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Was ist Umkehrosmose (RO) und wie funktioniert ein Wasserfilter?

Umkehrosmose - Reverse Osmosis (RO) - ist eine der effektivsten Technologien zur gründlichen Wasserreinigung. Ihr Hauptbestandteil ist eine spezielle semipermeable Membran, die nicht nur mit bloßem Auge sichtbare Partikel aus dem Wasser entfernt, sondern auch einen Großteil der im Wasser gelösten Stoffe.

Genau das unterscheidet die Umkehrosmose von herkömmlichen mechanischen Filtern, Aktivkohlefiltern oder Ultrafiltrationssystemen.

RO-Systeme werden besonders häufig zur Filterung von Trinkwasser eingesetzt und in der Regel unter der Küchenspüle installiert.

Was bedeutet Umkehrosmose?

Um zu verstehen, wie Umkehrosmose funktioniert, müssen wir zunächst das Prinzip der normalen Osmose betrachten.

Bei der Osmose bewegt sich Wasser durch eine semipermeable Membran auf natürliche Weise von einer weniger konzentrierten in eine höher konzentrierte Umgebung.

Bei der Umkehrosmose verläuft dieser Prozess in die entgegengesetzte Richtung.

Unter dem Druck des Wassers wird das Wasser durch eine spezielle RO-Membran geleitet. Die Membran hält einen Großteil der im Wasser gelösten Stoffe zurück, während das gefilterte Wasser zu den nächsten Stufen des Systems gelangt.

Das System erzeugt dadurch zwei Ströme:

  • Gefiltertes Wasser, das dem Verbraucher zur Verfügung gestellt wird;
  • Konzentrat, in dem sich die von der Membran zurückgehaltenen Stoffe befinden und das in den Abfluss geleitet wird.

Wie fein filtert eine RO-Membran?

Der Filtrationsgrad einer Haushalts-Umkehrosmosemembran beträgt etwa 0,0001 Mikron (μm).

Dies ist ein wesentlich kleinerer Maßstab als bei herkömmlichen mechanischen Filtern oder Ultrafiltrationssystemen.

Zum Vergleich:

  • Mechanische Filter halten hauptsächlich relativ große Partikel zurück;
  • Eine Ultrafiltrationsmembran arbeitet möglicherweise im Bereich von etwa 0,01 μm;
  • Der effektive Filtrationsmaßstab der RO-Membran liegt bei etwa 0,0001 μm.

Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass Umkehrosmose nicht einfach nur ein sehr feines „Sieb“ ist. Die Effizienz der Stofftrennung wird durch die Eigenschaften der Membran, den Wasserdruck, die Temperatur, die molekularen und ionischen Merkmale der Stoffe sowie weitere Faktoren beeinflusst.

Was reduziert ein Umkehrosmosesystem im Wasser?

Ein richtig ausgewähltes RO-System kann eine Vielzahl gelöster Stoffe und Schadstoffe im Wasser deutlich reduzieren.

Dazu gehören:

  • Gelöste Salze;
  • Calcium und Magnesium;
  • Gesamtmineralisierung des Wassers - TDS;
  • Nitrate und Nitrite;
  • Bestimmte Arten von Schwermetallen;
  • Blei;
  • Chrom;
  • Kupfer;
  • Sulfate;
  • Chloride;
  • Natrium;
  • Fluoride;
  • Bestimmte Formen von Arsen;
  • Andere anorganische Verunreinigungen.

Die RO-Membran stellt zudem eine wirksame Barriere für viele Mikroorganismen dar. Wenn die Wasserquelle mikrobiologische Risiken birgt, sollte das Filtrationsschema auf der Grundlage einer Wasseranalyse und der spezifischen Bedingungen ausgewählt werden. Weitere Informationen finden Sie im Artikel „Bakterien und Viren im Wasser – Mikrobiologische Belastung und Schutzmaßnahmen“.

