Ultimativer Leitfaden zur Wasseraufbereitung: Alles, was Sie wissen müssen

Glossar der Begriffe zur Wasseraufbereitung (zusammengefasst in acht Schlüsselbereichen)

1. Rohwasser: Bezieht sich auf unbehandeltes natürliches Wasser oder kommunales Leitungswasser, auch als unverarbeitetes Wasser bekannt.
2. Geklärtes Wasser: Wasser, aus dem Schwebstoffe entfernt wurden.
3. Deionisiertes Wasser: Wasser, aus dem Kationen und Anionen größtenteils entfernt wurden, häufig durch Methoden wie Destillation, Elektrodialyse, Umkehrosmose oder Ionenaustausch.
4. Trübung: Gibt die Trübung des Wassers durch Schwebeteilchen (einschließlich Kolloide) an, gemessen in NTU (Nephelometrische Trübungseinheiten). Sie ist ein wichtiger Indikator für die Klarheit und mögliche Verschmutzung des Wassers.
5. Flockungsmittel: Eine Chemikalie, die dazu führt, dass Schwebeteilchen im Wasser zusammenwachsen und sich absetzen.
6. Gesamtalkalität: Die Gesamtkonzentration von Substanzen im Wasser, die starke Säuren neutralisieren können.
7. Säure: Die Gesamtkonzentration von Substanzen im Wasser, die starke Basen neutralisieren können.
8. Härte: Bezieht sich auf die Konzentration bestimmter Metallionen, normalerweise Kalzium und Magnesium, im Wasser, die Niederschläge bilden können.
9. Leitfähigkeit: Die Fähigkeit von Wasser, zwischen zwei parallelen Elektroden im Abstand von einem Zentimeter Elektrizität zu leiten. Sie spiegelt indirekt die Konzentration gelöster Salze wider.
10. Spezifischer Widerstand: Ein Indikator für den elektrischen Leitwiderstand von Wasser, üblicherweise gemessen in MΩ·cm. Der spezifische Widerstand ist der Kehrwert der Leitfähigkeit. Beträgt die Leitfähigkeit von Wasser beispielsweise 0,2 µS/cm, beträgt sein spezifischer Widerstand 5 MΩ·cm.
11. TDS (Gesamtgehalt gelöster Feststoffe): Die Konzentration gelöster anorganischer Substanzen, die nach der Filtration und Verdampfung verbleiben, gemessen in ppm oder mg/l. TDS korreliert grob mit der Leitfähigkeit (z. B. entspricht 1 ppm TDS einer Leitfähigkeit von etwa 2 µS/cm für Natriumchlorid).
12. pH-Wert: Das Maß für den Säure- oder Alkalinitätsgrad von Wasser, definiert als negativer Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration. Ein pH-Wert von 7,0 ist neutral; unter 7,0 ist sauer und über 7,0 ist alkalisch.
13. Alkalinität: Die Konzentration von Substanzen im Wasser, die Wasserstoffionen neutralisieren können, hauptsächlich Carbonat-, Bicarbonat- und Hydroxidionen.
14. SDI (Schlammdichteindex): Eine Kennzahl, die den Gehalt an Schwebstoffen im Speisewasser angibt, das in Umkehrosmosesystemen verwendet wird.
15. Ozon: Eine instabile, hochreaktive Form von Sauerstoff, die auf natürliche Weise durch Blitzeinschläge oder Hochspannungsstrom entsteht und häufig als Oxidations- und Desinfektionsmittel verwendet wird.
16. Restchlor: Das im Wasser verbleibende wirksame Chlor nach der Desinfektion über einen bestimmten Zeitraum.
17. Gesamtanzahl coliformer Organismen: Ein Maß für coliforme Bakterien, einschließlich aerober und fakultativ anaerober, gramnegativer, nicht sporenbildender Stäbchenbakterien, die Laktose bei 37 °C innerhalb von 24 Stunden fermentieren und dabei Säure und Gas produzieren. Die Anzahl wird als Anzahl der coliformen Bakterien pro Liter Wasser angegeben.
18. Rückgewinnungsrate: Das Verhältnis des Produktwasserflusses zum Speisewasserfluss in einem System.
19. Salzrückweisungsrate: Ein Indikator für die Membranleistung, typischerweise über 97% für eine Single-Pass-RO-Membran. Berechnet als: (Leitfähigkeit des Speisewassers – Leitfähigkeit des Produktwassers) / Leitfähigkeit des Speisewassers.
20. Salzgehalt: Der Salzgehalt, auch als Mineralisierung bekannt, spiegelt die Gesamtmenge der gelösten Salze im Wasser wider, gemessen als Summe aller vorhandenen Kationen und Anionen.
21. SedimentationSedimentation ist eine Abwasserbehandlungsmethode, die physikalische und chemische Prozesse umfasst. Die physikalische Sedimentation, die häufigste Form, nutzt die Schwerkraft, um Schwebstoffe vom Wasser zu trennen. Dies geschieht, weil die Schwebstoffe eine andere Dichte als Wasser haben und sich dadurch absetzen oder aufschwimmen. Bei der chemischen Sedimentation werden dem Abwasser Chemikalien zugesetzt, die mit gelösten Stoffen reagieren und unlösliche Verbindungen bilden, die ausfallen.
