Die Umkehrosmoseanlage

Eigentlich ist der Begriff der Umkehrosmoseanlage nur ein Ersatz für den Umkehrosmose-Wasserfilter. Die Umkehrosmoseanlage soll sich mehr auf ein Produkt beziehen, welches im privaten Haushalt eingesetzt wird und Platz findet.

Die ersten, noch als Umkehrosmose-Wasserfilter bezeichneten Geräte arbeiteten nur mit dem Wasserdruck der Wasserleitung im Haus. Dieser wird vom Wasserversorger vor Ort sichergestellt und muss mindestens 3 bis 4 bar betragen. Jedoch gilt diese Vorgabe nur bis zum Hausanschluss. Es ist wichtig diese Information bereits an hier zu erwähnen, da sie im Laufe dieses Artikels eine große Rolle spielen wird. In den 90er Jahren wurden alle Umkehrosmoseanlagen nur mit dem Leitungsdruck angetrieben und waren in den USA weit verbreitet. Anfang 2000 haben deutsche Netzwerkmarketing-Unternehmen begonnen, diese Wasserfiltersysteme nach Deutschland zu importieren, um sie mit großem Profit im Vertreter-Prinzip an Privatpersonen zu verkaufen. Genau zu dieser Zeit entstanden auch die ganzen Mythen und Fehlinformationen zu dieser Filtrationstechnik, die sich bis heute wacker halten, dazu aber später mehr.

Die Umkehrosmoseanlage ohne Stromanschluss

Die Umkehrosmoseanlage aus den 90er Jahren hat, wie bereits erwähnt, nur den Leitungsdruck im Haus als Energiequelle genutzt, um den Umkehrosmoseprozess stattfinden zu lassen. Damit aber der Umkehrosmoseprozess so effizient wie möglich abläuft, sollte der Druck so hoch wie möglich als Differenz zum osmotischen Druck sein. Die 4 bar Leitungsdruck am Hausanschluss vom Wasserversorger reichen für einen einigermaßen gut funktionierenden Umkehrosmoseprozess zwar aus, jedoch ist das der Druck zum Hausanschluss und nicht der Druck, der beim Endkunden am Eckventil (Anschluss vom Wasserhahn unter der Spüle) anliegt. Hier erreicht der Druck im besten Fall 2 - 3 bar, was für eine Umkehrosmoseanlage ohne Strom einfach zu gering ist. Und hier beginnen bereits die ersten Probleme mit dem System.

Die Umkehrosmoseanlage mit Stromanschluss

Die Umkehrosmoseanlage mit Stromanschluss gibt es in zwei unterschiedlichen Varianten. Bei der ersten Variante wird einfach eine zusätzliche elektrische Druckerhöhungspumpe (Boosterpumpe) vor dem Eingang der Umkehrosmose-Membran geschaltet. Diese Pumpe erhöht den anliegenden Leitungsdruck um ca. 3 - 4 bar, wodurch die Effektivität der Umkehrosmose-Membran steigt.
Bei der zweiten Variante ist noch ein zusätzlicher Speichertank für das Reinstwasser (Permeat) installiert. Hierdurch muss der Kunde nicht lange auf sein gefiltertes Wasser warten.

Die Umkehrosmoseanlage und ihre Probleme

Umkehrosmoseanlagen halten sehr oft nicht das, was der Hersteller oder Händler verspricht. So wird den Kunden der Wasserverbrauch, die Filterwechselkosten oder auch die Haltbarkeit des Systems und dessen Komponenten verschwiegen. Sehr oft wird den Kunden auch ein absolutes Niedersegment Produkt als High-End Umkehrosmoseanlage verkauft.

Damit man die Probleme der Umkehrosmoseanlagen bzw. der Umkehrosmose-Wasserfilter versteht, muss zuerst das Prinzip verstanden werden, wie so ein Wasserfilter arbeitet und welche Komponenten für die Funktion der Anlage notwendig sind.

Mindestaufbau einer Umkehrosmoseanlage

Damit eine Umkehrosmoseanlage überhaupt funktionieren kann, werden nicht mehr als 2 Komponenten benötigt:

1. Eine Umkehrosmose-Membran
2. Ein Durchflussbegrenzer

In der Umkehrosmose-Membran findet der Prozess der Umkehrosmose statt. Damit der osmotische Druck überwunden werden kann, wird das zu filternde Medium (Wasser) auf der Konzentrationsseite (Retentatseite) aufgestaut. Die Stauung der Konzentration regelt der Durchflussbegrenzer, der nur eine bestimmte Menge Abwasser (Retentat) pro Minute aus der Umkehrosmose-Membran herausfließen lässt.