Die Effizienz der Reduzierung eines bestimmten Stoffes hängt von der verwendeten Membran, der Konstruktion des Systems, der Qualität des Eingangswassers und den Betriebsbedingungen ab. Deshalb ist es bei Vorhandensein spezifischer Schadstoffe immer wichtig, die technischen Daten des entsprechenden Systems zu prüfen.

Wie funktioniert ein mehrstufiger RO-Filter?

Ein Haushalts-Umkehrosmosesystem besteht nicht nur aus einer Membran. Ein hochwertiges RO-System verwendet in der Regel mehrere aufeinanderfolgende Stufen.

1. Mechanische Vorfiltration

In der ersten Stufe werden relativ große mechanische Partikel aus dem Wasser entfernt:

  • Sand;
  • Rost;
  • Sedimente;
  • Feste Partikel, die aus den Rohrleitungen stammen.

Diese Stufe schützt auch die nachfolgenden Filter und die RO-Membran vor unnötiger Belastung.

2. Aktivkohlefiltration

Danach durchläuft das Wasser einen Aktivkohlefilter.

Die Hauptaufgabe der Kohlefiltration ist die Reduzierung von Stoffen wie Chlor und verschiedenen organischen Verbindungen im Wasser. Sie trägt zudem zur Verbesserung eines unangenehmen Geschmacks und Geruchs des Wassers bei.

Diese Stufe ist auch wichtig für den Schutz der RO-Membran, da einige Membrantypen empfindlich auf freies Chlor reagieren.

3. Umkehrosmosemembran

Dies ist die Hauptstufe des Systems.

Unter Druckeinwirkung passiert das Wasser die semipermeable RO-Membran, wo Wassermoleküle von gelösten Salzen und vielen anderen Stoffen getrennt werden.

Das gefilterte Wasser gelangt in die nächsten Stufen, während das konzentrierte Abwasser in den Abfluss geleitet wird.

4. Nachfilter (Aktivkohle)

Nach der RO-Membran wird in vielen Systemen ein sogenannter Post-Carbon-Filter verwendet.

Dessen Aufgabe ist die abschließende Korrektur von Geschmack und Geruch des Wassers direkt vor der Entnahme am Wasserhahn.

5. Mineralisierung

Nicht jedes RO-System verfügt über einen Mineralisator.

Die Membran reduziert auch einen Großteil der Mineralien im Wasser, daher wird das Wasser durch eine zusätzliche Mineralisierungsstufe mit bestimmten Mineralien wieder angereichert.

Ein solches System kann beispielsweise eine Mineralisierungskartusche enthalten, die Calcium und Magnesium abgibt.

Je nach Konfiguration des Systems können auch zusätzliche Filtrationsstufen vorhanden sein.

Warum hat eine Umkehrosmoseanlage einen Vorratstank?

Eine klassische Haushalts-RO-Membran bereitet Wasser mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf und kann beim Öffnen des Wasserhahns nicht immer sofort die benötigte Wassermenge liefern.

Daher verwenden viele RO-Systeme einen speziellen Druck-Vorratstank.

Gefiltertes Wasser sammelt sich schrittweise im Tank, und beim Öffnen des Wasserhahns wird dem Benutzer das bereits aufbereitete Wasser zugeführt.

Es gibt auch tanklose „Direct Flow“-RO-Systeme, die Membranen mit höherer Kapazität und in der Regel eine Pumpe verwenden.

Warum benötigt die Umkehrosmose einen Abfluss?

Die RO-Membran sammelt die aus dem Wasser abgetrennten Stoffe nicht dauerhaft in der Kartusche.

Ein Teil der von der Membran zurückgehaltenen Stoffe wird zusammen mit einem separaten Wasserstrom aus dem System gespült und gelangt in den Abfluss.

Dies ist ein natürlicher und notwendiger Teil des Umkehrosmoseprozesses.

Deshalb verfügt ein RO-System über:

  • Eine Leitung für das Eingangswasser;
  • Eine Leitung für das gefilterte Wasser;
  • Eine Abflussleitung.