22. Aufbereitetes WasserAufbereitetes Wasser, auch „aufbereitetes Wasser“ oder „recyceltes Wasser“ genannt, ist Abwasser, das aufbereitet wurde, um bestimmte Qualitätsstandards für nicht trinkbare Zwecke zu erfüllen. Qualitativ liegt es zwischen Trinkwasser und unbehandeltem Abwasser. Aufbereitetes Wasser kann zur Bewässerung, für industrielle Prozesse oder zur Kühlung verwendet werden, ist aber nicht zum Trinken geeignet.
23. Organische VerschmutzungOrganische Verschmutzung bezieht sich auf natürliche organische Substanzen wie Kohlenhydrate, Proteine, Aminosäuren und Fette sowie bestimmte biologisch abbaubare synthetische organische Verbindungen. Sie stammt hauptsächlich aus häuslichem Abwasser und industriellen Abwässern.
24. Konzentrationspolarisation: Konzentrationspolarisation tritt bei der Umkehrosmose auf, wenn sich Salz an der Membranoberfläche konzentriert und einen Konzentrationsgradienten erzeugt. Bei niedriger Durchflussrate behindert die hohe Salzkonzentration an der Membranoberfläche die Diffusion und beeinträchtigt die Systemeffizienz.
25. Schwebstoffe (SS): Schwebstoffe sind feste Partikel, darunter anorganische und organische Stoffe, Schlamm, Ton und Mikroorganismen, die im Wasser schweben. Die Schwebstoffkonzentration ist ein Indikator für die Wasserverschmutzung und wird durch Trocknen der Rückstände auf einem Filterpapier bei Temperaturen zwischen 103 und 105 °C gemessen. Die Einheit ist mg/l.
26. BelüftungBelüftung ist der Prozess, bei dem Sauerstoff (O2) aus der Luft ins Wasser übertragen wird, um die mikrobielle Aktivität zu unterstützen. Sie ist wichtig, um Mikroorganismen wie Belebtschlamm mit gelöstem Sauerstoff zu versorgen und so ihre Stoffwechselprozesse zu erleichtern.
27. Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB): Der BSB bezeichnet die Menge an gelöstem Sauerstoff, die Mikroorganismen unter bestimmten Bedingungen zum Abbau organischer Stoffe im Wasser verbrauchen. Er wird üblicherweise über fünf Tage bei 20 °C gemessen (BSB5) und in mg/l angegeben.
28. Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB): Der CSB misst die Sauerstoffmenge, die zur Oxidation organischer Verbindungen im Abwasser unter kontrollierten Bedingungen mit einem starken Oxidationsmittel benötigt wird. Als Oxidationsmittel wird üblicherweise Kaliumdichromat verwendet. Das Ergebnis wird in mg/l angegeben.
29. Wasserschlag: Ein Wasserschlag, auch hydraulischer Schock genannt, tritt auf, wenn sich der Wasserfluss plötzlich ändert, z. B. wenn ein Ventil abrupt schließt oder eine Pumpe plötzlich stoppt. Dies führt zu schnellen Druckschwankungen, die Rohre und Geräte beschädigen können.
30. Adsorption: Adsorption ist ein Verfahren, bei dem Schadstoffe durch ein poröses Feststoffmaterial aus dem Abwasser entfernt werden. Die Schadstoffe werden an der Oberfläche des Adsorbens angezogen und festgehalten, wodurch das Wasser effektiv gereinigt wird.
31. Enzyme: Enzyme sind biologische Katalysatoren, die von lebenden Organismen produziert werden. Sie bestehen hauptsächlich aus Proteinen und beschleunigen biochemische Reaktionen. Sie spielen daher eine entscheidende Rolle in biologischen Prozessen.
32. Abwasser: Abwasser bezeichnet durch menschliche Aktivitäten verunreinigtes Wasser, darunter Haushalts-, Industrie- und Landwirtschaftsabfälle. Es handelt sich um Wasser, das verwendet wurde und für seinen ursprünglichen Zweck nicht mehr geeignet ist.
33. Abwasserbehandlung: Abwasserbehandlung Dabei werden verschiedene Methoden und Technologien eingesetzt, um Schadstoffe aus Abwasser zu entfernen und es für die Einleitung oder Wiederverwendung vorzubereiten. Ziel ist es, Schadstoffe abzutrennen, nutzbare Materialien zu recyceln oder in unschädliche Substanzen umzuwandeln.