So würde jetzt der Aufbau aussehen, wenn das System mit den Grundkomponenten an einer Küchenarmatur angeschlossen wäre. Kommen wir nun zu den Problemen, die im Zusammenhang mit dem Betrieb einer Umkehrosmoseanlage stehen können.

Wasserverbrauch einer Umkehrosmoseanlage

Damit sich das Hauptfiltrations-Element, die Umkehrosmose-Membran, nicht innerhalb weniger Stunden mit den Verschmutzungen, die auf der Abwasserseite hoch konzentriert wurden, zusetzt, muss der Durchflussbegrenzer korrekt zum Umkehrosmose-Membran-Typ und dessen Leistung gewählt werden. Die Leistung einer Membran im Trinkwasserbereich wird immer in GPD (galons per day - Galonen pro Tag) angegeben.

Bei Umkehrosmoseanlagen ohne Strom werden Membranen mit einer Leistung zwischen 24 - 75 GPD verwendet.
D. h. eine 75 GPD Membran produziert ca. 284 Liter Trinkwasser innerhalb von 24 h bei einem Eingangsdruck von 3,4 bar. Das entspricht ca. 0,197 Liter pro Minute. Der Durchflussbegrenzer muss jetzt so gewählt werden, dass die Konzentration der Stoffe auf der Abwasserseite der Membran ein vorgegebenes Maximum nicht überschreitet.
Und genau an dieser Stelle beginnt oft der erste Ärger mit der Umkehrosmoseanlage. Wird der Durchflussbegrenzer falsch gewählt, verbraucht das System Unmengen an Wasser oder die Membran verstopft.
Viele Hersteller orientieren sich an der Faustregel, dass der Durchflussbegrenzer das 4 bis 5-fache an Abwasser (Retentat) durchlassen sollte, im Vergleich zur Produktion von Reinstwasser (Permeat).

Diese Aussage ist schlichtweg falsch, denn die Umkehrosmose arbeitet nur im offenen Zustand (ohne Speichertank für das Reinstwasser) linear.
Wird jedoch ein Speichertank verwendet, muss die Umkehrosmoseanlage gegen den Tankinnendruck arbeiten und wird nach und nach, aufgrund des steigenden Gegendrucks im Tank, ineffizienter. Im Klartext, die Reinstwasserproduktion fällt mit zunehmenden Füllstand im Speichertank ab. Hierdurch kann aus dem 4 bis 5-fachen an Abwasser auch schnell das 10 bis 25-fache werden! Wird jetzt eine zusätzliche Druckerhöhungspumpe (Boosterpumpe) installiert, fällt der Wert auf das 6 bis 10-fache an Abwasser ab.

Hier einige Rechenbeispiele für die unterschiedlichen Varianten der Umkehrosmoseanlage. Wir gehen bei der Berechnung von einer 4-köpfigen Familie aus, wo jeder ca. 5 l pro Tag an Reinstwasser verbraucht - hierzu gehört das Kochen und Trinken.

1. Rechnung - Umkehrosmoseanlage ohne Stromanschluss und ohne Speichertank:
Pro Tag werden insgesamt 20 l Reinstwasser benötigt.
Die Rohwassermenge beträgt somit ca. 20 + 20 x 5 = 120 l um 20 l Reinstwasser (Permeat) mit der Umkehrosmoseanlage ohne Strom zu produzieren.

2. Rechnung - Umkehrosmoseanlage ohne Stromanschluss mit Speichertank:
Pro Tag werden insgesamt 20 l Reinstwasser benötigt.
Die Rohwassermenge beträgt somit ca. 20 + 20 x 20 = 420 l um 20 l Reinstwasser (Permeat) mit der Umkehrosmoseanlage ohne Strom zu produzieren.

3. Rechnung - Umkehrosmoseanlage mit Stromanschluss und Speichertank:
Pro Tag werden insgesamt 20 l Reinstwasser benötigt.
Die Rohwassermenge beträgt somit ca. 20 + 20 x 8 = 180 l um 20 l Reinstwasser (Permeat) mit der Umkehrosmoseanlage mit Strom und Speichertank zu produzieren.

Die 5, 10, X-Stufen Umkehrosmoseanlage

Diese mehrstufigen Angaben zu Umkehrosmoseanlagen sind ein reiner Marketing-Schachzug. Die Anbieter, Händler und Hersteller versuchen sich hier gegenseitig zu übertrumpfen. Die Kunden erhalten fälschlicherweise den Eindruck, dass eine höhere Anzahl von Filtrationsstufen in einer Umkehrosmoseanlage zu einer verbesserten Trinkwasserqualität führt. Die Wirklichkeit sieht jedoch ganz anders aus. Tatsächlich benötigt eine Umkehrosmoseanlage nur 3 Filtrationsstufen.