Die von der Umkehrosmose verbrauchte Wassermenge ist nicht bei allen Systemen gleich. Die Effizienz wird durch die Membran, die Systemkonstruktion, den Wasserdruck, die Temperatur und andere Betriebsbedingungen beeinflusst.

Reduziert RO die Wasserhärte und Kalkablagerungen?

Ja.

Die Wasserhärte wird hauptsächlich durch gelöste Calcium- und Magnesiumionen im Wasser bestimmt.

Die RO-Membran reduziert diese zu einem großen Teil. Dementsprechend verringert sich auch die Wahrscheinlichkeit von Kalkablagerungen im durch Umkehrosmose gefilterten Wasser erheblich.

Aus diesem Grund kann bei der Verwendung von RO-Wasser die Menge an Kalk im Wasserkocher oder in der Kaffeemaschine drastisch reduziert werden.

Hierbei ist jedoch ein wichtiger Unterschied zu beachten.

Ein unter der Spüle installiertes Haushalts-RO-System behandelt nur einen spezifischen Punkt der Trinkwasserentnahme.

Wenn hartes Wasser im ganzen Haus Probleme verursacht, zum Beispiel:

  • Im Boiler;
  • In der Dusche;
  • An den Wasserhähnen;
  • In der Waschmaschine;
  • Im Heizsystem;

ist in diesem Fall ein an der zentralen Leitung installiertes Wasserenthärtungssystem die passendere Lösung.

RO und Ultrafiltration – was ist der Unterschied?

Diese beiden Technologien werden oft miteinander verwechselt.

Ultrafiltration - UF

Die Ultrafiltration reduziert effektiv:

  • Mechanische Partikel;
  • Trübung;
  • Bakterien;
  • Kolloidale Partikel.

Dabei verbleibt jedoch ein Großteil der im Wasser gelösten Mineralien und Salze erhalten.

Daher ist UF eine gute Wahl, wenn die natürliche Mineralzusammensetzung des Wassers beibehalten werden soll und das Wasser keine Probleme mit hohem TDS-Wert oder hoher Härte aufweist.

Umkehrosmose - RO

RO ist eine weitaus gründlichere Membran-Aufbereitungstechnologie und reduziert auch einen Großteil der im Wasser gelösten Salze und Mineralien.

Daher ist Umkehrosmose geeigneter, wenn Folgendes erforderlich ist:

  • Reduzierung des TDS-Werts;
  • Reduzierung der Mineralisierung des Wassers;
  • Reduzierung von Nitraten;
  • Reduzierung von Schwermetallen;
  • Gründlichere Aufbereitung von Trinkwasser.

Ist eine Mineralisierung von RO-Wasser erforderlich?

Die Umkehrosmosemembran unterscheidet nicht zwischen „nützlichen“ und „unnützlichen“ Mineralien. Ihr Zweck ist die Reduzierung eines bedeutenden Teils der im Wasser gelösten Stoffe.

Daher verringert sich auch die Menge an Calcium und Magnesium im Wasser nach der Umkehrosmose erheblich.

Wenn der Benutzer mineralisierteres Wasser wünscht oder dessen Geschmack bevorzugt, kann ein Mineralisator hinzugefügt werden.

Zum Beispiel verwenden einige mehrstufige RO-Systeme nach der Membran eine Mineralisierungskartusche, die das Wasser mit bestimmten Mineralien wieder anreichert.

Die Mineralisierung ist für die Funktion des RO-Systems nicht zwingend erforderlich – es ist eine zusätzliche Stufe.

Was bedeutet TDS und warum sinkt er nach der Umkehrosmose?

TDS - Total Dissolved Solids bezeichnet die Gesamtmenge der im Wasser gelösten Stoffe.

Dazu können verschiedene gelöste Ionen und Salze gehören, darunter:

  • Calcium;
  • Magnesium;
  • Natrium;
  • Chloride;
  • Sulfate;
  • Andere mineralische Stoffe.