34. Abwasserwiederverwendung: Abwasserwiederverwendung bezeichnet den Prozess der Abwasseraufbereitung, um eine Wiederverwendung in industriellen oder häuslichen Anwendungen wie Bewässerung, Kühlung oder für nicht trinkbare Zwecke zu ermöglichen. Dies wird auch als Wasserrückgewinnung bezeichnet.
35. Skala: Kalkablagerungen bilden sich bei schlechter Wasserqualität und führen mit der Zeit zu festen Ablagerungen auf Wärmetauscherflächen. Dies geschieht, wenn gelöste Mineralien im Wasser ausfallen und an Oberflächen haften bleiben, was die Effizienz der Anlage beeinträchtigt.
36. Schlamm: Schlamm besteht aus festen Partikeln, die im Wasser suspendiert oder abgesetzt sind, wie z. B. Sedimente oder Rückstände aus chemischen Prozessen. Er entsteht bei der Wasseraufbereitung und muss ordnungsgemäß entsorgt oder weiterbehandelt werden, um Umweltbelastungen zu vermeiden.
37. Eisen, Mangan und Aluminium: Geringe Mengen Eisen, Mangan und Aluminium können zu Verfärbungen, Ablagerungen und Geruchsbildung im Wasser führen. Reduziertes Eisen ist wasserlöslich, oxidiert jedoch bei Kontakt mit Luft und bildet unlösliche Partikel, die Membranen verstopfen und Ablagerungen verursachen können.
38. Gereinigtes WasserGereinigtes Wasser ist Wasser, das gefiltert wurde, um Verunreinigungen wie Salze und schwache Elektrolyte wie Kieselsäure und Kohlendioxid zu entfernen. Der Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) liegt typischerweise unter 1,0 mg/l und die Leitfähigkeit unter 3 µS/cm.
39. Reinstwasser: Ultrareines Wasser ist Wasser, aus dem nahezu alle gelösten Feststoffe und Verunreinigungen, einschließlich Kolloide, Gase, organische Stoffe und Ionen, entfernt wurden. Es wird in hochpräzisen Industrien wie der Halbleiterherstellung eingesetzt. Der TDS-Wert liegt unter 0,1 mg/l und die Leitfähigkeit unter 0,1 µS/cm.
40. Destilliertes WasserDestilliertes Wasser wird durch Erhitzen von Wasser zu Dampf und anschließendes Kondensieren des Dampfes zu flüssigem Wasser hergestellt. Destilliertes Wasser hat typischerweise eine Leitfähigkeit von etwa 10 µS/cm. Redestilliertes Wasser, das durch mehrfache Destillation gewonnen wird, kann eine Leitfähigkeit von nur 1 µS/cm aufweisen.
41. KalkhemmerEin Kalkinhibitor ist ein chemischer Wirkstoff, der unlösliche anorganische Salze in Wasser dispergiert und so deren Ausfällung und Ablagerung auf Metalloberflächen verhindert oder unterbricht. Er trägt zur Aufrechterhaltung der Wärmeübertragungseffizienz von Metallgeräten bei, indem er die Kalkbildung reduziert.
42. Ionenaustauscherharz: Ionenaustauscherharze sind unlösliche, hochmolekulare Polymere mit funktionellen Gruppen, die Ionen austauschen können. Diese Harze, typischerweise in Kugelform, erleichtern den Ionenaustausch zwischen Wasser und Harz und sind daher in Wasseraufbereitungsprozessen wirksam.
43. Ion: Ein Ion ist ein Atom oder Molekül, das ein oder mehrere Elektronen gewonnen oder verloren hat, wodurch ein geladenes Teilchen entsteht. Dieser Prozess, bekannt als Ionisierung, tritt auf, wenn Atome eine stabile Elektronenkonfiguration erreichen, typischerweise mit 8 Elektronen in ihrer äußeren Schale (oder 2 bei Helium). Ionen werden als Kationen (positiv geladen) oder Anionen (negativ geladen) klassifiziert und verbinden sich zu neutralen Verbindungen wie Natriumchlorid, das aus Natrium- und Chloridionen besteht.
44. Wasserproduktionsrate: Die Wasserproduktionsrate (oder der Wasserfluss) bezeichnet die Wassermenge, die pro Zeiteinheit durch eine Umkehrosmosemembran fließt. Sie wird üblicherweise in Tonnen pro Stunde (t/h) oder Gallonen pro Tag (g/d) angegeben.
45. Elektrodeionisation (EDI): Elektrodeionisation (EDI) ist eine fortschrittliche Wasseraufbereitungstechnologie, die in den 1990er Jahren entwickelt wurde und Elektrodialyse und Ionenaustausch kombiniert. EDI nutzt Ionenaustauschmembranen zum selektiven Ionentransport und Ionenaustauschharze zur weiteren Entfernung von Ionen unter dem Einfluss eines Gleichstromfelds. Dieses Verfahren erzeugt effektiv ultrareines Wasser durch die Entfernung gelöster Salze und die Regeneration des Harzes ohne den Einsatz von sauren oder alkalischen Chemikalien.

