen beiden Seiten der Membran entstehen.

Bei der Umkehrosmose wird dieser natürliche Prozess durch äußeren Druck umgekehrt. Das Wasser wird von der höher konzentrierten Seite durch die Membran gedrückt, während ein großer Teil der gelösten Stoffe zurückbleibt. Haushaltsgeräte, die als Osmoseanlagen bezeichnet werden, arbeiten technisch mit Umkehrosmose.

Eine Osmoseanlage kann ein breites Spektrum gelöster und ungelöster Stoffe im Wasser reduzieren. Dazu gehören je nach Membran und Anlagenaufbau unter anderem Kalkbildner, Salze, Nitrat, Schwermetalle, PFAS, Pestizide, bestimmte organische Verbindungen, Mikroplastik und Mikroorganismen.

Die genaue Rückhaltung hängt von der eingesetzten Membran, dem Wasserdruck, der Temperatur, der Zusammensetzung des Eingangswassers und dem Zustand der Filter ab. Eine allgemeine Stoffliste ersetzt deshalb keine geprüften Leistungsdaten des konkreten Systems.

Eine Osmoseanlage reduziert einen großen Teil der gelösten Calcium- und Magnesiumverbindungen, die für die Wasserhärte und Kalkablagerungen verantwortlich sind. Dadurch sinkt die Wasserhärte deutlich und es entstehen wesentlich weniger Kalkrückstände in Wasserkochern, Kaffeemaschinen, Töpfen und Gläsern.

Im Gegensatz zu einem Kalkschutzsystem verändert die Umkehrosmose nicht nur die Struktur der Kalkbildner. Sie trennt einen erheblichen Teil der gelösten Mineralstoffe tatsächlich vom gefilterten Wasser ab. Die genaue Reduzierung hängt von der Membran und den Betriebsbedingungen ab.

Eine geeignete Osmoseanlage kann PFAS, Nitrat und Mikroplastik deutlich reduzieren. Mikroplastik besteht aus festen Partikeln, die von der Membran zurückgehalten werden. PFAS und Nitrat liegen dagegen gelöst im Wasser vor und werden durch den Membranprozess zu einem großen Teil vom Permeat getrennt.

Die tatsächliche Filterleistung ist nicht bei jeder Anlage identisch. Sie hängt unter anderem von Membrantyp, Druck, Durchfluss, Wasserzusammensetzung und Wartungszustand ab. Für belastungsspezifische Aussagen sollten deshalb immer die nachgewiesenen Leistungsdaten des jeweiligen Systems berücksichtigt werden.

Eine Umkehrosmosemembran reduziert neben unerwünschten Stoffen auch einen großen Teil der gelösten Mineralien und Salze. Dazu können Calcium, Magnesium, Natrium und weitere Bestandteile des Leitungswassers gehören. Osmosewasser weist deshalb normalerweise einen deutlich niedrigeren Mineralstoffgehalt als das Eingangswasser auf.

Viele moderne Osmoseanlagen besitzen einen Mineralisierungsfilter. Dieser gibt dem Wasser nach der Membran ausgewählte Mineralien zurück und kann zugleich Geschmack und pH-Wert beeinflussen. Welche Mineralien zugesetzt werden, hängt vom verwendeten Nachfilter ab.

Osmosewasser und destilliertes Wasser werden mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Bei der Umkehrosmose wird Wasser unter Druck durch eine semipermeable Membran geleitet. Bei der Destillation wird Wasser erhitzt, verdampft und anschließend wieder kondensiert.

Beide Verfahren können den Gehalt an Mineralien und vielen anderen Stoffen stark reduzieren. Die Zusammensetzung des fertigen Wassers ist dennoch nicht automatisch identisch, da die Rückhaltung von der jeweiligen Technik, den Betriebsbedingungen und möglichen Vor- oder Nachfiltern abhängt. Haushalts-Osmoseanlagen arbeiten außerdem meist kontinuierlicher und energieärmer als Geräte, die Wasser durch Kochen destillieren.

GPD steht für „Gallons per Day“ und beschreibt die theoretische Tagesleistung einer Osmosemembran in US-Gallonen. Eine 600-GPD-Membran ist unter festgelegten Testbedingungen für einen höheren Wasserdurchsatz ausgelegt als eine 100-GPD-Membran. Der tatsächlich erreichbare Durchfluss hängt jedoch auch von Wasserdruck, Temperatur und Wasserqualität ab.

TDS steht für „Total Dissolved Solids“ und bezeichnet die Gesamtmenge gelöster Stoffe im Wasser. Der Wert wird meist in ppm oder Milligramm pro Liter angegeben. Ein niedrigerer TDS-Wert nach der Membran zeigt, dass viele gelöste Stoffe reduziert wurden. Er sagt jedoch nicht, welche einzelnen Stoffe (Schadstoffe oder Mineralien) im Wasser enthalten sind.