Da die RO-Membran einen Großteil dieser gelösten Stoffe reduziert, ist der TDS-Wert nach der Umkehrosmose in der Regel deutlich niedriger.

Ein TDS-Messgerät ist kein umfassender Test für die Sicherheit des Wassers.

Es zeigt lediglich den Gesamtwert der gelösten Stoffe auf Basis der elektrischen Leitfähigkeit an, kann aber nicht bestimmen, um welche spezifischen Stoffe es sich handelt.

Benötigt ein RO-System Wasserdruck?

Ja.

Der Umkehrosmoseprozess ist vom Wasserdruck abhängig.

Wenn der Druck des Eingangswassers nicht ausreicht, können die Leistung der Membran und die Effizienz des Systems abnehmen.

In einem solchen Fall wird ein mit einer Pumpe ausgestattetes RO-System verwendet, das den für die Membran erforderlichen Arbeitsdruck erzeugt.

Genau deshalb ist es bei der Auswahl des Systems wichtig, auch den Wasserdruck zu berücksichtigen.

Wie oft müssen RO-Filter gewechselt werden?

Nicht alle Elemente in einem RO-System haben die gleiche Lebensdauer.

Die mechanischen Vorfilter und die Aktivkohlekartuschen müssen in der Regel häufiger gewechselt werden als die RO-Membran selbst.

Die Lebensdauer der Membran hängt ab von:

  • Der Qualität des Eingangswassers;
  • Dem Wasserverbrauch;
  • Der Wasserhärte und dem TDS-Wert;
  • Dem Zustand der Vorfiltration;
  • Dem Wasserdruck;
  • Den Anforderungen des jeweiligen Membranherstellers.

Daher ist es beim Austausch von Kartuschen und Membranen wichtig, den für das jeweilige System festgelegten Wartungsplan einzuhalten. Ergänzend können Sie lesen: „Wann muss die Wasserfilterkartusche gewechselt werden?“.

Wann lohnt sich die Entscheidung für eine Umkehrosmose?

Ein RO-System ist eine besonders gute Wahl, wenn:

  • Sie zu Hause hochwertiges Trinkwasser haben möchten;
  • Das Wasser einen hohen TDS-Wert aufweist;
  • Das Wasser durch eine hohe Mineralisierung gekennzeichnet ist;
  • Sie durch Kalkablagerungen im Wasserkocher gestört werden;
  • Die Reduzierung gelöster Salze im Wasser erforderlich ist;
  • Im Wasser Nitrate oder andere spezifische chemische Verunreinigungen nachgewiesen wurden;
  • Sie eine gründlichere Aufbereitung des Trinkwassers wünschen, als es eine normale Kohle- oder UF-Filtration leisten kann;
  • Sie die Notwendigkeit verringern möchten, ständig Flaschenwasser zu kaufen.

Wenn das spezifische Problem des Wassers unbekannt ist, ist eine Bewertung der Wasserqualität vor der Auswahl des Systems die beste Lösung.

Wie wählt man ein RO-System aus?

Bei der Wahl eines Umkehrosmosesystems sollte man nicht nur auf die Anzahl der Filtrationsstufen achten.

Zu berücksichtigen sind:

  • Die Ausgangsqualität des Wassers;
  • TDS;
  • Wasserhärte;
  • Wasserdruck;
  • Der Wasserverbrauch der Familie;
  • Die Leistung der Membran;
  • Ob das System über eine Pumpe verfügt;
  • Ob eine Mineralisierung erforderlich ist;
  • Das Volumen des Vorratstanks;
  • Die Verfügbarkeit von Kartuschen und Membranen;
  • Die Kosten für die nachfolgende Wartung.

Ein 7-stufiges System bedeutet nicht automatisch, dass es in jedem Fall besser ist als ein 5-stufiges System.

Das Wichtigste ist die Zweckbestimmung jeder einzelnen Stufe und wie gut das jeweilige System auf die Wasserqualität und die Bedürfnisse des Benutzers abgestimmt ist.