Erklärung des grundlegenden Prozesses der Reinwasseraufbereitung

➣Grobfiltration

Grobfiltration bezeichnet eine mechanische Filterung zur Entfernung von Schwebstoffen, Kolloiden, Trübungen, Verfärbungen und Gerüchen aus dem Wasser. Gängige Methoden sind Klärbecken, Schnellsandfilter, Mehrschichtfilter, Aktivkohlefilter, Scheibenfilter und hocheffiziente Faserfilter.

➣Feinfiltration

Bei der Feinfiltration kommen spezielle Filtermembranen mit höherer Präzision zum Einsatz. Gängige Typen sind Mikrofiltrationsmembranen und Filterkartuschen.

➣Ultrafiltration

Ultrafiltration ist ein Membranfiltrationsverfahren, das große Moleküle, Kolloide, Bakterien und andere Verunreinigungen entfernt. Es filtert hochwirksam Partikel heraus, entfernt jedoch keine Ionen aus dem Wasser und ist daher für die Entsalzung ungeeignet. 

Ultrafiltration wird typischerweise als Vorbehandlung für die Umkehrosmose oder in manchen Systemen auch zur Nachbehandlung eingesetzt. Sie arbeitet mit Tangentialströmung und druckbetriebener Filtration und trennt Partikel nach ihrer Molekülgröße. 

Die Porengröße von Ultrafiltrationsmembranen Die Partikelgröße liegt zwischen 0,002 und 0,1 Mikrometer. Sie entfernt Kolloide, Schwebstoffe, makromolekulare organische Verbindungen, Bakterien, Viren und Protozoen, lässt aber kleinere Moleküle und gelöste Substanzen passieren.

➣Umkehrosmose (RO)

Umkehrosmose (RO) ist eine in den 1960er Jahren entwickelte Membrantrenntechnologie. Dabei wird Rohwasser unter hohem Druck durch eine halbdurchlässige Membran gepresst, die Lösungsmittel von gelösten Stoffen trennt. Das Wasser bewegt sich dabei von einer hohen zu einer niedrigen Konzentration. 

RO entfernt Bakterien, Viren, Kolloide, organische Verbindungen und über 98% gelöste Salze. Es zeichnet sich durch niedrige Betriebskosten, einfache Bedienung, hohe Automatisierung und stabile Wasserqualität aus. Im Vergleich zu anderen Wasseraufbereitungsmethoden bietet RO mehrere entscheidende Vorteile und wird in verschiedenen Branchen eingesetzt.

Hauptvorteile von RO:

• Arbeitet bei Raumtemperatur mit einer physikalischen Methode ohne Phasenänderungen, um Wasser zu entsalzen und zu reinigen.
• Die neuesten ultradünnen Verbundmembranen können Entsalzungsraten von über 99,5% erreichen und auch Kolloide, organische Verbindungen, Bakterien und Viren entfernen.
• Die Wasseraufbereitung basiert auf Druck und ist daher eine der energieeffizientesten Methoden.
• Es sind keine großen Mengen an Chemikalien oder Säure-/Basen-Regenerationsbehandlungen erforderlich, sodass weder chemische Abfälle freigesetzt werden noch die Umwelt verschmutzt wird.
• RO-Systeme können kontinuierlich betrieben werden, sind einfach zu warten und sorgen für eine stabile Produktwasserqualität.
• Durch die hohe Automatisierung wird der Betriebs- und Wartungsaufwand reduziert.
• Platzsparend mit kleiner Stellfläche.
• Vielseitig im Umgang mit verschiedenen Wasserqualitäten, einschließlich Brackwasser, Meerwasser und Süßwasser mit geringem Salzgehalt.