1. Filtrationsstufe sollte immer ein Sedimentfilter sein, der eine Porengröße kleiner 10 µm hat. Damit ist gewährleistet, dass sich die Umkehrosmose-Membran nicht durch Schwebstoffe wie z. B. Sand, Rost oder andere ungelöste grobe Stoffe zusetzt.
2. Filtrationsstufe sollte eine Umkehrosmose-Membran sein. Diese filtert das Leitungswasser und befreit es von nahezu allen (ca. 95 - 98 %) gelösten, ungelösten und chemischen Elementen, sodass nur noch Reinstwasser übrig bleibt.
3. Filtrationsstufe sollte immer Aktivkohle-Granulat sein, um die Edelgase wie Chlor, CO₂, aber auch Wasserstoffperoxid H₂O₂ aus dem Reinstwasser zu filtern. Denn die Edelgase passieren zum Teil die TFC-Membran.

Das ist im Grunde alles und vollkommen ausreichend. Wer jetzt noch weitere Filtrationsstufen zu seiner Umkehrosmoseanlage hinzufügt, filtert damit nichts mehr aus dem Wasser sondern kontaminiert es ungewollt wieder. Reinstwasser ist ein sehr starkes Lösungsmittel und sollte ab der 3. Filtrationsstufe mit keinen weiteren Substanzen behandelt werden. Hierzu gehört auch die sinnlose Mineralisierung oder auch das Hinzufügen von zusätzlichem Kalzium für den Knochenaufbau.
Das ist aber ein ganz anderes Thema für einen separaten Blog-Beitrag.

Wie Hersteller die Lebensdauer von Umkehrosmoseanlagen begrenzen

Das sinnlose Anbringen von unzähligen Filtrationsstufen hat aber auch einen sehr perfiden Hintergrund.
Durch absichtlich falsch angebrachte Filtrationsstufen wird der Kunde gezwungen spätestens nach zwei Jahren eine sehr teure neue Membran beim Händler zu kaufen.

Um die Haltbarkeit der Umkehrosmose-Membran absichtlich zu begrenzen wird dabei einfach die Filtrationsstufe mit der Aktivkohle vor die Membran geschaltet. Damit bewirkt man, dass der feine Staub der Aktivkohle an den Polyamid-Film-Schichten der Membran hängen bleibt und somit die Salze im Wasser eingefangen werden. Im Laufe der Zeit bilden die Aktivkohlepartikel und Salze eine kristalline Struktur, wodurch die Umkehrosmose-Membran nach und nach verkalkt.

Wie sieht es jetzt bei den Umkehrosmoseanlagen von VISION AQUA^® aus?

Mit VISION AQUA® gibt es einen Hersteller von Umkehrosmoseanlagen, der die Umkehrosmose auf ein neues Level gebracht hat. Hier kann man sagen, dass die oben genannten Probleme gar nicht erst auftreten. Ein wichtiger Grund dafür ist die eigens von VISION AQUA® entwickelte GreenOsmo® Technology. Diese gewährleistet eine immer gleichbleibende Trinkwasserqualität, bei sehr hoher Effizienz, geringem Wasserverbrauch und hoher Produktionsmenge.

Der Wasserverbrauch ist deutlich geringer als bei standard Umkehrosmoseanlagen. Für einen Liter Reinstwasser entstehen lediglich 0,8 l Abwasser - d.h. es werden nur 1,8 l Wasser benötigt. Nimmt man jetzt nochmal das Beispiel mit der 4-köpfigen Familie, die 20 l Reinstwasser pro Tag benötigen, kommen wir auf eine Rohwassermenge lediglich 36 l.
Hier nochmal die Rechnung:
Pro Tag werden insgesamt 20 l Reinstwasser benötigt.
Die Rohwassermenge beträgt somit ca. 20 + 20 x 0,8 = 36 l um 20 l Reinstwasser (Permeat) mit der Umkehrosmoseanlage von VISION AQUA® zu produzieren.

Mit der integrierten Spülwasser-Rückgewinnung wird ein Teil des Spülprozesses dem Filtrationsprozess wieder zugeführt. Dadurch kann man eine große Menge Rohwasser sparen und verringert gleichzeitig den Energiebedarf um ca. 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Umkehrosmoseanlagen.

Alle Komponenten sind so aufeinander abgestimmt, dass die Umkehrosmoseanlagen mit geringstem Aufwand das Maximum an Reinstwasser produzieren.