Wenn Sie sich noch in der Auswahlphase befinden, können Sie unseren Leitfaden lesen: „Wasserfilter – Wie wählt man den passenden Trinkwasserfilter aus?“.

AQUAREA Umkehrosmosesysteme

Bei AQUAREA sind verschiedene Konfigurationen von Haushalts-RO-Systemen erhältlich, darunter:

  • Standard-Umkehrosmosesysteme;
  • Systeme mit Mineralisierung;
  • Modelle mit zusätzlichen Filtrationsstufen;
  • Systeme mit Pumpe;
  • Modelle mit Membranen unterschiedlicher Leistung.

Bei der Auswahl des Systems ist nicht nur der Preis oder die Anzahl der Stufen wichtig, sondern auch die Wasserqualität, der Wasserdruck und die spezifischen Anforderungen des Kunden.

Umkehrosmose (RO)-Systeme ansehen

Häufig gestellte Fragen - FAQ

Darf man Wasser trinken, das durch Umkehrosmose gefiltert wurde?

Ja. Ein richtig ausgewähltes und funktionierendes Haushalts-RO-System ist für die Aufbereitung von Trinkwasser vorgesehen. Auf Wunsch kann eine zusätzliche Stufe zur Mineralisierung verwendet werden.

Entfernt die Umkehrosmose alle Mineralien aus dem Wasser?

Die RO-Membran reduziert einen Großteil der im Wasser gelösten Mineralien, das Endergebnis hängt jedoch von der Membran und den Betriebsbedingungen ab. Bei Systemen mit Mineralisator durchläuft das gefilterte Wasser anschließend eine zusätzliche Mineralisierungsstufe.

Reduziert die Umkehrosmose Kalkablagerungen?

Ja. RO reduziert die Menge an Calcium und Magnesium, die die Wasserhärte verursachen; daher wird die Bildung von Kalkablagerungen im gefilterten Wasser deutlich verringert.

Benötigt ein RO-Filter Strom?

Nicht jedes Modell. Bei ausreichendem Wasserdruck arbeiten viele klassische RO-Systeme ohne Strom. Modelle, die mit einer Pumpe ausgestattet sind, benötigen Strom.

Warum hat ein RO-Filter einen Abflussschlauch?

Die von der Membran zurückgehaltenen Stoffe müssen zusammen mit einem konzentrierten Wasserstrom aus dem System entfernt werden. Dieses Wasser gelangt in den Abfluss und ist ein natürlicher Bestandteil des Umkehrosmoseprozesses.

Ist RO besser als Ultrafiltration?

Dies hängt von der Wasserqualität und dem Ziel des Nutzers ab. UF behält einen Großteil der im Wasser gelösten Mineralien bei, während RO diese und den TDS-Wert erheblich reduziert. Bei hoher Mineralisierung, Härte oder bestimmten gelösten chemischen Verunreinigungen ist RO die passendere Technologie.

Ist vor der Installation eines RO-Systems eine Wasseranalyse erforderlich?

Bei Leitungswasser ist eine vollständige Laboranalyse nicht immer erforderlich, jedoch erleichtern die Kenntnis der Wasserquelle, des TDS-Werts, der Härte und des Drucks die richtige Auswahl des Systems.

Bei Brunnenwasser oder unbekannten Quellen ist eine Wasseranalyse besonders wichtig.

Fazit

Umkehrosmose ist eine Technologie zur Wasseraufbereitung, die besonders effektiv ist, wenn die bloße Verbesserung von Geschmack und Geruch des Wassers nicht ausreicht und eine erhebliche Reduzierung der gelösten Stoffe und der Gesamtmineralisierung erforderlich ist.

Ein richtig ausgewähltes RO-System kann zu einer stabilen Quelle für tägliches Trinkwasser werden und die Abhängigkeit von gekauftem Flaschenwasser deutlich verringern.

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Quellen

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