➣Ionenaustausch

Ionenaustausch beinhaltet den Austausch von Ionen im Wasser durch Ionen aus Ionenaustauscherharzen. Beim Kationenaustausch werden Kationen im Wasser durch Wasserstoffionen ersetzt, während beim Anionenaustausch Anionen durch Hydroxidionen ersetzt werden. 

A Mischbett-Ionenaustauschsystem Kombiniert Kationen- und Anionenharze in derselben Säule und bietet so eine bessere Wasserqualität als separate Kationen- und Anionenbetten. Das Mischbettsystem erzeugt hochreines Wasser durch sofortige Neutralisierung ausgetauschter Ionen. Dies führt zu einer sehr geringen Leitfähigkeit und extrem reinem Wasser.

➣Elektrodeionisation (EDI)

EDI ist eine fortschrittliche Wasseraufbereitungstechnologie, die Elektrodialyse und Ionenaustausch kombiniert, um eine Deionisierung ohne den Einsatz von Chemikalien zur Regeneration zu erreichen. Das System nutzt elektrische Felder, um die Ionenwanderung durch Ionenaustauschmembranen zu fördern und so kontinuierlich hochreines Wasser zu produzieren. EDI bietet folgende Vorteile:

• Es kann kontinuierlich ultrareines Wasser produzieren, das bestimmten Qualitätsstandards entspricht.
• Es ist keine chemische Regeneration erforderlich, daher ist es umweltfreundlich und es entstehen keine chemischen Abfälle.
• Kompaktes Design, das weniger Platz benötigt und niedrige Betriebs- und Wartungskosten verursacht.
• EDI-Systeme werden vor der Auslieferung vorab in Betrieb genommen, was die Installation und Inbetriebnahme vereinfacht.
• Die Bedienung ist einfach, der Arbeitsaufwand gering und der Schulungsaufwand minimal.

Hersteller gängiger Membranen zur Wasseraufbereitung

-Ultrafiltrationsmembranen (UF)

• KOCH (USA)
• Norit (Niederlande)
• Shanghai Huaneng Membran (China)

-Umkehrosmose (RO)-Membranen

• Hydranautics (USA)
• Dow (USA)
• KOCH (USA)
• General Electric (GE) (USA)
• Toray (Japan)
• Sepro (Südkorea)

-Elektrodeionisation (EDI)

• General Electric (GE) – E-CELL (USA)
• IONPURE (USA)
• Electropure (USA)
• CANPURE (Kanada)
• Zhejiang Dongda (China)

NEWater ist als professioneller Hersteller, Lieferant und Lösungsanbieter für Wasseraufbereitungsanlagen der Qualität unserer Produkte und einem guten Ruf in der Branche verpflichtet. Wir arbeiten mit international renommierten Marken zusammen, um unser Angebot weiter zu verbessern.

Dank unserer eigenen Fertigungsvorteile und Chinas starker Position als führender Produktionsstandort können wir nicht nur erstklassige Membranen namhafter globaler Lieferanten, sondern auch hochwertiges und kostengünstiges Membranzubehör aus China anbieten. Für weitere Informationen und Preisanfragen kontaktieren Sie uns gerne.

Gängige Wasseraufbereitungsverfahren

💧Grundwasser als Rohwasser

Sandfilter + Präzisionsfilter + Umkehrosmose (RO) + Mischbett oder EDI

💧Kommunales Leitungswasser als Rohwasser

Sandfilter + Aktivkohlefilter + Präzisionsfilter + RO + Mischbett oder EDI

💧Oberflächenwasser als Rohwasser

• Option 1: Multimedia-Filter + Aktivkohlefilter + Präzisionsfilter + RO + Mischbett oder EDI
• Option 2: Multimediafilter (oder andere Filtermethoden) + Ultrafiltration + Präzisionsfilter + RO + Mischbett oder EDI
• Option 3: Scheibenfilter + Ultrafiltration + Präzisionsfilter + RO + Mischbett oder EDI